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基于二元水循环效率提升的城市湿地修复策略

生态学报 2024年第4期44卷 1468-1475页

作者：杨永峰李罡赵玮徐卫刚国家林业和草原局林草调查规划院/海南三亚城市生态系统定位观测研究站北京100714 安徽建筑大学建筑与规划学院合肥230022 美国佛罗里达海湾海岸大学大沼泽湿地研究中心那不勒斯34114 中国科学院地理科学与资源研究所生态系统网络观测与模拟重点实验室中国生态系统研究网络综合中心北京100101 中国林业科学研究院生态保护与修复研究所北京100091

城市湿地对人地系统的水循环调节起着关键作用。随着城市的发展,水资源短缺问题日益突出,探讨湿地在缓解城市水资源危机中的作用具有重要意义。基于“自然-社会”二元水循环理论,综合分析了我国城市用水量在全国总用水量占比急剧增加的... 详细信息

城市湿地对人地系统的水循环调节起着关键作用。随着城市的发展,水资源短缺问题日益突出,探讨湿地在缓解城市水资源危机中的作用具有重要意义。基于“自然-社会”二元水循环理论,综合分析了我国城市用水量在全国总用水量占比急剧增加的现状,以及城市水循环效率低下的重点问题;基于城市水循环途径的取水、输水、用水、排水和回水五个阶段,系统提出湿地的保护恢复有助于改善城市水资源利用状况,增强城市湿地空间优化配置和水资源可持续利用的协同效应;充分考虑城市生态空间整体优化及湿地布局,全面阐释在城市国土空间规划指导下,通过增加城市水循环中社会水回归容量和缩短社会水回归距离,提升城市水循环效率,充分发挥湿地生态工程对城市水循环优化的调控作用;最后,兼顾城市中长期规划发展的协调性、适应性,探讨了湿地保护修复以提升水循环效率的策略,包括多功能水源地建设、缩短汇水距离、多级净水、营建小微湿地以及构建自循环理念的再生系统等具体措施,为城市湿地资源空间规划的整体布局提供重要依据,对促进城市水资源可持续利用和建设人与自然和谐共生的韧性城市具有重要意义。

关键词：城市湿地水资源二元水循环保护修复策略研究

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香杨和大青杨木材挥发性化合物对比分析

林业科学 2024年第1期60卷 103-110页

作者：沈乐褚延广张伟溪张静张腾倩李政宏丁昌俊苏晓华林木遗传育种全国重点实验室、国家林业局林木培育重点实验室、中国林业科学研究院林业研究所北京100091

【目的】对比分析香杨和大青杨木材挥发性成分、香气构成及其关键药用活性物质,为提升杨树木材附加值、生产保健型杨树木制品提供理论基础。【方法】利用固相微萃取采集样品挥发性物质,将采集的样品导入气相色谱质谱联用仪(GCMS)进行成... 详细信息

【目的】对比分析香杨和大青杨木材挥发性成分、香气构成及其关键药用活性物质,为提升杨树木材附加值、生产保健型杨树木制品提供理论基础。【方法】利用固相微萃取采集样品挥发性物质,将采集的样品导入气相色谱质谱联用仪(GCMS)进行成分分离和检测,通过气味阈值与物质相对含量计算其气味活度值。在中药系统药理学数据库和分析平台(TCMSP)数据库中查询已鉴定的挥发性成分,选择口服生物利用度(OB)≥5%、类药性(DL)≥0.14的物质作为主要活性成分,并获得相关靶点和相关疾病信息。【结果】香杨木材比大青杨木材检测出更多挥发性有机化合物(VOCs)和香气化合物,且有较多药用活性成分。香杨和大青杨木材粉末中分别检测出18和16种化学成分,其中包括醇类、烷烃类、醛类、酮类和酯类等物质。香杨木材挥发性物质中检索到8种香气化合物,包括7种关键香气化合物和1种潜在香气化合物,其香气特征表现为黄油、清香、脂香、蘑菇、香草、树脂、花香、清香;大青杨木材挥发性物质中检索到5种香气化合物,且均为关键香气化合物。除黄油、清香、脂香等怡人气味特征外,大青杨木材中关键气味化合物2-己酮的气味较为刺鼻。香杨和大青杨木材共有挥发性成分中包括5种药用成分,分别为乙偶姻、己醛、4,6-二甲基-十二烷、3-辛酮、十四烷;香杨木材挥发物中特有的药用成分有4种,分别为2,3-丁二醇、1-辛基-3-醇、1-己醇、β-柏木烯;大青杨木材挥发物中特有的药用成分有2种,分别为十五烷醛和1-十六烷醇,其中1-十六烷醇是人体健康的有效关键成分。【结论】香杨木材挥发物中具有更多香气化合物和药用活性成分。大青杨木材中关键性气味化合物2-己酮气味较为刺鼻,可能对室内环境和人体存在潜在危害。香杨木材有更清新的香气特征且挥发物中含较多对人体健康有益的药用成分,可作为保健型木材生产的候选树种。

