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7075–O铝合金搅拌摩擦焊接头微观组织与力学性能

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航空制造技术 2024年第10期67卷 95-101页

作者：朱海晏小龙李砚峰刘琪东北林业大学哈尔滨150040

时效硬化态7075铝合金搅拌摩擦焊接头塑性较低,给进一步变形加工带来困难。本文采用3 mm厚的7075–O铝合金板进行搅拌摩擦对接焊,研究焊接速度对接头组织和强塑性的影响,为获得高塑性的搅拌摩擦接头提供解决方案。结果表明,7075–O铝合... 详细信息

时效硬化态7075铝合金搅拌摩擦焊接头塑性较低,给进一步变形加工带来困难。本文采用3 mm厚的7075–O铝合金板进行搅拌摩擦对接焊,研究焊接速度对接头组织和强塑性的影响,为获得高塑性的搅拌摩擦接头提供解决方案。结果表明,7075–O铝合金接头焊核区为细小的等轴晶粒,随焊接速度的增加,焊核区平均晶粒尺寸呈先减小后缓慢增加的趋势,当焊接速度为40 mm/min时,焊核区晶粒尺寸最小,约为1.96μm。不同焊接速度下接头横截面显微硬度呈“凸”形分布,接头区域发生明显硬化,其中焊核区硬度最高,约为145HV。7075–O铝合金搅拌摩擦焊工艺窗口较宽,焊接速度在20~80 mm/min范围内接头强度均高于母材强度,焊接件伸长率达母材的82%,采用7075–O铝合金不仅能够克服时效硬化态7075铝合金搅拌摩擦焊接头的软化问题,而且能够获得更高的伸长率。接头弯曲试验结果表明,7075–O铝合金搅拌摩擦焊接头能够承受更大的弯曲角度,极限弯曲角达105°,具备更加出色的塑性变形能力。

关键词： 7075–O铝合金搅拌摩擦焊接头组织拉伸性能弯曲性能

基于响应曲面法的木材喷涂漆雾扩散角度与均匀度优化

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林业科学 2024年第6期60卷 136-147页

作者：杨春梅刘彤彬马亚强丁禹程王金聪胡松宋文龙东北林业大学机电工程学院哈尔滨150040 东北林业大学计算机与控制工程学院哈尔滨150040 广东博硕涂装技术有限公司佛山520308

【目的】探究木材喷涂喷头结构参数对喷口流速v_(2)、漆雾扩散角度γ和漆雾均匀性λ的影响,求解喷头最优结构参数,提高木材喷涂效率和喷涂效果。【方法】基于雾滴碰撞、聚集和积累理论初步探究v_(2)、γ和λ的影响因素,将优化参数设为... 详细信息

【目的】探究木材喷涂喷头结构参数对喷口流速v_(2)、漆雾扩散角度γ和漆雾均匀性λ的影响,求解喷头最优结构参数,提高木材喷涂效率和喷涂效果。【方法】基于雾滴碰撞、聚集和积累理论初步探究v_(2)、γ和λ的影响因素,将优化参数设为原始喷头的7项关键内部结构参数,包括内壁倒角β、三段管道内壁长度L_(1)至L_(3)和三段管道内壁直径d_(1)至d_(3),利用Design Expert设计7因素3水平3指标的BBD响应曲面试验,探究各结构参数对v_(2)、γ和λ的影响显著性。BBD试验各组结果由3部分仿真获得,采用k-ε模型进行喷头内部流场仿真、KHRT模型进行高压平口雾化仿真。应用Image J测定漆雾扩散角度,通过Python运用“雾滴撒点法”完成对每组雾化仿真结果的均匀性标定,利用多目标优化方法求解喷头最优结构参数,并通过仿真喷涂和实机喷涂验证其喷涂效果。【结果】BBD响应曲面试验结果表明,7项关键内部结构参数对指标的影响十分复杂,但3项指标v_(2)、 γ和λ回归显著(P≤0.000 1),多目标优化下的理论最优漆雾扩散角度为21.28°、最优漆雾均匀性为3.053;最优喷头的喷涂仿真试验结果表明,优化后喷口流速v_(2)由35.8 m·s^(-1)升至107 m·s^(-1),漆雾扩散角度γ由16.74°升至21.09°(与理论相差0.883%),漆雾均匀性λ由3.62升至3.03(λ越小代表越均匀,与理论相差0.751%)。在木材喷涂实机试验中,优化前后木材喷涂试样漆厚标准差由21.71μm降至17.74μm,单面喷涂时间由6.2 s降至5.5 s,单面喷头移动行程由3 255 mm降至2 887 mm。【结论】基于“雾滴撒点法”的漆雾均匀性评判标准以及基于响应曲面法和多目标的喷头结构参数优化方法可对木材喷涂喷头优化设计提供一定参考,对提高木材喷涂漆面均匀性和木材喷涂效率具有一定效果和帮助。

