检索结果-南通市图书馆

基于多光谱图像的沉香幼苗冠层全氮量无损估测

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林业科学 2022年第9期58卷 36-47页

作者：袁莹王雪峰中国林业科学研究院资源信息研究所、国家林业和草原局森林经营与生长模拟重点实验室北京100091

【目的】应用计算机视觉技术处理沉香幼苗冠层多光谱图像并构建全氮量估测模型,探索适用于沉香多光谱图像的新图像处理方法,确定最适于沉香幼苗氮营养状态估测的图像特征和模型形式,以推动沉香营养状态无损估测的发展,为沉香培育经营的... 详细信息

【目的】应用计算机视觉技术处理沉香幼苗冠层多光谱图像并构建全氮量估测模型,探索适用于沉香多光谱图像的新图像处理方法,确定最适于沉香幼苗氮营养状态估测的图像特征和模型形式,以推动沉香营养状态无损估测的发展,为沉香培育经营的精准作业提供新思路。【方法】利用多光谱相机获取沉香幼苗冠层图像,采用改进的指数型半软阈值函数对多光谱图像进行小波去噪,结合傅里叶梅林变换(FMT)配准与遗传反向传播神经网络(GA-BPNN)算法实现多光谱图像的精准分割。提取分割后图像的光谱、纹理特征为自变量,建立基于人工蜂群(ABC)、天牛须搜索(BAS)、混合灰狼优化(HGWO)算法改进的Elastic Net(EN)沉香冠层全氮量估测模型,通过留一法交叉验证对模型进行综合检验评价确定最适优化模型,并将其与传统偏最小二乘回归(PLSR)、岭回归(RR)和多元逐步回归(SR)模型进行对比分析。【结果】1)改进的指数型半软阈值函数能够有效去除多光谱图像中的强噪声,去噪效果优于小波软阈值、硬阈值和传统半软阈值方法;2)GA-BPNN算法的分割效果优于大津阈值分割、最大熵分割和最小交叉熵分割,结合FMT配准后的分割效果显著优于对各波段图像直接分割的方法;3)就EN模型而言,综合考虑单光谱特征、单纹理特征和综合特征建立的3类模型验证结果,3种优化算法的优化效果为ABC>HGWO>BAS,3类模型的整体估测精度为综合特征>单光谱特征>单纹理特征;基于ABC优化的EN模型(ABC-EN)中,综合特征模型决定系数(R2)为0.829 4,均方误差(MSE)为0.169 5,较单光谱和单纹理特征模型R2分别提高10%和54%,MSE分别降低30%和63%;4)ABC-EN模型与其他传统模型估测精度对比结果显示ABC-EN>RR>PLSR>SR,其中RR模型R2为0.748 3,PLSR模型R2为0.651 2,SR模型R2为0.577 9,均低于本研究提出的ABC-EN模型。【结论】改进的指数型半软阈值函数能够有效去除沉香幼苗冠层多光谱图像中的强噪声,结合FMT与GA-BPNN的分割方法分割效果良好,综合光谱纹理特征构建的ABC-EN模型是沉香幼苗冠层全氮量最优估测模型。

关键词：沉香全氮多光谱 Elastic Net 图像处理

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中国草种业标准现状分析

草业科学 2021年第8期38卷 1657-1662页

作者：古琛贾志清王迎新何凌仙子李清雪中国林业科学研究院林业研究所北京100091 国家林业和草原局草原研究中心北京100091 中国林业科学研究院荒漠化研究所北京100091

草种子不仅是草业与畜牧业的基石,还是生态文明建设以及城镇景观绿化的重要载体。我国虽是草地资源和草种子利用大国,但却是草种业弱国。标准化是推动草种业快速高质量发展的关键,历经30多年的不懈努力,我国的草种业标准化也取得了积极... 详细信息

草种子不仅是草业与畜牧业的基石,还是生态文明建设以及城镇景观绿化的重要载体。我国虽是草地资源和草种子利用大国,但却是草种业弱国。标准化是推动草种业快速高质量发展的关键,历经30多年的不懈努力,我国的草种业标准化也取得了积极的进展,但是目前的草种业标准体系还处于混沌状态,缺乏系统的梳理。为了进一步加强和完善我国草种业标准体系构建,推动草种业高质量发展,本文尽可能详细地检索和筛选草种业的现行标准,从种质资源、生产加工、质量检验、包装、贮藏和运输,播种5个方面进行梳理。在此基础上分析了现行标准体系的薄弱之处,提出了需要更新以及尚需制定标准的建议,为草种业标准的制定者和应用者提供服务和便利,为草种业标准体系的完善提供参考。

