检索结果-内蒙古大学图书馆

遥感学报 2024年第6期28卷 1515-1524页

作者：黄华国北京林业大学林木资源高效生产全国重点实验室北京100083

三维辐射传输模拟是研究定量遥感机理,提高反演精度的重要方法。现有研究能重建厘米级的植被场景,实现分米级的星载或者机载图像模拟。然而在稀疏植被区域,模拟图像和实际数据仍然存在一定偏差。究其原因,一方面源于三维结构误差,另外... 详细信息

三维辐射传输模拟是研究定量遥感机理,提高反演精度的重要方法。现有研究能重建厘米级的植被场景,实现分米级的星载或者机载图像模拟。然而在稀疏植被区域,模拟图像和实际数据仍然存在一定偏差。究其原因,一方面源于三维结构误差,另外一方面则是平均组分光谱的局限,难以反映地表反射率的随机异质性。为克服平均组分光谱的局限问题,本文扩展RAPID模型,基于土壤端元和浓密植被端元光谱,增加了两个权重系数构成的纹理矩阵,实现地表反射光谱的精细模拟,并评估考虑异质性对图像模拟带来的改进效果。结果表明:(1)两个权重系数可以基于真实图像直接求解;(2)每个地表面元在赋值两个权重系数后,合成光谱与真实图像光谱曲线吻合度高(R^(2)优于0.98,RMSE=0.016);(3)云南天峰山和甘肃大野口两个场景的模拟吻合度显著提升(R^(2)分别提升0.096和0.041,RMSE分别下降0.015和0.01);(4)三波段RGB图像也有可能预测出NIR波段图像,纹理相近,但是光谱反射率数值上有一定的偏差(0.006—0.027)。本文提出的方法可以模拟更为精细的亚米级高分卫星图像,可为深度学习提供高质量的样本,为定量反演提供更准备的训练数据。

关键词：遥感地表纹理高分图像三维辐射传输影像模拟端元光谱训练样本

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东北天然次生针阔混交林乔木层碳储量变化的采伐干扰响应

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林业科学 2024年第7期60卷 17-27页

作者：杨润露王娟张春雨北京林业大学林木资源高效生产全国重点实验室北京100083

[目的]探究采伐干扰对东北典型天然次生针阔混交林乔木层碳储量变化的影响,为东北地区森林可持续经营提供理论依据。[方法]在吉林省林业实验区国有林保护中心选取4块1 hm^(2)针阔混交林样地,2011年开展初次调查,同年冬季进行采伐作业,2... 详细信息

[目的]探究采伐干扰对东北典型天然次生针阔混交林乔木层碳储量变化的影响,为东北地区森林可持续经营提供理论依据。[方法]在吉林省林业实验区国有林保护中心选取4块1 hm^(2)针阔混交林样地,2011年开展初次调查,同年冬季进行采伐作业,2013、2015、2018和2021年复测保留木。采用双变量线性回归法,探讨采伐强度、物种多样性、功能多样性、系统发育多样性和群落加权平均性状值对碳储量和碳增量的影响;使用多元线性回归模型,比较各变量的贡献程度;利用结构方程模型,检验各变量对碳储量和碳增量的直接和间接效应。[结果]1)碳储量和碳增量多元线性回归模型中,采伐强度对碳储量和碳增量的贡献分别占总解释量的25%和5%;植物物种多样性对碳储量和碳增量的贡献分别占总解释量(物种、功能、系统发育多样性)的67%和58%;群落加权平均性状值对碳储量和碳增量的贡献分别占总解释量的8%和37%。2)碳储量结构方程模型中,采伐强度对系统发育多样性、功能多样性、最大树高加权性状值和碳储量具有显著负向效应,路径系数分别为−0.221、−0.454、−0.337和−0.229;采伐强度对木质密度加权性状值具有显著正向效应,路径系数为0.368;采伐强度对物种多样性的直接效应不显著;物种多样性和功能多样性对碳储量具有显著正向效应,路径系数分别为0.306和0.235;系统发育多样性和群落加权平均值对碳储量的直接效应不显著。3)碳增量结构方程模型中,最大树高加权性状值对碳增量具有显著正向效应,功能多样性与木质密度加权性状值不相关,其他变量间的关系与碳储量模型相同。[结论]物种多样性、功能多样性、群落加权平均性状值对碳储量和碳增量具有直接影响,森林经营时可通过增加植物种类以促成功能多样的林分来提高森林碳汇能力。采伐强度直接或间接通过功能多样性和群落加权平均性状值减少碳储量和碳增量,在森林经营中应合理采伐,以提高森林碳汇能力。

