1956—2020年海南岛极端降雨气候及旱雨季变化趋势分析

研究围绕国家气象信息中心提供的1956—2020年海南岛5个气象站点的日降雨数据,通过气候要素倾向率法、累计距平法和Mann-Kendall非参数检验法分析诊断其变化特征,并着重检验了旱季(12月—来年3月)与雨季(4月—11月)分界线,以及4月和11月的降雨年际变化。结果表明,海南岛近65年极端降雨量与极端降雨频次都呈现上升趋势,极端降雨事件主要集中在雨季并具有逐年连续性;旱季最长无有效降雨天数呈上升趋势,降雨量增加趋势极小,旱季干旱程度在逐年加剧。4月降雨量呈现上升趋势,11月降雨量呈现下降趋势,旱雨季均呈现前移趋势,即提前到来、提前结束的趋势。对比筛选极端降雨事件前后的4月和11月降雨量,极端降雨对旱雨季划分影响极小。此外,总体降雨量呈上升趋势且增加量集中在雨季。

箬竹向针阔混交林扩展对物种多样性和土壤理化性质的影响

【目的】明确箬竹向针阔混交林扩展对群落组成结构、植被多样性,以及土壤理化性质的影响,加深对箬竹扩展的认识,为林分健康可持续经营管理提供理论支撑。【方法】以国际竹藤中心安徽太平试验中心林场内的天然箬竹林扩展并取代针阔混交林的连续生态面为研究对象,选取针阔混交林(MF)、竹-林混交带(IMF)、箬竹纯林(IF)3种林地类型,利用Simpson指数和Pielou均匀度指数进行群落物种多样性调查;同时测定3种植被下的土壤理化性质。【结果】(1)箬竹向针阔混交林扩展导致了森林原有优势种种类和数量减少:山茶(Camellia japonica)、南酸枣(Choerospondias axillaris)、乌药(Lindera aggregata)、常春藤(Hedera nepalensis var.sinensis)、柯(Lithocarpus glaber)均在箬竹纯林中消失,共有物种蕨(Pteridium aquilinum var.latiusculum)、柃木(Eurya japonica)、老鼠屎(Symplocos stellaris)、檵木(Loropetalum chinense)的数量明显下降;乔木层、灌木层和草本层的丰富度和均匀度指数均下降,群落结构简化。(2)土壤理化性质随着箬竹的扩展也发生了变化:与针阔混交林相比,箬竹纯林的SWC、SOC、TN、TP、Mg、DOC、DON、MBC、MBN含量均下降,土壤K含量上升;除DOC、DON、MBC、MBN以外,土壤养分积累均随着土层的加深而减少。【结论】箬竹扩展到针阔混交林导致森林原有优势种种类和数量减少,群落结构简化,造成林分退化,林地土壤质量下降。

