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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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不同种类落叶松人工林土壤有机碳特征及其影响因素

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应用与环境生物学报 2025年第3期31卷 371-382页

作者：张广月王海燕张亦凡林木资源高效生产全国重点实验室/森林培育与保护教育部重点实验室/北京林业大学林学院

落叶松是我国北方的主要造林树种，厘清其人工林土壤有机碳（SOC）及活性组分特征，并揭示关键影响因子，以期为土壤固碳能力的提高提供理论依据.以华北落叶松、日本落叶松和落叶松人工林土壤为研究对象，测定0-10、10-20及20-30cm土层... 详细信息

落叶松是我国北方的主要造林树种，厘清其人工林土壤有机碳（SOC）及活性组分特征，并揭示关键影响因子，以期为土壤固碳能力的提高提供理论依据.以华北落叶松、日本落叶松和落叶松人工林土壤为研究对象，测定0-10、10-20及20-30cm土层SOC、颗粒态有机碳（POC）、易氧化有机碳（EOC）和可溶性有机碳（DOC）含量，分析SOC及其活性组分特征，并运用相关性分析和冗余分析方法揭示其与土壤理化因子、地形因子、植被因子和气候因子的关系.结果表明：（1）3种落叶松人工林不同土层SOC含量均值为10.24-63.94 g/kg,SOC密度为1.34-5.90 kg/m2,POC、EOC及DOC含量均值分别为2.04-22.28 g/kg、3.71-19.22 g/kg和73.33-228.00 mg/kg，均随土层深度的增加而降低，具有明显的表聚性；（2）SOC活性组分在SOC中的占比表现为EOC/SOC（29.10%-40.50%）> POC/SOC（14.75%-34.28%）> DOC/SOC（0.40%-0.75%），除POC/SOC外，其他比值在不同种类落叶松人工林、不同土层之间差异不显著；（3）3种落叶松人工林SOC及其活性组分间均呈显著正相关（P <0.05）,SOC及其活性组分均与土壤全氮和碱解氮呈显著正相关（P <0.05），与土壤容重呈负相关，与阳离子交换量呈正相关；（4）冗余分析表明，3种落叶松人工林SOC及其活性组分的关键影响因子为碱解氮.本研究表明3种落叶松人工林在土壤碳汇方面具有优势，SOC及其活性组分含量变化受土壤理化因子的影响较大，而受地形、植被和气候因子的影响较小.（图3表4参58）

关键词：落叶松人工林森林土壤有机碳活性有机碳组分影响因素

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京津冀地区景观破碎化的时空异质性及驱动因素研究

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生态环境学报 2025年第3期34卷 461-473页

作者：张任菲肖萌刘志成北京林业大学园林学院北京100083 河北农业大学园林与旅游学院河北保定071000

探索京津冀地区景观破碎化的时空异质性及其驱动机制,对于揭示景观格局的动态演变规律具有重要意义,同时有助于深入理解自然环境和人类活动对景观系统的影响。基于ArcGIS与Fragstats软件,采用景观格局指数、移动窗口和主成分分析方法,... 详细信息

探索京津冀地区景观破碎化的时空异质性及其驱动机制,对于揭示景观格局的动态演变规律具有重要意义,同时有助于深入理解自然环境和人类活动对景观系统的影响。基于ArcGIS与Fragstats软件,采用景观格局指数、移动窗口和主成分分析方法,提出了景观破碎化指数来定量评估和分析1990-2020年京津冀地区景观破碎化的时空演变特征,并利用地理探测器展开驱动因素的研究。结果表明,1)30年间研究区内景观最大斑块指数(LPI)和蔓延度指数(CONTAG)逐年降低,景观分离度(DIVISION)和香农多样性(SHDI)逐年升高。京津冀全域的景观破碎度在1990-2020年间增长6.19%,年均上升0.2%。分类型景观中耕地、水域和建设用地破碎化程度加剧,林地、草地和未利用地破碎化程度降低。2)京津冀地区各城市中,承德市和秦皇岛市的破碎化程度最高,30年间破碎度降低占据主导地位。平原地区整体破碎化程度低于西北部山区,但各城市在研究期间破碎化程度显著加剧,以廊坊市和沧州市最显著,增幅超过30%。大城市的城乡交错区域遭受了较大的人为干扰,以北京市、天津市和石家庄市城郊区的受损状况最显著。3)时空异质性表明,京津冀地区景观破碎化格局是自然地理因素和人为活动干扰的综合作用结果,二者在相互作用后解释力显著提升。30年间高程、建设用地面积占比和土地利用类型始终是影响景观破碎化的重要驱动力。

