依据COI基因及形态特征鉴定蛀害红松和樟子松的梢斑螟

为确定危害黑龙江地区红松(Pinus koraiensis)、樟子松(P.sylvestris var.mongolica)树干及侧枝的梢斑螟属(Dioryctria)昆虫种类,通过比对幼虫毛序、成虫外部形态及外生殖器特征对其进行鉴定。同时,利用分子生物学技术辅助鉴定,依据线粒体COI基因计算样本与其他梢斑螟种类间的遗传距离,分别构建ML树和NJ树,以确定其系统发育关系。结果显示:样本的形态特征与赤松梢斑螟(D.sylvestrella)相同;样本的COI基因序列相似度较高,且种群间存在共享单倍型(Hap3);样本与在GenBank记载的赤松梢斑螟间的遗传距离(0.004)处于种内遗传距离范围(0~0.005),且在系统发育树中与赤松梢斑螟聚为一支。因此,可以确定所鉴定的样本均为赤松梢斑螟。依据COI基因序列的分析结果,能够有效确定物种及分类地位,并且与传统划分结果相吻合,说明COI基因适用于梢斑螟属昆虫的鉴定和系统发育的研究。     

植物次生物质对美国白蛾食物利用的影响

在人工饲料中分别添加质量分数为0.50%、0.75%、1.00%、1.50%的水杨苷或0.20%、0.40%、0.60%、0.80%的单宁,饲喂美国白蛾(Hyphantria cunea)幼虫,用湿质量称量法测量其营养指标,分析植物次生物质对美国白蛾食物利用的影响。结果显示:与对照相比,单宁各处理组随着幼虫龄期的增长,幼虫的取食量和排粪量变化趋势均表现为先促后抑;食物消耗率、转化率和食物利用率在4龄时多与对照组差异不显著(P>0.05);在5~6龄时,食物消耗率均显著高于对照组,食物转化率与利用率多显著低于对照组,且在同一质量分数处理组随龄期的增加与对照的差异越来越大。水杨苷处理,多数处理组4~6龄幼虫的取食量高于对照组,排粪量随龄期的增长逐渐减少;食物消耗率,1.00%处理组在4~5龄显著低于对照(P<0.05),6龄时与对照差异不显著(P>0.05),其余处理组在4~5龄与对照均无显著差异(P>0.05),6龄时均显著高于对照(P<0.05)。食物转化率和利用率,0.50%处理组4~6龄均低于或显著低于对照;0.75%处理组,在各龄期与对照之间均无显著差异(P>0.05);1.00%处理组,在4~5龄时高于或显著高于对照(P<0.05),6龄时低于对照但差异不显著(P>0.05);1.50%处理组在4龄、6龄时低于或显著低于对照,5龄时显著高于对照(P<0.05)。说明单宁对美国白蛾幼虫的食物利用有明显的抑制作用,水杨苷对其食物利用的影响与剂量有关,质量分数0.75%无明显影响,1.00%有促进作用,0.50%和1.50%表现为抑制作用。     

兴安落叶松针叶床层火蔓延的模拟

以黑龙江省帽儿山地区典型森林类型兴安落叶松林地表可燃物为研究对象,分析不同可燃物含水率、可燃物载量、风速和坡度与火蔓延速度之间的关系,共进行4(可燃物载量)×4(可燃物含水率)×3(风速)×3(坡度)=144组点烧试验,并建立适用于兴安落叶松针叶林的火蔓延模型。结果表明:在试验设定范围内,可燃物床层在火蔓延过程中80%为阴燃,火蔓延速度在75%区间内不超过6 m·h^-1,最大值为93.02 m·h^-1、最小值为0.41 m·h^-1;可燃物载量对火蔓延速度影响不显著,3个显著变量对火蔓延速度的影响由大到小的顺序为:风速、可燃物含水率、坡度;4个因子交互作用对火蔓延速度的相对贡献为:可燃物含水率×坡度×风速27.73%、风速17.22%、可燃物含水率×坡度×风速×载量13.01%、可燃物含水率×风速11.01%、坡度×风速9.21%;火蔓延速度预测模型的标准估计误差值为8.56,验证误差值为12.93。因此,在森林火行为预报工作中,应注意可燃物的特征、所处的地理位置及其环境因素。     

