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北京市元宝槭和紫丁香叶片的功能性状和生态化学计量比及养分重吸收效率的城乡梯度差异

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林业科学 2024年第2期60卷 42-54页

作者：王泽锦冉堃于淼张碧嘉冀莉李品林木资源高效生产全国重点实验室、森林培育与保护教育部重点实验室、干旱半干旱地区森林培育及生态系统研究国家林草局重点实验室、北京林业大学北京100083

【目的】探究城市典型观赏树种养分限制沿城乡环境梯度的响应差异,以期为城市化下的城市森林观赏树种养分管理提供科学依据。【方法】分别于夏季和秋季沿北京城区–近郊–远郊梯度上采集典型观赏树种元宝槭和紫丁香的成熟叶和凋落叶,测... 详细信息

【目的】探究城市典型观赏树种养分限制沿城乡环境梯度的响应差异,以期为城市化下的城市森林观赏树种养分管理提供科学依据。【方法】分别于夏季和秋季沿北京城区–近郊–远郊梯度上采集典型观赏树种元宝槭和紫丁香的成熟叶和凋落叶,测定其6种叶片功能性状(叶鲜质量、叶干质量、叶面积、比叶面积、比叶质量、叶片含水率)和6种营养元素含量[(碳(C)、氮(N)、磷(P)、钾(K)、钙(Ca)、镁(Mg)],计算元素的化学计量比值和养分重吸收效率,比较元宝槭和紫丁香在叶片功能性状、生态化学计量特征以及养分重吸收效率上的差异;分析年均温度、年降水量、年均太阳辐射量等环境因子与元宝槭和紫丁香叶片功能性状、生态化学计量特征以及养分重吸收效率的相关性。【结果】叶片功能性状、营养元素含量及其化学计量比值对城市化有显著响应,且存在种间差异。沿城区到远郊梯度,元宝槭和紫丁香成熟期叶鲜质量、叶干质量、叶面积、比叶面积、叶片含水率整体呈上升趋势,而比叶质量降低。凋落期元宝槭叶片的叶鲜质量和叶干质量沿城乡梯度逐渐降低;紫丁香凋落叶的叶干质量和比叶质量在城乡梯度上呈先升高后降低的趋势,叶面积则逐渐变小。2个树种凋落叶的比叶面积均沿城乡梯度先降低后升高。元宝槭和紫丁香成熟叶的N和K含量在近郊低于城区和远郊;元宝槭成熟叶的P和Mg含量在城乡梯度上变化不显著,而紫丁香成熟叶的P和Mg含量在近郊显著高于城区和远郊。元宝槭凋落叶P和Mg含量沿城乡梯度无明显变化;紫丁香凋落叶P含量在近郊显著高于城区和远郊,而Mg含量在远郊显著低于城区和近郊。元宝槭和紫丁香凋落叶K含量在城乡梯度上均先降低后升高。2个树种N、P、K、Ca和Mg 5种营养元素的养分重吸收效率沿城乡梯度无明显差异。【结论】城市化导致元宝槭和紫丁香的叶片变小。2个树种的生长均受N限制,城区的元宝槭和远郊的紫丁香具有更强的耐旱性,2个树种在不同梯度上K、Ca和Mg的重吸收效率均低于全球平均水平,元宝槭对营养元素的重吸收能力强于紫丁香。与叶片养分含量和养分重吸收效率相比,叶片功能性状与环境因子的关系更为密切。

关键词：城乡梯度叶片生态化学计量养分重吸收观赏树种

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植被格局对砒砂岩坡地降雨侵蚀的影响

生态学报 2024年第9期44卷 3934-3947页

作者：王婧李龙张鹏张尚轩朱志卓弥宏卓内蒙古农业大学沙漠治理学院呼和浩特010018 国家林业局荒漠生态系统保护与修复重点实验室呼和浩特010000 内蒙古自治区林业和草原监测规划院呼和浩特010020

为进一步研究砒砂岩区不同雨型下植被格局对坡面土壤侵蚀特征的影响,基于野外径流小区原位观测试验与景观生态学相结合的方法,通过对比分析不同坡面的植被斑块格局指数与产流产沙之间的相关关系,阐明植被格局对砒砂岩坡地降雨侵蚀的影... 详细信息

