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东北天然林资源保护工程成效评估及热点区域识别

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生态学报 2024年第3期44卷 1231-1241页

作者：王佳琪邢艳秋常晓晴杨红东北林业大学森林作业与环境研究中心哈尔滨150040

东北地区天然林资源保护工程的实施,改善了生态环境,提高了生态系统服务能力,对东北地区生态系统服务也起到了积极促进作用。为了更直观的反映东北地区天保工程的实施成效,研究基于长时间序列的遥感监测数据集-土地利用数据,采用InVEST... 详细信息

东北地区天然林资源保护工程的实施,改善了生态环境,提高了生态系统服务能力,对东北地区生态系统服务也起到了积极促进作用。为了更直观的反映东北地区天保工程的实施成效,研究基于长时间序列的遥感监测数据集-土地利用数据,采用InVEST模型和RUSLE模型对1990—2020年天保工程实施前后东北地区和天保工程区生态系统服务变化进行定量评估分析并采用Getis-Ord Gi∗指数识别热点区域。结果表明:(1)东北地区1990—2020年城乡/工矿居民用地和耕地面积分别增加25.37%,12.15%,水域减少21.42%,草地减少14.02%,未利用土地和林地分别减少8.41%,5.34%。(2)1990—2020年东北地区和天保工程区土壤保持量分别增加了95.81×106 t、24.05×10^(6) t,碳储量分别减少了7.49×10^(8) tC、3.92×10^(8) tC,水源涵养量分别增加了177.51×10^(9) m^(3)、58.65×10^(9) m^(3)。(3)东北地区的极显著热点区域主要分布内蒙古地区东北部、黑龙江省北部、吉林省东部和辽宁省东部。随着天保工程的实施,极显著热点区域显著增加,且范围与天保工程高度重合。研究拟为后续东北地区林业政策和生态工程的实施提供科学的参考依据。

关键词：生态系统服务天然林资源保护工程热点分析 InVEST RUSLE

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林业害虫防治的天敌昆虫应用现状与发展趋势

陆地生态系统与保护学报 2024年第1期4卷 72-85页

作者：党英侨王小艺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

天敌昆虫用于害虫防治的理论提出有100多年,然而天敌昆虫的实际应用比理论研究更早,距今已有1000多年的历史。目前,天敌昆虫的应用研究已取得长足进步,尽管仍有局限存在,但随着第四次工业革命的到来以及公众对环境和自身安全的重视,未... 详细信息

天敌昆虫用于害虫防治的理论提出有100多年,然而天敌昆虫的实际应用比理论研究更早,距今已有1000多年的历史。目前,天敌昆虫的应用研究已取得长足进步,尽管仍有局限存在,但随着第四次工业革命的到来以及公众对环境和自身安全的重视,未来天敌昆虫在林业害虫防治中的应用将得到进一步发展。本文对林业上应用天敌昆虫的成熟策略进行了总结,分析了天敌昆虫的人工繁育和应用技术现状,指出了当前天敌昆虫在林业害虫防治应用中存在的主要问题,如繁殖效率低且成本高、贮存期短、效果评价方法欠科学、以及引进天敌审批困难等。在此基础上,展望了未来天敌昆虫应用的发展趋势,讨论了未来天敌昆虫在林间应用的主要原则和策略、大规模繁育的机械化、质量控制的标准化、与其他新兴技术结合的多种可能方向等问题,以期进一步促进天敌昆虫在林业上的应用和发展。

关键词：生物防治天敌昆虫人工繁育防治技术前景

落叶松枯梢病生防菌的筛选、鉴定及其生物学特性

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林业科学研究 2024年第4期37卷 182-192页

作者：钱莹莹邓勋王铮宋小双梁军中国林业科学研究院森林生态环境与保护研究所北京100091 东北林业大学林学院黑龙江哈尔滨150040 黑龙江省森林保护研究所黑龙江哈尔滨150081 黑龙江省森林草原火灾及病虫害防控重点实验室黑龙江哈尔滨150081

[目的]为获得落叶松枯梢病的生防菌。[方法]通过对峙实验和发酵液复筛,筛选获得对落叶松枯梢病菌(Neofusicoccum laricinum)具有较强抑制效果的菌株,对筛选得到的菌株进行鉴定,并对其生物学特性展开研究。[结果]筛选得到1株对落叶松枯... 详细信息

