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2023年 第59卷 第8期 刊出日期:2023-08-25
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林业科学. 2023, 59(8):  0-0. 
摘要 ( 47 )   PDF (2422KB) ( 255 )  
相关文章 | 多维度评价
基于REddyProc的干旱区枣林通量数据插补及能量平衡分析
乔英,马英杰,辛明亮
林业科学. 2023, 59(8):  1-11.  doi:10.11707/j.1001-7488.LYKX20210821
摘要 ( 136 )   HTML ( 5 )   PDF (2716KB) ( 328 )  
数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

目的: 获取完整且有效的枣林通量数据,分析生态系统能量平衡,为评估干旱区枣林生态系统与大气间的能量和物质交换提供理论依据。方法: 选择R语言REddyProc包插补涡度相关法测量的通量数据,采用交叉验证法和能量平衡闭合度评价插补数据质量,并修正热储存项,分析2018、2019年新疆阿克苏地区枣林能量平衡闭合度与能量变化趋势。结果: 1) REddyProc包插补通量数据效果较好,交叉验证的误差统计参数为回归系数b=0.86~0.99、决定系数R2=0.86~0.95、一致性指数d=0.96~0.98、模拟效率EF=0.84~0.92、均方根误差与观测值标准差比率RSR=0.28~0.40;2) 经REddyProc包插补后,2018、2019年干旱区枣林能量平衡闭合度分别为73.45%、73.11%,有效能量和可利用能量的决定系数均为0.97;加入热储存项后,能量闭合度分别提高3.72%、2.75%,达77.17%、75.86%,增幅较小;3) 各能量分项(净辐射、潜热通量、显热通量、土壤热通量)的日均变化规律在生育期和休眠期相似,日均变化均呈以净辐射变化规律为基础的单峰变化。结论: 干旱区枣林全年能量平衡闭合度符合ChinaFlux范围,热储存项对改善枣林能量平衡闭合度有一定影响,可为研究枣林能量和物质交换提供理论依据。

基于UAV-LiDAR的人工林林分郁闭度估测
杨晓慧,吴金卓,刘浩然,钟浩,林文树
林业科学. 2023, 59(8):  12-21.  doi:10.11707/j.1001-7488.LYKX20210955
摘要 ( 125 )   HTML ( 3 )   PDF (2333KB) ( 349 )  
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目的: 提取无人机激光雷达(UAV-LiDAR)点云数据特征变量,结合样地实测数据构建林分郁闭度估测模型,为快速准确估测人工林林分郁闭度提供基础数据和技术参考。方法: 以东北林业大学城市林业示范基地为研究区,基于多旋翼无人机激光雷达获取的点云数据进行人工针叶林和阔叶林林分郁闭度反演,根据点云的三维坐标和能量值计算高度、强度、冠层特征变量并采用主成分分析法降维,处理后的变量与利用植物冠层分析仪获取的郁闭度进行逐步回归分析,建立人工针叶林和阔叶林林分郁闭度估测模型,在ArcGIS平台上应用估测模型和反距离权重插值法进行林分郁闭度反演制图。结果: 冠层特征变量对针叶林郁闭度的估测精度影响最显著,强度特征变量对阔叶林郁闭度的估测精度影响最显著。人工阔叶林郁闭度的估测精度(Adj R2=0.725,RMSE=0.005)优于人工针叶林(Adj R2=0.722,RMSE=0.007)。应用估测模型和反距离权重插值法估测整个样地的郁闭度范围在0.81~0.87之间,筛选10个检验点的郁闭度与实测郁闭度显示出较高相关性(r=0.859)。结论: 结合多组LiDAR特征变量估测林分郁闭度能够充分挖掘LiDAR数据包含的冠层结构特性,提升估测精度。