大兴安岭多年冻土区森林小流域基流分割

为了解大兴安岭多年冻土区森林小流域基流特征及其与降水和土壤水分的关系,利用电导率质量平衡法(CBM)进行基流分割,利用双累积曲线法(DCM)分析降水对径流组分的影响,利用交叉相关分析法(CAM)研究土壤含水量和径流组分之间的因果和时间延滞关系.结果 表明:研究期流域基流流量为123.93 mm、地表径流量为65.43 mm,总径流量为189.36 mm.基流是河川径流主要补给来源,对年径流量的贡献高达65％.径流组分存在显著的季节性变化特征,其中5月份融雪径流期基流指数最低,为23％,基流随着降雨历时的增加对总径流量的贡献逐渐减少,同时,基流和土壤含水量没有显著相关关系;在生长季(7-9月份),基流指数均大于50％,其中8月份最高,达91％,基流随降雨历时的增加对总径流量的贡献逐渐增加,基流与土壤含水量存在显著相关关系(P＜0.05)和延滞效应,说明流域森林土壤有良好的水分入渗、储存和排泄的水文功能.这些研究结果表明,大兴安岭多年冻土区森林小流域径流以基流为主要来源,森林土壤具有良好的水源涵养功能,起到了消洪补枯的作用.     

兴安落叶松立木材积和树皮材积可加性模型研建

【目的】确保立木材积和树皮材积预测的一致性并提高预测精度。【方法】以大兴安岭兴安落叶松为研究对象,分别采用控制法和分解法研建了可加性模型系统。利用SAS统计软件模型模块proc model中的NSUR法进行拟合及参数估计。拟合结果采用确定系数(R2)和均方根误差(RMSE)进行评价;检验结果则通过确定系数(R2)、均方根误差(RMSE)、平均相对误差(MRE)、平均误差绝对值(MAB)和相对误差绝对值(MPB)进行评价。【结果】从模型的整体评价结果来看,两种方法的拟合和检验效果均很好,基于分解法构建的模型略优于基于控制法构建的模型;不同径阶的检验表明,对于中等径阶的树木(20≤D<36 cm),基于控制法的模型相对较好,而对于小径阶(5≤D<20 cm)和大径阶的树木(D≤36 cm),基于分解法的带皮、去皮、树皮材积模型的预测精度要比基于控制法的各立木材积模型要稍好。【结论】总的来说,两种可加性模型系统均能很好地预测单木带皮材积、去皮材积和树皮材积,并确保得到满足一致性的预测结果,在具体应用时可根据实际情况选择适合的可加性材积模型系统。     

寒温带森林根际土壤微生物量碳氮含量生长季内动态变化

【目的】研究寒温带森林根际土壤微生物量碳氮含量的动态变化,为揭示森林土壤碳氮养分利用机制和碳氮循环提供参考,为研究区森林保护与合理经营提供科学依据。【方法】以我国寒温带针阔混交林为研究对象,选择主要组成树种樟子松、兴安落叶松、白桦和山杨,采用抖落法采集根际和非根际土壤样品,对土壤微生物量碳氮含量动态特征进行研究,探讨不同树种根际土壤微生物量碳氮的富集程度、差异性和生长季变化以及其对土壤营养库的贡献率。【结果】不同树种根际土壤微生物量碳氮含量月际变化差异显著,根际土壤微生物量碳含量波动范围为114.14~451.05 mg ·kg -1 ,氮含量波动范围为40.38~185.00 mg ·kg -1 。根际土壤微生物量碳富集率依次为樟子松(87.99%)>白桦(78.22%)>兴安落叶松(73.14%)>山杨(56.96%),微生物量氮富集率依次为山杨(81.50%)>白桦(77.63%)>樟子松(76.42%)>兴安落叶松(51.40%)。土壤微生物量碳氮比为1.42~5.24,樟子松、兴安落叶松、白桦、山杨根际和非根际土壤微生物量碳氮比生长季变幅分别为1.42~5.24、1.57~3.79、1.67~4.55、1.55~2.59和1.79~3.53,其均值分别为2.64、2.63、2.81、2.11和2.36。根际微生物量碳对土壤有机碳库的贡献率为0.83%~0.95%,微生物量氮对土壤有机氮库的贡献率为3.63%~5.08%。【结论】寒温带针阔混交林主要树种生长季根际土壤微生物量碳氮含量均显著高于非根际,根际效应显著;在生长季末期,针叶树种根际效应相比阔叶树种更为强烈;针叶树种根际土壤微生物量对土壤结构和功能的影响高于阔叶树种。     

