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中南林业科技大学学报
中南林业科技大学学报

吴晓芙

月刊

1673-923X

xb-csfu@163.com

0731-85623395，85623278

410004

湖南长沙市韶山南路498号中南林业科技大学期刊社

中南林业科技大学学报/Journal Journal of Central South University of Forestry & TechnologyCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊是中南林学院主办的自然科学学术期刊，中国林业核心期刊，全国优秀高校学报，湖南省一级期刊。是中国科技论文统计源期刊，中国科学引文数据库来源期刊，中国学术期刊综合评价数据来源期刊，万方数据——数字化期刊群，中国学术期刊（光盘版）入编期刊。其文摘和文章被《中国林业文摘》、《中国生物文摘》、《竹类文摘》、《中国林业科技文献数据库》、《中国生物学文献数据库》等收录。
正式出版
收录年代

    桂西南岩溶区植物叶性状的系统发育信号及其关联分析

    庞世龙欧芷阳申文辉叶斯进...
    1-9页
    查看更多>>摘要：[目的]探究岩溶植物叶性状在不同生活型水平上的差异以及系统发育保守性,有助于深入理解植物对异质性生境的适应机制,进而为岩溶植被的保护与恢复提供科学依据.[方法]以桂西南岩溶区20 种常见阔叶木本植物为对象,采用K值法检验了叶性状的系统发育信号,并运用系统发育独立比较(PIC)和标准化主轴估计(SMA)的方法分析了叶性状间的关联适应性.[结果]1)研究区植物群落 10 个叶性状均未表现出较强的系统发育保守性,系统发育结构与性状结构并不完全一致.2)叶面积(LA)与叶长(LL)、叶宽(LW)以及叶组织密度(LTD)与LL、叶体积(LV)间均呈异速生长关系,而LL与LW、LA与叶干质量(LDW)间均呈等速生长关系;其中,LTD与LL的生长关系在常绿植物组发生了改变,由异速生长关系转变为等速生长关系;其他性状组合间的生长关系并未因生活型的不同而引起差异,表明常绿植物倾向于限制LL以适应环境的变化;3)LA、LL和LW以及LTD与LL、LV在常绿和落叶植物组间的斜率均沿共同主轴方向显著漂移(P＜0.05),表明常绿和落叶植物对环境的适应策略发生了位移,常绿植物倾向于选择小叶、组织密度大的资源保守型生长策略,而落叶植物则倾向于选择大叶、组织密度小的资源获取型生长策略.[结论]生态位分化在很大程度上是促进亚热带阔叶林群落物种共存和生物多样性维持的重要机制.

    叶性状标准化主轴估计系统发育独立比较异速生长系统发育信号岩溶

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    火干扰和黑炭输入对油松林生长季土壤甲烷通量的影响

    胡同欣王玉崧窦旭孙奥博...
    10-20页
    查看更多>>摘要：[目的]火干扰作为森林生态系统中一个重要的扰动因子,对森林土壤性质及结构都会产生剧烈作用,而森林土壤又是大气CH4 最重要的汇,因此火干扰对森林土壤CH4 通量的影响是不可忽视的.同时在林火发生后由于植被的不完全燃烧也会产生大量黑炭.黑炭是一种具有多孔结构的芳香化合物,进入土壤后可以影响土壤孔隙度、pH等理化性质从而改变土壤结构,因此常被用作土壤改良剂减少农田土壤CH4 的排放,但对于火后黑炭输入是否可以影响森林土壤CH4 通量及其影响因素尚不明确.[方法]以沈阳棋盘山地区油松林作为研究对象,探究火干扰和黑炭输入后土壤CH4 的动态变化及其影响因素.[结果]1)火干扰会增加油松林生长季土壤CH4 通量,其中重度火烧样地土壤CH4 通量显著高于对照样地及轻度火烧样地.2)黑炭输入会降低油松林生长季土壤CH4 通量,且随着黑炭输入量的增加,土壤CH4 通量降低的幅度也会增加.3)火干扰强度对土壤CH4通量具有直接的极显著正向作用,解释了 46.9%(P＜0.001);黑炭输入对土壤CH4 通量具有直接的显著负向作用,解释了8.8%(P＜0.05);MBC和MBN对土壤具有直接的极显著正向作用,分别解释了29.0%、49.3%(P＜0.001).[结论]火干扰会显著增加土壤CH4 通量,黑炭输入可以在一定程度上减缓火干扰对土壤CH4通量的影响,并且火干扰和黑炭输入主要通过改变微生物生物量影响土壤CH4 通量.研究为如何降低火后温室气体排放,从而改善火烧迹地的生态环境以及火后林下管理提供了理论依据.

