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抚育间伐对长白落叶松人工林树木结构复杂性的影响

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应用生态学报 2024年第7期35卷 1744-1752页

作者：王帆贾炜玮李凤日李丹丹郭昊天东北林业大学林学院哈尔滨150040 东北林业大学森林生态系统可持续经营教育部重点实验室哈尔滨150040

本研究以孟家岗林场不同间伐强度的长白落叶松人工林为对象,获取样地内单木点云数据,基于MATLAB平台应用分形分析理论提取盒维数来表征长白落叶松树木结构复杂性,并评估不同间伐强度及树木属性对长白落叶松树木结构复杂性的影响。结果表... 详细信息

本研究以孟家岗林场不同间伐强度的长白落叶松人工林为对象,获取样地内单木点云数据,基于MATLAB平台应用分形分析理论提取盒维数来表征长白落叶松树木结构复杂性,并评估不同间伐强度及树木属性对长白落叶松树木结构复杂性的影响。结果表明:长白落叶松盒维数在对照(CK:1.68±0.07)、低中强度间伐(处理T_(1)、T_(2)、T_(3):1.74±0.07)和高强度间伐(处理T4:1.81±0.06)之间存在显著差异,间伐强度增加了树木结构复杂性。在树干属性中,胸径、树高与盒维数呈显著正相关,高径比与盒维数呈显著负相关;在树冠属性中,树冠体积、表面积、投影面积和冠幅与盒维数呈显著正相关。Hegyi竞争指数与盒维数在对照和低中强度间伐下呈显著负相关,在高强度间伐下相关性不显著。间伐影响了长白落叶松树木结构复杂性,树干属性和树冠属性是长白落叶松树木结构复杂性的主要驱动因素。

关键词：长白落叶松人工林间伐分形分析盒维数结构复杂性地基激光雷达

大兴安岭多年冻土区森林流域碳湿沉降通量与河流碳输出

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应用生态学报 2024年第3期35卷 648-658页

作者：刘欢杨晓晨蔡玉山崔杨段亮亮东北林业大学林学院哈尔滨150040 东北林业大学森林生态系统可持续经营教育部重点实验室哈尔滨150040

流域碳湿沉降与河流碳输出是全球碳循环的重要组成部分,对区域碳收支评估具有重要意义,然而在我国高纬度多年冻土区的相关研究仍然缺乏。本研究以大兴安岭多年冻土区典型森林流域———老爷岭流域为对象,在2022年5月28日—10月30日通过... 详细信息

流域碳湿沉降与河流碳输出是全球碳循环的重要组成部分,对区域碳收支评估具有重要意义,然而在我国高纬度多年冻土区的相关研究仍然缺乏。本研究以大兴安岭多年冻土区典型森林流域———老爷岭流域为对象,在2022年5月28日—10月30日通过对流域内碳湿沉降过程及河流碳输出过程的动态监测,分析了降水和河流中各碳组分浓度与通量的变化特征及影响因素,并估算了流域内碳湿沉降对河流碳输出的贡献。结果表明:观测期内,老爷岭流域溶解有机碳(DOC)、溶解无机碳(DIC)和总溶解碳(TDC)湿沉降通量分别为1354.86、684.59和2039.45 kg·km^(-2);河流中DOC、DIC、TDC的输出通量分别为601.75、1977.30、2579.05 kg·km^(-2),颗粒有机碳(POC)、颗粒无机碳(PIC)、总碳(TC)的输出通量分别为125.13、21.99、2726.17 kg·km^(-2);流域内TDC湿沉降对河流TDC输出的贡献量为9941.89 kg,相对贡献率为17.6%;河流中DIC浓度表现出显著的季节性差异,降水引起径流量的增加使河流中DIC浓度降低并表现出明显的稀释效应,而DOC、POC、PIC的浓度有所增加,主要表现出冲刷效应。综上,老爷岭流域的碳湿沉降通量主要由降水量决定,碳湿沉降对河流碳输出的贡献较小,径流量是影响河流碳输出的主导因素。本研究结果对理解气候变化影响下多年冻土区流域碳循环过程及碳收支平衡具有重要意义。

关键词：河流碳组分河流碳输出碳湿沉降流域碳循环多年冻土

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典型突出体水动力噪声特性与控制技术研究

船舶力学 2024年第5期28卷 771-786页

作者：刘永伟郑朋辉周文林商德江哈尔滨工程大学水声技术重点实验室哈尔滨150001 哈尔滨工程大学水声工程学院哈尔滨150001 工业和信息化部海洋信息获取与安全工信部重点实验室(哈尔滨工程大学) 哈尔滨150001 杭州应用声学研究所杭州310023