不同产区杉木人工林初植密度对优势高生长的影响
李晓燕,段爱国,张建国
林业科学. 2023, 59(8):  22-29.  doi:10.11707/j.1001-7488.LYKX20210836
摘要 ( 159 )   HTML ( 13 )   PDF (790KB) ( 347 )  
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目的: 探讨初植密度对不同产区杉木人工林优势高生长全过程的影响规律和发生程度,揭示杉木人工林优势高生长的初植密度效应及其对立地质量指示性的有效范围,为杉木人工林优势高生长评价及密度有效调控提供科学依据。方法: 以杉木中带东区(江西分宜)和中带中区(四川纳溪)共30块长期定位观测的杉木密度试验林样地(林龄范围为2~30年生)为研究对象,分析杉木人工林在不同产区和不同林分生长发育阶段下优势高对初植密度的响应规律。结果: 林分优势高与初植密度呈负相关关系,即初植密度越小,优势高越大。在林分生长发育前期,不同初植密度林分优势高生长轨迹几乎重合,初植密度影响较小,随林龄增长,不同初植密度间林分优势高生长差异呈增大趋势,至成熟龄期,林分优势高受初植密度的影响因产区而异,在中带东区影响仍很明显,在中带中区影响逐渐减弱。优势高年均生长量和连年生长量与初植密度呈负相关关系,且初植密度越大,其峰值越小,峰值出现时间越早。同一林龄下,与中带中区相比,立地条件整体更优的中带东区林分优势高生长受初植密度作用产生的分化程度相对更大。中带东区试点在5年生以后,中带中区试点在10~19年生期间,在低、中初植密度范围(1 667~3 333株·hm?2)或高初植密度范围(6 667~10 000株·hm?2)内,林分优势高生长不受初植密度显著影响,当初植密度达到或超过5 000株·hm?2后,其与相对低的初植密度(1 667~3 333株·hm?2)林分相比,林分优势高生长则受初植密度的显著制约。结论: 初植密度不同,林分优势高生长过程明显不同。在一定初植密度级差范围内,初植密度对林分优势高生长没有显著影响,超过一定级差时则高、低初植密度间林分优势高生长具有显著差异。标准年龄20年生时,中带东区试点差异显著的密度组合中,优势高差值最大达2.46 m,超过一个立地指数级,此时用优势高指示立地质量缺乏一定准确性。预估立地指数时,对初植密度高于5 000株·hm?2的林分需要修正密度的影响。

植物色彩对潮白河城镇河岸夏秋季景观视觉吸引力的影响
张昶,韩文静,王成
林业科学. 2023, 59(8):  30-39.  doi:10.11707/j.1001-7488.LYKX20210492
摘要 ( 91 )   HTML ( 2 )   PDF (1611KB) ( 77 )  
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目的: 探讨与辨识影响色彩斑块视觉吸引力的关键因子,为有效提升城镇河岸带植物色彩景观的视觉吸引力提供参考。方法: 在潮白河城镇河段河岸带,设置1000 m城镇人工河岸带植物景观样带,通过无人机拍摄记录与图片转换,选取23个样本的2个季节共46张图片。构建色彩分析程序,智能提取(辅助手动删除和补全错误与不完整区域)河岸带林冠景观;定义H(Hue色相)值区间,即 (25, 45] (45, 80] (80, 140] (140, 220] (220, 290] (290, 345] (345, 25],以及归一化V(Value明度)值、S(Saturation饱和度)值区间,即[0, 0.33](0.33, 0.67](0.67, 1],划分出63种颜色;识别得到其中25种颜色的38 745个色彩斑块,提取并统计所有色彩斑块的面积、位置等数据。招募30名志愿者进行眼动试验,获取样本图片的视觉热点,并以图片中色彩斑块与视觉热点间欧式距离度量色彩斑块的视觉吸引力。