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Effect of thinning intensity on understory herbaceous diversity and biomass in mixed coniferous and broad-leaved forests of Changbai Mountain

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Forest Ecosystems 2021年第4期8卷 713-725页

作者： Gerong Wang Yue Sun Mo Zhou Naiqian Guan Yuwen Wang Runhua Jiang Zhiyu Liu Mengjia Wu fucai xia Key Laboratory of State Forestry Administration on Conservation and Efficient Utilization of Precious and Rare Forest Resource in Changbai Mountain Forestry CollegeBeihua University132013 JilinChina West Campus of Hebei Agricultural University 2596 Lekai South StreetLianchi District071000 BaodingChina

Background:Herbs are an important part of the forest ecosystem,and their diversity and biomass can reflect the restoration of vegetation after forest thinning *** on the near-mature secondary coniferous and broad-leaved mixed forest in Jilin Province Forestry Experimental Zone,this study analyzed seasonal changes of species diversity and biomass of the understory herb layer after different intensities of ***:The results showed that although the composition of herbaceous species and the ranking of importance values were affected by thinning intensity,they were mainly determined by seasonal *** the entire growing season,the species with the highest importance values in thinning treatments included Carex pilosa,Aegopodium alpestre,Meehania urticifolia,and Filipendula palmata,which dominated the herb layer of the coniferous and broad-leaved mixed *** number of species,Margalef index,Shannon-Wiener index and Simpson index all had their highest values in May,and gradually decreased with *** index was roughly inverted“N”throughout the growing *** did not increase the species *** can promote the total biomass,above-and below-ground *** number of plants per unit area and coverage were related to the total biomass,above-and below-ground *** average height had a significantly positive correlation with herb biomass in May but not in ***,it exerted a significantly negative correlation with herb biomass in *** biomass in the same month increased with increasing thinning *** herb biomass,above-and below-ground biomass showed positive correlations with Shannon-Winner index,Simpson index and Pielou evenness index in ***:Thinning mainly changed the light environment in the forest,which would improve the plant diversity and biomass of herb layer in a short *** different thinning intensity had different effects on the diversity of understory

关键词： Selective thinning Mixed coniferous and broad-leaved forests Herbaceous plants Diversity Biomass

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糠椴木聚糖提取及纳米木聚糖制备工艺优化

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北华大学学报（自然科学版） 2024年第1期25卷 109-116页

作者：李慧杰孙金龙张鸣远王宏兴葛泽儒庞久寅夏富才吉林省木质材料科学与工程重点实验室(北华大学) 吉林吉林132013 梅河口市山城镇综合行政执法队吉林梅河口135022 长春净月经济开发区应急管理局吉林长春130000

采用碱提法从糠椴中提取木聚糖,通过二次碱液处理制备纳米木聚糖,采用响应面法优化纳米木聚糖制备工艺。结果显示:木聚糖提取最优工艺为碱液质量分数10%,处理温度90℃,处理时间3 h,固液比(g/mL)为1∶15,在此条件下,糠椴可有效提取木聚糖... 详细信息

采用碱提法从糠椴中提取木聚糖,通过二次碱液处理制备纳米木聚糖,采用响应面法优化纳米木聚糖制备工艺。结果显示:木聚糖提取最优工艺为碱液质量分数10%,处理温度90℃,处理时间3 h,固液比(g/mL)为1∶15,在此条件下,糠椴可有效提取木聚糖;制备纳米木聚糖的最佳工艺为处理温度59℃,处理时间2 h,碱液质量分数5%,在此条件下制备的纳米木聚糖粒径为9.36 nm,通过透射电子显微镜进一步确定纳米木聚糖粒径为20~40 nm,且形态规则,与纳米激光粒度仪Winner802的测试结果相吻合。本项研究提供了一种有效提取糠椴木聚糖和制备纳米木聚糖的方法,证明了响应面法在工艺参数优化中的可行性。

关键词：糠椴木聚糖响应面法纳米木聚糖工艺优化

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青藏高原高山区和泛北极地区种子植物多倍体比较

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生物多样性 2021年第11期29卷 1470-1480页

作者：张军彭焕文夏富才王伟北华大学林学院吉林吉林132013 中国科学院植物研究所系统与进化植物学国家重点实验室北京100093 中国科学院大学北京100049

多倍化是植物快速适应极端环境胁迫的一种重要机制。青藏高原高山区和泛北极地区具有相似的极端低温环境,且两地的植物曾有密切的交流和联系。然而,多倍体物种对两地植物区系生物多样性的贡献是否相同仍不清楚。我们系统地收集两地已有... 详细信息