关键词：木材喷涂喷涂均匀性扩散角度雾化仿真响应曲面法多目标优化

白桦叶片和细根非结构性碳水化合物对火后时间的响应

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植物生态学报 2024年第6期48卷 780-793页

作者：蔡慧颖李兰慧林阳梁亚涛杨光孙龙东北林业大学林学院东北林业大学森林生态系统可持续经营教育部重点实验室哈尔滨150040

火是制约植物生长发育的重要干扰因子,影响植物的生理代谢,甚至导致植物死亡。非结构性碳水化合物(NSC)主要包括可溶性糖(SS)和淀粉(ST),对植物在干扰下存活具有重要作用。然而,关于植物NSC及其组分含量对火后时间响应机制的研究尚有不... 详细信息

火是制约植物生长发育的重要干扰因子,影响植物的生理代谢,甚至导致植物死亡。非结构性碳水化合物(NSC)主要包括可溶性糖(SS)和淀粉(ST),对植物在干扰下存活具有重要作用。然而,关于植物NSC及其组分含量对火后时间响应机制的研究尚有不足。该研究采用“空间替代时间”的方法,在大兴安岭呼中区选取5个不同火烧时间的重度火烧地块和1个临近的未火烧地块,分别采集白桦(Betula platyphylla)的叶片、细根以及根际土壤样品,测定白桦叶片和细根的NSC及其组分含量、白桦叶片和细根的性状特征,以及根际土壤属性。结果表明:白桦叶片ST和NSC含量随火后时间的增加显著降低,而细根ST和NSC含量随火后时间的增加显著增加,叶片和细根的NSC含量分别在火后30年和火后17年与火烧前无显著差异,表明细根NSC含量从重度火烧干扰的影响中恢复得更快;火后时间对白桦叶片的NSC含量有直接影响,还通过影响比叶面积对叶片的NSC含量产生间接影响;火后时间对白桦细根NSC含量的影响主要是通过影响土壤pH和比叶面积间接产生。综上,火后时间对植物NSC含量的影响具有明显的器官差异性。该结果可为火烧迹地的植被恢复研究提供科学数据和理论基础。

关键词：火后恢复淀粉可溶性糖土壤属性植物性状

不同针叶树混交对水曲柳吸收根和运输根形态与生物量垂直分布的影响

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东北林业大学学报 2024年第7期52卷 25-30页

作者：汲昌昊杨妮郭超管俊泽谷加存东北林业大学哈尔滨150040

为研究树种之间根系的相互作用,以黑龙江省东北林业大学帽儿山地区的水曲柳(Fraxinus mandshurica)纯林和水曲柳与兴安落叶松(Larix gmelinii)、红松(Pinus koraiensis)、红皮云杉(Picea koraiensis)的混交林为研究对象,采用根钻法,研... 详细信息

为研究树种之间根系的相互作用,以黑龙江省东北林业大学帽儿山地区的水曲柳(Fraxinus mandshurica)纯林和水曲柳与兴安落叶松(Larix gmelinii)、红松(Pinus koraiensis)、红皮云杉(Picea koraiensis)的混交林为研究对象,采用根钻法,研究了不同针叶树混交对水曲柳吸收根和运输根形态与生物量的垂直分布特征的影响。结果表明:在土壤表层(0组织密度及吸收根平均直径显著低于纯林,而吸收根比根长显著高于纯林。水曲柳吸收根和运输根平均直径随土壤深度增加整体呈现增加的趋势,且在运输根表现更加明显。吸收根生物量和比根长均与土壤全氮质量分数存在显著正相关。因此,水曲柳与红松、落叶松混交在一定程度上提高了目的树种水曲柳的吸收根生物量,增强了水曲柳对土壤资源的获取能力。

