检索结果-内蒙古大学图书馆

林业科学 2024年第8期60卷 25-32页

作者：张长春李大方张军国北京林业大学工学院、林木资源高效生产全国重点实验室、林业装备与自动化国家林业和草原局重点实验室北京100083

【目的】为解决光照、背景和拍摄尺度等复杂因素对野生动物图像识别准确性的影响。【方法】以野外红外触发相机采集的野生动物图像为对象:1)利用ENA24和NACTI两个公开的野生动物数据集构建包含不相交领域数据集S1和S2,共11个动物类别,包... 详细信息

【目的】为解决光照、背景和拍摄尺度等复杂因素对野生动物图像识别准确性的影响。【方法】以野外红外触发相机采集的野生动物图像为对象:1)利用ENA24和NACTI两个公开的野生动物数据集构建包含不相交领域数据集S1和S2,共11个动物类别,包含25591幅图像;2)针对领域偏移问题,采用ResNet50网络作为特征提取模块构建领域对抗网络,有效减轻了领域偏移;3)引入Wasserstein距离和相关对齐的表征学习网络,建立了基于Wasserstein距离和相关对齐的迁移学习网络,用于特征提取和识别,挖掘迁移性的特征。【结果】采用平均准确率作为评价指标,ResNet50、DDC、DCORAL、DAN、DANN、CDAN、HAN和JTN这8个模型在11种野生动物上的识别表现分别为48.4%、51.6%、49.6%、52.6%、45.2%、50.9%、54.6%和53.5%;在改进残差模块的ResNet50基础上,并引入Wasserstein距离和相关对齐的表征学习网络后,与现有最佳方法相比,11种(类)野生动物的平均准确率提高了2.7%。【结论】基于Wasserstein距离和相关对齐的迁移学习方法在野生动物识别方面的平均准确率达到57.3%;引入Wasserstein距离和相关对齐的表征学习可有效提高野生动物识别模型的准确性。

关键词：野生动物 Wasserstein距离相关对齐迁移学习图像识别

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洋葱伯克霍尔德菌菌株JLS17对Cd^(2+)胁迫的生长及代谢响应机制

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林业科学 2024年第8期60卷 152-163页

作者：李仰龙魏书蒙陈详腾董玉红厚凌宇焦如珍林木资源高效生产全国重点实验室、国家林业和草原局林木培育重点实验室、中国林业科学研究院林业研究所北京100091

【目的】探究1株植物促生菌洋葱伯克霍尔德菌菌株JLS17对Cd^(2+)的耐受与去除能力以及在Cd^(2+)胁迫下的代谢响应,以期为菌株在土壤镉污染修复的应用提供基础理论依据,并为阐明具有抗镉功能分子与代谢途径的挖掘及微生物Cd^(2+)耐受机... 详细信息

【目的】探究1株植物促生菌洋葱伯克霍尔德菌菌株JLS17对Cd^(2+)的耐受与去除能力以及在Cd^(2+)胁迫下的代谢响应,以期为菌株在土壤镉污染修复的应用提供基础理论依据,并为阐明具有抗镉功能分子与代谢途径的挖掘及微生物Cd^(2+)耐受机制提供数据支撑。【方法】通过测定含不同Cd^(2+)浓度培养液的吸光度(OD600)值评价菌株对Cd^(2+)的耐受性,利用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)测定菌株对LB培养基中Cd^(2+)的去除效果,采用非靶向代谢组学技术(LC-MS)分析菌株在Cd^(2+)胁迫下的差异代谢物与代谢途径。【结果】1)不同程度的Cd^(2+)胁迫(50~800 mg·L^(−1))均对菌株JLS17的生长速率及生物量增长(OD600)有明显的抑制作用,且抑制作用随Cd^(2+)浓度的升高而不断加剧。2)菌株JLS17对LB培养基中Cd^(2+)的去除量随Cd^(2+)浓度的提高(10~100 mg·L^(−1))而增加,最高去除量可达55.90 mg·L^(−1),但去除率受Cd^(2+)浓度影响相对较小,维持在41.9%~66.0%。3)LC-MS分析结果表明,菌株JLS17在50 mg·L^(−1)和300 mg·L^(−1)的Cd^(2+)浓度胁迫处理下,共有147种差异代谢物表达趋势一致,其中92种共性上调,55种共性下调,主要涉及氨基酸及其衍生物、核苷酸及其衍生物、脂质、有机酸及其衍生物、萜类、酮类、生物碱等。KEGG富集分析结果表明,菌株JLS17在50 mg·L^(−1)和300 mg·L^(−1)的Cd^(2+)浓度胁迫处理下显著富集的共有代谢通路为嘧啶代谢、氨基苯甲酸酯降解、半胱氨酸和蛋氨酸代谢、色氨酸代谢、β-丙氨酸代谢、叶酸的生物合成与磷酸戊糖途径,其中嘧啶代谢、色氨酸代谢、磷酸戊糖途径共性下调,叶酸的生物合成共性上调。【结论】1)菌株JLS17对Cd^(2+)胁迫具有极强的适应性,并能有效去除LB培养基中的Cd^(2+),在镉污染修复中具有良好的应用潜力。2)菌株JLS17在Cd^(2+)胁迫下可通过氨基酸及其衍生物、核苷酸及其衍生物、脂质等代谢物含量变化影响体内的代谢途径,其中色氨酸代谢、β-丙氨酸代谢、半胱氨酸和蛋氨酸代谢、嘧啶代谢、磷酸戊糖途径、叶酸的生物合成等代谢途径与JLS17的Cd^(2+)耐受性密切相关。