关键词：京津冀地区景观格局破碎化时空异质性主成分分析地理探测器

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基于GF-1数据的二阶段遥感特征优选与森林AGB反演模型

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林业科学 2025年

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中国林业科学院资源信息研究所西南林业大学水土保持学院

【目的】为了发展有效的遥感特征提取及优选方法，探索适用于国产GF-1数据进行森林AGB估测的有效模式，促进高分系列数据在林业行业的有效应用，本文提出二阶遥感特征优选方法与多机器学习模型结合来实现基于GF-1数据进行森林AGB估测能... 详细信息

【目的】为了发展有效的遥感特征提取及优选方法，探索适用于国产GF-1数据进行森林AGB估测的有效模式，促进高分系列数据在林业行业的有效应用，本文提出二阶遥感特征优选方法与多机器学习模型结合来实现基于GF-1数据进行森林AGB估测能力提升的思路。【方法】首先从GF-1数据中提取了波段光谱特征、纹理特征、植被指数等44个特征变量，然后发展了二阶段特征优选策略进行特征优选。第一阶段使用过滤式法（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，最后采用以往森林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，进而探寻最优的基于GF-1数据进行森林AGB估测的策略。【结果】1)Relief-RFE方法在XGBoost模型AGB反演中取得了较优的效果(R2=0.811,RMSE=8.45 t·hm-1,rRMSE=23.39%)。2)绿波段的纹理特征（mea＿b2）由于能够捕捉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；而蓝光波段光谱特征（b1）由于对叶绿素与叶色素浓度变化反映敏感，可以表征植被健康状况和生长阶段信息，因此在多种方法的二阶段特征选取中均被选为核心特征用于森林AGB估测。3)特征优选显著提升了模型性能，XGBoost的提升效果明显大于KNN、SVR、RF和GBRT。【结论】通过对比不同特征选择方法与机器学习模型组合在森林AGB估测中的应用，本文验证了所提出的二阶段混合特征选择策略在基于GF-1数据进行森林AGB估算中的有效性，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估算方法。

关键词： GF-1数据森林AGB 混合特征选择机器学习二阶段优化策略

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山新杨谷胱甘肽转移酶基因的生物信息学与表达模式分析

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生物技术通报 2025年第2期41卷 248-256页

作者：黄颖遇文婧刘雪峰刁桂萍东北林业大学林学院哈尔滨150040 黑龙江省森林保护研究所哈尔滨150040

【目的】分析山新杨谷胱甘肽转移酶(GST)基因的表达模式,为深入研究木本植物GST基因的功能提供基础。【方法】克隆山新杨GST基因并进行生物信息学分析,通过荧光定量PCR技术分析GST基因在植物激素及非生物胁迫下的表达模式。【结果】克隆... 详细信息

【目的】分析山新杨谷胱甘肽转移酶(GST)基因的表达模式,为深入研究木本植物GST基因的功能提供基础。【方法】克隆山新杨GST基因并进行生物信息学分析,通过荧光定量PCR技术分析GST基因在植物激素及非生物胁迫下的表达模式。【结果】克隆了3个PdbGST基因家族成员,分别命名为PdbGST1、PdbGST2和PdbGST3,cDNA全长分别为678、660和690 bp,编码氨基酸分别为225、219和229个,形成的蛋白质均为稳定亲水酸性蛋白,且均定位于细胞质。同时,这3个蛋白质均具有谷胱甘肽转移酶的典型结构,且其启动子区域具有能够响应生物或非生物胁迫以及植物激素的元件。此外,这3个基因的表达不同程度地受外源植物激素或非生物胁迫诱导。【结论】3个PdbGST基因均能够不同程度地响应非生物胁迫或外源植物激素的诱导,可能参与到杨树对逆境胁迫的响应过程中。

关键词：谷胱甘肽转移酶生物信息学分析基因表达模式山新杨

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风景园林研究生教育改革与发展对策研究——以北京林业大学园林学院为例