关键词：混交林水曲柳根生物量根形态吸收根运输根

大兴安岭北部次生林演替过程中物种多样性的变化及其影响因子

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植物生态学报 2024年第3期48卷 349-363页

作者：牛一迪蔡体久东北林业大学林学院东北林业大学森林生态系统可持续经营教育部重点实验室哈尔滨150040

物种多样性是生物多样性的重要组成部分。森林演替过程中物种多样性的变化会直接影响生态系统功能和稳定性。因此,揭示森林演替过程中物种多样性变化及其与影响因子之间的关系,对于准确预测森林生态过程和生物多样性格局具有重要意义。... 详细信息

物种多样性是生物多样性的重要组成部分。森林演替过程中物种多样性的变化会直接影响生态系统功能和稳定性。因此,揭示森林演替过程中物种多样性变化及其与影响因子之间的关系,对于准确预测森林生态过程和生物多样性格局具有重要意义。该研究选择大兴安岭北部白桦(Betula platyphylla)林(演替前期)、白桦-兴安落叶松(Larix gmelinii)混交林(演替中期)和兴安落叶松林(演替后期)为研究对象,采用空间代替时间的研究方法,分析我国寒温带地区森林演替过程中物种多样性的变化规律及其与影响因子之间的关系。结果表明:(1)大兴安岭北部森林演替过程中物种丰富度和多样性呈显著增加趋势,演替初期Margalef丰富度指数和Shannon-Wiener多样性指数分别为2.42和2.69,演替末期则分别为5.90和3.43;而物种Pielou均匀度指数无显著差异。(2)随森林演替的进行,植物群落的相似性逐渐降低,差异性逐渐增强,Jaccard指数、Sorenson指数和Bray-Curtis指数均减小。(3)森林演替过程中土壤pH、有机质含量、全氮含量和全磷含量对物种多样性存在显著影响,其中全氮含量和全磷含量是演替前期和中期物种多样性的主要影响因子,土壤pH和有机质含量是影响演替后期物种多样性的主要因子。(4)随着演替的进行,林分空间结构对物种多样性的影响逐渐增强,角尺度和大小比数是影响物种多样性的主要空间结构因子。以上结果表明大兴安岭北部森林演替过程中土壤因子对物种多样性具有主导作用,而林分空间结构对森林演替过程中物种多样性的驱动作用也不容忽视。

关键词：大兴安岭次生演替物种多样性土壤性质林分结构

盐胁迫下野菊离子的吸收转运情况及相关基因的表达

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东北林业大学学报 2024年第2期52卷 68-74,83页

作者：罗玢晔陈胜艳杨宇佳薄杉孙颖东北林业大学哈尔滨150040

明确抗盐能力不同的野菊(Chrysanthemum indicum)株系在盐胁迫情况下的离子分布运输情况及相关基因的变化规律,从更深层次上认识野菊的抗盐机理。以前期筛选的2个高抗株系(H1、H2)、2个中抗株系(M1、M2)和2个低抗株系(L1、L2)的扦插苗... 详细信息

