检索结果-内蒙古大学图书馆

农业机械学报 2022年第7期53卷 275-281,300页

作者：杨猛肖成北京林业大学信息学院北京100083 国家林业和草原局林业智能信息处理工程技术研究中心北京100083

为结合环境因素进行植物根系三维建模,分析根系生长机理,提出了一种模拟根系与环境交互的动态生长可视化算法。该算法以根尖与环境的交互为主导,首先计算每个根尖吸收到的养分含量,再根据内部资源分配机制并采用环境影响的缩放函数调节... 详细信息

为结合环境因素进行植物根系三维建模,分析根系生长机理,提出了一种模拟根系与环境交互的动态生长可视化算法。该算法以根尖与环境的交互为主导,首先计算每个根尖吸收到的养分含量,再根据内部资源分配机制并采用环境影响的缩放函数调节根尖的伸长率与侧根密度,同时结合所受到的向性与障碍物的阻挡因素,实时调整生长方向。提供了根茎形状与根系整体形态的控制方法,包括编辑根茎形状的模板曲线、设定资源分配权重和向性权重等。对不同类型的根系,以及不同土壤环境下(包括各种养分分布、障碍物与盆壁影响)的根系进行了模拟实验。实验结果表明,所提出的算法具有为多类植物根系建模的泛化能力,并且能够合理地表现与环境的交互过程。

关键词：植物根系三维模型生长模拟环境交互可视化

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采伐对吉林蛟河阔叶红松林生态功能的短期影响

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北京林业大学学报 2019年第9期41卷 40-49页

作者：李明鲁吴兆飞邱华张春雨赵秀海北京林业大学国家林业和草原局森林经营工程技术研究中心

【目的】为研究采伐强度对森林生态系统功能的影响,对森林生态服务功能评价体系建立提供意见,并对今后阔叶红松林经营管理提出建议和对策。【方法】以吉林蛟河林业实验管理局阔叶红松林为研究对象,分别设置采伐强度为0(对照CK)、15%(弱... 详细信息

【目的】为研究采伐强度对森林生态系统功能的影响,对森林生态服务功能评价体系建立提供意见,并对今后阔叶红松林经营管理提出建议和对策。【方法】以吉林蛟河林业实验管理局阔叶红松林为研究对象,分别设置采伐强度为0(对照CK)、15%(弱度采伐LT)、35%(中度采伐MT)、50%(强度采伐HT)的4块样地。采用国家林业和草原局森林生态功能评价标准,选择森林群落结构、森林蓄积量、树种结构、森林自然度、植被总覆盖度、林分平均高、枯枝落叶厚度、郁闭度8个因子作为森林生态功能的评价因子,对比了不同强度采伐样地在采伐前、采伐后和采伐4年后生态功能的差异。【结果】(1)采伐前,各样地生态功能指数均为0.83,采伐后,不同强度采伐样地生态功能指数出现显著差异,未采伐(0.83)>弱度采伐(0.71)>中度采伐(0.67)>强度采伐(0.53)。4年后,各采伐样地生态功能指数差异逐渐减小,其中弱度采伐样地的生态功能指数恢复到采伐前状态(0.83),中度采伐样地和强度采伐样地也都有不同程度的改善,生态功能指数分别为0.77和0.61。(2)林分蓄积年均增长率随着采伐强度呈先增加后减少的趋势。(3)采伐对阔叶红松混交林优势种的生长起到了一定促进作用,而对林分树高的生长并没有产生明显的促进作用。【结论】低强度采伐后,森林生态功能能在短时间内恢复,并表现出更好的生长潜力,提高了人类对木材资源的利用,使森林综合效益得到改善;而大强度的采伐会严重破坏森林生态系统的稳定性,影响生态系统功能,使其在短时间内无法恢复。综合考虑,采伐强度在15%比较合理,建议不超过35%。

关键词：抚育采伐生态评价阔叶红松林生态功能指数

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长白山次生针阔混交林群落结构特征及群落动态

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生态学报 2020年第4期40卷 1195-1206页

作者：李建李晓宇曹静谭凌照赵秀海北京林业大学国家林业和草原局森林经营工程技术研究中心

长白山次生针阔混交林是东北地区典型的次生林类型之一,处于向地带性顶级植被阔叶红松林方向演替的重要阶段。全面分析长白山次生针阔混交林群落动态,能为东北地区森林保护、恢复和可持续经营提供理论支撑。基于长白山地区5.2 hm^2次生... 详细信息