多倍化是植物快速适应极端环境胁迫的一种重要机制。青藏高原高山区和泛北极地区具有相似的极端低温环境,且两地的植物曾有密切的交流和联系。然而,多倍体物种对两地植物区系生物多样性的贡献是否相同仍不清楚。我们系统地收集两地已有染色体数目和倍性报道的种子植物物种名录,共计1,770种,其中青藏高原高山区774种,泛北极地区996种;同时也相应地收集了每个物种的生活型信息。分析显示青藏高原高山区多倍体植物的比例为20.9%,泛北极地区多倍体植物比例为61.5%;青藏高原高山区一年生草本、多年生草本和木本植物中多倍体的比例分别为20.7%、21.6%和12.8%,泛北极地区一年生草本、多年生草本和木本植物中多倍体的比例分别为60.2%、65.5%和38.3%。这些结果表明泛北极地区比青藏高原高山区具有较高比例的多倍体物种。青藏高原高山植物区系在渐新世-中新世之交开始兴起,此时高原已达到一定高度,而后的高寒环境相对稳定,致使多倍体物种相对较少;而泛北极地区植物区系在3–4 Ma兴起,此后经历了冰期-间冰期、海平面波动等反复剧烈的气候环境变化,可能促进了大量的多倍化事件发生。本研究通过比较青藏高原高山区和泛北极地区植物多倍体物种的比例,揭示了两地多倍体比例差异的可能原因,将提高对多倍体适应极端环境的理解。

关键词：青藏高原泛北极地区多倍化生活型极端生境气候变化

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长白山次生林树种空间分布及环境解释

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林业科学 2008年第8期44卷 1-8页

作者：张春雨赵秀海夏富才北京林业大学省部共建森林培育与保护教育部重点实验室北京100083

分析次生林群落中12个树种的空间格局,阐述树木种群空间分布与环境因子间的关系。结果表明:1)大多数环境因子和树种都表现出显著的正空间自相关,即存在空间聚集性结构;2)空间变异分割表明,环境因子主要制约幼树和小树的空间分布,而对大... 详细信息

分析次生林群落中12个树种的空间格局,阐述树木种群空间分布与环境因子间的关系。结果表明:1)大多数环境因子和树种都表现出显著的正空间自相关,即存在空间聚集性结构;2)空间变异分割表明,环境因子主要制约幼树和小树的空间分布,而对大树影响较小;3)土壤水分和土壤pH值对树种分布影响较大,土壤营养(全氮、全磷和全钾)作用相对较小,土壤有机质、叶面积指数和光量子密度与树种空间变异之间无显著关系;4)在已知种群空间变异中,环境因子(包括环境变量单独解释部分、环境变量与空间变量交互作用部分)解释能力较低,而纯粹的空间变量(即空间变量单独解释部分)对种群空间变异具有较高的解释能力,说明一些未知的独立于环境因子的空间过程在树木种群空间格局的形成过程中发挥了重要作用。

关键词：局部Moran’s Ⅰ 变异分割环境解释空间自相关

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温带落叶林的植物物候特征及其对气候变化的响应

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生态环境学报 2012年第5期21卷 793-799页

作者：夏富才潘春芳赵秀海北华大学林学院吉林吉林132013 北京林业大学林学院北京100083

植被物候是气候变化对生物圈产生长期或短期影响的重要指示因子。气候变化已经明显改变了许多物种的营养生长和繁殖物候,尤其是在温带地区。研究温带森林物候变化及其对全球变暖的响应,对认识森林物种共存,协同进化以及森林保护和经营... 详细信息

植被物候是气候变化对生物圈产生长期或短期影响的重要指示因子。气候变化已经明显改变了许多物种的营养生长和繁殖物候,尤其是在温带地区。研究温带森林物候变化及其对全球变暖的响应,对认识森林物种共存,协同进化以及森林保护和经营等有重要意义。通过概述温带森林下物候研究的进展发现,光照和积温是影响木本植物展叶及繁殖物候的关键因素,林下层树木通过更早展叶,以尽量减少生长季林冠层遮阴对下层树木生长的影响,更早时期开花的树木具有从顶部向四周次第开花的时空格局,林冠层树种开花具有较好的同步性。而草本植物的物候通常受融雪时间和冠层动态的影响更大,并且,温带森林下不同生活史对策的草本植物的物候特征对气候变化的响应也不尽相同,存在明显的季节动态。繁殖物候、光照的季节变化、光合特征、授粉成功之间的联系决定了林下不同繁殖特性的草本植物的繁殖成功率。量化的、多指标、多对象的定位监测是精准物候研究的基础,物候变化的机理和建立可预测的物候模型将是未来研究的重点。

关键词：物候温带森林落叶林气候变化繁殖物候展叶物候

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地上竞争对林下红松生物量分配的影响

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生态学报 2012年第8期32卷 2447-2457页

作者：汪金松范秀华范娟张春雨夏富才北京林业大学省部共建森林培育与保护教育部重点实验室北京100083 北京林业大学理学院北京100083 北华大学林学院吉林132013