为进一步研究砒砂岩区不同雨型下植被格局对坡面土壤侵蚀特征的影响,基于野外径流小区原位观测试验与景观生态学相结合的方法,通过对比分析不同坡面的植被斑块格局指数与产流产沙之间的相关关系,阐明植被格局对砒砂岩坡地降雨侵蚀的影响。结果表明:(1)该地区降雨可划分为3类,根据各植被坡面产流产沙能力,得出降雨侵蚀力表现为:雨型II(长历时、大雨量、大雨强)>雨型III(短历时、小雨量、中雨强)>雨型I(中历时、中雨量、小雨强)。降雨量和最大30min雨强与产流产沙量呈显著或极显著关系,相关系数0.695以上,是预测该区域水土流失的主要降雨因子。(2)各坡面水土保持能力与降雨类型有关,不同雨型下3种植被坡面减流减沙率分别达0.42%、20.8%以上,不同植被格局坡面减沙效益优于减流效益,3种植被坡面的减流能力为:雨型I>雨型III>雨型II。(3)3种植被坡面的径流泥沙模数由小到大依次为:均匀分布局因子,相关系数分别达0.884和0.825以上。产流、产沙量与坡面植被斑块分离度呈显著正相关,与景观形状指数呈显著负相关。坡面产流量(Y_1)与斑块分离度(SPLIT)和景观形状指数(LSI)的关系式为Y_1=8.247SPLIT-6.605LSI+38.928,R~2=0.905。以上结果表明植被斑块间的分离度越小,形状越复杂,坡面阻力增大,抗侵蚀能力越强。研究成果可为生态恢复过程中植被斑块格局的优化提供理论依据和数据支撑。

关键词：砒砂岩区植被斑块格局指数产流产沙

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水淹对水竹光合生理特征的影响

生态学杂志 2024年第1期43卷 115-121页

作者：罗慧莹苏文会蔺晓云储昊煜金艺景雄孙宇彤龙永美国际竹藤中心国家林业和草原局/北京市共建竹藤科学与技术重点实验室北京100102

为探究耐淹速生竹种水竹对不同程度水淹胁迫的光合生理响应,以一年生水竹(Phyllostachys heteroclada)为试验材料,以正常浇水为对照组,测定根部全淹及根部半淹处理下水竹光合气体交换参数、光合色素及叶片资源利用效率随水淹时长产生的... 详细信息

为探究耐淹速生竹种水竹对不同程度水淹胁迫的光合生理响应,以一年生水竹(Phyllostachys heteroclada)为试验材料,以正常浇水为对照组,测定根部全淹及根部半淹处理下水竹光合气体交换参数、光合色素及叶片资源利用效率随水淹时长产生的差异。结果表明:水淹胁迫第3天,半淹处理的水竹叶片净光合速率、光饱和点和蒸腾速率较对照均出现显著上升,而全淹胁迫下则无显著差异,其后均随胁迫时间的延长而下降,下降幅度与胁迫程度呈正相关;水淹胁迫处理第6天,水竹叶片气孔导度均显著高于对照组,后呈下降趋势;水淹胁迫导致水竹胞间CO_(2)浓度呈现先下降后上升的趋势,至第9天与对照组的数据差异不显著,其恢复时长与胁迫程度呈正相关;暗呼吸速率及光补偿点则随胁迫时长的增加而上升;总光合色素呈现先下降后上升趋势,叶绿素与类胡萝卜素的比例仍保持在3∶1,而叶绿素a与叶绿素b的比例从3∶1下降至2∶1;叶片水分利用率呈现先下降后上升的趋势,而表观光能利用率与表观CO_(2)利用率均呈现下降趋势,其下降幅度随水淹时长的延长而逐渐减小。研究表明,半淹胁迫短期内对水竹的光合作用表现出促进作用,但随胁迫时间的延长,光合各参数会逐渐下降至稳定水平,水竹通过调节光合色素比例及提高水分利用效率,适应水淹环境后,具有较好的耐淹能力。

关键词：水淹水竹光合色素光合参数

LA-UNet网络模型在城市绿地遥感分类中的应用

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应用生态学报 2024年第4期35卷 1101-1111页

