检索结果-内蒙古大学图书馆

农业工程学报 2024年第20期40卷 165-173页

作者：周海洋马和龙夏鹏凯孙卿峰林剑辉北京林业大学工学院北京100083 林业装备与自动化国家林业和草原局重点实验室北京100083 林木资源高效生产全国重点实验室北京100083

为有效检测树干分层介质厚度和相对介电常数,该研究提出一种基于雷达探测的树干分层结构介电参数反演方法。基于斯涅耳定律结合树干生理结构特点,构建雷达信号在树干分层结构中的传播模型。利用软件定义无线电平台(software defined rad... 详细信息

为有效检测树干分层介质厚度和相对介电常数,该研究提出一种基于雷达探测的树干分层结构介电参数反演方法。基于斯涅耳定律结合树干生理结构特点,构建雷达信号在树干分层结构中的传播模型。利用软件定义无线电平台(software defined radio,SDR)搭建树干探测雷达。然后采用稀疏分解算法、K-SVD字典训练以及层剥离算法对探测雷达回波信号进行参数反演,并对不同的稀疏分解算法反演结果进行了对比。试验表明在回波混叠和无混叠的情况下,该方法均能够对树干分层介质厚度和相对介电常数进行估算;无混叠时相对介电常数和厚度的反演误差分别在2.93%和3.5%以内,混叠时相对介电常数和厚度的反演误差分别在7.52%和7.61%以内。综合试验结果表明,在5种反演算法中,SAMP算法在未知信号稀疏度的条件下表现最佳,具有较高的反演准确率和鲁棒性。

关键词：雷达反演树干检测软件无线电(SDR) 分层结构介电参数

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草原植被盖度与物候智能监测系统研制

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农业工程学报 2023年第18期39卷 162-171页

作者：郑一力田真关鹏石红蕾北京林业大学工学院北京100083 林业装备与自动化国家林业和草原局重点实验室北京100083 林木资源高效生产全国重点实验室北京100083

针对目前草原植被盖度和物候期监测中存在的连续工作能力差、自动监测能力弱和精确度较低问题,将固定监测、移动监测和云平台结合,研制了一种草原植被盖度与物候智能监测系统。该系统主要由固定监测子系统、移动监测子系统以及草原物候... 详细信息

针对目前草原植被盖度和物候期监测中存在的连续工作能力差、自动监测能力弱和精确度较低问题,将固定监测、移动监测和云平台结合,研制了一种草原植被盖度与物候智能监测系统。该系统主要由固定监测子系统、移动监测子系统以及草原物候智能监测云平台组成。固定监测子系统主要由物候相机、供电模块、通信模块、边缘计算控制器和支撑立杆等组成,移动监测子系统主要包括手持机和应用程序。草原物候智能监测云平台基于浏览器/服务器模式架构设计,具有信息查询、数据分析、数据显示和数据共享等功能。固定监测子系统和移动监测子系统可实现草原植被图像数据的采集和上传,然后通过云服务器部署的图像处理程序自动提取草原植被指数和植被盖度并存入数据库。在此基础上,通过拟合植被指数的时间序列获得植被生长曲线,并利用TIMESAT软件提取物候参数。经测试,提出的利用过绿指数(excess green index,EXG)结合最大类间方差法分割草原植被图像进而实现草原植被盖度识别的方法获得了90%的精确度,满足草原植被盖度自动化和批量化提取需求。并且,该研究在提取相对绿度指数(green chromatic coordinate,GCC)、EXG与归一化红绿差分指数(normalized green red difference index,NGRDI)植被指数的基础上,采用Double Logistic函数拟合的植被生长曲线可以准确反映植被生长周期。该系统为草原植被数智化监测和管理提供了可靠的技术和数据支撑。

关键词：图像处理识别植被盖度物候期植被指数自动监测草原

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基于微根管图像的作物根系分割和表型信息提取

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农业工程学报 2024年第18期40卷 110-119页

作者：郑一力张振翔邢达刘卫平北京林业大学工学院北京100083 林业装备与自动化国家林业和草原局重点实验室北京100083 林木资源高效生产全国重点实验室北京100083

微根管法采集的作物根系图像具有复杂的土壤背景和较小的根系占比,当深度学习的感受野较小或多尺度特征融合不充分时,会导致根系边缘处的像素被错分为土壤。同时,微根管法的图像采集周期长且在初期很难采集到大量有效样本,限制了根系提... 详细信息