    甲烷火干扰黑炭微生物生物量

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    红心杉不同无性系性状早期变异与综合选择

    李有清赵林峰伍威陈敏...
    21-28页
    查看更多>>摘要：[目的]考察了红心杉无性系生长(树高、胸径)和形质(冠幅、枝盘数、坐生密度)性状,为红心杉优质用材良种选育和定向培育提供理论依据.[方法]以5 年生红心杉试验林 50 个无性系为原材料,对其生长性状和性质性状进行测定和分析,通过遗传变异分析、方差分析、重复力估算,利用聚类分析和隶属函数法综合选择优良无性系.[结果]不同无性系间性状变异类型丰富,变异幅度为 2.06%～13.88%.胸径与树高,胸径与冠幅间呈显著或极显著正相关,与枝盘数间呈极显著负相关,形质性状间差异不显著.各性状的重复力为0.144 6～0.505 4,除了枝盘数外,都受中等的遗传控制.各性状间具有一定相关性,相关系数为-0.074～0.638.聚类分析可将 50 个无性系分为 3 类,其中,类群Ⅲ的生长性状最佳,类群Ⅰ的形质性状最优.针对不同育种目标,利用隶属函数法发现综合性状平均隶属函数值为 19H30＞19H38＞19H25;生长性状平均隶属函数值为19H25＞19H42＞19H30;形质性状平均隶属函数值为 19H47＞19H16＞19H38.[结论]5 年生红心杉无性系间各性状存在丰富的遗传变异,且性状受到中等的遗传控制,有较好的遗传改良潜力,且生长性状与形质性状具有独立性,可进行单独定向选择.红心杉无性系 19H25、19H30 在综合性状和生长性状排序都位列前三,可考虑作为优良无性系在当地推广.

    红心杉无性系生长性状形质性状综合评价

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    基于点模式法的湖南省林火时空分布特征

    蔡晓晶石蓉丹肖化顺刘发林...
    29-35,76页
    查看更多>>摘要：[目的]林火是影响森林生态系统的一个既特殊又重要的生态因子,发现林火在时间、空间上的动态与趋势有助于掌握林火发生规律,部署森林防火重点区域,为防灾减灾提供应急决策方案.[方法]以湖南省24 年间(1999-2022 年)林火档案资料为数据源,采用Ripley K函数、中心点和标准差椭圆法、核密度分析法进行了林火的空间聚集性、林火密度和扩展趋势等空间统计分析.[结果]湖南省 1999-2022 年林火发生总密度为 0.008 7 次/(km2·a),空间上存在 3 个林火聚集点.1999-2003 年的年均单位面积林火密度为 0.016 7 次、2004-2008 年为0.034 8次、2009-2013年为0.021次、2014-2018年为0.005次、2019-2022年为0.006次,1999-2013 年内的 3 个时序区间湖南省林火分布都具有多个聚集区域,自 2014 年之后林火聚集区不明显;[结论]湖南省 1999-2022 年间的林火空间分布存在显著的空间聚集性与地理相关性,存在明显的森林火灾高密度区域,林火密度整体呈波动下降趋势,林火密度最高的区域为娄底市、株洲市、郴州市和邵阳市东部;并且 2013-2018 年以及 2019-2022 年区间的林火密度明显下降;1999-2022 年的总体林火平均中心位于邵阳市,同时也是林火高密度区域,林火高密度区域还包括株洲市、郴州市,湖南省林火总体扩散趋势是向湖南省东南方向的永州市、郴州市扩展;湖南省各区划 1999-2022 年间的GDP发展分布呈现高度聚集性,聚集区域主要是长株潭区域以及衡阳市、益阳市范围,GDP分布的空间变异极小,与林火空间分布方向重叠区域面积占71.29%,重叠面积较高.

