2024年, 第46卷, 第09期　
刊出日期：2024-09-25

  

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  基于结构方程模型的兴安落叶松天然林碳汇量驱动因素

  梅雪松, 董灵波, 陈冠谋

  北京林业大学学报. 2024, 46(09): 1-10.

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  【目的】探究兴安落叶松天然林碳汇量及其驱动机制，为提升该地区的碳汇功能提供理论依据。【方法】基于黑龙江省大兴安岭地区第7次和第8次国家森林资源连续清查获取的264块固定样地调查数据，考虑林木生长、枯损、进界和采伐4个碳库，分别从林分、气候、多样性、土壤、地形和采伐6个方面选取24项指标，通过逐步回归和结构方程模型，量化了各指标对兴安落叶松天然林碳汇量的影响。【结果】（1）2005—2010年间，该地区兴安落叶松天然林的平均碳汇量为（1.17±0.71） t/（hm²·a）。（2）逐步回归模型的确定系数（R2）、均方根误差（RMSE）和平均绝对误差（MAE）分别为0.60、0.60 t/（hm²·a）和0.45 t/（hm²·a），表明所建模型精度较高。模型筛选出的变量包括Shannon-Wiener指数、郁闭度、土壤全氮、土壤全钾、优势木平均胸径、年平均降水量、坡度和林分平均年龄。（3）结构方程模型中各变量对林分碳汇量的路径系数依次为Shannon-Wiener指数（0.462）>郁闭度（0.357）>优势木平均胸径（0.313）>土壤全氮（0.286）>土壤全钾（-0.142）>年平均降水量（-0.107）>坡度（-0.069）。【结论】Shannon-Wiener指数、优势木平均胸径、郁闭度和土壤条件是影响碳汇量的重要驱动因子，可在后续经营中通过合理抚育间伐或冠下补植来调整林分的树种组成、郁闭度和土壤肥力，以达到提升兴安落叶松天然林碳汇功能的目的。
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  吉林蛟河不同树种储水量分配特征与预测模型

  李昊岩, Liu Guoling, 张春雨, 叶尔江·拜克吐尔汉, 程艳霞, 赵秀海

  北京林业大学学报. 2024, 46(09): 11-25.

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  【目的】分析吉林蛟河12个乔木树种整株及各组分含水率和储水量分配特征，构建并筛选各树种最优储水量预测模型，探讨不同树种储水量随森林发育阶段的变化，为该地区森林树种储水量估算提供模型参考。【方法】采用单因素方差分析，对比12个树种不同器官含水率和储水量占比的差异，并通过多重比较法进行显著性检验。应用肯德尔秩相关分析法，以胸径（D）、树高（H）、D²H为模型自变量，整株及各器官储水量为因变量，构建多种形式的储水量预测模型，并通过模型决定系数、参数显著性以及赤池信息准则筛选最优模型。结合林地信息，计算不同发育阶段树种的储水量。【结果】（1）12个树种器官平均含水率顺序为树叶>树根>树枝>树干。除千金榆外，其余树种在各器官储水量分配上普遍呈现树干>树根>树枝>树叶的趋势。随胸径增大，树枝储水量占比增大，而树干与树叶的储水量占比减小，树根储水量变化不显著。（2）12个树种的储水量预测模型均为对数函数形式，不同树种器官的最优模型自变量各异。（3）随着森林演替，单位面积乔木的储水量和生物量均增加。【结论】本研究揭示了储水量占比和含水率在器官间与物种间存在显著差异，其中储水量与树高、胸径之间存在种间特异性，且不同器官储水量占比随胸径增长呈现不同变化趋势。所筛选的储水量最优模型均为对数函数形式，其中单树种储水量预测模型具有较高的拟合精度，而全树种模型更适用于估算区域性储水量。本文阐明了吉林蛟河树木水分状况在不同时空尺度上的变化规律，有助于加深对生态系统动态过程的理解，并为该地区森林树种储水量的精确估算提供了可靠的模型参考。
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  吉林蛟河针阔混交林红松和紫椴个体生长的影响因素

  张萌, 范秀华

  北京林业大学学报. 2024, 46(09): 26-34.