微根管法采集的作物根系图像具有复杂的土壤背景和较小的根系占比,当深度学习的感受野较小或多尺度特征融合不充分时,会导致根系边缘处的像素被错分为土壤。同时,微根管法的图像采集周期长且在初期很难采集到大量有效样本,限制了根系提取模型的快速部署。为提升根系表型测算精度和优化提取模型部署策略,该研究设计了一种原位自动根系成像系统以实时获取作物的微根管图像,构建全尺度跳跃特征融合机制,使用感受野丰富的U^(2)-Net模型对微根管图像中的根系像素进行有效分类。结合数据增强以及迁移学习微调训练,实现对目标种类根系提取模型的快速部署。试验结果表明,使用加入全尺度跳跃特征融合机制的改进U^(2)-Net模型对蒜苗根系分割的F1得分和交并比IoU分别为86.54%和76.28%,相比改进前、U-Net、SegNet和DeeplabV3+_Resnet50模型,F1得分分别提高0.66、5.51、8.67和2.84个百分点;交并比分别提高1.02、8.18、12.52和4.31个百分点。迁移学习微调训练相比混合训练,模型的F1得分和交并比分别提高了2.89和4.45个百分点。改进U^(2)-Net模型分割图像的根系长度、面积和平均直径与手动标注结果的决定系数R^(2)分别为0.965、0.966、0.830。研究结果可为提升基于微根管图像的根系表型测算精度和根系提取模型的快速部署提供参考。

关键词：图像分割迁移学习微根管 U2-Net 蒜苗根系表型

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根区土壤氧气检测技术与方法研究进展

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农业工程学报 2024年第3期40卷 1-13页

作者：周海洋孙卿峰夏鹏凯关鹏赵燕东郑一力北京林业大学工学院北京100083 林业装备与自动化国家林业和草原局重点实验室北京100083 林木资源高效生产全国重点实验室北京100083

根区氧胁迫问题在滞涝区域、城市地面硬化区域尤为常见,根区土壤氧气含量高低是判断植物是否承受低氧胁迫的重要依据,其检测技术与分析方法的研究对农林生产和生态保护具有指导意义。为明确根区土壤氧气检测现状及发展方向,该研究概括... 详细信息

根区氧胁迫问题在滞涝区域、城市地面硬化区域尤为常见,根区土壤氧气含量高低是判断植物是否承受低氧胁迫的重要依据,其检测技术与分析方法的研究对农林生产和生态保护具有指导意义。为明确根区土壤氧气检测现状及发展方向,该研究概括了国内外土壤氧气分布检测方法和分析策略,将现有获取根区土壤氧含量时空分布的技术手段归纳为氧传感器点位检测法、土壤氧扩散模型分析法和荧光成像法,并剖析比较了各方法的优缺点和适用场景。基于氧传感器等领域最新进展,结合各类氧气运输模型,总结了根区土壤氧气分布检测技术和建模方法的研究重点与发展方向如下:1)氧传感器呈现小型化和集成化趋势,引入新型材料,提高氧传感器的灵敏度和耐久性能;2)模型的精度将不断提高,更多地考虑多尺度和多因素交互作用,以全面分析根区土壤氧环境的复杂性;3)开发可持续的荧光染料,提高荧光成像技术的分辨率和深度,以实现对更小、更深层次结构的清晰成像;4)分析植物蒸腾作用中的水氧关系,通过茎干氧浓度反映植物对根区氧环境变化的生理适应能力。研究可为植物根区土壤氧气分布检测提供思路与借鉴。

关键词：土壤氧传感器模型根区

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庐山不同海拔植物蒸腾水龄动态及用水策略

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植物生态学报 2024年第9期48卷 1104-1117页

作者：牛云明贾国栋王欣刘子赫北京林业大学水土保持学院北京100083 林木资源高效生产全国重点实验室北京100083

通过探究亚热带湿润气候区庐山不同海拔优势植物的水龄和考虑时间来源的用水策略,为该地区的生态保护和资源利用提供科学依据和支持。以庐山松属(Pinus)(低海拔的马尾松(***)、高海拔的黄山松(***))和栎属(Quercus)(低海拔的栓皮栎(***... 详细信息

