检索结果-内蒙古大学图书馆

林业科学 2025年第4期61卷 9-19页

作者：杨菲菲张王菲赵磊赵含姬永杰王梦金西南林业大学林学院昆明650224 中国林业科学研究院资源信息研究所北京100091 西南林业大学水土保持学院昆明650224

【目的】提出二阶段遥感特征选择方法与多机器学习模型结合的思路,探索适用于国产高分一号(GF-1)数据估测森林地上生物量(AGB)的有效模式,为高分系列卫星数据在林业监测中的应用提供参考。【方法】首先,从GF-1数据中提取波段光谱特征、... 详细信息

【目的】提出二阶段遥感特征选择方法与多机器学习模型结合的思路,探索适用于国产高分一号(GF-1)数据估测森林地上生物量(AGB)的有效模式,为高分系列卫星数据在林业监测中的应用提供参考。【方法】首先,从GF-1数据中提取波段光谱特征、纹理特征、植被指数等44个特征变量;然后,基于二阶段特征优选策略优选特征,第一阶段采用过滤式法(Relief)、嵌入式法(Lasso、RF)进行初步筛选,第二阶段通过包装式法(RFE)进一步优化特征子集,提升模型估测能力;最后,利用以往森林AGB估测研究中表现较好的K最近邻(KNN)、支持向量回归(SVR)、随机森林(RF)、梯度提升回归树(GBRT)和极限梯度提升树(XGBoost)机器学习模型进行森林AGB估测,并评估不同特征选择方法与模型之间的匹配度及其对森林AGB估测精度的影响,探寻最优的基于GF-1数据估测森林AGB的策略。【结果】1)Relief-RFE方法在XGBoost模型森林AGB反演中取得较优效果(R²=0.811,RMSE=8.45 t·hm^(−2),rRMSE=23.39%)。2)绿光波段纹理特征(mea_b2)能够捕捉到森林地表覆盖物的空间分布信息,如森林的冠层密度、树木分布等空间结构变化信息;蓝光波段光谱特征(b1)对叶绿素和叶色素浓度变化反应敏感,可表征植被健康状况和生长阶段信息,在多种方法的二阶段特征选择中上述2种特征均被选为核心特征用于森林AGB估测。3)特征优选可显著提升模型性能,XGBoost模型的提升效果明显大于KNN、SVR、RF和GBRT模型。【结论】通过对比不同特征选择方法与机器学习模型结合估测森林AGB的效果,验证了二阶段特征优选策略在基于GF-1数据估测森林AGB中的有效性,尤其是将该策略与XGBoost模型结合,能够构建出高精度、高稳健性的森林AGB估测策略。

关键词： GF-1数据森林地上生物量混合特征选择机器学习二阶段优化策略

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绒毛白蜡对城市夜间光照的光合响应及其生理生化适应性特征

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北京林业大学学报 2025年第2期47卷 58-65页

作者：吉子彧刘艳红秦倩倩北京林业大学森林资源与生态系统过程北京市重点实验室北京林业大学生态与自然保护学院北京100083

【目的】探讨园林绿化植物在不同强度城市夜间光照的响应特征,可以评估其对城市环境中光污染的耐受性和适应能力。研究旨在揭示绒毛白蜡对不同强度城市夜间光照的光合响应和生理生化适应性特征,进而为城市园林绿化树种选择及科学调控路... 详细信息

【目的】探讨园林绿化植物在不同强度城市夜间光照的响应特征,可以评估其对城市环境中光污染的耐受性和适应能力。研究旨在揭示绒毛白蜡对不同强度城市夜间光照的光合响应和生理生化适应性特征,进而为城市园林绿化树种选择及科学调控路灯开放时长等管理工作提供科学依据,促进城市生态环境的可持续发展。【方法】以北京市行道树常用树种绒毛白蜡为试验材料,通过野外实地监测和实验室分析,研究其叶片光合参数、光合色素含量和抗逆生理生化指标在城市夜间不同光照强度梯度下的变化和适应特征。【结果】(1)绒毛白蜡叶片的净光合速率、气孔导度和蒸腾速率可积极响应城市夜间光照,与夜间光照强度成正相关。(2)随着夜间光照强度增加,叶绿素总量显著升高,叶绿素a/b显著下降。(3)随着城市夜间光照强度增加,绒毛白蜡叶片的可溶性糖含量、超氧化物歧化酶活性、过氧化酶活性均升高,一定程度上缓解了城市夜间光照对叶片造成的胁迫。【结论】绒毛白蜡可以通过调整超氧化物歧化酶活性、过氧化酶活性、可溶性糖含量来积极的响应夜间光照,保证光合作用正常进行。绒毛白蜡表现出适应和响应夜间光照的特性,可作为城市道路绿化树种。

