北京林业大学学报

2021 � 10 期目录

2021-10-30

北京林业大学学报. 2021 43(10): 0-1.

典型黑土区不同水土保持树种的非结构性碳水化合物特征及种间差异

邹青�? 王奕�? 蒋治�? 陈祥�? 王秀伟 — 2021-10-30

邹青�? 王奕�? 蒋治�? 陈祥�? 王秀� 目的探究典型黑土区主要水土保持树种的非结构性碳水化合物（NSC）在器官水平的分配规律及其种间差异，以期为水土保持植物的科学选择与培育提供理论依据�?lt;/sec> 方法选取典型黑土�?种水土保持树种（小叶锦鸡儿、榆叶梅、白桦、糖槭和红皮云杉）作为研究对象，采集植物叶片、枝条、干材、树皮及树根，测定并比较各器官可溶性糖、淀粉及总NSC的含量�?lt;/sec> 结果 �?）NSC含量在树种和器官之间均差异显著（P < 0.05）�?种树种中叶和根的NSC含量较高，树干中可溶性糖含量最低，根中淀粉含量最高，叶片中含量最低。红皮云杉叶和枝的可溶性糖含量显著高于其他树种，糖槭干和根淀粉含量和NSC显著高于其他树种。（2）不同生活型树种的NSC及其组分的含量和分配也有明显差异，乔木叶片的可溶性糖和NSC含量高于灌木，乔木淀粉含量均表现为落叶树种大于常绿树种。（3）红皮云杉将更多的NSC分配到地上部分，榆叶梅将更多的NSC分配到地下部分。（4）落叶灌木将大多数的NSC分配到细根和中根上，乔木（红皮云杉）选择将细根作为根系储存NSC的主要组织�?lt;/sec> 结论可溶性糖和淀粉在各器官中分配不同，叶和根分别是非结构性碳水化合物的合成与储存结构，乔木树的NSC分配利于叶片碳同化和光合作用。在5种树种中，红皮云杉、榆叶梅和糖槭均具有抗旱性，此外，红皮云杉还具有良好的耐寒性，可以更好地适应低温干旱的生长环境，因此红皮云杉、榆叶梅和糖槭是研究区域适应能力相对较强的水土保持树种�?lt;/sec> 北京林业大学学报. 2021 43(10): 1-8.

不同种源地沙枣幼苗对混合盐胁迫的生长及生理响应研究

耿红�? 毕春�? 韦淋�? 宋振�? 李庆卫 — 2021-10-30

目的研究不同种源沙枣对于混合盐胁迫的生理响应，为筛选优良耐盐沙枣种质与沙枣的园林应用提供依据�?lt;/sec> 方法以宁夏银川、甘肃张掖两种源地二年生沙枣幼苗为试验材料，选用NaCl、Na₂SO₄�?�?（体积比）混合盐溶液胁迫40 d，观测幼苗生长情况及生理指标�?lt;/sec> 结果随盐浓度增加和胁迫时间延长，两种源沙枣幼苗叶长、叶宽、新梢和地径生长量，包括叶绿素含量均呈下降趋势。叶片细胞膜透性、丙二醛、脯氨酸、可溶性糖含量均呈上升趋势。可溶性蛋白含量先上升后下降再上升。超氧化物歧化酶、过氧化物酶活性均先上升后下降。随盐浓度增加，幼苗净光合速率、叶片气孔导度、叶片蒸腾速率整体呈下降趋势；叶片胞间CO₂浓度呈上升趋势。随胁迫时间延长，两种源沙枣净光合速率先下降后上升再下降；叶片气孔导度先下降后上升再下降；两种源沙枣叶片胞间CO₂浓度先下降后上升；叶片蒸腾速率整体呈下降趋势。宁夏、甘肃种源沙枣的耐盐阈值分别为1.088%�?.153%�?lt;/sec> 结论综合分析认为，不同种源地沙枣幼苗耐盐能力有所不同，甘肃种源沙枣耐盐能力强于宁夏种源。叶绿素含量、胞间二氧化碳浓度、丙二醛、蒸腾速率、叶片膜透性、脯氨酸�?个指标可作为评价沙枣耐盐性的重要指标，叶长、叶宽、新梢、地径生长量等指标可作为辅助评价参考指标。研究结果对沙枣种质的耐盐性评价及其引种栽培、丰富盐碱地区植物景观、改善生态环境具有重要意义�?lt;/sec> 北京林业大学学报. 2021 43(10): 9-17. 耿红�? 毕春�? 韦淋�? 宋振�? 李庆� 目的研究不同种源沙枣对于混合盐胁迫的生理响应，为筛选优良耐盐沙枣种质与沙枣的园林应用提供依据�?lt;/sec> 方法以宁夏银川、甘肃张掖两种源地二年生沙枣幼苗为试验材料，选用NaCl、Na₂SO₄�?�?（体积比）混合盐溶液胁迫40 d，观测幼苗生长情况及生理指标�?lt;/sec> 结果随盐浓度增加和胁迫时间延长，两种源沙枣幼苗叶长、叶宽、新梢和地径生长量，包括叶绿素含量均呈下降趋势。叶片细胞膜透性、丙二醛、脯氨酸、可溶性糖含量均呈上升趋势。可溶性蛋白含量先上升后下降再上升。超氧化物歧化酶、过氧化物酶活性均先上升后下降。随盐浓度增加，幼苗净光合速率、叶片气孔导度、叶片蒸腾速率整体呈下降趋势；叶片胞间CO₂浓度呈上升趋势。随胁迫时间延长，两种源沙枣净光合速率先下降后上升再下降；叶片气孔导度先下降后上升再下降；两种源沙枣叶片胞间CO₂浓度先下降后上升；叶片蒸腾速率整体呈下降趋势。宁夏、甘肃种源沙枣的耐盐阈值分别为1.088%�?.153%�?lt;/sec> 结论综合分析认为，不同种源地沙枣幼苗耐盐能力有所不同，甘肃种源沙枣耐盐能力强于宁夏种源。叶绿素含量、胞间二氧化碳浓度、丙二醛、蒸腾速率、叶片膜透性、脯氨酸�?个指标可作为评价沙枣耐盐性的重要指标，叶长、叶宽、新梢、地径生长量等指标可作为辅助评价参考指标。研究结果对沙枣种质的耐盐性评价及其引种栽培、丰富盐碱地区植物景观、改善生态环境具有重要意义�?lt;/sec> 北京林业大学学报. 2021 43(10): 9-17.

