2025年, 第47卷, 第05期　
刊出日期：2025-07-16

  

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  路侧绿篱修剪机器人的设计与试验评估

  罗海风, 张琦, 肖力玮, 阚江明

  北京林业大学学报. 2025, 47(05): 1-13.

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  【目的】绿篱修剪现有研究面临的主要难点是开发一种既能高效完成大规模基本形状修剪，又能精细处理复杂形状的机器人系统。针对此问题，本研究通过优化机械结构和控制系统，设计一种新型路侧绿篱修剪机器人，以提高道路两侧绿篱修剪质量并降低人工劳动强度。【方法】构建由6自由度SCARA机械臂、往复式剪切刀具及小型履带底盘组成的机器人系统，并对机械臂构型进行优化。控制系统采用“PC+运动控制卡”，开发基于C#的上位机软件用于机械臂轨迹规划。规划了直线、梯形和圆弧3种修剪路径，并进行修剪试验。设计了路径插值点间距和刀具移动速度的单因素试验，通过分析修剪后绿篱形状的误差来评估修剪精度。引入加权法构建综合评价函数，分析不同参数组合下的修剪效果，将修剪误差与作业时间作为指标进行量化评估，探索路径规划参数的最优组合。【结果】试验验证了该机器人在0.6～1.6 m高度、0.5～1.2 m横向范围内的修剪能力。路径插值点间距与刀具移动速度对修剪误差的影响显著。单因素试验结果表明，不同参数组合对修剪误差与作业时间均有影响。在设定范围内，直线绿篱在插值点间距200 mm、速度50 mm/s，梯形绿篱在间隔110 mm、速度45 mm/s，圆弧绿篱在间隔108 mm、速度45 mm/s时，综合评价函数值最小，修剪精度与作业效率表现最佳。【结论】本研究通过机械臂结构和控制系统的优化，成功开发了一种新型路侧绿篱修剪机器人，实现了高效与精细修剪的目标。研究结果验证了机器人在不同作业范围内的修剪能力，并明确了路径规划参数对修剪性能的影响，为绿篱修剪的自动化提供了技术支持。未来研究将进一步优化机器人性能，以适应更复杂的实际应用场景。
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  基于无人机影像和MDIEA-YOLO苗木识别模型的造林验收智能系统

  王武魁, 廉瑞峰, 吴明晶, 张大兴, 石燕妮, 谷亚宇

  北京林业大学学报. 2025, 47(05): 14-25.

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  【目的】传统造林验收方法效率低且难以适应复杂场景，同时无人机影像难以直接用于AI模型输入，制约了造林智能化验收的实现。本研究针对造林验收场景提出一种基于无人机影像的MDIEA-YOLO检测模型，旨在实现对造林幼苗的高效识别与计数，提高造林验收的精确度和效率，为林业管理现代化提供技术支持。【方法】为实现上述目标，本研究开发了“多维交互增强注意力模块”（MDIEA），该模块融合了卷积块注意力机制和Shuffle Attention机制，能够高效处理复杂场景和小目标特征，显著提升网络的解析能力。通过将MDIEA嵌入YOLOv8特征提取网络，细化的通道和空间注意力加权增强了关键特征的识别能力。此外，引入XIoU损失函数优化了模型对小型和重叠目标的边界定位能力，进一步提升检测精度。最终，构建了基于无人机影像和MDIEA-YOLO模型的端到端影像预处理流程，实现了造林幼苗的自动识别与计数。【结果】在福建将乐国有林场的实验中，MDIEA-YOLO模型在1年生、2年生、3年生数据集上分别获得了97.5%、96.1%、96.8%的mAP0.5值，明显优于其他对比模型。在不同光照和分辨率条件下，MDIEA-YOLO模型的m AP0.5值均保持在92%以上，显示出良好的鲁棒性。在处理100张影像时，MDIEA-YOLO模型的CPU与GPU处理效率相近，无明显差异，表明该系统在实际应用中具有较高的灵活性和适应性。与人工检验对比发现，该系统在关键指标上展现了与人工检验相当甚至更高的准确性和效率，证明了系统的可靠性和实用性。【结论】本研究提出的造林验收无人机影像预处理系统，有效推动了造林验收的智能化进程，显著提升了验收效率和精度，为造林验收领域提供了新的技术解决方案，具备广泛的应用前景。未来，将继续优化模型性能，扩大数据集规模，以适应更广泛的应用场景，推动林业管理的现代化进程。
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  低温诱导毛白杨花粉染色体加倍选育三倍体

  龙美玲, 杜嘉华, 孔博, 解云云, 张平冬, 康向阳

  北京林业大学学报. 2025, 47(05): 26-36.

