检索结果-内蒙古大学图书馆

园艺学报 2024年第11期51卷 2645-2656页

作者：陈运刘全程姜鑫娜魏雨青王凡闫磊赵健曹兴达邢红北京林业大学工学院国家林业局林业装备与自动化重点实验室国家林业和草原局林业装备与自动化重点实验室北京100089 中国林业科学院北京100091

分析枸杞果柄结合力及其相关物理特性参数之间的内在联系与影响规律,发掘重要果实参数,建立果柄结合力预测模型,以期为提高枸杞机械采摘的效率和精确度提供依据。以青海省主栽枸杞品种‘宁杞1号’和‘宁杞7号’成熟期果实为研究对象,通... 详细信息

分析枸杞果柄结合力及其相关物理特性参数之间的内在联系与影响规律,发掘重要果实参数,建立果柄结合力预测模型,以期为提高枸杞机械采摘的效率和精确度提供依据。以青海省主栽枸杞品种‘宁杞1号’和‘宁杞7号’成熟期果实为研究对象,通过图像处理方法获得不同成熟度枸杞果实的RGB颜色模型分量,分析了不同品种、成熟度、采摘期温度、湿度及果实在枝条上的位置等对果柄结合力的影响,以及果柄参数、果实参数等与果柄结合力的相关性,构建果柄结合力预测模型。结果显示,可通过RGB颜色模型区分成熟度,但不同成熟度果柄结合力重叠部分较多,不能实现精确采摘。双因素方差分析结果显示品种和成熟度均对结合力有显著影响;果柄参数、果实参数和果实硬度与果柄结合力显著相关;正交试验表明果实在枝条上的位置、采摘时的温度和湿度对结合力没有显著影响。对偏最小二乘回归(PLSR)、随机森林(RF)和反向传播神经网络(BPNN)等建模方法的参数进行优化,建立果柄结合力的预测模型,其中BPNN表现出了优秀的预测性能(R_(p)^(2)=0.888,RMSEP=0.440,RPD=2.756),能够实现对果柄结合力的有效预测。

关键词：枸杞机械采收果柄结合力形态学影响因素预测模型

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西南喀斯特地区2种森林的土壤优先流特征

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林业科学 2023年第12期59卷 61-70页

作者：管凝程金花侯芳曾合州沈子雅赵梦圆秦建淼北京林业大学水土保持学院云南建水荒漠生态系统国家定位观测研究站北京100083 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

【目的】分析西南喀斯特地区纯林和混交林的土壤优先流特征,为当地森林植被恢复提供一定理论依据。【方法】选取2种典型森林植被类型(侧柏纯林和侧柏、马尾松、直杆蓝桉混交林),基于野外染色示踪试验,设置2种模拟降水量,使用亮蓝染料溶... 详细信息

【目的】分析西南喀斯特地区纯林和混交林的土壤优先流特征,为当地森林植被恢复提供一定理论依据。【方法】选取2种典型森林植被类型(侧柏纯林和侧柏、马尾松、直杆蓝桉混交林),基于野外染色示踪试验,设置2种模拟降水量,使用亮蓝染料溶液染色,挖掘土壤的染色竖直剖面和水平剖面,借助图像处理技术,提取染色面积比、平均最大入渗深度、基质流深度、优先流比和长度指数5个优先流特征参数,同时获取不同深度处土壤的优先路径分布、数量和比例。【结果】当模拟降水量相同时,混交林的土壤染色面积比和平均最大入渗深度均高于纯林;当模拟降水量由25 mm增至60 mm时,混交林的土壤染色面积比由12.36%变为16.44%,平均最大入渗深度由22.21 cm变为30.64 cm,土壤染色面积比和最大入渗深度增幅相近;纯林的土壤染色面积比由7.42%变为15.89%,最大入渗深度由12.50 cm变为17.59 cm,土壤染色面积比增幅明显高于平均最大入渗深度。混交林下土壤染色形态呈指状或枝状,有独立斑块存在,纯林呈漏斗状,无独立斑块。当模拟降水量为25 mm时,混交林下基质流深度、优先流比和长度指数平均分别为1.65 cm、76.70%和352.61%,高于侧柏纯林的1.31 cm、74.33%和184.20%;当模拟降水量增至60 mm时,混交林下基质流深度、优先流比和长度指数为2.21 cm、77.18%和497.02%,而侧柏纯林则为4.29 cm、53.83%和331.27%。喀斯特地区混交林和纯林的优先路径主要分布在15 cm以上土层,且半径大多小于5 mm。混交林下土壤优先路径随土层深度的变异性更强,且大影响半径(>5 mm)优先路径的比例(19.0%)高于纯林(9.0%)。【结论】喀斯特地区侧柏纯林和侧柏、马尾松、直杆蓝桉混交林2种典型森林下均存在一定的优先流现象,由于其特殊土石结构影响,林地土壤优先路径数量较多;混交林下优先流的发育程度和空间变异性比纯林高,与其大影响半径优先路径比例高、优先路径分布变异性强有直接关系。