白桦BpPAT1基因的表达模式及耐盐性分析

田增�? 贺子�? 王智�? 张群, 王超, 及晓宇 — 2021-10-30

目的 GRAS家族是植物特有的具有高度保守羧基末端的转录因子家族，已有研究表明GRAS转录因子是植物胁迫反应中关键的转录调节因子之一。本研究拟对白桦中GRAS转录因子基因BpPAT1基因是否具有耐盐能力进行分析，为阐明白桦GRAS转录因子响应盐胁迫的分子调控机制奠定基础，进一步丰富木本植物GRAS转录因子响应逆境胁迫分子机制的研究�?lt;/sec> 方法从盐胁迫白桦转录组数据中筛选并获得�?条GRAS转录因子基因，将其命名为BpPAT1。利用蛋白多序列比对及系统进化树来分析BpPAT1与其他GRAS家族蛋白的亲缘关系。利用实时荧光定量PCR（qRT-PCR）技术分析盐胁迫及非胁迫条件下白桦根、茎和叶组织�?lt;i>BpPAT1的表达模式，初步鉴定其是否响应盐胁迫。为了进一步分�?lt;i>BpPAT1的抗逆功能，构建其植物过表达载体（pROKII-BpPAT1）与抑制表达载体（pFGC5941-BpPAT1），利用农杆菌介导的高效瞬时遗传转化体系，获�?lt;i>BpPAT1基因瞬时过表达、抑制表达及对照白桦植株。在盐胁迫下分别�?lt;i>BpPAT1瞬时表达及对照植株的耐盐相关生理指标进行测定，鉴�?lt;i>BpPAT1是否能调控白桦的耐盐能力�?lt;/sec> 结果多序列比对及系统进化树分析结果表明BpPAT1蛋白具有GRAS家族的序列特征，且与拟南芥中AtPAT1蛋白的亲缘关系较近。qRT-PCR结果表明：在盐胁�? h后，BpPAT1在白桦植株中的表达量显著上升�?lt;i>P < 0.05），说明该基因能响应盐胁迫。抗逆生理指标的测定结果表明：在白桦中过表达BpPAT1能够使过氧化物酶（POD）及超氧化物歧化酶（SOD）活性显著增强（P < 0.05），同时增加了白桦组织中的脯氨酸含量，降低了电解质渗透率及丙二醛含量�?lt;/sec> 结论白桦BpPAT1基因能响应盐胁迫，过表达BpPAT1显著增加了白桦POD、SOD酶活性和脯氨酸含量，降低了电解质渗透率及丙二醛含量，进而提高了ROS清除能力，有效增强了白桦的耐盐能力�?lt;/sec> 北京林业大学学报. 2021 43(10): 18-27. 田增�? 贺子�? 王智�? 张群, 王超, 及晓� 目的 GRAS家族是植物特有的具有高度保守羧基末端的转录因子家族，已有研究表明GRAS转录因子是植物胁迫反应中关键的转录调节因子之一。本研究拟对白桦中GRAS转录因子基因BpPAT1基因是否具有耐盐能力进行分析，为阐明白桦GRAS转录因子响应盐胁迫的分子调控机制奠定基础，进一步丰富木本植物GRAS转录因子响应逆境胁迫分子机制的研究�?lt;/sec> 方法从盐胁迫白桦转录组数据中筛选并获得�?条GRAS转录因子基因，将其命名为BpPAT1。利用蛋白多序列比对及系统进化树来分析BpPAT1与其他GRAS家族蛋白的亲缘关系。利用实时荧光定量PCR（qRT-PCR）技术分析盐胁迫及非胁迫条件下白桦根、茎和叶组织�?lt;i>BpPAT1的表达模式，初步鉴定其是否响应盐胁迫。为了进一步分�?lt;i>BpPAT1的抗逆功能，构建其植物过表达载体（pROKII-BpPAT1）与抑制表达载体（pFGC5941-BpPAT1），利用农杆菌介导的高效瞬时遗传转化体系，获�?lt;i>BpPAT1基因瞬时过表达、抑制表达及对照白桦植株。在盐胁迫下分别�?lt;i>BpPAT1瞬时表达及对照植株的耐盐相关生理指标进行测定，鉴�?lt;i>BpPAT1是否能调控白桦的耐盐能力�?lt;/sec> 结果多序列比对及系统进化树分析结果表明BpPAT1蛋白具有GRAS家族的序列特征，且与拟南芥中AtPAT1蛋白的亲缘关系较近。qRT-PCR结果表明：在盐胁�? h后，BpPAT1在白桦植株中的表达量显著上升�?lt;i>P < 0.05），说明该基因能响应盐胁迫。抗逆生理指标的测定结果表明：在白桦中过表达BpPAT1能够使过氧化物酶（POD）及超氧化物歧化酶（SOD）活性显著增强（P < 0.05），同时增加了白桦组织中的脯氨酸含量，降低了电解质渗透率及丙二醛含量�?lt;/sec> 结论白桦BpPAT1基因能响应盐胁迫，过表达BpPAT1显著增加了白桦POD、SOD酶活性和脯氨酸含量，降低了电解质渗透率及丙二醛含量，进而提高了ROS清除能力，有效增强了白桦的耐盐能力�?lt;/sec> 北京林业大学学报. 2021 43(10): 18-27.