采用整株收获法研究林下红松地上、地下生物量分配特征及地上竞争对其生物量分配和生物量相对生长的影响。结果表明,(1)将整个树冠划分为等长的上、中、下三层,活枝生物量从上层到下层逐渐增加,而针叶生物量主要集中在树冠中下层且在中... 详细信息

采用整株收获法研究林下红松地上、地下生物量分配特征及地上竞争对其生物量分配和生物量相对生长的影响。结果表明,(1)将整个树冠划分为等长的上、中、下三层,活枝生物量从上层到下层逐渐增加,而针叶生物量主要集中在树冠中下层且在中下层的分布无显著差异(P>0.05),随着地下生物量逐渐增加,小细根(5 mm)所占比例逐渐增大;(2)地上竞争强度与胸径、树高呈显著指数相关(P0.05);(3)随着竞争强度增大,树干生物量占整株生物量的相对比例逐渐减小,而细根(小细根和粗细根)生物量相对比例逐渐增大,活枝、针叶及粗根生物量相对比例与竞争强度相关性并不显著(P>0.05);(4)红松根冠比均值为0.15且根冠比并不受地上竞争的影响,茎叶比与竞争强度的相关性亦不显著(P>0.05);(5)地上竞争显著影响红松地上各器官生物量的相对生长,且竞争强度与生物量呈显著负相关(P<0.001)。

关键词：林下红松地上竞争生物量分配相对生长

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不同重力条件下含铰间间隙空间机械臂PD~μ-SMC轨迹跟踪控制

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高技术通讯 2017年第4期27卷 342-350页

作者：刘福才夏威秦利侯甜甜郭宇燕山大学西校区工业计算机控制工程河北省重点实验室秦皇岛066004 北京交通大学海滨学院电子信息与控制工程系沧州061100

研究了重力对含铰间间隙空间机械臂的轨迹跟踪控制的影响。针对空间机械臂在安装、调试阶段处于地面重力环境,在应用过程中处于空间微重力环境,重力环境的改变会使得在地面设计、装配、调试好的控制器在空间应用时达不到良好的控制精度... 详细信息

研究了重力对含铰间间隙空间机械臂的轨迹跟踪控制的影响。针对空间机械臂在安装、调试阶段处于地面重力环境,在应用过程中处于空间微重力环境,重力环境的改变会使得在地面设计、装配、调试好的控制器在空间应用时达不到良好的控制精度和效果的问题,设计了不需被控对象模型的分数阶PD滑模控制器(PDμ-SMC)对含铰间间隙空间机械臂进行控制,并基于李亚普诺夫理论证明了渐近稳定性。仿真结果表明该控制策略能有效地抑制外部干扰,实现含铰间间隙空间机械臂在不同重力环境及存在外部扰动情况下仍然能对期望轨迹进行准确快速跟踪。

关键词：空间机械臂不同重力条件铰间间隙分数阶滑模控制器(SMC)

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阔叶红松林下6种早夏草本不同生长期生物量分配及模型构建

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生态学报 2017年第19期37卷 6523-6533页

作者：孙越何怀江李良宋彩民王峰洁夏富才北华大学林学院吉林132013 北京林业大学森林资源与生态系统过程北京市重点实验室北京100083 吉林省蛟河林业实验区管理局吉林132517

早夏草本植物作为阔叶红松林林下的一类优势物种,对整个生长季林下草本物种多样性和生物量具有重要影响,对其不同生长阶段生物量分配特征及生物量模型的研究有助于了解该类植物生存策略和碳汇储量。以吉林省蛟河地区阔叶红松林林下的白... 详细信息

早夏草本植物作为阔叶红松林林下的一类优势物种,对整个生长季林下草本物种多样性和生物量具有重要影响,对其不同生长阶段生物量分配特征及生物量模型的研究有助于了解该类植物生存策略和碳汇储量。以吉林省蛟河地区阔叶红松林林下的白花碎米荠(Cardamine leucantha)、北重楼(Paris verticillata)、鹿药(Smilacina japonica)、美汉草(Meehania fargesii)、山茄子(Anisodus acutangulus)和紫花变豆菜(Sanicula rubriflora)6种早夏草本植物为研究对象,从4月初到8月底对其物候期进行观察记录,定期取样,从而对6种植物不同生长时期各组分生物量分配特征,地上与地下生物量相对生长关系进行分析研究,并以株高级为自变量建立5种形式(一元线性模型、一元二次模型、指数模型、幂函数模型、对数模型)的单种和混种生物量模型,选取最优模型进行验证。结果表明,6种早夏草本植物花期一般开始于4月底结束于6月中旬,果期开始于5月底结束于8月中旬,不同植物的花、果期持续时间差异较大。生长期内,随着植物生长,株高、生物量和根冠比(R/S)变化明显,但变化趋势不一致。不同物种各组分生物量分配存在差异,用于繁殖的生物量分配比例较小,通常不超过5%。所有物种AGB和BGB间均具有明显的相对生长关系(P<0.0001),且均表现为异速生长(相关生长指数a≠1)。根据R^2和SEE选取最优生物量模型,其中幂函数模型形式最常用,其次是一元二次和指数模型。所有最优模型的R^2均较高且SEE较低,拟合效果较好,其中AGB和TB的最优模型要优于BGB,单种模型优于混种模型;通过验证,除混合模型BGB的RMA(30.679%)稍大于30%外,所有模型的RS、EE和RMA均小于30%,P值均大于80%,说明所建立的最优模型能够用来对该地区阔叶红松林林下早夏草本植物生物量进行估算。

