森林工程

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• 基于地理加权逻辑回归模型的松材线虫病发生风险预测

  崔东阳,张智洋,程邦洲,徐钰,甄贞

  为探究辽宁省东部九市（沈阳、大连、鞍山、抚顺、本溪、丹东、营口、辽阳以及铁岭）松材线虫病空间分布特征，应用地理加权逻辑回归（geographically weighted logistic regression，GWLR）模型构建松材线虫病预测模型，对风险区进行预测，为松材线虫病害防控提供科学依据。以2023年的辽宁省松材线虫病疫情区分布林班数据为基础，利用核密度分析法对研究区松材线虫病空间分布特征进行探讨。结合气象因素、地形因素、植被指数以及社会因素等32个影响因子，通过斯皮尔曼相关性检验、双向逐步回归及方差膨胀因子分析筛选松材线虫病预测模型的关键影响因子，利用Logistic回归和GWLR模型构建松材线虫病预测模型，对比2个模型的预测精度，并分析GWLR不同自变量系数的空间分布。结果表明，松材线虫病疫情主要集中于抚顺市周边；林班到公路距离、林班到铁路距离、年平均温度、生长季干旱指数以及土壤湿度等5个影响因子为辽东九市松材线虫病预测模型的关键因子；GWLR模型的拟合效果明显优于Logistic回归（决定系数R ²提升0.42，均方根误差RMSE减小0.14，平均绝对误差MAE减小0.10），对松材线虫病风险区预测的准确率较高（总体精度为90.41%；风险区生产者精度为95.34%，用户者精度为86.79%；非风险区生产者精度为85.49%，用户者精度为94.83%），高风险区集中于抚顺市、铁岭市东南部及本溪市西北部。应用GWLR模型能有效捕捉松材线虫病的空间异质性，该模型的自变量系数在不同地区差异显著。林班距公路、铁路的距离对松材线虫发病率的影响有较明显的空间异质性，年平均气温在大部分地区对松材线虫发病率有促进作用。研究结果可为松材线虫病的传播规律探讨和精准防控提供理论支持。

• 偃松体细胞胚胎发生与遗传转化技术体系的建立

  陈鑫,申丽诗,李伟,周晨光,李爽

  以偃松（Pinus pumila）未成熟种子为材料，未成熟合子胚为外植体，道格拉斯冷杉培养基（douglas Fir medium，DCR）为基本培养基，通过调节植物生长调节剂6-BA、NAA和ABA的质量浓度诱导其体细胞胚胎发生，共获得3个胚性细胞系。基于体胚发生体系，经过卡那霉素质量浓度筛选、侵染时间、共培养时间确定，最终建立适用于偃松的农杆菌介导的遗传转化体系，利用该系统成功获得偃松的抗性愈伤。结果表明，偃松体胚发生体系包括未成熟种子消毒、胚性愈伤组织诱导、胚性愈伤组织增殖、体胚诱导、萌发后培养及生根培养6个阶段。胚性愈伤组织诱导最适培养基DCR+1 mg/L 6-BA+2 mg/L NAA，诱导率为1.11%；胚性愈伤组织增殖最适培养基为DCR+0.35 mg/L 6-BA+0.5 mg/L NAA，增殖倍数为3.73；体胚诱导最适培养基DCR+20 mg/L ABA，每克胚性愈伤组织的体细胞胚胎发生量平均为86.67；体胚萌发后使用DCR+活性炭培养基进行生根诱导，生根率为58%；体胚生根后培养最适培养基为木本植物培养基（woody plant medium，WPM）+ 0.1 mg/L IBA。遗传转化最适卡那霉素质量浓度为60 mg/L，最佳侵染时间为15 min，最佳侵染液菌体密度OD600为0.4，经7 d恢复培养后，再将组织转接于含60 mg/L的卡那霉素的培养基进行筛选和愈伤增殖诱导，经DNA水平鉴定和β-葡萄糖苷酸酶（β-Glucuronidase，GUS）组织化学染色验证，成功获得了转基因愈伤组织，初步建立了偃松的遗传转化体系。

• 不同种源水曲柳耐倒春寒变异分析及种源选择

  王玉玲,卢盛典,何利明,曾凡锁,尹静,熊成明,陈浩頔,詹亚光

  为探究倒春寒胁迫对不同种源水曲柳的危害情况、筛选耐倒春寒优良种源，以东北地区16个水曲柳种源2年生幼苗为研究对象，调查萌动物候期差异后，对萌动期2~3级幼苗进行人工模拟倒春寒处理；系统分析胁迫后冻害率、物候、生长及关键生理生化指标，结合气候因子开展相关性分析。结果表明，16 个种源萌动期差异极显著，呈现高纬度种源萌动早、低纬度种源萌动晚的规律；帽儿山地区倒春寒多发生在5月初或5月下旬，此阶段萌动期达2~3级（新芽伸出至展叶）的苗木受害最严重。阿木尔种源5月22日萌动期等级达到4级，叶片完全展开，可有效避开倒春寒对新芽的伤害。人工模拟倒春寒胁迫处理后，种源间冻害率变异幅度为16.00%~75.00%，平均38.10%，封顶期、落叶期提前，生长期缩减，株高、地径生长量分别降低12.70%和 7.40%，过氧化物酶（POD）活性、黄酮质量分数升高，光合色素、木质素质量分数显著降低。基于生长、物候及关键生理生化指标的变化以及各指标与气候因子的相关性分析，按20%的筛选强度，筛选出阿木尔、带岭、南岔3个耐倒春寒的优良种源。