基于全长转录组序列、核基因与叶绿体基因分析琼岛杨在杨属的亲缘关系

徐家�? 曾晴, 叶富�? 胡杨�? 时寰�? 张璇, 陈金辉 — 2021-10-30

目的琼岛杨是我国热带地区发现的一种杨树，至今其分类和进化鲜有报道。本研究旨在通过三代全长转录组测序等方法了解琼岛杨在杨属中的分类与进化�?lt;/sec> 方法基于Pacbio Sequel测序技术获取的热胁迫下琼岛杨、加杨和小叶杨完整全长转录本数据，通过直系同源基因计算非同义替换值（Ka）、同义替换值（Ks）及Ka/Ks值，比较直系同源基因在热胁迫下的表达模式，并结合毛果杨和簸箕柳的直系同源基因，构建了5个树种的进化树来分析杨树亲缘关系。通过克隆琼岛杨核基因（nrDNA�?lt;i>UDP-SQ�?lt;i>POPTRDRAFT_575699）和叶绿体基因（cpDNA�?lt;i>atpⅠ和trnF），分析基因序列在琼岛杨种群中的多态性，计算琼岛杨种内遗传距离，及与19个树种（5个杨树组�?个类外群组）的种间遗传距离。基于最大似然法和最小进化法构建了琼岛杨�?9个树种的进化树，以分析琼岛杨在杨属的亲缘关系�?lt;/sec> 结果三代转录组测序共获得660组琼岛杨、小叶杨和加杨的直系同源基因，Ks平均值为0.150 5，峰值为0.02，Ka/Ks < 1，占�?7.27%，这显示�?种杨树较近的亲缘关系。直系同源基因表达模式分析发现，3种杨树在热胁迫下具有相同的表达模式。利用遗传距离法计算琼岛杨与19个树种中atpⅠ�?lt;i>trnF�?lt;i>UDP-SQ�?lt;i>POPTRDRAFT_575699�?种基因遗传距离的平均值，发现琼岛杨与白杨组具有最近亲缘关系，平均值为0.011�?lt;/sec> 结论基于三代全长转录组测序获得的直系同源基因分析显示出，琼岛杨与其他杨树具有较近亲缘关系。克隆cpDNA和nrDNA基因，计算遗传距离和构建的进化树均表明琼岛杨与白杨组具有最近亲缘关系。cpDNA的多态性以及进化分支置信度明显高于nrDNA，表明在琼岛杨中cpDNA比nrDNA基因更具备物种鉴别能力�?lt;/sec> 北京林业大学学报. 2021 43(10): 28-37. 徐家�? 曾晴, 叶富�? 胡杨�? 时寰�? 张璇, 陈金� 目的琼岛杨是我国热带地区发现的一种杨树，至今其分类和进化鲜有报道。本研究旨在通过三代全长转录组测序等方法了解琼岛杨在杨属中的分类与进化�?lt;/sec> 方法基于Pacbio Sequel测序技术获取的热胁迫下琼岛杨、加杨和小叶杨完整全长转录本数据，通过直系同源基因计算非同义替换值（Ka）、同义替换值（Ks）及Ka/Ks值，比较直系同源基因在热胁迫下的表达模式，并结合毛果杨和簸箕柳的直系同源基因，构建了5个树种的进化树来分析杨树亲缘关系。通过克隆琼岛杨核基因（nrDNA�?lt;i>UDP-SQ�?lt;i>POPTRDRAFT_575699）和叶绿体基因（cpDNA�?lt;i>atpⅠ和trnF），分析基因序列在琼岛杨种群中的多态性，计算琼岛杨种内遗传距离，及与19个树种（5个杨树组�?个类外群组）的种间遗传距离。基于最大似然法和最小进化法构建了琼岛杨�?9个树种的进化树，以分析琼岛杨在杨属的亲缘关系�?lt;/sec> 结果三代转录组测序共获得660组琼岛杨、小叶杨和加杨的直系同源基因，Ks平均值为0.150 5，峰值为0.02，Ka/Ks < 1，占�?7.27%，这显示�?种杨树较近的亲缘关系。直系同源基因表达模式分析发现，3种杨树在热胁迫下具有相同的表达模式。利用遗传距离法计算琼岛杨与19个树种中atpⅠ�?lt;i>trnF�?lt;i>UDP-SQ�?lt;i>POPTRDRAFT_575699�?种基因遗传距离的平均值，发现琼岛杨与白杨组具有最近亲缘关系，平均值为0.011�?lt;/sec> 结论基于三代全长转录组测序获得的直系同源基因分析显示出，琼岛杨与其他杨树具有较近亲缘关系。克隆cpDNA和nrDNA基因，计算遗传距离和构建的进化树均表明琼岛杨与白杨组具有最近亲缘关系。cpDNA的多态性以及进化分支置信度明显高于nrDNA，表明在琼岛杨中cpDNA比nrDNA基因更具备物种鉴别能力�?lt;/sec> 北京林业大学学报. 2021 43(10): 28-37.

李岩, 朱嘉�? 王喜�? 孙权, 李玉�? 吴蕴�? 李德�? 李平�? 于海�? 赵曦阳]]> — 2021-10-30

李岩, 朱嘉�? 王喜�? 孙权, 李玉�? 吴蕴�? 李德�? 李平�? 于海�? 赵曦� 目的评价和选择优质红松种质资源，为种子园升级换代提供材料�?lt;/sec> 方法本研究以吉林省汪清林业局国家红松良种基地相同优树�?0�?7年生亲本无性系�?5年生生子代半同胞家系为材料，对其生长性状进行评价分析�?lt;/sec> 结果方差分析结果表明，无性系和家系各测定指标差异均达极显著水平（P < 0.01）。无性系或家系各指标表型变异系数变化范围分别�?.19% ~ 25.88%�?.51% ~ 34.33%，无性系各指标重复力变化范围�?.45 ~ 0.74，家系各指标遗传力变化范围为0.70 ~ 0.85，家系单株遗传力变化范围�?.29 ~ 0.66，属于中高重复力和遗传力。相关性分析结果表明，无性系和家系间胸径、树高、材积和冠幅均呈极显著正相关�?lt;i>r > 0.47�?lt;i>r > 0.57）。主成分分析结果表明，无性系和家系的两个主成分的累计贡献率分别达68.50%�?3.37%，胸径、树高、材积和冠幅对主成分Ⅰ的贡献最大，因此可以作为红松种质资源评价的指标。利用多性状综合评价法对无性系和家系进行筛选，�?0%为入选率，分别筛选出3个优良无性系�?个优良家系，入选无性系和家系胸径、树高、材积和冠幅遗传增益变化范围�?.03% ~ 14.40%。对优良家系内单株进行综合评价选择，筛选出9株优良单株，入选优良单株胸径、树高、材积和冠幅遗传增益变化范围�?.98% ~ 37.37%�?lt;/sec> 结论利用生长性状初选出优良无性系、优良家系和优良单株，可用于红松良种申报，并为红松良种选育提供理论基础�?lt;/sec> 北京林业大学学报. 2021 43(10): 38-46.