毛竹林土壤易氧化有机碳区域分异及影响因素

【目的】在我国北、中和南亚热带研究毛竹林土壤易氧化有机碳的垂直分布规律和纬度分布格局,揭示其区域分异的主要影响因素,为毛竹林固碳增汇、经营管理和土壤有机碳库稳定性维持提供科学依据。【方法】通过实地调查和试验分析揭示亚热带不同区域毛竹林土壤易氧化有机碳含量沿土层和纬度的变化规律,运用地理探测器中因子探测、交互探测和风险探测分析土壤易氧化有机碳区域分异的影响因素。【结果】1)不同区域的毛竹林土壤易氧化有机碳含量均随土层加深而降低,但其占总有机碳的比例均随土层加深而升高;0~60 cm土层的易氧化有机碳含量表现为北亚热带(5.16 g·kg^(-1))>南亚热带(4.86 g·kg^(-1))>中亚热带(4.56 g·kg^(-1)),土壤碳库稳定性随纬度降低而降低。2)年均气温对毛竹林土壤易氧化有机碳含量变化的解释程度最高,q值为0.376~0.452;其次为海拔(q=0.392,P<0.001);林分因子中凋落物厚度对不同土层的易氧化有机碳含量影响显著,毛竹林生物量对30~60 cm土层的易氧化有机碳含量的影响较显著(q=0.308,P<0.01)。3)各因子间交互效应均表现为协同作用,毛竹林生物量与凋落物厚度交互作用在0~10 cm土层最强(q=0.704);毛竹林生物量与年均气温交互效应在10~30和30~60 cm土层最强,q值分别为0.601和0.732,均为较强的非线性增强作用。4)易氧化有机碳含量在部分年均气温范围之间存在显著差异,以年均气温17~19℃时最高(5.03~12.39 g·kg^(-1))、15~17℃时最低(2.69~6.20 g·kg^(-1));各土层易氧化有机碳含量在海拔700~900 m时均为最高;毛竹林生物量为75~90 t·hm^(-2)时,0~10 cm土层易氧化有机碳含量达最高。【结论】总体而言,毛竹林土壤易氧化有机碳含量均随土层加深而降低,其占总有机碳含量的比例呈现北亚热带<中亚热带<南亚热带的纬度分布格局,因而在低纬度地区应实施轻扰经营技术,减少土壤扰动从而提高毛竹林土壤有机碳的稳定性。年均气温和海拔是影响毛竹林土壤易氧化有机碳含量的关键因子,毛竹林生物量对各土层易氧化有机碳含量均具有不同程度的影响且与气候、地形因子协同作用明显,气候、地形与林分状况的单因子作用及其交互效应共同主导着毛竹林土壤易氧化有机碳含量的区域分异特征。本研究为毛竹林土壤活性有机碳稳定性维持及固碳增汇潜力发挥提供了科学依据。

蚯蚓活动对毛竹林土壤二氧化碳排放及活性有机碳的影响

【目的】土壤动物对土壤碳循环至关重要。探究蚯蚓活动对毛竹Phyllostachys edulis林下土壤二氧化碳(CO_(2))排放及活性有机碳变化的影响。【方法】通过3个月的温室盆栽试验,以单独种植毛竹为对照(ck),以分别添加凋落物(MBL)和凋落物及蚯蚓(MBLE)为处理,采用静态箱-气相色谱法分段采集并分析土壤释放的CO_(2),测定土壤有机碳、颗粒态有机碳、可溶性有机碳、矿物结合态有机碳以及微生物生物量碳质量分数。【结果】蚯蚓活动极显著增加了20.3%的毛竹生物量(P<0.01),其对土壤CO_(2)排放的影响随时间变化敏感。试验前期(<51 d),MBLE处理与MBL处理的CO_(2)累积排放量无显著性差异,而试验后期(>51 d),MBLE处理的CO_(2)累积排放量显著高于MBL处理(P<0.05),但试验结束时(第85天),MBLE处理的土壤CO_(2)累积排放量较MBL处理仅增加4.5%。此时,MBL处理土壤CO_(2)排放通量较MBLE处理高25.2%。土壤碳质量分数对蚯蚓活动的响应同样随时间变化敏感。MBLE处理下的土壤有机碳、可溶性有机碳、颗粒态有机碳及矿物结合态有机碳质量分数在前68 d均低于MBL处理,但试验结束时(第85天),MBLE处理的可溶性有机碳质量分数显著提高了15.2%(P<0.05);土壤有机碳、矿物结合态有机碳和颗粒态有机碳质量分数分别提高了8.5%、8.5%和10.6%;但土壤微生物生物量碳质量分数极显著降低了26.3%(P<0.01)。【结论】蚯蚓活动可促进毛竹生长,增加毛竹林土壤碳质量分数,并在试验结束时降低土壤CO_(2)排放通量及累积排放量。