寒温带4种乔木树种不同径级根系分解及碳氮释放动态

【目的】探讨我国寒温带地区不同树种不同径级根系分解及碳、氮养分释放特征，为了解我国寒温带地区乔木树种根系分解和碳、氮养分循环提供科学参考。【方法】在2020年8月-2021年8月采用网袋分解法，连续1年对我国大兴安岭地区主要乔木树种白桦、山杨、兴安落叶松和樟子松的（细根（≤2 mm）、中根（2～5 mm）和粗根（5～10 mm））的分解速率及碳、氮元素动态进行研究。【结果】（1）分解1年后，白桦、山杨、兴安落叶松和樟子松各径级根系年分解率分别波动在（29.75%～39.92%）、（33.90%～39.45%）、（22.08%～28.80%）和（22.62%～33.75%）之间，且不同径级间根系分解率表现为细根>中根>粗根，白桦和山杨高于兴安落叶松和樟子松，且分解初期（0～61 d）分解速率较高，243～365 d分解速率较低。（2）利用Olson指数衰减模型计算各树种根系年分解系数k发现：同一树种根系年分解系数均随直径增大而减小，白桦细根分解系数最高，为0.508 5。同一径级不同树种间，白桦和山杨根系年分解系数显著高于兴安落叶松和樟子松，且樟子松中根和粗根年分解系数仅为山...     

小兴安岭红松胸高断面积生长随树龄的变化规律及主要影响因素

【目的】揭示红松胸高断面积生长随树龄的变化规律，探究其在不同生长阶段的主要影响因素，为理解树龄、环境因子和功能性状在树木生长和经营中的重要性提供科学依据。【方法】于黑龙江凉水国家级自然保护区内采集不同树龄（16～285年）红松样树65株，采用胸高断面积生长率（BAGR）表征树木径向生长，测定树木所处的环境因子（光照强度、土壤养分、土壤含水量、土壤pH）和功能性状（叶、枝、根性状），探究红松胸高断面积生长随树龄的变化规律及主要影响因素。【结果】1）红松BAGR随树龄增加呈先增大后减小的变化趋势，树龄小于220年时BAGR随树龄增加而增大，大于220年时BAGR随树龄增加而减小；2）树龄、光照强度和土壤pH对红松幼龄树（16～100年）BAGR存在正向影响，比叶面积对幼龄树BAGR存在负向影响；3）土壤氮含量和木质密度对红松中龄树（100～220年）BAGR存在显著负向影响；4）树龄显著抑制红松老龄树（大于220年）胸高断面积生长，根氮含量及多年生针叶单位质量氮和磷含量促进老龄树胸高断面积生长，且根氮含量的影响更加显著。【结论】树龄、环境因子和功能性状共同驱动红松径向生长，影响效果随树龄变...     

林火排放细颗粒污染物（PM2.5）研究进展

森林火灾是一种突发性强、随机性高、扑救极为困难的自然灾害，在森林燃烧过程中可释放出高浓度PM_2.5颗粒物。PM_2.5是除直接烧伤和窒息外，对森林火灾扑救人员生命安全造成巨大威胁的重要污染物之一，也会给林区居民身心健康带来严重危害。文中结合国内外以森林火灾、计划烧除、室内模拟燃烧等为实验手段的森林燃烧研究，总结森林燃烧释放PM_2.5的采样方法、成分分析、扩散研究、控制方法等研究进展，分析影响森林燃烧释放PM_2.5的气象因素、可燃物特征、林火行为等因素，以期为提高森林火灾扑救效率、降低火灾扑救过程中的伤亡事故以及后续相关研究提供参考。     

红松人工林地表可燃物燃烧释放颗粒物质量及影响因素

【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%）; PM_2.5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PM