【目的】紫椴是重要的经济树种和国家重点保护的濒危树种，基于SSR分子标记，分析不同种源紫椴遗传多样性，构建指纹图谱，旨在为紫椴居群的保护、全国紫椴种质资源的收集保存以及资源库建设提供参照。【方法】从国内5个省11个市采集16个种源的173份紫椴样品，采用SSR分子标记进行PCR扩增，分析紫椴的遗传多样性；利用分子方差分析和种群聚类分析探究居群间的遗传分化；根据筛选的引物构建紫椴的指纹图谱。【结果】（1）从12组引物中筛选出了8组表现出高度多态性和良好重复性的引物，这些引物总共识别出101个等位基因，平均每个多态性位点上分布有12.6个等位基因。多态信息含量在不同位点间的变动区间为0.506～0.897，平均值达到0.739。（2）仅需4对引物（C110、C840、D150、TC5）即可有效区分所有紫椴个体，并构建紫椴指纹图谱。（3）紫椴种源的遗传多样性较为丰富，有效等位基因数为4.937,Shannon’s信息指数达到1.777,Nei’s基因多样性则为0.771。（4）分子方差分析结果表明，91%的遗传变异来源于紫椴群体内。（5）根据遗传距离构建进化树，将16个种源划分为5个亚类，多数地理距离较近的种源聚到一起，表现出较相近的遗传关系。【结论】紫椴群体总体遗传多样性水平较高，遗传分化处于中等水平，群体内遗传变异占主导地位。16个居群中，吉林省汪清种源（JWQ3）、黑龙江种源（HDN7、HDN8、HDN9）和河北承德市种源（HCD15）遗传多样性水平低，应进行原地保护，重点持续关注；种群JWQ2、JWQ4、JHL5、HNA10、LDD12和LFX13等的遗传多样性水平较高，可重点收集资源和保存培育。研究结果为深入研究中国紫椴的居群分布、进化和保护提供科学依据。

【目的】ABA是植物干旱胁迫响应过程中的关键激素。本研究旨在发掘旱柳ABA介导的干旱胁迫响应关键功能基因和相关通路，以期通过分子设计育种，选育优良抗旱品种。【方法】本研究以旱柳离体枝条为材料，通过转录组测序方法探究ABA合成抑制剂钨酸钠溶液浸泡后旱柳失水至不同水势枝条木质部转录组的差异响应。【结果】（1）去离子水浸泡旱柳未失水枝条与失水至P₅₀水势枝条的显著差异基因共5 672个，钨酸钠溶液浸泡与去离子水浸泡旱柳失水至P₅₀水势枝条的显著差异基因共5 033个。（2）植物激素信号转导、类胡萝卜素生物合成、淀粉与蔗糖代谢途径是钨酸钠浸泡后旱柳枝条失水响应的关键通路。（3）去离子水浸泡旱柳失水至P₅₀水势枝条较未失水枝条，在植物激素信号转导通路中，PP2C家族基因（P2C03、P2C51）,ABA受体的调控成分基因（PYL8）,ABA响应元件结合蛋白基因（AI5L5）的表达量显著上调；类胡萝卜素生物合成通路中，类胡萝卜素异构酶基因（CRTSO）、脱落酸醛氧化酶基因3（ALDO3）表达量显著上调；淀粉与蔗糖代谢通路中，糖基水解酶家族基因（INVA、E133）、类α-淀粉酶3基因（AMY3）、海藻糖磷酸酶基因（TPS5）、蔗糖磷酸合酶1基因（SPSA1）等表达量显著上调，而淀粉合成酶基因（SSY1）表达量显著下调。钨酸钠溶液浸泡后，INVA、E133、AMY3、TPS5、SPSA1和SSY1呈相反表达趋势。【结论】本研究挖掘了旱柳干旱胁迫相关通路及重要功能基因，为后续揭示旱柳干旱胁迫响应机制提供研究基础。

【目的】针对核桃生产中春季频发晚霜和雌雄花期不相遇等问题，探究河北省秦皇岛地区84份核桃种质资源萌芽期、雌雄花盛期起始时间，旨在为选育避晚霜品种、合理配置授粉树、提高核桃产量提供参考。【方法】2024年对河北省秦皇岛市昌黎县84份核桃种质资源进行萌芽期、雌雄花盛期起始时间调查，并记录此时期温度，计算萌芽和开花期起始所需≥10℃有效积温。【结果】（1）84份核桃种质资源萌芽期起始时间为3月24日—3月31日，所需平均≥10℃有效积温为6.12℃·d，雄花盛期起始时间为4月17日—5月10日，所需平均≥10℃有效积温为103.69℃·d；雌花盛期起始时间为4月18日—5月15日，所需平均≥10℃有效积温为109.25℃·d。（2）84份核桃种质资源雌雄花期可划分为3大类：早花期（4月17日—4月26日），中花期（4月27日—5月6日），晚花期（5月7日及之后）。（3）在未来核桃育种工作中，可选择萌芽较晚的品种（‘中核3号’‘西洛7号’‘金薄香2号’‘金薄香4号’‘西林1号’‘绿香’‘晋香’‘花生1号’‘中核2号’等），以避开春季晚霜危害（≤0℃）；可合理搭配早中晚花资源，‘礼品2号’（雌花早花）搭配‘西岭’（雄花早花），‘绿岭’（雌花中花）搭配‘西林1号’（雄花中花），‘小果黑核桃’（雌花晚花）搭配‘黑核桃’（雄花晚花），提高授粉率和坐果率。【结论】本研究明确了84份核桃种质资源在河北省秦皇岛地区萌芽期和雌雄花盛期起始时间，研究结果为84份核桃种质资源的有效开发及利用，合理有效配置授粉品种，筛选和选育避晚霜品种，预测萌芽期和花期以提前采取防寒措施，产业增产增效提供了重要依据。

【目的】因为在复杂环境下树干目标尺寸差距大且易受遮挡，所以树干检测容易出现漏检、错检等问题。为有效解决这个问题，提出一种基于单阶段目标检测框架的树干检测算法SSFYOLO。【方法】首先，设计了空间感知网络模块SAM。SAM模块能够高效处理多尺度和多分辨率的特征信息，在保证计算效能的同时，实现对各类特征的充分整合与精确提取，提高目标检测的准确性和效率。其次，设计多尺度特征增强自适应网FastScaleNet，用于替代YOLO模型中的C2f结构。FastScaleNet通过更为精细的多尺度特征融合与优化，并且利用跳跃连接和特征融合策略，有效保留不同层次的特征信息，增强模型对不同尺度目标的表达能力，提升模型的稳健性和广泛适用性。最后，引入加权IoU(WIoU)机制，实现对小目标损失权重的动态优化。WIoU机制根据目标尺寸的不同，动态调整损失权重，使模型在面对小尺寸目标时，能够灵活调整参数，从而灵活适应不同尺寸目标的检测需求，进一步提高小目标检测的准确性和鲁棒性。【结果】对复杂场景下树干数据集进行检测实验，与主流检测算法YOLOv8相比，SSFYOLO算法在缩小参数量的同时，具有更好的检测精度，其参数量减少了20%，平均精度均值（mAP）和召回率分别提升了1.6和0.7个百分点。【结论】本研究设计了面向复杂森林场景的树干检测算法SSFYOLO。SSFYOLO算法在复杂环境树干检测中表现出色，具有广阔的应用前景。

木材是一种多尺度、高度各向异性的天然高分子材料，其由纤维素、半纤维素和木质素等成分构成复杂的三维网络结构。这些结构是决定木材微观与宏观物理力学性能的关键因素，木材的微观结构和主要特征参数对于理解木材性质、木材改性以及加工利用具有重要意义。本文综合分析了木材微观结构的分析方法，并归纳总结了其主要特征参数。在分析方法方面，显微观察、X射线照相及衍射分析、计算机断层扫描等技术被广泛应用，结合数据采集以及二维和三维成像方法，可以重建木材的微观结构模型，进而测量微观结构的特征参数。重建的结构模型能够更清晰地揭示木材的微观形貌特征。木材的微观特征参数主要包括细胞结构特征参数、孔隙率和纤维素微纤丝参数等。目前微观结构的观测研究多集中在微米尺度，而对于纳米尺度以及更小分子尺度结构的分析，主要依赖于理论模拟。因此，能够直接观察和表征这些更小尺度结构的分析方法有待进一步研发。