长白山次生针阔混交林是东北地区典型的次生林类型之一,处于向地带性顶级植被阔叶红松林方向演替的重要阶段。全面分析长白山次生针阔混交林群落动态,能为东北地区森林保护、恢复和可持续经营提供理论支撑。基于长白山地区5.2 hm^2次生针阔混交林动态监测样地,以2005和2017年样地内所有胸径(DBH)≥5cm的木本植物为研究对象,分析了12年间群落的物种组成、物种多样性、胸径结构和密度结构等非空间结构,以及林木空间分布格局、树种混交和林木竞争等空间结构的变化。结果表明:群落个体数量由6614株降至5884株,2017年调查到木本植物13科25属42种,较2005年增加2属2种,群落物种组成和多样性变化较小。平均胸径由14.4 cm增加至15.5 cm;径级结构在两次调查中均呈倒"J"型,虽然群落保持稳定的更新态势,但是各径级的个体数量显著下降。胸径变异系数和基尼系数分别由0.77和0.37增至0.79和0.38,群落复杂程度提高。群落株数密度由1272株/hm^2降至1132株/hm^2,林分密度由33.12 m^2/hm^2增至34.74m^2/hm^2。群落空间结构在两次调查中没有变化,群落水平分布格局为随机分布(U=0.51),大小分化程度为中庸分布(U=0.50),混交度为强度混交(U=0.76),空间结构稳定。研究还比较了样地和20m×20m样方尺度上的群落结构变化趋势,发现大部分指标在两个尺度上变化一致。综上所述,本研究中的长白山次生针阔混交林的群落非空间结构呈现正向演替趋势,而空间结构保持相对稳定,群落整体在12年内并未发生本质性改变。在未来经营中,可适当伐除假色槭和色木槭等林下层树种,为红松、蒙古栎和紫椴等顶级树种的生长和更新提供空间。

关键词：次生针阔混交林非空间结构空间结构群落动态

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长白山温带森林不同演替阶段群落功能性状的空间变化

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植物生态学报 2019年第3期43卷 208-216页

作者：郝姝珺李晓宇侯嫚嫚赵秀海北京林业大学国家林业和草原局森林经营工程技术研究中心

群落构建机制研究是生态学研究的热点。长白山自然保护区拥有完整的原始阔叶红松林生态系统,近年来随着物种多样性丧失愈发严重,对该地区开展群落构建机制研究显得尤为重要。该研究以长白山不同演替阶段的3块5.2hm^2固定监测样地(次生... 详细信息

群落构建机制研究是生态学研究的热点。长白山自然保护区拥有完整的原始阔叶红松林生态系统,近年来随着物种多样性丧失愈发严重,对该地区开展群落构建机制研究显得尤为重要。该研究以长白山不同演替阶段的3块5.2hm^2固定监测样地(次生杨桦林、次生针阔混交林、原始椴树红松林)为研究对象,通过采集样地内主要树种的6个关键功能性状(叶面积、比叶面积、叶片厚度、叶氮含量、叶磷含量、最大树高),分析不同空间尺度下(5 m×5 m, 10 m×10 m, 20 m×20 m, 30 m×30m, 40 m×40 m, 50 m×50 m和60 m×60 m)及不同演替阶段群落性状空间值的变化,结合零模型的模拟结果对长白山温带森林演替过程中的群落构建机制进行讨论。结果表明:种库大小对于研究结果具有重要影响。在较大的种库下,环境过滤作用影响显著。而在样地水平进行研究时,演替早期和中期,群落性状空间值与零模型模拟值无显著差异,在演替的晚期,群落性状空间值显著高于零模型模拟值。结合多个群落功能多样性指数分析发现,环境过滤和竞争作用共同决定该地区顶级群落的物种组成。在演替早期大量物种迁入,群落内物种间存在强烈的资源竞争,而随着演替进行,部分物种逐渐被竞争排除出群落,群落中的物种呈现明显的生态位分化,竞争作用是维持物种共存的主要机制。

关键词：群落构建功能性状性状空间空间尺度

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长白山自然保护区蒙古栎幼树生理生长特性随海拔梯度的变化

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北京林业大学学报 2019年第11期41卷 1-10页

作者：樊莹乔雪涛赵秀海北京林业大学国家林业和草原局森林经营工程技术研究中心

【目的】揭示长白山自然保护区蒙古栎幼树生理生长特征对海拔梯度的响应,以预测环境变化对该地区蒙古栎幼树生长的潜在影响。【方法】以长白山自然保护区不同海拔的林下蒙古栎幼树为材料,研究其叶片生理学、叶片形态学特性和植株生长特... 详细信息