关键词：种子标准化标准草种业种质资源种子生产质量检验播种

基于随机森林模型的东北三省乔木林生物质碳储量预测

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林业科学 2022年第4期58卷 40-50页

作者：田惠玲朱建华何潇陈新云简尊吉李宸宇郭学媛黄国胜肖文发中国林业科学研究院森林生态环境与自然保护研究所国家林业和草原局森林生态环境重点实验室北京100091 南京林业大学南方现代林业协同创新中心南京210037 中国林业科学研究院资源信息研究所国家林业和草原局森林经营与生长模拟实验室北京100091 国家林业和草原局调查规划设计院北京100714

【目的】利用全国森林资源清查固定样地连续监测数据,通过机器学习算法构建基于多因子的森林生长模型,提高森林生长和固碳量的模拟精度,预测东北三省乔木林未来碳汇潜力,探索乔木林碳汇的潜在分布,为准确定位我国东北森林在增汇减排中... 详细信息

【目的】利用全国森林资源清查固定样地连续监测数据,通过机器学习算法构建基于多因子的森林生长模型,提高森林生长和固碳量的模拟精度,预测东北三省乔木林未来碳汇潜力,探索乔木林碳汇的潜在分布,为准确定位我国东北森林在增汇减排中的作用以及科学制定国家“碳中和”行动路径和目标管理提供科学指导。【方法】利用1999—2018年4次全国森林资源连续清查固定样地监测数据,结合区域气候、土壤、林分和地形因子,采用随机森林模型构建区域主要优势树种(组)的生长-消耗模型,运用未来气候情景与未来乔木林面积扩增情景,预测东北三省2015—2060年间乔木林生物质碳储量变化与碳汇潜力。【结果】东北三省乔木林生物质碳储量2060年可达3393.15 TgC,比2015年增加1895.23 TgC,2015—2060年间年碳汇量为42.12 TgC·a-1,其中天然林是主体。辽宁省、吉林省和黑龙江省乔木林生物质碳储量分别由2015年的139.19、463.58和895.15 TgC增至2060年的328.95、915.83和2148.37 TgC,乔木林平均生物质碳密度分别由2015年的32.71、59.75和45.11 MgC·hm-2增至2060年的75.20、109.32和85.24 MgC·hm-2。2015—2060年间辽宁省、吉林省和黑龙江省乔木林生物质年碳汇量分别为4.22、10.05和27.85 TgC·a-1。【结论】本研究构建的随机森林模型表现效果较好,能够用于东北三省未来乔木林碳储量预测。2015—2060年东北三省乔木林生物质碳储量将增加1895.23 TgC,未来仍具有较大碳汇潜力。黑龙江省的碳汇潜力最大,年碳汇量达27.85 TgC·a-1,是未来重要的碳增汇区域;辽宁省的碳汇潜力较弱,年碳汇量仅为4.22 TgC·a-1。加强中、幼龄林经营管理,适度更新成、过熟林,有助于提升东北三省乔木林碳汇功能,发挥我国东北森林在增汇减排以及实现区域“碳中和”目标中的作用。

关键词：生长-消耗模型随机森林模型森林资源清查多变量生物质碳储量

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青海省不同生境下青海云杉胸径生长模型研究

林业科学研究 2024年第1期37卷 119-129页

作者：马浩陈科屹徐干君党禹杰何友均王建军国家林业和草原局西北调查规划院陕西西安710048 中国林业科学研究院林业科技信息研究所北京100091

[目的]研究不同生境压力下青海云杉的林木胸径生长规律及生长模型,为有效保护、合理经营青海云杉林提供经验模型。[方法]利用青海地区青海云杉的树轮数据,计算单木胸径生长量,分析不同起源、不同坡位条件下胸径生长规律,构建单木胸径生... 详细信息