通过探究亚热带湿润气候区庐山不同海拔优势植物的水龄和考虑时间来源的用水策略,为该地区的生态保护和资源利用提供科学依据和支持。以庐山松属(Pinus)(低海拔的马尾松(***)、高海拔的黄山松(***))和栎属(Quercus)(低海拔的栓皮栎(***)、高海拔的短柄枹栎(***))共4个树种为研究对象,于2020年7月至2021年8月,利用稳定同位素技术和平均蒸腾水龄模型,分析不同海拔优势植物的蒸腾水龄,并结合水龄结果和MixSIAR来源混合模型,分析植物用水策略和季节性变化;同步监测大气温度、湿度,土壤含水率,根系分布等数据分析蒸腾水龄与植物水分来源的季节性变化。结果显示:(1)庐山地区植物主要利用当季降水,蒸腾水龄为8.67-16.68 d。对于同属植物,高海拔树种蒸腾水龄小于低海拔树种。且在观测期内马尾松的水龄呈“单谷状”,黄山松呈“单峰状”。(2)低海拔树种用水策略在雨季前期主要利用浅层土壤水,随着雨季到来主要吸水层向下移动至深层,并在雨季后期稳定在深层土壤,而高海拔树种在雨季后期主要吸水层稳定在土壤中层。(3)相较之下,考虑时间滞后的低海拔植物用水策略对浅层(0-20 cm)土壤水的依赖减弱,对深层(60-100 cm)土壤水的吸收比例增加,高海拔相反。

关键词：稳定水同位素植物用水滞后植物水分来源时空变化根系分布

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不同板栗品种坚果果皮结构差异及其与腐烂指数的相关性分析

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林业科学 2024年第12期60卷 72-82页

作者：赖海荣郭素娟北京林业大学省部共建森林培育与保护教育部重点实验室北京100083 林木资源高效生产全国重点实验室部重点实验室北京100083

【目的】探明不同板栗品种坚果果皮结构特征及与其腐烂指数的相关关系,筛选影响板栗腐烂的重要果皮结构指标,为板栗耐腐种质资源评价、筛选和科学贮藏提供参考依据。【方法】以种植于河北省迁西县的6个板栗品种(‘荔波早栗’‘八月红’... 详细信息

【目的】探明不同板栗品种坚果果皮结构特征及与其腐烂指数的相关关系,筛选影响板栗腐烂的重要果皮结构指标,为板栗耐腐种质资源评价、筛选和科学贮藏提供参考依据。【方法】以种植于河北省迁西县的6个板栗品种(‘荔波早栗’‘八月红’‘明拣’‘泰栗1号’‘燕山早丰’和‘大板红’)坚果为试验材料,进行180天低温(0~2℃)贮藏试验,每隔30天调查坚果腐烂情况。在贮藏前取完好果,贮藏中取腐烂果的果皮进行固定,采用石蜡切片法观察不同板栗品种坚果的果皮结构及差异、贮藏期间腐烂果果皮的结构变化,并对完好果、腐烂果的果皮结构指标与腐烂指数进行相关性分析。【结果】1)不同板栗品种在贮藏期间的腐烂程度存在显著差异。‘明拣’‘泰栗1号’‘燕山早丰’和‘大板红’较耐贮藏,腐烂指数平均为9.35%,而‘八月红’和‘荔波早栗’较易腐烂,腐烂指数分别达到23.53%和21.63%;2)不同板栗品种坚果的果皮结构存在显著差异。‘明拣’‘泰栗1号’‘燕山早丰’和‘大板红’的角质层厚,表皮细胞小且形状规则,中果皮层和内果皮层致密性高;‘八月红’和‘荔波早栗’的角质层薄,表皮细胞较大,‘八月红’的表皮细胞层存在明显间隙,‘荔波早栗’的表皮细胞层虽较为紧密,但中果皮层和内果皮层致密性差。与完好果相比,腐烂果的角质层厚度显著下降,表皮细胞层、中果皮层和内果皮层间隙率增加,果皮结构致密性显著下降。就品种而言,‘荔波早栗’和‘八月红’腐烂果的角质层几乎消失,表皮层破坏严重,中果皮层内薄壁细胞的胞壁分解,出现大量空腔,而‘明拣’‘泰栗1号’‘燕山早丰’和‘大板红’腐烂果的角质层仍保持一定厚度,表皮细胞结构仍较为完整,但中、内果皮层出现较多空腔;3)相关性分析表明,腐烂指数与完好果和腐烂果的角质层厚度均呈显著负相关(P<0.05),与表皮细胞层间隙率和中内果皮层间隙率呈显著正相关(P<0.05),与表皮细胞长宽比呈负相关,与其他指标无明显相关性;4)基于角质层厚度、表皮细胞长宽比、表皮细胞层和中、内果皮层的细胞间隙大小4个指标,利用隶属函数法综合评价发现,6个板栗品种的耐腐性由强至弱排序为‘明拣’>‘泰栗1号’>‘燕山早丰’>‘大板红’>‘荔波早栗’>‘八月红’。【结论】板栗果皮的角质层厚度、表皮细胞长宽比、表皮细胞层和中、内果皮层的细胞间隙大小与腐烂发生密切相关,以上4个指标可作为判定板栗坚果耐腐性的重要参考。