[目的]为获得落叶松枯梢病的生防菌。[方法]通过对峙实验和发酵液复筛,筛选获得对落叶松枯梢病菌(Neofusicoccum laricinum)具有较强抑制效果的菌株,对筛选得到的菌株进行鉴定,并对其生物学特性展开研究。[结果]筛选得到1株对落叶松枯梢病病原菌有显著拮抗作用的土壤真菌T2,结合形态学以及分子生物学鉴定为钩状木霉(Trichoderma hamatum)。其平板对峙抑菌率达到74.16%,发酵液的抑菌率达到91.29%。发酵液对多种植物病原真菌均具有较强的抑菌作用,对松球壳孢菌、金黄壳囊孢菌、杨灰星叶点霉和立枯丝核菌表现出强抑制作用,抑菌率均为92.00%,对拟枝孢镰刀菌和杨生褐盘二孢菌的抑菌效果较好,分别为79.67%和62.67%。T2能利用多种碳氮源、有广泛的酸碱度适应能力及较高的致死温度。[结论]通过筛选得到的钩状木霉T2对落叶松枯梢病病原菌的拮抗作用显著,抑菌谱广,环境适应力强。本研究可为落叶松枯梢病的防治提供理论研究和基础。

关键词：落叶松 Neofusicoccum laricinum 生物防治钩状木霉

东北地区生态系统服务空间分布及其驱动因子分析

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环境科学 2024年第9期45卷 5385-5394页

作者：王佳琪邢艳秋常晓晴杨红东北林业大学机电工程学院森林作业与环境研究中心哈尔滨150040

东北地区是我国重要的生态屏障,深入了解生态系统服务空间分布格局以及驱动因素,对实现生态系统服务后续的管理与保护至关重要.基于气象数据、遥感数据和社会经济数据等,采用InVEST、RWEQ和RUSLE模型定量评估了东北地区生态系统服务空... 详细信息

东北地区是我国重要的生态屏障,深入了解生态系统服务空间分布格局以及驱动因素,对实现生态系统服务后续的管理与保护至关重要.基于气象数据、遥感数据和社会经济数据等,采用InVEST、RWEQ和RUSLE模型定量评估了东北地区生态系统服务空间分布,利用地理探测器识别了生态系统服务空间分布的驱动因子.结果表明,东北地区生态系统服务空间分布存在明显的空间异质性,生境质量、固碳服务和土壤保持服务高值主要分布在内蒙古自治区东四盟北部、黑龙江省北部、吉林省东部和辽宁省东部,水源涵养服务和防风固沙服务高值则分别分布在东北地区东部和内蒙古自治区东四盟.根据地理探测器结果,生态系统服务的空间分布主要受到自然因子的影响,坡度对土壤保持服务的空间分布解释力最强,q值为0.31,土地利用类型对生境质量和固碳服务空间分布的解释力最强,q值分别为0.64和0.52,植被覆盖度和年降水量对防风固沙和水源涵养服务空间分布的解释力最强,q值分别为0.24和0.64,并且各驱动因子之间都存在交互作用.研究结果可为后续东北地区生态系统服务的管理和提升提供科学依据.

关键词：生态系统服务(ESs) 地理探测器 InVEST模型 RUSLE模型 RWEQ模型

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不同林内环境下苦竹新鲜残体的分解特征

林业科学研究 2024年第3期37卷 183-192页

作者：林大雪赵厚本黄春华许伟华李兆佳周志平广东省天井山林场广东天井山国家森林公园管理处广东乳源512726 中国林业科学研究院热带林业研究所广东广州510520 广东南岭国家级自然保护区广东乳源512727 南岭北江源森林生态系统国家定位观测研究站广东广州510520

[目的]研究苦竹新鲜残体的分解过程及影响因素可以预测苦竹林在受到极端气候事件导致的机械损伤后生态系统物质循环变化过程,评估灾害对森林碳汇功能的影响,为灾后森林科学管理提供依据。[方法]以广东南岭地区皆伐后苦竹大量扩张的次生... 详细信息