[目的]研究不同生境压力下青海云杉的林木胸径生长规律及生长模型,为有效保护、合理经营青海云杉林提供经验模型。[方法]利用青海地区青海云杉的树轮数据,计算单木胸径生长量,分析不同起源、不同坡位条件下胸径生长规律,构建单木胸径生长模型,对比与评价不同模型的拟合优度结果。随后选取基础模型,建立考虑起源和坡位的青海云杉单木胸径混合效应模型,采用全部数据对模型进行检验。[结果]总体来看,青海云杉生长到胸高位置后,单木胸径生长量随着年龄的增加呈现下降后平缓变化趋势;青海云杉天然林、人工林单木生长的速生期分别为29—44 a、29—39 a,连年生长量(CAI)和平均生长量(MAI)均在0.40 cm以上,随后天然林单木CAI和MAI的变化平缓,人工林的变化幅度较大。不同坡位的单木胸径生长趋势具有差异。生长模型结果显示,不同起源、坡位条件下各树种最优胸径生长模型的决定系数(R^(2))均在0.913以上,总体相对误差(TRE)和平均系统误差(MSE)均在±2%以内,平均预估误差(MPE)大多在5%以内,平均百分标准误差(MPSE)在35%以内。以Gompertz模型为基础模型构建的混合效应模型的R^(2)为0.702,拟合效果优于基础模型;检验指标TRE为0.03%,MSE为-0.30%,MPE为4.23%,MPSE为29.54%,较基础模型分别下降89.3%、83.5%、20.6%、15.1%。[结论]不同生境条件下青海云杉的胸径生长规律具有差异,天然林的快速生长期持续时间长;所构建的单木胸径生长混合效应模型,可以用于估算青海省不同生境条件下青海云杉的林木胸径生长量变化。

关键词：胸径生长量生长规律单木生长模型混合效应模型青海

不同类型盐生植物适应盐胁迫的生理生长机制及Na^(+)逆向转运研究进展

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生物技术通报 2023年第1期39卷 59-71页

作者：刘佳欣张会龙邹荣松杨秀艳朱建峰张华新中国林业科学研究院生态保护与修复研究所国家林业和草原局盐碱地研究中心北京100091 中国林业科学研究院天津林业科学研究所天津300457 中国林业科学研究院黄河三角洲综合试验中心东营257500

盐生植物是指能在离子浓度至少200 mmol/L以上的生境中生长并完成生活史的植物。盐生植物可分为稀盐盐生植物、泌盐盐生植物、拒盐盐生植物三类。本文从生长形态、生理和分子3个方面总结三类盐生植物响应盐胁迫的不同策略及研究进展,发... 详细信息

盐生植物是指能在离子浓度至少200 mmol/L以上的生境中生长并完成生活史的植物。盐生植物可分为稀盐盐生植物、泌盐盐生植物、拒盐盐生植物三类。本文从生长形态、生理和分子3个方面总结三类盐生植物响应盐胁迫的不同策略及研究进展,发现盐生植物在分子水平上主要通过Na^(+)转运蛋白和为其提供能量的两类基因应对体内过高Na^(+),这可能是引起盐生植物生理和生长形态异于非盐生植物的重要因素。其中稀盐盐生植物主要通过液泡离子区隔化应对盐胁迫,并表现出肉质化生长形态;泌盐盐生植物通过将体内盐分排出体外应对盐胁迫,并进化出特有的生理结构——盐腺或盐囊泡;拒盐盐生植物通过将盐离子积累在皮层细胞液泡和根部木质部薄壁细胞中减少向上运输Na^(+),同时根部多栓质化减少Na^(+)吸收。本综述旨在为今后研究盐生植物及其耐盐机制提供相关依据,为植物耐盐分子育种奠定基础。

关键词：盐生植物 Na^(+)逆向转运耐盐生理机制耐盐生长机制

北京村庄绿化美化的建设思路、主要指标与落地对策

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中国城市林业 2024年

作者：孙睿霖王成殷鲁秦张昶中国林业科学研究院林业研究所国家林业和草原局城市森林研究中心

村庄绿化美化是北京生态建设进入新阶段，结合全市“百村示范、千村振兴”工程开展的必要实践。文章在分析北京市村庄存在内部绿化严重不足、绿化空间拓展难、绿化品质不高、绿化空间服务功能不强、景观难以长效维持等现实问题的基础上... 详细信息

村庄绿化美化是北京生态建设进入新阶段，结合全市“百村示范、千村振兴”工程开展的必要实践。文章在分析北京市村庄存在内部绿化严重不足、绿化空间拓展难、绿化品质不高、绿化空间服务功能不强、景观难以长效维持等现实问题的基础上，提出村庄绿化美化的建设目标、范围和原则，并从操作层面构建指标体系；通过分析10类典型建设场景中的常见问题与需求，提出规划设计导引，并对乡村绿化中责任主体划分、资金保障和长效机制建立等方面提出相关对策。