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  【目的】建立低温诱导毛白杨花粉染色体加倍选育三倍体的技术体系，为林木三倍体育种提供理论指导。【方法】以山西朔州的毛白杨为研究对象，利用醋酸洋红染色法，在掌握雄花芽减数分裂规律的基础上，施加4℃低温处理毛白杨雄花芽，诱导产生2n花粉；利用免疫荧光技术研究低温胁迫处理条件下花粉母细胞微管骨架动态变化，探索低温诱导毛白杨花粉染色体加倍的内在机制；利用获得的低温诱导型2n花粉与毛白杨雌株进行授粉杂交，通过流式细胞仪和体细胞染色体计数法检测倍性，筛选获得三倍体。【结果】（1）毛白杨花粉母细胞在温室水培条件下完成减数分裂需4～5 d，其花粉母细胞减数分裂进程与雄花芽外部形态和花药颜色变化有着明显的对应关系。（2）减数分裂时期和持续处理时间对毛白杨2n花粉诱导率具有显著影响；处理时期与持续处理时间的交互作用对毛白杨2n花粉诱导率无显著影响。（3）利用4℃低温对发育至减数分裂Ⅱ中期的花粉母细胞进行2 d的持续处理是低温诱导毛白杨花粉染色体加倍，获得2n花粉的最佳处理组合，最高可获得9.51%的2n花粉。（4）利用获得的低温诱导型2n花粉与毛白杨雌株进行授粉杂交，筛选获得1株三倍体。（5）4℃低温处理可干扰花粉母细胞减数分裂Ⅱ末期辐射状微管的形成，导致四分体时期相邻子核之间的微管部分缺失。【结论】本研究首次利用低温诱导获得毛白杨2n花粉，并通过低温诱导型2n花粉杂交成功筛选获得三倍体1株，验证了利用低温诱导杨树花粉染色体加倍选育三倍体的可行性。
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  滇藏杜英天然种质资源果实性状变异和综合评价

  蒋华, 杨丽英, 董章宏, 段胜智, 张炜, 赵江萍, 杨晓霞, 张满常

  北京林业大学学报. 2025, 47(05): 37-47.

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  【目的】本研究旨在通过对云南省天然分布的滇藏杜英种质资源果实性状变异规律的分析和综合评价，为滇藏杜英良种培育和资源综合利用提供坚实的理论依据和优良的种质材料。【方法】以云南省8个天然分布居群中的208株滇藏杜英为材料，对其16个果实性状进行变异分析、相关性分析、聚类分析和主成分分析，并结合主成分评价法、模糊隶属函数评价法、多维坐标综合评价法以及增益分析筛选优良种质。【结果】（1）滇藏杜英果实性状的变异系数范围为2.66%～84.18%，其中没食子酸含量的变异系数最大（84.18%），其次是维生素C含量（67.72%）、总酚含量（40.60%）、可溶性固形物含量（35.09%）、总糖含量（34.03%）、果核质量（27.85%）和果实质量（26.89%）；而粗纤维含量（12.17%）、果核纵径（12.04%）、果实纵径（11.59%）、果核横径（10.35%）、果实横径（9.44%）、果形指数（7.59%）、可食率（6.85%）和水浸出物含量（2.66%）的变异系数较小。（2）果实质量、果实纵径、果实横径与可食率呈极显著正相关，而与没食子酸、总酚含量呈极显著负相关；果核质量与可食率、总酚含量呈极显著负相关；可溶性固形物含量与总酚、水浸出物、没食子酸含量呈显著正相关；粗纤维含量与没食子酸含量呈极显著正相关。（3）聚类分析将滇藏杜英种质资源划分为3个类群：类群Ⅰ为小果型，类群Ⅱ为中果型，类群Ⅲ为大果型。（4）16个果实性状指标构成5个主成分，F₁代表果实大小因子，F₂代表果核大小和药用成分因子，F₃代表果实形态和药用成分因子，F₄和F₅均代表果实营养和药用成分因子，累计贡献率达71.317%，涵盖了滇藏杜英果实性状的大部分信息。（5）通过3种评价方法，筛选出9株优良种质，分别为XD11、NK13、LC28、SJ05、MB05、MB11、MB12、WQ04、WQ20，来源于类群Ⅱ和类群Ⅲ，这些种质在果实大小、形态和相关内含物指标上表现出显著优势。【结论】滇藏杜英的果实中没食子酸含量、维生素C含量、总酚含量和种实质量等药用和产量相关性状变异程度较大，可为滇藏杜英的良种选育提供丰富的资源基础。其中，大果型和中果型类群容易稳定产出优良种质个体。本研究筛选出9株滇藏杜英优良种质，可作为良种选育和快速扩繁的重要基础材料，并在实际生产中进行推广应用。
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  基于卫星日光诱导叶绿素荧光的中国东部森林物候期估算

