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太行山片麻岩地区微地形土层厚度特征及其植被生长阈值

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林业科学 2018年第10期54卷 156-163页

作者：袁振陈美谕贾黎明魏松坡北京林业大学省部共建森林培育与保护教育部重点实验室北京100083

【目的】探讨片麻岩山区不同微地形土层厚度的分异特征,明确植物生物量、平均高、盖度对土层厚度的响应规律,计算出各指标对应的土层厚度阈值,以期为片麻岩山区植被恢复提供参考依据。【方法】以7种微地形及原状坡的土层厚度、植物群落... 详细信息

【目的】探讨片麻岩山区不同微地形土层厚度的分异特征,明确植物生物量、平均高、盖度对土层厚度的响应规律,计算出各指标对应的土层厚度阈值,以期为片麻岩山区植被恢复提供参考依据。【方法】以7种微地形及原状坡的土层厚度、植物群落特征数据为基础,采用典型相关分析法研究影响片麻岩山区植物群落特征的主要因子,对比分析不同微地形及原状坡之间土层厚度的异质性,并运用拐点探测分析软件Change-point analyzer 2.3探讨不同植物群落数量特征指标对应的土层厚度阈值。【结果】由典型相关分析得出土层厚度、微地形均影响了植物群落数量特征和多样性的变化,而土层厚度是引起这种变化的首要因子;片麻岩山区土层浅薄,平均厚度15 cm,微地形的土层厚度多数高于原状坡,其中,U形沟、塌陷和巨石背阴的土层厚度最大(23.1,21.3和21.8 cm),显著高于其他微地形和原状坡(P坡顶、陡坎的土层厚度最小(4.2和7.9 cm);通过对土层厚度进行拐点探测分析,得出随着土层厚度的不断增加,植被生物量、平均高、盖度也逐渐增加,当土层厚度增加到12.5 cm时,生物量从201 g·m^(-2)跃迁到275 g·m^(-2),即当土层厚度小于阈值12.5 cm时,植被生物量增长缓慢,大于12.5 cm时则增长迅速;同理,当植物平均高从30 cm跃迁到40 cm时,土层厚度阈值为9.4 cm;当盖度从38%跃迁到51%时,土层厚度阈值为10.5 cm。【结论】片麻岩山区植物群落数量特征随着土层厚度的变化呈现出显著的空间异质性(P<0.05),表明土层厚度是限制片麻岩山区植被生长的重要因子。在植被恢复过程中,掌握片麻岩山区土层厚度的空间异质性及阈值,优先在土层厚度大于10.5 cm的区域进行植被恢复,以点带面,最终实现整个片麻岩山区植被的重建。

关键词：片麻岩山区微地形植物群落数量特征土层厚度异质性拐点分析阈值

24种竹类植物根系丛枝菌根真菌群落组成及多样性差异分析

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菌物学报 2024年

作者：魏松坡范少辉刘广路国际竹藤中心国家林业和草原局/北京市共建竹藤科学与技术重点实验室云南滇南竹林生态系统国家定位观测研究站

竹类植物是我国重要的森林资源，具有很高的经济与生态价值。丛枝菌根真菌（arbuscular mycorrhizal fungi， AMF）在其生长发育的各个环节均发挥了重要作用，但目前围绕竹类植物根系AMF群落的研究十分匮乏。本研究在竹类种质资源保存... 详细信息