不同优株香榧果实特性比较及营养品质分析

以浙江诸暨东白湖镇上英村的7个香榧优株为试材,对其表型指标和种仁品质指标进行单因素方差分析、皮尔逊相关性分析与品质综合评价。结果表明:(1)除核形指数和出仁率外,其他表型性状的最大值均出现在3号香榧;6号香榧优株核形指数显著大于其他优株;出仁率最大的是7号(75.11%)。(2) 7个香榧优株平均含油率为49.90%, 5号最高(53.67%), 4号最低(45.35%)。脂肪酸组成以亚油酸和油酸为主,平均含量分别为46.21%和32.07%;香榧种仁主要包括8种矿质元素,平均含量排在前三位的分别为K (7.19 g·kg~(-1))、 Mg (2.87 g·kg~(-1))和P (2.19 g·kg~(-1))。(3)相关性分析表明,元素与元素间、脂肪酸组成间、矿质元素与脂肪酸组成之间表现出的相关性差异较大。(4)采用主成分分析对7个香榧优株进行综合评价,6号香榧优株综合得分最高。

基于IPCC一阶衰减法和Prophet模型的中国竹制品碳储量评估及潜力预测

【目的】竹子生长速度快,收获周期短,所以竹制品具有一定的固碳优势,但鲜有相关其固碳能力的研究,因此亟须评估竹制品碳储量以探究其未来的固碳潜力。【方法】根据历年(1961—2018年)竹材产量,应用IPCC一阶衰减法和生命周期分析(LCA)法,计算相应的碳储量,进一步将竹制品碳储量分为在用与废弃2个环节,并结合应用Prophet时间序列模型预测今后至2060年的竹材产量,以评估竹材制品在双碳目标进程中的贡献。同时,计算比较我国竹材产量前5省份在1992—2018年间的累计竹制品碳储量。【结果】我国竹制品是一个碳储量不断增加的重要碳库。1)我国在用竹制品当年碳储量自1961年的1.45 Tg CO_(2)-eq增长到2018年的53.91 Tg CO_(2)-eq,1961—2018年间在用竹制品碳储量累计为479.23 Tg CO_(2)-eq;2018年我国废弃竹制品当年碳储量为14.41 Tg CO_(2)-eq,1961—2018年间累计为188.47 Tg CO_(2)-eq。二者相加得到我国竹制品碳储量在2018年为68.32 Tg CO_(2)-eq,1961—2018年碳储量累计为667.70 Tg CO_(2)-eq。2)根据Prophet模型预测,2030年我国竹制品当年碳储量为82.75 Tg CO_(2)-eq,2060年为133.27 Tg CO_(2)-eq,我国竹制品碳储量累计值在1961—2030年为1546.48 Tg CO_(2)-eq,至2060年累计为5434.98 Tg CO_(2)-eq。3)1992—2018年竹材累计产量前5的省份是福建、广西、浙江、云南、广东,将其竹材累计产量转化为竹制品累计碳储量分别为162.28、108.20、70.51、66.18、52.31 Tg CO_(2)-eq。【结论】竹材制品具有较强的固碳能力与巨大的固碳潜力,我国竹制品在木质林产品固碳中占有重要地位。本研究结果为推动竹林相关碳汇纳入国际认可的林业碳汇核算体系奠定了重要基础,利于发挥我国竹资源优势,加强竹林生态系统保护与利用。

皖南几种散生竹主要材性研究

为构建竹种质资源基础数据库、合理开发利用竹材提供理论依据,选择唐竹、中华大节竹、甜竹、粉绿竹、红哺鸡竹及雷竹共6种散生竹材为研究对象,对其主要物理、力学及化学性质进行对比分析,并与目前用途最广的毛竹相比较。结果表明,粉绿竹的密度最高,且高于毛竹,其气干密度、基本密度和绝干密度依次为0.89、0.69 g/cm^(3)和0.80 g/cm^(3);红哺鸡竹、唐竹和甜竹的密度均与毛竹相当;中华大节竹密度最低。各散生竹之间力学强度差异显著,但多数竹种各力学强度优于毛竹,可作为高性能材料进行加工利用。其中,抗拉强度以粉绿竹最高,为448.33 MPa;抗弯强度和抗压强度均以唐竹最高,分别为250.56、101.72 MPa;抗剪强度以红哺鸡竹最高,为22.38 MPa。虽然各散生竹种的综纤维素与α纤维素含量均低于毛竹,但仍可作为优良的制浆造纸原料,中华大节竹的综纤维素含量最高,为67.90%;唐竹的α纤维素含量最高,为43.09%。另外,低苯醇抽提物含量的粉绿竹和低不溶木质素含量的雷竹、唐竹均为降低制浆造纸工艺成本、提高纸张质量的较优原料选择。

