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[博士论文] 陈科屹
森林经理学 中国林业科学研究院 2018(学位年度)
摘要:云冷杉过伐林是云冷杉原始林经过多次高强度的“拔大毛”式的采伐干扰后形成的一种既区别于原始林,又区别于天然次生林的森林类型,它具有较为特殊的林分形成机制和生长发育过程。目前,在我国东北林区存在大面积的过伐林,正面临着森林质量低下、生态服务功能薄弱的局面。了解过伐林的林分结构现状特征,探索合理科学的森林经营途径,实现过伐林的有效恢复与保护,提高森林质量和功能是迫切需要解决的问题。本文以吉林省汪清林业局金沟岭林场为研究区,以云冷杉过伐林为研究对象,基于12块1hm2的固定样地,运用森林经理学的相关理论和技术,并结合森林生态学原理,以地面样地调查和统计学为基础,运用定量与定性相结合的方法,研究了云冷杉过伐林的林分结构综合特征,包括林分空间结构、非空间结构,林木分布格局与空间关联性、林木属性变量的空间异质性。并实施了传统经营(TM)、目标树经营1(CTR1)、目标树经营2(CTR2)和无干扰(对照样地CT)4种处理,对比分析经营前后过伐林的动态变化。这对于指导过伐林的植被恢复、林分结构优化、加快森林正向演替、促进森林生态环境建设具有一定的理论和实践意义。主要研究结果如下:
  (1)在各径级内部,特小径级中的树种株数和蓄积分配极不均匀,臭冷杉占据绝对地位。林分直径分布分为三个部分:14~34cm的中径阶呈波动式反“J”型分布,14cm以下的小径阶多呈左偏单峰山状分布,34cm以上的大径阶呈骤降断层式分布。Weibull、Negative exponential和Gamma函数能较好的拟合直径分布情况。根据主要树种的直径分布情况,臭冷杉和鱼鳞云杉呈增长势态;红松和紫椴呈稳定势态;长白落叶松、枫桦、白桦和山杨呈衰退势态。臭冷杉、忍冬、宽叶苔草分别是乔、灌、草层的优势物种。相比之下,灌、草层的物种多样性较乔木层丰富。林下更新不良,且树种配置不理想。
  (2)各径级林木的空间隔离程度较好,随径级的增大,空间隔离程度呈逐渐上升或波动式上升。臭冷杉的空间隔离程度最低、红豆杉的空间隔离程度最高;随着径级的增大,白桦、长白落叶松和色木槭的平均混交度逐级增加,而紫椴、红松、山杨的平均混交度保持相对稳定,其余树种的平均混交度变化复杂。随着径级的增大,林木的竞争压力逐渐减小;但各树种的变化趋势差异较大,臭冷杉、鱼鳞云杉、山杨、色木槭、紫椴、枫桦在特小径级和大径级上的表现正好相反,而水曲柳和春榆则保持稳定。林分整体呈聚集分布,各树种的角尺度频率分布呈近似左偏的正态分布曲线,随机分布的频率均超过50‰其中白桦最高,紫椴最低。
  (3)云冷杉过伐林具有云冷杉原始林所具有的复层、异龄、混交特征,极容易因此忽略过伐林所隐藏的潜在问题。经分析,云冷杉过伐林在树种组成、林分蓄积量等方面与邻近区域的云冷杉原始林相比仍存在巨大差距。通过林分经营迫切性分析可进一步得知,云冷杉过伐林在天然更新、林木分布、目的树种优势度、健康林木比例、林木拥挤度和目的树种密集度这6个方面偏离健康稳定状态。研究区的林分经营迫切性指数超过0.5,表明林分经营十分迫切。
  (4)随着尺度的增大,林分由聚集趋于随机分布。大、中径级林木在所有尺度上均呈随机分布;特小径级、小径级林木在中、小尺度上呈聚集分布,其中特小径级的聚集尺度和强度更大。先锋树种的分布格局最复杂,伴生树种和顶级树种的分布格局较明显。红松和鱼鳞云杉的分布格局较为相似,臭冷杉呈现出较大的聚集尺度和强度。林分中特小径级与小、中、大径级林木之间,由以正关联和无关联为主转变为以无关联和负关联为主。小径级与中径级林木在2m以内的极小尺度上存在正关联。而小、中径级与大径级林木均以无关联和负关联为主。顶级树种与先锋树种、伴生树种均存在显著的负关联性,而伴生树种与先锋树种之间的负关联则不显著。臭冷杉与红松、鱼鳞云杉的空间关联格局相似,但后一组合在大、中尺度上的负关联性范围更广,强度更大。而红松与鱼鳞云杉主要以无关联和正关联为主。