【目的】对长林小蠹的气味降解酶相关基因进行筛选、分类与组织表达分析，为后续利用分子生物学手段调控长林小蠹的行为提供理论依据。【方法】在长林小蠹全基因组数据中筛选关键的气味降解酶基因，并进行基因的系统发育分析与成虫的组织表达分析。利用同源建模预测气味降解酶基因的三维结构，对模型结构进行合理性评估后，使用Autodock1.5.7软件进行分子对接的模拟。【结果】在长林小蠹全基因组数据中共鉴定出65个候选的气味降解酶基因，其中谷胱甘肽-S-转移酶的数量为11个，细胞色素P450的数量为46个，羧酸酯酶的数量为8个。系统发育结果显示，长林小蠹的气味降解酶基因相对保守。成虫的组织表达分析结果显示，长林小蠹气味降解酶相关基因主要在触角中表达，且谷胱甘肽-S-转移酶与细胞色素P450两类基因家族的表达量较高。分子对接结果显示，长林小蠹气味降解酶和不同气味分子之间的结合能普遍较低且差异较小，形成的分子间作用力较为固定。【结论】在长林小蠹的触角中显著表达的气味降解酶基因类型主要为谷胱甘肽-S-转移酶与细胞色素P450，分子对接的结果证明长林小蠹的气味降解酶基因具有普遍降解气味分子的能力，且分子间的结合方式相似。

【目的】杨棒盘孢菌引起的灰斑病是杨树生产上重要的真菌病害。测定病菌对杀菌剂的敏感性，旨在为筛选高效杀菌剂及复配药剂，防治杨树灰斑病提供数据支持。【方法】采用菌丝生长速率法和孢子萌发法，测定杨棒盘孢菌对5种杀菌剂（多菌灵、代森锰锌、戊唑醇、百菌清、咪鲜胺）和3类复配剂（戊唑醇+百菌清、多菌灵+百菌清、多菌灵+咪鲜胺）的敏感性，并通过显微镜观察药剂作用后病菌菌丝和孢子萌发的形态变化。【结果】5种杀菌剂中，戊唑醇对病菌菌丝生长抑制作用最强(有效抑制中浓度EC₅₀为0.025μg/mL)，多菌灵次之(EC₅₀为0.048μg/mL)。百菌清对分生孢子萌发抑制作用最强(EC₅₀为95.13μg/mL)，咪鲜胺次之(EC₅₀为100.67μg/mL)。复配剂中，多菌灵∶咪鲜胺（4∶1）对病菌菌丝生长的抑菌活性最强，EC₅₀为0.038μg/mL，共毒系数(C_CT)值150.75，两者表现为增效作用；戊唑醇∶百菌清（1∶4）对分生孢子萌发抑菌活性最强(EC₅₀为132.31μg/mL),C_CT值83.72，两者表现为相加作用。显微观察显示，戊唑醇处理后，菌丝生长缓慢、表面粗糙，分支处膨大，不产孢；分生孢子不萌发或出现分支，芽管从孢子顶端、基部或中间多个部位产生，顶端轻微肿胀且不伸长。【结论】戊唑醇搭配百菌清或咪鲜胺，多菌灵∶咪鲜胺（4∶1）搭配百菌清或咪鲜胺使用是防治杨树灰斑病的推荐方案，药剂间应交叉使用，以延缓病菌产生抗药性。

【目的】揭示不同气候带森林生态系统中土壤碳氮含量对树种多样性的响应差异，并探讨影响这种响应的关键生物和非生物因素。【方法】收集中国热带、亚热带、暖温带和中温带4个森林生态系统树种多样性，土壤碳、氮含量和土壤真菌多样性数据，针对处理组（多个树种）和对照组（单一树种）共计214组数据进行整合分析，使用随机效应模型计算多样性效应值，并分析不同气候带森林生态系统影响树种多样性效应值的生物和非生物变量的解释权重。【结果】不同气候带森林土壤碳、氮含量对树种多样性存在差异性响应，随着纬度梯度增高，树种多样性对土壤碳、氮含量的影响逐渐减弱。热带和亚热带森林较强的树种多样性效应主要源于海拔和土壤pH，而非土壤真菌群落多样性，但是暖温带和中温带森林土壤真菌多样性则是调控树种多样性对土壤碳、氮含量影响的重要因素之一。【结论】中国不同气候带森林生态系统的土壤碳、氮含量对树种多样性的响应格局一定程度上解释了局域尺度研究中森林树种多样性对土壤碳库影响机制的分歧，同时也说明树种多样性的变化对于热带和亚热带森林土壤碳库的影响可能更为剧烈。

【目的】揭示纳帕海面山森林蚁巢与非蚁巢土壤总有机碳储量及活性有机碳组分的分配特征，为阐明蚂蚁活动对森林土壤有机碳沉积影响的过程及机制提供关键数据支撑。【方法】以纳帕海面山云杉-冷杉森林群落为研究对象，比较蚁巢和非蚁巢2种处理土壤总有机碳储量、活性碳组分（微生物生物量碳、易氧化有机碳、颗粒有机碳、可溶性有机碳）及其碳分配（微生物生物量碳/总有机碳、易氧化有机碳/总有机碳、颗粒有机碳/总有机碳、可溶性有机碳/总有机碳）的差异，并分析蚂蚁筑巢活动引起土壤理化环境改变对总有机碳储量及活性有机碳组分分配的影响。【结果】蚂蚁筑巢显著影响土壤有机碳积累及活性碳组分分配（P <0.05）。其中，蚁巢土壤有机碳储量是非蚁巢的5.7倍；蚁巢土壤总有机碳、微生物生物量碳、易氧化有机碳、颗粒有机碳含量分别提高了3.8、2.7、4.0、3.5倍；蚁巢土壤易氧化有机碳/总有机碳均值大小比蚁巢高出1.50%，而非蚁巢土壤微生物生物量碳/总有机碳、颗粒有机碳/总有机碳、可溶性有机碳/总有机碳均值分别比蚁巢高0.43%、3.30%、3.21%；不同处理和土层仅对土壤总有机碳、微生物生物量碳、颗粒有机碳和可溶性有机碳含量存在明显的交互作用（P <0.05）；回归分析结果表明土壤微生物生物量碳、颗粒有机碳、可溶性有机碳和易氧化有机碳分别解释了96.45%、96.35%、95.13%、94.27%的总有机碳变化；主成分分析表明土壤密度、全氮和速效磷是总有机碳储量的主控因子，而速效氮、速效磷、土壤密度等是活性碳组分积累的主要驱动因子；全钾、含水量分别是颗粒性有机碳与可溶性有机碳分配的主要影响因子。【结论】蚂蚁筑巢主要通过改变土壤紧实度、氮磷养分条件等环境因子，进而调控纳帕海面山森林土壤总有机碳储量与活性有机碳组分的分配，研究结果有助于理解高原湿地面山土壤碳积累过程的土壤动物学调控机制。

【目的】野外环境通常植被繁茂、树木杂乱，且受环境、天气、光照等因素影响，红外相机易误触发拍摄，从而捕获大量废片，需要耗费大量人力进行筛选。为解决此类问题，本研究以YOLOv7模型为基础，对其进行轻量化改进，以实现对废片的自动筛选。【方法】本研究构建了北京密云雾灵山自然保护区2014—2015年期间采集到的2 172张野生动物图像数据集，并对图像中出现的动物进行位置标记。对YOLOv7网络使用不同方式进行改进：引入MicroBlock替换YOLOv7的主干网络，使用轻量化SPPCSPC结构降低模型参数量。采用SIoU损失、LNDown下采样、BiFPN提升模型检测动物的能力。使用YOLOv5-m、YOLOv5-l、Ghost-YOLOv5-l、YOLOv6、YOLOX-M、YOLOR-CSP模型，在含有1万张图像的Snapshot Serengeti相机陷阱图像子数据集上进行训练和验证，对比本文模型对野生动物图像的筛选效果。利用迁移学习训练自建野生动物数据集，测试冻结不同层数的训练效果。【结果】基于YOLOv7的改进模型推理时间降低了14.3%，每秒浮点运算次数FLOPS降低了33.5%，参数量减少了17.8%，误检测方面也优于YOLOv7模型。与其他模型进行对比，改进后的YOLOv7虽未在所有指标中均达到最优，但在检测时间与精度上达到了更好的平衡。在自建数据集中使用未冻结权重方式微调效果最优，平均精度比未使用迁移学习模型提高了12.6%。【结论】本研究为密云地区野生动物监测网络提供了更快速、准确的筛选方案。