    森林火灾特征聚集分布密度分析湖南省

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    增加光照对林下樟树苗木的影响及作用机理

    蔡继醇李兆佳周光益赵厚本...
    36-46页
    查看更多>>摘要：[目的]揭示增加光照对林下樟树苗木生长的影响,促进退化天然次生林的更新,[方法]选择中上层植物种为常绿阔叶树和苦竹的退化天然次生林,采用伐除苦竹后补植樟树苗木的方法研究增加光照对樟树苗木存活和生长的影响,并通过遮阴试验研究樟树幼苗对光照强度的生理适应机制.[结果]伐除苦竹对林下樟树苗木存活和生长有明显影响,林冠开度由2.36%±0.46%(对照林分)提高到11.37%±0.87%(伐除苦竹林分)时,樟树苗木存活率由16.67%提高到63.89%,地径生长量由0.5 cm提高到0.9 cm,树高生长量由0.16 m提高到0.63 m.在 30%～50%遮阴条件下,樟树幼苗高生长显著高于对照(未遮阴)和其他处理的植株,遮阴 70%～90%时与对照之间的差异不显著;30%～70%遮阴处理下的叶片数量显著高于对照和90%遮阴处理;叶面积和叶片厚度随着遮阴程度增加而下降,而比叶面积的变化趋势则相反;随着遮阴程度的增加,叶片含水量增加并呈台阶式变化,70%～90%遮阴下的叶片含水量显著高于光照更强的处理.遮阴使樟树幼苗叶片叶绿素a和b含量上升,但遮阴强度达到 90%时叶片叶绿素a和b含量出现下降;遮阴强度达到 70%及以上时,叶绿素a/b比值低于其他处理.随着遮阴程度上升,樟树幼苗最大净光合速率和表观量子效率均逐渐下降,光补偿点和暗呼吸速率整体呈下降趋势,但有例外(遮阴70%),光饱和点范围为800～1 200 μmol·m-2·s-1,且没有明显变化规律.[结论]在苦竹扩张严重的退化天然次生常绿阔叶林中,伐除苦竹增加林地光照可提高樟树苗木的存活率和生长,有利于林分的更新和提质增效.轻度和中度遮阴条件下,樟树幼苗可通过减少对叶片的投入、降低最大净光合能力及提高叶绿素含量等策略来适应光照限制的生境;强度遮阴将严重抑制樟树幼苗的生长,从控制试验结果看,70%遮阴率是限制樟树幼苗生长的光照强度阈值.

    光照樟树光合作用比叶面积叶绿素

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    定干高度与时间对直干桉嫩枝数量和质量的影响

    唐有慈李妹张兴才曹子林...
    47-53页
    查看更多>>摘要：[目的]为构建直干桉促萌技术体系提供理论依据,研究定干高度和定干时间对直干桉苗木萌蘖嫩枝的影响.[方法]以 1 年直干桉实生苗为试材,采用 2 因素(定干高度:5、10、15、20 cm;定干时间:9、10、11 月)全面试验设计进行定干高度与定干时间对直干桉萌蘖嫩枝数量、有效嫩枝数量、有效嫩枝长度和有效嫩枝基径效应影响的研究,分析最佳定干高度和定干时间.[结果]定干处理后 60 与 120 d,萌蘖产生的嫩枝数量(4.68,3.72,0.30 枝·株-1),有效嫩枝数(3.25,3.38 枝·株-1),有效嫩枝长度(8.639,9.878 cm),有效嫩枝基径(0.748,1.217 mm)效果最好的均为处理组合A4B1(定干高度 20 cm,定干时间 9 月).60 d与 120 d 12 个处理组合间的嫩枝数、有效嫩枝数、有效嫩枝长度、有效嫩枝基径均具有极显著差异,总体上处理组合A4B1 显著大于其余处理组合;因素水平间均存在极显著差异,A因素均是影响苗木的主要因子,总体上A4 极显著大于其他 3 个水平,B1 极显著大于其他 2 个水平,理论优水平组合为A4B1.[结论]综上,定干高度与定干时间对直干桉苗木萌蘖能力影响极其显著,利于直干桉苗木促萌的最优处理组合为A4B1(定干高度20 cm,定干时间 9 月),定干高度是影响苗木萌蘖的主要因子,在实际生产中可根据试验结果采取最适定干高度与定干时间.

    直干桉定干高度定干时间嫩枝数量嫩枝质量

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    紫金山3种优势乔木细根功能性状的序级变化特征

    牛莹莹袁在翔谷雨晴吴茜...
    54-63页
    查看更多>>摘要：[目的]明晰紫金山 3 种优势乔木细根功能性状在序级间的变化特征,为深入理解不同根序细根在地下生理生态过程中的作用提供理论依据.[方法]以紫金山 3 种优势乔木糙叶树、朴树和枫香为对象,采用随机区组设计设置3 个 20 m×20 m的样方,采集优势树种的细根,分析不同树种细根直径、比根长、比表面积、根组织密度、C、N及P含量等功能性状随序级的变化特征.[结果]1)树种对细根形态性状和化学性状都有显著影响,而序级只对细根直径、比根长、比表面积、细根N、P含量和C/N有显著影响.2)随着序级升高,3 种优势乔木的细根直径和C/N呈现增加趋势,比根长、比表面积、N含量和P含量整体呈现减小趋势,根组织密度和C含量随序级增加没有明显的变化规律.3)在 1～5 级根中,朴树的直径最小,比根长和比表面积最大;糙叶树的根组织密度最大;朴树的C含量最高;枫香的C/N最小.在 1 级根中,糙叶树的N含量最高,朴树的P含量最高.糙叶树和枫香的细根生物量随着序级升高而增加,朴树的1级根生物量大于2、3级根生物量.4)主成分分析表明,3 种优势乔木的细根功能性状分为两个变异维度,糙叶树偏向于资源获取型,朴树偏向于自主觅食资源获取型,而枫香偏向于不同策略的权衡.[结论]细根功能性状和多维度根系策略在树种之间存在差异,表明糙叶树和朴树细根对养分的获取效率较高,枫香细根养分获取效率较低;但枫香细根的分解速率可能快于糙叶树和朴树.