  荀雪, 王鹤松, 闫薇

  北京林业大学学报. 2025, 47(05): 48-58.

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  【目的】本研究旨在探究日光诱导叶绿素荧光（SIF）在不同森林类型物候研究的适用性，为更准确地揭示植被光合作用动态和监测植被物候提供新的方法和科学依据。【方法】以中国东部3个不同典型森林类型的森林站点（长白山、千烟洲、鼎湖山）为研究对象，利用2003—2010年日光诱导叶绿素荧光（SIF）遥感数据集，通过双逻辑生长模型来估算各森林类型的物候期（物候开始期SOS、物候结束期EOS），并通过增强型植被指数（EVI）遥感数据集和基于ChinaFlux的台站数据集（总初级生产力GPP、生态系统净碳交换NEE）来对比分析SIF的物候期估算结果，评估SIF估算不同森林类型物候期的潜力；通过相关性分析，研究春季、秋季环境因子对物候期的影响。【结果】（1）SIF遥感指数（GOSIF、CSIF）和EVI、GPP、NEE在各森林类型中的时间序列变化曲线变化特征基本一致。（2）相较于GOSIF,CSIF与GPP、NEE的相关性更强；相较于NEE,GOSIF、CSIF、EVI 3种遥感指数与GPP的相关性更强。（3）在长白山、千烟洲和鼎湖山，CSIF估算的SOS和EOS均更接近于NEE估算结果；GPP估算的SOS都早于NEE估算结果，GPP估算的EOS都滞后于NEE估算结果。（4）在长白山站点中，SOS主要受空气温度与土壤温度的影响，EOS主要受土壤温度和饱和水气压的影响；在千烟洲站点中，SOS和EOS均主要受太阳辐射的影响；在鼎湖山站点中，SOS主要受太阳辐射的影响，EOS主要受太阳辐射和空气湿度的影响。【结论】时空分辨率更高的CSIF能够更准确地捕捉植被在不同生长阶段的细微变化，对植被物候动态的监测更为精细。
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  晋西黄土区油松人工林径向生长对气候变化的响应

  梁龙玥, 张建军, 李阳, 胡亚伟, 赵炯昌, 杨周

  北京林业大学学报. 2025, 47(05): 59-71.

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  【目的】油松是黄土高原重要的水土保持树种。研究其径向生长对气候因子的响应机制，有助于深入了解其对气候变化的适应能力，为现有油松人工林管理和应对气候变化提供科学依据。【方法】以山西吉县蔡家川流域的油松人工林为研究对象，采集49棵油松的树盘样本。根据树木径向生长速率随树龄变化的特征，将油松生长变化趋势划分为快速生长期（1～7年）、生长速率下降期（8～27年）和生长平缓期（> 28年）3个阶段。通过建立树轮宽度标准化年表，分析油松径向生长量的年际变化特征，并探讨不同生长阶段对气候因子的响应规律。【结果】（1）全生长周期内，油松径向生长主要受当年3月和6月温度、上年5月和当年3月相对湿度的影响。快速生长期油松径向生长主要受当年3月降水量、上年3月和当年1月相对湿度的影响；生长速率下降期主要受上年及当年3月、5—7月温度以及上年及当年8—9月最低温的影响；生长平缓期油松径向生长与各气候因子无显著相关性。滑动相关分析结果表明，快速生长期油松对最高温度和降水的敏感性减弱，而生长速率下降期油松对最低温度和相对湿度的敏感性减弱。（2）气温突变前，快速生长期和生长速率下降期油松径向生长主要受降水和相对湿度影响显著（P <0.05）；气温突变后，快速生长期的油松径向生长对降水和相对湿度的敏感性增强；而生长速率下降期油松径向生长对降水和相对湿度的敏感性减弱，对温度因子的敏感性增强。【结论】不同生长阶段油松人工林对气候响应的敏感性存在差异，快速生长期油松径向生长主要受降水量影响，生长速率下降期受最高温影响较大，生长平缓期受气候因素的干扰程度较小。若未来气候继续向暖化方向发展，油松径向生长将会进一步受限。
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  两种竞争指数对杉木生长和生物量评估的影响

