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东北天然次生针阔混交林乔木层碳储量变化的采伐干扰响应

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林业科学 2024年第7期60卷 17-27页

作者：杨润露王娟张春雨北京林业大学林木资源高效生产全国重点实验室北京100083

[目的]探究采伐干扰对东北典型天然次生针阔混交林乔木层碳储量变化的影响,为东北地区森林可持续经营提供理论依据。[方法]在吉林省林业实验区国有林保护中心选取4块1 hm^(2)针阔混交林样地,2011年开展初次调查,同年冬季进行采伐作业,2... 详细信息

[目的]探究采伐干扰对东北典型天然次生针阔混交林乔木层碳储量变化的影响,为东北地区森林可持续经营提供理论依据。[方法]在吉林省林业实验区国有林保护中心选取4块1 hm^(2)针阔混交林样地,2011年开展初次调查,同年冬季进行采伐作业,2013、2015、2018和2021年复测保留木。采用双变量线性回归法,探讨采伐强度、物种多样性、功能多样性、系统发育多样性和群落加权平均性状值对碳储量和碳增量的影响;使用多元线性回归模型,比较各变量的贡献程度;利用结构方程模型,检验各变量对碳储量和碳增量的直接和间接效应。[结果](1)碳储量和碳增量多元线性回归模型中,采伐强度对碳储量和碳增量的贡献分别占总解释量的25%和5%;植物物种多样性对碳储量和碳增量的贡献分别占总解释量(物种、功能、系统发育多样性)的67%和58%;群落加权平均性状值对碳储量和碳增量的贡献分别占总解释量的8%和37%。(2)碳储量结构方程模型中,采伐强度对系统发育多样性、功能多样性、最大树高加权性状值和碳储量具有显著负向效应,路径系数分别为−0.221、−0.454、−0.337和−0.229;采伐强度对木质密度加权性状值具有显著正向效应,路径系数为0.368;采伐强度对物种多样性的直接效应不显著;物种多样性和功能多样性对碳储量具有显著正向效应,路径系数分别为0.306和0.235;系统发育多样性和群落加权平均值对碳储量的直接效应不显著。(3)碳增量结构方程模型中,最大树高加权性状值对碳增量具有显著正向效应,功能多样性与木质密度加权性状值不相关,其他变量间的关系与碳储量模型相同。[结论]物种多样性、功能多样性、群落加权平均性状值对碳储量和碳增量具有直接影响,森林经营时可通过增加植物种类以促成功能多样的林分来提高森林碳汇能力。采伐强度直接或间接通过功能多样性和群落加权平均性状值减少碳储量和碳增量,在森林经营中应合理采伐,以提高森林碳汇能力。

关键词：采伐干扰植物物种多样性群落加权平均性状值碳储量碳增量

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性状调节幼苗存活率对邻体竞争和环境的响应

植物生态学报 2024年第6期48卷 719-729页

作者：文佳张新娜王娟赵秀海张春雨北京林业大学林木资源高效生产全国重点实验室北京100083

性状有助于更好地理解邻体竞争和环境对于幼苗存活的影响,然而以往研究使用物种平均性状,忽视了种内性状变异。因此,基于吉林蛟河针阔混交林150个幼苗样方中的幼苗个体监测数据,运用二项分布的广义线性混合效应模型比较种内性状变异和... 详细信息

性状有助于更好地理解邻体竞争和环境对于幼苗存活的影响,然而以往研究使用物种平均性状,忽视了种内性状变异。因此,基于吉林蛟河针阔混交林150个幼苗样方中的幼苗个体监测数据,运用二项分布的广义线性混合效应模型比较种内性状变异和物种平均性状对幼苗存活率的影响,探究性状如何调节幼苗对邻体竞争和环境的响应。研究结果表明种内性状变异模型和物种平均性状模型对幼苗存活率的预测能力并不一致,考虑种内性状变异的比叶面积(SLA)模型比物种平均性状的SLA模型赤池信息量准则值和贝叶斯信息准则值更小,解释的方差也更多,模型的拟合度更好。但是,叶面积(LA)、叶碳含量(LCC)和叶氮含量(LNC)的物种平均性状模型比种内性状变异模型效果更好。此外,性状调节邻体竞争和土壤元素含量对幼苗存活的影响,例如:受到相同的密度制约时,LA更小的幼苗存活率更高;土壤营养元素缺乏时,较高的LCC会提高幼苗存活率,反之在优良的土壤中,幼苗存活率降低。模型比较的结果说明种内性状变异预测幼苗个体存活的能力并不绝对比物种平均性状强,这种原因可能与林分和环境有关。另外,加入邻体竞争和环境变量能够增强性状与幼苗存活之间的关系。尽管种内性状变异不能更好地预测幼苗存活率,但这种基于个体性状的方法为预测幼苗动态变化提供了一个新的视角。