    功能性状细根形态化学性状优势树种细根序级

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    基于地理加权随机森林的黑龙江省森林碳储量遥感估测

    卫格冉李明泽全迎王斌...
    64-76页
    查看更多>>摘要：[目的]构建地理加权随机森林(Geographically weighted random forest,GWRF)模型估算森林碳储量以解决区域尺度范围内森林碳储量估算精度不高的问题,对科学经营管理森林、推动碳循环和碳汇相关研究、实现我国"双碳"目标有重要指导意义.[方法]以黑龙江省小兴安岭、长白山地区森林植被碳储量为研究对象,基于2015年森林资源连续清查数据和Landsat8-OLI影像,采用普通最小二乘(Ordinary least squares,OLS)、随机森林(Random forest,RF)模型、地理加权回归(Geographically weighted regression,GWR)模型以及地理加权随机森林模型分别构建不同林型及总体(不分林型)的森林碳储量估测模型,比较是否区分林分类型时,不同模型预测精度之间的差异,实现对研究区森林碳储量的精准反演.[结果]1)各个模型在区分林型时的预测精度均高于总体(不分林型)情况,以GWRF模型精度最优,其中针叶林精度最高(R2=0.58,RMSE=15.97 t/hm2);阔叶林次之(R2=0.46,RMSE=17.66 t/hm2);针阔混交林随后(R2=0.45,RMSE=19.51 t/hm2);总体(不分林型)最低(R2=0.40,RMSE=20.22 t/hm2).2)4种模型的检验精度GWRF＞RF＞GWR＞OLS.与OLS相比,GWRF在针叶林、阔叶林、针阔混交林和总体(不分林型)中提升的ΔR2 分别为 0.15、0.09、0.16 和 0.04;降低的ΔRMSE分别为2.09、1.35、3.47和0.89 t/hm2;与RF相比,GWRF提升的ΔR2 分别为针叶林0.14、阔叶林0.06、针阔混交林0.04、总体(不分林型)0.02;降低的ΔRMSE分别为针叶林1.95 t/hm2、阔叶林0.86 t/hm2、针阔混交林 0.67 t/hm2、总体(不分林型)0.29 t/hm2.3)研究区森林碳储量密度最高预测值为 77.08 t/hm2,最低值为5.24 t/hm2,平均值为 41.07 t/hm2,总量为 552.04 Tg;从空间上看,森林碳储量高值分布在小兴安岭东南部、张广财岭等地区,呈现斑状不均匀性分布.[结论]相比于其他3种模型,GWRF作为局部模型,考虑到空间异质性,在区域尺度范围内估测森林碳储量有较好的应用前景.区分林分类型能提高预测精度,在今后对森林生物量或碳储量的研究中,应考虑区分林分类型建模.本研究的模型和方法有一定适应性,可为森林资源的快速和精准监测提供方法借鉴.

