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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

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

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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利用地表纹理映射实现三维辐射传输精细模拟

遥感学报 2024年第6期 1515-1524页

作者：黄华国北京林业大学林木资源高效生产全国重点实验室

三维辐射传输模拟是研究定量遥感机理，提高反演精度的重要方法。现有研究能重建厘米级的植被场景，实现分米级的星载或者机载图像模拟。然而在稀疏植被区域，模拟图像和实际数据仍然存在一定偏差。究其原因，一方面源于三维结构误差，... 详细信息

三维辐射传输模拟是研究定量遥感机理，提高反演精度的重要方法。现有研究能重建厘米级的植被场景，实现分米级的星载或者机载图像模拟。然而在稀疏植被区域，模拟图像和实际数据仍然存在一定偏差。究其原因，一方面源于三维结构误差，另外一方面则是平均组分光谱的局限，难以反映地表反射率的随机异质性。为克服平均组分光谱的局限问题，本文扩展RAPID模型，基于土壤端元和浓密植被端元光谱，增加了两个权重系数构成的纹理矩阵，实现地表反射光谱的精细模拟，并评估考虑异质性对图像模拟带来的改进效果。结果表明：（1）两个权重系数可以基于真实图像直接求解；（2）每个地表面元在赋值两个权重系数后，合成光谱与真实图像光谱曲线吻合度高（R2优于0.98,RMSE=0.016）;(3)云南天峰山和甘肃大野口两个场景的模拟吻合度显著提升（R2分别提升0.096和0.041,RMSE分别下降0.015和0.01）;(4)三波段RGB图像也有可能预测出NIR波段图像，纹理相近，但是光谱反射率数值上有一定的偏差（0.006—0.027）。本文提出的方法可以模拟更为精细的亚米级高分卫星图像，可为深度学习提供高质量的样本，为定量反演提供更准备的训练数据。

关键词：遥感地表纹理高分图像三维辐射传输影像模拟端元光谱训练样本

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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

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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

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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宁夏枸杞果皮蜡质积累与气象因子的关系

林业科学 2024年第3期60卷 22-34页

作者：米娟娟赵娟红李治刚包晗黄婷秦垦杨涓郑国琦宁夏大学生命科学学院林木资源高效生产全国重点实验室银川750021 宁夏农林科学院枸杞科学研究所银川750002

【目的】分析不同采摘时期枸杞果皮蜡质含量与成分差异,探究不同采摘时期气象因子与枸杞果皮蜡质积累的关系,为不同采摘时期适宜制干方式的选择提供理论依据。【方法】以‘宁杞1号’和‘宁杞5号’3个采摘时期(老眼枝时期、七寸枝时期和... 详细信息

【目的】分析不同采摘时期枸杞果皮蜡质含量与成分差异,探究不同采摘时期气象因子与枸杞果皮蜡质积累的关系,为不同采摘时期适宜制干方式的选择提供理论依据。【方法】以‘宁杞1号’和‘宁杞5号’3个采摘时期(老眼枝时期、七寸枝时期和秋果时期)的果实为材料,应用GC-MS技术对果皮蜡质含量、组分进行测定与分析,利用JL-18空气温、湿、光照记录仪监测不同采摘时期的气象因子,采用逐步回归分析法探究果皮蜡质含量及其组分与气象因子之间的关系。【结果】1)2个枸杞品种在3个采摘期的青果期、转色期和红果期果实蜡质含量均存在显著差异,红果期果实蜡质含量显著高于青果期和转色期,而青果期和转色期果实蜡质含量差异不显著。2)‘宁杞1号’的蜡质成分主要为二十六烷、二十八烷、1-碘代二十八烷、1-碘代三十烷、二十二醇和β-香树精,‘宁杞5号’的蜡质成分主要为二十六烷、二十七烷、1-碘代二十八烷、1-碘代三十烷、二十二醇和2-己基-1-癸醇。3)老眼枝时期,‘宁杞1号’和‘宁杞5号’果皮蜡质含量与光照强度显著负相关,相关系数分别为-0.759(P<0.05)和-0.838(P<0.01)。‘宁杞1号’酯类与日均温度显著负相关,相关系数为-0.712(P<0.05),‘宁杞5号’酸类和酯类与日均湿度显著正相关,相关系数分别为0.728(P<0.05)和0.739(P<0.05)。‘宁杞1号’和‘宁杞5号’酮类与夜均温度显著正相关,与光照强度显著负相关,相关系数分别为0.717(P<0.01)和-0.649(P<0.05);烷烃类与日均湿度和夜均温度显著负相关,相关系数分别为-0.772(P<0.01)和0.637(P<0.05);碘代烷烃类与夜均湿度显著正相关,相关系数为0.820(P<0.01)。七寸枝时期,‘宁杞1号’烷烃类与夜均温度显著正相关,相关系数为0.779(P<0.05);碘代烷烃类与日均温度显著负相关,相关系数为-0.724(P<0.05);酸类与日均湿度显著负相关,相关系数为-0.680(P<0.05)。‘宁杞5号’蜡质含量与夜均湿度和光照强度显著正相关,相关系数分别为0.795(P<0.01)和0.748(P<0.01);酮类和碘代烷烃类与日均温度显著负相关,相关系数分别为-0.887(P<0.01)和-0.749(P<0.05)。秋果时期,‘宁杞1号’烷烃类和碘代烷烃类与夜均温度显著正相关,相关系数分别为0.887(P<0.01)和0.767(P<0.05)。【结论】不同采摘时期的气象因子对宁夏枸杞果皮蜡质含量与成分产生不同影响,温度与碘代烷烃类、酮类和烷烃类积累有关,湿度与酯类、酸类和烷烃类积累有关,光照强度与酯类、醇类积累有关。