关键词：板栗腐烂指数坚果果皮解剖结构角质层

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VOCs氧化整体式催化剂研究进展

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科学通报 2024年第16期69卷 2185-2202页

作者：张悦高艳珊黎哲桂蓉蓉王强北京林业大学环境科学与工程学院水体污染源控制技术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

挥发性有机化合物(volatile organic compounds,VOCs)对人类健康和生态环境具有严重危害,催化氧化是一种目前能够有效去除VOCs的技术.为了满足工业应用,开发适宜的整体式催化剂为该领域的研究重点之一.其中,开发合适的载体基底以及提高... 详细信息

挥发性有机化合物(volatile organic compounds,VOCs)对人类健康和生态环境具有严重危害,催化氧化是一种目前能够有效去除VOCs的技术.为了满足工业应用,开发适宜的整体式催化剂为该领域的研究重点之一.其中,开发合适的载体基底以及提高活性组分在载体表面的锚固力是制备高催化活性和高稳定性VOCs氧化整体式催化剂的关键点.本文重点讨论了VOCs氧化整体式催化剂的载体及活性组分类型、制备方法以及新型耦合催化技术,详细介绍了不同的载体、活性组分与制备方法对催化剂活性的影响,阐述了新型能量供应方式的优势及耦合技术之间的协同促进作用.最后,对VOCs氧化整体式催化剂的研究前景进行了展望,以期为未来VOCs氧化整体式催化剂的设计与节能高效催化技术的发展及其工业化应用提供基础与参考.

关键词： VOCs催化氧化整体式催化剂载体活性组分制备方法耦合催化技术

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北京地区油松与大叶黄杨叶际表生真菌多样性及群落组成

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生物多样性 2024年第7期32卷 91-109页

作者：崔玉进李婉莹周青青赵恒吴芳员瑗北京林业大学生态与自然保护学院林木资源高效生产全国重点实验室北京100083

叶际真菌在影响植物健康和促进生物地球化学循环等方面发挥着重要作用。然而,目前还缺乏北京城市绿化树木叶际表生真菌多样性与群落组成的研究。本研究以北京常见的绿化树木油松(Pinustabuliformis)与大叶黄杨(Euonymusjaponicus)为研... 详细信息

叶际真菌在影响植物健康和促进生物地球化学循环等方面发挥着重要作用。然而,目前还缺乏北京城市绿化树木叶际表生真菌多样性与群落组成的研究。本研究以北京常见的绿化树木油松(Pinustabuliformis)与大叶黄杨(Euonymusjaponicus)为研究对象,对市中心向北的4个采样点(安定门地区、和平街地区、亚运村地区和北七家地区),及4个月份(一月、四月、七月和十一月)的树木叶际表生真菌通过高通量测序技术进行多样性及群落组成研究。结果表明,油松与大叶黄杨分别得到2,051和1,970个扩增子变异特征序列(ASVs),其中座囊菌纲、锤舌菌纲和银耳纲是优势菌纲。不同地点间,叶际表生真菌的α多样性指数由市中心向北呈现先降低后升高的变化趋势;4个月份间,油松的α多样性指数存在差异,大叶黄杨则均为十一月最高。NMDS分析表明两种常绿树木间叶际表生真菌群落组成存在显著差异(ANOSIM,P=0.001)。线性判别分析表明,油松的差异指示属为短柄霉属(Aureobasidium)、拟盾壳霉属(Paraconiothyrium)、圆盘菌属(Orbilia)等7属,大叶黄杨为白粉菌属(Erysiphe)、链格孢属(Alternaria)、黑孢霉属(Nigrospora)等7属。回归分析表明,平均降水与油松叶际表生真菌丰富度呈显著正相关关系,与大叶黄杨叶际表生真菌丰富度呈显著负相关。通过网络分析将油松中的空泡茎点霉属(Vacuiphoma)和大叶黄杨中的空泡茎点霉属(Vacuiphoma)、木拉克属(Mrakia)、弯孢属(Curvularia)、白粉菌属(Erysiphe)确定为核心节点菌属。真菌群落功能预测得出腐生功能类群和病理功能类群分别是油松和大叶黄杨叶际表生真菌的主要类群。深入研究绿化树木的叶际表生真菌多样性及其作用有助于在未来城市绿化管理中更科学地发挥叶际表生真菌的生态功能。