采用一般线性混合效应模型,控制样本为随机因子,分析植物色彩特征对视觉吸引力的影响。结果: 城镇河岸带植物景观共计25种颜色,包括橙色系4种、黄色系4种、黄绿色系8种、绿色系9种,其中绿色系与黄绿色系的面积比例超过80%。色彩斑块视觉吸引力存在不同色彩属性间差异,高明度或中饱和度的色彩斑块更趋向于较高的视觉吸引力。同时,色彩斑块的视觉吸引力存在较显著的季节差异,秋季的视觉吸引力高于夏季。另外,色彩明度和饱和度对视觉吸引力有显著作用,色相对色彩斑块视觉吸引力不产生直接的显著影响,但会通过与色彩斑块面积的交互作用产生显著影响。并且,不同色相与色彩斑块面积的交互作用存在差异,斑块色相值在 (345, 80]范围时,视觉吸引力随斑块面积增加而减小;斑块色相值在(80, 140]范围时,视觉吸引力随斑块面积增加而增加。结论: 强调绿色—黄绿色的渐变色景观是城镇化地区河岸植物的基本色彩风貌;区分基底和前景色,有助于理解不同渐变色彩景观视觉吸引力的差异。基于色彩斑块颜色属性和面积对视觉吸引力的影响特点,提出了色彩斑块尺度提高视觉吸引力的可能途径。

靓竹彩叶形成的细胞学以及光合色素
徐薪璐,蔡鸥,赵婉琪,吕卓,姚文静,李龙,林树燕
林业科学. 2023, 59(8):  40-51.  doi:10.11707/j.1001-7488.LYKX20220802
摘要 ( 85 )   HTML ( 3 )   PDF (2794KB) ( 186 )  
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目的: 探究靓竹彩叶形成过程中细胞结构和光合色素的变化,以及不同分区的叶色与光合色素、细胞结构的关系,为明确靓竹叶片发育过程中条纹叶色的形成机制提供参考。方法: 以靓竹不同发育时期的叶片为材料,通过扫描电镜观察不同发育时期叶片内部显微结构的变化,并将叶片按照叶色分为黄区和绿区,制作徒手切片,置于光学显微镜下观察以比较叶片黄区和绿区的内部结构。同时测定每个时期的光合色素和叶绿素合成前体物质含量。结果: 不同发育过程中靓竹各叶片的显微结构、超微结构、光合色素含量、叶绿素合成前体物质含量差异显著,成熟功能叶不同分区的叶片结构和光合色素含量之间也存在显著差异。1)叶片发育过程中表皮细胞、叶肉细胞逐渐增大,叶脉面积增大。2)发育过程中绿区叶肉细胞内叶绿体发育正常,内部结构完整。横切面细胞中的叶绿体数量增加,基粒片层数逐渐增加,内部排列趋于紧密;黄区叶肉细胞分化程度低,指状臂细胞层数少,细胞内空腔大,叶绿体发育异常。3)叶片黄区和绿区之间叶片表皮结构差异不显著,但黄区和绿区叶肉细胞叶绿体分布位置差异明显,绿区叶肉细胞中均有叶绿体分布,而黄区叶绿体仅分布于靠近叶片下表皮的位置。4)光合色素含量随叶片发育过程逐渐累积,绿区的各色素含量显著高于黄区。5)尿卟啉原III和粪卟啉原III是靓竹叶片发育过程中叶绿素合成途径中的关键物质,伴随叶片条纹的出现,尿卟啉III向粪卟啉原III的转化增加,但粪卟啉原III向原卟啉IX的转化减少。结论: 靓竹叶片发育过程中,叶片厚度逐渐增大,叶片表皮细胞、叶肉细胞、叶脉均不断增大,光合色素含量逐渐积累。绿区叶片随发育程度叶绿体数量逐渐增加,叶绿素含量积累。但黄区叶片叶肉细胞空腔大且叶绿体发育异常,指状臂细胞层数少。靓竹条纹叶色的出现与指状臂细胞分化程度低、叶绿体发育异常以及叶绿素合成受阻有关。

连翘叶速溶茶制备及多种功能成分分析
李敬,尤颖,赵庆生,李航,常森林
林业科学. 2023, 59(8):  52-59.  doi:10.11707/j.1001-7488.LYKX20210469
摘要 ( 83 )   HTML ( 4 )   PDF (1705KB) ( 242 )  