水下航行器利用外部突出体通过流动压力差进行自流冷却,可很好地避免水泵激励排水管路产生的低频线谱噪声,但突出体作为外部凸体产生的噪声会影响水下航行器的声隐身性能。针对矩形入口和圆形入口两种突出体模型,开展流场与声场的数值计... 详细信息

水下航行器利用外部突出体通过流动压力差进行自流冷却,可很好地避免水泵激励排水管路产生的低频线谱噪声,但突出体作为外部凸体产生的噪声会影响水下航行器的声隐身性能。针对矩形入口和圆形入口两种突出体模型,开展流场与声场的数值计算,分析不同流速条件下两种突出体水动力噪声的产生特性,发现矩形入口突出体比圆形入口突出体的辐射噪声小。为进一步降低噪声,采用锯齿结构对矩形入口突出体进行流动控制,发现在矩形入口前缘添加锯齿的降噪效果优于在尾缘添加锯齿,并归纳了具有最佳降噪效果的锯齿参数。为验证数值计算结果,分别加工了四种突出体模型,并在重力式低噪声水洞中开展试验测试。结果表明,采用锯齿优化的矩形入口突出体,在10~2000 Hz范围内有较好的降噪效果。上述研究成果可为水下航行器突出体的低噪声设计提供参考。

关键词：突出体水动力噪声流动控制锯齿结构

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织物装饰木塑板的制备工艺及性能

复合材料学报 2024年第4期41卷 1809-1819页

作者：周雪莲郝硕单伟东王伟宏房轶群刘天东北林业大学生物质材料科学与技术教育部重点实验室哈尔滨150040

利用织物装饰木塑复合材料风格多变,能够大大提高木塑复合材料的实用价值。本文开发了一种新型装饰织物贴面技术,将热塑性聚合物铺设在装饰织物表面,与热压板直接接触,从而缩短装饰织物承受高温的时间;并且受热熔化的聚合物透过装饰织... 详细信息

利用织物装饰木塑复合材料风格多变,能够大大提高木塑复合材料的实用价值。本文开发了一种新型装饰织物贴面技术,将热塑性聚合物铺设在装饰织物表面,与热压板直接接触,从而缩短装饰织物承受高温的时间;并且受热熔化的聚合物透过装饰织物与木塑基材表面的聚合物相熔合,起到固定和保护装饰织物的作用。本文探究了热压温度(140℃、160℃和180℃)、基材中木塑比(6∶4、7∶3和8∶2)和表面聚合物的种类(高密度聚乙烯、低密度聚乙烯和聚乳酸)对饰面木粉/高密度聚乙烯(WF/HDPE)复合材料表面胶合强度、装饰效果、力学性能等的影响;通过红外光谱、扫描电子显微镜等手段对WF/HDPE复合材料和织物的性能变化进行了分析和表征。结果表明:熔融的聚合物能够透过装饰织物纤维空隙,与木塑基材熔合状况良好,制得的装饰复合材料表面光滑平整。综合分析热压温度、基材木塑比和表面聚合物种类的影响,认为当热压温度为160℃、木塑比为7∶3时,表层使用聚乳酸时棉麻织物装饰的WF/HDPE复合基材力学强度最佳,表面胶合强度可达3.64 MPa,弯曲强度达到82.19 MPa。

关键词：木塑复合材料热塑性聚合物织物表面装饰力学性能

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浅海粗糙海底声散射建模及声场特性

物理学报 2024年第3期73卷 126-133页

作者：汪磊黄益旺郭霖任超哈尔滨工程大学水声技术全国重点实验室哈尔滨150001 海洋信息获取与安全工信部重点实验室(哈尔滨工程大学) 工业和信息化部哈尔滨150001 哈尔滨工程大学水声工程学院哈尔滨150001 中国科学院声学研究所东海研究站上海201815

声散射是海洋声学的重要内容,海底表面的不平整性形成的声散射是海洋中引起声传播起伏的原因之一.针对海底表面粗糙度声散射问题,建立了水平分层浅海波导中海底散射声场模型.该模型将简正波理论与Lambert定律相结合.基于该模型获得了散... 详细信息