【目的】揭示长白山自然保护区蒙古栎幼树生理生长特征对海拔梯度的响应,以预测环境变化对该地区蒙古栎幼树生长的潜在影响。【方法】以长白山自然保护区不同海拔的林下蒙古栎幼树为材料,研究其叶片生理学、叶片形态学特性和植株生长特性对海拔梯度的响应。【结果】(1)蒙古栎叶片的比叶重和叶片干物质含量没有显著的海拔差异(P>0.05),而叶片的表观量子效率、光饱和点、光饱和速率、水分利用效率和表观CO2利用效率随海拔高度的增加呈下降趋势,即蒙古栎叶片的对弱光的利用能力、对强光的适应能力和最大光合潜力随海拔高度的增加而下降,生成单位有机物所需消耗的水分和胞间CO2随海拔高度的增加而增加;(2)蒙古栎植株的叶生物量、新生枝条生物量、一年生枝条生物量、叶生物量比重、新生枝条生物量比重和一年生枝条生物量比重随海拔高度的增加分别下降了64%、59%、60%、53%、45%和47%,即蒙古栎幼树的年生长量随海拔高度的增加而下降;(3)本研究中选择的叶片因子共解释了蒙古栎总生长变异的12.03%,选择的环境因子共解释了总生长变异的19.31%。【结论】蒙古栎幼树叶片生理性状和整株生长性状对海拔梯度的响应反映了该物种在异质生境中具有较强的叶片生理和整株形态可塑性。蒙古栎幼树的叶片的比叶重和干物质含量随海拔梯度没有显著变化,但其光合速率以及年生长量随海拔高度的增加而下降,即环境变化可能会通过影响蒙古栎幼树叶片的光合特征而非叶片的形态学特征进而影响蒙古栎幼树的生长。本文对预测蒙古栎在未来气候变化下的生理生态响应及演化方向具有一定意义。

关键词：蒙古栎海拔生长特性叶片属性

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用于碳通量长时间缺失值插补的深度学习模型ARformer

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农业工程学报 2024年第24期40卷 127-136页

作者：齐建东吴鹏查天山北京林业大学信息学院北京100083 国家林业和草原局林业智能信息处理工程技术研究中心北京100083 北京林业大学水土保持学院北京100083

为提高净生态系统交换量(net ecosystem exchange,NEE)在长期缺失下的插补精度,为地球碳循环的后续研究提供关键数据,该研究提出了一种用于NEE长时间缺失值插补的模型Adapter-Reverseformer(ARformer)。首先,为了更好地捕捉NEE数据的时... 详细信息

为提高净生态系统交换量(net ecosystem exchange,NEE)在长期缺失下的插补精度,为地球碳循环的后续研究提供关键数据,该研究提出了一种用于NEE长时间缺失值插补的模型Adapter-Reverseformer(ARformer)。首先,为了更好地捕捉NEE数据的时序特征,重新设计和优化了层归一化(layer normalization)、前馈网络(feed-forward network)和自注意力(self-attention)3个模块的功能,模型能够使用更长的回望窗口,从更长的时间序列中捕获时序特征;其次,设计了特征融合模块Attention-MLP,以拟合NEE与环境因子的即时响应关系,提高模型在不同土地利用类型NEE数据上的插补精度。在全球长期通量观测网络(FLUXNET)65个站点、10种土地利用类型的数据上进行试验,结果显示,ARformer模型的R^(2)在0.762~0.913之间,均方根误差(root mean square error,RMSE)、平均绝对误差(mean absolute error,MAE)和偏差(bias)在0.668~2.724、0.410~1.751和−0.024~0.067μmol/(m^(2)·s)之间。在不同缺失长度和土地利用类型下插补精度均高于边际分布采样法(marginal distribution sampling,MDS)、随机森林(random forest,RF)、DLinear、PatchTST和iTransformer。该研究结果可为NEE数据在长时间缺失场景下的插补提供参考。

关键词：碳通量 Adapter-Reverseformer 深度学习长缺失插补

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平泉油松建筑材林立地类型划分及立地质量评价

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林业科学 2021年第9期57卷 1-12页

作者：张晓文于青军罗桂生贾茜吴丹妮贾忠奎北京林业大学林学院国家林业和草原局油松工程技术研究中心北京100083 河北省平泉市国有黄土梁子林场平泉067506

【目的】对河北省平泉市油松人工林进行立地类型划分和立地质量评价,并将立地质量分级,以期筛选出适合培育油松建筑材林的林地。【方法】以河北平泉油松人工林为研究对象,基于92块固定样地数据和42株解析木数据,采用主导因子分析法筛选... 详细信息