作者：徐亮亮马开森王霞李东胜孙华中南林业科技大学林业遥感信息工程研究中心长沙410004 林业遥感大数据与生态安全湖南省重点实验室长沙410004 南方森林资源经营与监测国家林业与草原局重点实验室长沙410004 湖南科技大学地理空间信息技术国家地方联合工程实验室湖南湘潭411201 河北省林业和草原调查规划设计院石家庄050011

城市绿地的精准识别和监测在城市规划和生态管理方面具有重要意义。城市绿地背景复杂,使用传统遥感分类技术容易出现错分粘连的问题。本研究以长沙市雨花区为研究区,高分二号(GF-2)遥感影像为数据源,提出一种基于LA-UNet模型的城市绿地... 详细信息

城市绿地的精准识别和监测在城市规划和生态管理方面具有重要意义。城市绿地背景复杂,使用传统遥感分类技术容易出现错分粘连的问题。本研究以长沙市雨花区为研究区,高分二号(GF-2)遥感影像为数据源,提出一种基于LA-UNet模型的城市绿地遥感分类方法,该方法以UNet模型为基础,引入DWTCA通道注意力机制模块提升网络对绿地信息的关注度,并使用CARAFE模块对提取特征进行上采样,实现对城市复杂背景下乔木、灌草等多种地类的精准分类。结果表明:利用标准假彩色遥感影像时,LA-UNet模型的城市绿地分类效果最优,总体准确率和平均交并比分别为96.3%和90.9%,比UNet模型分别提高2.8%和6.1%。在波茨坦公开数据集中,LA-UNet模型的总体准确率和平均交并比也同样优于UNet模型,分别提高0.9%和1.8%,表明LA-UNet模型具有较好的鲁棒性和通用性。本研究提出的LA-UNet模型能有效缓解城市绿地错分粘连问题,在城市绿地遥感分类中具有显著优势。改进后的LA-UNet模型比UNet模型具有更小的参数体积,能有效提升城市绿地分类精度。本研究将为城市绿地的精准分类及其空间分布规律研究提供方法参考。

关键词：遥感分类城市绿地高分二号 LA-UNet 注意力机制

基于抚育整枝目标的毛白杨枝条冲击切割性能适应性分析

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北京林业大学学报 2024年第4期46卷 158-166页

作者：吕坤班以琛坝仕宏刘洋文剑北京林业大学工学院林业装备与自动化国家林业和草原局重点实验室北京100083

【目的】为了提高毛白杨枝条冲击切割效率并改善切割效果,通过研究枝条内部因素对切割性能的影响,对毛白杨枝条的冲击切割性能进行适应性分析。【方法】以我国华北地区林场广泛种植的速生林品种毛白杨的枝条为研究对象,使用自制的枝条... 详细信息

【目的】为了提高毛白杨枝条冲击切割效率并改善切割效果,通过研究枝条内部因素对切割性能的影响,对毛白杨枝条的冲击切割性能进行适应性分析。【方法】以我国华北地区林场广泛种植的速生林品种毛白杨的枝条为研究对象,使用自制的枝条切割平台进行枝条切割试验。在单因素试验的基础上采用Box-Benhnken中心组合试验方法,通过试验和理论研究枝条直径、含水率和分枝角度3个内部因素对峰值切割力和断裂效果的影响规律。【结果】(1)建立了毛白杨枝条冲击切割性能的切割机理模型;(2)通过对模型进行优化分析,得到最优参数组合为枝条直径14.7 mm、含水率14.0%、分枝角度90°,该组合下的峰值切割力为370.48 N,断裂效果评分为4.6分,峰值切割力和断裂效果分数的预测值与实测值的相对偏差均小于5%;(3)峰值切割力与枝条直径呈线性增长关系,随枝条含水率的增大呈先增大后减小的趋势,随着分枝角度的增大而小幅增大。【结论】选择树龄为7年时进行修枝作业,作业的季节选择秋冬季,可以获得较优的修枝质量,该研究可为速生林修枝装备的研发与林木抚育方式的优化结合提供数据支撑。