  (5)指数模型、球状模型和高斯模型能较好地反映林木属性变量的变异特征。各林木属性变量均具有强烈的空间自相关性。其中,树高的空间自相关性程度相对最高,东西冠幅的空间自相关范围相对最大。各林木属性变量在东-西、南-北、东北-西南和西北-东南4个方向上的空间异质性和空间自相关的程度及尺度皆存在明显差异。相比之下,各林木属性在东西方向的空间依赖性较强,而西北-东南方向或东北-西南方向上则在小尺度范围内具有复杂的变异。林木属性变量之间出现的空间相关性均属于中等程度的正向相关性,但空间相关性变程范围各有不同。在积差关系上存在相关性的林木属性变量,在空间结构上不一定存在相关性。
  (6)经过CTR1和CTR2处理的样地内的林木呈现出较大的生长量和较快的生长率,尤其体现在对目标树的生长促进作用方面。CTR1对促进全林分目标树和鱼鳞云杉目标树的生长效果明显,CTR2对促进臭冷杉目标树和红松目标树的生长效果明显。TM的优势作用主要体现在全林、鱼鳞云杉非目标树的胸径生长量、生长率和材积生长率方面,以及臭冷杉非目标树的材积生长率和红松非目标树的胸径生长率方面。而对于CT而言,除臭冷杉、红松目标树的材积生长率以外,其余各项统计指标均表明CT样地的生长效率最低。
  (7)TM对促进全林分的断面积生长率以及小径级林木的断面积和蓄积生长率的作用较好,CTR2对促进特小径级蓄积生长率效果较好。CTR1和CTR2对先锋树种和伴生树种的断面积和蓄积生长量的促进作用较大,而TM对伴生树种断面积和蓄积生长率的促进作用较大。CTR1和CTR2明显增加了大径级林木的蓄积比例。CTR1进一步提升了灌木层和草本层的物种多样性,相比之下CT最不利于物种多样性的保持。TM与CTR1提高了极强度混交优势木和极强度混交随机状态林木的比例,但降低了随机状态优势木的比例。CTR2同样提高了极强度混交优势木的比例,但同时降低了随机状态优势木和极强度混交随机状态林木的比例。而CT使得3类最优组合林木的比例皆出现下降。CTR1和CTR2造成了死木与进界木在株数上的悬殊。CT样地中死木的径阶分布较为分散。各处理下林木均有向少数优势树种集中的趋势,臭冷杉在各处理下的变化率皆为正值,其中CTR1处理下的值最大。
[硕士论文] 江诗琴
林业信息工程 东北林业大学 2018(学位年度)
摘要:在现有陆地生态系统中,森林生态系统的重要程度不言而喻。当前社会的发展正步入有史以来节奏最快、发展最为迅猛的时代,使得人们对自然资源的索取越来越大,对森林资源的掠夺也更为彻底。对森林生态系统的健康有效管理是当前森林生态修复工作的重要议题。在实现森林资源有效管理和互联网迅猛发展的背景下,数字化、信息化、智能化的森林生态系统健康评价应运而生。
  本论文主要以黑龙江省佳木斯市孟家岗林场为研究对象,构建评价模型,最后基于网络地理信息系统(WebGIS)构建森林生态系统健康评价系统。
  (1)从森林生态系统结构复杂性、生物多样性、森林活力、更新能力和系统抵抗力5个方面对孟家岗森林生态系统健康状况进行评价。森林结构复杂性指标选取冠层数、林龄结构、郁闭度、林分密度和近自然度这5个指标;生物多样性选取了植物多样性指数指标;森林活力选取了生物量指标;更新能力选取了更新幼苗数量指标;系统抵抗力选取了森林病虫害程度和火险等级这2个指标,共10项森林生态系统健康评价指标,构建了森林生态系统健康评价指标体系。通过模糊C均值聚类方法进行森林生态系统健康评估。
  (2)结合样地调查的孟家岗森林生态系统健康评价结果,选择森林资源二类调查数据构建指标评价体系,基于信息熵进行特征量约简,将梯度提升决策树(GBDT)引入森林生态健康评价中,并对梯度提升决策树(GBDT)提出了改进。使用梯度提升决策树(GBDT)、改进的梯度提升决策树、改进的BP神经网络和支持向量机构建森林生态系统健康评价模型。
  (3)搭建了基于互联网,可实现用户在线实时操作,林业数据信息共享、空间数据展示和输出、森林生态系统健康水平在线评估的森林生态健康评价系统。以ArcGISServer10发布的地图服务进行二次开发,Tomcat7.0作为服务器、SQL Server2012为数据库引擎,MyEclipse为开发工具,JavaScript、Java为开发语言对系统进行开发。构建基于WebGIS的森林生态健康评价系统,并为用户提供如下服务:地图操作、数据管理、信息查询、专题图、森林生态系统健康评价功能、用户管理等功能。该系统能够实现森林健康生态系统健康评价的可视化管理,并为森林可持续化经营等工作提供科学依据和技术支持。
[硕士论文] 于炜
植物保护 浙江农林大学 2018(学位年度)