关键词：香杨大青杨木材挥发物气味活度值药用活性成分

松材线虫入侵对湖北三峡地区马尾松林水源涵养能力的影响

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林业科学研究 2024年第1期37卷 10-20页

作者：宋学雨简尊吉王少博党英侨魏可王小艺肖文发中国林业科学研究院森林生态环境与自然保护研究所国家林业和草原局森林保护学重点实验室北京100091

[目的]为了探讨松材线虫入侵后松林枯落物层和土壤层水源涵养能力的变化趋势。[方法]以湖北三峡地区松材线虫入侵不同年限(0 a(未入侵)、6 a、10 a和16 a)的马尾松林为对象,采用环刀法、烘干法与室内浸泡法对林分地表枯落物和土壤层水... 详细信息

[目的]为了探讨松材线虫入侵后松林枯落物层和土壤层水源涵养能力的变化趋势。[方法]以湖北三峡地区松材线虫入侵不同年限(0 a(未入侵)、6 a、10 a和16 a)的马尾松林为对象,采用环刀法、烘干法与室内浸泡法对林分地表枯落物和土壤层水源涵养能力进行了测定,并结合枯落物有效拦蓄量和土壤有效蓄水量定量比较林分枯落物层和土壤层的水源涵养能力在松材线虫入侵不同年限间的变化趋势。[结果]表明:(1)松材线虫入侵不同年限间马尾松林枯落物蓄积量、有效拦蓄量和最大持水量均无显著差异(P>0.05),枯落物总厚度为3.47~5.34 cm,总蓄积量为6.11~9.62 t·hm^(−2),枯落物有效拦蓄量为9.71~14.77 t·hm^(−2)。(2)松材线虫入侵不同年限间马尾松林土壤含水量、土壤密度、非毛管孔隙度存在显著差异(P未入侵(191.85 t·hm^(−2))>入侵16 a(182.64 t·hm^(−2))>入侵6 a(121.86 t·hm^(−2)),入侵6 a林分综合蓄水量显著低于其他林分。[结论]湖北三峡地区马尾松林受松材线虫入侵的持续危害后,短期内枯落物层和土壤层持水能力下降,随年限增加林分水源涵养能力逐渐恢复。因此,今后应加强松材线虫入侵的防控力度,以维持和尽快恢复三峡地区马尾松林水源涵养功能。

关键词：松材线虫枯落物土壤水源涵养马尾松

野外-城市界域森林火险时空演变趋势及火险等级划分

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生态学报 2024年第14期44卷 6232-6242页

作者：莫凡郭慧裴顺祥吴迪吴莎辛学兵中国林业科学研究院华北林业实验中心北京九龙山暖温带森林国家长期科研基地北京102300

野外-城市界域(WUI)人类活动密集,火灾风险极大,在该区域进行森林火险的合理性评价和时空演变趋势分析,对保护区域生态环境和社会经济可持续发展具有重要意义。以北京近郊九龙山林场为研究对象,基于相关火险驱动因子指标数据,运用层次... 详细信息

