摘要：天然生物质材料因其来源广泛、固碳能力强、机械强度较高、可再生性、环境友好性以及其具有的独特精细构造、化学组成,在多相催化领域备受青睐。生物质材料固有的孔道系统和化学组分既可以提升化学反应速率,又可以与催化剂复合参与到多相催化反应中。本文简述了竹、木和藤材等生物质材料作为催化剂载体的资源优势、结构优势和化学优势,综述了生物质基整体式催化微反应器的基本概念、催化剂类型与催化剂的复合策略与机制、催化活性与失效机制及其在水处理、能源产生、化学合成、Fischer-Tropsch合成、生物分析等先进功能领域的研究进展。最后,针对目前研究的局限性及存在的问题,在复合策略优化、功能催化剂设计、结构调控提升和稳定性能改善等方面对生物质基整体式催化微反应器未来发展趋势进行了展望,以期为“双碳”战略目标下生物质复合材料功能界面构建与高效利用提供全新的科学思路与技术借鉴。

摘要：通过树种选择与配置优化提高土壤磷有效性进而促进树木生长是值得关注的问题。本研究在南亚热带人工林树种多样性平台开展研究,采用随机区组的试验设计方法,选取马尾松、米老排、格木、红椎、火力楠、灰木莲、土沉香、降香黄檀8个乡土树种,建立了1、2、4和6个树种丰富度梯度的混交造林试验,测定了根际土壤生物有效磷组分(氯化钙磷、柠檬酸磷、酶磷和盐酸磷),探究不同树种配置对根际土壤生物有效磷组分的影响。结果表明:对比非固氮树种,固氮树种(格木和降香黄檀)的混交有效增加了土壤含水率、全氮含量、全磷含量和微生物生物量磷,树种合理配置有利于土壤生物有效磷的生成积累。固氮树种混交条件下,土壤氯化钙磷含量显著增加了46.2%~160.3%,微生物矿化产生的酶磷提高了69.3%~688.2%,盐酸磷增加了31.5%~81.3%;土壤微生物生物量磷提高了81.8%~149.4%,土壤微生物量氮增加了88.1%~160.6%。冗余和相关分析显示,土壤微生物生物量磷、速效磷、全磷、蛋白酶、纤维二糖水解酶、酸性磷酸酶、微生物生物量氮和有机碳是驱动根际土壤生物磷组分差异的关键因子;固氮树种混交提高了酶磷和柠檬酸磷含量,这两种生物有效磷组分含量与林分树木胸高断面积呈显著正相关。固氮树种(格木)混交有效提升了根际土壤生物有效磷含量,有利于促进林分树木生长。

摘要：木材流变学主要研究木材在应力/应变、温度、湿度等条件下与时间因素有关的变形规律和机制,以研究木材的黏弹性为主要内容。木材发生形变时,其实质承载结构是细胞壁,细胞壁的壁层构造和化学组分对其黏弹行为有显著影响,深入了解木材细胞壁结构及黏弹性质对于实现木纤维/塑料复合材料和制浆造纸工艺的高效设计具有重要意义。本文围绕木材细胞壁S2层超微构造和细胞壁化学组分2个方面对细胞壁结构进行阐述,归纳S2层微纤丝角和化学组分对木材细胞壁黏弹行为的影响规律,并从分子水平上解释其作用机制,总结动态力学分析技术和纳米压痕技术在研究木材细胞壁结构与黏弹性之间关系上的具体应用。木材细胞壁的黏弹性受壁层构造的复杂性、化学组分的多样性和外部环境条件等多种因素影响,并且各因素之间存在一定的交互作用。因此,建议今后从以下几个方面开展研究:1)解明木材细胞生长过程中的微纤丝取向、纤维素结晶区与非结晶区比例的分子控制机制;2)阐明木材细胞壁次生壁Matrix的空间组织排列方式、纤维素聚合体与Matrix之间相互作用的力学行为表达;3)揭示木材细胞壁中半纤维素的含量、种类以及木质素类型对细胞壁黏弹性的影响机制;同时将环境外因(温度、湿度)和载荷类型(静态/动态、拉/压/弯)纳入研究体系,系统揭示"湿-热-力"协同作用下木材细胞壁的机械吸湿蠕变行为规律和响应机制;4)联合运用多种测试技术手段,并引入相关学科的研究方法及理论模型,如有限元法及复合材料的研究方法,构建可以解释木材细胞壁黏弹特性的物理和数学模型。

