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  • 张甜, 李瑞蓉, 畅元生
    森林工程. 2024, 40(06): 30-40.
    探讨不同林龄苹果林地枯落物和土壤水源涵养能力的变异特征,明确苹果林地的水分特征,对建立合理的果园管理制度等具有重要意义。以运城市临猗县不同林龄(4、6、15、30 a)苹果林地为研究对象,通过野外调查和室内试验,对苹果林地枯落物和土壤水源涵养能力进行定量描述和差异性研究。结果表明,4种林龄苹果林地枯落物层总蓄积量为0.82~2.09 t/hm2,最大持水量介于4.91~13.09 t/hm2,有效拦蓄量在3.36~9.38 t/hm2,随着林龄的增长,以上参数量均表现为先增大再减小的趋势,以15 a为最大。枯落物层持水量、吸水速率与浸水时间分别存在良好的对数和幂函数关系。在0~60 cm范围内,随着林龄的增长,苹果林地土壤容重逐渐减小,总孔隙度和最大持水量逐渐增加,以30 a为最大。随着土层加深,不同林龄苹果林地土壤容重呈现先增大再减小的趋势;除林龄4 a外,其余林龄土壤总孔隙度逐渐减小,但各土层之间差异性不显著。30 a苹果林地土壤最大持水量随土层加深逐渐降低,其余林龄呈现先减小再增加的趋势,均以0~10 cm土层持水量最大,20~40 cm土层最低。坐标综合评定法得出林龄在15 a时枯落物层和土壤层(0~60 cm)总水源涵养功能最强,30 a林龄次之,4 a林龄最弱。
  • 景继鑫, 陈灿阳, 满秀玲, 韩昭郅
    森林工程. 2024, 40(03): 1-10.
    以大兴安岭北部多年冻土区典型森林群落主要乔木为研究对象,分析叶片和土壤碳(C)、氮(N)、磷(P)含量及生态化学计量特征,探讨叶片和土壤C、N、P生态化学计量之间的关系,为该地区森林生态系统养分循环研究提供理论依据。结果表明,4种乔木叶片C∶N范围为25.66~47.92,C∶P范围为323.83~603.86,N∶P为10.21~20.59,兴安落叶松叶片C∶P和N∶P均最低,樟子松叶片C∶N和C∶P均最高,白桦C∶N最低,山杨N∶P最高;4种乔木叶片C∶N和C∶P都高于全球植物平均水平,表明这些乔木叶片具有较高的N、P利用效率,同时山杨叶片N∶P>20,其生长主要受P素限制;不同的群落土壤C∶N为13.89~18.46,C∶P为35.43~77.19,N∶P为1.96~5.26,山杨林C∶P和N∶P均为最高,而C∶N最低。白桦林C∶N最高,N∶P最低。樟子松林C∶P最低。冗余分析结果显示,4种乔木叶片C、N、P生态化学计量与土壤之间存在显著相关关系,土壤C、N、P含量及化学计量对乔木固碳及氮磷吸收具有显著影响。由此可见,我国寒温带4种乔木具有较高的N、P利用效率,但山杨生长受到P的限制,叶片C、N、P生态化学计量与土壤生态化学计量显著相关。
  • 韩丽冬, 刁云飞, 张苏, 沃晓棠
    森林工程. 2025, 41(02): 312-320.
    为探究东北红豆杉对全球变暖的适应对策,基于稳定同位素技术,以不同生长阶段东北红豆杉(幼苗、幼树、成树)为研究对象,分析其叶片稳定碳同位素组成(δ13C)、水分利用效率(water use efficiency,WUE)的季节动态及影响因子。结果表明,不同生长阶段东北红豆杉叶片δ13C值变化范围为-3.051%~-2.939%,平均值为-2.981%±0.061%;WUE变化范围为58.96~71.68μmol/mol,平均值为66.87μmol/mol±6.90μmol/mol。东北红豆杉δ13C值和WUE随季节变化由大到小排序为生长季前期(6月)、生长季中期(8月)、生长季后期(9月),不同生长阶段由大到小为成树、幼树、幼苗。不同生长阶段东北红豆杉WUE均与10 cm土壤含水量呈显著线性负相关(幼苗,y=-0.82x+107.29,R2=0.80,P<0.01;幼树,y=-0.34x+84.17,R2=0.45,P<0.05;成树,y=-0.93x+101.32,R2=0.44,P<0.05),土壤含水量是东北红豆杉WUE的主控因子。不同生长阶段东北红豆杉根据植株个体水分需求及受外界水热因子影响程度选择不同的水分利用策略。
  • 杨春梅, 谭少林, 丁禹程, 孟繁伟, 张滨, 曲文
    森林工程. 2025, 41(02): 369-378.
    为提高林间剩余物粉碎效率、粉碎均匀度和机器运行稳定性,针对林间剩余物粉碎设计一种弧形斜刃粉碎刀具。通过对林间剩余物粉碎过程中受到的剪切、冲击作用进行力学和动力学分析,明确影响林间剩余物粉碎性能的主要因素及碎裂方式。基于离散元仿真试验,对比直刃刀具和斜刃刀具对林间剩余物粉碎性能的影响。仿真试验结果表明,在相同条件下粉碎林间剩余物时,相较于直刃刀具,斜刃刀具仿真的颗粒bond键数量、颗粒平均运动速度、平均粉碎功率、粉碎室壁所受的冲击和粉碎颗粒平均能量等性能指标均有所提升,使用斜刃刀具仿真粉碎程度高,粉碎粒度均匀,工作过程更加平稳。
  • 杨勋爵, 孟兆云, 李越, 杨雨泽, 李营刚, 苏云, 李敏
    森林工程. 2024, 40(06): 20-29.