华北落叶松胚性组织超低温保存技术研究

2021-10-30

目的超低温保存是植物优良种质长期保存的重要方法。本文为探究梯度预处理对超低温保存存活率的影响，以期有效保存华北落叶松胚性组织的发育潜能�?lt;/sec> 方法本研究以华北落叶松胚性组织为材料，对超低温冷冻保存程序中预培养、冷冻处理方式、解冻方式和恢复培养等关键环节开展研究。预培养和冷冻保护共设计�?种处理，以不经过预培养和冷冻保护直接冷冻保存为对照，每个处理重复3次�?lt;/sec> 结果结果表明：处理组�?�?�?之间虽无显著差异，但结合冷冻保护剂二甲基亚砜� DMSO）对细胞具有一定毒害作用，高浓度的DMSO会影响后续胚性组织的恢复甚至造成细胞死亡，因此选出效果较好的超低温保存方法为： 0.2�?.4 mol/L山梨醇液体梯度预处理�?.4 mol/L山梨� + 5%DMSO为冷冻保护剂进行冷冻保护，最佳解冻方式为37 ℃水浴，解冻后的胚性愈伤组织细胞活性最高达78%；超低温保存后的胚性组织与正常增殖的胚性组织在外观及显微结构上无明显差异，且低温保存后的愈伤组织仍保持分化形成体细胞胚的能力�?lt;/sec> 结论研究结果为华北落叶松乃至其他针叶树胚性组织的超低温保存提供了参考�?lt;/sec> 北京林业大学学报. 2021 43(10): 47-53. 陈晓�? 江帅�? 代剑�? 袁德�? LishengKong, 张金�? 赵健目的超低温保存是植物优良种质长期保存的重要方法。本文为探究梯度预处理对超低温保存存活率的影响，以期有效保存华北落叶松胚性组织的发育潜能�?lt;/sec> 方法本研究以华北落叶松胚性组织为材料，对超低温冷冻保存程序中预培养、冷冻处理方式、解冻方式和恢复培养等关键环节开展研究。预培养和冷冻保护共设计�?种处理，以不经过预培养和冷冻保护直接冷冻保存为对照，每个处理重复3次�?lt;/sec> 结果结果表明：处理组�?�?�?之间虽无显著差异，但结合冷冻保护剂二甲基亚砜� DMSO）对细胞具有一定毒害作用，高浓度的DMSO会影响后续胚性组织的恢复甚至造成细胞死亡，因此选出效果较好的超低温保存方法为： 0.2�?.4 mol/L山梨醇液体梯度预处理�?.4 mol/L山梨� + 5%DMSO为冷冻保护剂进行冷冻保护，最佳解冻方式为37 ℃水浴，解冻后的胚性愈伤组织细胞活性最高达78%；超低温保存后的胚性组织与正常增殖的胚性组织在外观及显微结构上无明显差异，且低温保存后的愈伤组织仍保持分化形成体细胞胚的能力�?lt;/sec> 结论研究结果为华北落叶松乃至其他针叶树胚性组织的超低温保存提供了参考�?lt;/sec> 北京林业大学学报. 2021 43(10): 47-53.

透光抚育强度对小兴安岭“栽针保阔”红松林碳储量的影响

王亚�? 牟长�? 杨智�? 刘珽, 李轩男]]> — 2021-10-30

王亚�? 牟长�? 杨智�? 刘珽, 李轩� 目的揭示透光抚育对“栽针保阔”红松林中长期碳汇的影响规律，为恢复地带性顶极植被阔叶红松林提供依据�?lt;/sec> 方法采用相对生长方程与碳/氮分析测定法，同步测定小兴安岭不同透光抚育强度（对照（未采伐未栽针）、轻度透光抚育（伐除上层蓄�?/7）、中度透光抚育（伐除上层蓄�?/5）、强度透光抚育（伐除上层蓄�?/4））下的中期“栽针保阔”红松林（杨桦次生林冠下栽植红松35年，透光抚育30年）的生态系统碳储量（植被与土壤）、植被净初级生产力与年净固碳量，揭示透光抚育强度对“栽针保阔”红松林中长期碳汇作用的影响规律及机制�?lt;/sec> 结果 �?）透光抚育30年后，各透光抚育强度使中期“栽针保阔”红松林的植被碳储量（（81.15 ± 3.63� ~ �?00.24 ± 1.10� t/hm²）显著降低了14.7% ~ 19.0%�?lt;i>P < 0.05），但各透光抚育强度之间却无显著差异性（源于上层阔叶树碳储量随透光抚育强度呈递减趋势�?1.1% ~ 31.2%），冠下红松却呈递增趋势�?9.0% ~ 107.4%））。（2）各透光抚育强度均使其土壤碳储量（（108.32 ± 6.27� ~ �?21.42 ± 11.75� t/hm²）与对照相近（−8.4% ~ 2.7%�?lt;i>P > 0.05），但轻度、中度和强度透光抚育却改变了土壤碳储量的空间分布格局（水平分布上土壤表层碳储量随透光抚育强度增大而递减；垂直分布上轻度和中度透光抚育使其由对照的� > � � 下转化为� > � > 下或� � � > 下）。（3）轻度透光抚育使其生态系统碳储量（（189.47 ± 5.16� ~ �?18.44 ± 10.65� t/hm²）已得到恢复（−5.3%�?lt;i>P > 0.05），但中度和强度透光抚育仍使其较对照显著降低9.3%�?3.3%�?lt;i>P < 0.05），�?者均使其生态系统碳储量分配比例略有改变（植被碳储量占比降低3.06% ~ 4.57%）。（4）轻度透光抚育使其植被年净初级生产力NPP（（8.02 ± 0.79� ~ �?.51 ± 0.79� t/hm²）和年净固碳量VNCS（（3.72 ± 0.37� ~ �?.42 ± 0.37� t/hm²）已得到恢复（−11.5%和−9.7%�?lt;i>P > 0.05），而中度和强度透光抚育却使其仍显著低于对照15.4% ~ 15.7%�?4.0% ~ 15.8%�?lt;i>P < 0.05），但各透光抚育强度之间也无显著差异性（源于上层阔叶树种年净初级生产力和年净固碳量随透光抚育强度呈递减趋势�?0.8% ~ 25.6%�?9.3% ~ 24.5%），冠下红松年净初级生产力和年净固碳量却呈递增趋势�?.90 ~ 1.12 t/hm²�?.43 ~ 0.52 t/hm²））�?lt;/sec> 结论轻度透光抚育30年后小兴安岭“栽针保阔”红松林生态系统碳储量及年净固碳量已得到恢复，而中、强度透光抚育使两者显著降�?.1% ~ 14.3%�?4.3% ~ 16.7%，故从维持森林碳汇角度考虑在次生林恢复地带性顶极植被阔叶红松林经营实践中采取低强度透光抚育方式比较适宜�?lt;/sec> 北京林业大学学报. 2021 43(10): 54-64.