关键词：优先流喀斯特地区染色示踪试验纯林混交林

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长白落叶松人工林优势高广义代数差分生长模型

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林业科学 2024年第12期60卷 1-12页

作者：罗光成何潇雷相东吴璧芸向玮北京林业大学林木资源高效生产全国重点实验室北京100083 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】以长白落叶松人工林为研究对象,探究不同立地类型的立地质量差异,实现从立地分类到立地分级,精准评价长白落叶松人工林立地质量。【方法】基于吉林省一类调查和二类调查固定样地数据,采用广义代数差分法构建林分优势高生长差分... 详细信息

【目的】以长白落叶松人工林为研究对象,探究不同立地类型的立地质量差异,实现从立地分类到立地分级,精准评价长白落叶松人工林立地质量。【方法】基于吉林省一类调查和二类调查固定样地数据,采用广义代数差分法构建林分优势高生长差分模型。通过偏相关分析筛选对长白落叶松优势高生长具有显著影响的主导立地因子并形成立地类型(ST),应用K-Means算法对立地类型聚类形成立地类型组(STG),分别以ST、STG作为随机效应构建优势高生长混合效应模型,引入指数函数、幂函数、常数加幂函数消除异方差,采用一阶自回归、复合对称和自回归移动平均3种结构考虑自相关性,选出最优混合效应模型,根据立地类型组30年生的优势高进行立地分级。【结果】最优差分模型M1.1的调整决定系数(R_(a)^(2))为0.865,相对均方根误差(rRMSE)为7.756%。对林分优势高具有显著影响(P<0.01)的立地因子(偏相关系数)为海拔(0.379)、土层厚度(-0.247)、腐殖质层厚度(0.190)、坡位(0.113)、坡度(0.067),前3项为主导立地因子,形成45个立地类型。45个立地类型聚类形成5个立地类型组,考虑立地类型组的混合效应模型M1.7最优,赤池信息准则(AIC)为4402.492、贝叶斯信息准则(BIC)为4451.014,相较M1.1的AIC和BIC分别下降7.42%、7.04%。利用M1.7将5个立地类型组划分为5个立地等级,30年生的优势高依次为18.7、17.6、16.2、14.4和12.8 m。【结论】Richards、Korf、Hossfeld较其他基础模型更适宜推导差分模型;海拔、土层厚度、腐殖质层厚度是影响长白落叶松优势高生长的主导立地因子;获得立地类型与立地等级的对应表。

关键词：广义代数差分法长白落叶松混合效应模型立地质量评价

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基于改进LOAM的森林样地调查系统设计与试验

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农业机械学报 2022年第7期53卷 291-300页

作者：范永祥冯仲科申朝永闫飞苏珏颖王蔚季华实验室佛山528000 北京林业大学精准林业北京市重点实验室北京100083 贵州省第三测绘院贵阳550004

森林中线、面特征较少等,导致LOAM算法去畸变及配准精度低、鲁棒性差,很难将该算法直接用于森林调查。为此以LOAM算法为基础设计了LiDAR SLAM森林样地调查系统,在SLAM系统工作流程中剔除了遮挡线特征,避免视点与立木切线点作为线特征参... 详细信息

森林中线、面特征较少等,导致LOAM算法去畸变及配准精度低、鲁棒性差,很难将该算法直接用于森林调查。为此以LOAM算法为基础设计了LiDAR SLAM森林样地调查系统,在SLAM系统工作流程中剔除了遮挡线特征,避免视点与立木切线点作为线特征参与运算;引入二次去畸变、二次配准等模块提高了去畸变、配准的鲁棒性及精度;该系统将激光雷达测量精度、位姿估计精度等先验信息引入去畸变及配准优化算法中,提高去畸变及配准精度。使用32线激光雷达扫描了4块32 m×32 m的森林样地,利用LiDAR SLAM森林样地调查系统完成样地建图,利用该点云提取的立木位置及胸径与参考数据对比,完成了新型SLAM样地调查系统在森林中建图精度的间接评估。结果显示:立木位置估计值在x、y轴方向的平均误差分别为-0.004 m和-0.011 m,x、y轴方向均方根误差分别为0.081 m和0.083 m;胸径估计值的偏差为0.25 cm(相对偏差为1.18%),均方根误差为1.03 cm(相对均方根误差为5.53%);经与LOAM估计结果相比,改进系统获取的立木位置及胸径精度均提高。结果表明,所设计的LiDAR SLAM森林样地调查系统可用于多线激光雷达扫描森林样地数据的处理,是一种可精确进行森林样地调查的解决方案。