【目的】为提高木材的阻燃抑烟性能，本研究采用金属有机框架材料（MOF）作为新型阻燃剂，选用MIL-100（Fe）处理木材，制备一种绿色环保的阻燃材料，旨在为木材阻燃提供新思路。【方法】以MIL-100（Fe）为阻燃剂，采用常压浸泡（WJP组）和真空加压浸渍（W-JZ组）两种方法，在木材体内原位合成MIL-100（Fe）。利用扫描电子显微镜、X射线衍射和傅里叶变换红外光谱分析处理材形貌结构；采用氮气吸附法对处理材的孔隙结构进行表征；采用极限氧指数、热重测试、锥形量热测试评估处理材的热稳定性和阻燃抑烟性能；最后采用扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱对残炭进行形貌结构表征并进行机理分析。【结果】两种处理方法均可在木材内原位合成MIL-100（Fe），其中W-JZ组有更多的MIL-100（Fe）前驱体溶液进入木材内部并完成结晶，质量增长率达24.36%，形成的晶体结构更完整均匀，尺寸更小。MIL-100（Fe）处理材表现出良好的热稳定性，其中W-JZ组残炭率提升了39.99%，热质量损失速率峰值降低了26.47%。MIL-100（Fe）处理材的总热释放量和总烟释放量降低，阻燃抑烟性能良好。MIL-100（Fe）发挥凝聚相与气相阻燃作用。其分解过程中可释放不可燃气体稀释可燃气体浓度，同时利用多级孔结构吸附烟气。分解后形成的Fe₃O₄催化木材脱水反应生成致密的炭层，阻止热量和氧气的传递及可燃性挥发产物的释放。【结论】本研究采用MIL-100（Fe）阻燃剂处理木材，有效提高了木材的热稳定性与阻燃抑烟性能，丰富了现有木材阻燃体系。

【目的】分析栓皮栎大、中、小粒种子的萌发出苗特性，解析种子贮藏物质和内源激素影响其萌发出苗特性的生理机制，从种子规格角度阐明栓皮栎的更新策略。【方法】称量采集的5 000粒种子的单粒质量，聚类分成大粒（Ⅰ）、中粒（Ⅱ）和小粒（Ⅲ）共3个规格等级，后于人工气候培养箱育种并观测萌发出苗动态。采用酶解法测定种子可溶性糖与淀粉含量，考马斯亮蓝G-250染色法测定可溶性蛋白含量，高效液相色谱法测定赤霉素（GA₃）、脱落酸（ABA）、吲哚乙酸（IAA）含量，并利用主成分分析法探究影响种子萌发与出苗的主要因素。【结果】（1）栓皮栎Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级种子数量所占比例分别为23.82%、42.78%、33.40%。不同规格种子的淀粉、可溶性蛋白、ABA含量均值存在显著差异，Ⅰ级种子的淀粉含量均值分别是Ⅱ、Ⅲ级种子的2.02、2.37倍；Ⅰ级种子的可溶性蛋白含量均值分别是Ⅱ、Ⅲ级种子的1.05、1.87倍，Ⅰ级种子ABA的含量分别是Ⅱ、Ⅲ级种子的0.86、0.60倍。（2）种子萌发出苗试验结果显示：Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级种子累计萌发率分别为91%、84%、77%，累计出苗率分别为90%、81%、70%，萌发未出苗的种子比例分别占1%、3%、9%，萌发至出苗结束所需天数分别为17、18、23 d。（3）主成分分析结果显示：贮藏物质与植物激素对种子萌发出苗均具有一定影响，以ABA与可溶性蛋白含量影响最为显著。【结论】栓皮栎规格大的种子所占比例小，萌发和出苗速度快，萌发和出苗率高，规格小的种子则相反，资源分配与萌发特性存在权衡；不同规格大小的种子萌发出苗之间的差异受到贮藏物质以及植物激素的影响。因此，人工培育苗木时，先将种子分级后再播种可提高苗木整齐性，降低挑苗、分级育苗的人工成本。

【目的】土壤水分是影响我国北方水分亏缺地区植被生长的重要因素，探究不同造林密度和水分管理下毛白杨林分的土壤水分状况，能为华北黄泛平原地区人工林土壤水分维持提供参考。【方法】以不同造林密度（Ⅲ3 m×3 m、Ⅱ3 m×6 m、Ⅰ6 m×6 m）和水分管理（滴灌FI、雨养NI）下的5种（FI_Ⅲ、FI_Ⅰ、NI_Ⅲ、NI_Ⅱ、NI_Ⅰ）毛白杨林分为研究对象，在2021年生长季内（5、6、8和10月），采用烘干称重法测定各处理6 m剖面内的土壤含水量（SWC），研究不同处理土壤水分状况及土壤干层现象。【结果】（1）各处理毛白杨林分浅土层（0～30 cm和30～100 cm）的SWC（5.62%～15.53%）显著低于深土层（100～200 cm、200～400 cm和400～600 cm）(16.50%～27.00%)；林分SWC在0～240 cm垂直剖面内随深度增加而增加，并在240～260 cm（26.37%～30.56%）和360～400 cm（22.79%～33.00%）出现两个峰值，而400～600 cm变化平缓；（2）5种林分土壤均在10月最为湿润，平均SWC为20.16%～23.16%；雨养条件下，不同密度毛白杨林分在6月最干燥，平均SWC为13.11%～14.96%，滴灌减轻了30 cm以下土层SWC的季节变异程度；（3）不同水分管理下，高密度林分中深土层土壤水分状况最好（FI_Ⅲ和NI_Ⅲ深土层平均SWC分别为23.18%和21.13%），但雨季末（10月），NI_Ⅱ土壤水分补偿量最高，达403.12 mm。在高密度和低密度林分中滴灌显著提高了林分0～30 cm土层的SWC，且增加了深土层土壤水分补偿量（FI_Ⅲ较NI_Ⅲ和FI_Ⅰ较NI_Ⅰ的储水量变化量分别提高了84.40%和173.99%），滴灌仅显著提高了高密度林分土壤储水量（P <0.05）;（4）滴灌和降雨均能缓解或消除不同密度林分在2 m深度内出现的可恢复性土壤干层现象。【结论】根据本研究结果，建议在华北黄泛平原毛白杨大径材林培育过程中，以3 m×3 m密度造林且于旱季（4—6月）辅以多频率滴灌充分灌溉，促进杨树人工林在快速生长期（2～4年）的林木生长并改善其深层土壤水分状况。待林分出现密度效应及深层土壤水消耗后，可通过间伐等措施在实现土壤水分维持的同时提高杨树人工林林地生产力。

【目的】养分是干旱瘠薄立地中树木生长的重要限制因素，树木对干旱瘠薄立地中养分的吸收利用方式决定其生态适应对策。本研究通过野外原位测定，探究根系氮吸收动力学及其与根系形态性状间的耦合关系，为揭示林木根系在干旱瘠薄环境中的生理功能奠定基础。【方法】以北京市百望山森林公园内的山桃、栓皮栎和元宝枫为对象，采用以硝态氮（NO₃^-）为唯一氮源的改良型梯度霍格兰营养液，在一般程度的干旱瘠薄立地和极端程度的干旱瘠薄立地中分别开展野外原位测定根系NO₃^-吸收动力学研究，并通过Pearson相关性分析和通径分析研究根系NO₃^-吸收速率与根系功能性状间的关系。【结果】树种、立地条件和两者的交互效应对NO₃^-吸收速率和动力学参数均有显著或极显著的影响。3个树种对氮的亲和性均较高，元宝枫根系对NO₃^-的吸收速率偏低，在2种立地条件中均显著低于山桃和栓皮栎。生长在更加干旱瘠薄立地中的速生树种对NO₃^-的吸收具有补偿性。根系功能性状与NO₃^-的吸收速率有很好的耦合关系，比根长和比根表面积对根系NO₃^-吸收速率有显著正效应，根直径和根组织密度则相反。分支结构性状中，分支强度和链接数对根系NO₃^-吸收速率的作用较弱。【结论】生长速度较快的山桃和栓皮栎根系的NO₃^-吸收速率在极端干旱瘠薄立地胁迫下显著降低，元宝枫则相反。采取提高最大吸收速率和降低氮亲和力的“速度策略”可保障速生树种根系对NO₃^-的补偿性吸收。高比根长、高比根表面积、低根直径和低根组织密度的形态性状组合，可有效提高根系在干旱瘠薄立地中对NO₃^-的吸收速率。