  马佳欣, 孙玉军, 朱兆廷

  北京林业大学学报. 2025, 47(05): 72-82.

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  【目的】通过比较综合竞争指数与Hegyi竞争指数，探索林木竞争对杉木生长和生物量的影响，并深入解析综合竞争指数在杉木生物量模型中的作用。【方法】以福建省将乐国有林场的杉木人工林为研究对象，基于胸径计算Hegyi竞争指数，结合胸径、树高和冠幅构建综合竞争指数；采用相关系数Kendall’s tau和Spearman’s rho，检验两种竞争指数与杉木生长及生物量的相关性；通过散点图拟合，分析林木竞争对杉木生长因子及生物量的影响；利用三级联合控制方案将胸径、树高和综合竞争指数纳入到杉木相容性生物量模型中，系统研究杉木立木及其各组分的生物量。【结果】（1）相关性分析表明，无论是Hegyi竞争指数还是综合竞争指数，均与杉木的生长和生物量呈显著负相关（Kendall’s tau和Spearman’s rho,P <0.01），其中综合竞争指数的两种相关系数绝对值均高于Hegyi竞争指数，表明其解释能力更强。（2）散点图拟合结果表明，两种竞争指数与胸径、树高、冠幅及各生物量组分（如树干、树枝、树叶和根系）之间均呈显著的幂函数关系，且随着竞争强度的增加，这些因子呈下降趋势。综合竞争指数在拟合生长因子和生物量方面的表现优于Hegyi竞争指数。（3）在构建杉木生物量模型的过程中，引入了综合竞争指数，并采用三级联合控制方案，成功构建了杉木生物量相容性模型。该模型以整株生物量为核心，通过科学的模型构建方法，有效协调了整株生物量与各分项生物量之间，以及不同分项生物量间的相容性问题。【结论】林木竞争对杉木生长产生了显著的抑制效应。与Hegyi竞争指数相比，综合竞争指数提供了更加全面且精确的林木竞争强度评估。将综合竞争指数纳入杉木生物量模型后，模型的拟合和预测准确度得到提升，表明综合竞争指数不仅在理论上具有重要价值，而且在实际应用中具有较高的适用性。
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  毛乌素沙地不同林龄樟子松人工林土壤真菌组成与群落构建过程

  鲁莹, 李启研, 王梓翔, 高广磊, 丁国栋, 张英

  北京林业大学学报. 2025, 47(05): 83-91.

