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红松节子前期生长变化与树干径向生长的关系

应用生态学报 2024年

作者：白苏日古嘎贾炜玮郭昊天东北林业大学林学院/森林生态系统可持续经营教育部重点实验室

以黑龙江省林口林业局和孟家岗林场选取的33株红松为研究对象，根据立地指数的高低分为两组，对优势木、平均木和劣势木直线型节子和曲线型节子的节子属性进行差异性分析，并构建树干直径生长模型，探究节子生长拐点和直径连年生长的联... 详细信息

以黑龙江省林口林业局和孟家岗林场选取的33株红松为研究对象，根据立地指数的高低分为两组，对优势木、平均木和劣势木直线型节子和曲线型节子的节子属性进行差异性分析，并构建树干直径生长模型，探究节子生长拐点和直径连年生长的联系，筛选对木材质量影响较弱的节子类型。结果表明：两种节子类型间节子直径、健全节长度、疏松节比例和节子生长拐点年龄都有显著差异。曲线型节子的生长拐点主要分布在8～12年，直线型节子的生长拐点年龄主要分布在7～10年；不同等级木曲线型节子的节子直径和健全节均大于直线型节子，而疏松节比例小于直线型节子，疏松节比例的减少说明节子愈合时间变短。随着树木的径向生长，直线型节子的生长保持基本一致，曲线型节子的生长拐点年龄晚于直径连年生长量最大值产生的年龄。立地条件较好的树干直径拐点年龄和节子生长拐点年龄更晚，优势木的树干直径拐点年龄和节子生长拐点年龄晚于平均木和劣势木。不同的立地条件和树干直径均影响节子的生长，而随着树干直径的生长，两种节子类型间的节子属性会产生差异。通过合理制定林木经营措施，延迟连年生长量最大值的年龄，可以在拉长树干径向生长时间的同时延长枝条的生长，增加曲线型节子的比例以优化木材质量，提高木材品质。

关键词：节子直径健全节长度疏松节长度节子生长拐点年龄树干直径生长模型

兴安落叶松天然林不同碳库碳汇变化驱动因素的差异性

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应用生态学报 2024年

作者：梅雪松陈冠谋董灵波森林生态系统可持续经营教育部重点实验室/东北林业大学林学院

天然林生态系统内部乔木层的碳平衡过程受林木生长、枯损和进界3个碳库的共同影响，但各碳库碳汇量的动态变化过程及其驱动因素还不明确。为此，本研究以大兴安岭地区第七次和第八次310块国家森林资源连续清查数据为基础，利用逐步回归... 详细信息

天然林生态系统内部乔木层的碳平衡过程受林木生长、枯损和进界3个碳库的共同影响，但各碳库碳汇量的动态变化过程及其驱动因素还不明确。为此，本研究以大兴安岭地区第七次和第八次310块国家森林资源连续清查数据为基础，利用逐步回归方法和结构方程模型评估生物因素（林分和多样性）和非生物因素（土壤、地形和气候）对兴安落叶松天然林林分生长量、进界量和枯损量3个碳汇动态过程的影响。结果表明：兴安落叶松天然林林分平均生长量、进界量和枯损量分别为0.73、0.17和0.41 t·hm-2·a-1；林分碳汇生长量随坡向指数（总路径系数β=0.135）、林分断面积（β=0.132）和坡位（β=0.085）的增加而增加，随林分平均年龄（β=-0.225）和海拔（β=-0.196）的增加而减小；进界量与林分断面积（β=-0.368）、林分平均年龄（β=-0.240）、土壤pH（β=-0.184）、土壤全磷（β=-0.115）和树种丰富度（β=-0.012）呈显著负相关，而与土壤全氮（β=0.258）呈显著正相关；对枯损量影响较大的因子依次为林分平均树高（β=0.276）>Simpson指数（β=0.232）>土壤全磷（β=0.195）>林分断面积（β=0.154）>土壤pH（β=0.084）。林龄、断面积和平均树高是林分碳汇生长量、进界量和枯损量最重要的影响因子，地形和土壤条件也是林分动态变化的关键。在今后的森林经营过程中可以通过合理的抚育间伐来调节林分的结构和土壤条件，进而促进森林生态系统碳汇能力的持续发挥。