    贺兰山位于我国西北干旱半干旱地区,系统分析该地区土壤真菌群落的组成特点,对于明确干旱半干旱地区森林生态系统中真菌多样性及其群落功能具有重要意义。采用Illumina Miseq高通量测序技术,分析贺兰山3种主要建群树种青海云杉(Picea crassifolia)、油松(Pinus tabuliformis)和白桦(Betula platyphylla)的根际土壤真菌多样性和群落组成及其对土壤理化性质变化的响应。结果表明,从青海云杉、油松和白桦的根际土壤中分别获得真菌操作分类单位(operational taxonomic units,OTUs)数为267、353、433个,其中3个树种的共有OTUs数为60个。所有真菌OTUs属于17个门、42个纲、107个目、210个科、326个属。在门水平上,担子菌门(Basidiomycota)和子囊菌门(Ascomycota)真菌为主要优势真菌,相对丰度分别为58.7%和35.7%。在属水平上,相对丰度最高的5个属为蜡壳耳属(Sebacina,6.7%)、棉革菌属(Tomentella,6.5%)、丝盖伞属(Inocybe,6.1%)、双子囊菌属(Geminibasidium,3.7%)和青霉属(Penicillium,2.9%)。不同树种的优势真菌群落组成有显著差异,青海云杉、油松和白桦根际土壤中相对丰度最高的属分别为双子囊菌属(10.8%)、丝盖伞属(16.9%)和蜡壳耳属(9.0%)。采用冗余分析(redundancy analysis,RDA)分析贺兰山主要建群树种根际土壤真菌群落组成差异的驱动因素,其中土壤全氮含量和土壤含水量对真菌群落组成均有显著影响,解释度分别为41.6%和39.1%。贺兰山主要建群树种的土壤真菌多样性较高,与环境因子关系密切。研究结果丰富了贺兰山主要建群树种根际土壤真菌资源的生物信息,可以为干旱半干旱地区森林生态系统中真菌资源的挖掘和研究提供理论依据。
  • 甘华静, 尚新民, 周洁, 黄磊, 胡俊
    森林工程. 2024, 40(06): 209-220.
    结合台北市地铁某联络通道冻结工程,运用COMSOL有限元软件建立三维数值瞬变模型,针对该工程冻土帷幕和温度场的发展规律展开深入的研究,并对温度场的变化过程进行动态模拟。仿真模拟结果表明,当冻结管呈放射状排列时,冻结管的密度对冻结效果的影响非常显著,冻结管越密集的地方其冻结效果越出色;冻结壁的交圈时间成为冻胀变形迅速增加的决定性时刻,在设计冻结方案下,冻结壁交圈时间是第15天左右;通过模拟冻土帷幕的发育过程,整个冻土帷幕发展最薄弱的区域是逃生井右侧的冻结区域,建议增加冻结管的数量来加强该区域的冻结效果;3条路径测温点(DJ-1、DJ-2、DJ-3,路径DJ-1位于冻结区域之外,路径DJ-2位于冻结管附近,DJ-3位于冻结帷幕区域内部)的降温曲线表明,离冻结管距离越远冻结效果越差,温度下降速度越慢。整个冻土帷幕的平均厚度和平均温度满足冻结设计要求,验证采用联络通道冻结法是合理的。
  • 高鑫, 刘洁, 石振武, 王金茹
    森林工程. 2024, 40(06): 175-184.
    为系统分析人类活动对交通环境的影响,科学评估智慧交通发展水平,并准确识别城市交通运输行业在智慧化转型过程中的影响因素,基于DPSIR(drivers pressures state impact response)模型构建智慧交通发展评价指标体系,评估北京市2013—2022年智慧交通发展水平的动态变化,识别影响城市智慧交通发展的限制性因素。研究结果显示,1)2013—2022年北京市智慧交通综合发展水平持续上升,呈现整体改善趋势;2)北京市智慧交通驱动力和响应子系统的发展程度整体呈下降趋势,压力、状态和影响子系统的发展程度整体呈上升趋势;3)2013—2018年,影响北京市智慧交通发展的主要因素为路口电子警察安装数、高峰时段市民平均出行时耗等,2019—2022年,交通运输网络建设密度、人口密度、汽车社会公共停车泊位数成为主要因素。为此,提出加强智慧交通自身造血能力、提升供给侧水平以及推动城市交通向智能低碳转型等建议,以针对北京市智慧交通治理的短板因素进行改进。
  • 周丽萍, 于晓颖, 何丹娆, 金欢欢, 王化
    森林工程. 2024, 40(06): 101-107.
    为研究4种小浆果多酚的协同抗氧化活性,选用均匀试验设计法优化小浆果多酚协同抗氧化组合,经过统计分析和数学回归模型拟合得到最优组合——笃斯越橘多酚(D2)、红豆越橘多酚(H2)、蓝靛果多酚(L2)、蔓越莓多酚(M2)最佳质量浓度分别为42、138、172、0μg/mL,对DPPH自由基的实际清除率为98.07%±0.31%,接近理论期望值100%,说明模型优选的组合具有可行性。通过协同效应分析,优选组合清除DPPH自由基和羟自由基的协同效应指数(Combination Index,CI)值分别为0.57和0.64,进一步说明笃斯越橘多酚(D2)、红豆越橘多酚(H2)、蓝靛果多酚(L2)3种浆果多酚具有显著协同抗氧化效果。研究成果可为天然抗氧剂及小浆果功能产品研发提供依据。
  • 森林工程. 2024, 40(06): 242-242.
    <正>《森林工程》是经中华人民共和国科学技术部和国家新闻出版署审核批准,由中华人民共和国教育部主管、东北林业大学主办、全国公开发行的国家级学术期刊,是中国林学会的刊物之一。1985年创刊,先后成为中国知网(CNKI)全文收录期刊、《中文核心期刊要目总览》收录期刊、中国科技论文统计源期刊(中国科技核心期刊)、中国科学评价研究中心(RCCSE)核心期刊(A类期刊)、科学引文数据库(SCD)期刊、万方数据库(China info)科技期刊群来源期刊、中国学术期刊综合评价数据库来源期刊(CAJCED)、中国期刊全文数据库(CJFD)期刊、维普期刊资源整合平台期刊、龙源期刊网收录期刊、博看网期刊数据库期刊、超星发现系统收录期刊、中国科技论文在线(www.paper.edu.cn)期刊、《中国学术期刊(网络版)》(CAJ-N)网络首发期刊。
  • 许明贤, 刘铁男, 孟庆凯, 解光强, 张广晖, 张奎, 卓雷, 王立海
    森林工程. 2024, 40(06): 128-139.
    从加强东北地区人工林利用角度出发,需要对森林资源进行合理采伐。但由于林内杂草丛生,以致对采伐工人的视线造成严重干扰,给采伐工作带来了不良影响。故需要对面向人工林的清林装置按照我国东北地区人工林的相关特点进行设计。通过进行实地调查,提出一种辊式清林装置,并根据相关数据完成了辊式清林装置切削结构的设计。首先,对关键部件,如刀辊、刀座、刀具进行参数设计和分析,并确定切削装置的功率需求;随后,根据计算得出的关键设计参数进行3D建模,并基于ANSYS进行应力应变分析,基于ADAMS软件进行动平衡仿真分析,结果显示,刀辊设计与有关标准及设计要求一致,应力和应变分析得出的结果表明刀座设计符合要求;接着,对刀辊进行了动平衡测试,结果表明刀辊的纵向最大振动速度1.54 mm/s,噪声小于95 dB,依照ISO标准进行划分,属于允许振动的B级;最后,设计制作样机,并通过试验得出,该装置可以完成灌木密度为11根/m2的伐区清林作业,清林效果符合设计要求。
  • 姜文硕, 伏梦, 焦智渲, 辛颖, 曾凡锁
    森林工程. 2024, 40(06): 91-100.