关键词：村庄绿化乡村景观规划北京

木本盐生植物西伯利亚白刺NHX基因家族全基因组鉴定与表达分析

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基因组学与应用生物学 2023年第7期42卷 698-714页

作者：刘佳欣朱建峰杨秀艳张会龙张华新国家林业和草原局盐碱地研究中心北京100091 中国林业科学研究院天津林业科学研究所天津300457 中国林业科学研究院黄河三角洲综合试验中心东营257500

本研究旨在探究西伯利亚白刺(Nitraria sibirica)中一类重要的Na+/H+逆转运蛋白编码基因NHX家族生物信息学特征及非生物胁迫下的表达模式,为深入解析盐胁迫下西伯利亚白刺NHXs基因的功能奠定基础。本研究基于西伯利亚白刺全基因组数据,... 详细信息

本研究旨在探究西伯利亚白刺(Nitraria sibirica)中一类重要的Na+/H+逆转运蛋白编码基因NHX家族生物信息学特征及非生物胁迫下的表达模式,为深入解析盐胁迫下西伯利亚白刺NHXs基因的功能奠定基础。本研究基于西伯利亚白刺全基因组数据,以拟南芥(Arabidopsis thaliana)NHXs基因序列为参考获得西伯利亚白刺NHXs基因。在西伯利亚白刺中共鉴定出12个NHXs成员,基于亚细胞定位预测结果将NsNHXs分成3个不同的系统发育组,分别分布在5、 6、 7、 8、 12号染色体上。结果显示,NsNHXs氨基酸长度在408~1 190 aa,分子量在44.460 00~130.780 74 kDa,等电点在5.36~8.86,亲水系数在0.114~0.713,具有8~12个跨膜螺旋结构。物种内共线性分析发现6对存在共线性关系的基因,物种间共线性分析结果显示,在西伯利亚白刺和拟南芥之间共鉴定出6对直系同源基因。基因表达热图显示,NaCl处理后,NsNHX4和NsNHX7基因表达水平最高。NaCl和CaCl2混合处理下,NsNHX4和NsNHX7基因表达水平最高,且相较于单一NaCl溶液处理基因表达水平更高,NsNHX1和NsNHX7在转录水平上表达均上调。400 mmol/L NaCl胁迫处理下西伯利亚白刺叶片和根中NsNHX家族基因的实时定量PCR结果表明,NsNHX基因家族的表达存在组织差异性,NsNHX1和NsNHX7在西伯利亚白刺叶片和根中表达均上调,NsNHX4在西伯利亚白刺叶片组织中表达上调,而在根中表达下调,NsNHX1、NsNHX4和NsNHX7基因可能在植物耐盐性调控中发挥重要作用。本研究为盐胁迫下西伯利亚白刺NHX家族功能研究提供了重要信息,也为进一步研究盐胁迫调控机制提供了候选基因。

关键词：西伯利亚白刺 NHX(Na^(+)/H^(+)逆转运蛋白)基因家族盐胁迫耐盐分子机制

城市森林林木斑块特征与降温效应的关系——以北京市城区为例

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林业科学 2021年第4期57卷 32-42页

作者：李晓婷李彤仇宽彪姜莎莎贾宝全中国林业科学研究院林业研究所国家林业和草原局林木培育重点实验室国家林业和草原局城市森林研究中心北京100091 生态环境部南京环境科学研究所南京210042

【目的】城市绿地对城市热岛有显著的缓解作用,但是城市生态用地空间不断被挤压,可用于增加绿地的土地面积非常有限,如何通过合理的景观和群落结构配置来缓解城市热岛效应成为重中之重。本研究在更精细的影像分辨率尺度上探究林木斑块... 详细信息

