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基于树种蓄积量的中国森林VOC排放估算

环境科学 2009年第10期30卷 2816-2822页

作者：张钢锋谢绍东北京大学环境科学与工程学院环境模拟与污染控制国家联合重点实验室北京100871

以中国森林优势树种为对象,应用《全国森林资源统计》提供的林分优势树种蓄积量资料和Guenther提出的光温影响模型,估算各优势树种的VOC排放量,建立了中国森林生态系统的VOC排放清单,并探讨了森林源VOC在不同时空和不同龄级林分中的分... 详细信息

以中国森林优势树种为对象,应用《全国森林资源统计》提供的林分优势树种蓄积量资料和Guenther提出的光温影响模型,估算各优势树种的VOC排放量,建立了中国森林生态系统的VOC排放清单,并探讨了森林源VOC在不同时空和不同龄级林分中的分配规律.结果表明,中国森林VOC总排放量为8 565.76 Gg,其中异戊二烯5 689.38 Gg(66.42%),单萜烯1 343.95 Gg(15.69%),其他VOC 1 532.43 Gg(17.89%);不同树种的VOC排放量差异较大,栎类、云杉、马尾松等为主要贡献树种,贡献率分别为45.22%、6.34%和5.22%;西南和东北地区为中国森林VOC主要排放区域,云南、四川、黑龙江、吉林、陕西5省排放最多,分别占全国总量的15.09%、12.58%、10.35%、7.49%和7.37%;森林VOC排放存在非常强的季节性变化,夏季排放量最大,占全年的56.66%;不同龄级林分对VOC排放的贡献有所不同,中龄林贡献最多,占森林排放总量的38.84%.

关键词：森林树种挥发性有机物估算排放清单

亚热带常见造林树种对土壤细菌及微生物功能群的影响

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应用生态学报 2023年第1期34卷 235-241页

作者：邵亚军王丽燕谭云燕冷鹏王建青许敬华施秀珍福建师范大学地理科学学院福州350007 湿润亚热带山地生态国家重点实验室培育基地福州350007

为揭示亚热带人工林常见造林树种对森林土壤微生物群落的影响,本研究选取马尾松、米老排、枫香、冬青、火力楠、麻栎和光皮桦7个树种为研究对象,采用16S rRNA高通量测序和实时荧光定量PCR技术,探究不同树种土壤细菌的多样性、群落构成... 详细信息

为揭示亚热带人工林常见造林树种对森林土壤微生物群落的影响,本研究选取马尾松、米老排、枫香、冬青、火力楠、麻栎和光皮桦7个树种为研究对象,采用16S rRNA高通量测序和实时荧光定量PCR技术,探究不同树种土壤细菌的多样性、群落构成以及微生物功能群基因丰度。结果表明:变形菌门、酸杆菌门和放线菌门是亚热带造林树种的优势细菌门,不同树种细菌多样性和丰富度指数无显著差异。冗余分析表明,土壤容重、土壤C/N、凋落物氮和凋落物C/N是影响土壤细菌组成的主要环境因子。不同造林树种土壤中氨氧化古菌、氨氧化细菌和完全氨氧化菌amoA基因丰度均具有显著差异。完全氨氧化菌在数量上占据优势地位,但只有氨氧化古菌amoA基因丰度与土壤硝态氮呈显著正相关关系,表明氨氧化古菌在亚热带酸性森林土壤自养硝化作用中可能发挥主要作用。相关分析表明,凋落物氮是不同树种影响氨氧化微生物丰度变化的关键驱动因子。本研究表明,土壤微生物功能群对树种的响应比细菌群落结构更加敏感,未来应从微生物功能群角度深入探究不同造林树种对森林生态系统功能的影响机制。

关键词：树种土壤细菌群落微生物功能群氨氧化微生物凋落物氮

基于多特征融合和CNN模型的树种图像识别研究

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北京林业大学学报 2019年第11期41卷 76-86页

作者：刘嘉政王雪峰王甜中国林业科学研究院资源信息研究所

【目的】在树种图像识别时会存在类内差异、类间相似的现象,因此导致基于单一人工特征的传统识别方法难以达到理想的识别效果。针对这一问题,本文基于卷积神经网络,提出一种将图像深层特征和人工特征融合的树种图像深度学习识别方法。... 详细信息