    白桦汁液采集时间大多在早春阶段,容易采集且产量高,为探讨温度对白桦木质部汁液变化的影响及不同发育时期汁液组分质量浓度的变化,以黑龙江省东北林业大学帽儿山实验林场白桦天然次生林为研究对象,通过收集2022年和2023年的白桦汁液,统计春季汁液流量。对2023年白桦不同发育时期汁液中的碳水化合物、氨基酸、总三萜、可溶性蛋白、pH以及钾、钙、钠、镁离子质量浓度进行分析,解析汁液组分变异规律。通过连续2 a取汁的白桦与当年取汁的白桦汁液组分质量浓度对比分析,探索连续取汁是否对白桦生长发育产生影响。结果表明,白桦汁液在4—6月中产量整体呈现先增后降的趋势,高峰期集中在4—5月份,且温度的升高会促进产汁。白桦木质部汁液的总三萜、碳水化合物、氨基酸、蛋白质组分质量浓度在整个物候发育时期均呈现先升后降再升的趋势,均在旺盛生长期时达到最低值。随物候发育白桦汁液pH整体呈下降趋势,在完全展叶前不断酸化。离子质量浓度整体呈先上升后下降的趋势。持续取汁不会对白桦汁液中总三萜、氨基酸、蛋白质质量浓度造成显著影响,会使碳水化合物质量浓度及pH降低。研究结果可为黑龙江省东部山地白桦汁液的科学采集提供指导依据。
  • 徐悦, 李佳潼, 郭齐韵, 李慧珊, 吴华
    森林工程. 2024, 40(05): 50-61.
    揭示南昌市植被覆盖的演化特征和确定影响其变化趋势的主要气候驱动因子,为其长期稳定、良性发展和积极应对后续的气候变化提供指导。采用2000—2020年南昌市的NDVI月度数据、气温、降水和气压等10个气象驱动因子,利用单样本K-S(Kolmogorov-Smirnov)检验、弗里德曼检验、肯德尔和谐系数检验法等非参数检验法和随机森林分析方法,对不同驱动因子的重要性进行研究。结果表明,1)在2000—2020年南昌市的NDVI呈波动下降趋势,该峰值出现在2000年,谷值则在2010年;2)城市整体植被覆盖呈现四周高中间低的空间分布规律,北部和西部地区的NDVI值相对较高且下降速率缓慢,中部的东湖区和青山湖区等NDVI值相对较低且有明显下降趋势;3)植被覆盖的极大平均值出现在每年8月,受温度的影响最显著,而风向的影响最不显著,降水的影响有一定的时滞性,植被覆盖变化应结合多要素的共同驱动作用来决定。
  • 李安康, 李明宝, 郑俊杰
    森林工程. 2024, 40(04): 204-217.
    为提高林区曲线道路驾驶员行车安全性和舒适性,采用驾驶模拟试验办法,利用眼动和心率作为评价指标,从动态视角对林区曲线道路行车舒适性进行评价研究。基于空间视距理论建立5种不同空间视距的林区曲线道路场景,研究结果表明,驾驶员瞳孔直径变化率和心率增长率随着空间视距增大而不断减小,驾驶舒适性不断增大。考虑瞳孔直径变化率和心率增长率的最小空间视距值为101 m和89 m,得出瞳孔直径变化率和心率增长率的空间视距适宜值为128 m和132 m。
  • 吕锦涛, 耿瑶, 张鹏
    森林工程. 2024, 40(04): 71-78.
    为研究剪顶时间和留干高度对红松苗木品质的影响,以4年生红松裸根苗为材料,进行剪顶试验,设置3个留干高度(20、25、30 cm)和5个剪顶时间(4月、5月、6月、7月、8月),测定不同剪顶处理苗木的地径、生物量、茎根比、根系长度、根系表面积和根系体积。结果表明,生长季中期(6月)剪顶处理可显著提高红松苗木地径生长量,较对照提高23.68%,其他时间剪顶处理提高作用不明显;剪顶处理对红松苗木生物量的提高、茎根比的降低和粗根的生长基本没有促进作用,但对细根的生长促进作用明显,其细根长度、细根表面积和细根体积较对照分别提高18.27%~84.95%,9.38%~75.01%和1.28%~64.68%。生长季中期(6月)剪顶提高了红松苗木地径生长量,促进细根的生长,在一定程度上促进红松苗木品质的提高。
  • 刘方虎, 张宏生, 田凌鸿
    森林工程. 2024, 40(04): 49-57.
    为优化珍稀濒危树种领春木(Euptelea pleiospermum)扦插生根困难的技术问题,以领春木1年生半木质化枝条为扦插材料,采用正交试验设计,通过对生根率、根系效果指数等指标的测算,探究不同基质、外源激素、激素质量浓度、处理时间对领春木扦插生根的影响,并应用隶属函数值法对16个处理组合(基质类型、激素种类、质量浓度、激素处理时间4个因素,每因素4个梯度)的生根效果进行综合评价,为领春木的扦插扩繁提供技术参考。4种扦插基质配比(100%泥炭;V(泥炭):V珍珠岩=5:2;V(泥炭):V(蛭石)=5:2;V(泥炭):V(珍珠岩):V(蛭石)=5:2:2,V代表体积比)中,泥炭:珍珠岩=5:2生根效果最好,其生根率、平均根长、最长根长、平均生根数、根平均直径分别达56.67%、6.74 cm、7.47 cm、5.73条/穗、0.31 cm,根系效果指数为1.74,远高于其他3种基质配比(P<0.05)。正交试验结果表明,用质量浓度1.0 g/L的生根粉(ABT-1)速蘸5 s的插穗生根效果最佳,生根率达65.73%,平均根长7.38 cm,平均生根数7.59条/穗,最长根长7.52 cm,根平均直径0.35 cm,根系效果指数为1.87。综合分析表明,生根效果最佳的处理组合为泥炭、珍珠岩体积比5:2为基质、在质量浓度为1.0 g/L的ABT-1号中速蘸5 s的平均隶属函数值最大,最低处理组合为泥炭、蛭石体积比5:2为基质、在质量浓度为0.8 g/L的吲哚丁酸(IBA)中浸泡12 h。
  • 王姿澄, 吕沅杭, 王文彬, 郭新月, 董灵波
    森林工程. 2024, 40(04): 39-48.