【目的】本研究旨在揭示植物叶片氮和磷重吸收率对氮磷添加及交互作用的响应和机理，明确高寒草甸植物养分利用策略多样性。【方法】以高寒草甸优势植物（垂穗披碱草、发草、灰苞蒿和鹅绒委陵菜）为研究对象，基于氮和磷添加两因子交互试验，研究高寒植物叶片养分重吸收率对养分添加的响应。【结果】（1）禾本科叶片氮重吸收率随氮添加而增加，但杂类草叶片不受影响；此外，4种植物叶片磷重吸收率均不受氮添加的影响。（2）磷添加对所有植物叶片氮重吸收率和两种杂类草叶片磷重吸收率没有显著影响，但提高了禾本科叶片的磷重吸收率。（3）氮和磷共同添加降低了垂穗披碱草、灰苞蒿和鹅绒委陵菜叶片氮重吸收率，但提高了发草叶片的氮重吸收率。此外，氮和磷同时添加对4种植物叶片磷重吸收效率没有显著影响。【结论】综上所述，本研究揭示了养分富集下高寒植物3种不同的养分重吸收策略，即对外源获取的养分全部重吸收（绿叶养分增加但凋落叶不增加）、部分重吸收（绿叶和凋落叶同时增加，但凋落叶增加较慢）和不进行重吸收（绿叶和凋落叶均增加，但凋落叶的幅度大于或等于绿叶；或绿叶和凋落叶不响应）。这些研究结果为理解高寒植物养分内循环策略的多样性和互补性提供了一定的启示。

【目的】河川径流是地表重要的水资源，对其变化特征和原因进行解析，是流域水资源科学管理规划的前提。【方法】本文采用Mann-Kendall趋势检验、Pettitt突变检验、Budyko弹性系数法等方法分析了黄河上游和中游近70年（1951—2020年）径流变化的趋势和成因。【结果】（1）1951—2020年黄河上游年降水量呈不显著增加趋势（4.04 mm/（10 a）,P> 0.05），中游呈不显著减少趋势（4.90 mm/（10 a）,P> 0.05）；上游、中游年潜在蒸散发均呈不显著增加趋势（1.77、2.23 mm/（10 a）,P> 0.05）;(2)黄河上游和中游1980—2020年土地利用/覆盖变化明显，主要表现在林草面积的增加，上游、中游年NDVI分别以0.025/（10 a）、0.042/（10 a）的速率显著增加（P <0.01）;(3)1951—2020年，上游和中游年径流量分别以3.46、7.46 mm/（10 a）的速率显著减少（P <0.01），并分别在1986年、1990年发生突变；（4）上游和中游径流对降水变化最为敏感，其次是土地利用/覆盖变化、潜在蒸散发变化，且径流对各影响因子的敏感性逐年增强，即气候和土地利用/覆盖的变化将更容易引起径流的变化；（5）土地利用/覆盖变化是导致黄河上游和中游径流减少的主要原因，其次是降水和潜在蒸散，但各影响因子对径流变化的影响性质和程度在上游和中游不同区间存在一定的差异。其中，上游地区降水、潜在蒸散发、土地利用/覆盖变化对径流的影响性质和程度分别为-14.04%、1.30%、112.73%；中游地区分别为21.54%、3.63%、74.83%。【结论】1951—2020年黄河上游和中游径流变化是气候变化和土地利用/覆盖变化共同作用的结果，但主要影响因素为人类活动主导的土地利用/覆盖变化，且各因子对径流的影响在不同区间存在一定的差异。本研究结果可为黄河上游和中游不同区间的水资源管理和综合治理提供理论支持。

【目的】通过对新疆大果沙棘原浆、籽油及果油呈香物质进行分析，确定其气味特征及产品间相关性，为新疆大果沙棘制品的进一步开发和真伪鉴定提供数据支撑。【方法】采用固相微萃取结合气相色谱-质谱串联技术对新疆大果沙棘原浆、籽油和果油这3种沙棘主要制品的香气进行研究，表征每种沙棘制品的呈香组分及其香气活度，探究3种沙棘产品的关键香气组分，对其进行归类和分析，明确每种沙棘产品的香气特征，并通过聚类热图和相关性分析初步探究3种沙棘制品的香气组分之间的关联性。【结果】3种新疆大果沙棘制品共有64种呈香物质，沙棘原浆最多，其次是沙棘果油，沙棘籽油最少；沙棘原浆和果油关键呈香物质以酯类为主，籽油以醇类为主。沙棘原浆与果油的香气特征相似，均以果味和酒味为主，沙棘籽油以果味、花香和油脂味为主。新疆大果沙棘原浆、籽油和果油挥发性成分含量丰富，香气独特。沙棘原浆与果油相关性更高，沙棘籽油与另外两种制品相关性较低。【结论】研究结果可为后续沙棘产品深加工开发提供一定的理论基础。

【目的】探究土地利用变化有利于识别水沙变化原因，对流域水土保持及生态保护政策的实施与改进具有指导意义。【方法】以黄土高原北洛河上游为研究区，基于GEE与PIE-Engine平台获取1990—2020年土地利用、植被覆盖度数据，从地类转移、植被覆盖度（FVC）、土地利用强度（LUI）及景观格局（平均斑块面积AREA＿MN、聚合度指数AI、最大斑块指数LPI、景观形状指数LSI）4方面描述北洛河上游各县域土地利用情况，并结合水沙数据探究土地利用与水沙的相关关系。【结果】（1）2000年后北洛河上游农田向草地、森林转移，其面积减幅达79.05%，其中“农田→森林”集中分布于吴起县东南部，“农田→草地”在定边县分布最为密集。（2）2000—2020年流域FVC迅速增加，吴起县整体FVC高于定边县同期水平；定边县LUI变化较吴起县存在滞后性，但二者均在2010—2020年间明显下降。（3）2000年前后年径流、输沙减少率分别为46.68%、81.83%;2000—2020年来沙系数0.42小于1990—2000年来沙系数0.80。（4）FVC与水沙量呈显著负相关，森林AREA＿MN、AI分别与径流量、输沙量呈显著正相关，森林LPI、LSI与径流量、森林LSI与输沙量呈显著负相关。【结论】北洛河上游水沙与土地利用结构布局关系密切，不同县域地表覆被与用地强度差异明显，在退耕还林（草）驱动下该地区土地总体变化趋势有助于削减径流泥沙。研究结果将为流域土地利用与黄土高原径流泥沙关系研究提供参考。

【目的】墙内暗柱是木结构古建筑的重要承重构件之一，因其处于潮湿和缺乏通风的环境，故多存在腐朽及由严重腐朽导致的材料缺失等缺陷，容易失去原有的承载能力和稳定性。墙内暗柱自身构造导致现有的检测手段受限，易造成不可逆的损坏。故本研究基于红外热成像原理开展墙内暗柱材料缺失缺陷检测理论与试验研究，以期为基于红外热成像的墙内暗柱缺陷状况无损检查方法的建立奠定部分前期基础。【方法】首先，从理论角度探讨古建筑墙内暗柱传热过程，推导稳态下木柱区域与纯墙体区域的温度公式，分析影响木柱材料缺失缺陷区域温度变化的因素；然后，建立试验模型，进行墙内暗柱缺陷红外检查试验，采集红外图像；最后，通过分析所获得的红外热图，探讨墙内暗柱材料缺失缺陷大小与墙体表面温度分布之间的关系。【结果】（1）理论研究表明：由于木材的横向导热系数远小于墙体导热系数，加热面加热温度相同的情况下，木柱墙体外表面所对应的温度偏低；墙内暗柱的检测效果主要受到缺陷尺寸，即缺陷高度、缺陷深度的影响。（2）试验结果表明：在稳态热传导下，木柱处的墙体外表面温度要低于纯墙体，即木柱处红外图像的颜色更浅；木柱缺陷的存在会使缺陷处墙体表面温度变高，红外图像颜色变深；木柱缺陷高度越大，缺陷导致的高温范围越大；木柱缺陷深度越大，缺陷区域温度值越高。（3）在非稳态热传导下，木柱中线温差分别与木柱缺陷高度（R2≥0.964）、深度（R2≥0.951）呈极强的正相关。（4）在木柱缺陷较小的情况下，墙体表面温度不因缺陷的存在而发生明显改变。【结论】木柱的缺陷高度与深度是影响缺陷红外热成像检测效果的主要因素，红外热成像法应用于古建筑墙内暗柱材料缺失缺陷的筛查与评估是可行的。