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  【目的】为探究毛乌素沙地不同林龄樟子松人工林土壤真菌群落组成与构建过程，揭示林龄对土壤真菌组成与功能的影响。【方法】以陕西榆林26 a、32 a、43 a樟子松人工林为研究对象，采用野外调查、Illumina Miseq高通量测序、零模型推断和FUNGuild功能预测相结合的研究方法，系统分析土壤真菌群落多样性、组成、群落构建过程和功能特征，阐明土壤真菌群落与土壤理化性质的相关性。【结果】（1）不同林龄樟子松人工林的土壤真菌群落α多样性和β多样性均无显著差异（P> 0.05）。毛乌素沙地樟子松人工林共检测出土壤真菌5门23纲62目133科285属，其中丝盖伞属为各林龄组的优势属（相对丰度最高）。随着林龄增加，假基块菌属、贵州垫盘菌属和Sphaerosporella相对丰度明显上升。（2）在土壤真菌中，除其他营养型外，共生营养型占主导地位，其次为腐生营养型。随林龄增加，共生营养型真菌中外生菌根真菌相对丰度显著上升（P <0.05），腐生营养型真菌相对丰度显著下降（P <0.05）。土壤理化性质与土壤真菌功能无显著相关性（P> 0.05）。基于系统发育零模型的分析显示，扩散限制是该地区樟子松人工林土壤真菌群落构建的主要过程。【结论】毛乌素沙地樟子松人工林中，随着林龄的增加，樟子松人工林土壤真菌群落结构相似且稳定，土壤真菌功能向更有利于植被生长的方向演替，群落构建过程主要受真菌的出生、死亡、迁移、迁出等影响。
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  植被恢复年限对塞罕坝华北落叶松人工林土壤碳氮磷储量的影响

  戴楠, 王寅, 王梓静, 李天雪

  北京林业大学学报. 2025, 47(05): 92-99.

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  【目的】揭示植被恢复对塞罕坝华北落叶松人工林土壤碳、氮、磷储量的影响机制，为人工林固碳、保肥功能精准提升提供科学依据。【方法】本研究以塞罕坝不同恢复年限（15、25、36、52年）华北落叶松人工林为研究对象，以退化沙地为对照，通过测定0～1 m土层碳、氮、磷储量及相关环境因素，揭示植被恢复过程中土壤碳、氮、磷储量变化及其影响因素。【结果】（1）不同恢复年限华北落叶松人工林土壤碳、氮、磷储量平均值分别为（211.5±46.1）、（16.0±3.1）、（5.8±0.8） t/hm2。土壤碳、氮、磷储量随恢复年限增加显著增加（P <0.05），土壤碳和磷储量于36年达最大值，而氮储量在52年时显著大于其他恢复年限（P <0.05）。（2）方差分解结果显示，土壤和植被因素共同解释土壤碳、氮、磷储量84.46%、82.73%和65.29%的变异。其中，土壤黏粒含量单独解释率分别为25.79%、28.08%和34.16%；植被地下生物量单独解释率分别为58.67%、54.65%和31.13%。（3）结构方程结果表明，恢复年限对土壤碳、氮、磷储量仅具间接作用，恢复年限既可通过增加植被地下生物量间接提高土壤碳、氮、磷储量（占总效应的58.6%、53.0%和35.3%），又可通过增加植被地下生物量和凋落物层现存量来改变土壤机械组成，从而提高土壤磷储量（占总效应的38.3%）。【结论】植被恢复年限通过增加植被地下生物量和改善土壤机械组成有效提升土壤碳、氮、磷储量，故人工林管理实践需加强土壤机械组成改良与根系生物量维持，同时注重土壤固碳保肥功能的长期发挥。
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  穿透雨减少与氮添加耦合作用下毛竹林土壤磷组分转化机制

  王博, 王一, 尤业明, 贺明霞, 童慧, 苏仕权, 黄雪蔓

  北京林业大学学报. 2025, 47(05): 100-109.

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  【目的】探究气候变化背景下毛竹林土壤磷循环的响应机制，以期为毛竹林养分管理及可持续经营提供理论依据。【方法】在亚热带毛竹林设置穿透雨减少（50%穿透雨）和氮添加(100 kg/（hm²·a）)试验。采集土壤，并利用Hedley磷分级法、土壤化学性质分析和96-荧光微孔板技术测定土壤磷组分、土壤理化性质和土壤酶活性。【结果】（1）穿透雨减少处理显著降低土壤无机磷（树脂芯磷、超声氢氧化钠无机磷、闭蓄态磷）和有机磷组分（氢氧化钠有机磷、盐酸有机磷）含量，但显著增加了碳酸氢钠有机磷含量。（2）氮添加显著降低土壤闭蓄态磷含量，但显著增加了碳酸氢钠无机磷含量。（3）除碳酸氢钠有机磷外，穿透雨减少和氮添加交互作用对土壤无机磷和有机磷组分均无显著影响。（4）冗余分析表明，土壤酸性磷酸酶、亮氨酸氨基肽酶活性和p H是影响土壤无机磷组分变异的主要影响因子，而土壤含水量是影响土壤有机磷组分变异的主要影响因子。【结论】毛竹林土壤磷组分对穿透雨减少的敏感性高于氮添加，二者通过调节酶活性与p H间接影响磷有效性。与CK相比，两种处理的酸性磷酸酶活性下降及酶矢量特征变化表明，土壤微生物磷限制得到缓解。气候变化背景下，毛竹林管理应优先调控水分条件，并谨慎评估氮沉降的长期效应。
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  基于地表枯落物的植物群落抗火性评价——以上海市环城绿带为例