摘要:黑翅土白蚁Odontotermes formosanus(Shiraki)是为害农林植物最严重的白蚁之一,可危害多种农作物和林木。同时还是水利堤坝的重要害虫,为害严重时可造成崩堤垮坝。本文以黑翅土白蚁为研究对象,对其室内染色、野外诱捕、取食个体数量及取食范围进行了研究。主要研究结果如下:
  1.在松木块、园林废弃物的粉碎物以及植物枯枝这3种引诱材料中,松木块对黑翅土白蚁的引诱效果差,不推荐用于野外黑翅土白蚁的诱捕。园林废弃物粉碎物和植物枯枝能有效引诱黑翅土白蚁取食,其中使用园林废弃物粉碎物的监测装置单罐最大诱捕数量为3272头,最少为197头,平均1480头;使用枯枝的监测装置单罐最大诱捕数量为1689头,最少为43头,平均827头;而使用松木块的监测装置单罐最大诱捕数量仅为87头,最少数量为31头,平均59头。
  2.以中性红作为黑翅土白蚁室内染色标记物、滤纸作为食料,具有高染色率、低死亡率的优点,因此适合作为测定黑翅土白蚁取食个体数量和活动范围的标记物。使用0.2%浓度中性红染色的滤纸强迫喂养3天,黑翅土白蚁染色成活率可达91%。而0.1%浓度的中性红在控制死亡率方面优于0.2%浓度的中性红,其在第4天和第5天的染色成活率要高于0.2%浓度的中性红,分别为86%和88.33%。
  3.试验测得4个黑翅土白蚁群体取食个体数量分别为443133±45469头、495360±67429头、674345±101703头、1224662±93112头。试验结果显示黑翅土白蚁取食个体数量与体长呈正相关。
  4.试验测得3个黑翅土白蚁群体最大取食距离、取食范围分别为10.62m、14.71m、14.78m和39.4m2、110.14m2、84.15m2。根据试验结果,使用白蚁监测(诱杀)装置在园林绿地中防治黑翅土白蚁时,推荐埋置间距为5-8m,这样既可以达到理想的防治效果,又能减少不必要的人力物力投入。
[硕士论文] 刘会玲
林业信息工程 东北林业大学 2018(学位年度)
摘要:云计算是当前计算机领域研究的主要方向,它整合了网格计算、并行计算、分布式计算等先进技术,被众多行业广泛应用。云计算通过整合资源构成一个资源池,向用户提供服务,具有高可用性和扩展性。Hadoop是近几年发展较好的云计算平台,一个并行处理数据的成熟的开源软件框架,凭借其高可靠性、可扩展性受到各行业的青睐。
  先进的卫星和传感器不断投入使用,遥感数据类型不断丰富,使得空间数据规模呈指数型增长。此外,复杂度越来越高的算法和模型也逐渐应用于遥感数据处理中,遥感数据处理越来越呈现出数据密集和计算密集的特征。而现阶段大多数遥感处理软件是基于单机系统的,在计算速度和效率上都受到很大的制约,无法满足生态环境的动态监测与实时评估的需求。将云计算技术应用于生态评价,进行并行化的遥感影像处理和生态评估关键参数的并行化遥感反演,可以实现森林的实时动态评估。
  本论文采用开源云计算平台Hadoop中的核心组件,对帽儿山研究区的生态因子进行并行化反演,实现基于云计算的森林生态系统服务功能的评估,验证将云计算应用到森林生态系统服务功能评估中的高效性。本文主要研究内容如下:
  (1)基于HDFS文件系统和HBase数据库的数据存储。本论文中将遥感影像数据存储在HDFS中,指定影像在HDFS中的存储策略;对HDFS的文件存储结构进行设计,数据包括原始数据、预处理数据、遥感反演结果数据等。HBase是一种面向列的非结构化数据库,论文中将处理中的影像块信息数据和元数据存储于HBase中。HDFS不能直接支持遥感影像的处理,但是提供了可扩展的API,本论文针对遥感影像的存储和处理问题,在Hadoop的基础上对相关功能模块进行了扩展。
  (2)基于MapReduce并行框架的遥感参数反演方法。大多数遥感处理软件是基于单机系统的,在计算速度和效率上都受到很大的制约。本论文搭建基于Hadoop的集群环境,将遥感参数反演的模型算法集成到基于MapReduce的并行框架中,构建基于MapReduce并行框架的生态因子遥感反演算法,从而提高影像处理效率。
  (3)植被净初级生产力的遥感估算模型Cloud-ICASA。在固碳释氧服务功能的评估中,难以直接获取的参数是林分净生产力(NPP),NPP直接反映了植被在自然环境条件下的生产能力,在全球变化及碳平衡中扮演着重要的作用。本论文对CASA模型的关键参数进行修正和优化,提出了适用于帽儿山的Cloud-ICASA模型。