建筑用圆竹拱形规格材研究展望

竹材是一种优质的工程结构材料,圆竹建筑中普遍采用竹拱作为主要受力构件,不仅承受力强、不易变形、天然环保、透气性好,而且丰富了竹建筑的设计语言,呈现出各种造型,如穹顶、梁柱框架、桁架网架、编织结构等,具有极高的艺术和实用价值。目前,拱形圆竹材加工工艺主要依赖火烤软化定型,工业化程度低,生产效率低下,产品性能参数不准确,无法满足竹建筑设计和产业规模化发展的需求,限制了圆竹材的应用和普及。建立完善机械化的生产工艺流程、规格化的产品体系和标准化的性能评价体系,积极引导圆竹拱形规格材的工业升级、标准制定和产业发展,对于实现“乡村振兴”“双碳目标”和绿色建筑产业发展具有重要意义。

山东省竹子引种与种质资源保存研究现状

山东省地处暖温带湿润性季风气候,是“南竹北移”的主要省区之一。近年来,随着竹产业的发展和竹产品的不断丰富,竹子在城市绿化、生产生活等方面日益得到广泛应用,对竹子的需求越来越迫切,一些极具观赏价值的竹种开始在山东推广,而且栽种面积不断扩大。文章通过对山东省竹资源及相关研究进行总结,在此基础上提出适宜山东省栽植推广的竹种,并提出要综合考虑竹种生物学特性、自然分布特点、抗寒性强弱及逐步引种等引种栽培建议,为山东省园林绿化、生产生活等用竹的选择提供科学依据和技术支撑。

不同土地利用方式对长三角水源地氮磷流失的影响

太湖流域是我国长江三角洲地区最重要的水源地之一,受到水源地土地利用方式的影响,面源污染依然严重。为了控制氮磷流失,研究以长三角重要水源地安吉赋石水库集水区为研究区,通过野外径流观测探究了不同立地下的氮磷流失特征。结果表明:(1)该地区经济林TN平均流失浓度最大,为3.21 mg/L。TP平均流失浓度表现为经济林(0.13 mg/L)>白茶(0.09 mg/L)>自然地(0.07 mg/L)=次生林(0.07 mg/L)。次生林地能够有效减少氮磷流失。(2)降雨强度和降雨量是影响该地区氮素流失的主要降雨因素。(3)硝态氮和溶解态磷分别是该区氮磷流失的主要形态。(4)氮素污染是影响水质的关键因素,因此在面源污染治理过程中要加强对氮素流失的控制。综上,通过优化水源地土地利用方式,营建结构合理的水源防护林,有助于改善水源地环境,保障饮用水安全。

圆竹标准材产业化发展路径

随着竹材应用领域的不断扩大,市场对圆竹材的需求逐年增加,然而较落后的竹材加工方式已成为制约竹材规模化、工业化利用的瓶颈,产业化发展圆竹标准材迫在眉睫。文章在结合中国竹资源分布特点和对圆竹材产业调研的基础上,系统分析了圆竹标准材制备、仓储体系构建、模块化构件加工及工程应用等环节的发展现状。文章认为,目前不完备的圆竹标准材生产和加工体系,制约了其产业链中上游资源的高效利用和下游产品的开发应用,应依据中国竹种的分布特点,规划实施圆竹材储备工程,建立圆竹标准材工业收储体系,推广圆竹标准材模块化应用,以加快圆竹标准材产业化发展。