关键词：机械化抚育整枝冲击切割毛白杨枝条切割适应性切割质量参数

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预浸渍溶出物对巨尾桉机械浆漂白性能的影响

中国造纸学报 2024年第1期39卷 27-37页

作者：焦健焦婷王友成邓拥军朱北平田庆文韩善明房桂干中国林业科学研究院林产化学工业研究所江苏省生物质能源与材料重点实验室国家林业局林产化学工程重点开放性实验室生物质化学利用国家工程实验室江苏南京210042 南京林业大学林业资源高效加工利用协同创新中心江苏南京210037 山东华泰纸业集团山东东营257335

以巨尾桉热磨机械浆为研究对象,研究了3种化学品用量下(氢氧化钠10 kg/t、氢氧化钠30 kg/t、氢氧化钠10 kg/t+过氧化氢30 kg/t),3种预浸渍溶出物保留工艺对后续浆料漂白性能的影响。利用元素分析及裂解气质联用,比较了3种预浸渍溶出物... 详细信息

以巨尾桉热磨机械浆为研究对象,研究了3种化学品用量下(氢氧化钠10 kg/t、氢氧化钠30 kg/t、氢氧化钠10 kg/t+过氧化氢30 kg/t),3种预浸渍溶出物保留工艺对后续浆料漂白性能的影响。利用元素分析及裂解气质联用,比较了3种预浸渍溶出物的化学结构。结果表明,预浸渍处理浆的漂白性能均比桉木单段漂浆料漂白性能有较大提升,不同化学品用量预浸渍处理产生的预浸渍溶出物,在不同保留程度下,会对后续浆料的漂白性能有不同程度的负面作用。浆料中氮元素的溶出程度与浆料后续漂白性能的提升具有一定关联性。

关键词：桉木机械浆漂白预浸渍溶出物

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盐胁迫对核桃幼苗解剖结构和营养元素的影响

生态学报 2024年

作者：唐佳莉姬新颖李敖郑旭张俊佩林木遗传育种全国重点实验室国家林业和草原局林木培育重点实验室中国林业科学研究院林业研究所

为揭示盐胁迫下不同核桃基因型的适应机制及耐盐性差异，筛选耐盐性较强的种资资源，本文研究了盐胁迫下3种不同基因型核桃幼苗叶、根解剖结构和营养元素的变化。以北加州黑核桃（J1）、杂种核桃‘中宁异’（J2）、‘新新2号’核桃（J3... 详细信息

为揭示盐胁迫下不同核桃基因型的适应机制及耐盐性差异，筛选耐盐性较强的种资资源，本文研究了盐胁迫下3种不同基因型核桃幼苗叶、根解剖结构和营养元素的变化。以北加州黑核桃（J1）、杂种核桃‘中宁异’（J2）、‘新新2号’核桃（J3）一年生实生幼苗为材料，在盆栽条件下进行NaCl胁迫（0、50、100、200 mmol/L），研究幼苗叶、根解剖结构和Na、K、Ca、Mg、Fe、Cu、Zn含量的变化及其吸收、运输和分配特征。结果表明：盐胁迫下，J1的叶片、上表皮、下表皮、栅栏组织和海绵组织的厚度、根维管束直径下降；J2的叶片、上表皮、下表皮、栅栏组织、海绵组织和皮层的厚度、栅海比、组织紧密度、维管束和导管的直径、皮层厚度占径比随盐浓度的增加呈先增加后降低趋势；盐处理下，J3的叶片、下表皮、栅栏组织的厚度、栅海比、皮层厚度占径比下降。随盐浓度的增加，Na含量呈上升趋势，在200 mmol/L下大幅度增加，J1、J2、J3叶中Na增幅为412.00%、130.05%、577.08%;K、Ca、Mg、Fe、Cu、Zn的吸收受到盐胁迫影响，K/Na、Ca/Na、Mg/Na降低，其中J2叶的K/Na、Mg/Na降幅最小，营养元素转运能力高于J1和J3。核桃幼苗通过加强根输导组织对K、Ca、Mg的选择性吸收和运输能力，维持叶片的基本结构与功能，从而抵御盐胁迫。主成分分析与隶属函数相结合得出耐盐强弱依次为杂种核桃‘中宁异’>‘新新2号’核桃>北加州黑核桃。