竹类植物是我国重要的森林资源，具有很高的经济与生态价值。丛枝菌根真菌（arbuscular mycorrhizal fungi， AMF）在其生长发育的各个环节均发挥了重要作用，但目前围绕竹类植物根系AMF群落的研究十分匮乏。本研究在竹类种质资源保存库内开展，以毛竹Phyllostachys edulis、淡竹Ph. glauca等8个属24种我国常见竹子为研究对象，利用Illumina MiSeq平台高通量测序的方法，探究了宿主竹种和土壤化学性质对于根系AMF群落多样性与组成差异的影响方式和特点，分析了不同竹种根系AMF群落组成相异性与竹类植物遗传距离的关系，并通过网络分析探究了竹类植物-AMF二分网络结构特性。24个竹类植物根系AMF群落中共检测到1 805 725条序列，得到473个扩增子序列变体（amplicon sequence variant，ASV），可归为9个属。其中，球囊霉属Glomus为优势属，盾巨孢囊霉属Scutellospora、无梗囊霉属Acaulospora和巨孢囊霉属Gigaspora为最常见属或常见属。本研究区内，宿主竹种类型对竹类植物根系AMF的ASV香农-威纳指数、ASV丰富度等多样性指数及群落组成差异具有显著的单独作用，可解释多样性指数总变差的22.28%，ASV水平群落组成总变差的20.06%，属水平群落组成总变差的27.40%。pH等6个土壤因子对于保存区内竹类植物根系AMF群落多样性和组成的差异无显著效应。不同竹种间遗传距离与其根系AMF群落组成的Hellinger距离均值呈显著正相关，表明亲缘关系越近的竹种具有更为相似的根系AMF群落。竹类植物-AMF互作网络结构特性指标普遍显著高于或低于假定物种随机互作的零模型预测值，该二分互作网络结构具有低嵌套性（25.07）、低连接度（0.17）、中低水平特异性（0.35）和中低水平模块性（0.36）的特征，表明竹类植物AMF之间对于资源的竞争强度较高，互作网络的稳定性较低。本研究对深入了解竹类植物与AMF互作关系提供了参考依据。

关键词： Illumina MiSeq测序遗传距离 Hellinger距离互作网络嵌套性

基于Voronoi图的侧柏游憩林空间结构分析

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北京林业大学学报 2013年第2期35卷 39-44页

作者：汪平贾黎明魏松坡王奇峰北京林业大学省部共建森林培育与保护教育部重点实验室北京市西山试验林场

为了探究侧柏游憩林的林分结构调控途径,采用聚集指数、混交度、大小比数及开敞度4个指数,基于Voronoi图空间结构单元分析了北京西山国家森林公园典型侧柏林的林分空间结构特征。结果表明:1)林分平均聚集指数为1.31,林木总体上呈均匀分... 详细信息

为了探究侧柏游憩林的林分结构调控途径,采用聚集指数、混交度、大小比数及开敞度4个指数,基于Voronoi图空间结构单元分析了北京西山国家森林公园典型侧柏林的林分空间结构特征。结果表明:1)林分平均聚集指数为1.31,林木总体上呈均匀分布格局;2)林分平均混交度为0.427,树种空间隔离程度较低,且空间配置较为简单;3)林分平均胸径和树高大小比数分别为0.512和0.497,林木胸径及树高分化均不太明显,说明林分处于中等竞争状态;4)林分平均开敞度为0.320,林内空间较为开阔,林木生长空间基本充足。侧柏游憩林的林分空间结构基本合理,建议通过少量间伐或补植乡土阔叶树种等措施优化林分空间结构,进一步提升该地区侧柏林的游憩价值。

关键词：游憩林林分空间结构 Voronoi图分布格局混交度大小比数开敞度

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华北地区栓皮栎根径相关模型及材积表研建

北京林业大学学报 2015年第11期37卷 26-32页

作者：郑聪慧贾黎明孙操稳魏松坡段劼北京林业大学林学院省部共建森林培育与保护教育部重点实验室

基于华北地区149株栓皮栎解析木的数据,先建立了3个表现良好的独立模型,包括带皮胸径-去皮根径线性模型、带皮胸径-树高幂函数模型和基于自然对数转换变量的带皮胸径、树高-去皮材积线性模型。之后基于这3个独立模型,运用误差变量联立... 详细信息

基于华北地区149株栓皮栎解析木的数据,先建立了3个表现良好的独立模型,包括带皮胸径-去皮根径线性模型、带皮胸径-树高幂函数模型和基于自然对数转换变量的带皮胸径、树高-去皮材积线性模型。之后基于这3个独立模型,运用误差变量联立方程组的方法建立了1个相容性根径-胸径-树高-材积模型系统,并由此得到基于根径、胸径和胸径树高的相容材积式（表）。相容性模型系统中,各模型的6项统计指标、模型残差图、Shapiro Wilk检验及独立数据检验结果表明：各模型均无异方差现象,模型残差服从正态分布,且各模型在拟合阶段和检验阶段的残差范围都较因变量的范围窄。上述材积式（表）的精度在96.9%以上,可用于华北地区栓皮栎林木材积的估测,且为华北地区栓皮栎林区解决和处理盗伐、滥伐案件提供依据。带皮胸径-树高模型作为森林生长与收获模型系统的一个重要组分,可被用来在已知胸径的情况下推算平均树高,进而推算森林蓄积量和生物量等因子,对森林调查具有重要意义。本研究建立的模型及数表仅适用于胸径范围在5~21 cm之间的华北地区栓皮栎树木的估测。