  (4)林分蒸散量的遥感估算模型Cloud-ISEBAL。在涵养水源服务功能的评估中,主要的参数是林分的蒸散量。蒸散量是地下水和地表水相互转化的中间环节,影响着森林生态系统的水循环和碳循环过程。随着遥感技术的发展,应用遥感方法进行地表能量之间的反演成为现实。本论文在SEBAL的基础上,结合高分影像特点,提出了基于高分影像的Cloud-ISEBAL模型,实现对林分蒸散量的遥感反演。
[硕士论文] 刘琳
林业信息工程 东北林业大学 2018(学位年度)
摘要:森林火灾是一类严重的自然灾害,给国民经济和生态环境的健康持续和稳定发展带来了极大的安全隐患,及时准确地对森林火险进行监控和预测是降低林火损失的重要手段。目前针对森林火险预测领域的研究已取得了较好的成果,主要进行了林火预测和趋势分析、实时火灾的关联规则挖掘、火灾事件序列的模式检测、聚类分析和火点识别等方面的研究。这些研究主要使用了回归方法的改进、集成和多源数据的融合等算法或技术以提高火险预测的准确率。但其在数据不断增加的情况下,会导致模型的预测准确率低、鲁棒性弱、以及算法的计算复杂度高等问题,即实用性较差,不利于有效管理日益增长的森林火险数据库。
  本文针对这些问题,提出了基于模糊预分类(Fuzzy Pre-classification)和极限学习机(Extreme Leaming Machine,ELM)模型的森林火险定性与定量预测方法,分别从提高准确率、增强鲁棒性以及降低计算复杂度等方面优化现有算法。实验结果表明,随着森林火险数据库规模的不断扩大,该模型与传统模型对比具有较高的预测准确率和更强的鲁棒性。本文的主要工作有:
  (1)使用模糊预分类方法对森林火灾数据库进行管理。本文根据林火天气指数(Fire Weather Index,FWI)的值定义输入的隶属函数参数。针对每一个实验样本,模糊分类器将其归类到对应的子数据库中,分类器的输出分别是S组,M组,L组。分别对每个子数据库的样本进行森林火险等级以及过火面积的预测。
  (2)使用极限学习机(Weighted Extreme Learning Machine,W-ELM)实现森林火险等级的预测。首先,使用t-SNE算法进行特征抽取得到主成分序列作为极限学习机的网络输入。接下来,重新加权处理训练数据,将不同的惩罚系数添加到对应于不同输入的训练误差中。采用Memetic算法优化加权极限学习机(Weighted Extreme Leaming Machine,W-ELM)的输入层和隐含层连接权值和偏置值,并且将W-ELM的隐含层节点进行分类,将隐含层分为多个子模块。最后,极限学习机的网络输出为森林火险等级。
  (3)在森林火险等级预测的基础上分别预测每一类(火险等级)样本的过火面积。将特征集分为四类,根据最佳均值、方差以及协方差分割输入的每个连续特征,并以给定的置信度对目标数值变量进行稳定的区间预测,即分别将每个特征集结合间隔预测树(Interval Prediction Tree)算法实现对过火面积的预测。
[硕士论文] 蔡凯
竹林培育与利用 浙江农林大学 2018(学位年度)
摘要:毛竹(Phyllostachys edulis)为禾本科竹亚科刚竹属竹种,是我国竹类植物中分布最广、面积最大、经济价值最高的笋材两用竹种,在我国南方重要的森林资源。毛竹在栽培过程中也会经常遭受季节性干旱和土壤盐碱化的威胁,造成竹材、竹笋和竹副产品减产,所以研究毛竹的抗逆机理,具有重要的社会、生态意义。本实验从生物信息学与基因功能角度系统分析毛竹SOD基因家族特征与功能。本实验取得以下研究结果:
  1.在NCBI网站下载模式植物SOD蛋白序列,利用Blast软件在毛竹蛋白数据库中比对得到七条蛋白序列,其中包括三条PeCZSOD蛋白、两条PeMnSOD蛋白以及两条PeFeSOD蛋白;并从毛竹CDS数据库中找到相对应的毛竹SOD基因序列。
  2.通过对毛竹SOD蛋白理化性质、基因结构以及与模式植物SOD基因家族聚类分析,发现毛竹同一亚家族蛋白理化性质与基因结构较为相似,从SOD基因家族聚类分析得出毛竹SOD基因家族与水稻、二穗短柄草SOD基因遗传距离较近,与拟南芥SOD基因遗传距离较远。
  3.对毛竹SOD各亚家族蛋白进行亚细胞定位预测,发现PeCZSOD亚家族成员主要定位在细胞周质和叶绿体中,而PeMnSOD亚家族成员定位在线粒体中,PeFeSOD亚家族成员定位在叶绿体中。