【目的】本研究旨在深入探究人类活动与气候变化对黑河上游年径流量的影响，为区域水资源保护与规划利用提供科学支持。【方法】研究综合Mann-Kendall非参数统计检验、Pettitt检验和滑动t检验方法，对1954—2020年黑河上游年径流序列进行趋势检验，识别年径流序列趋势变化的突变点并划分基准期与分析期。在此基础上，采用BP神经网络模型、灰色时间序列模型和多元线性回归模型，模拟基准期年径流变化，优选模拟效果最佳模型，进而借助优选模型与径流变化归因方法，定量解析人类活动与气候变化要素对年径流变化的驱动规律。【结果】趋势检验发现，年径流序列在1982年和2006年前后发生了突变，黑河上游年径流序列可划分为1954—1982年（基准期）、1982—2006年（分析期1）和2006—2020年（分析期2）3个阶段。在基准期年径流序列的模拟中，BP神经网络模型在验证期的相对误差（0.79%）、纳什效率系数（0.84）与拟合优度（0.84）3个参数上相较其他模型优势明显。借助神经网络模型进行年径流变化归因分析，发现人类活动导致年径流在1982—2020年间减少的平均值为7.56×10～8 m³。但2006—2020年间黑河上游人类活动对径流的负面贡献率较1982—2006年间减少约18.00%。详细解析气候变化对年径流量的影响，发现在2006—2020年间，降水量与蒸散发对年径流的贡献率较1954—1982年分别增加约11.00%和8.00%。【结论】BP神经网络模型对于黑河上游年径流序列模拟有较好效果，模拟合格率达94.23%，最大误差仅为1.36%；黑河流域上游年径流量序列在1982年和2006年发生了趋势突变，1982年后人类活动强度增大导致上游年径流量减小，2006年后黑河流域综合治理效果显现，人类活动对年径流量的负面效应减弱；1982—2020年期间的气候变化影响中，蒸散发与降水对径流的贡献分别占46.57%与53.43%。

【目的】为了提高毛白杨枝条冲击切割效率并改善切割效果，通过研究枝条内部因素对切割性能的影响，对毛白杨枝条的冲击切割性能进行适应性分析。【方法】以我国华北地区林场广泛种植的速生林品种毛白杨的枝条为研究对象，使用自制的枝条切割平台进行枝条切割试验。在单因素试验的基础上采用Box-Benhnken中心组合试验方法，通过试验和理论研究枝条直径、含水率和分枝角度3个内部因素对峰值切割力和断裂效果的影响规律。【结果】（1）建立了毛白杨枝条冲击切割性能的切割机理模型；（2）通过对模型进行优化分析，得到最优参数组合为枝条直径14.7 mm、含水率14.0%、分枝角度90°，该组合下的峰值切割力为370.48 N，断裂效果评分为4.6分，峰值切割力和断裂效果分数的预测值与实测值的相对偏差均小于5%;(3)峰值切割力与枝条直径呈线性增长关系，随枝条含水率的增大呈先增大后减小的趋势，随着分枝角度的增大而小幅增大。【结论】选择树龄为7年时进行修枝作业，作业的季节选择秋冬季，可以获得较优的修枝质量，该研究可为速生林修枝装备的研发与林木抚育方式的优化结合提供数据支撑。

【目的】阐明蜡样芽孢杆菌NJSZ-13中杀线蛋白酶ATP-α与ClpX的杀线分子机制，构建杀线蛋白酶ATP-α与ClpX的原核表达载体。【方法】克隆杀线蛋白酶编码基因atpA与clpX，利用基因工程手段对杀线蛋白酶编码基因进行PCR扩增，并与载体pET-21b连接构建重组载体，提取重组质粒转入蛋白表达载体大肠杆菌BL21(DE3)。利用菌落PCR和测序验证转化效果。加入IPTG诱导蛋白表达，使用Ni-NTA柱进行重组蛋白的纯化，利用SDS-PAGE与Western blot验证ATP-α与ClpX纯化效果并进行杀线活性测定。【结果】菌落PCR验证和测序表明，重组载体中含有蛋白酶编码基因atpA与clpX，且基因序列与参考序列一致，证明目的基因已经成功插入BL21(DE3)表达载体中。SDSPAGE与Western blot验证表明，重组蛋白得到正确诱导与纯化，成功构建杀线蛋白酶ATP-α与ClpX的原核表达载体。杀线活性测定结果表明ATP-α与ClpX均具有较强的杀线效果。ATP-α在72 h达到66.75%的杀线率，ClpX在72 h达到75.46%的杀线率。同时，两个蛋白酶共同作用杀线能力显著增强，24 h便达到66.32%的杀线率，72 h杀线率达到91.01%。【结论】ATP-α与ClpX经原核表达及纯化后具有较高的杀线活性，且两者共同处理松材线虫，杀线效果更强，证明蛋白酶ATP-α与ClpX是重要的杀线因子，为设计和筛选杀线药物提供了新的线索和依据。

【目的】褶皱结构广泛存在于自然界和我们的生活中，受这类天然结构的启发，人工制备的表面褶皱结构可以赋予材料低光泽度和抗指纹等一系列特殊性能。为了探究褶皱结构在木制品涂层上的应用，从褶皱形貌的变化来系统解释褶皱对涂层宏观性能的影响。【方法】通过LED灯–准分子灯–UV汞灯分段固化系统，制备了一种可以在木制品表面自发形成褶皱的聚氨酯丙烯酸酯涂层，并进一步调节固化系统中的辐照能量，使涂层具有可控的光泽度和抗指纹性能。【结果】当LED灯–准分子灯–UV汞灯辐照能量分别为200、15和300 mJ/cm2时，涂层在85°时的光泽度为5.2；此时涂层具有良好的抗指纹性能，表面的指纹可以在30 s内消失；涂层的机械性能也有一定提高，磨耗量达到最低为0.05 g/100 r，硬度由H提升为4H，附着力由2级提升为0级。同时对自褶皱涂层的耐久性也进行了研究，研究发现涂层在经过500次抗指纹测试后仍然能保持较低的光泽度。另外，由于褶皱表面的存在，涂层表面具有较好的耐黄变性能。【结论】通过调节辐照能量可以改变自褶皱结构的波长和振幅，对聚氨酯丙烯酸酯涂层表面结构进行简单、高效和大规模的调控，褶皱表面使涂层具有低光泽和抗指纹的性能，同时提高了涂层的力学性能。

【目的】本研究旨在探究TCN-BiLSTM耦合模型与传统LSTM模型在径流模拟预测中的性能，为洪水风险管理和区域水资源规划提供准确有效的径流预测模型。【方法】以北洛河流域为研究区，基于双向长短期记忆网络（BiLSTM）和时域卷积网络（TCN）建立一种新的径流预测耦合模型TCN-BiLSTM。利用相关性分析，筛选预测径流的输入因子，确定4种不同的输入方案应用于TCN-BiLSTM耦合模型和传统LSTM模型，每个模型分别预测1、2、3 d的径流量。采用平均绝对误差（MAE）、均方根误差（RMSE）和拟合优度（R²）来评估模型的预测性能。【结果】（1）TCN-BiLSTM耦合模型整体预测性能优于LSTM模型，TCN-BiLSTM模型R2达到0.91，高于LSTM的0.89。相比于LSTM,TCN-BiLSTM对于峰值和突变点的捕捉能力更强，对于波动大的复杂数据预测效果更优；（2）在针对未来1～3 d径流量预测中，随着预见期的延长，4种方案下TCN-BiLSTM和LSTM模型的预测效果均有所下降，相较于预测1 d，预测3 d的TCNBiLSTM和LSTM模型的R2分别平均下降了0.17和0.14,RMSE分别平均增大了4.59和4.40,MAE分别平均增大了1.26和1.31;（3）在4种输入方案里，日累积降水量和日径流量作为输入变量时，模型的预测效果最好。降水数据的加入使得TCN-BiLSTM和LSTM模型相较于单一日径流数据作为输入变量时，1、2、3 d径流量预测的R²分别提高15%、14%、6%和18%、14%和1%。【结论】TCN-BiLSTM耦合模型和LSTM模型R²均能达到0.85以上，TCN-BiLSTM模型R²较LSTM提高了2%。对比来看，TCN-BiLSTM模型在拟合洪水过程中表现更为优异，对于汛期的预测性能优于非汛期。输入变量对模型的影响较大，有效且高质量的气象数据能够提高模型的预测性能。

【目的】探究不同森林类型植物碳（C）、氮（N）、磷（P）生态化学计量特征，对于深入了解物种养分元素的分布格局、受限制状况及吸收利用资源效率具有重要作用。【方法】以滇南地区热带季节雨林、热带山地雨林和中山湿性常绿阔叶林3种森林主要优势种为研究对象，分析不同类型森林上、下层优势种幼树枝C、N、P化学计量特征。【结果】滇南森林优势种幼树枝C含量为441.67～494.33 mg/g,N含量为6.26～12.47 mg/g,P含量为0.34～1.06 mg/g；滇南3种森林优势种幼树枝C、N、P含量平均值总体上随海拔梯度的增加而增加；C∶N的平均值在热带季节雨林最高、热带山地雨林最低；C∶P和N∶P平均值在热带山地雨林最高、中山湿性常绿阔叶最低；3种森林的N∶P平均值均介于10～20之间；上层优势种幼树枝C、N含量平均值低于下层优势种，P含量平均值上层高于下层，上层N∶P低于10，下层优势种接近于20；热带季节雨林中，C∶N与N∶P间呈显著负相关关系（P <0.05）；热带山地雨林中，C∶N与C∶P之间呈显著正相关关系（P <0.05）；中山湿性常绿阔叶林中，C∶N与C∶P、N∶P之间均呈显著负相关关系（P <0.05）;3种森林上、下层优势种幼树枝C、N、P含量之间均无显著相关性。【结论】滇南3种森林优势种幼树枝C、N、P元素含量相对较高，C∶N和C∶P相对较低的分配格局特征。一方面反映出滇南森林植被C元素分解释放相对较快，植被生长受N、P元素共同限制的特征；另一方面，滇南森林上层树种对养分元素的吸收利用效率略高于下层树种。滇南森林物种所处的群落层次对其枝化学计量特征的影响程度大于海拔因素。