关键词：种内性状变异负密度制约生境过滤性状距离性状-环境交互效应

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模拟CO_(2)浓度和温度升高对宁夏枸杞果实品质形成的影响

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林业科学 2024年第3期60卷 1-9页

作者：马亚平冯学瑞高捍东宋丽华曹兵宁夏大学林业与草业学院林木资源高效生产全国重点实验室银川750021 南京林业大学林学院南京210037

【目的】探究CO_(2)浓度和温度升高对3个宁夏枸杞品种形态特征和营养组分积累的影响,为未来气候变化背景下培育高抗性优良枸杞品种以及经济林应对气候变化的适应性管理提供依据。【方法】采用开顶气室(OTC)模拟控制系统,对3个宁夏枸杞品... 详细信息

【目的】探究CO_(2)浓度和温度升高对3个宁夏枸杞品种形态特征和营养组分积累的影响,为未来气候变化背景下培育高抗性优良枸杞品种以及经济林应对气候变化的适应性管理提供依据。【方法】采用开顶气室(OTC)模拟控制系统,对3个宁夏枸杞品种(‘宁杞1号’、‘宁杞7号’、‘宁杞10号’)分别进行CO_(2)浓度(e CO_(2))和温度(e T)升高处理。在果实发育的幼果期(YF,处理60天)、青果期(GF,处理70天)、转色期(CF,处理80天)和红果期(RF,处理90天)采集果实,测定其形态特征和营养组分含量。【结果】1)形态特征分析表明,在CO_(2)浓度升高处理下,‘宁杞1号’果实转色期纵、横径及红果期横径和单果质量显著增加,‘宁杞7号’青果期纵径和转色期横径显著增加,‘宁杞10号’幼果期横径和转色期单果质量显著增加。在温度升高处理下,‘宁杞1号’果实转色期和红果期纵径以及红果期单果质量显著增加,‘宁杞7号’青果期和转色期纵径、转色期和红果期横径和单果质量也显著增加,‘宁杞10号’单果质量显著增加(P<0.05)。2)营养组分分析表明,CO_(2)浓度升高处理显著增加‘宁杞1号’果实4个发育阶段的半乳糖、蔗糖、甜菜碱和黄酮含量,‘宁杞7号’果实红果期果糖、总糖、蔗糖、多糖、类胡萝卜素及甜菜碱含量显著增加,‘宁杞10号’果实红果期半乳糖、果糖、葡萄糖、多糖含量显著增加(P<0.05)。温度升高处理显著增加‘宁杞1号’红果期半乳糖、果糖、总糖、多糖、甜菜碱及黄酮含量,‘宁杞7号’4个发育阶段半乳糖、葡萄糖、蔗糖及红果期果糖、总糖、多糖、类胡萝卜素及甜菜碱含量显著增加,‘宁杞10号’4个发育阶段蔗糖、类胡萝卜素和黄酮含量及红果期半乳糖、总糖、甜菜碱含量显著增加(P<0.05)。【结论】CO_(2)浓度和温度升高对宁夏枸杞果实形态发育和营养组分积累均产生影响。‘宁杞10号’表现出更强的适应性,该品种在发育期,果实大小、单果质量和百粒质量增长最大,果实半乳糖、果糖、总糖、多糖、类胡萝卜素、甜菜碱含量增加显著。

关键词：宁夏枸杞形态特征 CO_(2)浓度升高气温升高枸杞多糖

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根区土壤氧气检测技术与方法研究进展

农业工程学报 2024年第3期40卷 1-13页

作者：周海洋孙卿峰夏鹏凯关鹏赵燕东郑一力北京林业大学工学院北京100083 林业装备与自动化国家林业和草原局重点实验室北京100083 林木资源高效生产全国重点实验室北京100083

根区氧胁迫问题在滞涝区域、城市地面硬化区域尤为常见,根区土壤氧气含量高低是判断植物是否承受低氧胁迫的重要依据,其检测技术与分析方法的研究对农林生产和生态保护具有指导意义。为明确根区土壤氧气检测现状及发展方向,该研究概括... 详细信息