野外-城市界域(WUI)人类活动密集,火灾风险极大,在该区域进行森林火险的合理性评价和时空演变趋势分析,对保护区域生态环境和社会经济可持续发展具有重要意义。以北京近郊九龙山林场为研究对象,基于相关火险驱动因子指标数据,运用层次分析法评估研究区2004、2009、2014、2019年森林火险指数,通过Theil-Sen Median趋势分析、全局莫兰指数和局部莫兰指数分析探究森林火险指数的变化趋势及空间聚集性,并基于历史火情数据和地理探测器模型验证火险区划的合理性和准确性。结果表明:(1)九龙山林场内火险指数整体的集聚特征变化较大,61.58%的区域火险指数不显著增加,5.62%的区域微显著增加,32.80%区域为不显著减少和微显著减少。(2)森林火险指数空间上呈正相关,森林火险高值聚集区域分布于东部低海拔地区,在研究时间段内面积减少4.89%,低值聚集区域分布于西部高海拔地区,面积减少2.19%。(3)森林火险区划结果显示,九龙山林场森林高火险区域面积占比最小,主要分布于研究区中部,由于人类活动的影响,高火险区覆盖范围扩大。(4)区划合理性验证结果显示,研究区森林火险等级空间分异性较好,与实际火点分布具有高度一致性。研究结果较好的反应了研究区森林火险时空格局变化,为九龙山林场进一步合理规划防火设施布局,加强火险管控力度,完善防火应急能力奠定数据基础,提示管理部门应加强防火宣传,以最大限度发挥九龙山的生态环境效益,保障林区周边人民生命财产安全。

关键词：森林火险指数空间相关性时空演变趋势火险区划合理性评价

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生物质基整体式催化微反应器研究进展

复合材料学报 2024年第6期41卷 2874-2899页

作者：姚思思郭登康李景鹏江泽慧国家林业和草原局竹子研究开发中心浙江省竹子高效加工重点实验室杭州310012 国际竹藤中心国家林业和草原局竹藤科学与技术重点实验室北京100102

天然生物质材料因其来源广泛、固碳能力强、机械强度较高、可再生性、环境友好性以及其具有的独特精细构造、化学组成,在多相催化领域备受青睐。生物质材料固有的孔道系统和化学组分既可以提升化学反应速率,又可以与催化剂复合参与到多... 详细信息

天然生物质材料因其来源广泛、固碳能力强、机械强度较高、可再生性、环境友好性以及其具有的独特精细构造、化学组成,在多相催化领域备受青睐。生物质材料固有的孔道系统和化学组分既可以提升化学反应速率,又可以与催化剂复合参与到多相催化反应中。本文简述了竹、木和藤材等生物质材料作为催化剂载体的资源优势、结构优势和化学优势,综述了生物质基整体式催化微反应器的基本概念、催化剂类型与催化剂的复合策略与机制、催化活性与失效机制及其在水处理、能源产生、化学合成、Fischer-Tropsch合成、生物分析等先进功能领域的研究进展。最后,针对目前研究的局限性及存在的问题,在复合策略优化、功能催化剂设计、结构调控提升和稳定性能改善等方面对生物质基整体式催化微反应器未来发展趋势进行了展望,以期为“双碳”战略目标下生物质复合材料功能界面构建与高效利用提供全新的科学思路与技术借鉴。

关键词：生物质复合材料催化剂微反应器纳米材料

宝天曼8种阔叶树木材密度的解剖学决定因素及其与叶性状的协同与权衡

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林业科学 2024年第4期60卷 62-70页

作者：杭宇杰陈志成王林牛保亮刘松松于博王晓刘世荣山西农业大学林学院晋中030801 国家林业和草原局森林生态环境重点实验室、中国林业科学研究院森林生态环境与自然保护研究所北京100091 河南宝天曼森林生态系统国家野外科学观测研究站南阳474350 河南内乡宝天曼国家级自然保护区管理局内乡474350

【目的】探究影响木材密度的解剖学机制,揭示茎叶解剖和生理性状的协同与权衡关系,有助于阐明不同树种适应环境的生理生态机制。【方法】选择宝天曼天然林中常见的8种落叶阔叶树,测定木材密度、木质部导管及纤维等解剖性状、叶片压力-... 详细信息