关键词：生长量进界量枯损量结构方程模型林分断面积林龄林分平均树高

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蓝莓原浆抗氧化及缓解视疲劳功能研究

中国食品学报 2024年第2期24卷 110-119页

作者：蔡轶男王乐兵李德海东北林业大学生命科学学院哈尔滨150040 黑龙江省森林食品资源利用重点实验室哈尔滨150040

研究蓝莓原浆体内抗氧化及缓解人体视疲劳的功效,分析蓝莓原浆抗氧化功能与改善视疲劳作用的相关性。灌胃给予小鼠低、中、高剂量的蓝莓原浆30 d后,采用试剂盒测定小鼠体内蛋白含量、超氧化物歧化酶(SOD)活力、过氧化氢酶(CAT)活力及丙... 详细信息

研究蓝莓原浆体内抗氧化及缓解人体视疲劳的功效,分析蓝莓原浆抗氧化功能与改善视疲劳作用的相关性。灌胃给予小鼠低、中、高剂量的蓝莓原浆30 d后,采用试剂盒测定小鼠体内蛋白含量、超氧化物歧化酶(SOD)活力、过氧化氢酶(CAT)活力及丙二醛(MDA)含量。选择18~22岁具有视疲劳症状的志愿者共40名,随机分为对照组与试饮组。试饮组每天饮用2瓶蓝莓原浆,即服用量为100 mL/d,连续服用60 d。试验结果显示:与空白对照组相比,摄入0.53 mL蓝莓原浆后,小鼠体内血清SOD活力显著增加至610.76 U/mg prot,同时小鼠体内血清MDA含量显著降低至4.82 nmol/mg prot(P组视疲劳症状及明视持久度均得到良好改善,其中男性群体具有出显著性(P<0.05)。结论:蓝莓原浆具备较好的抗氧化性及缓解人体视疲劳作用。

关键词：蓝莓原浆花青素抗氧化明视持久度视疲劳

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间伐强度对天然红松阔叶林土壤胞外酶活性及其化学计量比的影响

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中南林业科技大学学报 2024年第5期44卷 134-143页

作者：姜雨希申方圆周思雨刘月陈晨周冠军强铁艳杨立学东北林业大学林学院黑龙江哈尔滨150040 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黑龙江哈尔滨150040 东北林业大学国家林业和草原局东北乡土树种工程技术研究中心黑龙江哈尔滨150040 黑龙江省尚志国有林场管理局黑龙江尚志150699

【目的】研究不同间伐强度下红松阔叶林土壤胞外酶活性和化学计量比的变化,探讨间伐强度对土壤养分循环的影响,有利于红松阔叶林的可持续经营和生态功能的稳定。【方法】以吉林省长白山林区内的天然红松阔叶林为研究对象,选择4个间伐强... 详细信息

【目的】研究不同间伐强度下红松阔叶林土壤胞外酶活性和化学计量比的变化,探讨间伐强度对土壤养分循环的影响,有利于红松阔叶林的可持续经营和生态功能的稳定。【方法】以吉林省长白山林区内的天然红松阔叶林为研究对象,选择4个间伐强度(CK,0%;LT,14%;MT,27%;HT,41%),测定并分析土壤养分、土壤胞外酶活性及其化学计量比,通过胞外酶矢量分析、相关性分析和冗余分析(RDA)揭示间伐强度对红松阔叶林土壤胞外酶活性及养分限制的影响。【结果】间伐显著降低了磷(P)获取酶活性(ACP),显著提高了碳(C)、氮(N)获取酶活性(CBH、BG、NAG、LAP),且随着间伐强度的增加,C、N获取酶均呈现出先升高后降低的趋势,在中度间伐达到最大。土壤EC∶P(0.99)和矢量长度(0.92)在重度间伐处较高,EC∶N(1.15)和矢量角度(57.21°)在未间伐处较高,表明土壤微生物在重度间伐和未间伐下分别具有较强的碳和磷限制。土壤铵态氮与C获取酶(CBH、BG)活性、EC∶N、EC∶P、矢量长度呈显著正相关关系(P土壤全氮、铵态氮、硝态氮、有效磷、有机质是调控土壤胞外酶活性随间伐强度变化的重要因子。【结论】适宜的间伐强度可以提高土壤胞外酶活性,改善土壤微生物养分限制,促进土壤生物化学循环过程,研究结果可以为深入探讨间伐对天然次生林的养分循环和资源限制等研究提供理论支撑,为红松阔叶林的经营管理提供科学依据。

