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林业科学
中国林学会
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中国林学会

沈国舫

月刊

1001-7488

linykx@forestry.ac.cn

010-62889820

100091

北京万寿山后中国林学会

林业科学/Journal Scientia Silvae SinicaeCSCD北大核心CSTPCDEI
查看更多>>本刊是中国林学会主办的、代表中国林业科技最高水平的学术刊物，创刊于1955年。主要刊登林业领域的最新科学研究成果，反映我国林业科技水平及进展，评述学术动向，开展学术讨论。内容包括森林培育、森林生态、林木遗传育种、森林保护、森林经理、野生动物保护与利用、园林植物与观赏园艺、经济林、水土保持与荒漠化治理、林业可持续发展、森林工程、木材科学与技术、林产化学加工工程、林业经济及林业宏观决策研究等方面，以学术论文、研究报告、综合述评为主，还有学术问题讨论、研究简报、科技动态、新书评介等栏目。从1999年起，开始刊登附中文摘要的英文论文。 从2009-01-01起，作者需登录投稿。
正式出版
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    红松人工林地表可燃物燃烧释放颗粒物质量及影响因素

    刘鑫源杨光宁吉彬耿道通...
    97-106页
    查看更多>>摘要：[目的]基于燃烧风洞实验室进行室内点烧试验,定量揭示红松人工林地表可燃物燃烧释放颗粒物粒径分布及变化特征,为森林火灾释放的颗粒物提供参考.[方法]选取东北东部山区红松人工林为对象,构造不同风速、可燃物载量、可燃物含水率的可燃物床层.基于燃烧风洞实验室进行108次点烧试验,利用溶气胶监测仪(美国TSI Dust Trak 8533)进行实时监测,通过随机森林算法建立不同粒径颗粒物预测模型.[结果]风速是影响4种粒径颗粒物质量最主要因素之一,PM1受风速(37.207％)和温度(25.651％)影响最大,受可燃物含水率影响最小(8.304％);PM2.5受风速(43.293％)和可燃物载量(22.855％)影响最大,受燃烧效率(7.509％)影响最小;PM4受风速(43.552％)和可燃物载量(21.225％)影响最大,受可燃物含水率(6.841％)影响最小;PM10受风速(40.832％)和可燃物载量(23.337％)影响最大,受可燃物含水率(6.946％)影响最小.基于随机森林算法构建的PM1、PM2.5、PM4、PM10预测模型R2分别为0.804、0.810、0.806和0.812.[结论]颗粒物质量与风速、可燃物载量、可燃物含水率、燃烧效率(>80％)呈正相关,与温度和相对湿度呈负相关.总体而言,随机森林算法能够较好地解析各变量与颗粒物质量之间的复杂关系.红松人工林地表可燃物燃烧释放颗粒物观测区间1.72～56.04 g,预测变化区间为5.67～36.33 g,可为污染源排放清单的建立、消防从业人员的职业暴露标准提供数据基础.