关键词：绒毛白蜡城市夜间光照光合节律光合参数抗逆

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柔性摇臂振动式核桃采收机设计及其振动性能

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林业科学 2025年第4期61卷 180-195页

作者：茹煜范高鸣许林云张海锋周宏平施明宏王艳艳崔王斌徐国鹏南京林业大学机械电子工程学院南京210037 南京林业大学林业资源高效加工利用协同创新中心南京210037

【目的】针对核桃采收效率和果实采净率低等问题,设计一种柔性摇臂振动式核桃采收机,采用树干振动采收方式,研究不同振动参数对采收机振动性能的影响,通过响应面曲线获得两两交互作用下的振动加速度响应情况,优化设计结构和作业参数。... 详细信息

【目的】针对核桃采收效率和果实采净率低等问题,设计一种柔性摇臂振动式核桃采收机,采用树干振动采收方式,研究不同振动参数对采收机振动性能的影响,通过响应面曲线获得两两交互作用下的振动加速度响应情况,优化设计结构和作业参数。【方法】对采收机关键零部件进行结构设计和应力分析,确定最佳参数;对核桃树夹持处和树干处的加速度响应效果进行仿真分析和振动作业试验,应用Design-Expert 13.0软件,以振动频率、树干直径和振动时间为主要因素,以振动加速度为评价指标,通过响应曲面探究3个参数对振动加速度的影响程度。【结果】通过ADAMS动力学分析软件得出柔性摇臂最佳直径为15 cm、最佳夹持力为2800 N,对比仿真结果与田间采收试验结果,核桃树夹持处、树干处不同频率时的振动加速度误差在5%之内;振动频率、树干直径和振动时间对振动加速度的贡献率分别为2.3178、1.6492和1.4894,当振动频率为14 Hz、树干直径为15 cm时,振动加速度达到最大值63.417 m·s^(−2),三因素对振动加速度的影响程度由大到小依次为振动频率、树干直径、振动时间。【结论】设计柔性摇臂振动式核桃采收机,剖析该装备结构特征和作业参数对能量传递的影响,可为大规模标准果园的高效核桃采收提供作业参数依据,有效提高核桃采收效率和果实采净率。

关键词：柔性摇臂振动采收结构设计振动响应

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不同时间尺度森林群落多样性-稳定性关系

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西北林学院学报 2025年第1期40卷 144-151页

作者：贾勃王新杰北京林业大学林木资源高效生产全国重点实验室北京100083

森林群落稳定性是体现森林面对干扰抵抗能力的重要指标,已知森林生物量稳定性会受到多样性、物种异步性和优势物种稳定性的影响,然而,关于这些变量在不同时间尺度下的相对重要性的相关研究较少,本文旨在探索不同时间尺度下森林群落稳定... 详细信息

森林群落稳定性是体现森林面对干扰抵抗能力的重要指标,已知森林生物量稳定性会受到多样性、物种异步性和优势物种稳定性的影响,然而,关于这些变量在不同时间尺度下的相对重要性的相关研究较少,本文旨在探索不同时间尺度下森林群落稳定性影响因素。基于吉林省金沟岭林场的110块固定样地数据,本文利用相关性分析研究不同时间尺度下多样性、优势物种稳定性、物种异步性和森林群落生物量稳定性的相关关系是否一致,接着采用结构方程模型计算直接效应和总效应。结果表明,物种丰富度、胸径变异系数、物种异步性与稳定性总是呈显著正相关关系。随着时间尺度的增大,物种异步性的直接效应由0.44增长为0.63,总相对效应由36.87%增长为45.57%,物种异步性一直是影响森林生物量时间稳定性的最重要因素。本研究得出影响群落稳定性的最重要因素,有助于更好地理解森林生态系统多样性-稳定性关系的机制,然而多样性-稳定性关系及其机制是复杂的,未来仍需要选择不同多样性指标进行深入研究。

关键词：多样性-稳定性关系时间尺度物种异步性结构方程模型

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边材木质部液流-氧复合传感器设计及应用

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农业工程学报 2025年第5期41卷 79-86页

作者：周海洋马和龙孙卿峰赵燕东林剑辉郑一力北京林业大学工学院北京100083 林木资源高效生产全国重点实验室北京100083 林业装备与自动化国家林业和草原局重点实验室北京100083

树木根区土壤氧气含量是影响树木长势的重要环境因子。由于氧气空间分布复杂,直接测量具有较大的局限性。该研究基于荧光猝灭原理和热扩散液流测量原理研制了树干木质部氧含量和液流速率复合参数检测传感器,并对传感器进行了标定、温度... 详细信息