关键词：宁夏枸杞不同采摘时期蜡质积累蜡质组分气象因子

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宁夏枸杞果实性状和预处理对果实制干的影响

林业科学 2024年第3期60卷 35-44页

作者：赵娟红米娟娟李治刚包晗黄婷秦垦杨涓郑国琦宁夏大学生命科学学院林木资源高效生产全国重点实验室银川750021 宁夏农林科学院枸杞科学研究所银川750002

【目的】探究不同品种(系)宁夏枸杞果实性状和预处理对果实制干的影响,为枸杞制干工艺提供有价值的理论依据。【方法】以制干差异较大的不同品种(系)宁夏枸杞为试验材料,采用称重法、石蜡切片和扫描电镜等方法,对果实加工性状、果皮及... 详细信息

【目的】探究不同品种(系)宁夏枸杞果实性状和预处理对果实制干的影响,为枸杞制干工艺提供有价值的理论依据。【方法】以制干差异较大的不同品种(系)宁夏枸杞为试验材料,采用称重法、石蜡切片和扫描电镜等方法,对果实加工性状、果皮及角质层结构、果皮蜡质微形态和不同预处理枸杞果实制干时间进行探究,明确不同品种(系)宁夏枸杞果实性状和预处理对果实制干的影响。【结果】1)不同品种(系)枸杞果实纵径、百粒质量、单果体积存在显著差异,‘16-23-7-8’横径、纵径、百粒质量、单果体积均最高,‘宁杞1号’最低。2)随着果实发育,果皮和角质层厚度逐渐增加且存在显著差异。‘宁杞5号’果皮厚度最大,达768.273μm;‘宁杞1号’果皮厚度最小,为445.100μm。‘14-402’角质层最厚,达9.420μm;‘16-23-7-8’最低,为7.528μm。3)成熟期枸杞果实表皮被束状蜡质层覆盖,蜡质晶体呈无规则片状,片状蜡质层较厚,排列较紧密。4)不同品种(系)枸杞果实制干时间存在显著差异,由易到难依次为‘宁杞1号’、‘Z44’、‘16-23-7-8’、‘14-402’、‘宁杞5号’。与对照相比,碱处理后,平均制干时间缩短4.10 h;氯仿处理后,平均制干时间缩短16.94 h。【结论】枸杞果皮结构通过影响水分运输进而影响枸杞果实制干过程;预处理可破坏枸杞表皮蜡质层缩短制干时间。本研究5个枸杞品种(系)中,‘宁杞5号’不易制干,‘宁杞1号’最易制干,在枸杞制干时,应用的预处理方式必须考虑品种间存在的组织和形态解剖学特征的差异。

关键词：宁夏枸杞果实性状果皮结构角质层表皮蜡质预处理制干时间

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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