    红松人工林燃烧颗粒物风速随机森林

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    PL高分辨率遥感影像在森林火灾评估上的应用

    胡林林王立中李华丁永全...
    107-116页
    查看更多>>摘要：[目的]研究仅依靠一种高分辨率遥感影像(PL)用于森林火灾影像信息提取、数据分析的可行性,为火烧程度评估提供可靠的林火遥感数据源和提取方法.[方法]以2017年毕拉河"5·2"特大森林火灾的火烧迹地为研究区域,使用火前、火后当年、火后更新1年共3期PL影像作为数据源,利用ROIS提取过火区,分析火干扰前后NDVI的变化特征.结合地面调查数据,采用差值归一化植被指数(dNDVI)划分火烧等级,阈值验证参照罗德昆火灾受害等级划分标准进行精度验证.对火烧迹地植被受害状况进行评估,以获取火烧程度的空间分布格局.[结果]1)火干扰导致NDVI值急剧降低,火后更新1年NDVI略有升高,表明植被恢复能力有限.PL遥感影像的3 m高空间分辨率使其RGB图像高度饱和,地类清晰.2)做土地覆盖类型划分,训练样本分离性在1.91以上,共划分为森林、草本沼泽、道路、河流4类.分类整体精度为98.05％,Kappa_Coefficient为0.95.3)受害程度等级划分为未火烧、轻度火烧、中度火烧、重度火烧4级,分类整体精度为91.55％,Kappa_Coefficient为0.91.此次毕拉河森林火灾着火区总面积10711.18 hm2,其中火烧迹地总面积10130.31 hm2,占着火区总面积的94.58％.轻度火烧区过火面积最大,达5700.78 hm2,占着火区总面积的53.22％;其次是中度火烧区,面积为3035.12 hm2,占28.34％.火烧迹地内处于中度火烧等级的森林受害面积最大,高达6167.48 hm2,占着火区总面积的60.88％,其中,中度火烧等级面积最大,占47.45％,其次是轻度火烧区,占29.95％,重度过火面积最少,占22.60％.而草本沼泽受害较轻,过火面积3962.86 hm2,其中97.25％集中在轻度火烧等级.[结论]与传统研究方法相比,该文使用的研究方法在毕拉河森林火灾分析中取得了更为精准的研究结果,各验证样本分类精度更高,研究结果较为可靠,且数据处理更高效.同时,PL遥感影像具有每天覆盖全球1次的超高频时间分辨率,极大程度满足了覆盖不同研究区域要求.

    PL影像火烧迹地归一化植被指数火烧程度

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    梵净山东北部同域黔金丝猴与藏酋猴的时空分布格局

    王丞李海波杨朝辉毕兴...
    117-128页
    查看更多>>摘要：[目的]研究梵净山东北部同域分布的黔金丝猴和藏酋猴的时空分布格局,了解二者与环境的相互关系,加深认识二者的种间关系及其生存适应特点.[方法]2017—2020年,在梵净山东北部的不同海拔与植被类型中布设了66台红外相机,监测研究黔金丝猴和藏酋猴的时空分布.[结果]藏酋猴在研究区域内普遍分布,黔金丝猴则主要分布于远离旅游索道的高海拔区域,且完全重叠于藏酋猴分布范围内.在栖息地选择方面,藏酋猴呈现普遍选择,黔金丝猴呈现专一选择.在植被类型选择上,藏酋猴的分布未见显著差异(P=0.27),黔金丝猴呈极显著差异(P<0.01),在1600～1900 m海拔范围的相对丰富度最高.在植被类型选择上,藏酋猴的分布未见显著差异(P=0.27),黔金丝猴呈极显著差异(P<0.01),在中山常绿落叶阔叶林的相对丰富度最高.在共现位点中,发现黔金丝猴与藏酋猴15天内相遇的位点有45个,占总监测位点数的68.18％,占黔金丝猴分布总位点数的91.84％,栖息地空间重叠度极高.它们在同一位点的的相遇时间不存在显著差异(P=0.48),平均5～6天一次,且不存在季节性变化(P=0.35).黔金丝猴与藏酋猴为完全昼行性物种,黔金丝猴日间为晨昏型活动,藏酋猴日间为单峰型活动,二者日活动节律呈极显著差异(P<0.01),重叠度为0.76.二者日活动节律存在季节性变化,季节性重叠程度各有不同(冬=0.64<春=0.68<夏=0.75<秋=0.82),但二者的日活动节律均呈现极显著差异(P春夏秋冬<0.01).[结论]通过红外相机监测,揭示了梵净山东北部的黔金丝猴与藏酋猴的时空分布特点,表明在时空关系上二者生态位划分明显.同时,对黔金丝猴与藏酋猴的有效保护和监管工作提供了科学基础数据.