根区氧胁迫问题在滞涝区域、城市地面硬化区域尤为常见,根区土壤氧气含量高低是判断植物是否承受低氧胁迫的重要依据,其检测技术与分析方法的研究对农林生产和生态保护具有指导意义。为明确根区土壤氧气检测现状及发展方向,该研究概括了国内外土壤氧气分布检测方法和分析策略,将现有获取根区土壤氧含量时空分布的技术手段归纳为氧传感器点位检测法、土壤氧扩散模型分析法和荧光成像法,并剖析比较了各方法的优缺点和适用场景。基于氧传感器等领域最新进展,结合各类氧气运输模型,总结了根区土壤氧气分布检测技术和建模方法的研究重点与发展方向如下:1)氧传感器呈现小型化和集成化趋势,引入新型材料,提高氧传感器的灵敏度和耐久性能;2)模型的精度将不断提高,更多地考虑多尺度和多因素交互作用,以全面分析根区土壤氧环境的复杂性;3)开发可持续的荧光染料,提高荧光成像技术的分辨率和深度,以实现对更小、更深层次结构的清晰成像;4)分析植物蒸腾作用中的水氧关系,通过茎干氧浓度反映植物对根区氧环境变化的生理适应能力。研究可为植物根区土壤氧气分布检测提供思路与借鉴。

关键词：土壤氧传感器模型根区

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VOCs氧化整体式催化剂研究进展

科学通报 2024年第16期69卷 2185-2202页

作者：张悦高艳珊黎哲桂蓉蓉王强北京林业大学环境科学与工程学院水体污染源控制技术北京市重点实验室北京100083 北京林业大学林木资源高效生产全国重点实验室北京100083

挥发性有机化合物(volatile organic compounds,VOCs)对人类健康和生态环境具有严重危害,催化氧化是一种目前能够有效去除VOCs的技术.为了满足工业应用,开发适宜的整体式催化剂为该领域的研究重点之一.其中,开发合适的载体基底以及提高... 详细信息

挥发性有机化合物(volatile organic compounds,VOCs)对人类健康和生态环境具有严重危害,催化氧化是一种目前能够有效去除VOCs的技术.为了满足工业应用,开发适宜的整体式催化剂为该领域的研究重点之一.其中,开发合适的载体基底以及提高活性组分在载体表面的锚固力是制备高催化活性和高稳定性VOCs氧化整体式催化剂的关键点.本文重点讨论了VOCs氧化整体式催化剂的载体及活性组分类型、制备方法以及新型耦合催化技术,详细介绍了不同的载体、活性组分与制备方法对催化剂活性的影响,阐述了新型能量供应方式的优势及耦合技术之间的协同促进作用.最后,对VOCs氧化整体式催化剂的研究前景进行了展望,以期为未来VOCs氧化整体式催化剂的设计与节能高效催化技术的发展及其工业化应用提供基础与参考.

关键词： VOCs催化氧化整体式催化剂载体活性组分制备方法耦合催化技术

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北京森林类型生态系统服务空间异质性及其影响因素分析

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北京师范大学学报（自然科学版） 2024年第3期60卷 350-357页

作者：卢奕妃李鑫豪赵洪贤韩聪刘新月毛军北京林业大学水土保持学院林木资源高效生产全国重点实验室北京

量化评价生态系统服务是合理开发森林生态资源、实现其可持续发展的重要前提.本研究以北京市不同的森林类型(针叶林、阔叶林和针阔混交林)为研究对象,定量分析其生态系统服务及其权衡关系,并利用地理探测器分析其空间异质性的主要驱动因... 详细信息