【目的】探究影响木材密度的解剖学机制,揭示茎叶解剖和生理性状的协同与权衡关系,有助于阐明不同树种适应环境的生理生态机制。【方法】选择宝天曼天然林中常见的8种落叶阔叶树,测定木材密度、木质部导管及纤维等解剖性状、叶片压力-容积曲线参数等21个茎叶性状,探究决定木材密度的解剖学性状,分析茎叶性状的协同和权衡关系。【结果】1) 8个树种的木材密度与组成木质部的导管、薄壁组织和纤维组织这3大组织的比例都不相关,更多受到纤维细胞性状的影响。2)对木材密度影响最大的木质部性状是纤维细胞腔占横截面的比例,其次是纤维细胞壁占纤维细胞的比例、纤维细胞壁厚与腔直径比、纤维细胞壁厚度等性状。3)木材密度与叶片单叶面积、失膨压时相对含水量和弹性模量呈负相关。4)失膨压时相对含水量与导管水力直径、最大导管直径、平均导管直径、纤维细胞腔面积、纤维细胞腔直径呈正相关;与导管密度、纤维细胞壁厚与腔直径比、纤维细胞壁占横截面比例呈负相关。【结论】木材密度主要由纤维细胞性状决定,而非导管和薄壁组织性状;高的叶片忍耐失水能力耦合于致密的茎纤维细胞和木材密度。

关键词：木材密度功能性状木质部解剖纤维性状失膨压时相对含水量

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千岛湖坡地地表径流氮磷流失及生态拦截控制

环境科学学报 2024年第3期44卷 150-156页

作者：蔺星娜李惋瑾尹园丰邵学新吴明张龙中国林业科学研究院亚热带林业研究所杭州湾湿地生态系统定位观测研究站杭州311400 宁夏回族自治区水土保持监测总站银川750000 安徽师范大学生态与环境学院芜湖241000

千岛湖是我国华东地区的重要水源地,明确该区周边坡地地表径流的氮、磷流失特征,探究生态拦截带/沟对坡地地表径流氮、磷流失的控制效果,对保障长三角地区的水生态安全至关重要.以千岛湖4种典型坡地(茶园P1、油茶×茶树混交P2、果园P3... 详细信息

千岛湖是我国华东地区的重要水源地,明确该区周边坡地地表径流的氮、磷流失特征,探究生态拦截带/沟对坡地地表径流氮、磷流失的控制效果,对保障长三角地区的水生态安全至关重要.以千岛湖4种典型坡地(茶园P1、油茶×茶树混交P2、果园P3和农田P4)为研究对象,分别收集了生态拦截带/沟建设前、后4种坡地在中雨、大雨、暴雨3种自然降雨下的地表径流,测定了水体总氮、总磷、铵氮和硝态氮含量,分析了坡地地表径流氮、磷含量在不同坡地利用、不同雨量及生态拦截带/沟建设前后的差异.结果表明:①坡地地表径流氮、磷含量由大到小依次为:P2、P3、P1、P4;②随着日降雨量的增加,坡地地表径流总氮含量增加,暴雨条件下地表径流的总磷含量显著高于大雨和中雨条件;③生态拦截带/沟能减少坡地地表径流70%以上的总氮含量和90%以上的总磷含量.目前千岛湖周边坡地地表径流氮、磷含量超标,可通过布设生态拦截带/沟、并配置乡土水生植物,减少地表径流氮、磷的直接入湖量,保障千岛湖的水生态安全.