【目的】对河北省平泉市油松人工林进行立地类型划分和立地质量评价,并将立地质量分级,以期筛选出适合培育油松建筑材林的林地。【方法】以河北平泉油松人工林为研究对象,基于92块固定样地数据和42株解析木数据,采用主导因子分析法筛选主导因子,并划分立地类型。采用相对优势高法编制立地指数表,根据立地指数表进行立地质量评价。选取林龄、密度一致,立地质量不同的9块样地,伐取优势木,分析油松木材物理力学性质。【结果】由平泉油松人工林立地类型分布图可知,中土层油松人工林最多,占油松人工林总面积的65.5%,薄土层次之,占油松人工林总面积的27.9%,厚土层最少,占油松人工林总面积的6.6%;阴坡油松人工林分布较多,占油松人工林总面积的76.6%,阳坡分布较少,占油松人工林总面积的23.4%。由立地指数分布图知,立地指数为9、10的地块占地面积14277.665 hm^(2),占总面积的28.1%;立地指数为6、7、8的地块占地面积33648.51 hm^(2),占总面积的66.1%;立地指数为4、5的地块占地面积2973.63 hm^(2),仅占总面积的5.8%。【结论】河北平泉地区立地质量处于中等偏上水平,适合培育油松建筑材林,黄土梁子镇和柳溪满族乡为最佳地点。

关键词：油松建筑材主导因子立地类型划分立地质量评价木材物理力学性质

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吉林蛟河针阔混交林群落β多样性的影响因素

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应用与环境生物学报 2022年第2期28卷 325-330页

作者：何存存张春雨赵秀海北京林业大学国家林业和草原局森林经营工程技术研究中心北京100083

量化局部因素对区域群落间物种组成差异的相对作用,对于理解吉林蛟河针阔混交林群落β多样性的响应机制具有重要意义.将区域群落尺度定义成由3个、5个或9个样方构成的3个梯度,并把全部木本植物划分为3个垂直层,计算不同林层下各区域群... 详细信息

量化局部因素对区域群落间物种组成差异的相对作用,对于理解吉林蛟河针阔混交林群落β多样性的响应机制具有重要意义.将区域群落尺度定义成由3个、5个或9个样方构成的3个梯度,并把全部木本植物划分为3个垂直层,计算不同林层下各区域群落的β多样性.采用回归模型和方差分解法分析地形和生物变量对不同区域群落β多样性的影响及相对贡献.结果表明:不同林层β多样性随着区域群落尺度的增大呈显著增大趋势(P<0.05),其中林下层变化范围为0.359-0.373,亚林层范围为0.502-0.514,林冠层范围为0.448-0.473;生物变量表征的林分结构属性对区域群落β多样性的影响最大,其解释比例总体上随区域群落尺度的增大而增大(林下层:0.27→0.40→0.33;亚林层:0.20→0.29→0.37;林冠层:0.16→0.21→0.27);不同林层中影响β多样性的生物因子种类不同,林下层和林冠层的决定性因素为物种丰富度,而亚林层的决定性因素为胸径变异系数;而地形因子对区域群落β多样性的解释量较低,其中海拔对林下层和林冠层具有显著的正向影响,坡度对亚林层具有显著的负向影响.本研究证实了区域群落尺度和林分结构特征对β多样性格局的形成具有重要作用,为今后全面揭示温带森林群落的多样性维持机制提供新视角.(图4表2参37)

关键词： β多样性区域群落尺度垂直分层林分结构地形因子

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吉林蛟河针阔混交林多年生幼苗物种组成及其生境解释

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生态学杂志 2018年第11期37卷 3186-3193页

作者：秦江环姚杰孟令君陈桂莲赵秀海北京林业大学国家林业和草原局森林经营工程技术研究中心北京100083

为了解生物因素与非生物因素对吉林蛟河针阔混交林多年生幼苗物种组成、数量特征及其空间分布的影响,以吉林蛟河21.12 hm2针阔混交林监测样地为基础,在样地内按照机械布点的方式设置了128个5 m×5 m多年生幼苗监测样方,以乔木树种... 详细信息