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  【目的】以吉林蛟河针阔混交林优势树种红松、紫椴为研究对象，探究叶性状的种间差异，不同叶性状间的相关性，以及生物（邻域竞争、初始胸径、叶片性状）与非生物因素（地形因子）对树木生长速率的影响。【方法】利用WelchANOVA方差分析量化红松、紫椴叶性状的种间差异；利用主成分分析及斯皮尔曼相关系数评估性状间的相关性；利用普通最小二乘模型计算不同因素对红松、紫椴生长速率的相对影响。【结果】红松的光饱和净光合速率、暗呼吸速率显著高于紫椴；紫椴的光饱和气孔导度、比叶面积显著高于红松。红松的光饱和净光合速率与光饱和气孔导度、比叶面积呈正相关；紫椴的光饱和净光合速率与光饱和气孔导度呈正相关，与比叶面积呈负相关。初始胸径、邻域拥挤指数、坡度对红松年均胸径生长量有显著负效应。初始胸径对红松年均生物量生长量有显著正效应，邻域拥挤指数、坡度有显著负效应。初始胸径对紫椴年均胸径生长量有显著负效应，对紫椴年均生物量生长量有显著正效应。海拔对紫椴年均胸径生长量、年均生物量生长量均有显著负效应。【结论】红松、紫椴叶性状表现出显著的种间差异，两物种叶片性状的相关性呈现不同规律。紫椴的生长受初始胸径、海拔的影响。初始胸径越大，年均胸径生长量越低，而年均生物量生长量越高；海拔越高，年均胸径生长量与年均生物量生长量越低。红松的生长受初始胸径、邻域拥挤指数和坡度的影响。初始胸径越大，年均胸径生长量越低，而年均生物量生长量越高；邻域拥挤指数、坡度越大，年均胸径生长量与年均生物量生长量越低。
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  北京维管植物系统发育区系地理研究

  李文贺, 赵志荣, 赵乾龙, 王清春, 李进宇, 李明阳, 谢磊

  北京林业大学学报. 2024, 46(09): 35-44.

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  【目的】明确北京市维管植物多样性分布特征与其系统发育结构类型，为北京市自然生态系统生物多样性的保护提供科学依据。【方法】在植物区系研究中引入系统发育分析方法，搜集整理北京市全域及各区植物名录、植物分布数据库和14个保护地的本底调查资料，构建野生维管植物系统发育树。计算系统发育多样性，并统计类群丰富度，明确北京地区的植物多样性分布格局。通过计算净相关指数探究北京市各区和多个保护地的植物系统发育结构。计算了各保护地两两之间的系统发育相似性指数，并基于物种组成相似性与系统发育组成相似性对14个保护地进行了聚类分析。【结果】（1）北京市植物区系组成完整，包括了全球维管植物所有大分支类群。（2）具有较高海拔山地的区，如延庆、门头沟、密云、怀柔、房山，表现出较高的类群丰富度和系统发育多样性。（3）各区和保护地的属、种类群多样性与其系统发育多样性显著相关，但其系统发育结构均为非随机型。其中怀柔、门头沟和密云三区具有离散的系统发育结构类型。（4）基于物种相似性与系统发育相似性的聚类分析均无法区分位于太行山系与燕山山系的保护地。（5）14个山地自然保护地中，小龙门、百花山、喇叭沟门、雾灵山等地的系统发育多样性较高，其中雾灵山和喇叭沟门的系统发育结构为离散型。【结论】北京市植物多样性热点地区主要集中在北部和西部山地，其中延庆区、门头沟区、密云区的植物多样性最高。14个保护地中，小龙门、百花山具有最高的类群丰富度和系统发育多样性，值得重点关注。雾灵山和喇叭沟门系统发育结构较为发散，能够为多样性保护工作带来较高保护效益，同样是不容忽视的。太行山系与燕山山系的植物区系在北京没有表现出明显差别。
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  气候变化背景下光核桃的潜在分布区和生态位变化

  张淑宁, 包文泉, 敖敦, 赵光华, 王淋, 乌云塔娜, 白玉娥, 韩其木格

  北京林业大学学报. 2024, 46(09): 45-56.