  4.毛竹进化过程中SOD家族基因Ka/Ks率远小于1,表明该基因进化过程中受到强烈的纯化作用。通过Ks值计算出毛竹SOD基因发生基因复制事件的时间主要集中在9-17百万年和180百万年附近;毛竹与绿竹(Pe-Bo)、毛竹和水稻(Pe-Os)家族基因发生分化时间分别集中在3-19百万年和9-82百万年之间。
  5.从基因组数据库中,找到SOD启动子序列,并通过Plant Care在线工具对毛竹SOD家族基因启动子区域顺式元件进行分析,结果表明毛竹SOD家族基因启动子区域含有大量的胁迫与激素响应元件,并且不同的SOD基因家族成员间元件种类与数量具有明显差异,表明不同的SOD基因具有不同种类的胁迫响应机制。
  6.对毛竹SOD基因启动子启动活性分析,发现PeCZSOD1基因启动子每个区段都具有启动活性,但PeCZSOD1-3段(-497bp至-1bp)启动子活性最强。
  7.对毛竹实生苗幼苗进行三种非生物胁迫与三种激素处理,不同时间段进行取样。通过荧光定量PCR测得不同种类非生物胁迫和不同种类激素处理条件下各时间段毛竹SOD基因家族各成员的表达量变化,并对表达量变化相似基因进行聚类。结果表明,同一亚家族SOD基因表达量变化聚类距离较近,相似度较高;同时测得其SOD酶活性变化,结果表明ABA处理后最终酶活性低于未处理毛竹SOD酶活性,其余处理毛竹最终SOD酶活性都高于未处理时期。
  8.将不同亚家族的SOD基因分别选一个基因构建载体并转化拟南芥,在转基因拟南芥种植到T2代时,将幼苗转移到含有300mM NaCl浓度的1/2MS培养基中进行抗盐性试验,结果表明各亚家族转化SOD基因拟南芥抗盐性显著高于野生型拟南芥。
[硕士论文] 马晓波
森林工程 东北林业大学 2018(学位年度)
摘要:森林采伐剩余物主要是指森林经采伐后遗弃在伐区的枝丫、梢头木、风折木、树皮、伐根与树根、枯立木和灌木等剩余物。据分析,森林采伐剩余物利用的潜力是巨大的,目前我国森林采伐剩余物利用率还较低,而且相关林业企业缺乏森林采伐剩余物科学利用的观念。对采伐迹地上的剩余物进行清理利用,不但可以获得经济效益,还可以改善林地环境卫生,防止森林病虫害、火灾的发生,有利于森林更新获得生态效益。因此,应采取有效措施科学利用采伐剩余物,缓解我国木材供应紧缺的状况,促进林区经济发展壮大。
  对于小规模剩余物收集运输,应保证良好的通过性和灵活性。结合我国林业运输装备现状及需求,设计简易履带式采伐剩余物翻转运输车。采伐剩余物翻转运输车主要由驾驶室、履带式底盘系统、翻转装置、后行走机构总成及液压控制系统组成。履带行走机构和翻转装置是剩余物运输车的技术核心,它的运动合理与否,直接影响到整车性能和工作效率。
  本文研究的主要目的是根据实际需要,完成机械的三维设计与虚拟装配并对翻转装置部分进行动力学仿真分析。了解分析国内外集材运输机的发展现状和发展趋势,并对其进行归纳总结,使得对运输车结构组成有总体的研究把握。对采伐剩余物运输车的工作要求和工作环境分析,综合考虑若干理论上通过的备用方案,确定机械的总体方案,完成整车各总成的总布置研究。充分考虑采伐剩余物专用运输车作业的特殊性,采用平面四杆机构作为翻转机构的设计理念,根据四杆机构设计基本原则,进行翻转装置总成的合理设计。
  在建立虚拟样机过程中,利用UG NX10.0软件强大的三维实体建模功能和机构运动仿真与分析功能,对剩余物运输车各零部件总成进行建模,然后再将建好的各零部件模型进行装配,建立运输车整体虚拟样机,并进行运动仿真,完成关键翻转机构虚拟模型的修改与优化。
  最后,运用ANSYS Workbench15.0软件对运输车翻转装置的主要承载件翻转支撑梁进行有限元分析,得到在静态载荷下,翻转支撑梁沿X、Y、Z轴方向的应力和位移云图,以及等效应力、总位移和等效应变云图,校核翻转支撑梁在强度和刚度方面是否符合要求。
[硕士论文] 李阳光
森林经理学 浙江农林大学 2018(学位年度)
摘要:竹林作为我国一种重要的非木质森林资源,在区域生态系统中扮演着重要角色,并因所特有的生物特点和生长特性,及其较高的固碳能力和潜力引起国际社会广泛关注。本研究以浙江省为例,利用1984-2014Landsat时间序列数据,提取浙江省全省不同时间阶段的竹林分布信息,分析其面积动态变化及规律,揭示竹林面积变化与土地利用格局之间的关系,并揭示由此到此导致的竹林碳储量时空演变,及LUCC对于竹林碳储量时空动态分布的影响。本文主要从以下几个方面进行研究:
  1、提取浙江省30年土地利用时空信息,及竹林信息时空动态。对Landsat遥感数据进行预处理,结合地面样地调查数据并运用最大似然监督分类方法对整个浙江省进行土地利用类型分类,并在此基础上提取浙江省竹林分布信息。
  2、提取分析浙江省30年碳储量空间分布和时空演变规律。以样地碳储量数据作为因变量,以预处理后的Landsat遥感变量信息作为自变量,进行回归分析建立遥感因子和生物量之间的预测模型进行精度评价并生成碳储量分布图,并分析其时空分布的特征及变化趋势。
  3、构建浙江省30年土地利用类型转移矩阵。由研究得到的浙江省土地利用类型图建立各时间段的土地转移矩阵,并结合各年的竹林及其地上碳储量分布信息,揭示土地利用类型变化对竹林及其地上碳储量时空变化的影响。
  经过研究主要得到以下结论:
  1、1984-2014年浙江省土地利用分类整体精度均在75%以上;Kappa系数均大于0.7;不同时间竹林统计面积与实际具有较高的吻合度,面积提取精度在95%以上。
  2、1984-2014年近30年竹林面积都除台州市外其他县市都呈现增加趋势,台州市的变化幅度和动态度分别为-33.04%和-1.10%;其他地区变化幅度分别为49.74%、48.76%、1085.15%、80.69%、108.97%、217.34%、155.63%、90.21%、15.29%和24.99%,年均变化率分别为:1.66%、1.63%、36.17%、2.69%、3.63%、7.24%、5.19%、3.01%、0.51%和0.83%。
  3、各年竹林碳储量模型精度相关系数R均在0.6以上,能够用于大范围竹林地上碳储量估算。1984-2014年各年年均碳储量密度分别为9.47、9.07、7.84、7.42、6.57、10.95、15.25和19.05MgC/ha;对应各年的碳储总量分别为5.06、5.03、5.39、5.13、5.14、8.42、15.72和16.94TgC。
  4、浙江省1984-2014年近30年土地利用变化中,阔叶林的面积增加最为明显,面积比由1984年占全省面积的15.86%增至2014年的24.64%,年平均增长率为0.29%;针叶林面积则有明显降低,针叶林面积在全省面积中的所占比由1984年的37.64%将至2014年的17.53%,减少了20.11%,年平均减少率为0.67%;竹林的面积比由1984年的5.04%增至2014年的8.56%,仅增长3.52%,年均增长率为0.12%。
  5、从整体来看,浙江省1984-2014年近30年的竹林扩张进程中,耕地、阔叶林、针叶林对竹林扩张的贡献率最大,又以针叶林为最,贡献率达到56.81%,耕地、阔叶林的贡献率分别为13.26%和25.26%,而其他土地类型对竹林扩张的贡献率较小。
  6、受LUCC的影响,30年间浙江省总碳储量增加幅度最大和最低的县市分别为杭州市和嘉兴市,其中,杭州市碳储量由1984年的0.96TgC增大到2014年的3.47TgC,增长了近4倍,年均增长0.08TgC;嘉兴市由于较低的竹林面积和碳密度导致碳储量很低。
[硕士论文] 崔璐
森林经理学 浙江农林大学 2018(学位年度)
摘要:竹林是我国亚热带森林生态系统中重要而特殊的资源,其在陆地碳循环/碳汇功能中扮演着重要的角色。截止第八次(2009-2013年)森林资源清查结果知,我国竹林面积已达601万公顷,占我国森林面积的3%,占世界竹林面积20%左右,是名副其实的“竹子王国”。目前,竹林面积信息主要是通过地面样地结合遥感影像并采用不同的分类方法获取,研究区多集中在县域或省域尺度上,缺乏全国范围竹林时空分布信息快速准确提取。森林生态系统碳循环在改善全球气候变化中具有重要意义,其中,植被净第一性生产力(Net Primary Productivity,NPP)是生态学中重要组成部分,是森林生态系统碳循环过程中重要的指示参数。然而,中国竹林NPP获取研究较少,本研究以中国竹林为研究对象,在林地遥感信息提取的基础上,首先通过构建竹林信息C5.0算法决策树获取初步竹林信息,其次,采用最小二乘混合像元分解方法获取竹林丰度信息,最后,将竹林丰度作为输入参数驱动适用于竹林碳循环研究的北部生态系统生产模拟模型(Boreal Ecosystem Productivity Simulator,BEPS),模拟了全国竹林生态系统的净初级生产力。主要研究内容包括以下三个方面:
  1、最大似然法提取林地信息。综合MODIS产品、地面调查数据等基础数据,结合目视解译、样地数据、Google earth等获取训练样本,采用最大似然法将全国土地利用类型分为水体、林地、耕地、城镇、裸地等,并通过掩膜获得全国林地MODIS产品。
  2、C5.0决策树结合混合像元方法获取竹林分布信息。首先,基于林地MODIS产品、Landsat8OLI浙江省土地利用专题图及竹林样地数据获取竹林、阔叶林、针叶林林分样本;其次,利用C5.0算法决策树构建竹林信息提取模型,最后,通过最小二乘混合像元分解获得竹林丰度专题图。
  3、竹林生态系统净初级生产力估算及时空格局分析。将竹林丰度信息作为输入参数驱动BEPS模型估算中国竹林生态系统净初级生产力,其次,利用统计等方法分析全国竹林生态系统净初级生产力时空动态变化规律。
  通过研究,主要得到一下几个方面的结论:
  1、最大似然法提取林地信息精度高,2003年、2008年和2014年三期生产者精度与使用者精度均为90%以上,Kappa系数均大于0.9,为下一步获取竹林信息提供数据保障。
  2、基于林地信息采用C5.0决策树模型提取的竹林遥感信息,平均精度达80.07%,结果能够粗略反映我国竹林时空分布特征;然而C5.0决策树获取竹林信息仍是基于像元水平上,因此,利用最小二乘像元混合分解获取较为纯净的竹林信息,研究结果与竹林资源清查面积具有较高的一致性,判定系数均大于0.95,说明通过决策树模型结合混合像元分解提取的中国竹林面积精度较为理想,为精确估算竹林面积及为大尺度竹林生态系统时空动态碳循环研究提供了保障。
  3、将竹林丰度图作为参数驱动BEPS模型获得中国竹林生态系统年/月尺度NPP,与已有研究结果及样地调查数据进行对比分析显示:三期判定系数(R2)均值为0.73,说明两者具有较高的一致性。在空间分布上,竹林NPP高值主要聚集在浙江、福建、江西、湖南等地;云南、陕西等地分布较为分散。在时间尺度上,竹林NPP变化明显。在年尺度上,NPP总量呈上升趋势。在月尺度上,我国竹林NPP呈现先增加后减缓趋势,5月为最高值,12月为最低值。在季节尺度上,四季对全年的贡献率从大到小为春(32.94%)>夏(26.72%)>冬(22.19%)>秋(21.64%)。
[硕士论文] 陈孝银
森林经理学 浙江农林大学 2018(学位年度)
摘要:在“数字林业”方兴未艾蓬勃发展的大背景下,林业科学与地理信息科学之间的联系越发紧密。随着数字地形分析技术的发展,基于DEM的小班坡向提取已成为森林资源调查中小班坡向因子信息采集的主要来源。其相较于传统的实地调查,能够节省大量的人力成本和时间成本,符合林业信息化的发展趋势。然而,现有常用的小班坡向提取方法在准确度上还有很大的提升空间,如何精准、可靠地提取小班坡向是森林资源调查中亟待解决的问题。因此,本文在现有坡向提取方法的基础上,引入合理的数学模型和科学的理论依据,提出新的小班坡向提取方法,提高小班坡向提取的准确度,以适应现代林业对高精度林业调查数据的根本需求。
  本文首先介绍了本次研究区域的概况及研究所需的研究数据,并对研究数据进行了相应的预处理,使其达到实验所需的基本要求。接着,对单像元坡向提取算法进行了研究,发现三阶不带权差分算法在真实DEM数据中精确度表现最佳,因此确定其为本文单像元坡向提取的研究方法。另外,本文对现有常用的小班坡向提取方法进行了原理研究和误差分析,发现小班坡向矢量法和最大特征值法都存在上述的单像元坡向误差,除此之外,矢量法存在数据误差和权重误差,而最大特征值法存在定性引起的截断误差和众数统计误差。了解了误差来源和误差性质之后,本文分别对其进行了改进,提出了小班坡向的主方向加权矢量法和模糊模式识别法。主方向加权矢量法是将小班内单个像元的模作为权重进行矢量代数统计运算,同时迭代确定统计的定量结果为主方向并剔除阈值外的干扰数据,最终的定量结果通过定性描述得到小班坡向提取结果。模糊模式识别法首先确定单像元的坡向隶属函数,通过隶属函数构建小班模糊矩阵和模板矩阵,接着确定各像元的权重,然后通过贴近度函数计算小班模糊矩阵与八个模板矩阵的贴近度,最后根据择近原则确定小班所属坡向类别。
