课程思政的可行性分析——以河北农业大学林学院为例

课程思政是一场全方面育人的教学改革,许多高校已经开始了这场改革的探索和实践。文章解读了课程思政的内涵,阐述了课程思政的产生历程,并以河北农业大学林学院为例,分析了课程思政实施的可行性,为河北农业大学林学院实施课程思政提供理论依据。

河北塞罕坝地区森林鼠害发生及防控对策研究

为了弄清塞罕坝地区森林鼠害危害,为森林鼠害综合治理及林木保护提供有效依据,调查研究了塞罕坝地区森林害鼠种类、分布以及地理区划,分析了森林害鼠在不同林地受害率及防控效果,并提出了综合防控对策。研究结果表明:塞罕坝坝上地区共有害鼠种类15种,4科,11属;地下鼠5种,其余均为地上鼠,地下鼠达乌尔黄鼠和草原鼢鼠为优势种,褐家鼠和黑线姬鼠这2种害鼠为世界动物地理区划东洋区、古北区广布两界种,其余13种均为古北界种,小家鼠为原古北界种,现全球广布;分析连续3 a森林鼠害在不同林分的发生及防治,森林鼠害受害率逐年略呈下降趋势,不同林分类型危害中阳坡危害程度轻于阴坡,混交林危害程度轻于纯林,表明综合防控效果明显;森林鼠害综合防控策略应侧重生物防治和生态控制技术相结合,适时辅以化学防治。

河北省北部华北落叶松人工林立地指数空间分布预测

【目的】探究河北省北部华北落叶松人工林立地生产力空间分布格局及其与环境因子的关系,为高效森林经营提供依据。【方法】基于研究区1179块森林资源二类调查小班数据,建立以地形、气候和土壤因子为辅助变量的多元线性回归(MLR)、随机森林(RF)、回归克里格(RK)和地理加权回归克里格(GWRK)模型。通过模型评价,选择最优模型预测研究区华北落叶松人工林立地指数(SI)空间分布,采用相关和偏相关分析方法分析SI分布格局与主要环境因子的关系。【结果】海拔、最干月降水、土壤全氮和全磷是影响研究区华北落叶松人工林立地生产力的主要因子;地统计学的2种模型(RK和GWRK)拟合优度相近且均显著高于MLR和RF模型,与全局回归的RK模型相比,局部回归的GWRK模型具有较高的R^(2)(0.780)及较低的AIC(160.533)、RMSE(1.593 m)和MAE(1.113 m),为最优预测模型;不同立地生产力等级地区内SI对地形和土壤因子的变化表现更为敏感,对气候因子的变化反应较弱。【结论】海拔、最干月降水较高以及土壤氮磷含量适中的研究区西北部,是华北落叶松人工林适生区,而海拔、最干月降水较低以及土壤氮磷含量不平衡的东、南部,华北落叶松人工林的适应性较差,可通过造林活动或适当添加氮磷肥削弱环境因子对树木的不利影响。

基于结构方程模型分析森林草原带草本物种丰富度对景观因子的响应

受损景观是由不同比例的植被斑块组成的镶嵌体,阐明植被斑块的景观结构特征对物种多样性的影响,有助于提高受损景观物种多样性保护。在塞罕坝自然保护区选取38个天然植被斑块,其中包括12个草地、11个灌木林和15个天然次生林。根据光合作用的不同途径将草本物种划分为C_3和C_4功能群。选取斑块面积、形状指数、隔离度指数及每个斑块500 m缓冲区内的森林和草地比例作为景观因子。通过结构方程模型探讨C_3、C_4草本物种丰富度与景观因子的相互关系。斑块面积(2.18—74.06 hm^2)与C_3、C_4草本及总物种丰富度分布格局均具有显著的正相关关系(P<0.05),且对C_3草本的影响最大;形状指数(1.06—3.11)、隔离度指数(33.51—327.65)对C_3、C_4草本及总物种丰富度影响不显著(P>0.05);C_3、C_4草本及总物种丰富度与毗邻斑块草地比例(4.20%—64.95%)呈正相关,而与森林比例(35.05%—95.80%)呈负相关。研究区斑块面积和毗邻斑块植被构成是影响C_3、C_4草本植物的主要因素。在破碎化景观中保存面积大的天然植被斑块及提高毗邻斑块草地比例是保护关键C_3、C_4草本植物物种的有效途径。