  姚鳗卿, 张德顺, 朱瑞琳, 张振

  北京林业大学学报. 2025, 47(05): 110-122.

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  【目的】火灾是城市人居环境的主要灾害之一，严重威胁居民的生命财产安全及城市的生态效益。本文构建了基于地表枯落物的植物群落抗火性综合评价体系，旨在为城市绿地系统的火灾防控与管理、生态安全保障以及绿地健康维护提供新的思路与解决方案。【方法】本研究以上海市环城绿带典型乔木群落和地表枯落物为研究对象，通过实地调研获取质量特征与空间分布数据，其中单位面积质量平均值、变异系数、偏度和峰度4个指标来描述地表枯落物的质量特征；选择变程和分维数，通过Kriging插值法分析其空间分布。并且使用量热仪得到热值、燃烧时间、温度变化和不完全燃烧指数等实测数据，用以表征群落的燃烧特性。基于上述3个方面共10个指标，采用CRITIC权重法构建地表枯落物的群落抗火性综合评价体系，并对群落抗火性进行排序和分析。【结果】（1）不同群落的地表枯落物单位面积质量差异显著，范围为46.92～604.48 g/m²；桂花B群落的离散程度最高，变异系数、偏度和峰度均最大。（2）地表枯落物的空间分布呈现3类抗火性排序：破碎化分布（第1类）>局部集中式分布（第2类）>大面积集中式分布（第3类）。（3）池杉群落和落羽杉群落的地表枯落物热值较高、不完全燃烧指数较低、燃烧时间长、温度变化中等，抗火性较差；相同条件下，朴树群落的地表枯落物较难引燃；总体而言，针叶树群落抗火能力弱于阔叶树群落。（4）基于综合评价体系，21个群落的抗火性排序从强到弱为朴树B群落、桂花B群落、（梧桐+女贞）群落、无患子B群落、（栾树+女贞）群落、无患子A群落、香樟群落、（枫香+枫杨）群落、（杜英+鹅掌楸）群落、朴树A群落、银杏群落、（银杏+香樟+女贞）群落、（蚊母树+杨树）群落、栾树群落、（女贞+无患子）群落、榉树群落、池杉群落、三角槭群落、桂花A群落、女贞群落、落羽杉群落。【结论】地表枯落物数量越少、分布破碎化程度越高、燃烧性越弱的群落，其综合抗火能力越强。
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  基于凋落物分解速率的森林凋落叶载量动态预测

  蔡志勇, 孙龙, 胡海清, 赵南, 孙家宝

  北京林业大学学报. 2025, 47(05): 123-130.

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  【目的】森林凋落叶作为森林易燃物的关键组成部分，直接影响森林火灾发生与蔓延风险。本文以大兴安岭白桦林为研究对象，从森林凋落叶产生与分解角度构建数学模型，预测未来森林凋落叶载量动态，为森林防火科学研究提供理论基础。【方法】基于Olson单指数分解方程，将地表现存凋落叶视为历年凋落叶分解残留量的累积，构建凋落叶分解方程组。采用数列求和、换元法、逐步搜索法等数学方法化简方程，求解凋落叶分解速率系数和分解周转期。在此基础上建立凋落叶载量预测模型，并通过野外样地调查获取实测数据验证模型精度。【结果】成功构建基于凋落物分解速率的凋落叶载量预测模型，模型验证显示：未来2年凋落叶载量预测值与实测载量相对误差范围为0.05～0.26（平均误差0.14），表明模型具有较好的预测准确性。【结论】模型预测揭示了大兴安岭林区凋落叶载量随时间变化呈现周期性消长规律，分解速率快的林分变化周期短，凋落叶载量维持较稳定状态；分解速率慢的林分变化周期长，凋落叶载量保持较长时间持续变化。本研究建立的模型可有效预测凋落叶载量动态变化，对量化森林可燃物负荷、评估区域火险等级具有重要应用价值。
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  天津市湿地入侵植物现状和分布格局

  刘艺萌, 程, 蕊, 杨丽娟, 杨小立, 马志斌, 王大郅, 李红丽

  北京林业大学学报. 2025, 47(05): 131-141.