为了解生物因素与非生物因素对吉林蛟河针阔混交林多年生幼苗物种组成、数量特征及其空间分布的影响,以吉林蛟河21.12 hm2针阔混交林监测样地为基础,在样地内按照机械布点的方式设置了128个5 m×5 m多年生幼苗监测样方,以乔木树种多年生幼苗(高度H≥30 cm,胸径DBH<1 cm)为对象,分析多年生幼苗的物种组成与数量特征。以重要值排名前三的主要树种幼苗为对象,分析生物因素与非生物因素对其物种组成及多度的影响。结果表明:(1)本次共调查到871株实生幼苗,分属13科16属25种,均为样地内主要树种的幼苗,Simpson多样性指数为0.91,重要值排名前三的幼苗为色木槭(Acer mono)、白牛槭(Acer mandshuricum)和红松(Pinus koaiensis)。(2)生物成体因素对幼苗数量影响的尺度效应(10和20 m)在物种间存在差异。白牛槭幼苗数量在两个尺度都与其成体数量呈显著正相关。红松幼苗数量在两个尺度都与其成体胸高断面积之和呈显著正相关,与相对胸高断面积在20 m尺度呈显著负相关。色木槭幼苗数量在20 m尺度上与成体胸高断面积之和呈显著正相关,与相对胸高断面积则呈显著负相关,在10 m尺度上与成体数量呈显著正相关。同种成体对3种幼苗的数量没有表现出显著的密度制约效应。(3)回归结果表明:全部物种幼苗数量与胸高断面积之和、叶面积指数及土壤酸碱度呈显著正相关,与土壤湿度呈显著负相关。白牛槭、红松及色木槭幼苗数量与10个因子的相关性有较大差异,表明不同树种对不同的生境选择性存在较大差异。

关键词：针阔混交林多年生幼苗生物因素非生物因素

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阔叶红松林乔木地上碳储量和碳增量对采伐强度的响应

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北京林业大学学报 2022年第10期44卷 23-32页

作者：耿燕赵秀海安黎哲北京林业大学国家林业和草原局森林经营工程技术研究中心北京100083

【目的】采伐是影响森林植被固碳能力最主要的森林管理方式之一。目前对异龄复层混交林植被碳储量和碳增量对采伐干扰的响应规律尚缺乏足够的认识。本研究旨在揭示不同强度采伐下阔叶红松林乔木地上碳储量和碳增量的动态变化,为合理选... 详细信息

【目的】采伐是影响森林植被固碳能力最主要的森林管理方式之一。目前对异龄复层混交林植被碳储量和碳增量对采伐干扰的响应规律尚缺乏足够的认识。本研究旨在揭示不同强度采伐下阔叶红松林乔木地上碳储量和碳增量的动态变化,为合理选择采伐强度,促进阔叶红松林“固碳增汇”提供理论依据。【方法】在吉林蛟河天然阔叶红松林内建立轻度(胸高断面积平均采伐强度17.3%)、中度(34.7%)、重度(51.9%)采伐以及对照(不采伐)样地,对样地内所有胸径大于1 cm的乔木进行连续监测,比较不同采伐强度下保留木、进界木、枯死木碳储量的变化,以及采伐对不同径级树木碳增量的影响,探究采伐干扰后林分碳储量恢复的一般规律和限制因素。【结果】采伐10年后,轻度采伐样地内的乔木地上碳储量已经恢复到伐前水平并超过对照样地,而中度和重度采伐造成的碳储量损失在短期内难以恢复,分别需要约22年和44年才能恢复到伐前水平。乔木地上碳增量在4个采伐强度中有显著差异。轻度采伐使得林分碳年增量显著高于对照,而重度采伐却明显降低了碳增量的增速。这是因为尽管采伐显著提高了林分保留木和进界木的生长量,但高强度采伐造成的林内环境变化、树木受伤等增加了样地内树木的死亡率,使得净碳增量较低。采伐对小径级树木(胸径小于20 cm)的生长(碳增量)有显著的促进作用,而大径级树木(胸径大于30 cm)的碳增量在不同采伐处理之间没有显著影响。将采伐强度与碳增量进行拟合,得到采伐强度为28.4%时碳储量年增量达到最大值。【结论】从本研究结果来看,阔叶红松林的采伐强度在15%~30%是较为合理的。轻度到中度的采伐尽管在短期内会引起植被碳储量一定程度的降低,但通过对林分结构进行调整,加速了保留木和进界木的生长,使得碳增量较快。同时,胸径在20~30 cm的树木对整个林分的碳增量贡献最大,生长潜力也较大,意味着森林经营时应特别考虑保留这一径级的树木。总之,采伐强度的设定应综合考虑木材生产、生态系统恢复、森林植被碳汇功能等多种因素。

关键词：森林碳储量保留木进界木枯死木采伐干扰

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