GNSS RTK 技术在林木定位及微地形测量中的应用

GNSS RTK能提供实时、高精度的定位信息,在林区有广阔的应用前景。研究尝试在几种不同林分类型中进行RTK定位,选取位于龙头山林场的华北落叶松天然林进行了林木分布格局调查和微地形测量。研究结果表明:1)郁闭度是影响RTK在森林中定位可用性的主要因素之一,当郁闭度在0.6以下时,能应用GNSS RTK在森林中进行定位;2)使用RTK进行样地设置时有“直接放样法”和“辅助定位法”,可以灵活选择;3)与全站仪相比,RTK每木定位的平均点位误差为0.143m,可以满足每木定位的需要;4)使用ArcGis分析RTK采集的定位数据可以在每木定位的同时获得样地内坡度、坡向等微地形信息。

气候变化情景下河北省3个优势树种适宜分布区预测

【目的】探究河北省3个优势树种分布与气候因子的关系,并进行适宜分布区预测,以期为评估气候变化的影响及制定适宜未来气候变化的森林经营策略提供理论依据。【方法】依据河北省森林资源调查数据,选取华北落叶松、蒙古栎和油松这3个主要树种,采用ClimateAP气候模型生成当前及未来(2040—2069年和2070—2099年)与降水和温度相关的10个气候因子,利用MaxEnt生态位模型和基于3个气候变化情景(温室气体最低排放,RCP2.6;中度稳定排放,RCP4.5;高度排放,RCP8.5)的一致性预测,模拟3个树种当前和未来的潜在适宜分布区,并采取响应曲线分析主要气候因子对3个树种适宜分布区的影响。【结果】3个树种MaxEnt模型的受试者工作特征曲线下面积(AUC值)都大于0.85,具有较好的预测能力;当前3个树种主要适宜分布在燕山和太行山地区;影响3个树种分布的主导气候因子存在差异,华北落叶松主要受小于0℃年积温和湿季降水量的影响,蒙古栎则主要受最热月平均气温、Hargreaves水分亏缺和湿季降水量的影响,而最热月平均气温、湿季降水量、大于5℃年积温和年均气温是影响油松分布的主要气候因子;一致性预测表明,在2040—2069年,河北省华北落叶松分布面积明显扩大,蒙古栎分布面积变化较小,而油松分布面积显著缩小;在2070—2099年,3个树种的适宜分布面积都显著缩小,幅度均超过3%。【结论】随着气候变化,3个树种均有向高海拔地区迁移的趋势,但在经纬度方向上的分布变化不大。在未来3个树种的适宜分布区,采取人工手段(如造林)辅助树种扩散以适应气候变化,有利于提高森林生产力,构建健康稳定的森林生态系统。

气候变化情景下基于潜在NPP的河北省华北落叶松生长适宜性

【目的】模拟华北落叶松当前及未来气候变化情景下的潜在NPP,并以此为基础评价其生长适宜性,为评估气候变化对华北落叶松林的影响和精准提升森林质量提供理论依据。【方法】基于河北省森林资源二类调查数据和2001—2010年累年平均NDVI数据,采用Climate AP气候模型生成当前及未来(2040—2069年和2070—2099年)时期的气候数据,利用CASA模型计算华北落叶松当前及未来气候变化情景下的潜在NPP,以此为基础分析其生长适宜性,并运用Pearson相关分析法在像元尺度上分析气温和降水变化对潜在NPP的影响。【结果】河北省华北落叶松当前潜在NPP均值为342.7 gC·m^-2a^-1,其生长适宜性较低的区域主要集中在平原和西北部高海拔地区,占研究区总面积的80%以上,生长适宜性较高的区域主要集中在亚高山地带,占研究区总面积的比例低于20%;2040—2069年的年均潜在NPP上升为392.9 gC·m^-2a^-1,总体生长适宜性明显提高,中适宜生长区面积大规模扩大至59.4%;2070—2099年的年均潜在NPP略微下降为375.1 gC·m^-2a^-1,总体生长适宜性下滑,生长适宜性较高区域面积明显缩小;河北省华北落叶松潜在NPP主要受降水量影响,大部分区域华北落叶松的潜在NPP与降水量显著正相关(P<0.05),当前的降水条件限制华北落叶松的生产力。【结论】随着气候变化,河北省华北落叶松生长适宜性将发生显著变化,变化主要发生在低适宜生长区和中适宜生长区,总体适宜性将提高。在华北落叶松当前及未来生长适宜性均较高的地区适当扩大其营造面积,有利于防范气候变化的不利影响。。