【目的】为明确构造尺寸对木榫旋转焊接节点抗剪性能的影响，并初步探究节点的群栓组合效应。【方法】采用山毛榉木榫旋转焊接SPF(spruce-pine-fir)基材，通过单剪试验，首先研究了端距、间距和行距对节点抗剪承载性能的影响规律，其次研究了不同直径下的单木榫和双木榫连接节点的抗剪承载性能。【结果】节点的抗剪承载性能主要取决于端距和间距，行距的影响较小。木榫剪切是最主要的节点破坏模式，但当端距≤4d (d为焊接后木榫直径)、间距≤3d时，基材发生了块剪和开裂，承载力大幅降低。随着端距、间距和行距尺寸的增大，节点的峰值荷载先增大后减小。当端距6d、间距5d、行距3d时，木榫旋转焊接节点的抗剪承载性能最优，其峰值荷载分别为3.36、6.68、6.97 kN。木榫旋转焊接连接节点中会存在明显的群栓组合效应，随着木榫直径的增加，节点的群栓组合系数呈现先减小后增大的趋势，当木榫直径≤10 mm时，群栓组合系数大于1.00。【结论】当选用山毛榉木榫旋转焊接SPF基材时，为保证节点的抗剪性能，节点的端距应不小于5d，间距应不小于4d，行距应不小于2d。推荐节点设计时参考端距6d、间距5d、行距3d。木榫旋转焊接节点的群栓组合系数受直径的影响明显，直径范围8～10 mm节点的群栓组合系数更大。

【目的】MAX2能抑制植物的分枝，且是独角金内酯信号传导途径的关键调控因子。MAX2同时还参与多种激素间的交叉互作，在植物抵御生物和非生物胁迫中发挥至关重要的作用。前期研究发现胡杨PeMAX2能调控拟南芥的离子平衡和耐盐性，但对于PeMAX2的耐旱功能还知之甚少，本文将探索胡杨PeMAX2调控拟南芥耐旱性的作用机制。【方法】将胡杨PeMAX2在拟南芥中异源表达，进行渗透胁迫和干旱胁迫，研究过表达PeMAX2拟南芥的生理和分子响应机制。【结果】（1）在长期干旱胁迫下，胡杨叶片PeMAX2基因表达水平升高。（2）甘露醇处理后，PeMAX2转基因拟南芥的种子萌发率和根长均高于野生型拟南芥（WT）和max2突变体，并且转基因株系细胞膜受损较轻。渗透胁迫后，转基因株系超氧化歧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶活性及其编码基因上调表达的升高幅度均显著高于拟南芥WT和max2突变体，转基因株系调控根细胞H2O2水平的能力更强。（3）土壤干旱处理10 d后，转基因株系叶绿素含量下降幅度低于WT和max2突变体，而且过表达株系在干旱胁迫下能维持较高水平的PSⅡ最大光化学效率、相对电子传递效率和实际光合量子产量；在碳同化和气孔导度方面，转基因拟南芥叶片的净光合速率和气孔导度均高于WT和突变体，说明过表达PeMAX2提高了拟南芥转基因植株在干旱条件下光合作用的能力。土壤复水后WT和突变体叶绿素含量、荧光和光合作用的恢复程度也明显低于转基因株系。【结论】过表达胡杨PeMAX2可以提高拟南芥的耐旱性，主要是由于过表达Pe MAX2提高了转基因拟南芥活性氧平衡的调控能力，减弱了干旱胁迫对生物膜的氧化损伤和光合作用的抑制。

【目的】油茶是国家重点发展的木本油料作物，具有较高的经济价值和生态价值。油茶毒蛾是油茶的主要病虫害之一，严重制约了油茶的产量和质量。本研究针对油茶毒蛾的潜在分布开展模拟预测，以期为油茶毒蛾的预警和具体防控行动提供科学依据。【方法】基于油茶毒蛾在中国的有效地理分布数据和生物气候数据，利用MaxEnt生态位模型和ArcGIS软件，模拟预测油茶毒蛾在当前气候条件的潜在分布，以及SSP1-2.6、SSP2-4.5和SSP5-8.5 3种气候情景下2050年和2070年油茶毒蛾在中国潜在适生区分布范围，并分析了制约其适生区分布的主导环境因子。【结果】（1）影响油茶毒蛾适生区分布的主导环境因子为最干月降水量、年降水量、最冷月最低温度和温度日较差月均值。当最干月降水量28～148 mm、年降水量1 290～2 080 mm、最冷月最低温度1.0～10.1℃、温度日较差月均值7.2～8.5℃时最适宜油茶毒蛾的生存。（2）当前气候条件下，油茶毒蛾总适生区面积约占我国国土面积的20.0%，主要分布在我国南方的长江中下游地区和华南地区，高度适生区面积为64.2×10～4 km²，中度适生区面积为61.8×10～4 km²，低度适生区面积为66.0×10～4 km²。（3）在未来两个时期和3种气候情景下，油茶毒蛾适生区面积出现不同程度的扩大，新增适生区面积在9.3×10～4～33.0×10～4 km²之间，地理分布中心迁移距离在24.4～125.1 km之间。气候变暖越明显，油茶毒蛾的潜在分布区面积增加越多，地理分布中心点的迁移距离越远。【结论】油茶毒蛾在中国的适生区范围较广，几乎囊括了中国南部所有的省份。在未来气候情景下，油茶毒蛾的适生区将向北、向西等高纬度的内陆地区扩张。为此，建议相关部门应提前制定预案和政策，加强对油茶毒蛾的观测和防控，减少其对油茶产业造成的损失。

【目的】油松是我国北方地区重要的针叶树种，根系发达，具有较强的水土保持和水源涵养能力，发挥着重要的生态防护功能。研究油松的生态特征及分布边界，探索油松的最佳造林区，了解油松人工林适生区分布在气候变化下的变迁，为气候变化背景下合理规划油松的造林和经营方案提供支持。【方法】基于油松人工林在中国地区221条有效分布记录和22个环境因子变量，结合ArcGIS，运用MaxEnt模型模拟气候变化情景下油松人工林的潜在分布，确定制约油松人工林分布的关键环境因子和适宜区间，预测油松人工林适生区在未来不同气候情景下的地理分布及面积的变化。【结果】（1）MaxEnt模型的AUC值达到0.955，说明模拟的结果可靠。（2）当前油松人工林在我国的适生区面积为98.90×10～4 km²，集中分布在秦岭以北的地区，包括太行山、黄土高原、燕山和辽西等山地。影响油松人工林分布的主要环境变量为最暖季度降水量、最干季度平均温度、最冷月最低温度和海拔。其中，最暖季度降水量是影响油松人工林分布的首要因子，适宜范围为223～389 mm。最干季度平均温度的范围为-5～5℃，最冷月最低温度的范围为-14.5～-3.5℃，适合油松生长的海拔高度在100～2 100 m之间。（3）从1931—2020年的变化趋势来看，油松适生区的南界基本没发生变化，一直是岷山—秦岭—大巴山一线，向西到达祁连山南端和贺兰山东南侧，并没有向西北扩张。而油松适生区的北界却一直向北延伸，纬度大概向北扩张3.5°，高适生区重心同样也向北迁移。因此油松适生区面积一直呈增加的趋势。（4）从未来气候变化情景来看，在2041—2060年和2061—2080年两个时期，油松的潜在适生区继续呈现向北迁移的趋势，高适生区面积呈现先增加再减少的趋势。【结论】气候变化会导致油松适生区向北扩张，同时在黄土高原和秦岭地区高适生区呈现破碎化，引种栽培油松时需谨慎。在燕山北部和辽宁西部的高适生区范围比较稳定，适合继续扩大种植。