[目的]研究苦竹新鲜残体的分解过程及影响因素可以预测苦竹林在受到极端气候事件导致的机械损伤后生态系统物质循环变化过程,评估灾害对森林碳汇功能的影响,为灾后森林科学管理提供依据。[方法]以广东南岭地区皆伐后苦竹大量扩张的次生林为对象,设置对照(CK)和移除林下竹子(RB)两种林内环境,采用分解袋法研究了苦竹各器官新鲜残体的分解特征。[结果]苦竹各器官新鲜残体的分解过程可以分为两个阶段,即前期阶段(前2个月)质量快速损失,后期阶段(后24个月)缓慢分解。前期阶段各器官平均质量损失率依次为竹叶(51.2%)>竹枝(31.7%)>竹根(24.4%)>竹秆(16.6%),各器官间均存在显著差异(P竹叶(29.1%)>竹秆(28.1%)>竹根(19.6%),各器官间除竹叶与竹秆外均存在显著差异,RB环境下竹枝的质量损失率显著高于CK,竹根的质量损失率显著低于CK。Olson分解模型能够较好地模拟各器官的分解过程,平均分解系数(k)依次为竹叶(0.891)>竹枝(0.554)>竹秆(0.249)>竹根(0.242),各器官间除竹秆和竹根外均存在显著差异,RB环境下竹叶的k显著低于CK。各器官分解50%的周期(T_(0.5))依次为竹秆(2.48 a)>竹根(2.44 a)>竹枝(0.97 a)>竹叶(0.51 a),其中竹根和竹秆显著高于竹枝和竹叶,RB环境下竹根的T_(0.5)显著高于CK。各器官分解周期(T_(0.95))依次为竹根(12.81a)>竹秆(12.12 a)>竹枝(5.22 a)>竹叶(3.22 a),其中竹根和竹秆显著高于竹枝和竹叶,RB环境下竹秆的T0.95显著低于CK,竹根的T_(0.95)显著高于CK。各器官基质质量与分解指标间的相关系数总体上表现为前期阶段高于后期阶段,CK环境下高于RB环境下,其中碳(C)、钾(K)、C/氮(N)、C/磷(P)与分解指标间相关系数较小,N、P、N/P与分解速率呈正相关,木质素/N与分解速率呈负相关。[结论]苦竹新鲜残体的分解过程表现为前期快速失重后期缓慢分解;竹叶分解速率最快,其次为竹枝,竹秆和竹根最慢;各器官基质质量中,N、P、N/P、木质素/N对分解速率影响较大,且主要影响分解前期阶段;清除林下竹子能减缓竹叶和竹根的分解,加快竹秆和竹枝的分解,减弱基质质量对分解速率的影响。

关键词：苦竹亚热带次生林凋落物分解基质质量林下环境木质素/N

过氧化氢漂白过程中慈竹机械浆发色基团演变及溶出机制

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林业工程学报 2024年第3期9卷 77-87页

作者：焦健朱北平韩善明梁芳敏苏晨房桂干谢章红沈葵忠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江苏省林业资源高效加工利用协同创新中心国家林业和草原局林产化学工程重点实验室林木生物质低碳高效利用国家工程研究中心南京210042 山东华泰纸业集团东营257335 宜宾纸业股份有限公司宜宾644109 四川省竹子制浆造纸工程技术研究中心宜宾644109

在常规工艺下难以制备高白度(>78%)竹材化学机械浆是制约竹类资源在高附加值纸产品领域规模化应用的关键技术瓶颈。使用乙醇-水二元介质碱性过氧化氢漂白体系可以突破当前慈竹机械浆漂白上限,将纸浆白度提升至80%以上。以慈竹机械浆为原... 详细信息

在常规工艺下难以制备高白度(>78%)竹材化学机械浆是制约竹类资源在高附加值纸产品领域规模化应用的关键技术瓶颈。使用乙醇-水二元介质碱性过氧化氢漂白体系可以突破当前慈竹机械浆漂白上限,将纸浆白度提升至80%以上。以慈竹机械浆为原料,对比研究了常规过氧化氢用量(90 kg/t)水相体系两段漂工艺、高过氧化氢用量(180 kg/t)水相四段漂工艺和高过氧化氢用量(180 kg/t)乙醇-水二元介质相四段漂工艺中各段处理所得纸浆的发色基团结构特点,以及3种工艺漂白段溶出物的结构特点,以此探索二元体系漂白过程中发色基团形成和溶出规律。结果表明,在漂白过程中,慈竹机械浆中的苯环类共轭结构含量逐渐降低,但在化学品用量较大的漂白段会生成在水相体系无法被破坏和溶出的呋喃类共轭结构。在漂白体系中引入乙醇,可以显著提高呋喃类共轭结构的溶出效率,同时发现浆料中溶出的部分苯环结构发生了开环反应,推测碱性条件下乙醇电离的微量乙氧根离子对呋喃类共轭结构的脱除具有关键性作用。慈竹机械浆发色基团演变及溶出机制可为开发经济上可行的竹类机械浆漂白工艺提供理论基础。

关键词：慈竹机械浆漂白发色基团溶出机制演变机制

立地环境和林分结构驱动的辽东栎林生长与模拟

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陆地生态系统与保护学报 2024年第3期4卷 1-11页

作者：刘兵兵于澎涛王彦辉张雪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 东北林业大学林学院哈尔滨150000