【目的】在树种图像识别时会存在类内差异、类间相似的现象,因此导致基于单一人工特征的传统识别方法难以达到理想的识别效果。针对这一问题,本文基于卷积神经网络,提出一种将图像深层特征和人工特征融合的树种图像深度学习识别方法。【方法】将6类常见树种(樟子松、山杨、白桦、落叶松、雪松和白皮松)图像作为研究对象。首先,通过裁剪、水平翻转、旋转等操作,对原始树种图像集进行数量扩增,并划分为训练集和测试集,建立本次树种识别实验的图像库;其次,将本文模型设计为3路并列网络,分别选取RGB图像、HSV图像、LBP-HOG图像,从图像像素、色彩、纹理和形状的角度出发,对上述树种图像进行识别。一方面构建适合本文实验的CNN深度学习模型,将训练集样本中RGB图像和相对应的HSV图像作为第1路和第2路CNN模型的输入,进行树种图像深层特征提取;另一方面,对训练集进行高斯滤波去噪和人工提取LBP-HOG特征来代表纹理、形状特征,作为第3路CNN模型的输入。然后,将3路模型各自得到的特征在最后一层全连接层进行汇总,作为softmax分类器的最终分类依据。最后,为检验本文方法的可行性,利用上述特征和训练集对SVM分类器、BP神经网络以及现有的深度学习LeNet-5模型、VGG-16模型进行训练,对测试集进行识别验证,来比较最终的识别效果。【结果】本文提出的多特征融合CNN模型,训练准确率为96.13%,平均验证识别准确率为91.70%。基于单路训练的CNN树种识别模型中,RGB图像作为训练输入值时,识别率最高,为75.21%,HSV特征识别率次之,LBP-HOG特征最差;多特征融合情况下,基于RGB+H通道+LBP条件下,验证识别准确率最高,达到93.50%;RGB+HSV+LBP+HOG组合识别率不增反降,识别率为89.50%。同样的特征或特征组合条件下,SVM、BP神经网络、LeNet-5模型和VGG-16模型所获得的识别率均低于本文模型的识别率。【结论】基于RGB+H通道+LBP特征融合条件下,运用3路并列CNN模型,对本文6类树种图像进行识别的识别率最高,克服了在单一特征情况下识别率低的问题,识别效果也非常理想,实现了从大量不同树种图像中自动识别出具体类别。

关键词：树种图像识别特征融合深度学习卷积神经网络

干湿交替对亚热带人工林常见树种凋落物源溶解有机碳数量和特性的影响

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生态学杂志 2023年第12期42卷 2895-2902页

作者：杨娜王思敏于乐琳毛瑢江西农业大学林学院国家林业和草原局鄱阳湖流域森林生态系统保护与修复实验室南昌330045 江西马头山森林生态系统定位观测研究站江西资溪335300

在亚热带人工林中,凋落物经常经历干湿交替的现象。本研究选取我国亚热带典型人工林中常见的6种落叶阔叶树、4种常绿阔叶树和2种常绿针叶树的凋落叶作为研究对象,采用40天室内培养试验设置了干旱(维持凋落叶:水的重量比小于20∶1)、湿润... 详细信息

在亚热带人工林中,凋落物经常经历干湿交替的现象。本研究选取我国亚热带典型人工林中常见的6种落叶阔叶树、4种常绿阔叶树和2种常绿针叶树的凋落叶作为研究对象,采用40天室内培养试验设置了干旱(维持凋落叶:水的重量比小于20∶1)、湿润(维持凋落叶:水的重量比为1∶1)和干湿交替(干旱4天湿润4天共计5个循环)3个处理,测定了凋落叶源溶解有机碳(DOC)数量和光谱特性(SUVA_(254)、SUVA_(280)和SUVA_(350)值)的变化以及凋落叶质量损失,探究干湿交替对凋落物源DOC数量和特性的影响。结果表明:(1)湿润和干湿交替处理的凋落叶质量损失均显著高于干旱处理,且干湿交替处理凋落叶的质量损失与湿润处理相当;(2)对于落叶和常绿阔叶树而言,干湿交替处理凋落叶产生的DOC总量高于干旱处理,但低于湿润处理;对于常绿针叶树而言,干湿交替处理凋落叶产生的DOC总量均低于干旱处理和湿润处理;(3)在培养期间,干湿交替处理凋落叶源DOC的SUVA_(254)、SUVA_(280)和SUVA_(350)值均高于干旱处理,即芳香化程度更高。综上,干湿交替是亚热带人工林中凋落物源溶解有机碳数量和质量的重要影响因素。

关键词：凋落物分解芳香化程度淋溶树种亚热带森林

降雨对北方城市5种典型城市绿化树种叶面滞尘的影响

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生态学报 2018年第7期38卷 2353-2361页

作者：刘辰明张志强陈立欣邹瑞张璐高源李冬梅北京林业大学水土保持学院教育部水土保持与荒漠化防治重点实验室北京100083

城市树木和森林植被净化大气颗粒污染物的功能受到了广泛的重视,但由于受多种植被特征与环境因素的影响,定量评价城市植被净化大气颗粒污染物功能非常困难。研究了不同降雨条件下大叶黄杨、银杏、栾树、五角枫、杜仲5种我国北方城市绿... 详细信息