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  【目的】明确天津市湿地入侵植物的现状和分布格局，以期为防控天津市湿地外来植物入侵，保护天津市湿地生物多样性，维护生态安全提供理论依据。【方法】通过实地调查，结合中国外来入侵物种信息系统和《中国外来入侵植物志》，利用Arcgis10.7和gephi0.10.1软件进行绘图分析，系统分析天津市湿地外来入侵物种的组成、生活型、原产地、入侵等级和空间分布格局。【结果】（1）天津市湿地入侵植物有103种，隶属22科67属；入侵植物以菊科（36.89%）为主，其次是苋科（13.59%）、禾本科（10.68%）和豆科（6.80%）；入侵植物以草本植物为主，占比96.12%；从地理来源看，来自美洲的入侵植物最多（60.19%）；在外来植物入侵等级中，1级（恶性入侵植物）有19种，占18.45%;2级（严重入侵植物）有21种，占20.39%。（2）湿地入侵植物在蓟州区（64种）和宝坻区（61种）分布较多，河东区最少（1种）。【结论】天津湿地不同地区入侵植物情况不同，整体呈现植物种类多、部分地区入侵相对严重等特点，未来应重点关注对美洲、草本、菊科外来植物的防控，以减少其扩散和危害，保护湿地生态系统的稳定性和生物多样性。
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  南湾库区森林生态系统服务时空变化特征及其权衡协同关系

  扶欣然, 王成雨, 余世有, 文毅, 刘维妍, 胡蕾, 陈玲

  北京林业大学学报. 2025, 47(05): 142-155.

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  【目的】揭示森林生态系统的服务功能差异及服务间权衡协同关系的时空分异，为森林资源保护与可持续经营提供科学依据。【方法】以信阳市南湾库区森林为研究对象，基于In VEST模型和CASA模型对2000—2020年间的森林生态系统服务（固碳、水源涵养、土壤保持和生境支持）进行评估，并在分析其时空变化特征的基础上，采用空间叠置法探讨4项生态系统服务之间的权衡与协同关系。【结果】（1）南湾库区森林生态系统的多年平均固碳量为587.41 g/m²，多年平均水源涵养量为361.71 mm，多年平均土壤保持量为612.29 t/hm²，多年平均生境质量指数为0.9。（2）时间上，固碳量波动上升，水源涵养量和土壤保持量先下降后上升，生境质量指数呈轻微下降趋势；空间上，服务高值区主要位于西部低山丘陵乔木集中区，服务低值区主要位于水域下游与水域周边。（3）在9种林地类型中，4项生态系统服务综合供给能力最强的林地类型为麻栎林。（4）4项生态系统服务之间的关系以高协同和强权衡为主，且协同区域呈增加趋势，权衡区域呈减少趋势。（5）麻栎林、马尾松-麻栎混交林和竹林三者的高协同区域占比较大，马尾松林和杉木林普遍存在权衡关系，板栗林和茶叶林两类经济林也存在显著的权衡关系，灌木林和疏林的服务关系受环境影响较大。（6）南湾库区森林4项生态系统服务的主要驱动因素是年均降水、年均气温、归一化植被指数和人口密度。【结论】本研究揭示了不同林地类型的生态系统服务供给能力差异，明确了需要重点保护与修复的区域，为南湾库区森林综合效益提升奠定了科学依据。
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  不同成分脱除对欧洲赤松褐腐初期降解机制的影响

  李燕, 黄晨璞, 毛亚茹, 袁丁玲, 朱愿

  北京林业大学学报. 2025, 47(05): 156-165.