    量化不同年龄兴安落叶松径向生长与气候因子之间的关系,为兴安落叶松天然林的适应性经营和管理提供决策依据。为此,以黑龙江省大兴安岭地区塔河林业局盘古林场2022年收集的159株兴安落叶松(Larix gmelinii)天然林单木样芯数据为基础,以树木年龄为标准,采用系统聚类方法将样木划分为幼龄组、中龄组和老龄组;运用树木年轮学方法建立标准年表,进而比较和分析不同年龄树木径向生长与气候因子的关系,并采用多元逐步回归法构建对气候敏感的单木径向生长预测模型。结果表明,1)4组(整体组、老龄组、中龄组、幼龄期)兴安落叶松树轮宽度年表的总体样本解释量(EPS)、平均敏感度(MS)和信噪比(SNR)均较高,表明所建立的兴安落叶松标准年表保留了较丰富的气候信息;2)兴安落叶松径向生长主要限制因子为当年8月份温度、前一年8—10月份温度以及当年2、7月份和前一年7、12月份降水量;3)不同年龄兴安落叶松对气候因子的响应存在显著差异,其中,老龄组树木的径向生长不仅受当年夏季温度的制约,还受前一年夏季温度和降水的影响,呈现出显著的滞后效应,而幼龄组和中龄组兴安落叶松则受环境因素的影响相对较小。
  • 贾悦, 赵兴晨, 罗要飞
    森林工程. 2024, 40(04): 196-203.
    为探究煤矸石粉在微表处技术中应用的可行性,选取不同煤矸石粉替代微表处混合料的填料,室内成型要求的组合试件采用汉堡车辙试验、四轮加速磨耗试验和剪切疲劳试验等长期性能测试方法,研究含有不同填料的微表处混合料路用性能和层间性能,并分析不同因素对微表处长期性能的影响差异性。结果表明,煤矸石粉以替代矿粉的形式添加于微表处中,可改善微表处的高温性能、水稳性能、耐磨耗性能、长期抗滑性能和层间黏结性能,其中,高温活化煤矸石粉的改善效果较好,煤矸石粉替代量对微表处不同性能影响高于矿粉类型,但煤矸石粉替代水泥则有损微表处的路用性能和层间性能。微表处长期性能的改善效果与煤矸石粉替代矿粉的质量密切相关,煤矸石粉替代率越高,则微表处的长期性能越好;矿粉全部替代为煤矸石粉、活化煤矸石粉,微表处的高温性能、水稳性能、耐磨耗性能、长期抗滑性能和层间剪切疲劳寿命分别提高约26.8%和36.4%、33.5%和40.0%、33.4%和45.1%、4.7%和6.8%、9.5%和10.4%。研究成果为煤矸石在沥青路面养护技术中应用提供参考。
  • 杨扬
    森林工程. 2024, 40(04): 160-167.
    泡桐木始终是制造乐器谐振元件的重要材料,对乐器的音质有着重要的影响。采用广义回归神经网络(General Regression Neural Network,GRNN)建立基于共鸣板振动性能的月琴音质评价模型。以制造出的9把月琴为研究对象,根据月琴的音质评价以及制备月琴的共鸣板信息,提出月琴音质的预测模型。在180组数据中,随机抽取135组数据进行训练,其余45组数据进行验证。使用主成分分析方法、GRNN建立月琴声学质量评价模型,并进行仿真预测。结果表明,基于共鸣板的振动特性,利用Matlab仿真可以实现对月琴音质的预测,预测的准确率可达到91.41%。此外,研究还表明,泡桐木共鸣板的动态弹性模量、声辐射阻尼系数、弹性模量、剪切模量比、声阻抗,损耗角正切和声转化率等参数均是影响其制备成品月琴声学质量的重要因素。
  • 李东旭, 江照伟, 彭建, 张进, 刘恒彬, 孙强
    森林工程. 2024, 40(05): 198-206.
    为解决沥青老化行为预测研究中室内模拟老化与实际老化偏差大、缺乏易于工程推广的科学评价指标等问题,以在役高速不同老化程度的SBS(苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物)改性沥青为对象,借助沥青质量激光回弹快速检测系统(ABQT),通过获取最大蠕变变形、弹性恢复率、加载变形速率系数和回弹变形速率系数等指标评价沥青性能变化规律,并与沥青常规老化性能指标相对比,分析这些指标评价沥青自然老化行为的准确性;在此基础上,以这些指标建立沥青老化非线性预测模型,通过获取沥青老化速率值分析自然老化状态下沥青性能衰变规律,并最终提出合理的预防性养护时间。结果表明,最大蠕变变形、加载变形速率系数和回弹变形速率系数等指标可以有效表征沥青老化性能衰变过程,同时基于这些指标建立的沥青老化非线性预测模型适用性强,可以实现沥青性能-老化时间的双向计算;随老化时间的延长,最大蠕变变形、加载变形速率系数和回弹变形速率系数指标所对应的老化速率值均以三次函数模型形式衰变,老化速率拐点分别为6.67、5.56、6.67a,考虑到沥青混合料性能安全,建议以5.56 a作为介入预防性养护措施恢复沥青性能的阈值。
  • 郭少华, 王莹, 马克政, 雷俊文, 易军艳
    森林工程. 2024, 40(05): 190-197.
    直投式SBS改性沥青具有易于监管质量、成本低和污染小等优势,能够解决常规湿法SBS改性沥青的质量不稳定的问题,近年来逐渐被广泛应用。为此,对不同掺量下直投式改性沥青进行短期老化,通过对老化后的直投式改性沥青进行温度扫描试验、中温疲劳性能测试、低温流变性能测试及原子力显微镜测试,从宏观到微观尺度研究直投式SBS改性沥青的抗老化性能。宏观试验结果表明,直投式SBS改性沥青在短期老化后弹性成分增加,疲劳寿命增加。国路直投式SBS改性沥青在老化过程中存在二次发育现象。微观试验结果表明,短期老化后,常规湿法SBS改性沥青与辽河直投式SBS改性沥青由于4组分含量的变化及SBS的裂解导致粗糙度减小,国路直投式SBS改性沥青由于进一步溶胀发育导致其表面粗糙度增大,与宏观试验得到的结论一致。
  • 吕彦飞, 牛鉴祺, 王树力
    森林工程. 2024, 40(05): 62-73.