不同年龄红松根系氮素吸收及其与根形态和化学性状的关系

任浩, 高国�? 马耀�? 李祖�? 谷加存 — 2021-10-30

目的明确不同年龄红松根系氮素吸收及其与根形态和化学性状的关系，增进对根系资源获取策略与树木个体发育之间联系的理解�?lt;/sec> 方法本文选取黑龙江省凉水国家级自然保护区阔叶红松林内幼龄（（14 ± 1）年）、中龄（�?8 ± 3）年）和成熟龄（�?17 ± 4）年）红松为材料，采用稳定性同位素示踪技术研究了各年龄阶段红松根系氮素吸收，同时测定了根系形态和化学性状�?lt;/sec> 结果随着红松年龄的增大，根系铵态氮、甘氨酸和总吸收速率均逐渐降低，硝态氮吸收速率则无显著变化。红松不同年龄阶段，各形态氮对根系总氮吸收贡献率均表现铵态氮�?2% ~ 65%�?gt; 甘氨酸（25% ~ 32%�?gt; 硝态氮�?% ~ 12%），其中硝态氮贡献率随红松年龄的增大而增大，铵态氮和甘氨酸的贡献率则无显著变化。甘氨酸以分子态被幼龄、中龄和成熟龄红松根系吸收的比例非常接近，分别为78%�?1%�?0%。根系直径随着红松年龄的增大而显著增粗，与根系铵态氮、甘氨酸和总氮吸收速率呈负相关（仅与甘氨酸相关性显著），与硝态氮吸收速率呈正相关；与此相反，比根长和比根表面积则随着红松年龄的增大呈现降低的趋势，均与根系铵态氮、甘氨酸和总氮吸收速率呈正相关（仅甘氨酸相关性显著），与硝态氮吸收速率呈负相关；根系组织密度和化学性状在红松的各年龄阶段均无显著变化，与根系氮吸收的相关性很低�?lt;/sec> 结论随着红松年龄的增大，根系氮素吸收速率和偏好均发生明显改变，这可能与根系形态性状的变化有关�?lt;/sec> 北京林业大学学报. 2021 43(10): 65-72. 任浩, 高国�? 马耀�? 李祖�? 谷加� 目的明确不同年龄红松根系氮素吸收及其与根形态和化学性状的关系，增进对根系资源获取策略与树木个体发育之间联系的理解�?lt;/sec> 方法本文选取黑龙江省凉水国家级自然保护区阔叶红松林内幼龄（（14 ± 1）年）、中龄（�?8 ± 3）年）和成熟龄（�?17 ± 4）年）红松为材料，采用稳定性同位素示踪技术研究了各年龄阶段红松根系氮素吸收，同时测定了根系形态和化学性状�?lt;/sec> 结果随着红松年龄的增大，根系铵态氮、甘氨酸和总吸收速率均逐渐降低，硝态氮吸收速率则无显著变化。红松不同年龄阶段，各形态氮对根系总氮吸收贡献率均表现铵态氮�?2% ~ 65%�?gt; 甘氨酸（25% ~ 32%�?gt; 硝态氮�?% ~ 12%），其中硝态氮贡献率随红松年龄的增大而增大，铵态氮和甘氨酸的贡献率则无显著变化。甘氨酸以分子态被幼龄、中龄和成熟龄红松根系吸收的比例非常接近，分别为78%�?1%�?0%。根系直径随着红松年龄的增大而显著增粗，与根系铵态氮、甘氨酸和总氮吸收速率呈负相关（仅与甘氨酸相关性显著），与硝态氮吸收速率呈正相关；与此相反，比根长和比根表面积则随着红松年龄的增大呈现降低的趋势，均与根系铵态氮、甘氨酸和总氮吸收速率呈正相关（仅甘氨酸相关性显著），与硝态氮吸收速率呈负相关；根系组织密度和化学性状在红松的各年龄阶段均无显著变化，与根系氮吸收的相关性很低�?lt;/sec> 结论随着红松年龄的增大，根系氮素吸收速率和偏好均发生明显改变，这可能与根系形态性状的变化有关�?lt;/sec> 北京林业大学学报. 2021 43(10): 65-72.