    森林碳储量地理加权随机森林地理加权回归随机森林遥感估测

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    林龄与林分密度对油松建筑材材性的影响

    金劲豪阿布都拉·吾麦尔贾忠奎
    77-89页
    查看更多>>摘要：[目的]探究油松建筑材林龄、密度及林龄密度交互效应对木材材性的影响及相关关系,为油松建筑材林精准培育提供理论参考和技术指导.[方法]选取河北省平泉市国有黄土梁子林场油松人工林为试验材料,开展3种林龄(中龄林(21～30 a)、近熟林(31～40 a)、成熟林(41～60 a))3种密度的交叉对比试验,分析不同林龄不同密度条件对油松建筑材材性的影响.[结果]1)低密度各林龄木材材性无显著差异.中密度下近熟林全干密度、基本密度分别为0.497、0.435 g/cm3,比中龄林大但无显著差异,比成熟林高15.58%、8.75%(P＜0.05);冲击韧性、抗剪强度、顺纹抗压强度分别为 56.268 kJ/m2、9.136 MPa、45.671 MPa,比中龄林高37.02%、9.73%、19.00%(P＜0.05),比成熟林高 45.94%、13.75%、10.74%(P＜0.05).高密度下近熟林指标也显著优于中龄林和成熟林.2)中龄林低密度林分(900～1 350 株/hm2)气干密度、全干密度、基本密度分别为 0.509、0.503、0.412 g/cm3,比中密度林分(1 350～1 800 株/hm2)大但无显著差异,比高密度林分(1 800～2 400 株/hm2)高 11.14%、17.25%、9.57%(P＜0.05);抗弯弹性模量、冲击韧性、抗剪强度分别为 7 398.879 MPa、49.220 kJ/m2、10.866 MPa,比中密度林分高 10.45%、19.85%、30.51%(P＜0.05),比高密度林分高27.81%、93.68%、21.87%(P＜0.05).近、成熟低密度林分和中密度林分指标显著优于高密度林分.3)林龄与密度交互效应对各干缩率、冲击韧性、抗剪强度、各硬度、顺纹抗压强度指标具有极显著影响(P＜0.01),弦向-横纹抗压强度具有显著影响(P＜0.05).4)中、高密度下的中龄林木材综合强度低于 110 MPa,属于低强度木材,其余各密度下的中、近、成熟林木材综合强度均处于 111～170 MPa之间,属于中强度木材.各密度下的中、近、成熟林强度品质系数均大于215.6 MPa,属于高等级材.与主要建筑用材树种相比,油松属于中等强度之列(Ⅱ级).5)相关性分析发现油松建筑材气干密度对抗弯弹性模量(r=0.80)与冲击韧性(r=0.83)影响最大,为显著正相关性.[结论]油松的物理力学性质随着林龄的增加先增大后减小,随着密度的增大而减小,且林龄密度对干缩率、冲击韧性、硬度等指标存在交互效应,培育建筑用材林需综合考虑林龄和密度影响因素,油松属于中强度、高等级材,与红松、云杉等主要建筑用材树种相比属于中等强度之列(Ⅱ级),可以作为建筑用材进行加工利用.

    油松建筑材林分密度材性分级

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    祁连山北麓青海云杉林天然更新对土壤理化性质的响应

    许尔文牛赟赵维俊敬文茂...
    90-100页
    查看更多>>摘要：[目的]青海云杉是我国青藏高原东北边缘的特有树种,研究其天然更新对土壤物理性质的响应,从而为祁连山青海云杉次生林的恢复和管理及可持续利用提供基础理论依据.[方法]通过对分布在祁连山排露沟流域的青海云杉林设置海拔梯度固定样地,进行天然更新苗调查和土壤容重、水分、pH、有机碳、氮磷钾全量及其速效养分等理化性质的取样和测定,分析青海云杉林天然更新苗对土壤理化性质的响应.[结果]各海拔区段的青海云杉林更新指数从大到小依次为 2 800～2 900 m(0.63)＞2 700～2 800 m(0.58)＞3 100～3 300 m(0.57)＞2 900～3 100 m(0.56),其中更新状况最好的海拔区段是2 800～2 900 m.土壤质量含水量、有机碳、全氮、水解氮含量在海拔区段H1 和H2 处显著小于海拔区段H3 和H4(P＜0.05);土壤容重、pH、全钾和速效钾的含量在不同海拔区段之间的差异性不显著(P＞0.05),土壤全磷和速效磷含量在海拔区段H2 显著大于其他海拔区段(P＜0.05),其他海拔区段全磷差异性不显著(P＞0.05),速效磷在海拔区段H4 含量最小,海拔区段H1 和H3 速效磷差异性不显著(P＜0.05).相关性分析表明,海拔区段 2 800～2 900 m的更新指数仅与土壤容重、全磷、速效磷呈显著正相关(P＜0.05),更新指数与土壤理化性质之间相关系数绝对值的最大值主要集中在该海拔区段.更新指数与土壤剖面不同土层的质量含水量、有机碳、全氮、水解氮均呈显著负相关(P＜0.05),与容重、全磷含量均呈显著正相关(P＜0.05);与20～40 cm土层的速效磷呈显著正相关(P＜0.05).主成分分析表明,土壤有机碳、速效磷和全磷含量是影响青海云杉林天然更新的主要因子.[结论]祁连山青海云杉林天然更新与土壤理化性质之间的相互作用是密切的,特别是土壤中的有机碳累积和磷素养分的释放.

    青海云杉林天然更新土壤理化性质祁连山排露沟流域

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