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  【目的】探究气候变化对光核桃分布和生态位的影响，为光核桃资源的保护和开发提供理论支撑。【方法】本研究根据光核桃的216条地理分布数据，结合11个气候、土壤和地形因子，调用ENMeval程序包优化后的最大熵值模型（MaxEnt）模拟我国光核桃潜在分布区在未来3种气候条件下的空间分布格局，并使用ecospat软件包分析光核桃气候生态位变化，以确定影响光核桃分布的主要环境变量。【结果】（1）优化后的MaxEnt模型可准确预测光核桃的潜在地理分布区，分布区主要位于青藏高原和云贵高原等较高海拔地区，总面积约为360 711.8 km2，其中拉萨河谷、雅鲁藏布江中游河谷、怒江、澜沧江、金沙江等干热河谷等地为光核桃高度适生区；（2）在未来气候条件下，光核桃适生区整体呈向西南收缩趋势，生境适宜度总体呈下降趋势；（3）影响光核桃分布的主要环境变量为气温年较差、等温性和海拔，光核桃未来时期与当前时期生态位的重叠率随气候变化加剧逐渐降低。【结论】随着未来气候变化，我国光核桃适生区将向纬度与海拔相对较高的地区进行迁移，光核桃气候生态位也将与当前生态位逐渐分化，温度和海拔是影响光核桃分布的主要环境因子。基于上述结果，我们应在当前和未来环境适宜度均无显著变化的区域设立保护地，以减少全球气候变暖影响，同时也可避免人类活动对光核桃资源的进一步破坏。
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  3种玉兰幼苗生长和生理特性对干旱胁迫的响应

  冯潇, 田玲, 尹群, 贾忠奎

  北京林业大学学报. 2024, 46(09): 57-67.

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  【目的】研究干旱胁迫下天女木兰、望春玉兰、红花玉兰‘娇红2号’的生长和生理变化，揭示3种玉兰幼苗对干旱胁迫的响应机理，评价3种玉兰的抗旱性，为干旱地区引种、推广提供参考。【方法】以3种玉兰的2年生盆栽播种苗为试验材料，设置4个处理水平(土壤相对含水量80%～90%（CK）,60%～70%（T₁）,40%～50%（T₂）,20%～30%（T₃）)，干旱胁迫50 d后分析生长、生理等19个指标的变化。【结果】（1）中度和重度干旱胁迫（T₂、T₃）显著降低了3种玉兰的地径和各器官生物量增长量，显著增大了望春玉兰和红花玉兰‘娇红2号’的根冠比（P<0.05）；重度干旱胁迫下（T₃），红花玉兰‘娇红2号’的株高和各器官生物量增长量显著高于望春玉兰（P<0.05）;（2）与CK相比，T₁处理时红花玉兰‘娇红2号’叶绿素含量增加，其他干旱水平3种玉兰叶绿素含量逐渐降低；3种玉兰丙二醛含量、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量、超氧化物歧化酶和过氧化氢酶活性随干旱加剧逐渐增加，T₃与CK均存在显著差异；望春玉兰脯氨酸含量先降低后升高，天女木兰和红花玉兰‘娇红2号’脯氨酸含量随干旱加剧呈上升趋势；3种玉兰过氧化物酶活性随干旱加剧变化规律不同，天女木兰过氧化物酶活性T₂处理最高，望春玉兰和红花玉兰‘娇红2号’T₃处理最高。（3）红花玉兰‘娇红2号’T₁处理净光合速率、胞间CO₂浓度、蒸腾速率最高，较CK分别高出2.67%、1.94%、3.09%，气孔导度和水分利用效率随干旱加剧逐渐降低；重度干旱胁迫（T₃）显著降低了天女木兰和望春玉兰的净光合速率、胞间CO₂浓度、蒸腾速率、气孔导度、水分利用效率（P<0.05）。（4）隶属函数分析表明，3种玉兰抗旱性强弱为天女木兰>红花玉兰‘娇红2号’>望春玉兰。【结论】干旱胁迫影响了3种玉兰幼苗的生长和生理活性，使叶片细胞结构受损，植株生长缓慢，但植物能通过调节渗透调节物质含量和自身保护酶活性来抵御干旱，维持自身的正常生理代谢功能。综合各指标可知，天女木兰抗旱性最强，望春玉兰最弱。
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  毛乌素沙地黑沙蒿群落多尺度呼吸的季节动态和影响因素

  王天娇, 刘鹏, 翟树琛, 李鑫豪, 高圣杰, 贾昕, 查天山

  北京林业大学学报. 2024, 46(09): 68-76.