DNA甲基化在解析毛竹自然变异中的应用

DNA甲基化能够在不改变DNA序列的情况下改变基因的表达和引起可变剪切等,进而改变细胞的表型甚至功能;并且这种修饰能够随着DNA的复制过程遗传给子代DNA,因而在植物体细胞突变过程发挥重要调控作用。虽然长期以无性繁殖为主,毛竹(Phyllostachys edulis)却存在丰富的自然突变类型,但是至今其遗传调控机制尚不清晰。本文综述了毛竹自然变异研究现状、植物DNA甲基化及其转录调控机制在植物发育过程中的研究进展,展望了DNA甲基化在解析毛竹自然变异现象的潜在应用,以期为竹类植物精准育种提供理论指导与技术支持。

海南岛竹种质资源保存、利用与发展潜力

海南岛具有特殊的气候、地理条件和区位发展优势,在竹类种质资源保存、热带特色经济竹种产业发展、竹产品加工利用等方面有着巨大的发展潜力。但就现阶段而言,海南岛的竹产业发展存在竹资源本底不清、重视程度不高、产业化水平低等问题。文章分析了海南发展竹资源的优势和机遇,以及竹资源利用现状,并从资源培育角度提出了竹类植物未来的研究方向,以期为海南竹产业发展提供思路和解决方法。

中国竹资源培育现状与增产潜力

应用文献研究、重要竹产区问卷调查等方法研究了中国竹资源培育现状与增产潜力。结果表明,中国竹种研究利用不充分,有文献报道的竹种约60种,不足竹种总数的10%,且主要为毛竹;在竹林资源中低产、低效林占竹林总面积的比例较大,为45.8%,加强竹林经营能明显提高竹林的生产力;竹林经营成本较高,占竹林经营收益的40%~78%,是制约竹林经营的主要因素;自1973年以来竹林面积每年以约2.7%的速度增加,竹林面积的增加带来了巨大的增产潜力。文章建议,应拓展特色竹种质的研究与利用,提高竹林经营管理水平,降低经营成本,同时增强竹资源供给能力,以便更好地支撑竹产业的健康发展。

正交胶合木滚动剪切性能研究进展

滚动剪切强度和滚动剪切模量是决定正交胶合木(CLT)力学性能的关键因素,被认为是CLT在工程应用中关键的设计参数。因此,CLT的滚动剪切性能是CLT领域的研究热点之一。文中首先从基材种类、密度、锯切模式、层板宽厚比等方面重点介绍正交胶合木滚动剪切性能的影响因素;其次全面介绍Timoshenko方法、γ理论、剪切类比法和k方法等滚动剪切性能理论计算方法的优劣和使用条件;随后着重介绍滚动剪切性能的常用测试方法——平面剪切试验和短跨度弯曲试验,并对比分析了不同理论计算方法和测试方法结果的差异;最后指出当前CLT滚动剪切性能研究中存在的问题,并提出相应的建议,以期能为CLT滚动剪切性能的研究提供参考,为CLT在实际工程中应用提供理论支撑。