明确抗盐能力不同的野菊(Chrysanthemum indicum)株系在盐胁迫情况下的离子分布运输情况及相关基因的变化规律,从更深层次上认识野菊的抗盐机理。以前期筛选的2个高抗株系(H1、H2)、2个中抗株系(M1、M2)和2个低抗株系(L1、L2)的扦插苗为试验材料,置于含有NaCl(浓度为150 mmol/L)的霍格兰营养液中进行盐胁迫处理。测定6个离子指标(根、茎、叶的钠、钾离子的质量分数),并计算各株系中根、茎、叶钾钠离子质量分数比值(w(K^(+))∶w(Na^(+)))和不同部位离子选择性运输能力(S_((K^(+),Na^(+)))),分析盐胁迫对抗盐能力不同的野菊株系各部位离子质量分数、比例及运输情况的影响。采用生物信息学方法对野菊进行Na^(+)和H^(+)逆向转运蛋白基因(NHX)家族成员和高亲和性钾离子转运蛋白基因(HKT)的鉴定。并利用qRT-PCR技术,测定盐胁迫下抗盐能力不同的野菊株系在根、茎、叶中NHX、HKT基因不同时间点的表达水平。研究结果表明:与对照组相比,野菊各株系根、茎、叶的Na^(+)质量分数显著增加(P部位间的S_((K^(+),Na^(+)))值高于对照组。随着株系抗盐能力的降低,根、茎和叶中的Na^(+)质量分数呈持续上升趋势,而K^(+)质量分数及w(K^(+))∶w(Na^(+))值则呈持续下降趋势,各部位间的S_((K^(+),Na^(+)))值均呈现先升高后下降的趋势。共鉴定出6个野菊NHX家族成员(CiNHX1-6),1个野菊HKT基因(CiHKT1)。在盐胁迫后,野菊CiNHX2基因在高抗株系根部的表达上调幅度明显高于低抗株系,而该基因在H1、H2株系根、茎部中有着相同的表达模式。同样,CiNHX4基因在高抗株系根、叶部的相对表达量也大幅上调,该基因在H1、H2株系根、叶部中有着相同的表达模式。CiNHX1、CiNHX3、CiNHX5、CiNHX6在各株系的根、茎、叶中的表达水平并无显著变化,且总体上表达水平较低,其中CiNHX3在根部的表达量略高,CiNHX1、CiNHX6在叶部的表达量略高。野菊CiHKT1基因在根、叶部的表达受盐胁迫的影响较为明显,高抗株系的相对表达量上调幅度明显。野菊抗盐能力越强,其离子吸收、转运、分布情况受盐胁迫影响越小;盐胁迫下高抗株系能有效地外排Na^(+)并选择性地吸收K^(+),稳定体内的离子质量分数与分布;中抗株系受胁迫影响相对较大,但可以通过选择性运输K^(+)来防止Na^(+)的过量对地上部分造成毒害。CiNHX2、CiNHX4、CiHKT1与野菊株系抗盐能力强弱密切相关,是野菊抵御盐胁迫的关键基因。

关键词：野菊盐胁迫离子平衡 NHX基因 HKT基因

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白桦细根功能性状和根际细菌群落随火后时间的变化

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植物生态学报 2024年第7期48卷 828-843页

作者：蔡慧颖梁亚涛娄虎杨光孙龙东北林业大学林学院东北林业大学森林生态系统可持续经营教育部重点实验室哈尔滨150040

根际微生物在植物养分获取以及碳、氮循环中发挥着重要作用,而植物细根(包括吸收根和运输根)与根际微生物群落关系密切。阐明火后森林恢复过程中先锋树种细根性状的变化与根际微生物群落的关系,可为基于细根和根际微生物动态的火后植被... 详细信息

根际微生物在植物养分获取以及碳、氮循环中发挥着重要作用,而植物细根(包括吸收根和运输根)与根际微生物群落关系密切。阐明火后森林恢复过程中先锋树种细根性状的变化与根际微生物群落的关系,可为基于细根和根际微生物动态的火后植被恢复管理提供理论支持。该研究以大兴安岭30年时间序列火烧迹地先锋树种白桦(Betulaplatyphylla)为研究对象,利用16S rRNA高通量测序技术,分析了火后恢复过程中白桦根际细菌群落结构与土壤性质和细根性状的关系。结果表明,火后恢复时间显著影响土壤pH、吸收根性状和根际细菌α多样性。随火后时间的增加,土壤p H呈先升高后下降再升高的趋势,吸收根比根长和比表面积呈先升高后下降的趋势。火后9年是白桦根际细菌α多样性逐渐回升的转折点。不同火后恢复时间根际细菌群落主要优势门为变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteriota)和酸杆菌门(Acidobacteriota),主要优势属为慢生根瘤菌属(Bradyrhizobium)。玫瑰弯菌属(Roseiarcus)、酸球菌属(Acidipila)以及分枝杆菌属(Mycobacterium)等优势属的相对丰度在不同火后恢复时间中差异显著。根际细菌α多样性主要受土壤pH和吸收根比根长的显著影响,细菌群落结构变化受细根的碳、氮含量和运输根磷含量的影响。综上,细根、土壤和微生物之间的互作共同影响了根际细菌的群落结构及多样性,从而塑造了根际环境,促进火后生态系统的恢复。