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  【目的】比较不同观测尺度呼吸对环境因素的响应，特别是对温度和水分的响应，理解多尺度呼吸作用的影响机制，以期提升跨观测尺度呼吸模型模拟精度。【方法】在宁夏盐池选取典型黑沙蒿群落，于2022年5—10月，在固定样地原位连续监测黑沙蒿叶片、土壤与生态系统呼吸速率（即R_l、R_s与R_e），拟合呼吸与温度、水分之间的关系，了解多尺度呼吸的季节动态特征及其环境影响因素。【结果】（1）观测期内，R_l主要受温度调控（R²为63.5%），温度敏感性(Q₁₀)为1.48,R_l日均值最大为5.96μmol/（m²·s），出现在7月；R_s和R_e季节变化均受水分调控（R²分别为44.4%和50.9%）,Q₁₀分别为1.23和1.08,R_s和R_e最大日均值均出现在8月，分别为2.94μmol/（m²·s）和4.07μmol/（m²·s）。（2）温度–水分双变量经验模型对R_l、R_s和R_e的解释能力相较于单变量模型提升程度有限，平均R²分别增加了0.09、0.05和0.02。（3）水分条件是不同观测尺度呼吸温度敏感性是否趋于一致的关键因素。当土壤水分条件较差时（相对土壤含水量WRE <0.4时），R_l、R_s和R_e对温度的响应有显著差异，Q₁₀分别为1.34、0.63和0.84；当土壤水分条件较好时（WRE≥0.4）,R_l、R_s和R_e对温度的响应趋于一致，Q₁₀约1.8。【结论】不同观测尺度呼吸季节变化的调控因素存在差异，而双变量模型对提升不同观测尺度呼吸模拟的精确性作用有限，充分考虑不同观测尺度以及同尺度水分条件的差异是未来准确模拟干旱或半干旱地区呼吸作用的关键。
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  坝上地区典型防护林水源涵养功能对林分结构的响应

  崔悦, 闫冰, 李治学, 范明远, 常晓敏, 孙立博

  北京林业大学学报. 2024, 46(09): 77-86.

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  【目的】坝上是京津冀地区重要的生态屏障和水源涵养地，探究典型防护林林分结构对枯落物层和土壤层水源涵养功能的影响，为该地区防护林的抚育管理与林分优化提供科学依据。【方法】选取坝上地区御道口林场3种典型防护林（樟子松林、华北落叶松林、樟子松华北落叶松混交林）为研究对象，调查胸径、树高、林龄、密度、郁闭度和叶面积指数等林分结构指标，通过室内浸水法和环刀法进行枯落物层和土壤层持水性能的测定，运用冗余分析探究防护林结构对枯落物层和土壤层持水性能的影响机制。【结果】（1）樟子松华北落叶松混交林的枯落物层厚度、蓄积量、枯落物最大持水量和有效拦蓄量均大于纯林，其中总枯落物厚度差异显著（P<0.05）。（2）土壤总孔隙度、含水量和最大持水量都随着土层的增加而减小。其中土壤总孔隙度和最大持水量在0～30 cm土层表现为华北落叶松林>樟子松华北落叶松混交林>樟子松林，在30～60 cm土层表现为华北落叶松林>樟子松林>樟子松华北落叶松混交林。（3）冗余分析表明，林分结构与水源涵养功能密切相关，林分密度和树高对不同防护林枯落物层水源涵养能力影响显著，而树高和林龄对不同防护林土壤层水源涵养能力影响显著（P <0.05）。【结论】3种防护林中枯落物层和土壤层水源涵养能力最好的分别是樟子松华北落叶松混交林和华北落叶松林，林分密度、树高和林龄可以较好地解释水源涵养功能的变化。本研究对坝上地区生态平衡维护与可持续发展具有积极意义。
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  短期使用污泥产品对汞在土壤–国槐树体迁移和积累的影响

  陈玲, 朱坤, 彭祚登, 熊建军, 李淑文

  北京林业大学学报. 2024, 46(09): 87-96.