树木根区土壤氧气含量是影响树木长势的重要环境因子。由于氧气空间分布复杂,直接测量具有较大的局限性。该研究基于荧光猝灭原理和热扩散液流测量原理研制了树干木质部氧含量和液流速率复合参数检测传感器,并对传感器进行了标定、温度校正和性能测试,以水分转移为关键突破线索,探究转移路径上氧含量与根区土壤氧含量关系。标定试验表明,氧气含量低于30%时,检测相对误差低于1.4%,液流速率相对误差低于5%。户外对照试验表明,复合传感器与商业光纤氧传感器、液流速率传感器检测结果相关系数分别为0.947和0.958。复合传感器集成度高、对树木伤害小、稳定性突出的优势为同步监测树干氧含量和液流速率提供了更好地解决方案。结合复合传感器监测数据和微气象参数,应用树木宏观吸水模型和根系土壤氧扩散模型进行深入分析,推导出不同深度根部氧环境含量的分布特征,实现树木根部氧环境含量的有效监测。研究可为树木根部氧环境动态监测提供技术支持,也为优化树木生长环境、提升树木水氧管理提供科学依据。

关键词：土壤氧气传感器木质部水运输

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基于系统分类学信息的鸟类音频零样本分类

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林业科学 2025年第2期61卷 12-20页

作者：谢珊珊张军国谢将剑张长春北京林业大学工学院、林业装备与自动化国家林业和草原局重点实验室、林木资源高效生产全国重点实验室北京100083

【目的】通过大量音频-文本对构建的鸟类音频预训练模型能基于物种类别辅助信息对缺乏训练样本的音频进行零样本分类,以减轻数据采集的负担,为鸟类音频零样本分类研究提供有效的理论依据,也为开放环境中的生态监测和物种分布变化分析提... 详细信息

【目的】通过大量音频-文本对构建的鸟类音频预训练模型能基于物种类别辅助信息对缺乏训练样本的音频进行零样本分类,以减轻数据采集的负担,为鸟类音频零样本分类研究提供有效的理论依据,也为开放环境中的生态监测和物种分布变化分析提供参考。【方法】利用反映鸟类系统发育关系的系统分类学信息作为声音类的物种类别辅助信息,以预训练的RoBERTa文本编码器和HTSAT音频编码器分别提取系统分类学信息的语义嵌入和鸟类音频的声学嵌入,通过对比学习方法计算语义嵌入和声学嵌入的相似度,构建鸟类对比语言-音频预训练模型(CLAP-Bird),然后基于零样本类的物种类别辅助信息和CLAP-Bird模型实现零样本分类。【结果】在一个包含725 h的大型不平衡鸟类音频数据集上训练和评估了所提出的方法,在5个不同的8~10个类别的测试集上获得的平均F1_score为0.289,与以鸟类学名、鸟类生活史和基础特性信息作为物种类别辅助信息的基线模型相比,本文提出的模型对鸟类音频零样本分类性能明显提升。【结论】鸟类的系统分类学信息作为物种类别辅助信息,提供了关于鸟类的生物学遗传信息,有助于模型更好地理解鸟类鸣声之间的关系,提升了鸟类音频零样本学习的性能。且训练集与测试集的系统分类学关系越接近,则对测试集的零样本分类性能越好。

关键词：鸟类音频分类零样本学习系统分类学信息物种类别辅助信息对比学习

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基于注意力卷积增强特征网络的昆虫图像识别

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计算机工程与设计 2025年第4期46卷 1072-1078页

作者：韩巧玲周晗赵玥王禹沣赵燕东王海兰北京林业大学工学院北京100083 北京林业大学林业装备与自动化国家林业局重点实验室北京100083 北京林业大学城乡生态环境北京实验室北京100083

为解决由于五大连池地区昆虫样本量少、类别分布不均导致昆虫识别准确性低的问题,提出一种基于注意力卷积增强特征的匹配网络(feature-enhanced matching network,FEMNet)。采用随机欠采样对数据集进行平衡处理;通过提出特征上下文嵌入... 详细信息

为解决由于五大连池地区昆虫样本量少、类别分布不均导致昆虫识别准确性低的问题,提出一种基于注意力卷积增强特征的匹配网络(feature-enhanced matching network,FEMNet)。采用随机欠采样对数据集进行平衡处理;通过提出特征上下文嵌入模块,增强昆虫全局和局部特征的提取能力;基于匹配网络实现样本间特征的灵活匹配,提高小样本下昆虫图像识别精度。实验结果表明,对于小样本昆虫数据集,FEMNet方法比次优方法MatchingNet准确率提升4.5%、召回率提升4.8%、精确率提升6.1%、F1值提升5.3%,说明该方法能够准确自动识别昆虫,可为后续昆虫学研究提供技术支持。