冀北坝上不同樟子松林的土壤养分及其与林木生长的关系

为了解冀北坝上地区樟子松人工林的土壤条件及其与生长的关系,采用典型取样方法对塞罕坝机械林场樟子松林的土壤进行了研究。结果表明,不同立地樟子松林的土壤养分含量有明显不同,各养分元素均以坝上山地壤质土和坝下山地壤质土为最高,坝上西部曼甸砂质土和坝下平地壤质土最低;坝上和坝下地区土壤养分含量总体上较为接近,但是坝下地区不同林地之间土壤养分含量的差异明显>坝上地区。樟子松林土壤中全氮、水解氮、全磷、速效磷、全钾、速效钾的含量均随有机质的增加而增加,而且具有明显的回归关系,但回归关系的形式各不同,可基于回归关系通过有机质含量来估测其他土壤养分元素的含量。樟子松优势木树高与土壤养分含量之间没有表现出明显的正相关关系,但与土壤厚度有正的相关关系,樟子松适宜土层深厚的立地条件,而对土壤养分含量要求不高。

冀北山区华北落叶松人工林对土壤化学性质的影响

为了研究冀北山区华北落叶松人工林土壤化学性质的变化,采用空间替代时间的研究方法,分析比较了不同林龄华北落叶松人工林林下土壤的酸碱度、阳离子交换量、盐基饱和度、土壤有机质及速效养分含量。结果表明,随着林龄的增长,土壤pH值、速效钾含量有逐渐下降的趋势,土壤速效磷含量有所增加,一代林碱解氮含量呈上升趋势,而土壤盐基饱和度没有明显的变化。同时,与华北落叶松一代人工林相比,二代林土壤pH值下降0.23个单位,土壤阳离子交换量、盐基饱和度、有机质含量、碱解氮含量与速效钾含量分别下降44.43%,9.59%,24.01%,20.27%和28.88%,土壤速效磷含量上升8.09%。该地区华北落叶松人工林土壤有轻微酸化的趋势,二代林土壤肥力有下降的趋势,因此在森林经营管理过程中应采取相应措施加以防范。

塞罕坝自然保护区物种丰富度对植被景观破碎化的响应及其空间尺度差异

【目的】探讨物种丰富度对各种环境因子的响应并确定是否存在空间尺度差异,以期为物种多样性保护提供帮助。【方法】在塞罕坝自然保护区选取38个天然植被斑块,其中包括12个草地、11个灌木林和15个天然次生林斑块,共记录物种360种,分属196属,54科。根据生长型将植物物种划分为1年生草本、多年生草本、灌木和乔木4个功能群。分别采用一阶刀切法和面积加权平均法计算斑块尺度与样方尺度的功能群物种丰富度。通过广义线性模型(GLM)分析斑块尺度和样方尺度的不同植物功能群的物种丰富度与景观结构、地形、土壤因子间的关系;并用冗余度(RDA)分析法,在2个空间尺度对环境因子进行定量分解。【结果】景观结构、地形、土壤因子可解释功能群物种丰富度格局的60%以上;各植物功能群的物种丰富度对景观破碎化的响应由强到弱依次为乔木、灌木、多年生草本和1年生草本;在斑块尺度,木本植物(灌木和乔木)受景观结构因子(如斑块面积、形状指数、隔离度和斑块类型)的影响较大(P<0.05),而在样方尺度则更多受土壤因子(如p H值、有机质含量、全磷含量和全钾含量)的影响较大(P<0.05);多年生草本物种丰富度在斑块尺度与斑块面积、斑块类型、p H值和全磷含量显著相关(P<0.01),而在样方尺度主要受斑块类型和海拔的影响(P<0.05);1年生草本物种丰富度在斑块尺度受斑块类型、全氮含量和全钾含量的影响显著(P<0.01),而在样方尺度主要受斑块类型和土壤有机质含量的影响(P<0.01)。【结论】植物功能群的物种丰富度对景观破碎化的响应机制存在斑块尺度与样方尺度的差异,物种丰富度的分布是不同空间尺度和环境因子共同作用的结果。物种丰富度在斑块尺度主要受景观结构因子与少量土壤因子的影响;在样方尺度主要受斑块类型与土壤因子的影响。因此,阐明物种丰富度的环境因子响应机制时需先明确特定的功能群和空间尺度。