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中国园林 2007年第5期23卷 1-6页

作者：欧百钢刘伟郑国生教育部学位管理与研究生教育司北京林业大学园林学院青岛农业大学研究生处

以培养风景园林拔尖创新人才为目标,简要分析风景园林研究生教育教学的现状,明确指出风景园林研究生培养规模、培养模式、培养水平以及导师队伍建设等方面存在的主要问题,初步构建我国风景园林研究生教育改革与发展的思路,着重指出高水... 详细信息

以培养风景园林拔尖创新人才为目标,简要分析风景园林研究生教育教学的现状,明确指出风景园林研究生培养规模、培养模式、培养水平以及导师队伍建设等方面存在的主要问题,初步构建我国风景园林研究生教育改革与发展的思路,着重指出高水平研究生导师队伍建设是关键,特别强调科学研究在研究生培养中的重要作用。建议通过调整优化风景园林研究生教育学科结构、类型结构、层次结构和地区布局,改进培养模式,提高培养水平,扩大培养规模。

关键词：风景园林学科研究拔尖创新人才研究生培养

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病虫害干扰对森林碳汇影响的研究进展

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林业科学 2025年第2期61卷 1-11页

作者：陈汝婷迟德富东北林业大学林学院森林生态系统可持续经营教育部重点实验室哈尔滨150040

在全球气候变化背景下,森林生态系统常因本地或外来病虫害的干扰,而影响其物种组成、空间结构、生物多样性以及固碳释氧等功能。森林病虫害干扰对生态系统碳汇的影响主要集中在以下几个方面:1)降低光合作用效率。当林木遭到病虫危害时,... 详细信息

在全球气候变化背景下,森林生态系统常因本地或外来病虫害的干扰,而影响其物种组成、空间结构、生物多样性以及固碳释氧等功能。森林病虫害干扰对生态系统碳汇的影响主要集中在以下几个方面:1)降低光合作用效率。当林木遭到病虫危害时,光合速率、气孔导度以及蒸腾作用等光合指标降低,与光合相关的基因下调,参与光合作用的暗反应能力也相应减弱,甚至会因干扰而受到抑制。2)光合产物减少从而影响生态系统的地上和地下固碳能力。当光合产物减少时,林木自身会将体内的蔗糖重新分配以满足林木新陈代谢需求。林木的根系生物量、土壤自养呼吸能力以及地下碳的长期固存都会因光合产物减少而降低。3)造成植物组织的损伤,影响宿主的生长、繁殖和生存,从而降低生物多样性、破坏森林结构进而减少功能冗余。4)被病虫害干扰后的森林生态系统,其存活植物的生长能力以及微生物的分解能力受到长期影响,进而长时间改变森林的固碳能力和增大碳排放。5)昆虫和微生物可以加速枯木分解并释放碳。取食木材的昆虫不仅可以直接取食和消耗枯木,也可以通过与微生物群落互作,间接对枯木分解产生影响。研究表明,森林病虫害干扰会减少森林面积、降低固碳能力以及增高碳通量,使森林从“碳汇”转变为“碳源”。

关键词：森林碳汇森林生态系统病虫害干扰光合作用碳固定碳通量

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白桦BpGRFs基因鉴定与功能初步分析

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植物研究 2025年第2期45卷 191-201页

作者：孙子腾王新宇侯丽丽刘月影郑志民东北林业大学林学院林木遗传育种全国重点实验室哈尔滨150040

生长调节因子(GROWTH-REGULATING FACTOR,GRF)是一种植物中广泛存在的特异性转录因子,在植物的生长发育和胁迫响应过程中发挥着重要作用。该研究对白桦(Betula platyphylla)GRF基因家族进行生物信息学分析发现,白桦中包含9个GRF基因家... 详细信息

生长调节因子(GROWTH-REGULATING FACTOR,GRF)是一种植物中广泛存在的特异性转录因子,在植物的生长发育和胁迫响应过程中发挥着重要作用。该研究对白桦(Betula platyphylla)GRF基因家族进行生物信息学分析发现,白桦中包含9个GRF基因家族成员,均具有保守的WRC和QLQ结构域,启动子顺式作用元件预测分析发现,BpGRFs家族基因的启动子区域包含丰富的响应生长发育、激素代谢和胁迫反应等的相关元件。qRT-PCR结果表明,BpGRF4在白桦的各组织中均呈现高水平表达,进而通过农杆菌介导法获得了白桦过表达BpGRF4株系(OE-1、OE-2、OE-3),用以探究BpGRF4在白桦发育过程中的作用,过表达BpGRF4株系在株高、地径、节间长度、分枝长度均显著提升。另外,OE-3株系的皮层、韧皮部和髓心面积显著增大,叶片表皮细胞较野生型增大约51.6%。综上,过表达BpGRF4的白桦植株生长发育受到了积极调控作用,该结果为解析GRF基因家族在白桦生长发育过程中发挥的功能提供了一定理论依据。