宽窄行栽植模式下三倍体毛白杨−小麦复合系统的细根分布及形态特征

邹松言, 付婧�? 邸楠, 王烨, 席本野 — 2021-10-30

目的探讨宽窄行栽植模式下毛白杨−小麦复合系统中的细根根长密度(FRLD)分布及形态特征，为优化该系统的集约栽培措施提供了理论依据�?lt;/sec> 方法在宽窄行栽植模式下的4年生三倍体毛白杨−小麦复合系统中，于小麦收获后，采取根钻法�?株平均标准木周围进行根系取样，取样位点为窄行距树75 cm、树行距�?5 cm、宽行距�?00�?00�?00�?00 cm，取样深度为80 cm，共取得根样288个。对所有样品进行形态扫描和烘干称质量，得到不同深度、位点处的毛白杨和小麦细根的分布及形态数据�?lt;/sec> 结果垂直方向上，毛白杨和小麦的细根均主要聚集�? ~ 20 cm的浅土层，其中FRLD分别占总根长密度的68%�?5%。毛白杨�?lt;i>R² = 0.679 3�?lt;i>P < 0.05）和小麦�?lt;i>R² = 0.922 9�?lt;i>P < 0.05）细根均随土层指数递减；两个物种的FRLD在浅土层没有显著差异�?lt;i>P > 0.05），在深土层中则表现出小麦的FRLD显著高于毛白杨的特征�?lt;i>P < 0.05）。水平方向上，毛白杨细根主要聚集在窄行的浅土层中，而小麦细根则在宽行中大量分布。二维根系分布结果显示，毛白杨和小麦有各自的细根密集分布区域且总体上互不干涉。毛白杨的平均细根直径显著高于小麦（P < 0.05），其比根长则显著低于小麦（P < 0.05）�?lt;/sec> 结论在宽窄行栽植模式下的三倍体毛白杨−小麦复合系统中，毛白杨和小麦的细根分布产生了空间分离，密集分布区域重叠较少；此外，为了更有效地吸收土壤资源以占据竞争优势，小麦会生产更多吸收效率更高的细根。以上结果可为优化该栽植模式下农林复合系统的集约经营技术提供理论支撑�?lt;/sec> 北京林业大学学报. 2021 43(10): 73-80. 邹松言, 付婧�? 邸楠, 王烨, 席本� 目的探讨宽窄行栽植模式下毛白杨−小麦复合系统中的细根根长密度(FRLD)分布及形态特征，为优化该系统的集约栽培措施提供了理论依据�?lt;/sec> 方法在宽窄行栽植模式下的4年生三倍体毛白杨−小麦复合系统中，于小麦收获后，采取根钻法�?株平均标准木周围进行根系取样，取样位点为窄行距树75 cm、树行距�?5 cm、宽行距�?00�?00�?00�?00 cm，取样深度为80 cm，共取得根样288个。对所有样品进行形态扫描和烘干称质量，得到不同深度、位点处的毛白杨和小麦细根的分布及形态数据�?lt;/sec> 结果垂直方向上，毛白杨和小麦的细根均主要聚集�? ~ 20 cm的浅土层，其中FRLD分别占总根长密度的68%�?5%。毛白杨�?lt;i>R² = 0.679 3�?lt;i>P < 0.05）和小麦�?lt;i>R² = 0.922 9�?lt;i>P < 0.05）细根均随土层指数递减；两个物种的FRLD在浅土层没有显著差异�?lt;i>P > 0.05），在深土层中则表现出小麦的FRLD显著高于毛白杨的特征�?lt;i>P < 0.05）。水平方向上，毛白杨细根主要聚集在窄行的浅土层中，而小麦细根则在宽行中大量分布。二维根系分布结果显示，毛白杨和小麦有各自的细根密集分布区域且总体上互不干涉。毛白杨的平均细根直径显著高于小麦（P < 0.05），其比根长则显著低于小麦（P < 0.05）�?lt;/sec> 结论在宽窄行栽植模式下的三倍体毛白杨−小麦复合系统中，毛白杨和小麦的细根分布产生了空间分离，密集分布区域重叠较少；此外，为了更有效地吸收土壤资源以占据竞争优势，小麦会生产更多吸收效率更高的细根。以上结果可为优化该栽植模式下农林复合系统的集约经营技术提供理论支撑�?lt;/sec> 北京林业大学学报. 2021 43(10): 73-80.

基于自注意力卷积网络的遥感图像分类

李彦�? 范习�? 杨绪�? 徐新洲 — 2021-10-30

目的遥感图像分类技术在森林资源调查、生态工程规划以及森林病虫害防控等林业监测业务中，扮演着至关重要的角色。通过引入自注意力模块增强卷积网络对遥感图像的特征刻画能力，以期提高遥感图像的分类效果�?lt;/sec> 方法该文提出了一种融合自注意力机制和残差卷积网络的遥感图像分类方法，首先利用卷积神经网络提取丰富的深度纹理语义特征，然后在卷积网络的最�?个瓶颈层嵌入多头自注意力模块，挖掘遥感图像复杂的全局结构信息。嵌入自注意力模块的卷积分类网络，能够有效提升遥感图像的分类精确度。该研究使用RSSCN7、EuroSAT与PatternNet 3个公开的遥感图像数据集，基于Pytorch深度学习库训练与测试该方法，并增加与已有分类框架算法精度和性能的对比试验。同时，使用不同批次、不同数量大小的数据训练改进研究提出的方法，并测试分类效果�?lt;/sec> 结果试验得出，该研究提出的方法在3个遥感分类数据集上的平均识别率分别达到了91.30%�?7.88%�?7.37%，其中在前两个数据集上较现有的基于深度卷积网络的算法分别提升�?.26%�?.73%。同时，该算法的总参数量�?.08 × 10⁷，较现有参数量最低的方法减少�?.2 × 10⁶�?lt;/sec> 结论相比已有的遥感图像分类框架，该研究提出的方法能够在图形处理器（GPU）加速的环境中，取得更为准确的分类效果。同时有效减少了模型的参数量，提高了算法执行的效率，便于后续的实际应用部署�?lt;/sec> 北京林业大学学报. 2021 43(10): 81-88. 李彦�? 范习�? 杨绪�? 徐新� 目的遥感图像分类技术在森林资源调查、生态工程规划以及森林病虫害防控等林业监测业务中，扮演着至关重要的角色。通过引入自注意力模块增强卷积网络对遥感图像的特征刻画能力，以期提高遥感图像的分类效果�?lt;/sec> 方法该文提出了一种融合自注意力机制和残差卷积网络的遥感图像分类方法，首先利用卷积神经网络提取丰富的深度纹理语义特征，然后在卷积网络的最�?个瓶颈层嵌入多头自注意力模块，挖掘遥感图像复杂的全局结构信息。嵌入自注意力模块的卷积分类网络，能够有效提升遥感图像的分类精确度。该研究使用RSSCN7、EuroSAT与PatternNet 3个公开的遥感图像数据集，基于Pytorch深度学习库训练与测试该方法，并增加与已有分类框架算法精度和性能的对比试验。同时，使用不同批次、不同数量大小的数据训练改进研究提出的方法，并测试分类效果�?lt;/sec> 结果试验得出，该研究提出的方法在3个遥感分类数据集上的平均识别率分别达到了91.30%�?7.88%�?7.37%，其中在前两个数据集上较现有的基于深度卷积网络的算法分别提升�?.26%�?.73%。同时，该算法的总参数量�?.08 × 10⁷，较现有参数量最低的方法减少�?.2 × 10⁶�?lt;/sec> 结论相比已有的遥感图像分类框架，该研究提出的方法能够在图形处理器（GPU）加速的环境中，取得更为准确的分类效果。同时有效减少了模型的参数量，提高了算法执行的效率，便于后续的实际应用部署�?lt;/sec> 北京林业大学学报. 2021 43(10): 81-88.