冀北山地蒙古栎天然林土壤物理性质及水源涵养功能研究

对冀北山地不同坡位的蒙古栎天然林土壤水分物理性质及水源涵养能力进行了初步研究。结果表明,0—40cm土层土壤容重、非毛管孔隙度、有效持水量均表现为:坡中>坡下>坡上,土壤容重在1.0～1.1g/cm3之间;土壤非毛管孔隙度和有效持水量均值为8.9%和347.6t/hm2。土壤毛管孔隙度、总孔隙度、毛管持水量和最大持水量均表现为:坡下>坡中>坡上,其均值分别是38.5%,47.5%,1 521.50t/hm2和1 869.1t/hm2。枯落物厚度、蓄积量和最大持水量表现为:坡下>坡上>坡中,其均值分别是48.7cm,23.5t/hm2和49.3t/hm2,最大持水率表现为:坡上>坡中>坡下,变化范围为219.3%～231.8%。蒙古栎天然林林地蓄水能力表现为:坡下(1 996.0t/hm2)>坡中(1 930.0t/hm2)>坡上(1 829.3t/hm2),平均蓄水量为1 918.4t/hm2。由此可知,蒙古栎天然林蓄水能力受坡位影响较大。

北京松山不同密度丁香天然林枯落物及土壤水文效应

以北京松山5个不同密度（784,1 024,1 210,1 616,1 872株/hm2）的丁香（Syzygium aromaticum）天然林为对象,对其枯落物层及土壤层水文效应进行研究。结果表明：枯落物总蓄积量、最大持水率、最大持水量随丁香天然林密度的升高而增大。枯落物的总储量在13.19~31.66t/hm2之间;有效拦蓄能力在32.71~79.77t/hm2之间;枯落物最大持水量在50.76~119.29t/hm2之间,与浸泡时间呈明显的对数关系（R〉0.86）;枯落物最大持水率为385.72%~507.16%,枯落物吸水速率与浸泡时间呈明显的幂函数关系（R〉0.99）;同一密度土壤容重随土层深度的增加而增大,总孔隙度随密度的升高先增大后减小。初渗速率在37.50~54.55mm/min之间,入渗速率与入渗时间存在较好的幂函数关系（R〉0.99）。中密度丁香天然林水源涵养功能较强。

北京市松山不同海拔油松林枯落物及土壤水文效应

以北京市松山4个海拔梯度（751，890，1012和1211m）的油松（Pinus tabuliformis Carr）天然林为对象，对其枯落物层及土壤层水文效应进行研究。结果表明：（1）枯落物总蓄积量、枯落物最大持水量和最大持水率均随海拔的升高先增大后减小；（2）枯落物的总储量为9．03～27．75t／hm2，最大持水量为26．66～90．54t／hm2，与浸泡时间呈明显的对数关系（R〉0．93）；最大持水率为287．62％～296．73％，与浸泡时间呈明显的幂函数关系（R〉0．99）；（3）土壤容重随海拔升高而减小，其变化范围为1．38～1．66g／cm3，总孔隙度随海拔升高先减小后增大；（4）土壤初渗速率相差较大，稳渗速率为1．95～7．06mm／min，入渗速率与人渗时间呈幂函数关系（R〉0．70）。综合分析得出，低海拔油松天然林水源涵养功能较强。