【目的】为了对黄土丘陵沟壑区小流域沟谷进行更精准的保护和修复，从植物多样性和生态位宽度等方面，对沟谷不同地貌部位（沟底、沟阳坡和沟阴坡）的自然恢复能力进行了研究。【方法】通过在山西吉县森林生态系统国家野外科学观测研究站进行野外实地调查，分析不同部位植物的群落生长特征及其多样性，比较不同地貌部位植物群落间的相似性。【结果】（1）研究区灌草植物共有40科76属98种，其中灌木17科27属34种，草本29科51属64种。灌木层科属种总数表现为沟阳坡>沟阴坡>沟底，草本层为沟底>沟阴坡>沟阳坡。（2）灌木层优势种为：黄刺玫、荆条、木蓝。草本层优势种为：芦苇、黄花蒿、披针薹草。在灌木层，沟底黄刺玫和杠柳的生态位宽度较大，沟阳坡和沟阴坡中荆条和木蓝的生态位宽度较大。在草本层，沟底芦苇和白莲蒿的生态位宽度较大，沟阳坡和沟阴坡中披针薹草的生态位宽度较大。（3）在沟底、沟阳坡和沟阴坡间Margalef指数、Shannon-Wiener指数、Simpson指数和Pielou指数并未表现出显著差异（P> 0.05）。各群落间Jaccard系数0.50≤q <0.75。Jaccard系数在沟阳坡和沟阴坡间达到最大，为0.630。【结论】整体来看，沟谷的自然恢复能力强，地貌部位中沟阳坡和沟阴坡自然植被恢复能力比沟底强。不同地貌部位的群落组成复杂度表现为沟阳坡>沟阴坡>沟底。沟谷不同地貌部位优势种不同，从沟阳坡到沟阴坡再到沟底，随着光照的减少和水分的增加，优势种由耐旱喜阳植物发展为耐阴植物。

【目的】为了解决传统的木材银离子抗菌剂中的Ag⁺易氧化导致其抗菌耐久性有限以及新型纳米银抗菌剂的AgNPs易团聚等问题，制备了一种新型纳米银/介孔氧化硅（Ag/MCM-41-NH₂）复合抗菌材料。【方法】选取表面氨基改性的介孔氧化硅（MCM-41）作为Ag⁺的载体，将Ag⁺负载到改性载体上，并将其原位绿色还原成纳米银（AgNPs）。采用SEM、TEM、N₂吸附–脱附、XPS、XRD、FTIR和ICP-MS等手段分析了复合抗菌剂的表面形貌、结构和Ag⁺的缓释性能。使用抑菌圈法和振荡法测试了复合抗菌剂的抗菌活性，分析了其抗菌性能和抗菌耐久性。【结果】改性后的MCM-41由于表面接枝了大量的氨基，可以与Ag⁺发生接枝，还原的AgNPs成功负载在MCM-41内部，呈均匀圆球状，分散均匀。抗菌试验和Ag⁺缓释结果表明，Ag⁺/MCM-41-NH₂和Ag/MCM-41-NH₂对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的初始抗菌率均可以达到99.00%以上。但放置90 d后，Ag⁺/MCM-41-NH₂的Ag⁺流失率为25.00%，对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抗菌率分别下降到88.75%和79.10%，而Ag/MCM-41-NH₂的Ag⁺流失率降低到5.10%，且对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抗菌率仍保持在98.93%和96.93%的较高水平。【结论】AgNPs在载体MCM-41-NH₂上均匀分散，制备的Ag/MCM-41-NH₂复合抗菌剂具有良好的抗菌性能和抗菌耐久性。

【目的】对吉林省林地林木资源实物量和价值量进行核算，摸清吉林省森林资源家底，反映吉林省林地林木资源静态状况、动态状况及其经济贡献，为吉林省科学提高森林经营管理水平，合理制定林业发展规划提供依据，也为我国开展森林资源核算研究提供实践参考。【方法】以吉林省第8次、第9次全国森林资源清查数据为实物量数据源，计算吉林省林地面积、林木蓄积存量及两次全国森林资源清查期间的变动量；结合2018年调查获得的相关成本价格数据，采用年金资本化法、重置成本法、收益净现值法、市场倒算法计算吉林省林地林木资源价值存量；采用不同核算账户分别对吉林省林地林木实物存量及其变动量以及价值存量进行列示。【结果】（1）两次全国森林资源清查期间，吉林省林地面积由856.19×10～4 hm²增加至904.79×10～4 hm²，林木蓄积量由96 534.93×10～4 m³增加至105 368.45×10～4 m³，分别增加了5.68%、9.15%，增幅明显。第9次全国森林资源清查期间，吉林省天然林总面积和蓄积量达616.64×10～4 hm²、89 582.59×10～4 m³，同第8次全国森林资源清查期末相比，分别增加了3.90×10～4 hm²和7 673.03×10～4 m³，增加了0.64%和9.37%；人工林总面积和蓄积量达177.84×10～4 hm²、11 757.47×10～4 m³，同第8次全国森林资源清查期末相比，分别增加了14.11×10～4 hm²和1 309.60×10～4 m³，增加了8.62%和12.53%。（2）第9次全国森林资源清查期间，吉林省林地资源资产价值为1 903.28×10～8元，林木资源资产价值为1 037.64×10～8元，共计2 940.92×10～8元。【结论】两次全国森林资源清查期间，吉林省林地林木资源总量不断增加，森林资源资产不断积累，不仅为当地居民带来了巨大的生态福祉，也为“绿水青山”转化为“金山银山”奠定了一定的物质基础。

【目的】为了解决木材矿化改性渗透难、矿化位点少等问题，本研究采用低共熔溶剂（DES）预处理速生杨木、打开木材渗透通道、构建活性位点，研究低共熔溶剂预处理对表面矿化木材性能的影响。【方法】本研究使用DES预处理杨木构建矿化位点，诱导SiO₂在木材表面实现原位矿化，再通过热压制备表面矿化木材，分析DES预处理对表面矿化木材物理力学性能的影响作用；以较优条件制备表面矿化木材，并分析其微观结构形貌和热性能。【结果】（1）表面矿化木材的密度、质量增长率和表面硬度均随DES预处理时间的增加呈先上升后下降的趋势；预处理为2 h时，较未处理材分别提高了35.25%、16.35%和51.53%；表面矿化木材的疏水性大幅提高，预处理0.5 h时初始接触角增大了74.08%。（2）DES预处理可以显著改善表面矿化木材力学性能；当DES预处理时间为2 h时，表面矿化木材的抗弯强度和弹性模量分别提升了20.53%和214.55%。（3）表面矿化处理向木材内引入SiO₂形成有机–无机杂化结构，提高木材阻燃性能；DES预处理2 h时，表面矿化木材的质量残余率相较于未处理材提高了70.81%，热释放速率降低了69.9 kW/m²，总热释放量降低了27.3 MJ/m²。【结论】速生杨木经DES预处理和表面矿化联合改性后物理力学性能提升，热稳定性和阻燃性能良好。

【目的】以长白山云冷杉针叶混交林为例，比较林分不同发育阶段划分的方法，确定最适宜长白山云冷杉针叶混交林发育阶段划分的方法，以便有针对性地制定不同发育阶段的森林经营策略，为天然林发育阶段的科学划分提供方法依据。【方法】以吉林省汪清林业局金沟岭林场天然云冷杉针叶混交林为研究对象，共收集2 589个样地样本，采用种间联结-最优分割法（A）、林相特征判别法（B）、TWINSPAN双向指示物种分析法（C）、MRT多元回归树法（D）和基于TWINSPAN的判别分析法（E）5种方法，对云冷杉针叶混交林发育阶段进行划分。通过多重比较检验，验证不同发育阶段间是否存在显著差异，并使用吻合系数来评估不同方法划分结果间的一致性。最后，从树种组成和林分特征（包括样地的平均胸径、平均树高、公顷蓄积量、公顷株数、公顷生物量、公顷断面积、针阔比、物种多样性和径级大小多样性9个指标）方面，对5种方法的划分结果进行比较分析。【结果】多重比较的结果显示，用于描述林分特征的9个指标在不同发育阶段间基本存在显著差异，这表示结果较为可靠。方法 D和方法 E的吻合系数较高，表示这两种方法的划分结果较为一致；而方法 B与其他方法的吻合性均较低。从林分的发育趋势来看，5种方法的划分结果大致相同。随着林分的逐渐发育，林分特征指标普遍增大，多样性指标降低，树种组成趋于简单。主要区别体现在公顷株数和树种组成指标，并且在不同方法的划分结果中，各个阶段之间指标的差异程度和每个阶段的样本量也有所不同。方法 E的划分结果更符合林分的生长发育规律。具体来说，第1阶段云冷杉针叶混交林形成期，林分迅速生长；第2阶段林木间竞争加强期，个体显著分化；第3阶段林分发展为近自然林状态，即达到森林经营的目标状态。【结论】基于TWINSPAN的判别分析法能更好地划分林分的发育阶段，并将长白山云冷杉针叶混交林的发育过程划分为建群阶段—竞争阶段—近自然林阶段，为森林的科学经营提供了重要理论依据。