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目的: 研究连翘叶速溶茶的制备工艺及功能成分,为连翘资源高附加值利用提供了理论依据和新的方法。方法: 以连翘叶速溶茶得率为指标,对连翘叶水提工艺进行优化;分别以阴干、炒制杀青、杀青发酵的连翘叶为原料,制备连翘叶速溶茶粉FSL-D、FSL-G、FSL-B,并分析其理化性质和功能成分。结果: 1)连翘叶速溶茶的最佳提取工艺为料液比1∶20.14 g·mL?1、提取时间180 min、提取温度90 ℃,连翘叶速溶茶的平均得率为15.30%。2)FSL-D、FSL-G和FSL-B溶解时间分别为50.04、55.19 和46.46 s,均达到了行业标准;FSL-B味道更好且不易结块。功能成分分析表明,3种速溶茶蛋白质含量均在11%以上,总酚含量为3.22%,总黄酮含量为4.44%,总糖含量为47.76%;其中FSL-G中连翘脂苷A含量较高,为19.96%。3)连翘叶多糖的抗氧化试验结果表明,多糖分子量越大,抗氧化效果越好;红外光谱结果表明,抗氧化活性与O-H伸缩振动峰、C=O键的伸缩振动峰及-C-H弯曲振动峰活性减弱相关。结论: 以杀青发酵的连翘叶为原料,制备的连翘叶速溶茶(FSL-B)品质较好。

血皮槭种子休眠特性及休眠原因
何苏诚,宋军阳
林业科学. 2023, 59(8):  60-73.  doi:10.11707/j.1001-7488.LYKX20220709
摘要 ( 129 )   HTML ( 2 )   PDF (3356KB) ( 113 )  
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目的: 血皮槭种子存在深度生理胚休眠,制约其种群恢复和生产应用。探究血皮槭种子休眠机制,寻求解除休眠的方法,可为血皮槭及其他植物的种子休眠机制研究和生产实践提供参考。方法: 对血皮槭种子自然状态下萌发过程进行动态观测,研究其自然休眠时长;通过3~12个月低温层积、切离胚以及不同浓度赤霉素溶液处理,探寻打破血皮槭种子休眠的方法;利用休眠的血皮槭种子各部分浸提液处理小麦种子做发芽试验,分析各处理组小麦种子的发芽势、发芽率和发芽指数,分析血皮槭种子中抑制其萌发的物质存在部位;通过代谢组技术,探究影响血皮槭种子休眠的具体物质。结果: 1)自然状态下,血皮槭种子休眠时间约为29个月;血皮槭种子经3~12个月的低温层积、切离胚和200、400、800 mg·L–1浓度的赤霉素溶液处理均不能打破休眠。2)休眠血皮槭种子的种翅和外种皮浸提液处理的小麦种子发芽势和发芽率高于对照组;休眠血皮槭种子种胚浸提液处理的小麦种子发芽势、发芽率和发芽指数显著低于对照组(P<0.01);打破休眠的血皮槭种子种胚浸提液处理的小麦种子发芽势、发芽率和发芽指数显著高于休眠的种子种胚浸提液处理组。3)血皮槭休眠的种子种胚和打破休眠的种子种胚中显著差异代谢物分别为289个和215个,通过二级谱图匹配这些显著差异代谢物在正离子模式下有146个,负离子模式下有109个;差异倍数(|log2FC|)最大的20个代谢物中,有19个在种子打破休眠后含量显著减少,它们主要分布在脂肪酰基类和苯及其取代衍生物类中;通过一级谱图,定性了一类显著差异代谢物——酚磷酸;脂肪酰基类和酚类代谢物在影响血皮槭种子休眠中起关键作用,抑制血皮槭种子发芽的物质是脂肪酰基类的2-羟基辛酸、茉莉酸、反式-2-辛烯酸和十三碳二元酸,以及酚类的甲基生姜酚、黄尿酸、香草酸甲酯。结论: 血皮槭种子休眠属于深度生理胚休眠,休眠时间约为29个月;血皮槭种子的种翅、外种皮和内种皮对其萌发没有抑制作用,且种翅和外种皮中含有促进种子发芽的物质;抑制血皮槭种子发芽的物质存在于种胚中;血皮槭种子休眠并不是单一的内源性物质造成的,可能是多种物质的互作或者叠加的结果。

基于SSR标记的山茶属位点组合品种鉴别能力分析评价
李丰钰,黄平,郑勇奇,李长红,张雨婷,薛克娜,宗亦臣,赵鸿杰
林业科学. 2023, 59(8):  74-84.  doi:10.11707/j.1001-7488.LYKX20220787
摘要 ( 94 )   HTML ( 4 )   PDF (1060KB) ( 288 )  