关键词：昆虫识别图像处理五大连池小样本学习匹配网络不平衡学习随机欠采样

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雌雄异株植物髭脉槭繁殖成本变化的性别差异响应

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生态学报 2025年第5期45卷 2436-2448页

作者：王艺彤郭汉麟廖丹雷晶晶王映霓张春雨王娟北京林业大学森林资源与生态系统过程北京市重点实验室北京100083 北京林业大学林木资源高效生产全国重点实验室北京100083 国家林业和草原局产业发展规划院北京100010

繁殖成本不同,导致雌雄异株两性植物的资源分配机制不同,这种性别差异会导致其生长和繁殖过程变化,改变繁殖成本正是深入了解雌雄异株植物资源分配性别差异响应的有效途径。以吉林蛟河天然针阔混交林样地内雌雄异株植物髭脉槭为研究对象... 详细信息

繁殖成本不同,导致雌雄异株两性植物的资源分配机制不同,这种性别差异会导致其生长和繁殖过程变化,改变繁殖成本正是深入了解雌雄异株植物资源分配性别差异响应的有效途径。以吉林蛟河天然针阔混交林样地内雌雄异株植物髭脉槭为研究对象,以营养器官叶片和新生枝性状及参与繁殖过程的铜、钼、硼、铁、锰作为衡量髭脉槭的量化指标,探究不同生长阶段和不同繁殖成本变化下雌雄异株植物髭脉槭的性别差异和差异可塑性。研究样地内选取髭脉槭雌雄植株各60株,将其分为三组:所有植株不进行任何处理(CK组),所有植株在花蕾初期去除整株的所有花蕾(RB组),所有植株在开花末期去除整株的所有花朵(RF组)。在开花期和结果期分别采集不同处理组中髭脉槭的叶片和新生枝作为样本,运用双因素方差分析检验不同繁殖成本下雌雄髭脉槭差异显著性。结果表明:改变繁殖成本对比叶面积和叶片生物量影响不显著,对开花期与结果期髭脉槭的新生枝生物量及长度、叶片Cu、Mo、B、Fe、Mn含量影响均显著并产生性别差异响应。开花期,CK组雌株新生枝生物量显著低于雄株,新生枝长度显著大于雄株,RF组中雄株叶片Cu、Mo含量显著高于雌株,雌株叶片B、Fe、Mn含量显著高于雄株,对照CK组与RB组中雌雄株叶片Cu、Mo、B、Fe、Mn含量无显著差异。结果期,RB组雌株新生枝生物量显著低于雄株,RB、RF组雌株新生枝长度显著大于雄株,对照CK组中雌株叶片Cu、Mo含量显著高于雄株,雄株叶片B、Fe、Mn含量显著高于雌株,RB组与RF组中雌雄叶片Cu、Mo、B、Fe、Mn含量无显著差异。在不同的生长阶段,改变繁殖成本对髭脉槭新生枝生物量和长度以及叶片微量元素Cu、Mo、B、Fe、Mn的含量均有显著影响,且表现出性别差异。性别和繁殖行为对植物叶片和新生枝性状的调控可能是一种适应性反应,以满足不同生殖阶段的需求。这些发现支持了差异可塑性假说,即植物在面临不同环境和繁殖条件时,通过调整资源分配和元素吸收来适应和优化繁殖策略。研究结果有助于深入理解雌雄异株植物在资源分配与适应性进化中的重要机制,为相关植物繁殖策略的研究提供了新的视角。

关键词：性别差异雌雄异株繁殖成本髭脉槭

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全球土壤含水量对植被和气候的响应

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生态学报 2025年第6期45卷 2682-2697页

作者：李君宜牛健植余新晓苗禹博王迪焦鹏华北京林业大学水土保持学院北京100083 中国林业科学院林木资源高效生产全国重点实验室北京100083 北京林业大学水土保持与荒漠化防治国家林业局重点实验室北京100083 北京林业大学林业生态工程教育部工程研究中心北京100083 国家林业和草原局林草调查规划院北京100013

气候、植被和土壤含水量(Soil Moisture,SM)的变化密切相关,分析长时间序列SM、植被覆盖、气温和降雨的变化以及植被、气候对SM的影响,有助于揭示全球变暖背景下土壤含水量-植被-大气间相互作用关系,为水资源短缺、土地退化、水资源保... 详细信息