城市树木和森林植被净化大气颗粒污染物的功能受到了广泛的重视,但由于受多种植被特征与环境因素的影响,定量评价城市植被净化大气颗粒污染物功能非常困难。研究了不同降雨条件下大叶黄杨、银杏、栾树、五角枫、杜仲5种我国北方城市绿化典型树种叶面滞尘量的变化特征。在选定的样树冠层分上、中、下3层和东、南、西、北4个方向,采集成熟叶片,采用刷洗样本叶表,抽取水样及分级抽滤并烘干称重的方法,测定这5种树种降雨后12d(夏季累积滞尘量)、14mm降雨后(小雨)、29mm降雨后(中雨)以及室内模拟降雨30mm/h(15mm雨量)后叶片表面不同粒径大气颗粒污染物的滞留量。研究结果表明:降雨对不同粒径颗粒物去除能力有较大差异,除银杏以外,PM>10以上颗粒物更容易去除;小雨对颗粒物的冲刷能力有限;中雨可以冲刷掉50%以上总颗粒物;室内模拟强降雨可以冲刷掉90%以上颗粒物,随着降雨增大,各粒径颗粒物随之冲刷量增加;同时叶表结构对抗冲刷能力有显著影响,革质叶片更容易滞尘及冲刷,绒毛结构滞尘能力较低,抗冲刷能力较强;北方大叶黄杨具有综合去除空气中颗粒物优势(小雨TSP冲刷量为(775.06±33.99)mg/m^2),银杏具有去除细颗粒物优势(中雨PM_(2.5)冲刷量为(426.55±40.83.99)mg/m^2)。

关键词：大气颗粒物 PM2.5 树种滞尘降雨冲刷

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川西不同树种人工林对土壤涵水能力的影响

生态学报 2017年第15期37卷 4998-5006页

作者：陈文静祁凯斌黄俊胜杨婷惠包维楷庞学勇中国科学院成都生物研究所中国科学院山地生态恢复与生物资源利用重点实验室生态恢复与生物多样性保育四川省重点实验室成都610041 中国科学院大学北京100049

为评价青藏高原东缘不同树种造林对土壤涵水能力的影响,选择立地条件与营林方式相同的4种人工林(连香树(Cercidiphyllum japonicum)、油松(Pinus tabulaeformis)、落叶松(Larix kaempferi)和华山松(Pinus armandii))为研究对象,以落叶... 详细信息

为评价青藏高原东缘不同树种造林对土壤涵水能力的影响,选择立地条件与营林方式相同的4种人工林(连香树(Cercidiphyllum japonicum)、油松(Pinus tabulaeformis)、落叶松(Larix kaempferi)和华山松(Pinus armandii))为研究对象,以落叶阔叶灌丛为对照,比较造林恢复28 a后不同人工林土壤孔隙度及持水性的变化,结合林地凋落物贮量及细根生物量等参数,试图揭示造成不同人工林地土壤涵水能力及潜力差异化的因素。结果显示:营造油松和华山松纯林不仅没能有效改善土壤孔隙状况,反而加剧了土壤涵水功能的退化。相反,连香树和落叶松在代替次生落叶灌丛造林后,土壤容重显著下降,孔隙度增加且小孔隙比例升高,持蓄水能力提高。凋落物及细根特性是不同林地土壤持水性能差异的重要因素。综合分析表明,在对退化生态系统进行造林恢复时,应尽量避免营造高密度针叶纯林,应结合种植有助于土壤结构改良的落叶或阔叶树种。

关键词：造林生态恢复人工林树种涵水能力

模拟氮沉降增加对不同树种土壤微生物群落结构的影响

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生态学杂志 2016年第6期35卷 1420-1426页

作者：黄幸然郭萍萍吴旺旺胡宝叶易志刚福建农林大学资源与环境学院福州350002

土壤微生物作为生态系统分解者,在物质循环和能量流动中起着重要作用。人类活动引起的氮沉降增加会直接或间接改变土壤微生物结构和功能,最终影响生态系统物质循环和能量流动。于2012年5月起每月月初添加硝酸铵模拟不同梯度氮沉降(5.6、... 详细信息