关键词：盐胁迫核桃解剖结构营养元素 K/Na

基于改进遥感生态指数的新疆吐（鲁番）-哈（密）地区生态环境质量评价及驱动机制分析

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生态学报 2024年

作者：傅楷翔贾国栋余新晓陈立欣北京林业大学水土保持国家林业和草原局重点实验室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

吐鲁番市和哈密市是我国盐渍化危害最严重的地区之一，明晰其生态环境变化趋势和驱动机制对吐鲁番-哈密地区生态环境保护和可持续发展具有重要意义。基于Google earth engine(GEE)平台，筛选2005—2020年6—9月Landsat影像，利用主成分... 详细信息

吐鲁番市和哈密市是我国盐渍化危害最严重的地区之一，明晰其生态环境变化趋势和驱动机制对吐鲁番-哈密地区生态环境保护和可持续发展具有重要意义。基于Google earth engine(GEE)平台，筛选2005—2020年6—9月Landsat影像，利用主成分分析法基于绿度（SVAI）、湿度（Wet）、热度（LST）、干度（NDBSI）和盐度（NDSI）构建改进型遥感生态指数（SRSEI）实现对研究区生态环境质量的动态监测，并探究自然和人为等8个控制因子对SRSEI时空变化的驱动机制。结果表明：（1）SRSEI使用SAVI代替NDVI并加入盐度指标（NDSI），第一主成分（PC1）贡献度在71%以上，与RSEI相比能更好地集中各指标特征，有助于更全面地评价研究区生态环境质量。（2）时间尺度上，2005—2020年吐鲁番-哈密地区SRSEI先下降后上升，均值0.49，并在2020年均值达到0.5575，较差和良的面积占比变化显著，较差占比减少了11.54%，良占比增加了30.15%。且未来生态环境变化趋势还将以改善为主；空间尺度上，北部西山台原和中部莫钦乌拉山生态质量多为优和良，较差区域主要集中在南部噶顺戈壁。（3）年均降水量、年均气温和经济生产总值是驱动SRSEI变化的主要控制因子，q值均大于0.092；双因子交互作用增强了单因子的影响力，年均降水量和经济生产总值交互作用是研究区生态环境质量的主要交互控制因子。该研究可为吐鲁番-哈密地区生态环境保护和可持续发展提供理论依据。

关键词：吐鲁番哈密地区遥感生态指数(RSEI) GEE平台地理探测器驱动因子分析

NaCl胁迫对魁核桃幼苗生理生化指标及矿质元素分布的影响

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植物生理学报 2024年第6期 1016-1026页

作者：姬新颖唐佳莉李敖郑旭张俊佩中国林业科学研究院林业研究所林木遗传育种全国重点实验室国家林业和草原局林木培育重点实验室

为筛选核桃耐盐砧木提供理论依据,对魁核桃(Juglans major)幼苗进行NaCl胁迫处理,测定处理后不同时间生理生化指标和矿质元素变化。结果表明:随着NaCl浓度的增加,幼苗各部分生物量、叶片相对含水量呈降低趋势,丙二醛含量有所增加;可溶... 详细信息

为筛选核桃耐盐砧木提供理论依据,对魁核桃(Juglans major)幼苗进行NaCl胁迫处理,测定处理后不同时间生理生化指标和矿质元素变化。结果表明:随着NaCl浓度的增加,幼苗各部分生物量、叶片相对含水量呈降低趋势,丙二醛含量有所增加;可溶性蛋白含量呈降低趋势,脯氨酸和可溶性糖大量积累;总酚、总黄酮及抗氧化酶活性均较对照有所增加;在促进脱落酸生成的同时抑制了生长素等的合成。盐胁迫下, Na在根部积累比较多,而K则更多的积累在叶片中,叶片和根部的K/Na比均显著降低;叶片和根中的Ca、Mg含量总体保持相对稳定,变化幅度不大,而Fe、Zn和Cu含量总体呈降低趋势。说明盐胁迫下魁核桃幼苗能够通过增加渗透调节物质含量、提高抗氧化酶活性、调节自身激素平衡、维持养分吸收能力等保护机制,缓解盐胁迫带来的伤害。

关键词：魁核桃 NaCl胁迫渗透调节抗氧化酶活性离子平衡内源激素