太行山前南峪旅游区3种典型林分枯落物持水特性的研究

为了阐明太行山前南峪旅游区油松林、刺槐林和栓皮栎-刺槐林林下枯落物的持水规律,对其枯落物蓄积量、持水量、吸水速率和有效拦蓄量等进行研究。结果表明:①各林分枯落物蓄积量油松林(32.12t/hm2)>栓皮栎-刺槐林(12.39t/hm2)>刺槐林(7.14t/hm2);②枯落物的最大持水量油松林(28.41t/hm2)>栓皮栎-刺槐林(25.73t/hm2)>刺槐林(18.16t/hm2),但在每种林分中半分解层枯落物的最大持水量都大于未分解层。最大持水率刺槐林(253.81%)>栓皮栎-刺槐林(204.56%)>油松林(129.40%);③在浸泡的前0.25h内,未分解层和半分解层枯落物的持水量增速及吸水速率最大,然后逐渐减弱,最后趋于一致;24h后枯落物的持水量达到最大,而此时吸水速率几乎为零;枯落物的持水量及吸水速率与浸泡时间的关系依次为:Q=aln(t)+b和V=ktn;④枯落物有效拦蓄量栓皮栎-刺槐林(19.75t/hm2)>刺槐林(14.25t/hm2)>油松林(5.12t/hm2)。

杨树UGT198基因的生物信息学分析、基因克隆及功能初探

【目的】研究UGT198基因是否参与调控烟草抗虫性,为未来探索其参与调控杨树抗虫性奠定基础。【方法】前期通过分析公共转录组数据发现PtrUGT198基因在杨树响应虫害的转录组中高调表达,对其进行生物信息学及进化分析。以107杨为材料,克隆UGT198基因,构建过量表达载体,利用农杆菌介导法转化烟草获得过量表达转基因株系。通过棉铃虫饲虫试验初步验证UGT198基因是否参与调控抗虫性,分析UGT198基因在调控抗虫性中发挥的功能。【结果】PtrUGT198基因完整的ORF区为1440 bp,编码479个氨基酸,理论分子量为53.14 kDa,等电点为5.92,编码不稳定疏水性蛋白。PtrUGT198蛋白的二级结构α⁃螺旋占41.75%,β⁃折叠占14.61%,β⁃转角占7.10%,无规卷曲占6.53%。PtrUGT198蛋白不存在跨膜区,预测其不属于膜蛋白,为非分泌性蛋白,该蛋白的磷酸化修饰以丝氨酸为主。同源序列对比结果显示PtrUGT198蛋白的C末端存在高度保守的植物次生产物糖基转移酶(Plant secondary product glycosyltransferase,PSPG)基序。系统进化树分析发现,PtrUGT198蛋白与同属植物毛白杨、银白杨和胡杨亲缘关系最近,其次和模式植物烟草有较近的亲缘关系。成功克隆杨树UGT198基因,构建pNC⁃UGT198基因过量表达载体,并转化烟草获得过量表达转基因株系,进行饲虫实验,得到高表达量烟草相对抗虫。【结论】首次成功克隆了UGT198基因,并初步解析其调控抗虫性的功能,为深入了解UGT198基因调控杨树抗虫机理提供参考价值。

不同造林模式对铁尾矿地土壤性质的影响

为了了解不同造林模式对尾矿地物种多样性的影响以及对土壤物理、化学和生物性质的影响,采用空间替代时间的研究方式,分别调查未造林尾矿地、紫穗槐纯林、沙棘纯林以及沙棘—紫穗槐—桑树人工混交林下土壤的物理、化学及生物性质。结果表明:(1)与裸尾矿相比,紫穗槐纯林、沙棘纯林以及混交林林下土壤容重、田间持水量、毛管持水量以及毛管孔隙度均有不同程度的下降,土壤饱和持水量、总孔隙度及非毛管孔隙度有所上升,且混交林林下土壤物理性质的变化最大,土壤容重、田间持水量、毛管持水量与毛管孔隙度较裸尾矿分别下降了12.07%,3.49%,4.66%,3.67%,土壤饱和持水量、总孔隙度及非毛管孔隙度分别增加了6.44%,9.29%,12.96%;(2)与裸尾矿相比,紫穗槐纯林、沙棘纯林以及混交林林下土壤有机质含量及各种养分元素含量明显增加,土壤pH值下降,尤以混交林的变化最为明显;(3)造林后土壤主要微生物类群的数量及主要酶活性均有所上升,且以混交林上升最明显。由此可以看出,在尾矿地进行人工造林可以在一定程度上改善尾矿土壤的性质,且营造混交林模式对尾矿土壤的改良效果最佳。