关键词：森林样地调查激光雷达 SLAM LOAM算法

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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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RNA修饰检测技术的研究进展

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科学通报 2024年第35期69卷 5129-5141页

作者：杨梅葛颜锐吴丁洁林金星李瑞丽北京林业大学生物科学与技术学院林木遗传育种全国重点实验室北京100083 北京林业大学生物科学与技术学院林木育种与生态修复国家工程研究中心北京100083 北京林业大学生物科学与技术学院林木、花卉遗传育种教育部重点实验室北京100083 北京林业大学生物科学与技术学院树木花卉育种生物工程国家林业和草原局重点实验室北京100083

RNA修饰是在特定的位置上添加化学基团来改变RNA分子的结构和功能,在转录后调控中发挥着重要作用.研究表明,RNA中存在大量动态的、可逆的修饰,能够参与基因表达调控、RNA翻译、细胞分化和疾病发生等生物学过程.为了对RNA修饰的含量和位... 详细信息

RNA修饰是在特定的位置上添加化学基团来改变RNA分子的结构和功能,在转录后调控中发挥着重要作用.研究表明,RNA中存在大量动态的、可逆的修饰,能够参与基因表达调控、RNA翻译、细胞分化和疾病发生等生物学过程.为了对RNA修饰的含量和位置信息进行检测,研究人员开发了多种RNA修饰检测方法.本综述主要从RNA修饰的定量检测技术、位点特异性检测技术和测序检测技术三个方面出发,系统介绍了这些检测技术的原理、操作步骤和优缺点,并对RNA修饰的检测技术最新研究进展进行了总结,为深入研究RNA修饰的生物学功能和作用机制提供更好的思路和方法.

关键词： RNA修饰检测技术定量位点特异性测序

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融合双线性网络和注意力机制的油橄榄品种识别

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农业工程学报 2023年第10期39卷 183-192页

作者：朱学岩陈锋军郑一力李志强张新伟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 城乡生态环境北京实验室北京100083 林业装备与自动化国家林业局重点实验室北京100083 智慧林业研究中心北京100083

为解决自然条件下的油橄榄品种识别问题,该研究以油橄榄品种佛奥、莱星、皮削利和鄂植8号为研究对象,融合双线性网络与注意力机制,提出双线性注意力EfficientNet模型。针对不同品种油橄榄表型差异很小的特点,搭建双线性网络以充分提取... 详细信息

为解决自然条件下的油橄榄品种识别问题,该研究以油橄榄品种佛奥、莱星、皮削利和鄂植8号为研究对象,融合双线性网络与注意力机制,提出双线性注意力EfficientNet模型。针对不同品种油橄榄表型差异很小的特点,搭建双线性网络以充分提取油橄榄图像中的特征信息。在此基础上,选用兼顾了速度和精度的EfficientNet-B0网络为特征提取网络。针对自然条件下油橄榄品种识别易受复杂背景干扰的问题,将CBAM(convolutional block attention module,CBAM)注意力与双线性网络结合,使模型在提取油橄榄图像特征时,能够聚焦到对油橄榄品种识别起关键作用的特征上。经测试,所提模型对4个油橄榄品种识别的总体准确率达到90.28%,推理时间为9.15 ms。Grad-CAM(gradient-weighted class activation mapping,Grad-CAM)热力图可视化结果也表明,所提模型在识别油橄榄品种时重点关注了果实以及部分叶子区域。消融试验结果表明,在EfficientNet模型中引入CBAM注意力和搭建双线性网络后,总体准确率分别提高了5.00和10.97个百分点。并且,对比试验结果表明,与双线性ResNet34、EfficientNet-SE注意力、双线性ResNet18、双线性VGG16和双线性GoogLeNet等模型相比,所提模型的总体识别准确率分别高12.78、11.53、11.11、10.70和5.00个百分点。该研究为解决自然条件下的油橄榄品种识别提供了依据,同时也可为其他作物的品种识别提供参考。

关键词：图像处理模型品种识别油橄榄 EfficientNet-B0 CBAM注意力 Grad-CAM

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采用改进的EfficientNet识别苹果叶片病害

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农业工程学报 2023年第18期39卷 201-210页

作者：王瑞鹏陈锋军朱学岩张新伟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 城乡生态环境北京实验室北京100083 林业装备与自动化国家林业局重点实验室北京100083 智慧林业研究中心北京100083

该研究针对当前自然环境下的苹果叶片病害识别中病害病斑小、空间分布特征不同以及特征相近病害识别困难的问题,设计DEFL (DenseNet121+EfficientNet with focal loss and label smoothing)模型。首先,该模型以并行的EfficientNet-B0网... 详细信息