量化评价生态系统服务是合理开发森林生态资源、实现其可持续发展的重要前提.本研究以北京市不同的森林类型(针叶林、阔叶林和针阔混交林)为研究对象,定量分析其生态系统服务及其权衡关系,并利用地理探测器分析其空间异质性的主要驱动因子.结果表明:1)针叶林净初级生产力(NPP)(324.08 g·m^(-2)·a^(-1))大于阔叶林(303.33g·m^(-2)·a^(-1))和针阔混交林(291.74 g·m^(-2)·a^(-1)),环境改善服务从大到小依次为针叶林(251.91 kg·a^(-1))、混交林(215.39kg·a^(-1))、阔叶林(155.36 kg·a^(-1));阔叶林产水服务和水土保持服务较高.2)各项生态系统服务空间异质性的主要驱动因子在不同森林类型中没有明显的差别,均为气候因子;产水量和环境改善的主要驱动因子为气温和降水;NPP的主要驱动因子为降水、气温和辐射.3)产水服务与NPP和水土保持之间存在协同关系,即产水服务越大时,NPP和水土保持服务也具有较大的值.4)交互探测表明,多数因子如高程与气候因子交互后,对各项生态系统服务的空间异质性的解释力度加强.因此,在以某项生态服务功能为目的进行造林时,应注重灌溉、保墒及保温等抚育措施,并综合考虑地形因子的影响.在分析人工林生态系统服务功能时还应充分考虑不同影响因子的交互作用.

关键词：生态系统服务功能森林类型空间异质性

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中国黄连木雄花序不同花期营养品质变化

东北林业大学学报 2024年第6期52卷 27-32,50页

作者：龙雪蓉白倩苏淑钗林木资源高效生产全国重点实验室(北京林业大学) 北京100083

为了确定黄连木(Pistacia chinensis Bunge)雄花序食用的最佳采收期,以提供最佳营养品质的雄花序,提高黄连木的综合利用率。测定雄花序7个不同生长时期的17个营养指标,探究雄花序生长过程中营养品质变化并进行主成分综合评价。结果表明... 详细信息

为了确定黄连木(Pistacia chinensis Bunge)雄花序食用的最佳采收期,以提供最佳营养品质的雄花序,提高黄连木的综合利用率。测定雄花序7个不同生长时期的17个营养指标,探究雄花序生长过程中营养品质变化并进行主成分综合评价。结果表明:随着黄连木雄花序生长时期推移,雄花序外观整体大小呈先增大后平缓增大的趋势,含水率随雄花序的生长呈先升高后降低的趋势,在盛花前期达到最高,为70%左右。黄连木雄花序的可溶性糖质量分数随生长周期的增加呈先上升后降低的趋势,总体质量分数为64.44~111.14 mg·g^(-1),最大值出现在盛花期。蛋白质质量浓度在盛花期前较为稳定,在盛花期后呈下降趋势,总体质量浓度为151.25~265.625 g·L^(-1)。总氨基酸质量摩尔浓度表现出波动上升的趋势,总体质量摩尔浓度为7.41~18.31μmol·mg^(-1)。雄花序内的9种矿质元素质量分数变化不一。N元素呈波动下降的趋势,总体质量分数为24.20~42.50 g·kg^(-1);P元素总体变化较为稳定,在盛花期后出现下降,总体质量分数为2724.00~6468.00 mg·kg^(-1);K元素表现为波动变化且稍有上升的趋势,总体质量分数为22526.67~37811.33 mg·kg^(-1);Ca元素表现为先下降后上升,总体质量分数为1480.00~4401.33 mg·kg^(-1);Mg元素质量分数总体较稳定,为1359.33~1527.67 mg·kg^(-1),在盛花期前后达到最高;Fe元素质量分数在盛花前期之前较为稳定,在盛花前期之后急速上升,至末花期达到最大值,总体质量分数为132.67~391.33 mg·kg^(-1);Mn元素呈先上升后下降的趋势,在盛花期前后达到最高,总体质量分数为13.97~20.37 mg·kg^(-1);Cu元素呈波动下降的趋势,总体质量分数为9.25~17.08 mg·kg^(-1);Zn元素整体表现为下降趋势,总体质量分数为21.88~49.07 mg·kg^(-1)。总多酚质量分数呈先下降后上升的趋势,总黄酮、槲皮素、山奈酚质量分数总体呈先上升后下降的趋势,且三者均在盛花期前后达到最高。对黄连木雄花序主要营养指标进行主成分分析并对其综合品质进行排序可以看出,黄连木雄花序最佳采收期为在4月11日—4月13日(盛花前期-盛花期),此时雄花序综合营养品质较佳。

关键词：中国黄连木雄花序营养成分采收期

基于代谢组学和网络药理学的蜡梅类黄酮组分评价

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生物工程学报 2024年

作者：周丹赵彦贝王梓煦李庆卫北京林业大学园林学院林木资源高效生产全国重点实验室

类黄酮是蜡梅发挥药理活性的关键功效成分，探究蜡梅类黄酮的潜在功效成分及药理活性的作用机制可为其合理开发和高效利用奠定科学依据。本研究基于超高效液相色谱-串联质谱的广泛靶向代谢组学技术全面鉴定蜡梅的类黄酮组分，结合网络... 详细信息