小样本条件下基于数据扩充和ResNeSt的雪豹识别

张毓, 高雅�? 常峰�? 谢将�? 张军国 — 2021-10-30

目的红外触发相机采集的雪豹监测图像质量参差不齐，且数量有限，为了提升小样本下雪豹的识别准确率，本研究提出一种雪豹监测图像自动识别方法�?lt;/sec> 方法该方法基于具备注意力机制的ResNeSt50模型，使用祁连山国家公园的雪豹监测图像作为原始数据集，红外触发相机拍摄的非雪豹陆生野生动物图像作为扩充负样本，网络雪豹图像作为扩充正样本，生�?种数据集并依次进行对比实验，选择合适的扩充方式引导模型逐步关注到雪豹个体关键特征，使用梯度类激活热力图可视化进一步验证数据扩充后的有效性�?lt;/sec> 结果使用原始数据�?扩充负样�?扩充正样本训练的模型识别效果最好，热力图可视化显示模型正确关注到雪豹个体花纹与斑点特征，对比基于Vgg16和ResNet50的识别模型，ResNeSt50的识别效果最好，测试集识别准确率达到97.70%，精确率97.26%，召回率97.59%�?lt;/sec> 结论采用本研究提出的原始数据�?扩充负样�?扩充正样本数据扩充方法训练的模型，可以区分背景与前景，且对雪豹本身特征具有较强的判别能力，泛化能力最好�?lt;/sec> 北京林业大学学报. 2021 43(10): 89-99. 张毓, 高雅�? 常峰�? 谢将�? 张军� 目的红外触发相机采集的雪豹监测图像质量参差不齐，且数量有限，为了提升小样本下雪豹的识别准确率，本研究提出一种雪豹监测图像自动识别方法�?lt;/sec> 方法该方法基于具备注意力机制的ResNeSt50模型，使用祁连山国家公园的雪豹监测图像作为原始数据集，红外触发相机拍摄的非雪豹陆生野生动物图像作为扩充负样本，网络雪豹图像作为扩充正样本，生�?种数据集并依次进行对比实验，选择合适的扩充方式引导模型逐步关注到雪豹个体关键特征，使用梯度类激活热力图可视化进一步验证数据扩充后的有效性�?lt;/sec> 结果使用原始数据�?扩充负样�?扩充正样本训练的模型识别效果最好，热力图可视化显示模型正确关注到雪豹个体花纹与斑点特征，对比基于Vgg16和ResNet50的识别模型，ResNeSt50的识别效果最好，测试集识别准确率达到97.70%，精确率97.26%，召回率97.59%�?lt;/sec> 结论采用本研究提出的原始数据�?扩充负样�?扩充正样本数据扩充方法训练的模型，可以区分背景与前景，且对雪豹本身特征具有较强的判别能力，泛化能力最好�?lt;/sec> 北京林业大学学报. 2021 43(10): 89-99.

范舒�? 李坤, 张梦�? 谢雅�? 董丽 — 2021-10-30

范舒�? 李坤, 张梦�? 谢雅�? 董丽目的城市人居环境中小微尺度是人们日常使用最频繁的基本空间尺度。探究小微尺度下垫面类型及其格局特征对环境微气候的影响机制，是借助风景园林规划设计改善城市热环境的理论基础�?lt;/sec> 方法本研究基于实地测量，针对城市居住区绿地不同类型下垫面日均空气温度、湿度的差异，以及小微尺度下垫面格局对环境微气候的影响开展定量研究�?lt;/sec> 结果四季7种下垫面类型的日均温度、湿度均存在显著差异，且7种下垫面类型的排序有季节性变化。高郁闭度植被、水体与中郁闭度植被的降温、增湿效应明显。借助景观格局指数量化不同类型下垫面的格局特征。景观指数与日均温度、湿度的相关性随不同季节而变化。各类下垫面的面积占比、斑块面积是影响小微尺度环境温度、湿度的关键格局特征，破碎度与聚集度也有一定影响�?lt;/sec> 结论未来进行热舒适型小微尺度户外空间设计时，提高高郁闭度与中郁闭度植被的面积占比和斑块面积，控制其破碎程度，采用聚集式布局形式可有效提高环境相对湿度，降低空气温度。同时应避免配置成片的硬质铺装（占比率高，面积大，分布聚集），降低其热调节负效应�?lt;/sec> 北京林业大学学报. 2021 43(10): 100-109.