摘要：气候变化导致的全球尺度的森林衰败死亡增多,以植物水分关系为核心的树木死亡机制成为研究热点,而木本植物长距离水分运输中的木质部栓塞的研究是植物水分关系的核心。本文声学检测法、非破坏性成像技术和低压液流技术3类测定木质部栓塞的技术方法进行综述。声学检测法的优点是对植物材料无破坏性且具有较高的时间分辨率,但测定结果的可靠性差,这种方法更倾向于定性检测木质部栓塞。核磁共振和微CT成像技术是近年来兴起的非破坏性成像技术,对植物材料无破坏性,可对导管无偏差的三维成像;尤其是微CT技术,其空间分辨率小于1~2μm,可更详尽地呈现出木质部的栓塞程度和分布模式以及栓塞形成和修复的动态。应用微CT方法是未来研究中的趋势,但此装置还不易获取,因此在当前的木质部栓塞研究中还难以广泛应用。低压液流方法是近30年来测定木质部栓塞应用最广泛的方法,本文对此方法的原理及操作步骤进行介绍。近年有学者提出在测定过程中可能会出现"张力-剪断假象",认为即使在水中剪断存在张力的枝条也会人为地增加所测样品的栓塞程度。这就质疑了之前树木栓塞日变化和栓塞修复的研究结果及用自然干燥法测定树木抗栓塞能力的研究结果。"张力-剪断假象"在植物水力研究领域引起激烈的讨论,之后有众多学者迅速设计针对性的试验开展研究,然而并没有重复出"张力-剪断假象",并且认为避免"张力-剪断假象"的张力释放过程发生了栓塞修复。"张力-剪断假象"虽然对低压液流方法测定木质部栓塞引起争议,但此事件使研究者认识到严格、细心地进行木质部栓塞测定操作的重要性。最后提出应用低压液流技术测定木质部栓塞操作中应该注意的10项建议。

摘要：【目的】为克服单独使用引诱剂或农药防治沙棘绕实蝇成虫的局限性,通过采用微球包埋的方法将农药和引诱剂制成微球,使二者在林间缓慢释放,明确该药剂引诱及杀死沙棘绕实蝇的效果。【方法】以明胶和聚乳酸作为载体,多杀菌素和碳酸铵为芯材,通过溶剂挥发法制备含有杀虫剂与引诱剂的微球;碳酸铵为水溶性,多杀菌素为脂溶性,因此采用从里到外的“水溶性物质1/油溶性物质/水溶性物质2”的包埋步骤实现对引诱剂和农药的包埋;采用单因素试验设计,同时固定另外4种因素即聚乳酸、多杀菌素、明胶和反应温度,测定不同碳酸铵含量对微球理化性质的影响;采用红外光谱仪检测多杀菌素和碳酸铵是否成功包封在微球内;采用高效液相色谱法(HPLC)测定微球中多杀菌素的含量;应用凯氏定氮仪测量并计算出微球中的碳酸铵包载量;使用透析袋法测量多杀菌素的释放速率;使用手持氨检测器检测微球对氨气的缓释效果;微球的形态采用扫描电子显微镜进行观察和记录;微球的大小和粒度分布则采用激光粒度分析仪进行分析;采用生物测定方法测试微球对沙棘绕实蝇成虫的引诱和致死作用;并在野外开展无人机喷洒微球防治沙棘绕实蝇的试验。【结果】红外光谱分析显示,多杀菌素和碳酸铵被成功包封在微球内;以碳酸铵为变量时,微球中多杀菌素和碳酸铵的载药量和包封率均呈先增大后减小的趋势;微球中的多杀菌素持续释放时间约为15天,高于纯多杀菌素持续释放时间(7天),纯碳酸铵最长释放历期为6天,而微球中的碳酸铵最长缓释历期为14天,能够实现杀虫剂和引诱剂持续释放的目的;制备的4种不同含量碳酸铵形成的微球都呈球形、分散状,大小较为均匀,表面多孔,微球平均粒径60μm左右;所制备的微球对沙棘绕实蝇的毒杀和引诱作用分别与对照相比都存在显著差异(P<0.05);与对照相比,沙棘绕实蝇的虫口密度平均降低约76.13%,沙棘果实的受害率平均降低约75.38%。【结论】采用多杀菌素和碳酸铵制成的微球,可达到缓释效果,具有引诱和杀死沙棘绕实蝇的作用,可用于沙棘绕实蝇的防治。