关键词：火后时间先锋树种根际细根性状细菌群落

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中国农业净碳汇时空分异与影响因素演进分析

中国环境科学 2024年第2期44卷 1158-1170页

作者：贯君张少鹏任月盛春光东北林业大学经济管理学院黑龙江哈尔滨150040

在测算和分析2002~2021年中国省域农业净碳汇的时空格局变化基础上,利用随机森林模型识别关键影响因素及其非线性响应关系.结果表明:中国农业呈持续增长的碳盈余状态,净碳汇总量由2002年的22965.13万t增至2021年的49992.53万t,增幅达117... 详细信息

在测算和分析2002~2021年中国省域农业净碳汇的时空格局变化基础上,利用随机森林模型识别关键影响因素及其非线性响应关系.结果表明:中国农业呈持续增长的碳盈余状态,净碳汇总量由2002年的22965.13万t增至2021年的49992.53万t,增幅达117.69%.多数省份实现碳中和并逐渐偏向高碳盈状态,净碳汇总量呈由东向西依次递减的分布格局,并存在高值集聚增多、低值集聚减少的向好趋势,20a间黑龙江、内蒙古、河南和山东净碳汇增加量超过2000万t,仅浙江、福建、海南、上海和北京净碳汇量下降.净碳汇强度的空间集聚和非均衡趋势明显,东北、中部和西南地区净碳汇强度较高,大部分省份的净碳汇强度处于0~1.5t C/万元间,仅黑龙江和吉林始终高于1.5t C/万元,而西藏和青海则为负值.灌溉条件、机械化秸秆还田、机械化免耕播种、粮食单产等因素的影响均具有非线性,受教育程度与净碳汇间呈“倒U型”,机械化水平具有显著抑制作用,其他因素呈波动的正向影响.

关键词：农业净碳汇时空分异影响因素随机森林模型中国

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胜山阔叶红松林粗木质残体空间分布格局

生态学报 2024年第13期44卷 5706-5716页

作者：孙博国庆喜东北林业大学生态研究中心哈尔滨150040

为探究胜山阔叶红松(Pinus koraiensis)林粗木质残体(Coarse woody debris,CWD)的形成过程及机制,采用点格局分析法对10.4 hm^(2)大型样地内不同分类的CWD的空间格局、空间关联性进行了研究。结果表明:(1)总CWD在0—7 m尺度聚集分布,7—... 详细信息

为探究胜山阔叶红松(Pinus koraiensis)林粗木质残体(Coarse woody debris,CWD)的形成过程及机制,采用点格局分析法对10.4 hm^(2)大型样地内不同分类的CWD的空间格局、空间关联性进行了研究。结果表明:(1)总CWD在0—7 m尺度聚集分布,7—50 m尺度随机分布。(2)腐烂等级5级CWD、倒木、伐根在所有尺度随机分布;其他CWD随尺度增大由聚集分布转为随机分布,但格局尺度不同(在2—10 m之间)。(3)大、中径级与小径级CWD在0—4 m、0—6 m尺度正相关;高腐烂等级与低腐烂等级CWD在0—5 m尺度以内正相关;枯立木与倒木在0—4 m尺度正相关;落叶松(Larix gmelinii)CWD与小径级、腐烂等级2级的红皮云杉(Picea koraiensis)CWD在0—3 m尺度正相关,与中径级、腐烂等级1、2级在13—16 m尺度负相关。胜山阔叶红松林CWD的形成是由树种特性、小尺度的个体竞争、大尺度的自然衰老、外界干扰、生境异质性等共同决定的;大、中径级对小径级CWD、先形成对后形成CWD、枯立木对倒木具有一定的正向影响,落叶松对红皮云杉CWD在小尺度有正向影响,而在稍大尺度有负面影响;在一定程度上揭示了该林型CWD的形成过程和机制。

关键词：粗木质残体点格局分析空间分布空间关联性阔叶红松林