土壤微生物作为生态系统分解者,在物质循环和能量流动中起着重要作用。人类活动引起的氮沉降增加会直接或间接改变土壤微生物结构和功能,最终影响生态系统物质循环和能量流动。于2012年5月起每月月初添加硝酸铵模拟不同梯度氮沉降(5.6、15.6、20.6 g N·m^(-2)·a-1),2013年4月中旬(雨季)和10月中旬(旱季)运用磷脂脂肪酸(PLFAs)法研究氮沉降对马尾松(Pinus massoniana)、海南红豆(Ormosia pinnata)、荷木(Schima superba)和马占相思(Acacia mangium)4个树种土壤微生物群落结构的影响。结果表明:随氮沉降水平的增加,土壤微生物总PLFAs降低,但细菌仍然是土壤微生物的优势类群。旱季土壤微生物PLFAs高于雨季。土壤微生物与土壤含水率、p H和总氮具有显著相关性。雨季土壤微生物主要受p H和含水率影响,而旱季土壤微生物主要受养分的影响。氮沉降胁迫下,固氮树种海南红豆和马占相思土壤微生物PLFAs高于其他树种。采样时间、氮水平和树种对土壤微生物(总土壤微生物、细菌、真菌和放线菌)PLFAs有显著影响,但没有显著改变土壤F/B值。因此,在研究氮沉降对土壤微生物的影响时,需综合考虑氮沉降时间效应、氮沉降水平和不同树种的影响,以便更好地为环境保护以及生态系统可持续发展等提供科学依据。

关键词：外源氮磷脂脂肪酸细菌真菌放线菌树种

种植阔叶树种和毛竹对土壤有机碳矿化与微生物群落结构的影响

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应用生态学报 2021年第1期32卷 82-92页

作者：方韬李永春姚泽秀李永夫王兴萌王越俞叶飞浙江农林大学环境与资源学院/浙江省森林生态系统碳循环与固碳减排重点实验室/亚热带森林培育国家重点实验室杭州311300 浙江省大盘山国家级自然保护区管理局浙江磐安322300

为探明种植阔叶树种和毛竹对土壤有机碳矿化与微生物群落特征的影响,本研究通过盆栽试验和室内培养法比较分析种植香樟、木荷、青冈等阔叶树种与毛竹的土壤有机碳矿化速率和累计矿化量,并结合末端限制性片段长度多态性(T-RFLP)以及荧光... 详细信息

为探明种植阔叶树种和毛竹对土壤有机碳矿化与微生物群落特征的影响,本研究通过盆栽试验和室内培养法比较分析种植香樟、木荷、青冈等阔叶树种与毛竹的土壤有机碳矿化速率和累计矿化量,并结合末端限制性片段长度多态性(T-RFLP)以及荧光定量PCR技术,分析土壤细菌、真菌群落组分与数量特征。结果表明:与种植阔叶树种的土壤相比,种植毛竹的土壤活性碳组分和碳矿化总量显著提高,且其地下生物量高于阔叶树种。种植毛竹的土壤真菌/细菌丰度比也高于种植阔叶树种的土壤,土壤细菌群落组分对树种的响应比真菌群落更加敏感。种植毛竹的土壤真菌群落多样性显著低于阔叶树种;与细菌群落相比,真菌群落多样性与pH、有机碳含量、碳矿化速率更为相关。与阔叶树种相比,种植毛竹能显著增加土壤碳矿化总量,而毛竹土壤真菌群落结构是导致碳矿化量较高的原因之一。

关键词：土壤碳矿化树种土壤细菌土壤真菌群落特征

光质对东北次生林生态系统主要树种种子萌发的影响

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应用生态学报 2012年第10期23卷 2625-2631页

作者：张敏朱教君闫巧玲中国科学院沈阳应用生态研究所森林与土壤生态国家重点试验室沈阳110164 中国科学院清原森林生态试验站沈阳110016 中国科学院大学北京100049

以东北次生林生态系统5个主要树种(日本落叶松、黄檗、色木槭、水曲柳和红松)种子为对象,采取室内控制(5个主要树种)和野外模拟(红松和日本落叶松)相结合的方法,研究光质对种子萌发的影响.室内和实际林分下分别设置了4种不同光质类型处... 详细信息

以东北次生林生态系统5个主要树种(日本落叶松、黄檗、色木槭、水曲柳和红松)种子为对象,采取室内控制(5个主要树种)和野外模拟(红松和日本落叶松)相结合的方法,研究光质对种子萌发的影响.室内和实际林分下分别设置了4种不同光质类型处理(以黑暗为对照)和3个红光/远红光比值(R/FR)梯度.结果表明:不同光质类型除对日本落叶松种子萌发的影响不显著外,对其他4个树种种子萌发影响均显著.其中,黄檗种子萌发率在白光下达到最高,色木槭、水曲柳和红松种子萌发率在红光-远红光-红光照射下达到最高.林分内试验结果与室内一致,红松种子萌发率随林内R/FR下降而明显下降,落叶松种子萌发则不受光质的影响.在自然林分条件下,R/FR随着光斑活动不断变化,色木槭、水曲柳和红松种子萌发格局可能是对森林光斑环境适应的结果.大粒种子萌发显著受光质的影响.

关键词：远红光红光更新种子萌发光斑树种