塞罕坝坝上地区樟子松人工林的土壤养分研究

樟子松在河北省的塞罕坝地区具有广泛的分布,以塞罕坝坝上地区樟子松人工林为研究对象,在前期调查和实地考察基础上,针对人工林的林分情况,用典型取样的方法在千层板林场按照不同年龄设置了12块标准地,并对土壤采集、处理和实验,研究其土壤养分。结果表明：1）土壤中各种养分含量都随土层深度的变化而变化,各养分含量均随土壤深度的增加而递减,但是变异程度不同。2）土壤中各养分因子间都存在着不同程度的相关关系。pH与其他养分因子都不成显著的相关关系,即对其他养分因子的含量影响不大;速效磷只与全氮呈显著的正相关关系,与其他因子均未达到显著水平;有机质与除速效磷、pH外的其他养分因子均呈极显著的正相关关系。3）不同林龄下的樟子松人工林土壤养分由大到小的顺序为：10a以下〉10~20a〉40a以上〉30~40a〉20~30a,即土壤养分随年龄的增加呈现先降低后升高的趋势。4）除pH和速效磷外,其他几种土壤养分元素与胸径生长都达到了显著相关水平。有机质、全氮、碱解氮、全磷、全钾、速效钾与胸径的相关关系的回归方程都为多项式函数,R2的范围是0.655 7~0.866（P〈0.05）。

核桃壳木醋液植物生长促进剂响应面法配方优化

为优化以核桃壳木醋液为主的植物生长促进剂配方,在单因素试验的基础上,以核桃的叶面积为响应值,采用响应面法检测不同混合物比例对核桃的促生效果。结果表明,在木醋液体积分数0.5%(200倍液)、KH 2 PO 4质量浓度0.2%、过磷酸钙质量浓度1%、硼酸质量浓度0.2%、尿素质量浓度0.3%时,1年生核桃叶面积最大,达到82.77 cm^(2),与预测值(85.23 cm^(2))无显著差异,表明促生条件最佳。在回归方程中核桃壳木醋液对叶面积的影响最显著,可用于进一步制备核桃壳木醋液生长促进剂。

基于同位素与液流的沙地杨树人工林水分利用策略

采用同位素比率质谱仪和热扩散式探针于生长季分别测定杨树茎木质部、各来源水δD、δ18O稳定性同位素和树干液流，结合自动气象站观测各环境和气象因子，并利用线性混合模型，分析杨树林水分利用策略。结果表明，土层深度与土壤水δD和δ18O同位素间呈二次多项式关系，R2分别为0．8543和0．8166；杨树东侧耗水速率开始增加及降低时间分别早于西侧30、10min，昼夜间耗水无明显停止界限，杨树单木日耗水量与树干胸径和边材面积呈极显著相关（Sig=0．01）；沙地杨树林平均单木水分消耗量约为6．26kg／d；杨树西侧根主要吸收40～120cm土层的土壤水和地下水来补给水分消耗，东侧根除了吸收40～120cm土层的土壤水和地下水补给外，亦少量利用0～40cm浅层土壤水。

塞罕坝自然保护区华北落叶松和樟子松人工林健康评价

【目的】了解自然保护区人工林健康状况,指导森林经营和保护区建设。【方法】以河北省塞罕坝自然保护区华北落叶松(Larix gmelinii var.principis-rupprechtii)和樟子松(Pinus sylvestris var.mongolica)人工林为研究对象,基于分层随机取样法,设置36块样地,选取生产力、林分结构、物种多样性、土壤质量和稳定性等5个方面17个指标,建立森林健康评价指标体系。运用主成分分析法计算森林健康指数、K均值聚类法划分森林健康等级、Fisher判别分析法验证聚类结果的准确性。【结果】研究区森林健康指数范围在-1.02~1.46;土壤质量和林分结构是影响研究区森林健康的最主要因素;森林健康等级所占面积比例从大到小依次为:中健康(50%)>不健康(25%)>亚健康(19%)>健康(6%);在中龄林(20~30 a)和近熟林(>30 a)中,华北落叶松林健康状况均优于樟子松林;随着林分密度的增加,华北落叶松林和樟子松林的森林健康指数呈降低趋势。【结论】塞罕坝自然保护区人工林主要处于中健康和不健康状态,亟须采取有效经营活动改善森林健康状态。