关键词：间伐强度红松阔叶林土壤胞外酶活性养分限制

原始森林土壤秸秆降解微生物组的历史地理气候驱动力

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微生物学报 2024年第8期64卷 2901-2917页

作者：邢妍栾畅张志明韩冰张洪李禄军阮云泽张佳宝贾仲君海南大学热带农林学院海南海口570228 中国科学院东北地理与农业生态研究所黑土地保护与利用全国重点实验室吉林长春130102 中国科学院南京土壤研究所江苏南京210008 中国科学院大学北京100049

【目的】针对相距3860 km的热带(年均温25℃)和寒温带(年均温-2℃)原始森林土壤,研究历史地理气候显著差异条件下秸秆降解微生物群落的适应规律。【方法】设置低温(10℃)、高温(35℃)和高低温交叉锻炼(10℃/35℃),连续12周传代并通过16S... 详细信息

【目的】针对相距3860 km的热带(年均温25℃)和寒温带(年均温-2℃)原始森林土壤,研究历史地理气候显著差异条件下秸秆降解微生物群落的适应规律。【方法】设置低温(10℃)、高温(35℃)和高低温交叉锻炼(10℃/35℃),连续12周传代并通过16S rRNA基因测序分析秸秆降解微生物组群落组成。【结果】10℃下寒温带长白山土壤富集菌群的秸秆降解率(15.5%)更高;35℃下则是海南土壤富集菌群的降解率(33.1%)更高。线性判别分析效应大小(linear discriminant analysis effect size,LEfSe)差异分析显示,针对寒温带长白山原始森林土壤,在微生物属水平上,10℃条件下12周传代富集得到的秸秆降解优势属包括杜擀氏菌属(Duganella)、土地杆菌属(Pedobacter)、紫色杆菌属(Janthinobacterium)和沙雷氏菌属(Serratia);35℃条件下秸秆降解富集物中优势属包括类芽孢杆菌属(Paenibacillus)和罗河杆菌属(Rhodanobacter);而10℃/35℃条件下寡养单胞菌属(Stenotrophomonas)、伯克霍尔德氏菌属(Burkholderia)与无色杆菌属(Achromobacter)是秸秆降解优势类群。针对热带海南原始森林土壤,10℃条件下富集的秸秆降解优势属包括假单胞菌属(Pseudomonas)、不动杆菌属(Acinetobacter)和黄杆菌属(Flavobacterium);35℃条件下优势属为贪铜菌属(Cupriavidus);而10℃/35℃条件下肠杆菌属(Enterobacter)和科恩氏菌属(Cohnella)是优势属。【结论】热带和寒温带的巨大温度差异,可能是原始森林土壤中秸秆降解微生物群落构建的重要驱动力,这些特征微生物类群为定向发掘东北寒区和南方热带土壤中高效降解秸秆的微生物资源提供了科学依据。

关键词：温度差异原始森林土壤微生物交叉锻炼秸秆降解

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民勤绿洲退耕地土壤微生物群落结构与功能多样性特征

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环境科学 2024年第3期45卷 1821-1829页

作者：李常乐张富王理德赵赫然赵学成张恒平甘肃农业大学林学院兰州730070 甘肃省治沙研究所兰州730070 甘肃河西走廊森林生态系统国家定位观测研究站武威733000 甘肃祁连山国家级自然保护区管护中心哈溪自然保护站天祝733206

为明确退耕阶段对土壤微生物群落结构和功能的影响,选取3个不同退耕阶段的荒漠绿洲区土壤为研究对象,通过宏基因组测序技术来研究不同阶段退耕地中土壤微生物群落的结构和功能多样性特征.结果表明,3个阶段退耕地土壤中放线菌门(Actinoba... 详细信息