关键词：早夏草本植物生物量分配根冠比(R/S) 生物量模型相对生长关系

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林木竞争对臭冷杉生物量分配的影响

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林业科学 2012年第4期48卷 14-20页

用不同高度树干直径建立并比较臭冷杉各器官生物量方程,分析林木竞争对臭冷杉地上、地下生物量分配的影响。结果表明:臭冷杉不同高度树干直径中,胸径是预测各器官生物量的最可靠变量;利用不同高度树干直径建立各器官生物量方程均会高估... 详细信息

用不同高度树干直径建立并比较臭冷杉各器官生物量方程,分析林木竞争对臭冷杉地上、地下生物量分配的影响。结果表明:臭冷杉不同高度树干直径中,胸径是预测各器官生物量的最可靠变量;利用不同高度树干直径建立各器官生物量方程均会高估小个体样木(直径≤10cm)的生物量,并且随着直径增大,预测误差也随之增大;臭冷杉地上生物量与地下生物量的比值(T/R)与树木年龄、单株生物量、整株生物量年均生长率及树高年均生长率间均没有显著相关性(P>0.05);随着竞争增强,臭冷杉树干生物量占单株生物量的比例逐渐减小,枝叶生物量比例逐渐增大,而粗根生物量比例则基本保持不变;胸径年均生长率、树高年均生长率及单株生物量年均生长率均随着竞争强度增大逐渐减小,而T/R值并不受林木竞争的影响。

关键词：生物量方程 T/R 生物量比例林木竞争臭冷杉

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吉林蛟河针阔混交林林下蚊子草不同生长期生物量及其分配特征

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应用与环境生物学报 2016年第6期22卷 1055-1062页

作者：孙越何怀江李良姚杰解蛰王峰洁夏富才北华大学林学院吉林132013 北京林业大学森林资源与生态系统过程北京市重点实验室北京100083 吉林省蛟河林业实验区管理局蛟河132517

研究林下草本植物不同生长期生物量分配及各组分相关生长关系对于揭示其生活史对策和生物量分配规律具有重要意义.利用2015年4月20日-8月30日11次生物量调查数据分析吉林蛟河地区针阔混交林下不同生长期蚊子草(Filipendula palmata)生... 详细信息

研究林下草本植物不同生长期生物量分配及各组分相关生长关系对于揭示其生活史对策和生物量分配规律具有重要意义.利用2015年4月20日-8月30日11次生物量调查数据分析吉林蛟河地区针阔混交林下不同生长期蚊子草(Filipendula palmata)生物量及其分配、地上和地下生物量相关生长关系,并选取5种模型形式构建株高与地上、地下和整株生物量的拟合方程,根据拟合优度(R2和SEE)筛选最优模型并进一步对其进行检验.结果表明:根冠比R/S在生长初期达到最大值(2.73),并随生长期增加逐渐降低,从5月20日后到生长末期趋于稳定(约为0.6).整个生长期内,蚊子草地上和地下生物量相关生长关系表现为无相关生长关系(4月20日-5月10日)—异速生长(5月10日-6月15日)—等速生长(6月15日-30日)—异速生长(6月30日-7月30日)—等速生长(7月30日-8月30日)的趋势.地上、地下和整株生物量的最优模型分别为幂函数形式(y=0.0067x^(1.4303))、二次方程形式(y=0.0005x^2-0.0141x+0.4380)和指数函数形式(y=0.3364e^(0.0437x)),经检验地上、地下和整株生物量最优模型均基本符合建模标准.本研究表明林下蚊子草在不同生长阶段地上和地下生物量的分配规律及其相关生长关系是不一致的,这是植物对环境适应的结果,保证其在不同环境条件下维持正常的营养生长和生殖生长.

关键词：蚊子草生物量分配根冠比生物量模型相关生长关系

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