    黔金丝猴藏酋猴空间分布日活动节律红外相机梵净山保护区

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    TiO2@SiO2-脱木素木材的制备及其耐光性增强

    朱亮亮陈太安郑永军张凯睿...
    129-138页
    查看更多>>摘要：[目的]在二氧化钛(TiO2)颗粒表面包覆光惰性物质二氧化硅(SiO2),制备出具有抑制纳米TiO2固有的光催化活性、仍保留其原有的紫外屏蔽、可见光透明特性、具有核壳结构、单分散、小尺寸纳米TiO2@SiO2,用于抑制脱木素木材(DW)中残留木质素的光老化,制备耐光型TiO2@SiO2-脱木素木材(TiO2@SiO2-DW),以提高DW基功能材料的耐光性,延长其使用寿命、木材高值化及碳达峰、碳中和,为经典、普适液-固-液(LSS)法制备的单分散、脂肪酸保护的其他小尺寸纳米颗粒表面的SiO2包覆、改性及功能化提供可行方案.[方法]采用LSS法制备单分散、尺寸约8 nm、表面吸附油酸分子、分散在环己烷中、锐钛矿相纳米TiO2;反向微乳液法在TiO2纳米颗粒表面包覆SiO2,制备出单分散、粒径约12 nm、分散在乙醇中、具有核壳结构的纳米TiO2@SiO2;H2 O2/HAc除木质素法去除木材中的木质素,且仍保留木材原有纤维素骨架,得到H2O2/HAc-脱木素木材(H2O2/HAc-DW);将TiO2@SiO2浸渍、涂覆在H2 O2/HAc-DW表面并机械压制,制备出TiO2@SiO2-DW;TEM、XRD、FTIR和UV-Vis分别表征纳米TiO2、TiO2@SiO2的形貌/单分散性、晶体结构、表面官能团以及UV-Vis吸收性能;SEM和EDS表征TiO2@SiO2在DW表面的沉积、分布;L∗a∗b∗色差法测量老化前后的色度值、计算总色差 ΔE∗,评估DW、TiO2@SiO2-DW的耐光性.[结果]TEM表明,纳米TiO2、TiO2@SiO2均为单分散性,尺寸分别为8 nm和12 nm;相机照片表明,纳米TiO2、TiO2@SiO2可分别分散在环己烷、乙醇中;XRD表明,TiO2、TiO2@SiO2均为锐钛矿相,SiO2壳层为无定形结构;UV-Vis表明,TiO2@SiO2具有UV屏蔽、可见光透明特性;H2 O2/HAc-DW中的木质素残留量减少至0.8％;SEM和EDS表明,TiO2@SiO2均匀沉积/镶嵌在DW表面;相机照片表明,TiO2@SiO2未影响DW的颜色及美观纹理;加速老化结果表明,由于木质素残留量低至0.8％,H2O2/HAc-DW的 ΔE∗降至4.9±0.9,结合TiO2@SiO2的UV屏蔽作用,TiO2@SiO2-DW的ΔE∗进一步降至2.3±0.3.[结论]基于木质素去除、TiO2@SiO2屏蔽UV策略,成功制备出耐光型TiO2@SiO2-DW,明显优于纳米TiO2、锑掺杂氧化锡等无机和有机UV屏蔽材料防护下的原木、DW和透明木材的耐光性;TiO2@SiO2-DW的机械强度高于原木,为LSS法制备的单分散、尺寸约8 nm、脂肪酸保护的其他纳米颗粒表面的SiO2包覆、改性及功能化提供了可行方案.

    TiO2@SiO2脱木素木材耐光性

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    自发泡方法制备木质素基高比表面积泡沫炭

    桂有才左宋林金凯楠
    139-148页
    查看更多>>摘要：[目的]根据木质素结构特点,探究一种木质素基泡沫炭制备方法,为木质素制备新型炭材料提供新的技术方法和产品.[方法]以酶解木质素为碳质前驱体,以氯化锌和酚醛树脂为催化剂和增强剂,在未添加发泡剂的情况下,经混合塑化、发泡、固化、炭化等工艺制备木质素基高比表面积泡沫炭;采用热重分析、扫描电子显微镜和氮气吸附等方法分析木质素发泡机理、过程以及制备的泡沫炭结构;通过测试泡沫炭的密度、机械性能、开孔率等质量指标,探讨发泡温度、氯化锌和酚醛树脂用量对泡沫炭结构的影响.[结果]热重分析结果表明,氯化锌显著催化并降低木质素热分解温度,使木质素发生热分解的温度与发生软化/塑化的温度重合,为木质素热分解产生的挥发性物质发挥发泡功能提供合适温度区域,酚醛树脂与木质素之间形成的三维网状结构赋予发泡前驱体较好的韧性和强度,为木质素自发泡提供基础.160～180℃是合适的发泡温度;氯化锌用量显著影响泡沫炭的密度和孔隙率,酚醛树脂用量主要影响泡沫炭的孔泡尺寸和开孔率.在未添加发泡剂的情况下,采用自发泡方法制备出体积密度为0.26～0.46 g·cm-3、孔隙率为74％～85％、开孔率为82％～94％以及比表面积为524～1055 m2·g-1的孔泡结构较均匀的高比表面积木质素基泡沫炭.[结论]利用氯化锌催化木质素的热分解作用和木质素塑化等特性,可实现木质素自发泡,制备出发达孔泡结构的木质素泡沫炭,为木质素工业化利用提供一条新的技术路线.