关键词：栓皮栎根径-立木材积表根径-胸径模型胸径-树高模型相容性模型

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竹类植物丛枝菌根真菌研究进展

世界林业研究 2023年第5期36卷 49-55页

作者：魏松坡徐晴刘广路国际竹藤中心竹藤科学与技术重点实验室北京100102 福建永安竹林生态系统国家定位观测研究站福建永安366000

丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)能与超过80%的陆地维管植物形成共生关系,在提高植物生产力、提升抗逆能力、改善土壤质量、协调养分循环等很多方面发挥了不可替代的作用。竹类植物因其较强的生存能力和极高的经济价值... 详细信息

丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)能与超过80%的陆地维管植物形成共生关系,在提高植物生产力、提升抗逆能力、改善土壤质量、协调养分循环等很多方面发挥了不可替代的作用。竹类植物因其较强的生存能力和极高的经济价值而广受关注。作为丛枝菌根植物,AMF深刻影响了竹类植物的生长发育全过程。文中从竹类植物AMF群落多样性,AMF对竹类生长发育、生理代谢、抗逆性、群落扩展等的影响,竹类AMF定殖影响因素等方面综述目前的研究进展,并从进一步挖掘竹类AMF资源、开展竹林扩展过程中AMF介导机制长期动态研究、探究集约经营对AMF群落结构与功能的长期影响、探析竹类植物生理整合背景下AMF的功能特点4个方面进行了展望。

关键词：竹类植物丛枝菌根真菌多样性促生作用竹类扩展群落结构

毛竹林带采伐宽度对土壤碳氮磷含量及计量比的影响

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生态学杂志 2023年第8期42卷 1851-1857页

作者：申景昕范少辉刘广路魏松坡国际竹藤中心竹藤科学与技术重点实验室北京100102 福建水利电力职业技术学院福建永安366000 福建永安竹林生态系统定位观测研究站福建永安366000

毛竹带状采伐是近年来为了适应机械化作业而提出的新理念。探讨带状采伐宽度对土壤养分含量及计量比的影响,对选择合理的采伐带宽、实现毛竹林的可持续经营具有重要的意义。本研究设置4种采伐带宽(3、6、9、12 m)的试验样地,以传统择伐... 详细信息

毛竹带状采伐是近年来为了适应机械化作业而提出的新理念。探讨带状采伐宽度对土壤养分含量及计量比的影响,对选择合理的采伐带宽、实现毛竹林的可持续经营具有重要的意义。本研究设置4种采伐带宽(3、6、9、12 m)的试验样地,以传统择伐毛竹林为对照(CK),比较不同处理土壤C、N、P含量及比值的差异性。结果表明:随着采伐宽度的增加,土壤C、N、P呈先增加后降低的趋势,采伐带宽6 m时含量最高,12 m时含量最低;土壤C/P、N/P随着采伐宽度增加先增加后降低,C/N相对稳定,其中采伐带宽6 m土壤C/P显著大于采伐带宽12 m,采伐带宽3 m和采伐带宽6 m土壤N/P显著大于采伐带宽12 m。综上所述,采伐带宽6 m时对土壤C、N的积累最有利,具有较高的C/N、C/P、N/P,养分比例更趋平衡;研究区毛竹林受到氮、磷元素含量的双重制约,且土壤P元素更为缺乏,需通过人工施磷肥保证土壤养分平衡,促进带状采伐毛竹林短期内迅速恢复。

关键词：毛竹带状采伐土壤养分化学计量比

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3-PTT并联机器人的误差分析与补偿

工程科学与技术 2024年

作者：陈明方梁鸿键魏松坡何朝银昆明理工大学机电工程学院河南平原光电有限公司工程信息部

为提高并联机器人的位姿精度，对其标定是有效措施。但传统标定方法存在误差参数多、误差累积及超静定方程组不易获得最优解等问题。为此，本文以 3-PTT并联机器人为研究对象，首先通过正运动学方程建立包含21个误差项的误差模型，细分1... 详细信息