    了解不同林龄阶段小黑杨人工林各器官的非结构性碳(NSC)含量和氮(N)磷(P)钾(K)生态化学计量特征及其对抚育间伐的响应,从而为小黑杨人工林的科学经营提供依据。以黑龙江省大庆市红旗林场幼龄和中龄小黑杨人工林为研究对象,建立间伐强度为25%(以株数计)的抚育间伐样地,调查分析抚育间伐对小黑杨人工林各器官NSC含量和NPK生态化学计量的影响特征。研究结果表明,2种林龄小黑杨人工林具有各自不同的NSC含量和NPK生态化学计量分布特征。中龄林树叶、树枝和树根NSC含量较幼龄林分别降低31.76%、21.19%、38.98%(P<0.05)。中龄林树叶N含量较幼龄林增加11.85%(P<0.05)。中龄林树枝、树干和树根P含量分别较幼龄林分别降低17.57%、35.85%、60.11%(P<0.05),树叶、树枝、树干和树根K含量分别较幼龄林分别降低21.05%、34.67%、22.99%、46.22%(P<0.05)。抚育间伐显著影响小黑杨幼龄林树干和树根的NSC含量、中龄林树枝和树根的NSC含量(P<0.05)。抚育后幼龄林树干NSC含量增加29.35%,树根NSC含量降低40.37%;中龄林树枝和树根NSC含量分别增加12.81%、33.51%。抚育间伐显著影响小黑杨幼龄林各器官N含量、树枝K含量、树干P含量和中龄林树叶、树根K含量(P<0.05)。抚育后小黑杨幼龄林树叶、树枝、树干和树根N含量分别增加5.77%、15.68%、53.71%、10.85%,树枝K含量增加36.90%,树干P含量降低19.63%;小黑杨中龄林树叶和树根K含量分别增加20.86%、31.69%。树叶NSC含量与N含量极显著负相关(P<0.01),与K含量间显著正相关(P<0.05);树枝NSC含量与N含量显著负相关,与P含量显著正相关(P<0.05),与K含量极显著正相关(P<0.01);树干NSC含量与N含量极显著正相关(P<0.01);树根NSC含量与N含量极显著负相关,与P含量极显著正相关(P<0.01)。结果表明,林分未进行抚育时,小黑杨幼龄林和中龄林NSC和N、P、K元素在各器官中的分配格局差异明显;幼龄林碳资源更多地分配给根系,促使其生长延伸,中龄林更多地投入到树木地上部分生长与竞争。抚育间伐会改变小黑杨NSC和N、P、K在各器官中的分布格局,抚育后,2种林龄小黑杨地上部分与地下部分碳资源比例均发生改变。对小黑杨中龄林进行抚育间伐增加林木碳汇的同时也改善了P限制的状况。
  • 李浩, 宋玉林, 杨泽凡, 李跃林
    森林工程. 2024, 40(05): 39-49.
    通过对广州市增城区按照起源和林分类型划分的4种典型林型(天然阔叶混交林、人工阔叶混交林、人工阔叶纯林、人工针阔混交林)群落的物种多样性和土壤理化性质的探究,分析其物种多样性差异,以及物种多样性和土壤环境因子之间的关系,为精准提升天然林质量提供理论基础。采用典型样方调查法,运用统计学分析方法,计算Magalef丰富度指数、Shannon-Wiener指数、Simpson优势度指数,对增城区典型森林群落的物种组成、优势度和乔木、灌草层的物种多样性的差异进行分析,并结合土壤环境因子进行相关性分析。研究区域共调查到植物193种82科153属。4种林型优势种(及其重要值)分别为天然阔叶混交林中的浙江润楠(6.36%)、人工阔叶混交林中的浙江润楠(5.52%)、人工阔叶纯林中的桉树(29.54%)、人工针阔混交林中的鸭脚木(4.73%)。天然和人工阔叶混交林优势种径级呈倒J形分布,人工针阔混交林和阔叶纯林为正态分布。4种林型群落在物种多样性、土壤氮、磷含量方面具有显著差异,其中,人工阔叶纯林乔木层物种多样性最低,灌草层物种多样性最高。研究结果表明,4种林型土壤营养物质含量差异显著,物种多样性和土壤理化性质具有显著相关性,区域内不同起源、不同林分类型的森林需要不同的经营措施。
  • 于雪, 黄河, 王静, 董博文, 张鹏
    森林工程. 2024, 40(05): 30-38.
    为探究药剂处理对红松截顶苗木不定芽发生的影响,以5年生红松裸根苗为试验材料,于生长季初期统一截顶后,每15 d采用不同的药剂赤霉素(GA_3)(200、500、1 000 mg/L)、6-苄氨基腺嘌呤(6-BA)(100、300、500 mg/L)、KMnO_4(0.1%、0.2%、0.3%)对苗木进行喷施处理,以喷施清水处理为对照,调查经不同药剂处理红松截顶苗木的不定芽发生情况。结果表明,药剂处理(除1 000 mg/L GA_3和0.1%KMnO_4外)提高了红松截顶苗木不定芽的发生率,与对照相比,萌芽株率提高了5.72%~48.58%,萌条数提高了15.37%~175.94%。GA_3促进红松截顶苗木的适宜质量浓度为200 mg/L,该处理可提高萌芽株率34.28%,萌条数提高了33.63%;6-BA促进红松截顶苗木的适宜质量浓度为500 mg/L,该处理可提高萌芽株率48.58%,萌条数提高了175.94%;KMnO_4促进红松截顶苗木的适宜质量浓度为0.2%,该处理可提高萌芽株率42.85%,萌条数提高了95.18%。采用500 mg/L 6-BA对红松截顶苗木进行处理可以获得促进不定芽发生的较好效果。
  • 张少秋, 贾炜玮, 李丹丹
    森林工程. 2024, 40(05): 1-7.
    将局部密度因子引入削度方程,通过地基激光雷达对黑龙江省佳木斯市桦南县孟家岗林场5块落叶松人工林进行扫描,采集的点云数据用于提取落叶松树高、胸径以及不同相对高度处直径,基于Kozak可变指数削度方程构建引入局部密度因子的削度方程,削度方程拟合结果为调整决定系数R_(adj)~2=0.935,均方根差RMSE=0.735 6,平均偏差Bias=0.869 3。研究表明,引入局部密度因子的削度方程具有良好的拟合精度;对比传统Kozak削度方程和引入全局密度因子的削度方程,引入局部密度因子的削度方程拟合效果更好;落叶松的削度方程其局部密度因子的计算范围与树高和胸径呈正相关。试验结果可以为孟家岗林场科学合理的造材提供理论依据,初步揭示了局部密度因子对于落叶松树干干形的影响。
  • 屈冉, 苏杭, 李航天, 戚春华
    森林工程. 2024, 40(01): 207-214.