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  【目的】研究城镇生活污泥产品中重金属汞（Hg）在土壤–国槐树体中的迁移和积累，探讨国槐幼苗对Hg胁迫的响应机制，明确污泥产品在国槐幼苗抚育方面的应用潜力。【方法】以国槐幼苗为研究对象，通过盆栽试验，设置3个污泥使用量梯度（0、2、4 kg/m²）和4个取样时间（40、80、120、160 d），将处理分为移栽国槐组和纯土壤组，探究土壤Hg含量的动态变化，进一步研究Hg在国槐根系和叶片的富集迁移规律、亚细胞分布特点及赋存形态。【结果】（1）随污泥产品使用时间增加，土壤Hg含量显著降低，在种植国槐植株土壤中添加污泥产品，短期内土壤Hg含量显著低于纯土壤。（2）污泥产品用量、取样时间及其交互作用均对国槐根和叶中的Hg含量有显著影响。污泥施用40和160 d国槐根系和叶片对Hg的吸收显著高于未施污泥组，使用污泥产品前期会促进Hg在根、叶间的转移，后期抑制。污泥产品的低施用量可以显著增加国槐生物量从而提高对Hg的积累量。（3）在国槐根、叶中，Hg主要分布在细胞壁和可溶性组分中，两者总占比超过90%。（4）国槐根系和叶片中Hg的残渣态占比最大，分别占比57.2%～59.7%和52.6%～69.0%。【结论】国槐可以应对低施用量污泥产品带来的Hg胁迫，主要途径为细胞壁固定、液泡区隔化以及将Hg转化为低活性形态贮存。
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  城市热岛强度对不同叶片质地绿化树种叶片水分相关性状的影响

  徐景亮, 朱济友, 闫香如, 徐程扬

  北京林业大学学报. 2024, 46(09): 97-106.

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  【目的】了解两种不同质地叶片水分相关性状对城市热岛的响应，揭示不同质地叶片对城市热岛的适应方式是否有所区别。【方法】在北京市4个典型热岛强度地块中，以常见纸质叶和革质叶绿化树种为对象，研究与树木水分过程相关的叶脉、气孔性状以及叶表皮厚度的变化。【结果】(1)纸质叶的叶脉密度、气孔密度、气孔长度、最大气孔导度、上表皮厚度在强热岛区相对于强冷岛区表现出增大的趋势，叶脉直径在强热岛区相对于强冷岛区表现出减小的趋势；（2）革质叶的叶脉密度、叶脉直径、气孔长度在强热岛区相对于强冷岛区表现出增大的趋势，气孔密度、最大气孔导度、上表皮厚度在强热岛区相对于强冷岛区表现出减小的趋势；（3）不同质地叶片表现出了不同的水分相关性状相关性，但两者均表现出气孔密度与最大气孔导度呈正相关（p <0.05），两种质地叶片通过调整水分相关性状之间不同的关系来适应城市热岛的胁迫。【结论】城市热岛会显著影响树木叶片的水分相关性状，不同质地的叶片应对城市热岛环境所采取的适应策略有所区别。纸质叶采取了加大水分供应，提高蒸腾作用，帮助植物体降温的策略；革质叶采取了提高水分的运输，减小蒸腾水分耗散的策略。两种叶片质地树种的叶脉与气孔均存在协同进化的现象。对于处于较高热岛强度的城市公园，应参考水分相关性状等指标选择耐高温树种，并且在高温季节采取加大灌溉量和人工降温等措施。
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  北京7种行道树夏季对行人热舒适的影响研究

  杨文敏, 王美仙

  北京林业大学学报. 2024, 46(09): 107-118.