    木质素泡沫炭自发泡酚醛树脂氯化锌

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    基于AlexNet优化的板材材种识别方法

    杨楠楠白岩姜苏译杨春梅...
    149-158页
    查看更多>>摘要：[目的]基于处理后的木材端面细胞特征,寻找合适的机器学习方法提高木材识别准确率,以实现木材高效利用,为珍稀木材种类判别和保护提供依据.[方法]以5种木材(臭冷杉、长白落叶松、鱼鳞云杉、鹅掌楸和凹叶厚朴)端面细胞为研究对象,提取多种差异性图像作为数据集,通过图像处理提取特征信息,分别采用支持向量机(SVM)和AlexNet神经网络进行分类识别.根据木材端面细胞区分的差异性,在AlexNet神经网络架构中加入BN算法进行优化,设计一种更高效的板材识别方法提高木材识别准确率.[结果]将增强后的29680张图像按7:3划分,分别保存在训练集和测试集文件夹中,测试样本确定标签后均放入同一文件夹,分别对3种分类算法进行整体批量测试,支持向量机分类器测试集的整体识别准确率为84.67％,AlexNet神经网络测试集的整体识别准确率为88.76％,基于BN算法优化的AlexNet神经网络测试集的整体识别准确率为91.15％,识别效果更好.[结论]当样本量充足时,AlexNet神经网络对木材端面细胞图像的分类效果明显优于SVM分类器.基于BN算法优化的AlexNet神经网络对图像线性特征更敏感,保留AlexNet神经网络拟合优化性的同时加快寻优速率,可有效提高识别精度,实现木材高精度分类.

    材种识别机器学习AlexNetSVM

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    斜螺钉2种角度不同组合形式对钢板-正交胶合木剪切性能的影响

    陈志渊王硕王昕萌张柳柳...
    159-166页
    查看更多>>摘要：[目的]制作一种采用自攻螺钉连接的钢板-正交胶合木节点,探究螺钉不同钉入角度不同组合形式对节点力学性能的影响,并依据现有的理论计算模型与试验值比较对计算模型进行优化,为新型连接件的开发和应用提供理论模型和参考.[方法]参考美国标准(ASTM D1761-12)以1 mm·min-1的速度匀速加载,对夹角为45°和90°2种自攻螺钉钉入角度进行6种不同组合形式的抗剪试验,记录分析受剪切节点的破坏形态并对比各组试件的荷载-位移曲线、承载力、刚度和能量耗散.[结果]试件主要破坏模式包括2颗钉同时被剪断、钉未被剪断但产生塑性铰和钉未被剪断但同时被拔出.6组试件均出现一侧钉被剪断的破坏模式,组J-Cross45°T和S-Double45°T出现钉未被剪断而被拔出、组S-45°T-45℃ 出现钉未被剪断而产生塑性铰的破坏模式.组J-Cross45°T、J-Double45°T、S-Double45°T的承载力和刚度均远高于组S-45°T-45℃、S-90°-45℃、S-90°-45°T,组S-90°-45℃的能量耗散和承载力对应位移最大.[结论]对于承载力、刚度、能量耗散和承载力对应位移4个力学性能指标,钉尖间距影响很小,不同角度组合影响较大.6组试件中组S-Double45°T的综合受力性能最好,组S-90°-45℃ 适用于建筑中对抗震要求较高的节点.