园林绿化废弃物覆盖对城市绿地土壤肥力影响

杜田�? 孙向�? 李素�? 周伟, 郑燚, 范志辉]]> — 2021-10-30

杜田�? 孙向�? 李素�? 周伟, 郑燚, 范志� 目的本研究旨在探讨园林绿化废弃物覆盖对城市绿地土壤肥力影响，以期为园林绿化废弃物资源化利用解决城市绿地土壤问题提供依据�?lt;/sec> 方法本研究以北京市典型城市绿地土壤−圆明园为研究对象，通过野外试验设置4种不同处理：不覆盖（CK）、上层木� + 下层堆置15 d的园林绿化废弃物堆肥（处理A）、上层木� + 下层堆置30 d的园林绿化废弃物堆肥（处理B）、上层木� + 下层堆置60 d的园林绿化废弃物堆肥（处理C），进行室内分析测定，结合修正的内梅罗指数法计算土壤综合肥力指数，运用Pearson相关性及逐步回归分析，分析不同覆盖处理对土壤综合肥力的影响�?lt;/sec> 结果 0 ~ 10 cm土层中，C覆盖处理显著提高土壤有效磷、速效钾含量（P < 0.05）；10 ~ 20 cm土层中，C覆盖处理显著提高土壤速效钾含量（P < 0.05）。土壤综合肥力指数显示，C覆盖处理显著提高0 ~ 10 cm土层的综合肥力（P < 0.05）。修正的内梅罗指数法�?lt;i>F_imin值及逐步回归分析表明，土壤综合肥力限制因子为土壤密度及有效磷，土壤综合肥力最主要影响因子为有机质，其次为土壤有效磷及土壤密度�?lt;/sec> 结论综上，园林绿化废弃物覆盖对土壤理化性质及综合肥力有不同程度的影响，结果显示处理C为最佳覆盖方案，今后研究中要着重注意土壤肥力主要影响因子（土壤有机质、土壤密度及有效磷）的动态变化及改善�?lt;/sec> 北京林业大学学报. 2021 43(10): 110-117.

柴媛, 陶鑫, 梁善�? 傅峰 — 2021-10-30

柴媛, 陶鑫, 梁善�? 傅峰目的以高能微波处理后的木材增值利用为研究目标，制备填缝型微波膨化木基金属复合材料（WMC），为微波处理人工林实木增值利用提供参考�?lt;/sec> 方法采用抽真空浸渍方法，以锡铋低熔点合金和辐射松微波膨化木为原料，制备填缝型WMC，通过扫描电镜、能谱分析、计算机层析成像、动态热机械分析、热重分析、差示扫描量热分析、X射线衍射分析、红外光谱等测试技术，表征和分析WMC的微观形貌、热稳定性、表面接触角等性能�?lt;/sec> 结果锡铋合金填充在微波膨化木的缝隙处，与木材形成“机械互锁”方式的啮合结构，使其在缝隙处紧密结合，提高了界面结合强度。WMC中锡和铋的质量分数分别为25.97%�?1.13%，计算机层析扫描图像重构了锡铋合金在WMC中的空间分布位置，实现了WMC可视化的三维渲染，展示了其独特的纹理。WMC与基材相比具有更高的贮存模量、损耗模量和残炭量，热稳定性得到提高。WMC未出现新的酯类、醚类等官能团特征峰，晶体结构未受到破坏，结晶度呈现上升趋势，由基材�?5.9%增加�?8.6%�?0 s时接触角比基材提高了172%，疏水性显著提高�?lt;/sec> 结论本研究制备了填缝型微波膨化木基金属复合材料，观察与模拟了锡铋合金在微波膨化木中的分布，表征了其热稳定性与表面接触角等性能，为基于高能微波处理木材研制新型木质产品提供了新思路�?lt;/sec> 北京林业大学学报. 2021 43(10): 118-125.

中密度纤维板磨削时的砂带磨损研究及寿命评判

2021-10-30

杜瑶, 田彪, 张健, 刘红�? 罗斌目的砂带磨削作为中密度纤维板生产加工过程中必不可少的工序，直接影响着加工效率和表面质量。目前有关木质材料磨削方面的研究基础较为薄弱，多借鉴金属磨削且多以实木为研究对象，针对人造板砂带磨削的研究极少。在实际生产中，砂带的选择和更换大多依靠工人的经验判断。本研究可以为实际生产中的砂带选择和更换提供科学依据和理论支撑，促进木材加工技术和砂带制造技术向高效智能化方向发展�?lt;/sec> 方法本研究以中密度纤维板为试验材料，测试砂带磨削时的磨削效率和表面粗糙度，结合三维形貌图和电镜图，分析砂带磨损对材料去除率和表面粗糙度的影响，并对砂带寿命做出合理预测�?lt;/sec> 结果 MDF磨削初期磨粒尖锐，材料去除率较高，但随磨粒破碎和脱落，材料去除率下降速度较快；磨削中期材料去除率趋于动态稳定，磨削后期随着磨粒进一步钝化、局部片状脱落，材料去除率再次降低。随着磨削次数增加，磨粒在持续磨损过程中逐渐钝化、顶端直径增大，在试件表面留下渐宽的磨削痕迹，试件表面粗糙度参数S_a�?lt;i>S_dr数值呈下降趋势，磨削前后期粗糙度参数值较分散，中期的粗糙度参数值相对集中、收敛性好。而砂带表面粗糙度参数S_a�?lt;i>S_ku数值在磨削前后期相对集中，磨削中期比较分散。在试验所�?20目砂带的情况下，以材料去除率为评价指标时，累计磨削长�?3 096 m为砂带的使用寿命终点；以磨削表面粗糙度参�?lt;i>S_a为评价指标时，累计磨削长�?8 375 m为砂带的使用寿命终点�?lt;/sec> 结论砂带磨损至失效大致可以分�?个阶段，磨削效率与参与磨削的磨粒尖锐度和有效磨粒数量成正比。砂带磨损对磨削表面粗糙度影响较大。磨削加工目的不同，依据不同的考察指标，砂带寿命评判结果有差异，可以通过材料去除率和表面粗糙度的变化趋势对砂带寿命进行合理预测�?lt;/sec> 北京林业大学学报. 2021 43(10): 126-134.