为明确退耕阶段对土壤微生物群落结构和功能的影响,选取3个不同退耕阶段的荒漠绿洲区土壤为研究对象,通过宏基因组测序技术来研究不同阶段退耕地中土壤微生物群落的结构和功能多样性特征.结果表明,3个阶段退耕地土壤中放线菌门(Actinobacteria)、变形菌门(Proteobacteria)和芽单胞菌门(Gemmatimonadetes)的相对丰度存在显著差异,为优势菌门.与退耕前期相比,退耕修复后期增加了群体感应、卟啉与叶绿素代谢、泛酸盐和辅酶A生物合成以及苯乙烯降解的功能基因比例,且相对丰度存在显著差异(P土壤微生物群落营养循环与能量代谢的功能潜力. RDA结果表明电导率(EC)、速效钾(AK)和全氮(TN)对土壤微生物功能组成具有显著影响,其中EC对微生物功能组成的影响最大.不同退耕阶段对土壤微生物群落结构和功能组成多样性具有显著影响,在民勤绿洲退耕地生态修复中,微生物群落结构和功能组成对不同阶段的土壤修复敏感性可综合相关指标进行考虑.

关键词：民勤绿洲退耕地宏基因组测序功能多样性群落结构

施氮与pH处理对尾巨桉-降香黄檀间作体系幼苗生长的影响

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林草资源研究 2024年第1期 111-124页

作者：吴昊邓家珍何雅琴林铭业叶绍明广西大学林学院南宁530004 广西高校亚热带人工林培育与利用重点实验室南宁530004 广西森林生态与保育重点实验室南宁530004

探讨豆科树种降香黄檀与桉树间作体系下根瘤与幼苗生长生理对不同施氮处理与pH环境的响应,为探索高效生物固氮的桉树人工林可持续经营模式提供科学依据。采用盆栽可控实验模拟尾巨桉-降香黄檀间作体系;采用双因素完全随机区组设计,氮素... 详细信息

探讨豆科树种降香黄檀与桉树间作体系下根瘤与幼苗生长生理对不同施氮处理与pH环境的响应,为探索高效生物固氮的桉树人工林可持续经营模式提供科学依据。采用盆栽可控实验模拟尾巨桉-降香黄檀间作体系;采用双因素完全随机区组设计,氮素及pH分别设置N1,N2,N3,N4及pH4.5,pH5.5,pH7.5,pH9.5各4个浓度梯度处理。结果表明:1)在N2与N3施氮处理下,降香黄檀的结瘤能力被显著抑制(P组(CK)无显著差异,且均在pH7.5处理下根系结瘤能力最强;2)尾巨桉的生物量与光合指标随施氮量的增加而提高。除pH9.5处理外,降香黄檀的生物量与光合指标随施氮量的增加呈现出先增加后减少的趋势;3)施氮后降香黄檀与尾巨桉的叶片的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)、硝酸还原酶(NR)含量均有提高,而丙二醛(MDA)含量表现相反趋势;4)除N3处理外,降香黄檀与尾巨桉幼苗在pH5.5处理下的生物量均大于pH4.5和pH9.5处理下的;5)冗余分析的结果表明,间作体系下,降香黄檀的结瘤能力会受到降香黄檀生理状况与尾巨桉生物量的限制。综上,适量氮添加与土壤pH处理调节有益于降香黄檀与尾巨桉幼苗在该体系中的共同发育。

关键词：尾巨桉降香黄檀根瘤生长生理间作

南亚热带人工林树种配置对根际土壤生物有效磷的影响

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应用生态学报 2024年第6期35卷 1492-1500页

作者：李金凤王晖尤业明王健童秀丽胡佳佳明安刚陈琳刘世荣广西大学林学院广西森林生态与保育重点实验室南宁530004 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生态环境重点实验室北京100091 中国林业科学研究院热带林业实验中心/广西友谊关森林生态系统国家定位观测研究站广西凭祥532600

通过树种选择与配置优化提高土壤磷有效性进而促进树木生长是值得关注的问题。本研究在南亚热带人工林树种多样性平台开展研究,采用随机区组的试验设计方法,选取马尾松、米老排、格木、红椎、火力楠、灰木莲、土沉香、降香黄檀8个乡土树... 详细信息