• 亚热带阔叶林下种植三叶青、重楼和白及对土壤特性的影响

  吴宇浩,韩君蕊,宋家增,李春霞,夏云龙,王慧梅,王文杰

  探讨林药复合经营对土壤特性的影响，是目前林药复合经营关注的热点。以林下种植三叶青（Tetrastigma hemsleyanum）、重楼（Paris polyphylla）和白及（Bletilla striata）林地为研究对象，并以未种植药材的林地作为对照，分析林药复合经营对土壤理化性质、微生物生物量及胞外酶活性等17项指标的影响。研究结果表明，与对照相比，林下种植白及使土壤pH升高（P<0.05），但是林下种植对土壤电导率、容重、孔隙度等均无显著影响。林下种植白及和三叶青组土壤的有机碳分别为26.48 g/kg和23.83 g/kg，均低于对照组31.73 g/kg（P<0.05）；种植重楼和三叶青的土壤总氮分别为1.55 g/kg和1.41 g/kg，显著高于对照组的0.94 g/kg（P<0.05）；林下种植对总磷、阳离子交换量、氨态氮、硝态氮等指标无显著影响。三叶青、白及和重楼降低了土壤微生物量碳质量分数（P<0.05），重楼提高了微生物磷质量分数和土壤磷酸酶活性（P<0.05）。Z-Score分析结果表明，三叶青、重楼和白及降低了综合评分，其中，重楼的综合评分高于三叶青和白及，但统计差异不显著。研究结果为亚热带林下药材种植的生态影响和经济效应评价提供了基础数据支持。

• 黑龙江省东部山地4种典型林型乔木物种多样性和功能多样性特征

  邵英男,李云红,闫思宇,薛彤彤,何萍,张东来

  物种多样性和功能多样性作为生物多样性的2个重要维度，是影响生态系统功能的关键因素。以黑龙江省东部山地4种典型林型阔叶红松林（KH）、云冷杉林（YLS）、蒙古栎林（MGL）和落叶松林（LYS）为研究对象，采用多重比较法、相关性分析和冗余分析等方法，比较不同林型植物功能性状加权值、物种多样性、功能多样性、土壤因子变化特征及内在联系。结果表明，阔叶红松林和蒙古栎林的叶面积、比叶面积显著高于云冷杉林和落叶松林，蒙古栎林的叶绿素和叶碳质量分数显著低于其他3个林型；阔叶红松林、云冷杉林、落叶松林的Margale丰富度指数、Shannon⁃Wiener多样性指数、Simpson多样性指数和Pielou均匀度指数显著高于蒙古栎林；阔叶红松林的功能丰富度指数FRic和Rao二次熵指数最高，蒙古栎林的功能分歧度指数FDiv最高，功能均匀度指数FEve在不同林型中无显著差异；土壤pH和含水率对物种多样性有显著性影响，土壤pH对功能多样性有显著性影响。研究结果可为森林生态系统群落结构优化及维持生物多样性提供理论依据。

• 黑龙江省森林火后冠层垂直结构生态恢复轨迹

  李思然,李明泽,王斌,马新泰

  森林火灾是影响森林生态系统结构与功能的重要干扰因素，系统评估火后森林结构恢复过程对区域生态安全与经营管理具有重要意义。以黑龙江省森林火灾区域为研究对象，基于全球生态系统动力学调查（Global Ecosystem Dynamics Investigation，GEDI）激光雷达数据，结合时空替代方法（space-for-time substitution），系统分析森林火后0~35 a冠层垂直结构的生态恢复轨迹及其差异特征。选取相对高度分位数（RH25、RH50、RH75、RH98）、冠层覆盖度（CC）和植被面积指数（PAI）作为结构指标，通过构建过火区与未燃烧基准区的结构差值序列，采用50 km×50 km网格等权汇总方法，并结合Theil–Sen估计与空间块重采样，对森林结构恢复趋势的稳健性进行评估，进一步按生态区（大兴安岭、小兴安岭、长白山）分组比较火后恢复轨迹与恢复率差异，以及比较不同火烈度条件下的恢复差异。结果表明，火后森林结构恢复具有明显的层次性特征，中层高度结构（RH50）的恢复速率最高（约0.09 m/a），其35 a相对恢复率约为0.33；中上层与林冠顶高度结构（RH75、RH98）虽保持显著恢复趋势，但相对恢复率低于中层结构。冠层属性指标中，PAI的长期变化信号整体强于CC，提示不同冠层属性对火后恢复的响应阶段与持续性存在差异。火烈度对结构恢复具有显著影响，中重火区域在低层高度结构及冠层属性上的恢复趋势不显著，且长期恢复强度明显低于轻火区域。分生态区比较表明，三大生态区的恢复速率与相对恢复程度存在显著差异，差异主要体现在RH25、CC、PAI指标上，其中，长白山地区的恢复速率整体更高，而大兴安岭在低层与冠层属性指标上恢复受限更明显。研究表明，GEDI激光雷达结构参数能够有效分析区域尺度森林火后长期结构恢复过程，可为火后森林恢复评估与经营管理提供科学依据。