类黄酮是蜡梅发挥药理活性的关键功效成分，探究蜡梅类黄酮的潜在功效成分及药理活性的作用机制可为其合理开发和高效利用奠定科学依据。本研究基于超高效液相色谱-串联质谱的广泛靶向代谢组学技术全面鉴定蜡梅的类黄酮组分，结合网络药理学挖掘蜡梅功效类黄酮组分及其作用机制，利用分子对接进一步验证网络预测结果，最后进行不同品种蜡梅功效类黄酮含量评估。蜡梅广靶代谢分析中共鉴定出387种类黄酮组分，不同品种蜡梅在黄酮类代谢物上存在显著差异。网络药理学分析鉴定出96种中药化学成分，19种功效活性物质，181个对应靶点，2 504个疾病靶点，99个交集靶点，33个核心靶点，涉及229个基因功能条目和99条通路(P≤0.05)，显示出蜡梅类黄酮成分在抗氧化、抗炎、杀菌、抗病毒等方面的药理活性。拓扑分析筛选出三裂鼠尾草素、西伯利亚落叶松黄酮、异鼠李素、槲皮素、6-羟基木犀草素共5个核心成分与SRC、PIK3R1、AKT1、ESR1、AKR1C3共5个核心靶点。蜡梅功效类黄酮能够稳定地与关键作用靶点结合，表明这些黄酮类化合物在与靶点的相互作用中具有潜在的生物活性。蜡梅类黄酮代谢产物的药理活性作用机制具有多成分、多靶点和多通路的特点，代谢组学和网络药理学的交叉应用可为深入研究蜡梅的药理功效和治疗机制提供理论依据。

关键词：蜡梅类黄酮分子对接代谢组学网络药理学

天然云冷杉林树木生长与树木大小、竞争和树种多样性的关系

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北京林业大学学报 2024年第5期46卷 64-72页

作者：张岚棋杨华张晓红北京林业大学林木资源高效生产全国重点实验室北京100083 国家林业和草原局国际合作交流中心北京100714

【目的】林分内林木大小、竞争和树种多样性等多方面因素影响着林木的生长,而胸高断面积生长量通常被用来描述树木生长状态。本文利用长白山云冷杉针阔混交林主要树种的单木胸高断面积生长量建立随机森林模型,研究和量化影响树木生长的... 详细信息

【目的】林分内林木大小、竞争和树种多样性等多方面因素影响着林木的生长,而胸高断面积生长量通常被用来描述树木生长状态。本文利用长白山云冷杉针阔混交林主要树种的单木胸高断面积生长量建立随机森林模型,研究和量化影响树木生长的环境因素,旨在为该地区的云冷杉针阔混交林生长预估提供理论依据。【方法】连续24年(1987—2010年)对总样木数为6903株的固定样地进行数据调查,应用随机森林算法,选取单木、竞争因子、多样性和气候方面共11个调查因子,对混交林中6个主要树种建立胸高断面积生长量模型,并使用10折交叉验证法来优化超参数mtry和评估模型结果。【结果】(1)臭冷杉、云杉、红松、椴树、枫桦、白桦6个主要树种胸高断面积生长量模型的决定系数分别为0.663、0.683、0.695、0.459、0.384和0.568。(2)单木胸高断面积是最重要的因子,对树木生长有着很强的正向影响;竞争因子和树木大小多样性是影响树木生长的主要因素,单木胸高断面积生长量随着竞争因子、树木大小多样性增加而下降。(3)树种多样性对树木生长的影响比较有限,树种多样性指数和混交度的增加会一定程度加快云杉、臭冷杉和红松的生长速度;而气候因子对树木生长的影响则相对较小。【结论】树木生长在很大程度上依赖于其自身的生长潜力,在外界环境中主要受到来自林木间竞争和树木大小多样性的抑制,而树种多样性的增加也能在一定程度促进林内优势树种的生长;随机森林模型能够很好地量化和显出各变量与单木胸高断面积生长量之间复杂的关系,可以作为森林管理评价工具,为森林生长收获预估提供新的方法。

关键词：树木生长树木大小竞争树种多样性随机森林模型