为提高并联机器人的位姿精度，对其标定是有效措施。但传统标定方法存在误差参数多、误差累积及超静定方程组不易获得最优解等问题。为此，本文以 3-PTT并联机器人为研究对象，首先通过正运动学方程建立包含21个误差项的误差模型，细分18种情况向其中添加误差值，系统地分析了铰链点安装坐标误差及连杆长度误差对动平台位置精度的影响关系。误差分析结果表明连杆长度和静平台铰链点z坐标误差对末端精度影响显著，三个自由度方向上的误差均已超过1 mm。同时，为克服传统方法中的不足，本文提出一种逆运动学误差补偿算法。该算法利用机器人的逆运动学模型将机构误差转化为关节输入误差，减少了传统算法中的误差参数，大幅降低了优化方程的求解难度，提高了补偿效率。随后采用改进粒子群算法对误差修正目标函数寻优，以此获得滑块补偿量，将其与理想滑块输入量叠加作为滑块修正量驱动机器人完成误差补偿。仿真结果表明，补偿后动平台位置误差均无限趋于零；实验结果显示，动平台在x、y、z轴自由度方向的误差最大值分别由10.89 mm、12.42 mm、2.12 mm降至0.97 mm、1.14 mm、0.72 mm，距离误差最大值由15.35 mm降至1.36 mm，补偿效果明显；误差均值分别由5.86 mm、8.02 mm、1.12 mm降至0.45 mm、0.46 mm、0.33 mm，距离误差均值降至0.82 mm，运行精度提高92.1%。

关键词：并联机器人误差分析误差补偿改进粒子群算法位姿精度

基于Jacobian+RBF的3-PTT并联机构末端精确控制方法

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农业机械学报 2023年第2期54卷 430-440页

作者：陈明方黄良恩魏松坡郑仕高陈中平昆明理工大学机电工程学院昆明650500 河南平原光电有限公司工程信息部焦作454150

为降低并联机构机械误差测量和补偿的难度,实现机构末端的精确控制,本文提出一种基于Jacobian和RBF神经网络相结合的末端误差补偿方法。以一种3-PTT并联机构为研究对象,分析机构正、逆运动学,验证数学模型的正确性。根据运动学模型解算J... 详细信息

为降低并联机构机械误差测量和补偿的难度,实现机构末端的精确控制,本文提出一种基于Jacobian和RBF神经网络相结合的末端误差补偿方法。以一种3-PTT并联机构为研究对象,分析机构正、逆运动学,验证数学模型的正确性。根据运动学模型解算Jacobian,分析机构约束奇异和运动奇异。为验证机构末端误差补偿方法的有效性,设置两种实验条件,分别为是否有丝杠的回程误差补偿和末端受不同负载,并通过激光跟踪仪测定末端位置。实验结果表明,使用本文的误差补偿方法后,机构末端轴向(x轴)、径向(y轴)位置误差均降低90%以上,竖直方向(z轴)位置误差均降低80%以上,证明了本文方法的有效性。

关键词： 3-PTT并联机构未端控制运动学误差补偿 RBF神经网络

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一种新颖的轮腿式机器人腿部结构设计与分析

机械科学与技术 2023年

作者：陈明方朱恩枭魏松坡黄良恩张永霞昆明理工大学机电工程学院河南平原光电有限公司工程信息部

四足机器人因良好的地形适应性很受青睐，但高能耗导致续航较差的问题也很突出，轮足机器人恰好相反，因此轮腿式机器人应运而生。本文设计了一款轮腿式四足机器人的腿部结构，可根据不同的地形在轮式和足式运动间自由切换，能兼顾地形... 详细信息

四足机器人因良好的地形适应性很受青睐，但高能耗导致续航较差的问题也很突出，轮足机器人恰好相反，因此轮腿式机器人应运而生。本文设计了一款轮腿式四足机器人的腿部结构，可根据不同的地形在轮式和足式运动间自由切换，能兼顾地形适应性和能耗优化。为轮式运动设计了稳定的腿部三角形支撑结构和独立悬挂装置，增强了轮式运动的稳定性和腿部柔性；对腿部结构受力分析，选定了关节电机的关键参数；根据关节电机输出扭矩对腿部结构进行了有限元分析和轻量化设计，很好地控制了腿部惯量；建立了机器人足式和轮式的运动学模型，最后通过运动学仿真验证了该腿部结构设计轮足运动的可行性和合理性。

关键词：四足机器人轮腿式轻量化独立悬挂