• 用于柔性交互界面的木质触觉传感器设计

  郑杨纬哲,朱晓冬,刘玉

  开发兼具环境友好性、独特美学触感与高性能的柔性触觉传感器，是推动可持续人机交互技术发展的关键。针对此问题，提出一种基于天然木材的柔性触觉传感器制备新策略。该方法首先通过脱木质素及半纤维素处理天然木材，得到保留微观多孔结构的柔性透明木质模板。然后，通过原位聚合在该模板内部均匀负载聚吡咯，并利用导电银浆进行图案化打印，最终构建三明治结构传感器。该传感器在保持木材触感和机械柔性的同时，实现高精度压力检测，为柔性触觉交互界面提供可靠方案。性能评估结果表明，该木基柔性传感器在2~10 kPa的不同压力下能够稳定地通过自身的非线性动态响应进行初步数据处理。此外，对其在交互界面与可穿戴设备中的潜在应用价值进行分析，提出的可扩展、高效的木材功能化策略，不仅为木基柔性传感器提供柔性、高性能且环保的触觉传感解决方案，也为兼顾材料可持续性、美学价值与触觉功能的交互系统设计开辟新途径。

• 基于虚拟时间反演技术的木板损伤定位

  许青云,韩芳,刘亮

  针对传统时间反演算法中需二次激励信号的问题，提出一种简化试验操作且提高木板损伤定位精度的方法。采用单发单收型虚拟时间反演技术，通过信号运算替代物理时间反演过程；定义虚拟时间反演重构信号与激励信号的相关系数作为损伤指标；结合超声概率成像算法实现木板损伤定位。结果表明，信号能够在损伤处实现虚拟聚焦，损伤定位准确性明显提升。虚拟时间反演技术简化试验流程，同时有效提高木板损伤定位精度，为工程应用提供参考。

• 基于多策略-交通拥堵优化-支持向量回归算法的重组竹参数及质量的双向预测

  张佳薇,刘志浩,刘吉宇,丁禹程

  针对重组竹热压成型过程中工艺参数多因素耦合、依赖经验调参且试错成本高的问题，亟需建立工艺参数与质量指标之间的定量映射关系，并进一步实现面向目标性能的参数反推。为此，提出一种基于多策略（multi-strategy，MS）交通拥堵优化算法（traffic jam optimization，TJO）优化的支持向量回归（support vector regression，SVR）方法——MS-TJO-SVR，用于构建重组竹工艺参数与质量指标的双向预测模型。正向预测以密度、含水率、施胶量和保压时间为工艺参数输入，以静曲强度、水平抗剪强度、吸水宽度膨胀率和吸水厚度膨胀率为质量指标输出；反向预测以质量指标为输入，反推相应工艺参数。通过MS-TJO对SVR关键超参数进行联合寻优，提高模型对非线性关系的表征能力与预测稳定性。结果表明，所构建的MS-TJO-SVR在正向与反向预测任务中均具有较高的拟合精度和较小的预测误差，且在与传统SVR及其他优化SVR方法的对比中表现出更优的综合性能。研究结果可为重组竹热压成型参数优化与质量预测提供有效的建模工具与方法参考。

• 木塑轻骨料生态浮岛的制备与性能

  李汉鑫,吴梦迪,宋昌坤,张志成,陈明旭,倪松远

  为实现木材废弃物的资源化利用，利用木材废弃物制得的木粉与废旧聚乙烯造粒制得的木塑骨料（wood-plastic，WP）和硫铝酸盐水泥（calcium sulfoaluminate cement，CSA），制备木塑轻骨料生态浮岛（wood-plastic composite ecological floating island，WPC-EF），以木塑骨料与胶凝材料的比例（P/C）作为影响变量来研究其碱度、力学、孔隙率、透水特性及生物附着和净水能力。结果表明，随着P/C的增加混凝土碱度由9.1降低至8.1；抗压强度呈先增后降的变化规律，当P/C为0.5时，抗压强度值最大，3~28 d抗压强度由2.65 MPa增长至7.81 MPa；随着P/C的增加，WPC-EF的连通孔隙率由22.9%增加至44.3%，总孔隙率从35.7%提高至53.7%；透水系数在P/C为0.5时，达到最大值4.85 cm/s，此时生物附着质量以及生物附着群落最佳；污水净化方面，P/C为0.5的试件综合表现最佳，对配置富营养水体中的氨氮（ H H 4 +-N）、总氮（total nitrogen，TN）、总磷（total phosphorus，TP）的去除率分别达到72.15%、86.7%、83.1%。P/C为0.5时在承载与生态功能间取得平衡，该研究结果为生态浮岛制备与工程化应用提供有效的技术支撑。