关键词：采伐干扰植物物种多样性群落加权平均性状值碳储量碳增量

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干燥和储存方式对植物叶片次生代谢物含量的影响

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北京林业大学学报 2024年第12期46卷 82-91页

作者：梁昌明田地赵常提陈冰瑞莫仪恩夏青霖霍怡妃林木资源高效生产全国重点实验室北京林业大学北京100083

【目的】本研究通过检测不同干燥和储存预处理后植物叶片总酚、黄酮和单宁含量的变化,旨在为野外采样、保存和实验过程中植物叶片的预处理方法提供指导。【方法】选取北方常见的草本、灌木、阔叶乔木和针叶乔木等生活型植物的叶片作为... 详细信息

【目的】本研究通过检测不同干燥和储存预处理后植物叶片总酚、黄酮和单宁含量的变化,旨在为野外采样、保存和实验过程中植物叶片的预处理方法提供指导。【方法】选取北方常见的草本、灌木、阔叶乔木和针叶乔木等生活型植物的叶片作为研究对象,采用真空冷冻干燥、烘箱干燥、微波干燥、自然晒干和自然阴干作为干燥预处理方式,并设置-20和-80℃的储存温度,以及15和30 d的储存时间作为储存预处理方式,对比分析不同预处理方式对植物叶片总酚、黄酮和单宁含量的影响。【结果】(1)不同干燥方式处理8种植物叶片后,叶片总酚含量最大值大多出现在真空冷冻干燥和微波干燥;叶片黄酮含量最大值大多出现在真空冷冻干燥、烘箱干燥和微波干燥;叶片单宁含量最大值大多出现在真空冷冻干燥和微波干燥。(2)8种植物叶片的总酚、黄酮和单宁含量均随储存时间的增加而降低,-80℃储存条件下测定的次生代谢物含量大多高于-20℃。【结论】检测植物叶片次生代谢物时,建议在样品采集后尽快完成测定,推荐采用真空冷冻干燥或微波干燥方式进行样品干燥预处理。如果从野外试验点采样后需要进行长距离运输,且无法保证-80℃储存条件,可以在-20℃条件下短期运输和储存。

关键词：次生代谢物预处理方法植物叶片干燥方式储存方式

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性状调节幼苗存活率对邻体竞争和环境的响应

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植物生态学报 2024年第6期48卷 719-729页

作者：文佳张新娜王娟赵秀海张春雨北京林业大学林木资源高效生产全国重点实验室北京100083

性状有助于更好地理解邻体竞争和环境对于幼苗存活的影响,然而以往研究使用物种平均性状,忽视了种内性状变异。因此,基于吉林蛟河针阔混交林150个幼苗样方中的幼苗个体监测数据,运用二项分布的广义线性混合效应模型比较种内性状变异和... 详细信息

性状有助于更好地理解邻体竞争和环境对于幼苗存活的影响,然而以往研究使用物种平均性状,忽视了种内性状变异。因此,基于吉林蛟河针阔混交林150个幼苗样方中的幼苗个体监测数据,运用二项分布的广义线性混合效应模型比较种内性状变异和物种平均性状对幼苗存活率的影响,探究性状如何调节幼苗对邻体竞争和环境的响应。研究结果表明种内性状变异模型和物种平均性状模型对幼苗存活率的预测能力并不一致,考虑种内性状变异的比叶面积(SLA)模型比物种平均性状的SLA模型赤池信息量准则值和贝叶斯信息准则值更小,解释的方差也更多,模型的拟合度更好。但是,叶面积(LA)、叶碳含量(LCC)和叶氮含量(LNC)的物种平均性状模型比种内性状变异模型效果更好。此外,性状调节邻体竞争和土壤元素含量对幼苗存活的影响,例如:受到相同的密度制约时,LA更小的幼苗存活率更高;土壤营养元素缺乏时,较高的LCC会提高幼苗存活率,反之在优良的土壤中,幼苗存活率降低。模型比较的结果说明种内性状变异预测幼苗个体存活的能力并不绝对比物种平均性状强,这种原因可能与林分和环境有关。另外,加入邻体竞争和环境变量能够增强性状与幼苗存活之间的关系。尽管种内性状变异不能更好地预测幼苗存活率,但这种基于个体性状的方法为预测幼苗动态变化提供了一个新的视角。