关键词：叶际表生真菌城市绿化树木 Illumina MiSeq测序真菌多样性核心菌群网络分析

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刺梨叶中三萜类化合物的分离纯化与鉴定

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植物研究 2024年第6期44卷 822-831页

作者：刘沿浩王建栋付玉杰北京林业大学林学院/林木资源高效生产全国重点实验室北京100091

该研究选用多种分离方法对刺梨(Rosa roxburghii)叶中的多种三萜类化合物成分进行分离纯化,并鉴定化学结构,以期从刺梨叶中分离出新的化合物。该研究以刺梨叶为研究对象,采用硅胶柱色谱、Sephadex LH-20柱色谱、半制备液相等方法系统性... 详细信息

该研究选用多种分离方法对刺梨(Rosa roxburghii)叶中的多种三萜类化合物成分进行分离纯化,并鉴定化学结构,以期从刺梨叶中分离出新的化合物。该研究以刺梨叶为研究对象,采用硅胶柱色谱、Sephadex LH-20柱色谱、半制备液相等方法系统性地对其叶中的三萜类化学成分进行了分离纯化,通过理化性质和核磁共振波谱数据鉴定化合物结构,共分离鉴定出13个化合物。其中四环三萜类化合物2个,五环三萜糖苷类化合物3个,五环三萜羧酸类化合物8个,包括一个全新的化合物单体。13个化合物分别为(1)β-谷甾醇、(2)胡萝卜苷、(3)2α,3α,19α-三羟基齐墩果烷-12-烯-28-O-β-D-吡喃葡萄糖苷、(4)刺梨苷、(5)野蔷薇苷、(6)野蔷薇酸、(7)新化合物、(8)山香二烯酸、(9)野鸦椿酸、(10)委陵菜酸、(11)克罗索酸、(12)白桦脂酸和(13)山楂酸,其中化合物2、6、7、8首次从该植物中分离得到。该研究明晰了刺梨叶中三萜类成分,为刺梨叶资源开发利用提供了科学依据。

关键词：刺梨叶三萜类化合物分离结构鉴定

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利用叶面积指数分析气候变化下阿尔泰山泰加林的生长稳定性及其影响因素

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生态学报 2024年第18期44卷 8258-8268页

作者：唐缘孙晗王襄平北京林业大学生态与自然保护学院北京100083 林木资源高效生产全国重点实验室北京林业大学北京100083

阿尔泰山泰加林是西西伯利亚泰加林的南缘,受到全球变化的影响日益加剧,然而在气候变化背景下影响泰加林生长稳定性的关键因子尚不明确。利用叶面积指数(LAI)遥感数据,采用LAI基尼系数作为表征生长稳定性的指标,分析了1982—2018年间阿... 详细信息

阿尔泰山泰加林是西西伯利亚泰加林的南缘,受到全球变化的影响日益加剧,然而在气候变化背景下影响泰加林生长稳定性的关键因子尚不明确。利用叶面积指数(LAI)遥感数据,采用LAI基尼系数作为表征生长稳定性的指标,分析了1982—2018年间阿尔泰山泰加林生长稳定性的变化,并建立多元线性模型分析了气候条件及变化状况、植被生产力、植被高以及植被类型等因素的影响。结果表明:(1)阿尔泰山地区近38年间潜在蒸散量(PET)所表征的热量条件年际增加趋势显著,稳定性较低,饱和水汽压差(VPD)表征的水分条件年际变化趋势较小,泰加林生长稳定性在气候方面主要受到PET的影响;(2)泰加林生长稳定性在高海拔地区较低,低海拔地区较高,且主要受平均叶面积指数(Mean LAI)所表征的植被生产力的影响,对密林(Mean LAI>2.091)而言,生产力越大、稳定性越低,对疏林(Mean LAI≤2.091)而言,生产力越大、稳定性越高,生物因素影响甚至大于气候因素。在气候变化的影响下,稳定性较低的高海拔地区泰加林未来的生长可能会衰退,而生产力较高的泰加林承担着更多的生态系统功能,稳定性降低将导致其面临的威胁也更大。阿尔泰山泰加林作为区域重要的生态安全屏障,未来的保护应当将重心倾向于高海拔及高生产力的泰加林,以减缓气候变化对区域生态安全的影响。

关键词：泰加林气候变化叶面积指数(LAI) 生长稳定性基尼系数

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