关键词：白桦生长调节因子生物信息学生长发育

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基于结构方程的旺业甸自然保护区土壤脲酶活性影响因子研究

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干旱区资源与环境 2025年第1期39卷 150-159页

作者：宁一泓赵慧英王海燕崔雪董齐琪林木资源高效生产全国重点实验室/森林培育与保护教育部重点实验室/北京林业大学林学院北京100083

土壤脲酶在全球氮循环中扮演着至关重要的角色,其活性受多种环境因子的综合影响。为了更加科学地指导旺业甸自然保护区森林经营与土壤氮循环管理,文中以该区三种不同林分0-10cm和10-30cm土层土壤为研究对象,探究土壤养分和脲酶活性的垂... 详细信息

土壤脲酶在全球氮循环中扮演着至关重要的角色,其活性受多种环境因子的综合影响。为了更加科学地指导旺业甸自然保护区森林经营与土壤氮循环管理,文中以该区三种不同林分0-10cm和10-30cm土层土壤为研究对象,探究土壤养分和脲酶活性的垂直及空间分布特征,通过构建结构方程模型系统分析气候、地形、植被和土壤性质对脲酶活性的综合影响。结果表明:1)土层深度和林分类型对土壤pH、有机质、全磷和速效钾含量均有独立的显著影响,两者的交互作用仅对土壤全氮含量有极显著影响。2)三种林分类型土壤脲酶活性均随土层加深而降低,不同土层之间具有显著差异。0-10cm土层中天然阔叶林土壤脲酶活性显著高于人工针叶林,而10-30cm土层中天然针阔混交林显著高于人工针叶林。3)在0-10cm土层,土壤脲酶活性仅与全氮呈极显著正相关;在10-30cm土层,与有机质、全氮和全磷均呈极显著正相关。4)结构方程模型显示,全氮和速效钾对土壤脲酶活性具有直接正向影响,海拔具有直接负向影响,其中全氮的直接影响最大,总效应值为0.527。有机质则通过影响全氮和速效钾而间接影响土壤脲酶活性,总效应值为0.549。该研究表明通过营造混交林或引入阔叶树种可以改善人工林土壤条件,提高土壤脲酶活性。

关键词：林分类型土壤基本性质土壤脲酶活性影响因素结构方程模型

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京津冀地区清代巡幸驻踏行空间分布格局研究

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古建园林技术 2025年第2期 104-109页

作者：肖萌张任菲刘志成北京林业大学园林学院

京津冀地区拥有众多皇家历史文化资源,研究多集中在北京故宫、颐和园等处,对清代行宫的系统性研究相对不足,城市化进程的加快导致大部分行宫逐渐消失,对其关注显得至关重要。选取该地区清代巡幸驻跸行宫为研究对象,运用ArcGIS对其空间... 详细信息

京津冀地区拥有众多皇家历史文化资源,研究多集中在北京故宫、颐和园等处,对清代行宫的系统性研究相对不足,城市化进程的加快导致大部分行宫逐渐消失,对其关注显得至关重要。选取该地区清代巡幸驻跸行宫为研究对象,运用ArcGIS对其空间分布格局展开定量研究。结果表明,在巡幸目的主导下,行宫在空间分布格局与客观环境具有耦合关系,整体分布倾向于低海拔平坦地形,向阳且临近水源和主要大道;不同路线分布考量各种侧重,形成“东北密集、西南分散”的分布特征,共同塑造了以紫禁城为中心的“一高三次、带状分布”的集聚空间格局。研究有助于从系统性视角理解巡幸和行宫营建活动,推动三地文化资源保护和规划,为清代皇家园林研究提供理论支撑与实践指导。

关键词：清代行宫京津冀地区空间分布格局巡幸风景园林

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