声散射是海洋声学的重要内容,海底表面的不平整性形成的声散射是海洋中引起声传播起伏的原因之一.针对海底表面粗糙度声散射问题,建立了水平分层浅海波导中海底散射声场模型.该模型将简正波理论与Lambert定律相结合.基于该模型获得了散射声场声压的振幅与相位的统计分布,并数值模拟了海底散射声场的强度及其空间相关系数,实现了粗糙界面条件下海底散射声场预报,揭示了散射声场空间特性随海底粗糙度的变化规律.结果表明,使用Lambert定律描述粗糙界面声散射时,在海底粗糙度小于波长情况下,随着空间距离的增大,空间两个不同位置的散射声场的空间相关系数具有周期性振荡衰减的变化规律,并且在垂直方向上,振荡周期更大,衰减更慢.当粗糙度增大时,水平和垂直相关系数振荡幅度逐渐增大,水平相关系数振荡周期数逐渐减少,在接收点逐渐靠近海底时,垂直相关系数不再发生衰减,这是海底声散射减弱的结果.本文模型理论亦可推广到粗糙海面的声散射建模中.对于非水平海底情况,采用耦合简正波或绝热简正波理论进行声传播建模,可以得到距离有关波导中粗糙界面的散射声场.

关键词：海底声散射简正波 Lambert定律空间相关

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木质基N,P共掺杂氧化石墨烯改性泡沫炭制备及电容去离子性能研究

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功能材料 2024年第6期55卷 6026-6034页

作者：孔祥鑫张坤吴振威李伟刘守新东北林业大学生物质材料科学与技术教育部重点实验室哈尔滨150040 东北林业大学木质新型材料教育部工程研究中心哈尔滨150040

以落叶松木屑为原料,磷酸二氢铵(NH_(4)H_(2)PO_(4))为掺杂剂,氧化石墨烯(GOs)为改性剂,经过液化、树脂化、发泡、炭化以及CO_(2)活化制备出木质基N、P共掺杂氧化石墨烯改性泡沫炭(N,P-GCF)。采用SEM、XRD、Raman、XPS、接触角测量仪分... 详细信息

以落叶松木屑为原料,磷酸二氢铵(NH_(4)H_(2)PO_(4))为掺杂剂,氧化石墨烯(GOs)为改性剂,经过液化、树脂化、发泡、炭化以及CO_(2)活化制备出木质基N、P共掺杂氧化石墨烯改性泡沫炭(N,P-GCF)。采用SEM、XRD、Raman、XPS、接触角测量仪分别对N,P-GCF的表面形态、晶体结构、化学性质、亲水性能进行分析,通过改变NH_(4)H_(2)PO_(4)的添加量探究其对泡沫炭孔结构、电化学性能及电容去离子性能(CDI)的影响。结果表明:经GOs改性与NH_(4)H_(2)PO_(4)掺杂后,孔泡尺寸下降,无序性提高。N,P-GCF具有分级孔结构。当NH_(4)H_(2)PO_(4)掺杂量为2 g时,具有最高的比表面积(2684.11 m^(2)·g^(-1))、总孔容(1.42 cm^(3)·g^(-1))和介孔率(49.45%),N、P质量分数分别为2.48%和3.46%。N元素主要以N-5、N-6、N-X形式存在,P元素主要为P-C、P-N。相比于CF,N,P-GCF2.0具有优异的润湿性及力学性能。在1 mol·L^(-1)NaCl电解液的三电极体系中,1 A·g^(-1)的电流密度时N,P-GCF2.0的比电容为256.48 F·g^(-1),当电流密度增加至15 A·g^(-1)时,比电容保持率达72.51%。在500 mg·L^(-1)的初始NaCl溶液、1.2 V的工作电压下,N,P-GCF2.0具有最佳脱盐能力(29.97 mg·g^(-1))及盐吸附速率(1.84 mg·g^(-1)·min^(-1)),10次循环后脱盐能力保留率为90.12%,具有较好的循环稳定性。

关键词：木质基 N,P共掺杂氧化石墨烯泡沫炭电容去离子

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蒙古栎叶片功能性状变化特征及影响因素

东北林业大学学报 2024年第3期52卷 10-15页

作者：李一潘立本赵雯穆立蔷韩文静东北林业大学哈尔滨150040 中国林业科学研究院林业研究所

为明确不同物候期叶片功能性状,揭示叶片在生长发育过程中资源分配及生态适应策略,以黑龙江小北湖自然保护区的蒙古栎(Quercus mongolica)为研究对象,分析在不同物候期其叶片功能性状特征及各功能性状与气候因子的关系。结果表明:蒙古... 详细信息