摘要：林分断面积生长模型的研究是林分因子建模中的主要对象,研究提高林分断面积生长模型的预测精度十分重要。组合预测法能够对不同模型的预测结果进行组合,把不同模型的预测误差分散化,从而提高预测精度。基于北京山区油松定期清查数据,根据残差的方差最小原则确定组合预测中各模型的权重,将单木水平预测所得的林分断面积与林分水平预测所得的断面积进行组合预测。结果表明:组合预测法预测林分断面积的精度比单一水平(单木水平、林分水平)预测的精度都高,同时组合预测法也改进了林分断面积预测模型的兼容性。

摘要：[目的]建立稳定可靠的、适合检测红豆杉(Taxus L.)TbAP2基因表达量的荧光定量PCR实验体系。对于检测该物种中基因的组织特异性表达具有重要意义。[方法]以曼地亚红豆杉细胞为试材,提取总RNA并反转录为cDNA,根据TbAP2基因序列设计多对引物,合成内参基因TBC41的引物,采用正交试验L_9(3~4)方法分别筛选以上2个基因5μL和10μL小反应体系及20μL常用体系中的最佳组合,并通过cDNA模板用量和引物用量等方面进行优化,以确保基因扩增效率在90%～105%之间。[结果]本研究建立了TBC41和TbAP2基因在5、10、20μL体系下的荧光定量最佳PCR反应体系,在优化后的5μL体系下,加入Mix(2×) Universal 2.5μL,cDNA模板1.0μL,正反引物共1.5μL,内参基因TBC41和目的基因TbAP2的扩增效率均为94%;在优化后的10μL下,加入Mix(2×) Universal 5μL,cDNA模板1.2μL,正反引物共1.3μL,TBC41和TbAP2的扩增效率分别为95%和94%。在优化后的20μL下,加入Mix(2×) Universal 10μL,cDNA模板0.5μL,正反引物共1.5μL,TBC41和TbAP2的扩增效率分别为93%和99%,以上各扩增体系回归系数R^2均大于0.980。[结论]在以上3种反应体系下,内参基因和目的基因均具有接近100%的扩增效率,表明本研究成功建立了适合检测红豆杉TbAP2基因表达量的荧光定量PCR实验体系,并为红豆杉其它基因的表达研究提供参考。