关键词：种内性状变异负密度制约生境过滤性状距离性状-环境交互效应

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联合微波与光学时间序列影像的马尾松林松材线虫病遥感识别

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北京林业大学学报 2024年第3期46卷 40-52页

作者：童彤林思美李林源罗涛黄华国北京林业大学林木资源高效生产全国重点实验室北京100083

【目的】大范围准确监测林区松材线虫病感染情况对森林疫情防治和经营管理具有重要作用。现有研究往往采用单时相或少量时相数据,松材线虫病遥感监测易受森林背景和非寄主树木影响,导致监测精度存在较大的不确定性。此外,单一数据源往... 详细信息

【目的】大范围准确监测林区松材线虫病感染情况对森林疫情防治和经营管理具有重要作用。现有研究往往采用单时相或少量时相数据,松材线虫病遥感监测易受森林背景和非寄主树木影响,导致监测精度存在较大的不确定性。此外,单一数据源往往对病害特征刻画不足,例如被动光学数据侧重描述森林冠层水平结构信息,但易受云雨影响造成数据缺失,而主动微波数据对森林垂直结构和水分含量敏感,但存在噪声高、色素敏感性低以及地形影响大等问题。因此,联合主动微波与被动光学时间序列遥感影像数据,有望在降低环境因素影响的同时追踪同一林分的时序变化特征,进而提升松材线虫病探测的准确性与鲁棒性。【方法】利用厘米级分辨率无人机影像标记样本,联合Sentinel-1 C波段微波和Sentinel-2光学时间序列数据,构建基于极端梯度提升算法的松材线虫病害监测模型。分别评估微波模型、光学模型和微波与光学联合模型在松材线虫病监测方面的性能,以及最优模型在不同环境因子下的表现。【结果】(1)联合了微波和光学的模型精度(总体精度为80.62%,Kappa系数为0.61)略高于单一光学模型的精度(总体精度为79.58%,Kappa系数为0.59),并明显高于单一微波模型的精度(总体精度为68.87%,Kappa系数为0.36),说明了微波与光学时间序列联合数据在松材线虫病害监测中具有优势;(2)模型通常在缓坡、阳坡、低海拔、高覆盖度条件下展现出更高精度。【结论】本研究充分利用多源遥感卫星数据,为松材线虫病大范围准确监测提供了新的技术支撑。

关键词：松材线虫病监测光学时间序列数据微波时间序列数据植被指数机器学习

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东北天然次生林同种和异种密度制约效应随生活史阶段变化规律

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植物生态学报 2024年第12期48卷 1612-1622页

作者：强亚琪张新娜王娟张春雨北京林业大学林木资源高效生产全国重点实验室北京100083

探究温带森林不同生活史阶段是否存在密度制约现象,及密度制约的相对重要性是否随生活史阶段变化,可为温带森林局域尺度物种共存提供理论依据。该研究基于对吉林蛟河针阔混交林21.12 hm2固定监测样地中451个幼苗监测样方连续3年(2016–2... 详细信息

探究温带森林不同生活史阶段是否存在密度制约现象,及密度制约的相对重要性是否随生活史阶段变化,可为温带森林局域尺度物种共存提供理论依据。该研究基于对吉林蛟河针阔混交林21.12 hm2固定监测样地中451个幼苗监测样方连续3年(2016–2018)的动态监测以及乔木的复测数据,运用广义线性混合模型、引入交互作用的广义线性混合模型、引入物种间随机效应和交互作用的广义线性混合模型和单独引入物种间随机效应的广义线性混合模型共4种模型,在群落和物种2个水平分析密度制约对不同生活史阶段个体存活率的影响及其相对重要性。结果表明,群落水平上,同种邻域效应对所有生活史阶段的存活率都有较为显著的影响,幼苗的存活率受到同种成树较显著的负向影响以及同种幼苗邻体的显著正向影响。幼树和成树阶段的存活率均受到同种邻体的显著负向影响。同种负密度制约(CNDD)随着生活史阶段而减弱。异种邻域效应随生活史阶段和邻域半径的变化而变化,但没有明确的趋势。物种水平上,仅在成树阶段,邻域效应在物种间存在较显著的差异,在其他生活史阶段,同种邻域效应和异种邻域效应在种间的差异均不显著。负密度制约现象存在于该温带森林的所有生活史阶段,且CNDD随生活史阶段减弱,异种负密度制约对不同生活史阶段个体存活率的影响受邻域尺度影响,但没有体现明显的趋势。由于受到“异群保护效应”或适宜生境等的影响,同种幼苗邻体对幼苗个体的存活率呈现正向影响。受物种生活史策略、生活型及物种多度等影响,邻域效应存在种间差异。该研究结果显示,在探究影响局域尺度森林群落物种共存的机制时,需结合多物种和多生活史阶段进行综合分析。

关键词：密度制约生活史阶段邻域分析 Janzen-Connell假说

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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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转录因子VcMYB17调控蓝莓抗旱性的功能研究