    为解决典型草原公路交叉口交通标志组合设置现存问题,针对性优化交叉口交通工程设施组合设置。通过模拟试验,采集40名驾驶员的脑电信号,聚类为5种(MS1—MS5)微状态地形图,并对驾驶员的反应时间和微状态的持续时间、覆盖率、出现频率、转换概率进行统计分析。试验结果表明,在草原公路交叉口交通设施组合的认知过程中,驾驶员脑电微状态中的默认网络和背侧注意网络发挥主要作用;MS4的持续时间和MS1—MS3的转换概率随交通设施增多呈上升趋势,可以作为评估驾驶员认知负荷的直接指标;微状态指标和反应时趋势分析发现在信息量等级C,即4种交通工程设施组合时驾驶员大脑状态具有最佳表现,认知能力最强,负荷较小且反应最快。
  • 古金伦, 陈双庆, 王靖君, 裴必达
    森林工程. 2024, 40(01): 171-182.
    为研究节段超高性能混凝土(Ultra-High Performance Concrete, UHPC)装配式桥梁干接缝的直接剪切性能,基于有限元分析理论,在通用有限元分析软件(ABAQUS)中建模分析UHPC干接缝,得到了UHPC接缝在直剪荷载作用下的受力性能;利用已有试验数据对美国国家公路(American Association of State Highway and Transportation Officials, AASHTO)节段桥梁设计规范及多位学者所提出的UHPC干接缝抗剪承载力计算公式进行适用性及准确性评价;同时结合收集的实测数据拟合得到UHPC干接缝直剪承载力公式。结果表明,基于混凝土塑性损伤理论的ABAQUS计算模型可以较好模拟UHPC干接缝的直剪受力特征,各个模型试验结果与有限元结果的比值的平均值为0.970,变异系数为0.107;基于普通混凝土结构的美国AASHTO公式和西班牙ATEP公式不能准确预测UHPC干接缝的抗剪承载力,计算结果偏于不安全;前期学者提出的UHPC接缝计算公式预测结果偏保守,经济性较差;该研究给出的计算公式预测准确,可为实际节段UHPC装配式桥梁的接缝设计与计算提供参考。
  • 李占君, 马珂, 徐宜彬, 王岩, 杨逢建
    森林工程. 2024, 40(01): 160-170.
    为研究红松种鳞油脂和原花青素超声辅助提取(UAE)工艺,以油脂和原花青素得率为响应值进行单因素分析实验,应用Box-Behnken响应面优化得出最佳工艺为67%乙醇水溶液、液料比10∶1 mL/g、茶皂素质量浓度0.3%、功率100 W、时间20 min、水浴温度50℃,预期得率分别为21.24%和3.03 mg/g,实际得率为20.86%和2.98 mg/g,相对误差为1.79%、2.97%。对比得出,UAE动力学以较短的时间进入平衡状态;UAE处理可以提高种鳞粉末在溶液中的比表面积;油脂和原花青素对应DPPH和ABTS~+自由基清除活性由大到小依次均为原花青素、维生素E(Ve)、油脂。研究表明红松种鳞油脂和原花青素具有较好的抗氧化能力,茶皂素诱导UAE红松种鳞油脂和原花青提取具有优势。研究成果可为红松种鳞的深度开发奠定理论基础。
  • 任长清, 孙永超, 杨春梅, 丁禹程
    森林工程. 2024, 40(01): 122-127.
    为满足欧式木窗定制化尺寸变化的需求,设计一种尺寸自适应定位夹紧装置,应用有限元软件对木窗夹紧过程进行静力学分析,在满足木窗夹紧的要求下,使木窗弹性变形在合理范围。同时为了满足轻量化设计要求对压辊连接架进行拓扑优化设计,根据拓扑优化结果改进压辊连接架结构,对优化后的模型进行静力学分析验证,最终得到优化后的工件。结果表明,优化后压辊连接架重量明显下降,满足相关使用要求。
  • 包志意, 范文义
    森林工程. 2024, 40(01): 74-84.
    叶面积指数(leaf area index,LAI)是北部生态系统生产力模拟模型(boreal ecosystem productivity simulator, BEPS)的关键驱动数据,获取高精度LAI对区域森林生态系统碳循环十分重要,然而当前大多研究采用的MODIS LAI产品缺乏可信度。为此,基于LAI动态模型、PROSAIL辐射传输模型和层状贝叶斯网络(Hierarchical Bayesian Network, HBN)构建数据同化系统,获得空间分辨率为20 m的LAI数据,驱动BEPS模型,模拟塞罕坝机械林场2011—2021年的植被净初级生产力(Net Primary Productivity, NPP),并对NPP时空变化特征及影响因子进行分析。结果表明,基于贝叶斯同化方法获得的高分辨率LAI数据极大提高了MODIS LAI产品的精度;基于同化后的LAI数据驱动BEPS模型获取模拟森林NPP,与样地实测数据计算NPP间相关性较高(R~2=0.77);2011—2021年塞罕坝机械林场植被NPP平均值为307.4 g/(m~2·a),森林NPP呈现平稳增长趋势;不同植被类型模拟NPP存在较大差异,针叶林、落叶林及混交林模拟NPP分别为484.9、402.4、287.9 g/(m~2·a);植被NPP与温度因子相关性较高,偏相关系数为0.2~0.8,而植被NPP与降水量的相关性总体而言相对较低,其偏相关系数为-0.3~0.4,在该地区降水量对植被NPP的影响较低,温度为该地区NPP变化的主导因子。研究结果可获取高空间分辨率的LAI数据,为森林生态系统碳循环的精准时空模拟提供依据。
  • 何舢, 韩少杰, 王丹彤, 张扬, 付玉, 陈祥伟
    森林工程. 2024, 40(02): 85-91.
    以典型黑土区3种地貌类型区(漫川漫岗区、丘陵漫岗区、平原低地区)坡耕地不同坡位表层土壤为研究对象,通过测定土壤总有机碳、高活性有机碳、中活性有机碳和低活性有机碳等指标,分析黑土区坡耕地不同坡位表层土壤活性有机碳的变化特征,探究不同地貌类型区坡耕地土壤活性有机碳变化特征的差异。结果表明,坡耕地各坡位表层土壤总有机碳含量变化范围为26.57~38.61 g/kg,土壤活性有机碳含量变化范围为1.85~5.67 g/kg。3种地貌类型区坡耕地不同坡位土壤总有机碳和活性有机碳含量变化特征不同。漫川漫岗区总有机碳、中活性有机碳和低活性有机碳含量变化特征均表现为坡上和坡中显著大于坡下、坡上和坡中无显著差异;高活性有机碳含量变化特征则以坡中最高坡下最低,且不同坡位之间高活性有机碳含量差异显著。丘陵漫岗区不同坡位土壤总有机碳和低活性有机碳含量差异显著,并表现为坡下显著大于坡上、坡上显著大于坡中;高活性有机碳和中活性有机碳含量的变化则呈现坡上和坡下显著大于坡中、坡上和坡下无显著差异。平原低地区总有机碳及3种活性有机碳组分的含量在各坡位间的差异均为未达显著水平。不同地貌间典型黑土区坡耕地表层土壤活性有机碳分布规律有所差异,漫川漫岗区和丘陵漫岗区坡耕地土壤有机碳活性最差的坡位分别是坡下和坡中,而平原低地区不同坡位间无显著变化。研究结果为黑土坡耕地生态建设与保护技术的针对性设计奠定了理论基础。
  • 谭旭, 张潇巍, 李爽, 吕生华, 徐凌飞, 文剑
    森林工程. 2024, 40(02): 127-141.