为明确不同物候期叶片功能性状,揭示叶片在生长发育过程中资源分配及生态适应策略,以黑龙江小北湖自然保护区的蒙古栎(Quercus mongolica)为研究对象,分析在不同物候期其叶片功能性状特征及各功能性状与气候因子的关系。结果表明:蒙古栎叶片功能性状在不同物候期间均存在显著差异(P部环境变化影响。

关键词：蒙古栎叶片功能性状物候期气候因子冗余分析

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基于事件触发自适应时域MPC的船舶靠泊方法

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控制与决策 2024年第1期39卷 336-344页

作者：苑守正刘志林郑林熇孙雨鑫哈尔滨工程大学智能科学与工程学院哈尔滨150001 哈尔滨工程大学船海装备智能化技术与应用教育部重点实验室哈尔滨150001 中国船舶集团有限公司第七〇三研究所哈尔滨150078

船舶在自动靠泊的过程中会受到风、浪、流和岸壁效应等多种因素的干扰.鉴于此,针对全驱动船舶在复杂海洋条件下的自动靠泊问题,基于事件触发机制和模型预测控制,设计一种船舶自动靠泊控制器,以解决全驱动船舶在模型不确定性、执行器饱... 详细信息

船舶在自动靠泊的过程中会受到风、浪、流和岸壁效应等多种因素的干扰.鉴于此,针对全驱动船舶在复杂海洋条件下的自动靠泊问题,基于事件触发机制和模型预测控制,设计一种船舶自动靠泊控制器,以解决全驱动船舶在模型不确定性、执行器饱和、未知环境扰动以及岸壁效应等因素影响下的船舶自动靠泊问题.首先将船舶的三自由度模型进行线性化和离散化处理,并根据全驱动船舶的特性采用先泊位外镇定再平行靠拢的靠泊方式;然后为了提高求解速度,提出一种基于事件触发的自适应时域模型预测控制方案并进行稳定性分析;最后对一艘全驱动船舶进行仿真实验,将所提出的控制方案与其他已知方法进行对比.实验结果表明,所提出控制方案不仅能明显降低运算时间,而且具有更好的控制效果.

关键词：船舶控制航迹规划自动靠泊模型预测控制事件触发控制

水溶性乙烯基单体/戊二醛协同改性杨木的物理力学性能

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林业工程学报 2024年第3期9卷 32-39页

作者：赵怡杰惠春萌于凡钧邱哲肖泽芳王永贵谢延军木质新型材料教育部工程中心(东北林业大学) 哈尔滨150040

速生人工林木具有生长周期短、环境适应性强等显著优势,但其材质较差、尺寸稳定性低等不足限制了其使用范围。以速生大青杨(Populus ussuriensis)木材为研究对象,采用20%质量分数水溶性单体甲基丙烯酸-2-羟乙酯(HEMA)和N-羟甲基丙烯酰胺... 详细信息

速生人工林木具有生长周期短、环境适应性强等显著优势,但其材质较差、尺寸稳定性低等不足限制了其使用范围。以速生大青杨(Populus ussuriensis)木材为研究对象,采用20%质量分数水溶性单体甲基丙烯酸-2-羟乙酯(HEMA)和N-羟甲基丙烯酰胺(NMA)分别与不同质量分数的戊二醛(GA)复合制备改性剂HEMA-GA(HG)、NMA-GA(NG)处理杨木,分析了改性剂在木材中的分布,研究了改性处理对杨木物理力学性能的影响。结果表明,改性材密度、质量增加率、增容率、抗胀缩系数(ASE)随着GA质量分数的提高而增加,药剂流失率则与之呈负相关。当GA质量分数为6%时,HG组试样质量增加率为23.6%时,ASE最高可达49.9%,NG组试样质量增加率为38.6%时,ASE最高可达54.2%。尤其是6%质量分数的GA和HEMA单体复合改性处理的杨木,ASE相较于未加GA时提高了3倍。与素材相比,HG和NG组木材的抗弯强度、抗弯弹性模量都有所提高;HG组木材的冲击韧性有所降低,NG组木材冲击韧性基本不变。研究结果显示,水溶性乙烯基单体与戊二醛协同改性处理能显著改善木材尺寸稳定性,为拓宽速生杨木的应用范围提供了新方案。

关键词：木材改性甲基丙烯酸-2-羟乙酯 N-羟甲基丙烯酰胺戊二醛交联尺寸稳定性