    斜螺钉钢板正交胶合木剪切性能

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    基于木蜂筑巢习性的古建筑木构件木蜂危害等级划分

    马星霞王麟乔云飞段恩泽...
    167-174页
    查看更多>>摘要：[目的]基于木蜂筑巢习性,划分古建筑木构件木蜂危害等级,为古建筑保护工程勘察提供参考依据和评定标准.[方法]收集受木蜂危害的轻木构件,采用内窥镜、CT扫描和巢穴解剖方式,了解巢穴构造,计算隧道容积和巢穴体积,估算木材损失程度,结合古建筑木构件危害勘察,划分木蜂危害等级.[结果]经鉴定,收集到的木蜂为黄胸木蜂.内窥镜可以观测到主隧道,隧道有2～3条分枝,次隧道与主隧道夹角成一定角度,影响内窥镜进一步深入观测.CT扫描能够准确了解巢穴内部危害.巢穴解剖发现,黄胸木蜂巢穴皆为分枝型,大部分为双向平行2条分枝或一侧2条分枝另一侧1条分枝;巢室内径平均1.55 cm,每条分枝长度平均14.4 cm,隧道容积平均约133.67 cm3,巢穴体积平均1436.58 cm3.[结论]古建筑木蜂危害一般发生在建筑外部的檐椽、望板、斗栱等非承重和非独立作用构件上,基于木蜂筑巢习性估算木材损失程度,古建筑木构件木蜂危害可划分为1～4级:当木构件有且仅有1个木蜂孔洞时,为1级危害;当木构件有2～3个木蜂孔洞时,为2级危害;当木构件有4～5个木蜂孔洞时,为3级危害;当木构件有6个及以上木蜂孔洞时,为4级危害.

    木结构古建筑木蜂危害筑巢特性危害等级评定病害勘察

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    不同繁育方式的桑树对淹水胁迫的生理生态响应差异

    李勇黄锦于翠莫荣利...
    175-186页
    查看更多>>摘要：[目的]研究淹水胁迫下不同繁育方式桑树的叶片光合生理参数、渗透调节物质和保护酶系统的动态变化,揭示不同繁育方式桑树对水淹逆境的响应策略及差异,为桑树在消落带逆境的生态修复应用提供理论基础.[方法]选择嫁接、扦插繁殖的蜀果(SG)和澳玉(AY)桑苗,通过套盆模拟水淹胁迫(ys),在0、3、7、12、18天测定桑树叶片的光合参数、叶绿素含量、渗透调节物质含量(可溶性蛋白质、可溶性糖、脯氨酸、丙二醛)及叶片保护酶活性(超氧化物歧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶、抗坏血酸过氧化酶)的动态变化,探讨不同繁育方式桑树对水淹逆境的响应差异.[结果]1)叶绿素含量随水淹天数增加而下降,但不同品种桑苗之间有差异(P>0.05);2)CK处理叶片的净光合速率(Pn)日变化呈双峰曲线,而ys处理的桑苗呈单峰曲线,且扦插繁育的值大于嫁接繁育(P>0.05),桑树叶片光合参数动态变化结果显示,各处理桑树叶片、气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)随水淹胁迫时间的延长呈先下降后上升趋势,且扦插繁育值大于嫁接繁育(P>0.05);3)随着水淹时间延长,各处理桑树叶片渗透调节物质含量变化整体呈下降趋势;4)各处理桑树能在整个水淹胁迫期间通过增加超氧化物歧化酶(SOD)活性来清除活性氧,维持生理生长,但过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)和抗坏血酸过氧化酶(APX)的活性呈下降趋势.[结论]水淹胁迫降低了桑树的光合作用,但QC繁育桑树的光合作用能力大于嫁接繁育的.随水淹时间延长,2个品种桑树均不能通过积累渗透条件物质来降低渗透势.SOD为桑树应答水淹胁迫的主要防御酶.对不同品种的水淹胁迫响应速度,扦插繁育的SG快于嫁接繁育的,而嫁接繁育的AY快于扦插繁育的;在本试验水淹逆境下,SG适宜扦插繁育而AY适宜嫁接繁育.

    桑树繁育方式水淹胁迫响应差异

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