关键词：千岛湖坡地利用地表径流氮磷流失生态拦截

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暗影饰皮夜蛾线粒体基因组全序列测定与分析

浙江农林大学学报 2024年第4期41卷 724-734页

作者：李妍舒金平华克达张亚波应玥张威中国林业科学研究院亚热带林业研究所浙江杭州311400 杭州市富阳区农业农村局浙江杭州311400

【目的】对薄壳山核桃Carya illinoensis害虫暗影饰皮夜蛾Garella ruficirra线粒体基因组进行测序和分析,并在基因组水平上探讨其在夜蛾科Noctuidae中的分类地位,为探索夜蛾科昆虫的系统发育关系以及演化进程提供参考。【方法】利用二... 详细信息

【目的】对薄壳山核桃Carya illinoensis害虫暗影饰皮夜蛾Garella ruficirra线粒体基因组进行测序和分析,并在基因组水平上探讨其在夜蛾科Noctuidae中的分类地位,为探索夜蛾科昆虫的系统发育关系以及演化进程提供参考。【方法】利用二代测序技术从头组装获取暗影饰皮夜蛾的线粒体基因组,并对线粒体基因组结构特点和碱基组成进行分析;同时,采用最大似然法和贝叶斯法联合构建了夜蛾科5个属、12个种的线粒体基因组系统发育树,分析暗影饰皮夜蛾在夜蛾科中的系统发育地位。【结果】暗影饰皮夜蛾线粒体基因组全长共为15294 bp,其中包括13个蛋白质编码基因、22个转运RNA基因、2个核糖体RNA基因以及鳞翅目Lepidoptera昆虫典型的腺嘌呤(A)+胸腺嘧啶(T),即A+T富含区,该区域的A+T含量为80.53%,具有明显的AT偏向性。暗影饰皮夜蛾的基因排列顺序为trnM-trnI-trnQ,与包括夜蛾科昆虫在内的大多数鳞翅目昆虫基因排列次序相符。13个蛋白质编码基因的起始密码子全部为ATN。22个tRNA基因中除trnS1的DHU臂缺失,其余均为典型的三叶草结构。对线粒体基因组研究发现:夜蛾科5个属之间,Garella与皮夜蛾属Nycteola亲缘关系最近,与饰夜蛾属Pseudoips亲缘关系最远。【结论】暗影饰皮夜蛾的线粒体基因组中出现了基因重排的现象,系统发育关系支持暗影饰皮夜蛾和Garella musculana聚为1个分支。

关键词：暗影饰皮夜蛾线粒体基因组系统发育关系基因重排

巨桉EgrGBF1基因的克隆和表达模式分析

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热带亚热带植物学报 2024年第2期32卷 247-256页

作者：陈珊珊张昊楠王晓萍周芳萍刘关君范春节东北林业大学哈尔滨150040 中国林业科学研究院林木遗传育种全国重点实验室北京100091 中国林业科学研究院热带林业研究所国家林业和草原局热带林木培育重点实验室广州510520

G-box结合蛋白(GBF)是一类能够识别并结合G-box的转录因子,广泛参与植物基因响应外界刺激的表达调控。通过巨桉(Eucalyptus grandis)初生生长到次生生长的转录组测序筛选出差异表达基因EgrGBF1,为探讨其在桉树生长发育中的功能,从巨桉... 详细信息

G-box结合蛋白(GBF)是一类能够识别并结合G-box的转录因子,广泛参与植物基因响应外界刺激的表达调控。通过巨桉(Eucalyptus grandis)初生生长到次生生长的转录组测序筛选出差异表达基因EgrGBF1,为探讨其在桉树生长发育中的功能,从巨桉中克隆了该基因,并进行了结构和进化分析。结果表明,EgrGBF1编码区长度为984 bp,编码327个氨基酸,存在2个转录本,分别命名为EgrGBF1α和EgrGBF1β。实时荧光定量PCR结果表明,EgrGBF1α和EgrGBF1β在不同组织中,不同激素、胁迫处理下的表达模式不同,EgrGBF1α主要在茎尖表达,沿节间向下表达量逐渐降低,而EgrGBF1β在韧皮部高表达,在节间的表达量无显著差异。在水杨酸和缺硼处理下,EgrGBF1α和EgrGBF1β的表达趋势相反。EgrGBF1α在缺磷处理168 h的表达量最高,而EgrGBF1β在处理6 h的表达量最高。因此,EgrGBF1在桉树生长发育以及响应胁迫中发挥着重要作用,且转录本EgrGBF1α和EgrGBF1β可能具有不同的功能。

关键词：巨桉 GBF1基因转录本基因表达