气候、植被和土壤含水量(Soil Moisture,SM)的变化密切相关,分析长时间序列SM、植被覆盖、气温和降雨的变化以及植被、气候对SM的影响,有助于揭示全球变暖背景下土壤含水量-植被-大气间相互作用关系,为水资源短缺、土地退化、水资源保护等生态环境问题提供理论支持。以全球MODIS产品和ERA5-Land为数据源,获取2001—2020年0—7 cm土壤层中的含水量SM1、7—28 cm土壤层中的含水量SM2、28—100 cm土壤层中的含水量SM3、28—289 cm土壤层中的含水量SM4、降雨、气温和归一化植被指数(Normalized Difference Vegetation Index,NDVI)时序数据集,采用Sen趋势分析(Theil-Sen Median)、非参数统计检验(Mann-Kendall)、偏相关分析和复相关分析等方法,探究全球不同干湿气候区SM、降雨、气温和NDVI的时空变化特征及SM对降雨、气温和NDVI的响应关系。结果显示:(1)近20年来,全球不同干湿气候区SM总体呈现下降趋势,植被覆盖总体呈上升趋势;降雨量具体表现为“增-减-增”的变化趋势;气温总体呈上升趋势。(2)不同干湿气候区,SM与降雨的相关性随土壤深度的增加而减弱;除湿润区外,SM与NDVI均在SM2土壤层呈现较高的偏相关关系;除SM1土壤层外,不同干湿气候区SM与气温呈显著的负相关关系;除极干旱区,SM随土壤深度的增加对气温的敏感性减弱。(3)通过复相关分析探究各因子的驱动区(共同驱动区、气候驱动区、植被驱动区),SM变化主要受气候和NDVI的共同影响,受NDVI主导的区域面积较少,随着土壤深度的加深受气候主导的区域面积逐渐减小。

关键词：土壤含水量(SM) 归一化植被指数(NDVI) 气候-土壤-植被全球相互作用

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雅鲁藏布江干旱河谷米林段风况及输沙势特征

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干旱区资源与环境 2025年第4期39卷 145-155页

作者：卢佳雪刘雅丹王学林陈江波丁国栋北京林业大学水土保持学院北京100083 北京林业大学林业生态工程教育部工程研究中心北京100083 北京林业大学水土保持国家林业和草原局重点实验室北京100083 宁夏盐池毛乌素沙地生态系统国家定位观测研究站盐池751500

青藏高原是我国“两屏三带”生态安全格局的重要组成部分,而起源于青藏高原内喜马拉雅山脉的雅鲁藏布江对青藏高原的生态环境具有举足轻重的作用。但在其漫长的干旱河谷段发育了大面积的风沙地貌,风沙危害成为影响青藏高原区域环境质量... 详细信息

青藏高原是我国“两屏三带”生态安全格局的重要组成部分,而起源于青藏高原内喜马拉雅山脉的雅鲁藏布江对青藏高原的生态环境具有举足轻重的作用。但在其漫长的干旱河谷段发育了大面积的风沙地貌,风沙危害成为影响青藏高原区域环境质量的重要因素。系统了解该区域的风沙活动规律对改善雅鲁藏布江河谷生态环境,推进青藏高原生态保护和修复工作具有重要意义。文中以雅鲁藏布江干旱河谷米林段为研究区,基于“米林基准站”2018-2023年监测的逐时风速、风向等数据及野外风沙实验观测数据,系统分析了起沙风风况和输沙势特征。研究结果显示:1)研究区年均起沙风风速为6.14m/s,年均起沙风频率为3.59%。就季节而言,春季起沙风平均风速、起沙风频率和输沙势最高,分别为6.44 m/s、5.17%、19.63VU,是主要的风沙活动期。2)研究区四季起沙风风向与年起沙风风向结构相似,偏西风(WSW、SW、SSW)和偏北风(NNW、N、NNE、NE)为主导风。偏西风中以SW方向为主,偏北风中以NNE方向为主。3)研究区年输沙势(DP)和年合成输沙势(RDP)分别为34.52VU和8.87VU,属于低风能环境;年方向变率指数(RDP/DP)为0.26,属于高变率,风况对应为复杂风况;年合成输沙势方向(RDD)63.15°,为ENE方向,表明雅鲁藏布江干旱河谷米林段沙物质主要向东北偏东方向移动。4)研究区输沙率随高度增加而下降,随风速增加而上升;总输沙率河滩地>流动沙丘>沙质农田>半固定沙地;超过90%的输沙量分布在0~30cm高度。

关键词：雅鲁藏布江米林宽谷风沙输沙势

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