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目的: 筛选多态性高、通用性强等的SSR位点,评估筛选所得SSR位点的组合在山茶属品种中的鉴别能力;在保持最大鉴别能力的基础上,确定可用于山茶属品种鉴别所需的最少SSR位点的组合,提高品种鉴别效率。方法: 本研究以111份山茶属品种为材料,结合凝胶电泳、荧光毛细管电泳、位点多态性分析和位点组合品种鉴别力(VDP)分析等方法,筛选评价SSR位点并对SSR位点组合的品种鉴别力进行分析与评价。结果: 本研究筛选获得17个SSR位点,占筛选位点总数的30.9%,在111份山茶属品种中,共检测到166个等位基因,单位点基因型数量范围为6~35,均值为23.353个,观测等位基因数(Na)范围为3~15,均值为9.765个,多态性信息含量(PIC)的范围为0.447~0.835,均值为0.696,位点缺失率的范围为0~4.50%,均值为0.90%。当差异位点数=1时,17个SSR位点在全部品种(系)、红山茶组品种和金花茶组无性系中达到的R-VDP最大值均为1,可将SSR位点数量分别缩减到11、10、5个,分别占筛选所得位点数的64.7%,58.8%和29.4%;当差异位点数=2时,17个SSR位点在全部品种(系)、红山茶组品种和金花茶组无性系中达到的R-VDP最大值分别为0.964,0.952和1.000,可将SSR位点数量分别缩减到12、12、和7个,分别占筛选所得位点数的70.6%、70.6%和41.2%;当差异位点数=3时,17个SSR位点在全部品种(系)、红山茶组品种和金花茶组无性系中达到的R-VDP最大值分别为0.946,0.929,1.000,可将SSR位点数量分别缩减到8、7和8个,分别占筛选所得位点数的47.1%、41.2%和47.1%。当差异位点数≤6时,17个SSR位点组合对山茶属测试品种(系)群的R-VDP最大值可保持相对稳定的水平。结论: 本研究筛选验证获得17个多态性高、通用性强等的SSR位点;这些位点的组合在山茶属品种(系)群中均表现出良好的品种鉴别能力;确定了山茶属不同类群品种(系)鉴别所需的最少SSR位点的组合,构建了一套山茶属SSR位点组合品种鉴别能力分析评价的体系,为山茶属品种鉴别及相关标准的制定等奠定了基础。

一种重要的桉树外来入侵害虫——桉树叶瘿球角姬小蜂(膜翅目:姬小蜂科)
杨忠岐,曹亮明,王小艺,刘慧慧,吴耀军,蒋学建,罗缉
林业科学. 2023, 59(8):  85-89.  doi:10.11707/j.1001-7488.LYKX20230088
摘要 ( 144 )   HTML ( 6 )   PDF (1270KB) ( 316 )  
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目的: 对我国桉树叶片上形成疱状虫瘿危害,造成桉树叶片大量脱落的外来入侵的一种害虫进行分类鉴定,确定害虫种类,为防治该外来入侵害虫提供参考。方法: 在广西北海市合浦县,采集雷林1号桉树有虫瘿叶片120枚,置于2个圆形透明塑料桶中饲养,每天收集从虫瘿中羽化出的小蜂,统计数量并鉴定种类。结果: 共养出形成虫瘿的小蜂198头,经分类研究、鉴定,该害虫为桉树叶瘿球角姬小蜂 [Ophelimus maskelli (Ashmead)] (膜翅目Hymenoptera:姬小蜂科Eulophidae),是一种原产于新西兰和澳大利亚桉树上的害虫,这是该害虫在我国的首次发现。对该害虫的形态特征进行了详细描述,并附有形态特征照片,并列举了该小蜂与本属其他种的鉴别特征,以准确鉴定、区分该害虫。结论: 在广西发现的桉树叶瘿球角姬小蜂可在多种桉树叶片上形成虫瘿,造成大量叶片脱落,影响桉树生长。对该病虫需加强检疫,防止和阻止进一步在我国桉树栽培地区传播蔓延,同时要加强监测,及时发现和防治。特别是引进该害虫的重要天敌——桉树扁角金绿姬小蜂 [Closterocerus chamaeleon (Girault)]开展生物防治。