【目的】定量研究宁夏六盘山区辽东栎(Quercus mongolica)林的树高和胸径生长对气候、地形、土壤、林分结构等多种因子变化的响应规律,在此基础上构建多因子耦合模型,准确模拟和预测气候等因子对森林生长的影响。【方法】依据宁夏六盘... 详细信息

【目的】定量研究宁夏六盘山区辽东栎(Quercus mongolica)林的树高和胸径生长对气候、地形、土壤、林分结构等多种因子变化的响应规律,在此基础上构建多因子耦合模型,准确模拟和预测气候等因子对森林生长的影响。【方法】依据宁夏六盘山区环境梯度,2021—2022年对79块辽东栎天然次生林样地进行每木调查,利用上外包线法确定林分平均树高和平均胸径对立地环境和林分结构等因子的响应关系和函数类型,通过连乘构建多因子耦合模型框架并基于实测数据拟合模型参数,用于模拟气候变化对辽东栎林生长的影响。【结果】同时影响六盘山区辽东栎林平均树高和平均胸径生长的主要因子是林龄、林分密度、年均降水量、年均气温、土壤厚度。平均树高和平均胸径随林龄增大呈缓慢−快速−缓慢的生长变化,随林分密度增大呈先稳定后加速下降的变化,随土壤厚度和年均降水量增大呈先快速增加后渐趋平稳的变化,随年均气温升高呈先快速上升后快速下降的单峰变化趋势。根据林分平均树高和平均胸径对各单因子的响应函数构建了二者的多因子耦合模型,预测精度较高(R2>0.70)。对年均气温升高1.5℃的情景模拟结果表明,整个六盘山区的辽东栎林平均树高和平均胸径生长速率都会降低,其降低幅度在气候冷湿的六盘山区南部分别为10%和7%,在气候暖湿的六盘山区中部分别为15%和12%,在气候暖干的六盘山区北部分别为18%和13%。【结论】宁夏六盘山区辽东栎次生林的平均树高和平均胸径生长同时受气候、林分结构、立地环境等多因子的影响,建立反映多个主要因子(年均降水量、年均气温、林龄、林分密度、土壤厚度)影响的耦合生长模型可以准确预测气候变化和密度调控对树高和胸径生长的影响。未来的气温升高将会降低平均树高和平均胸径的生长,但降低幅度存在区域差异,表现为气温越高的区域降低幅度越大,需要分区采取不同的森林管理应对措施。研究结果可为预测气候变化影响和确定森林管理措施提供理论与技术支持。

关键词：辽东栎天然林树高胸径气候变化立地条件林分结构耦合模型

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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

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基于生物质可降解薄膜的制备与应用

化学学报 2024年第2期82卷 242-256页

作者：郭建荣张书玉贺军辉任世学中国科学院理化技术研究所北京100190 东北林业大学材料科学与工程学院哈尔滨150040

石油基塑料制品加工性好、低成本等优点在各行各业中需求量大且应用广泛,为人类生活带来了极大便利,促进了人类社会发展.然而在使用之后常以焚烧与填埋等处理方式直接排放到自然环境中,塑料在环境中难以降解,这将对环境与生命健康造成... 详细信息

石油基塑料制品加工性好、低成本等优点在各行各业中需求量大且应用广泛,为人类生活带来了极大便利,促进了人类社会发展.然而在使用之后常以焚烧与填埋等处理方式直接排放到自然环境中,塑料在环境中难以降解,这将对环境与生命健康造成严重威胁,产生日益严重的“微塑料”问题.在当前“禁塑令”以及“碳达峰、碳中和”的背景下,开发生物质可降解材料取代石油基塑料已成为人们关注的焦点.生物质种类丰富,源于自然植物,产量高,可再生,完全生物可降解,生物相容性好,环境友好,是完美的石油基塑料替代品.然而,经调研发现,从生物质原材料出发制备与石油基塑料具有类似性能的生物可降解材料也面临很多技术挑战,例如复杂的加工过程、成型差、机械强度较低、透明度差等.因此本综述重点聚焦于基于不同类型生物质原料制备可降解薄膜材料研究进展,分别从淀粉、果胶与壳聚糖直接生物质原料,秸秆、果壳与木材间接生物质原料出发,从生物质原料来源、组成、结构与提取,以及薄膜制备方法,包括溶剂铸造法、吹塑法、挤压法、静电纺丝等,并对所获得生物基薄膜的性能与应用进行综述.最后,梳理了当前基于生物质所制备可降解薄膜存在的不足之处和面临的挑战,并对生物质可降解薄膜材料未来的研究进行了展望.

关键词：生物质生物降解薄膜包装材料