根系-菌根-土壤微生物对毛竹林土壤氮矿化过程的贡献

土壤氮矿化是土壤氮素循环的关键过程之一,决定了土壤的供氮能力。然而,有关植物根系、共生菌根菌丝体和土壤微生物等不同生物因素对土壤氮矿化的贡献缺乏了解。本研究以浙江省庙山坞自然保护区毛竹(Phyllostachys edulis)林为对象,利用阴阳离子树脂芯原位培养技术研究毛竹林土壤氮矿化过程,并结合不同网孔大小(1.45 mm:允许所有组分进入,53μm:排除根但允许菌丝进入,1μm:排除根和菌丝进入)微宇宙进一步区分根系、菌丝体和土壤微生物的作用。结果表明:(1)通过不同孔径微宇宙装置处理,53μm微宇宙较1.45 mm微宇宙对根系的排除效果达到了100%,1μm微宇宙较53μm微宇宙对菌丝的排除效果达到了70%;(2)不同生物组分参与土壤氮循环过程主要改变了土壤氨化速率,增加根系参与土壤氮循环过程后(1.45 mm微宇宙)土壤净氨化速率较排除根系参与时(53μm微宇宙)低36.58%;而不同孔径微宇宙装置间土壤净硝化速率、净矿化速率无显著差异;(3)1.45 mm微宇宙中土壤亮氨酸氨基肽酶(LAP)和酚氧化物酶(POX)较53μm微宇宙分别高27.59%和61.54%,可能是土壤净氨化速率降低的主要原因。本研究量化了根际(根系、菌根真菌)介导驱动对毛竹林土壤氮矿化过程贡献,土壤微生物是影响毛竹林土壤净硝化作用和矿化作用的重要生物因子,而根系和共生菌根则在土壤净氨化作用中发挥重要作用。

采伐方式对硬头黄竹非结构性碳水化合物分配特征的影响

以优良纸浆用丛生竹种硬头黄竹(Bambusa rigida)为研究对象,探究不同处理下丛生竹生长变化、快速生长过程母竹和新竹内非结构性碳水化合物(NSC)含量动态变化及二者之间的相关关系,旨在探究母竹对新竹NSC的供给规律,从而优化林分结构和采伐方式,揭示丛生竹快速生长的内在规律。设置保留1年生母竹(处理Ⅰ)和保留1、2年生母竹(处理Ⅱ)两种采伐模式,并以不采伐处理的硬头黄竹丛为对照(CK),分析不同采伐方式下竹丛的出笋、成竹和生物量特征,比较3种采伐模式竹丛生长的数量和质量变化。研究硬头黄竹快速生长过程中5个关键时期的母竹叶、枝、秆和根NSC开放科学标识码(OSID码)含量、含水率动态变化,探究不同年龄母竹与新竹NSC的供求关系。结果表明,不同采伐处理硬头黄竹的繁殖率为处理Ⅰ>处理Ⅱ>CK,成竹率为CK>处理Ⅱ>处理Ⅰ,新竹生物量为CK>处理Ⅱ>处理Ⅰ,且均表现为处理Ⅰ与CK和处理Ⅱ差异显著(P<0.05),CK与处理Ⅱ差异不显著。不同处理的1年生母竹上发出的新竹胸径最大,其出笋、成竹数和新竹生物量占总数的90%以上。新竹快速生长期从笋芽萌动到高停止生长,新竹NSC含量总体上呈现出先升高后降低的变化趋势,在节间快速生长时期达到最大,不同年龄母竹各器官NSC含量均呈现出逐渐下降趋势,其中处理Ⅰ母竹枝、叶、秆、根NSC含量分别下降49.70%、54.05%、39.85%、60.86%,均高于处理Ⅱ中1年生与2年生母竹各器官NSC含量下降幅度,处理Ⅱ中1、2年生母竹各器官下降幅度差异不显著。相关性分析表明,处理Ⅰ中母竹的叶、根和秆的淀粉含量与新竹的淀粉含量呈显著正相关(P<0.05),处理Ⅱ中1年生母竹的叶、根和枝,2年生母竹的根和秆的淀粉含量均与新竹的淀粉含量呈显著正相关(P<0.05)。在硬头黄竹采伐经营中,伐除3年生及以上的母竹,保留1、2年生母竹能有效提升竹林生产力及繁殖能力。不同采伐处理对母竹向新竹转移NSC过程产生显著影响,当只有1年生母竹时,其叶、秆和根是参与新竹淀粉转运的主要器官,当1、2年生母竹共同存在时,1年生母竹的枝、叶、根主要参与新竹淀粉转运,同时2年生母竹也向1年生母竹上发出的新竹提供NSC。因此,硬头黄竹林采伐经营中应保留1、2年生母竹,保障快速生长期对新竹的养分供给能力。