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  【目的】探究行道树种类、结构特征在夏季对行人热舒适和道路空间热环境的影响，为北京及北方地区的行道树种类选择、结构设计及后期养护管理提供依据。【方法】以北京西城区道路上的白蜡树、三球悬铃木、臭椿、栾、旱柳、银杏和槐为研究对象，对其夏季遮荫空间的空气温度、相对湿度、太阳辐射和风速进行测量，采用通用热气候指数（UTCI）作为热舒适评价指标，并对行人热感觉投票（TSV）进行分析。【结果】（1）7种行道树均能显著改善道路空间热环境，降低空气温度范围是1.0～2.1℃，降低太阳辐射范围是481.27～789.18 W/m2，增加相对湿度范围是0.65%～6.17%，降低风速范围是0.02～0.38 m/s。（2）7种行道树均能显著调节行人热舒适，平均降低UTCI的能力由高至低排序为旱柳>槐>三球悬铃木>白蜡树>银杏>栾>臭椿；夏季7种行道树所在道路下行人的中性UTCI为24.7℃。（3）空气温度和太阳辐射是夏季影响TSV的决定性因素；叶面积指数与空气温度、太阳辐射呈极显著负相关，与相对湿度呈极显著正相关。影响UTCI最显著的树木结构是叶面积指数，其次是冠幅，而平均叶片面积的影响较小。（4）综合UTCI、TSV、中性温度评价，得出7种行道树表现强弱为旱柳>槐>三球悬铃木>白蜡树>银杏>臭椿>栾。【结论】未来进行道路绿化时，应根据不同区域道路空间热环境选择合适行道树种类。叶片密度较大、冠幅较大的行道树在夏季能够为行人提供更为舒适的道路环境。
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  受枯梢病侵染的有症状和无症状樟子松的内生真菌群落结构

  刘玉祥, 王磊, 任宁红, 游崇娟

  北京林业大学学报. 2024, 46(09): 119-131.

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  【目的】分析受樟子松枯梢病侵染的无症状和有症状樟子松不同部位的内生真菌多样性和群落结构，以期为筛选有效的内生拮抗菌并防治樟子松枯梢病提供科学依据。【方法】利用分离培养和高通量测序技术，对无症状和有症状樟子松的针叶、嫩梢、韧皮部（胸径处）3个部位内生真菌群落的多样性和结构进行了比较和分析，并筛选了嫩梢处丰度有显著差异的内生菌。【结果】（1）分别在无症状和有症状樟子松中分离到233株和360株内生真菌，分离率最高的均是Diplodia sapinea。此外，Hormonema sp.在无症状樟子松上分离率较高，但在有症状樟子松上分离率较低，且仅在有症状樟子松的嫩梢处分离到。（2）扩增子测序结果显示：无症状和有症状樟子松中内生真菌的α多样性无显著差异，但无症状和有症状樟子松的不同部位内生真菌群落结构存在差异。（3）对扩增子数据进行线性判别分析发现：Hormonema属真菌在无症状樟子松嫩梢中丰度最高，而Diplodia属真菌在有症状樟子松的嫩梢中丰度最高。（4）真菌营养型分类也证实无症状樟子松的3个部位中均是腐生菌的相对丰度最高，而有症状樟子松的韧皮部的植物病原菌的相对丰度较无症状显著增多。【结论】无症状和有症状樟子松中内生真菌的多样性无显著差异，但其不同部位内生真菌群落结构存在显著差异。下一步将进行拮抗试验以评估无症状樟子松嫩梢部位中显著富集的真菌Hormonema属真菌作为生防菌的潜力。
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  纤维素电纺纳米纤维柔性表皮电极制备与性能

  袁溶锴, 黄欣悦, 李鑫, 许凤

  北京林业大学学报. 2024, 46(09): 132-140.

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  【目的】为了解决当前可穿戴电极材料的生物不相容性、低响应集成特性等问题，本研究采用天然纤维素为原料，结合新型溶解技术与静电纺丝技术，通过原位聚合导电高分子制备纤维素电纺纳米纤维柔性表皮电极，并探究其在人体电信号监测领域的应用。【方法】将纤维素溶解于新型离子液体复合溶剂中，构建低黏度、长期稳定的纺丝液；采用室温静电纺丝法结合预凝固过程制备再生纤维素基电纺纳米纤维；通过与导电材料聚（3,4-乙烯二氧噻吩）-聚（苯乙烯磺酸盐）(PEDOT:PSS)复合进行纳米自组装，得到柔性表皮电极。采用扫描电镜、全自动比表面和孔隙度分析仪、C101气体渗透测试系统、傅里叶变换红外光谱仪、X射线晶体衍射仪表征电极的形貌特征和化学结构，采用万能材料试验机测试电极的拉伸性能和黏附力，采用电化学工作站检测电极阻抗，通过双导肌肉电模块及多道生理信号采集系统监测肌电图和心电图。【结果】纤维素电纺纳米纤维柔性表皮电极具有有序排列的网状结构和丰富的孔道结构，呈现纤维素Ⅱ晶型结构；当PEDOT:PSS体积分数为20%时，电极的拉伸性能和黏附性最优，即应变为9.8%，杨氏模量0.04 MPa，且对玻璃和猪皮的黏合力（分别为17.8、14.7 N/m）较高；电极在10_-²～10₅ Hz范围内表现出低电极–皮肤电接触阻抗，且能够产生高质量的肌电和心电信号。【结论】本研究以天然纤维素和导电材料为主要构件，制备了一种具有柔性、透气性、自黏附性和低阻抗性能的可穿戴电极。该电极可用于人体电信号监测，为生物相容纤维素基可穿戴电极材料的构建提供了技术支撑。
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  定组态砂带粒度对刨花板磨削的影响