基于GIS的北京市延庆区森林火灾蔓延风险
王博,杨雪清,蒋春颖,刘冬,陈锋,白夜,刘晓东
林业科学. 2023, 59(8):  90-101.  doi:10.11707/j.1001-7488.LYKX20220531
摘要 ( 134 )   HTML ( 3 )   PDF (3065KB) ( 241 )  
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目的: 建立森林火灾蔓延风险评估框架(包括发生危险、蔓延危险、蔓延风险3部分),基于GIS开展北京市延庆区多尺度(小班、村屯、乡镇)森林火灾蔓延风险评估,为延庆区林火管理提供依据,最大限度降低林火发生危险和林火蔓延造成的损失。方法: 基于延庆区2019年森林资源二类调查小班数据、森林可燃物数据、人口数据、30 m分辨率数字高程数据、气象数据,从野外火源管理难度和着火难易程度2个方面构建森林火灾发生危险评估指标体系,从森林可燃物、气象因子、地形因子、火行为4个方面构建森林火灾蔓延危险评估指标体系,应用层次分析法和熵权法相结合的主客观赋权法确定指标权重,利用加权综合评价法和面积加权平均法计算多尺度发生危险和蔓延危险指数,根据自然断点分级法划分等级。基于“危险性-暴露度-脆弱性”风险评估框架,从破坏森林资源和威胁生命安全2个方面评估森林火灾蔓延风险。结果: 1)野外火源管理难度的综合权重达到0.7713,是影响森林火灾发生危险的主要因素;火行为的综合权重达到0.4032,是影响森林火灾蔓延危险的主要因素。2)延庆区森林火灾发生危险从平原向山区逐步减小,高发生危险区域在小班、村屯、乡镇尺度上分别占比0.89%、0.52%、7.48%,主要分布在城区周围的平原区域;蔓延危险从平原向山区逐步增大,高蔓延危险区域在小班、村屯、乡镇尺度上分别占比46.19%、58.73%、35.67%,主要分布在西部2个林场(八达岭林场、松山林场)和东部2个山区乡镇(千家店镇、珍珠泉乡)。3)延庆区森林火灾蔓延风险(森林资源)在小班、村屯、乡镇尺度上均无极高风险区域,中高风险区域在小班、村屯、乡镇尺度上分别占比0.80%、2.85%、1.79%;蔓延风险(人口)在村屯和乡镇尺度上均无极高和中高风险区域,小班尺度上无极高风险区域,仅有9个中高风险小班,中蔓延风险区域在小班、村屯、乡镇尺度上分别占比34.97%、51.19%、42.25%。结论: 森林火灾高发生危险小班以杨树、刺槐、柳树的人工林为主,高蔓延危险小班以蒙古栎天然林、油松人工林、侧柏人工林为主,中高蔓延风险(森林资源)小班以油松和落叶松的人工林为主,中蔓延风险(人口)区域主要分布在东部4个山区乡镇(珍珠泉乡、千家店镇、刘斌堡乡、四海镇)。

不同水位条件下鄱阳湖越冬白鹤的移动模式与栖息地利用
王莹,江红星,陈丽霞,王艺璇,高彤
林业科学. 2023, 59(8):  102-111.  doi:10.11707/j.1001-7488.LYKX20230134
摘要 ( 90 )   HTML ( 2 )   PDF (1240KB) ( 199 )  
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目的: 对比分析丰水年和平水年鄱阳湖越冬白鹤的移动模式与栖息地利用,为越冬白鹤的保护和适应性管理提供科学依据。方法: 依据鄱阳湖星子站水位监测数据和湖区白鹤自然食物苦草块茎生物量,将2016年、2017年和2020年、2021年界定为丰水年W1组和W3组,将2018年、2019年界定为平水年W2组。基于2016—2022年13只卫星跟踪白鹤的越冬期定位数据,利用ArcGIS 10.7空间分析功能,对比分析丰水年和平水年越冬期以及越冬不同阶段的白鹤移动距离、活动区面积和栖息地利用的差异。结果: 1)从越冬白鹤的移动模式来看,平水年组越冬期和越冬中期的移动距离均显著小于丰水年组。