    为解决树木在风载荷下易发生安全事故,造成人员伤亡和财产损失的问题,研究一种基于无损重构技术和有限元分析的风载荷下树木稳定性的评估方法,通过探地雷达(Ground Penetrating Radar, GPR)无损获取根系构型,结合三维重构技术和阻力公式构建风载荷下的树木模型,根据模型的有限元分析结果评估树木稳定性状况。通过仿真和对古侧柏(Platycladus orientalis)现场试验,分析不同根系构型和不同土壤参数对树木稳定性的影响。结果表明,水平浅根和土壤参数是影响树木稳定性的2个重要因素,得到与现有研究中相同的等效应力变化趋势。研究证明GPR所获取的根系构型可以作为树木稳定性的重要评价指标,验证研究结果在实际树木风险评估工作中的可行性。
  • 谢玉强, 佘艳华, 黄俊杰, 李猛, 何佳明
    森林工程. 2024, 40(02): 102-116.
    为研究2层不同角度碳纤维增强复合材料(Carbon Fiber Reinforced Polymer/Plastic, CFRP)加固柏木的受压裂纹演化规律,对分别粘贴2层30°、60°、90°CFRP的柏木进行单轴压缩试验,利用声发射(Acoustic Emission, AE)技术和数字图像相关(Digital Image Correlation, DIC)技术对试件的裂纹演化过程进行监测,最后结合数值模拟对试件的荷载位移曲线进行验证并提供加固木材的方法指导。结果表明,声发射信号可以反映试件裂纹的萌生规律及力学特性,CFRP包裹角度越大,试件裂纹扩展越平缓,延性越高,最大承载力越高;RA-AF分析法和DIC表面云图的结合可以反映试件裂纹类型、萌生的位置及扩展过程,试件的裂纹均以张拉型裂纹为主,且CFRP包裹角度越大,裂纹就越容易在端部产生;AE技术、RA-AF分析法、DIC技术和数值模拟的结合为进一步研究CFRP包裹角度与裂纹演化规律的影响关系提供参考。
  • 李天宇, 贾炜玮, 孙毓蔓, 王鹤智, 马尚宇
    森林工程. 2024, 40(02): 47-59.
    依据凉水国家级自然保护区的671块随机样地的标准地调查数据及landsat9遥感影像,分别建立以最小二乘为基础的泊松回归(Poisson)模型、逻辑斯蒂回归(Logistic)模型和高斯回归(Gaussian)模型3种全局模型,以及以地理加权回归模型(GWR)为基础的地理加权泊松(GWPR)模型、地理加权逻辑斯蒂(GWLR)模型和地理加权高斯(GWGR)模型3种局部模型来预测凉水国家级自然保护区的天然红松分布情况。结果显示,对该地区天然红松分布影响最为显著的因子为坡度和海拔;通过对比全局模型和GWR模型的残差空间相关性发现,GWR模型能够产生更为理想的模型残差,模型残差的空间相关性明显小于全局模型,因此,可以使用GWR模型来解决样地间存在的空间异质性问题,有利于提高红松分布的预测精度;全局模型和GWR模型均有不错的拟合效果,但GWR模型的各个评价指标要优于全局模型,拟合结果更好;天然红松在凉水国家级自然保护区的北部分布最多,在中间条状带区域分布最少。研究结果可为大区域森林经营中的天然红松分布估测提供理论依据。
  • 周昆, 徐书东, 徐庆超, 董昭, 王圣洁, 柳久伟, 王昱
    森林工程. 2024, 40(02): 208-216.
    评价不同温拌剂对沥青混合料性能影响规律,为工程应用中温拌剂的选择提供技术依据。分别选取Sasobit、Aspha-min、Evotherm 3种温拌剂制备温拌沥青混合料,基于车辙、低温弯曲、冻融劈裂、汉堡轮辙和动态模量试验,分析3种温拌剂对沥青混合料路用性能和动态模量的综合影响。研究表明,Evotherm温拌剂对混合料的降温效果最佳,Aspha-min温拌剂与Sasobit温拌剂对沥青混合料的降温效果相当;Sasobit温拌剂能够提高混合料的高温性能,Evotherm温拌剂能够提高混合料的水稳定性,Aspha-min温拌剂的水热性能较差;中温条件下添加Evotherm温拌剂混合料模量最高,高温条件下添加Sasobit温拌剂混合料模量最高;构建混合料动态模量主曲线,Sasobit和Evotherm温拌剂均能够改善混合料的高温性能,Sasobit温拌剂造成混合料低温性能降低,Evotherm和Aspha-min温拌剂对混合料的低温不产生影响。
  • 谢恩连, 聂忆华, 黄新摇, 谭波, 宁鹏森
    森林工程. 2024, 40(02): 198-207+216.
    为研究大厚度柔性基层沥青路面结构内部力学行为特征及疲劳寿命,以田新高速试验段、主路面结构为原型,分别制作全厚路面结构模型,开展同条件下沥青稳定碎石柔性基层和水泥稳定碎石半刚性基层沥青路面结构静力加载对比试验。采集不同轴载、温度工况下各层位力学响应值,进行变化规律拟合分析,并根据实际工况计算分析疲劳寿命。结果表明,同条件下,沥青稳定碎石柔性基层沥青路面结构下面层底、基层底的横向及纵向应变和竖向压应力指标均明显小于水泥稳定碎石半刚性基层沥青路面结构,且2种结构的下面层底各力学指标均大于其对应基层底指标;2种结构下面层、基层的疲劳寿命对数值随荷载等级增加呈线性下降,前者受温度变化影响更小,且数值均较后者明显提高;正常环境温度和标准交通荷载下,沥青稳定碎石柔性基层大厚度沥青路面结构下面层与基层预期可实现长寿命。研究结果为长寿命沥青路面结构提供新的试验途径与评定方法。
  • 翁斌, 张超, 阙云, 章灿林, 徐松
    森林工程. 2024, 40(02): 176-187.