摘要：【目的】伐桩萌条保留密度是萌生林培育经营的关键技术。本研究旨在探索密度对米老排萌生林生长及直径分布的影响,进而确定米老排萌生林的合理经营密度。【方法】以米老排人工林皆伐迹地伐桩萌条为试验对象,采用单因素随机区组试验设计,设计了3种留萌处理(TCA:保留1株/桩,TCB:保留2株/桩,TCC:保留3株/桩),3次重复,共9块固定样地;基于固定样地5年的连续观测数据,对3种不同密度米老排萌生幼林的生长及直径分布进行研究。【结果】(1)除萌后1~3.5年,密度对萌生林平均的胸径、树高和单株材积的生长影响不显著,对萌生林优势木树高生长量影响不显著,对萌生林优势木单株材积的总生长量影响显著(P<0.05),对萌生林优势木胸径总生长量与单株材积连年生长量影响极显著(P<0.01)。(2)萌生林平均胸径、平均树高、优势木平均胸径和优势木平均树高的连年生长量峰值均出现在第2年;林分平均胸径的平均生长量曲线与连年生长量曲线的相交时间在3~4年之间,而林分平均树高的平均生长量曲线与连年生长量曲线的相交时间则在2~5年间。(3)第2年后,萌生林优势高和平均树高的连年生长量呈明显递减趋势。(4)萌生林直径分布遵从单峰正偏山状分布,处于竞争的自然稀疏后期,使用Weibull分布函数对萌生林的直径分布拟合效果良好。【结论】前5年为萌生林径向生长和高生长的旺盛期,合理保留密度及幼林抚育对萌生林的径向生长极为重要。每伐桩保留1~2株萌条的除萌措施,对提高萌生林优势木比例作用明显。

摘要：在干旱半干旱区,乔木比较稀疏或难以存活,灌木往往在植被群落中占有很大的优势地位,其生态功能及生态学意义尤其值得重视。浑善达克沙地疏林草地是沙地顶级植物群落,其中乔木稀疏分布,而灌木在沙甸以及沙陇背风坡呈密集分布。灌木在固定沙丘、改良土壤、提供栖息地等方面具有重要的生态意义,其生物量组成也在沙地植被群落中占有很大比重。已往的研究中,灌木相比乔木通常处于次要地位,对灌木的研究尚不充分,灌木生物量的模拟方法亦多采用乔木生物量的模拟方法。然而灌木形态结构与乔木有明显差异,专门针对灌木的生物量模拟方法研究尚不多见。以6种沙地灌木为样本,基于异速生长模型,对比了若干地表测量指标对灌木生物量的预测能力,其中设计了一种更贴近灌木实际形态的圆台体积作为新的预测指标。研究结果表明:(1)在单因素指标中,相比高度和地径,冠幅与灌木生物量的相关性更强。(2)相比单因素指标,复合指标与灌木生物量之间的相关性更强。其中冠幅相关的复合指标更优于地径相关的复合指标。这预示着冠幅以及冠幅相关的复合指标对灌木生物量具有较好的预测能力。(3)圆台体积能进一步提高对灌木生物量的预测能力。相关分析和拟合评价结果显示,圆台体积与灌木生物量的相关性更强,拟合误差较小,并且对于不同的灌木种类,其相关性和拟合精度表现出较高的稳定性。这意味着圆台体积对于不同的灌木种类,均具有较好的生物量预测效果。因此建议,在灌木属性测量较为充分的情况下,圆台体积是更为理想的预测指标,而在测量不充分情况下,冠幅及其相关复合指标更适宜进行灌木生物量预测。研究结果最终建立了6种沙地灌木的圆台体积-生物量的异速生长模拟方程,为进一步研究沙地灌木的碳储量以及灌木在半干旱植物群落中的生态意义提供科学基础。

摘要：桉树是我国南方主要的短周期工业用材树种,近年来其种植面积增长迅速,已逾150万hm2.桉树人工林生态问题也逐渐成为林业以及环境工作者争论的焦点.桉树人工林下植被稀少是否为桉树对其他植物的生化他感作用所致,能否寻找合适的伴生树种与桉树混交以避免由于大面积营造桉树纯林而产生的生态后果,是林学界普遍关注的问题.本研究选择对生化他感作用较为敏感的植物萝卜以及近10年来迅速发展的固氮树种马占相思(Acacia man gium Willd)为受体,开展柠檬桉(Eucalyptus citriodoraHook)、细叶桉(***)和尾叶桉(*** ***)等3种桉树生化他感作用的生物测定,以增加人们对于桉树生化他感作用的认识,为合理设计桉树栽培模式提供科学依据.