2)丰水年合并组的不同越冬阶段的90%KDE(Kernel density estimator)(核密度估计法)活动区面积均显著大于平水年W2组,丰水年W1组越冬中期90%和50%KDE活动区面积均显著大于平水年W2组和丰水年W3组。3)从栖息地的利用率来看,平水年越冬期白鹤日间湿地利用率高达89.0% ± 12.3%(n = 9);丰水年组白鹤在越冬期以及越冬前期和中期的日间农田利用率显著高于平水年组,湿地利用率显著低于平水年组。2个丰水年组之间的白鹤农田和湿地利用率无显著差异。白鹤的夜间湿地利用率在平水年越冬期为94.9% ± 8.7%(n = 9),而在丰水年越冬期为84.5% ± 18.4%(n = 15);丰水年W1组和合并组的白鹤越冬中期夜间农田利用率显著高于平水年组。结论: 在丰水年,白鹤通过增加移动距离、活动区面积以及农田栖息地利用比例来应对水位提高造成的食物短缺,来满足自身能量需求和提高适合度。在平水年,自然湿地是鄱阳湖越冬白鹤的主要觅食地和夜宿地。在丰水年,尽管白鹤的日间农田栖息地利用达到50%左右,但夜间仍主要利用自然湿地。加强自然湿地适应性管理,以提高不同水文条件下湿地的功能和恢复力,可确保鄱阳湖白鹤越冬种群的健康安全。

基于BS-ResNeXt-50的密云地区野生动物图像识别
齐建东,马鐘添,张德怀,田赟
林业科学. 2023, 59(8):  112-122.  doi:10.11707/j.1001-7488.LYKX20220378
摘要 ( 86 )   HTML ( 0 )   PDF (6257KB) ( 68 )  
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目的: 以卷积神经网络为基础,对现有的网络结构进行改进,实现对红外相机拍摄的野生动物图像进行种类自动识别。方法: 构建从北京市密云区的北京市级雾灵山自然保护区2014—2015年期间采集到的8类2172张野生动物图像数据集,并使用随机增强策略从14个增强方案中随机选择增强方式,为图像数据添加噪声。使用SENet及BlurPool构建了基于ResNeXt-50的改进网络:增强特征提取的SE-ResNeXt-50、维持平移不变性的BP-ResNeXt-50、结合二者的BS-ResNeXt-50,并在自建数据集上测试了不同固定学习率、分段学习率及余弦退火学习率对BS-ResNeXt-50网络准确率的影响。使用VGG16、ResNeXt-50、EfficientNet-B0、InceptionV3、DenseNet-121、BS-ResNeXt-50网络在CCT公开野生动物数据集中常见的16个类别图像上进行训练,并对单一物种的识别准确率进行比较。结果: SE-ResNeXt-50和BP-ResNeXt-50准确率分别达到了75.16%±0.14%和73.74%±0.13%。融合SENet以及BlurPool的改进方案BS-ResNeXt-50在自建数据集上测试的准确率达到78.04%±0.11%,为最优改进方案。使用余弦退火学习率后,BS-ResNeXt-50的准确率提升至81.54%,比固定学习率提升了3.5%;分段学习率准确率达到79.3%,与余弦退火学习率相差2.24%。在CCT数据集中BS-ResNeXt-50的识别准确率可达95.07%,比ResNeXt-50准确率高出1.95%,同时也高于VGG16的85.5%、EfficientNet-B0的90.23%、InceptionV3的91.38%以及DenseNet-121的93.3%准确率,并在各单一类别的预测准确率也均高于上述模型。单一类别的识别中除数量最少的类别外,BS-ResNeXt-50在其他类别识别准确率均高于90%,最高类别准确率达到98.6%。结论: 改进后的BS-ResNeXt-50模型相比ResNeXt-50可以更准确地完成对野生动物图像的识别任务,在不同的野生动物图像数据集上也具有较好的泛化能力。

不同增脂剂对广东湿加松人工林产脂量的影响
车晓亮,刘天颐,王哲,曾明,李铨年,赵奋成,吴惠姗,郭文冰