  罗斌, 杜瑶, 柳浩雨, 王钦悦, 李春瑜, 李黎, 刘红光

  北京林业大学学报. 2024, 46(09): 141-150.

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  【目的】为探究新型定组态砂带的微磨粒粒度对木质材料磨削性能的影响，为定组态砂带的设计和制备提供依据，开展了定组态砂带磨削试验。【方法】本研究制备150目、180目、220目3种不同粒度的定组态砂带（P-150/180/220），与220目的非定组态砂带（O-220）对照，以刨花板为磨削对象，分别开展20万次磨削试验。对比不同微磨粒粒度的定组态砂带在磨削过程中材料去除量、刨花板表面粗糙度、砂带质量的变化，以分析定组态砂带粒度对磨削性能和砂带磨损的影响。【结果】（1）定组态砂带的刨花板去除量小于非定组态砂带，但稳定性远优于非定组态砂带；定组态砂带去除量的平均值与微磨粒粒度负相关，而随着磨粒粒度增大，定组态砂带去除量更加稳定。（2）定组态砂带磨削刨花板的表面粗糙度呈先下降后稳定，小范围上下波动的变化趋势；随着磨粒粒度的增大，刨花板表面粗糙度减小且更加稳定。（3）定组态砂带质量在磨削过程呈波浪形周期性下降；P-150砂带质量损失最快，P-180砂带质量下降最稳定；定组态砂带等效磨粒与表面微磨粒间存在补偿作用和协同作用。【结论】在等效磨粒形状和尺寸相同的情况下，微磨粒粒度对定组态砂带磨削性能有显著影响，但这种差异在粒度小的微磨粒中表现更加明显。本研究为定组态砂带的设计和生产提供了科学依据和理论支撑，促进了木材加工技术和砂带制造技术向高效智能化方向发展。
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  基于探地雷达的树木根系相对介电常数估算

  梁慧云, 樊国秋, 赵燕东, 梁浩

  北京林业大学学报. 2024, 46(09): 151-160.

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  【目的】本研究提出一种基于雷达波信号和树木根系参数的估算方法，以实现树木根系相对介电常数的定量估算。【方法】首先，仿真模拟雷达波在不同半径、不同相对介电常数的树木根系下的传播路径，并通过正演分析获得探地雷达图像中双曲线顶点处的A-scan曲线；然后，提取A-scan曲线中与根系相对介电常数关联的目标振幅参数ΔF；最后，结合土壤相对介电常数、根系半径、根系深度，建立相对介电常数估算的数据集。分别基于偏最小二乘回归（PLSR）模型、反向传播（BP）神经网络模型和粒子群优化反向传播（PSO-BP）神经网络建立估算模型，并对比分析这3种模型的估算精度。【结果】（1）在仿真实验中，PSO-BP神经网络估算模型的均方根误差、平均绝对误差分别为0.701、0.255,R2为0.990，各指标均优于PLSR和BP神经网络估算模型。（2）在实地预埋实验中，PSO-BP神经网络估算模型的估算精度均优于PLSR和BP神经网络估算模型，其最大绝对误差和整体平均相对误差分别为3.16和10.88%。【结论】利用本研究提取的目标振幅参数ΔF、土壤相对介电常数、根系半径和根系深度建立的数据集，结合PSO-BP神经网络估算模型，能够实现对树木根系相对介电常数的准确估算。这对于评估树木根系的生长和健康状况具有重要意义。