该研究针对当前自然环境下的苹果叶片病害识别中病害病斑小、空间分布特征不同以及特征相近病害识别困难的问题,设计DEFL (DenseNet121+EfficientNet with focal loss and label smoothing)模型。首先,该模型以并行的EfficientNet-B0网络和DenseNet121网络为特征提取网络,以提升模型特征提取能力,其次引入结合标签平滑策略的焦点损失函数以加强模型对识别困难样本的关注。经测试,所提模型的识别准确率为99.13%,平均精度均值为98.47%。消融试验表明两项改进分别使模型平均精度均值提高了7.99和3.15个百分点。对比试验结果表明,DEFL模型平均精度均值较于ResNet50、Inception V3、ResNeXt模型以及分别融合这3种模型的EfficientNet-B0模型分别高出14.53、13.17、14.61、 6.4、 7.71以及8.91个百分点,模型规模分别小18.73、 7.7、 12.2、 83.62、 69.6以及60.09MB。Grad-CAM(gradient-weighted class activation mapping)热力图可视化结果表明所提模型重点关注了叶片病变区域。UMAP(uniform manifold approximation and projection)特征降维可视化结果表明所提模型提取的特征更具区分度。实际应用验证取得了97.73%的总体准确率以及95.82%的平均精度均值。综上,该研究提出的DEFL模型能够为苹果病害防治提供有效参考。

关键词：病害图像识别苹果叶片 EfficientNet DenseNet121

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机器学习在土壤性质预测研究中的应用进展

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生态学杂志 2025年第1期44卷 283-294页

作者：仇皓雷王海燕北京林业大学林学院森林培育与保护教育部重点实验室北京100083

近年来机器学习在土壤理化和生物学性质预测研究中的应用日益广泛且效果良好。本文从3个方面展开综述,包括:(1)典型机器学习类型和土壤性质预测中的常用机器学习算法(如随机森林、支持向量机、BP神经网络等);(2)土壤性质回归预测中常用... 详细信息

近年来机器学习在土壤理化和生物学性质预测研究中的应用日益广泛且效果良好。本文从3个方面展开综述,包括:(1)典型机器学习类型和土壤性质预测中的常用机器学习算法(如随机森林、支持向量机、BP神经网络等);(2)土壤性质回归预测中常用的模型精度指标;(3)基于机器学习方法的土壤性质预测研究一般流程及近期研究案例。在土壤性质预测研究中,除可以通过集成方法集成多个模型以提高工作效率、追求模型高精度外,还应重视预测的不确定性分析,继续探索模型可解释性、泛性和鲁棒性的提高方法;在选择机器学习算法、进行模型比较时需考虑研究需要和研究内容,同时建议引入多种类型的预测变量以保证预测科学性。

关键词：土壤性质机器学习集成学习深度学习数字土壤制图土壤健康

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高强水稳定的木基生物塑料制备及性能

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林业工程学报 2024年第4期9卷 105-111页

作者：刘子丰沈震宋光辉陈偲陈阁谷彭锋林木生物质化学北京市重点实验室(北京林业大学) 北京100083

石油基塑料制品滥用引发的“白色污染”严重危害自然环境和人类的身心健康,基于林木生物质资源的木基生物塑料因其具备生物可降解性和可持续发展性成为替代传统塑料的首选。利用天然轻木(Ochroma lagopus)的三维多孔结构和定向排列的纤... 详细信息

石油基塑料制品滥用引发的“白色污染”严重危害自然环境和人类的身心健康,基于林木生物质资源的木基生物塑料因其具备生物可降解性和可持续发展性成为替代传统塑料的首选。利用天然轻木(Ochroma lagopus)的三维多孔结构和定向排列的纤维素纤维,原位交联聚酰胺环氧氯丙烷(PAE)后热压制备木基生物塑料,并探究不同PAE含量对木基生物塑料干强度和湿强度的影响。傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、X射线衍射分析(XRD)及扫描电子显微镜(SEM)试验结果表明,PAE的成功引入以及密实化处理使木基生物塑料多孔结构消失,材料内部呈现出紧密且定向排列的木质纤维,有利于提高木基生物塑料的机械强度及水稳定性。力学性能研究结果表明,PAE质量分数为10%的木基生物塑料有优异的干强度(289 MPa),是天然轻木的26倍;湿强度达到161 MPa,是天然轻木的15倍。研究表明,PAE与纤维素发生共交联反应形成的酯键对木基生物塑料的湿强度提高起到关键作用。生物降解试验结果表明,相比商业塑料,木基生物塑料具有良好的可降解能力,浅埋土壤5个月内可完全降解,对减少“白色污染”具有现实意义。本研究的木基衍生材料制备方式简单,具有优异机械性能、水稳定性和可降解性的木基生物塑料在替代石油基塑料方面具有潜在应用前景。

关键词：天然轻木 PAE 木基生物塑料高强水稳定

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