林业科学. 2023, 59(8):  123-132.  doi:10.11707/j.1001-7488.LYKX20210965
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目的: 研究湿加松人工林产脂量及其单萜成分与不同地点间、不同种类增脂剂间的关系,探索一种温和有效、成本低廉、适合广东地区湿加松人工林的增脂剂,以提高湿加松松脂质量和产量。方法: 在广东海丰(粤东)、始兴(粤北)和阳江(粤西)适龄采脂的湿加松人工林内进行硫酸钾(K2SO4)、苯甲酸化合物(BA)和乙烯利(CEPA)3种不同种类增脂剂试验,对3个地点处理与对照组的湿加松产脂量、胸径进行每木测量,分析每种增脂剂的增产率以及不同处理下产脂量与胸径的相关关系;收集松脂样品,采用气相色谱质谱联用技术对松脂单萜成分进行鉴定,并分析其相对含量。结果: 1) 与对照组相比,硫酸钾、苯甲酸混合物和乙烯利增脂剂的增产效果显著,乙烯利增产率最稳定、硫酸钾次之、苯甲酸混合物最差;不同地点间相比,海丰施用增脂剂的增产效果最好、阳江次之、始兴最差;2) 湿加松产脂量与1.7 m处树径呈正相关,对于海丰和阳江湿加松人工林,与对照组相比,无论施用何种增脂剂均能提高产脂量与1.7 m处树径的相关系数,对于始兴湿加松人工林,相关系数则下降;3) 与对照组相比,施用增脂剂不会改变湿加松松脂单萜主要成分及其相对含量,但增脂剂处理会产生少量α-松油醇;不同地点湿加松人工林中,个别松脂单萜成分相对含量存在显著差异,分别为α-蒎烯、β-蒎烯、α-水芹烯、β-水芹烯和β-月桂烯,海丰的样品中检测不出蒈烯。结论: 广东地区湿加松人工林施用乙烯利、硫酸钾或苯甲酸混合物增脂剂,可在保证松脂质量的前提下增加产量,虽然乙烯利松脂增产效果最稳定,但因其原料成本高于硫酸钾,且增产效果只在部分地点略高于硫酸钾,故综合考虑认为硫酸钾是广东地区湿加松人工林最适宜的增脂剂。合理施用增脂剂可以激发湿加松的产脂潜力,且不会对湿加松松脂的单萜成分及含量比例造成影响。

基于卷积神经网络的家具木材图像种类识别
苗宇杰,祝诗平,普京,李俊贤,马羚凯,黄华
林业科学. 2023, 59(8):  133-140.  doi:10.11707/j.1001-7488.LYKX20210891
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目的: 为解决日常生活中家具木材种类主要依靠人工识别存在的主观性强、效率低等问题,设计一种基于MobileNetV3卷积神经网络(CNN)的常见家具木材图像种类识别模型,有效提高木材种类识别速度和精度,为木材资源的合理利用、木材进出口贸易管理及消费者确定家具木材种类提供一种科学有效的方法。方法: 首先,采集4种木材的素材图像以及其中2种涂饰木蜡油的木材图像,共3 880张,将数据集按6∶2∶2和2∶6∶2分为训练集、验证集和测试集,基于旋转、翻转等操作将训练集数据扩充为原来的4倍。采用4种卷积神经网络和2种传统机器学习方法对素材图像建立识别模型,通过分析对比得到最优识别网络模型——MobileNetV3,对模型进行迁移学习并参数调优。将素材图像与涂饰木蜡油的木材图像对应放在一起与剩下的2种素材图像共同组成新的数据集,构建基于MobileNetV3网络的木材种类识别模型。为方便分类人员操作,减轻分类人员在实际检测中的操作难度,选用构建的木材种类识别模型,基于PyQt5搭建木材种类识别系统。结果: 与传统机器学习方法相比,卷积神经网络识别效果更佳,且迁移学习能够明显提高网络的收敛速度和分类性能。在验证集中,识别性能最佳的MobileNetV3对4种素材图像的平均识别准确率为98.13%,对混有涂饰木蜡油木材图像的识别准确率为97.25%。结论: 木材种类识别模型不仅可对素材进行识别,也能实现对涂饰木蜡油木材的快速、准确识别,为木材分类人员带来便捷的同时,也为消费者挑选实木家具并确定木材种类提供一种可靠的识别方法。