【目的】研究红松种实不同发育时期的表型性状和营养成分的变化及相关性，以期为红松球果产量和品质的改良提供理论依据和数据支撑。【方法】以红松球果为材料，通过采集球果不同发育时期的样品，对发育过程中的形态变化进行观察，同时进行表型性状以及营养物质含量的测定；通过分析各指标的变化规律和指标之间的相关性，发掘球果发育以及营养物质积累的关键时期。【结果】（1）红松球果的生长周期为15个月，球果发育的速生期为翌年5月中旬至7月初，种子发育的速生期为翌年6月20日至7月初，种仁在翌年7月20日后出现一次快速增长期。（2）球果发育当年形状为长卵形，翌年为卵圆形；种仁颜色在发育初期为无色透明状，成熟时为浅黄色倒卵三角形。（3）红松种仁成熟时，含水率约为20.46%，含油率约为70.96%，蛋白质含量约为104.71 mg/g，总多糖含量约为3.48 mg/g。（4）相关性分析表明：球果长、球果宽、球果质量、种子长、种子宽和种子百粒质量等6个指标间均达极显著正相关（P <0.01），种仁的含油率与含水率达极显著负相关（P <0.01），与总多糖含量达极显著正相关（P <0.01）。【结论】红松果实的生长发育以及营养成分的动态变化，为红松果用优良无性系的选择提供了科学依据，对于改良红松坚果的品质，保障其高产、稳产具有重要意义。

【目的】为探究林下施用污泥产品对套作菘蓝的安全性和品质的影响，在不同郁闭度林下开展了污泥对菘蓝重金属富集影响的试验。【方法】分别在不同郁闭度（0.3、0.6、0.8）的林下撒施0、30 t//hm²污泥产品后种植菘蓝，比较分析各生长期不同处理对菘蓝药用部位养分吸收、重金属富集和有效成分含量的影响。【结果】（1）施用污泥产品提高了菘蓝组织中的氮、磷、钾含量，对全氮含量的改善最佳。（2）施用污泥产品增加了菘蓝组织对重金属镉、砷和锌的富集作用，降低了菘蓝叶片对汞的富集作用。（3）施用污泥产品降低了菘蓝根部有效成分的含量，但提高了重度郁闭林下菘蓝叶片中靛玉红的含量。【结论】按目前的标准施用30 t/hm²污泥产品会导致菘蓝组织中重金属富集较高，从而影响菘蓝的药用品质。

【目的】探究陇南市主要森林类型死可燃物特征，并对森林火灾危险性进行评估，为区域森林火灾预防提供理论支撑。【方法】以陇南市4种主要森林类型为研究对象，分析不同森林类型死可燃物载量、干鲜比、平衡含水率、燃点和热值差异，并采用隶属函数模糊评价法对不同森林类型火灾危险性进行评价。【结果】4种森林类型死可燃物总载量呈油松林>落叶松林>栎类林>华山松林，且油松死可燃物总载量（16.02 t/hm2）显著高于其他3种森林类型（P <0.05），死可燃物中腐殖质和枯落物1载量显著高于枯落物2和枯落物3(P <0.05)。油松枯落物1死可燃物干鲜比显著高于落叶松（P <0.05），枯落物2死可燃物干鲜比最高（58.21%～66.47%），腐殖质最低（51.29%～55.56%）。栎类死可燃物平衡含水率最大，落叶松最小；枯落物3死可燃物平衡含水率最高（16.78%～20.38%），腐殖质层最低（12.22%～13.86%）；死可燃物平衡含水率与可燃物直径成正比。腐殖质燃点显著高于枯落物，热值则与之相反（P <0.05）。隶属函数模糊评价结果表明4种森林类型中油松火灾危险性最大，其次是栎类和落叶松，华山松最低。【结论】不同森林类型和组分死可燃物载量、干鲜比、平衡含水率、燃点和热值存在差异。油松可燃物总载量最高，燃点和平衡含水率最低，导致其火灾危险性最大，因此在陇南市森林的经营和林火预防工作中，应加强对油松林可燃物管理。

【目的】本研究旨在通过分析山新杨谷胱甘肽S-转移酶编码基因PdbGSTU的抗病功能，为林木抗性育种提供基因资源与抗性种质。【方法】克隆PdbGSTU基因序列并对其进行生物信息学分析，利用荧光定量PCR技术分析该基因的组织特异性表达及植物激素诱导下的表达模式。利用转基因技术获得山新杨的过/抑制表达PdbGSTU基因植株，通过观察比较接种细链格孢菌后各植株叶片的表型和病斑面积，验证该基因的抗病功能；同时测定接种病原菌前后，野生型和转基因山新杨植株内过氧化氢含量和抗氧化相关酶活性。【结果】（1）山新杨PdbGSTU基因开放阅读框全长753 bp，编码氨基酸250个，对应的蛋白质相对分子质量为29.01 kDa，为稳定的酸性亲水蛋白，定位于细胞质中；系统进化分析显示，PdbGSTU蛋白与银中杨的蛋白KAJ6918316亲缘关系最近；启动子序列分析显示，PdbGSTU基因启动子序列含多种响应植物激素和逆境胁迫的顺式作用元件。（2）RT-qPCR结果显示，PdbGSTU基因在山新杨顶芽表达量最高，在其根部表达量最低，且该基因受茉莉酸甲酯、水杨酸和1-氨基环丙基-1-羧酸3种植物激素诱导，均上调表达。（3）接种细链格孢菌后，野生型和抑制表达PdbGSTU基因植株的叶片上，病斑面积分别为6.42和16.46 mm2，而过表达PdbGSTU基因的植株叶片上，少部分接种点出现明显病斑，其余接种部分仅出现褪色。【结论】PdbGSTU正向参与山新杨对细链格孢菌侵染的抵御过程，可通过清除活性氧提高杨树对病原菌的抗性。

【目的】探究长白山地区群落物种的多度分布格局及其驱动过程，以及多度分布与性状分布之间的关系，为当地森林经营与修复策略的制定提供理论依据。【方法】以长白山不同林分类型的3块5.2 hm2（次生山杨白桦林、次生针阔混交林、原始红松紫椴林）和1块5 hm2原始阔叶红松林固定监测样地为研究对象，通过采集样地内木本个体的6个关键功能性状（叶面积、比叶面积、叶片厚度、最大树高、叶片氮含量、叶片磷含量），分析样地的物种多度分布格局、功能性状分布格局以及二者之间的关系。【结果】不同林分类型中通过统计检验的模型种类各异，但所有最优模型均为统计模型。在性状分布格局中，最大树高、比叶面积和叶磷含量在4块样地均呈现正态分布。然而，功能性状分布格局转化得到的物种分布格局模型显示，尽管部分模型通过了统计检验，但与多度分布结果拟合度不高。【结论】在长白山地区，物种多样性的形成并非主要由随机过程驱动，而是受到竞争作用的显著影响，这决定了演替过程中群落物种组成的变化情况。虽然功能性状分布与物种多度分布之间存在一定的联系，但直接通过群落水平性状分布格局推断物种多度的方法尚不准确。

【目的】利用锡铋合金对肉豆蔻酸浸渍材进行热处理，在热的驱动下将锡铋合金引入木材内部，以解决木基相变储能材料面临的液体泄漏和导热性差问题。【方法】以浸渍了肉蔻豆酸的杨木为基材，通过高低温交替热处理将锡铋合金与基材结合，制备具有金属外壳的储能木材。利用扫描电镜、邵氏硬度计、万能力学试验机、导热系数仪、差式扫描量热仪对储能木材的微观形貌、端面硬度、顺纹抗压强度和热性能进行测试。【结果】在160～220℃热处理1～5 min下试样质量增长效果显著，力学性能与热性能随着热处理温度的上升与时间的延长而提升，顺纹抗压强度和端面硬度相较于未处理材分别提升了120.02%～149.59%、13.53%～46.93%，轴向、径向导热率分别提升了34.18%～165.67%、38.11%～80.70%。在190℃热处理5 min条件下锡铋合金的填充效果最佳，端面硬度、轴向、径向导热率达到最高值62.65 HD、0.532 4和0.298 7 W/（m·K）。木材内部肉豆蔻酸的留存率介于27.54%～63.68%之间，经过160℃热处理3 min后储能密度最高（59.38 J/cm³）。【结论】高低温交替热处理促使锡铋合金进入到木材的导管内，实现了不同程度的渗透。木材的三维孔隙结构与外层填充的锡铋合金解决了相变材料的液体泄漏及导热性差问题。制备的储能木材综合了木材、金属与相变材料的优势，具有更优异的端面硬度、顺纹抗压强度与热性能，有望应用于建筑墙体和储能地板等领域。