【目的】城市绿地对城市热岛有显著的缓解作用,但是城市生态用地空间不断被挤压,可用于增加绿地的土地面积非常有限,如何通过合理的景观和群落结构配置来缓解城市热岛效应成为重中之重。本研究在更精细的影像分辨率尺度上探究林木斑块的斑块水平特征、景观配置特征以及群落组成特征对斑块降温效应的影响,以期为城市绿地的规划和管理提供依据。【方法】以北京市六环外1 km以内的城区为研究区,利用2013年9月Landsat-8 TIRS遥感影像的第10波段反演地表亮温,利用2013年8—9月0.5 m分辨率的World-view-2遥感影像提取城市森林斑块信息,基于城市森林斑块地表亮温与城区整体地表亮温的温差量化研究区域内城市森林的降温效应。然后,选取斑块面积、周长、周长面积比和形状指数4个斑块水平的景观指数,以及树冠覆盖度、平均斑块面积、斑块密度和聚集度4个景观水平的指标,探究城市森林斑块个体特征与空间配置对其降温效应的影响。同时还采取分层随机抽样法抽取398个林木斑块,进行城市森林结构抽样调查,分析城市森林群落结构与降温效应之间的关系。【结果】北京城区地表亮温平均值为29.86℃,不透水地表区域的地表亮温平均值为30.64℃,树冠覆盖面积超过1000 m2的林木斑块地表亮温平均值为28.68℃,比城区低1.18℃,比不透水地表低1.98℃。在斑块水平的4个指数中,斑块面积和周长与斑块内部地表亮温最低值显著负相关(R2值分别为0.43和0.33),斑块周长面积比以及形状指数与斑块内部地表亮温的相关性较弱,且分别为正相关(R2=0.25)和负相关(R2=0.10)。在景观水平的4个指数中,作用最强的为树冠覆盖度(R2=0.312),其次为平均斑块面积(R2=0.309),二者与林木斑块的降温效应均为正相关;斑块密度与降温效应呈非线性关系,一开始地表亮温最低值随着斑块密度的增加而升高,当斑块密度的对数值达到-4.85时,地表亮温最低值随着斑块密度的增加开始下降;聚集度与降温效应呈正相关(R2=0.15);群落结构指标与林木斑块内部地表亮温相关性整体较弱,树高与乔木株数占比与斑块内部地表亮温负相关(P<0.05),物种多样性指数Shannon-Wiener与斑块内部地表亮温正相关(P<0.05)。【结论】在北京,面积超过1000 m2的林木斑块可在一定程度上缓解城市热岛效应,树冠覆盖度和斑块面积是影响林木斑块降温效应强弱的核心因素,未来城市森林建设除直接规划大尺度城市森林外,还可优先在紧靠现有绿地区域的潜在绿地区种植树木,以此来增加现有林木斑块面积,同时建议优先选择生物量较大的植物,合理进行树种配置,全力提高城市绿地降温能力。

关键词：林木斑块降温能力城市森林热岛效应北京

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中国自然保护区空间分布特征研究

生态学报 2023年

作者：赵文飞宗路平王梦君国家林业和草原局西南调查规划院国家林业和草原局国家公园规划研究中心

我国自然保护区经过60余年建设,在维护国家生态安全、保护生物多样性、保存自然遗产和改善生态环境质量等方面发挥着重要作用。研究系统整理了我国现有2672个(不含港澳台)自然保护区空间分布数据,形成了较为完整的空间信息数据库,从发... 详细信息

我国自然保护区经过60余年建设,在维护国家生态安全、保护生物多样性、保存自然遗产和改善生态环境质量等方面发挥着重要作用。研究系统整理了我国现有2672个(不含港澳台)自然保护区空间分布数据,形成了较为完整的空间信息数据库,从发展历程、保护类型、建设规模等方面进行了特征统计。运用地理集中指数和核密度指数等方法,对全国自然保护区从海陆分布、省级分布、时空分布、集聚分布等不同维度进行了空间分布特征分析。结果表明:(1)我国自然保护区数量和类型丰富,大致经历了“起步-停滞缓慢发展-稳步发展-快速发展-稳固完善”的5个发展阶段,以中小型的森林生态系统、野生动物、内陆湿地和水域生态系统自然保护区为主;(2)空间上为集聚分布,省域分布差异悬殊,沿“胡焕庸线”呈“西少东多、西聚东散”的特点;(3)不同类型和管理级别的自然保护区分布集群态势差异明显,形成了黄山-怀玉山、粤东北丘陵、南岭、武夷山等11个显著聚集区;(4)建设规模和连片聚集效应自西向东呈递减趋势,与我国地形的三级阶梯构造变化趋势存在紧密联系。最后,本文讨论了形成我国现有自然保护区空间格局的主要原因,包括客观自然条件及主观人为等因素,并结合我国自然保护区空间分布和建设发展中存在的问题进行了分析,从建立布局完善和海陆统筹的保护区网络,科学界定保护地类型,逐步优化自然保护区边界及稳步提升科研监测成效等方面提出了发展建议。在我国自然保护地体系由自然保护区向国家公园为主体的全面深化改革阶段,本研究弥补了现有研究成果的局限性和时效性问题,以期为未来自然保护区的空间布局优化及发展提供科学参考。

关键词：自然保护区自然保护地体系空间分布核密度