    为揭示移动荷载作用下公路隧道复合式路面结构力学响应,通过现场试验与有限元法相结合及模型精度验证的手段,基于响应面试验设计方法分析有仰拱和无仰拱的隧道复合式路面力学响应。结果表明,无论有仰拱,还是无仰拱,轴载对各项力学指标的影响最大,混凝土基层厚度对各项力学指标的影响较小,水平荷载对混凝土面板板底拉应力和沥青面层层间剪应力的影响较大、对沥青面层层底拉应变影响较小;无仰拱时围岩模量对各项力学指标的影响大于有仰拱;有仰拱时混凝土面层厚度对沥青面层层底拉应变的影响大于沥青面层厚度,混凝土面层厚度对沥青面层层间剪应力的影响大于基层厚度,无仰拱时影响相反;有仰拱隧道复合式路面结构轴载换算系数得到混凝土面层设计轴次是现行规范的1.8倍,无仰拱是1.3倍;有仰拱、无仰拱时混凝土面层疲劳寿命分别比设计轴载大17和8个数量级,沥青面层疲劳寿命均比设计轴载大1个数量级。研究结果可为隧道复合式路面结构设计研究提供参考。
  • 张亚伟, 韩春鹏
    森林工程. 2024, 40(03): 204-211.
    通过探究不同冻融周期条件下分散土的微观孔隙结构及力学特性,分析冻融环境对土体强度的影响。利用三轴试验及扫描电镜分别研究冻融循环下分散土力学性质变化规律及微观结构,并通过图像处理软件IPP定量获取土样的微观孔隙参数,包括孔隙率、平均孔径及平均形状系数。研究结果表明,土体结构内部孔隙数量及孔径大小均为呈现增加趋势,土体颗粒间的黏结效果减弱;分散土的破坏强度主要受土体孔隙的数量、大小及孔隙形状的影响,且与平均孔径、孔隙率及平均形状系数均呈负相关。由此得出分散土在不同冻融循环次数条件下微观结构会不断变化,进而导致土体的力学特性发生变化。
  • 王文锋, 谭建平, 曹明辉
    森林工程. 2024, 40(03): 197-203.
    为研究混凝土收缩徐变对长期荷载作用下钢-混组合梁界面剪力和相对滑移的影响,提出一个简单实用的有限元分析方法。在假定荷载-滑移为线性以及钢梁与混凝土层之间无掀起的前提下,基于混凝土收缩徐变分析的初应变法,建立部分剪力连接钢-混凝土组合梁长期性能分析的有限元模型,其中界面行为通过建立混凝土板与钢梁之间对应节点的主从关系及特殊单元予以模拟。对比集中荷载作用下简支梁的计算结果与已有文献,验证所提方法的有效性。在此基础上研究收缩徐变对钢-混组合梁界面剪力和相对滑移的影响。结果表明,收缩徐变共同作用使得简支钢-混组合梁的界面滑移随着时间有较大程度地增加,但单独的收缩效应反而使界面滑移减小,尽管变化量可忽略不计;同时,由于界面剪力与滑移的正相关性,收缩徐变效应也使得端部界面剪力随时间增大,呈现出前期增长很快而后期增长缓慢的特点。
  • 金修伟, 鹿庆蕊, 李栋伟, 陈士军, 张海军, 洪进锋
    森林工程. 2024, 40(03): 184-196.
    为研究水泥改良土地层冻融温度场发展的影响因素,以广州地铁三号线某地铁隧道冻结工程为背景,通过水、热耦合的方式模拟隧道冻融温度场,研究其冻融温度场全过程发展影响规律,并与实测数据对比证明模型的精确性,分析导热系数、容积热容、原始地温和水泥掺量等因素对冻融温度场的影响。结果表明,土体在冻融温度场全过程发展过程中,先是大幅度降温,形成稳定冻结帷幕后,降温速率变缓,有效冻结壁厚度缓慢增加,进入自然解冻阶段后,温度快速上升直至达到相变阶段,在该阶段维持一段长时间后,土体迅速恢复正温;分析不同因素对冻结温度场的影响规律,其中土体容积热容,原始地温对冻结温度场冻结效果呈负相关,对于自然解冻温度场影响不大;土体导热系数的降低会抑制冻结温度场的发展,但是可以缩短自然解冻的周期;在水泥掺量为12%时,土体冻结效果最好,且融沉温度场发展速率最快,自然解冻周期最短。
  • 陆鑫, 巴乐金, 乌兰·吾尚, 刘雪冰, 夏依达·艾力, 巴音达拉
    森林工程. 2024, 40(03): 76-87+100.
    新疆塔城地区野果林作为新疆野果林的重要组成部分,在维持当地物种资源多样性中起到至关重要的作用,为探索该地区野果林生境因子对其生态位与种间关联的影响,在本地区的额敏县、裕民县和托里县,设立30 m×30 m的样方80个,记录海拔、坡度、坡向、土壤含水量、pH和草本盖度6种生境因子参数,通过Mantel检验分析生境因子对物种分布的影响,并将影响最大的生境因子分成4级,采用Levins生态位宽度指数(O_(ik))、Spearman秩关联系数(r_(ik))、Shannon-wiener指数和Simpson指数等进行分析。结果表明,1)在6种生境因子中,海拔因子对树种分布影响最大(Mantel指数为0.261 5),且呈现极显著性(P=0.000 1);其次是土壤含水量、草本盖度(Mantel指数分别为0.109 2、0.098 7)。2)塔城地区野果林主要树种为新疆野苹果(Malus sieversii)、红果山楂(Crataegus pinnatifida)和大叶绣线菊(Spiraea salicifolia),主要分布在海拔1 100~1 300 m。3)新疆野苹果的频度和生态位宽度在各个等级均最高,而其余树种在不同等级下却表现出较大的差异,随着海拔的增加,树种的频度与生态位宽度出现了先增长后减少的趋势。4)在4个海拔(第1等级为700~900 m,第2等级为900~1 100 m,第3等级为1 100~1 300 m,第4等级为1 300~1 500 m)下,O_(ik)>0分别占比树种间生态位重叠的83.33%、65.38%、60.44%和76.19%;生态位重叠指数随着海拔的增加呈现出先减少后增加的趋势。5)4个海拔下,r_(ik)≥0分别占比相对应海拔树种间正关联性66.67%、58.97%、35.16%和38.10%;树种在第1和第2等级下表现为以正关联性为主,而第3、第4等级则以负关联性为主,同时,正关联性、显著正关联性、显著负关联性随着海拔的增加呈现出先减少后增加的趋势,而无明显关联性却表现出先增加后减少的趋势。研究显示,海拔是塔城地区野果林物种分布最主要的影响因子,随着海拔增加,树种频度与生态位宽度出现了先增长后减少的趋势,生态位重叠指数、种间关联性呈现出先减少后增加的趋势,在海拔为1 100~1 300 m时,树种有着更好的分布与种间关系。