关键词：镉污染植物促生菌耐受机理重金属吸附代谢组

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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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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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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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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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不同板栗品种(优系)花粉的直感效应

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中南林业科技大学学报 2023年第12期43卷 44-55页

作者：肖鑫郭素娟林木资源高效生产全国重点实验室北京100083

【目的】研究不同父本花粉授粉对板栗坚果品质的影响,为授粉品种筛选和利用花粉直感效应提高板栗坚果品质提供依据。【方法】选用种植于河北省迁西县具有大粒、甜、糯等性状的8个板栗品种(优系)进行授粉试验,以母本自交为对照,比较分析... 详细信息

【目的】研究不同父本花粉授粉对板栗坚果品质的影响,为授粉品种筛选和利用花粉直感效应提高板栗坚果品质提供依据。【方法】选用种植于河北省迁西县具有大粒、甜、糯等性状的8个板栗品种(优系)进行授粉试验,以母本自交为对照,比较分析父母本及其授粉组合果实外在和内在品质、授粉组合坚果品质与父本的相关性。【结果】不同父本授粉可显著影响板栗坚果淀粉、可溶性糖、总酚和总黄酮等含量和单粒质量。花粉直感促进直链淀粉含量提升53.6%(‘迁西早红’×‘泰栗1号’),支链淀粉提升32.0%(‘燕山早丰’×‘京暑红’),可溶性糖提升34.4%(‘泰栗1号’×‘京暑红’),蛋白质提升34.6%(‘迁西早红’×‘京暑红’),总酚提升65.4%(‘泰栗1号’×‘京暑红’),总黄酮提升115.7%(‘泰栗1号’×‘八月红’),单粒质量提升33.5%(‘燕山早丰’×‘王钱大栗’)。利用主成分分析对板栗11个品质指标进行综合评价,结果表明,父本‘泰栗1号’对母本‘燕山早丰’、‘迁西早红’和‘泰安薄壳栗’坚果的综合品质提升最显著,父本‘京暑红’对母本‘泰栗1号’的坚果品质提升最显著。【结论】板栗坚果淀粉、可溶性糖、蛋白质、脂肪、总酚和总黄酮等含量和单粒质量具有显著花粉直感效应,而坚果果形指数和果皮颜色花粉直感效应不明显。授粉组合坚果单粒质量与父本单粒质量呈极显著正相关。综合授粉组合品质和产量因素,‘泰栗1号’可作为‘燕山早丰’、‘迁西早红’和‘泰安薄壳栗’的最佳授粉品种,‘京暑红’可作为‘泰栗1号’的最佳授粉品种。

关键词：板栗支链淀粉花粉直感效应授粉树果实品质

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基于SDR的探测雷达反演树干分层介电参数仿真

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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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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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三峡库区笋溪河沉积物污染及其氮磷营养盐释放特征

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应用与环境生物学报 2025年第2期31卷 208-220页

作者：宁一泓王海燕侯文宁赵晗邹佳何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

为探明三峡库区沉积物污染特征和沉积物与上覆水界面氮磷释放规律,以库尾笋溪河沉积物为研究对象,对其污染现状进行分析和评价,并通过室内模拟试验,考察上覆水环境因子(扰动、pH、温度)对笋溪河沉积物氮磷释放的影响.结果表明:(1)沉积... 详细信息

为探明三峡库区沉积物污染特征和沉积物与上覆水界面氮磷释放规律,以库尾笋溪河沉积物为研究对象,对其污染现状进行分析和评价,并通过室内模拟试验,考察上覆水环境因子(扰动、pH、温度)对笋溪河沉积物氮磷释放的影响.结果表明:(1)沉积物总氮(STN)和总磷含量均值分别为430和200 mg/kg,有机质(SOM)含量的最小值、最大值和平均值分别为0.73、46.31、10.04 g/kg;STN含量与SOM呈极显著正相关(P <0.01).(2)单因子指数评价表明,河道中个别样点沉积物氮的污染指数已达到重度污染水平,沉积物磷的污染指数在0.18-0.80之间,属于清洁—轻度污染等级;整体而言,存在污染的样点占总样点数的26.5%.(3)室内模拟试验发现:上覆水总氮浓度在温度为35℃时显著高于5℃和25℃(P <0.05);上覆水总磷浓度在100 r/min的扰动水平下显著低于200 r/min(P <0.05);而硝态氮在酸性(pH=5)和碱性(pH=9)环境中的释放量则显著高于中性(pH=7)环境.总之,上覆水环境因子显著影响了沉积物氮磷释放,沉积物氮磷营养盐释放潜力为评估上覆水体的释放风险提供了重要信息;以上研究结果可为笋溪河水体富营养化防治提供参考.(图5表7参42)

关键词：笋溪河沉积物污染指数氮磷释放水体富营养化

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