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生物技术通报 2025年第4期41卷 198-210页

作者：田琴刘奎吴翔纬纪媛媛曹一博张凌云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

【目的】解析转录因子VcMYB17在蓝莓响应干旱胁迫过程中的功能,为蓝莓品种改良提供基因资源。【方法】利用生物信息学分析VcMYB17的基本特征。通过RT-qPCR分析VcMYB17的组织表达特异性,检测不同激素处理和干旱胁迫下VcMYB17的表达水平,... 详细信息

【目的】解析转录因子VcMYB17在蓝莓响应干旱胁迫过程中的功能,为蓝莓品种改良提供基因资源。【方法】利用生物信息学分析VcMYB17的基本特征。通过RT-qPCR分析VcMYB17的组织表达特异性,检测不同激素处理和干旱胁迫下VcMYB17的表达水平,以及过表达VcMYB17对抗旱应答基因表达水平的影响。瞬时转化烟草检测VcMYB17的亚细胞定位,并在酵母中验证其是否具有转录激活活性。利用农杆菌侵染获得VcMYB17-OE转基因拟南芥及蓝莓愈伤,观察转基因材料的干旱表型,并测定存活率、鲜重、失水率、相对电导率、MDA含量、POD和SOD活性。【结果】VcMYB17是R2R3型MYB转录因子。VcMYB17在蓝莓叶片中高表达,外源施加ABA、GA、MeJA、SA及PEG处理均导致VcMYB17表达水平下调。VcMYB17定位于细胞核,具有转录激活活性。干旱胁迫下,过表达VcMYB17的拟南芥植株及蓝莓愈伤生长受到明显抑制,MDA积累增加,但SOD、POD活性降低;且VcMYB17-OE植株中抗旱应答基因,如AtERD1、AtERD15、AtP5CS1、AtRD29A、AtRD22和AtDREB1A的表达显著低于野生型。【结论】VcMYB17是定位于细胞核的R2R3型MYB转录因子,ABA、GA、MeJA、SA及PEG处理抑制VcMYB17的表达。过表达VcMYB17抑制抗旱应答基因的表达,导致拟南芥及蓝莓愈伤的抗旱性下降。

关键词： VcMYB17 基因功能蓝莓抗旱性干旱胁迫转基因植物

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基于代谢组学和网络药理学的蜡梅类黄酮组分评价

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生物工程学报 2025年第2期41卷 602-617页

作者：周丹赵彦贝王梓煦李庆卫北京林业大学园林学院林木资源高效生产全国重点实验室北京100083

类黄酮是蜡梅发挥药理活性的关键功效成分。为了探究蜡梅类黄酮的潜在功效成分及发挥药理活性的作用机制,本研究基于超高效液相色谱-串联质谱的广泛靶向代谢组学技术全面鉴定蜡梅的类黄酮组分,结合网络药理学挖掘蜡梅功效类黄酮组分及... 详细信息

类黄酮是蜡梅发挥药理活性的关键功效成分。为了探究蜡梅类黄酮的潜在功效成分及发挥药理活性的作用机制,本研究基于超高效液相色谱-串联质谱的广泛靶向代谢组学技术全面鉴定蜡梅的类黄酮组分,结合网络药理学挖掘蜡梅功效类黄酮组分及其作用机制,利用分子对接进一步验证网络预测结果,最后进行不同品种蜡梅功效类黄酮含量评估。蜡梅广靶代谢分析中共鉴定出387种类黄酮组分,不同品种蜡梅在黄酮类代谢物上存在显著差异。网络药理学分析鉴定出96种中药化学成分,19种功效活性物质,181个对应靶点,2504个疾病靶点,99个交集靶点,33个核心靶点,涉及229个基因功能条目和99条通路(P≤0.05),显示出蜡梅类黄酮成分在抗氧化、抗炎、杀菌、抗病毒等方面的药理活性。拓扑分析筛选出三裂鼠尾草素、西伯利亚落叶松黄酮、异鼠李素、槲皮素、6-羟基木犀草素共5个核心成分与SRC、PIK3R1、AKT1、ESR1、AKR1C3共5个核心靶点。蜡梅功效类黄酮能够稳定地与关键作用靶点结合,表明这些黄酮类化合物在与靶点的相互作用中具有潜在的生物活性。蜡梅类黄酮代谢产物发挥药理活性的作用机制具有多成分、多靶点和多通路的特点,代谢组学和网络药理学的交叉应用可为深入研究蜡梅的药理功效和治疗机制提供理论依据。

关键词：蜡梅类黄酮分子对接代谢组学网络药理学

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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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