通过树种选择与配置优化提高土壤磷有效性进而促进树木生长是值得关注的问题。本研究在南亚热带人工林树种多样性平台开展研究,采用随机区组的试验设计方法,选取马尾松、米老排、格木、红椎、火力楠、灰木莲、土沉香、降香黄檀8个乡土树种,建立了1、2、4和6个树种丰富度梯度的混交造林试验,测定了根际土壤生物有效磷组分(氯化钙磷、柠檬酸磷、酶磷和盐酸磷),探究不同树种配置对根际土壤生物有效磷组分的影响。结果表明:对比非固氮树种,固氮树种(格木和降香黄檀)的混交有效增加了土壤含水率、全氮含量、全磷含量和微生物生物量磷,树种合理配置有利于土壤生物有效磷的生成积累。固氮树种混交条件下,土壤氯化钙磷含量显著增加了46.2%~160.3%,微生物矿化产生的酶磷提高了69.3%~688.2%,盐酸磷增加了31.5%~81.3%;土壤微生物生物量磷提高了81.8%~149.4%,土壤微生物量氮增加了88.1%~160.6%。冗余和相关分析显示,土壤微生物生物量磷、速效磷、全磷、蛋白酶、纤维二糖水解酶、酸性磷酸酶、微生物生物量氮和有机碳是驱动根际土壤生物磷组分差异的关键因子;固氮树种混交提高了酶磷和柠檬酸磷含量,这两种生物有效磷组分含量与林分树木胸高断面积呈显著正相关。固氮树种(格木)混交有效提升了根际土壤生物有效磷含量,有利于促进林分树木生长。

关键词：南亚热带人工林生物有效磷树种配置林分生长

松嫩典型黑土区耕地黑土层厚度数字制图方法比较

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地球信息科学学报 2024年第6期26卷 1452-1468页

作者：郭俊辉刘峰徐胜祥高璐璐赵治东胡文友于东升赵玉国中国科学院南京土壤研究所土壤与农业可持续发展国家重点实验室南京210008 中国科学院大学北京100049 中国科学院南京土壤研究所土壤环境与污染修复重点实验室南京210008 安徽理工大学空间信息与测绘工程学院淮南232001

黑土层厚度与农田土壤肥力和质量密切相关,准确刻画东北松嫩典型黑土区耕地黑土层厚度的空间分布对黑土地保护和农业可持续发展具有重要意义。然而,常用的预测模型在平原漫岗地区进行数字制图具有较大的难度,如何准确预测黑土层厚度的... 详细信息

黑土层厚度与农田土壤肥力和质量密切相关,准确刻画东北松嫩典型黑土区耕地黑土层厚度的空间分布对黑土地保护和农业可持续发展具有重要意义。然而,常用的预测模型在平原漫岗地区进行数字制图具有较大的难度,如何准确预测黑土层厚度的空间分布特征是亟待解决的问题。选取东北地区松嫩典型黑土区作为研究区,以研究区内106个剖面点和45个环境因子为基础数据,通过因子重要性排序和相关性剔除法筛选变量,利用多元线性回归(Multiple Linear Regression,MLR)、随机森林(Random Forest,RF)、梯度提升树(Gradient Boosting Decsion Tree,GBDT)、极端梯度提升(Extreme Gradient Boosting,XGBoost)、随机森林回归克里格(Random Forest-Regression Kriging,RF-RK)和堆叠泛化模型(Stacking)对黑土层厚度进行空间预测制图,评估不同模型预测精度并研究影响黑土层厚度空间分布的最优协变量,并基于较优模型绘制东北黑土区耕地黑土层厚度分级图。结果表明:①Stacking组合多种模型的优点,预测性能表现最佳(R^(2)=0.47,MAE=21.02 cm,RMSE=27.12 cm),其次是RF-RK和RF;②通过变量筛选剔除低贡献度的环境变量后,不同模型的R^(2)平均提高0.11,其中MLR提升幅度最大为0.32;③不同模型预测的松嫩典型黑土区黑土层厚度空间分布趋势基本一致,60 cm以上的黑土层主要分布在研究区的东北部和东南部,而30 cm以下的黑土层主要分布在研究区的西南部。在平原漫岗地区,RF-RK和Stacking可以作为黑土层厚度预测的有效方法,总初级生产力(GPP)、坡度坡长因子(LS)和地表温度最大值合成(LSTm)是模型中最重要的解释变量,且黑土层厚度的空间分布信息能为黑土区耕地黑土保护和农业可持续发展提供数据支持。

关键词：黑土层厚度数字土壤制图变量筛选机器学习随机森林回归克里格堆叠泛化模型空间分异特征最优协变量