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  【目的】褐腐菌致腐机制的研究集中于其对木材细胞壁组分的降解，但木材的物理、化学特性对其初期降解的影响尚不明确。因此，本研究通过解析木材结构特征对褐腐初期降解机制的影响，深入理解褐腐菌的致腐机制，为木材防腐和生物质高效利用提供科学指导。【方法】以欧洲赤松为研究对象，采用乙醇抽提（EE）、乙醇-亚氯酸钠处理（EE-SC）和水热处理（HT），分别制备低抽提物、低木质素和低半纤维素特征的木材试件。选用密黏褶菌开展褐腐测试，结合SEM、FTIR、XRD等表征技术，研究不同腐朽阶段欧洲赤松试件外观形貌、表面菌丝生长情况、质量损失率以及主要组分（纤维素、半纤维素和木质素）含量的变化，深入解析不同特征木材褐腐初期的降解机制。【结果】通过乙醇抽提、乙醇-亚氯酸钠处理和水热处理，分别构建了具有低抽提物、低木质素及低半纤维素特征的木材试件。由质量损失率、宏微观结构、化学组分等结果可知，在褐腐测试过程中，不同处理组木材试件均发生了一定程度的降解，其中低抽提物木材试件的降解程度与对照组相近，而低木质素和低半纤维素木材试件的菌丝生长量及细胞壁降解程度显著高于对照组。在褐腐15 d时，所有处理组试件中半纤维素相对含量增加，表明此阶段半纤维素的相对保留度高于其他组分，由此推测半纤维素可能并非褐腐菌的最优碳源，其降解作用主要是破坏细胞壁结构完整性。【结论】抽提物的脱除对褐腐初期木材降解速率无显著影响，而木质素或半纤维素的选择性脱除则显著加速了木材褐腐初期降解进程。在褐腐菌降解初期，半纤维素降解破坏细胞壁结构屏障，为纤维素降解提供通道。这揭示了褐腐菌利用木材资源的策略，为理解其降解机制提供了新思路。本研究从木材结构-降解响应关联新视角，深入解析木材腐朽机制，为开发细胞壁靶向调控的绿色防腐技术和生物质高效转化提供理论依据。
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  黑木相思心材形成中细胞生理活性及其次生代谢物变化

  邓云涛, 韦鹏练, 符韵林

  北京林业大学学报. 2025, 47(05): 166-176.

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  【目的】黑木相思的心材具有优美的木纹和独特的美丽图案。作为特色速生树种，研究其心材形成机制，有助于提升心材的利用价值。然而，当前关于黑木相思心材形成的关键生理和化学机制仍不清晰。本研究旨在探究黑木相思心材形成的生理和化学基础，以深入理解其心材化过程。【方法】为实现上述目标，本研究采用组织化学染色法，观察黑木相思木质部不同部位薄壁细胞中细胞核、淀粉粒和还原糖的形态及数量变化。同时，利用超高效液相色谱–质谱联用仪（UPLC-MS/MS）鉴定心材、过渡材和边材提取物的成分，分析其化学组成特征。通过这些方法，系统探究黑木相思心材形成的生理和化学基础，揭示其在心材化过程中的关键变化。【结果】在从边材到心材的过渡过程中，细胞核数量逐渐减少，长宽比变小，形态从长梭形变为圆形，并在第3生长轮完全消失。淀粉粒和还原糖主要分布在射线薄壁细胞周围的轴向薄壁细胞，数量逐渐减少，最终在第3生长轮消失。第4生长轮细胞核形态由椭圆形变成圆形，淀粉粒几乎消失，推测此区域为过渡区内侧。这些变化反映了心材化过程中细胞内部生理活动的逐步调整。在化学成分方面，黑木相思心材的总酚（45.80 mg/g）和总黄酮（16.13 mg/g）含量显著高于边材（总酚3.25 mg/g，总黄酮0.50 mg/g）。利用UPLC-MS/MS，鉴定出黑木相思心边材提取物中的21种酚类成分，涵盖黄酮类、酚酸类、单宁类、二苯乙烯类和香豆素类。其中，二氢槲皮素、圣草酚、伞形酮和3-甲氧基木犀草素等酚类化合物相对含量较高。【结论】本研究揭示了黑木相思在生理活性和代谢产物方面的变化规律，明确了其木质部化学组成特征的关键部分。这些发现为黑木相思心材形成和颜色变化提供了重要的理论基础，也为黑木相思的高效利用提供了更深入的科学依据。