  在实验与分析阶段,本文采用C#编程语言实现算法的自动化。实验结果表明:主方向加权矢量法和模糊模式识别法的小班坡向提取结果在各分类组别上具有基本相似的分布情况,证明两种方法提取小班坡向结果相近。在与小班坡向实测值进行比较时,本文提出的两种小班坡向提取方法在准确度上都优于其各自改进前的方法,证明两种方法是可行、准确的。另外,实验还对两种方法的适应性进行了分析,发现主方向加权矢量法适用于类圆形图斑,模糊模式识别法适用于类长条形图斑,而在各种不同的地形因子上提取小班坡向是,两种方法无显著差异。
[硕士论文] 徐诗宇
森林经理学 浙江农林大学 2018(学位年度)
摘要:城市森林是森林碳库的重要组成部分,开展城市绿化树种碳储量的无损测算及相关研究对于评估城市森林的碳汇功能具有重要意义。为研究基于地面激光雷达(TLS)的城市绿化树种碳储量的测算并对现有的立木体积模型和碳储量模型的测算精度进行评估,本研究利用TLS采集30株无患子和银杏的点云数据,利用高枝剪和取芯器分别采集样木的枝叶样本和树干钻芯样本,并基于TLS测算不同区分段长度下的树干材积及碳储量;测算不同像元大小下的树叶体积及碳储量;测算不同方法下的BEF,并对测算结果进行对比分析并与现有的体积及碳储量模型的测算结果进行比较,结果表明:
  1)基于TLS采集的点云数据具有高度还原性和真实性,可提取得到高精度的测树因子;
  2)不同区分段长度对树干材积的测算精度并没有显著影响(P>0.05),但是小于等于0.5m的区分段长度能测算得到更为稳定精确的树干材积和碳储量;
  3)在低分辨率下,当体像元边长为立木冠幅的1/50到1/100时可测算得到高精度的树叶碳储量数据;
  4)总体而言,不同城市绿化树种与野外林分均存在明显差异。现有模型在测算城市绿化树种的材积、冠层体积及碳储量时均存在一定程度的欠缺。
  5)城市绿化树种的BEF呈跳跃式变动,其变化规律不明显且与野外林分存在显著差异(P<0.05)。径阶可作为在城市小区域尺度立木碳储量测算时的BEF选择的参考依据。
[硕士论文] 孙璐
森林生物工程 东北林业大学 2018(学位年度)
摘要:白桦三萜因其具有的抗肿瘤和抗艾滋病毒等活性,而成为最有潜力的药物制剂,具有重要的应用前景。转录因子具备通过调控途径基因的表达量,进而调节次生代谢物质产量的功能,是常用的从整体改造代谢途径的一种有效工具。本研究以白桦(Betula platyphlla Suk.)为材料,结合实验室前期筛选的响应MeJA和SA信号的MYB转录因子基因,拟克隆与白桦三萜合成相关的BpMYB21和BpMYB61基因全长及启动子序列,并进行生物信息学分析,表达特异性分析,研究其在白桦和酵母中的表达特征及功能。以期为白桦三萜类物质代谢工程遗传改造和生物技术利用提供技术支持和理论依据。
  本研究结果如下:
  1.利用特异引物和RT-PCR技术,从白桦组培苗cDNA中克隆了白桦BpMYB21和BpMYB61基因的cDNA全长。通过生物信息学分析发现,BpMYB21基因的ORF全长为1014bp,编码337个氨基酸,该蛋白质具有一个MYB binding site和两个SANT超家族,为亲水性蛋白,与胡桃MYB30-Like具有64%的相似性,与胡杨MYB86的相似性为61%。BpMYB61基因的ORF长为1203bp,编码400个氨基酸,具有两个MYB binding site保守结构域,为亲水性蛋白,与光皮桦myb-Like的同源性最高为97%。系统进化树表明,BpMYB21转录因子与胡桃,而BpMYB61与光皮桦MYB基因在一个分支上。进一步分析表明,本研究获得的BpMYB21是白桦MYB家族中的新成员。
  2.利用Real-time PCR技术,分析了BpMYB21和BpMYB61基因时空及激素处理表达模式。结果表明,在六月中旬至九月中旬期间,三年树龄的白桦植株中,BpMYB21和BpMYB61基因均在7、8月份表达量较高。两个基因的组织特异性表达分析表明,茎和叶中的表达水平显著高于根中的表达水平。BpMYB21和BpMYB61两个基因对不同激素诱导的响应模式差异显著。在叶中,除ABA和GA处理12h时BpMYB21基因的表达量最高,其余处理均为6h时BpMYB21基因表达量最高;在茎中,ABA和乙烯在处理12h时BpMYB21基因的表达量达到最高,其余处理均为6h时BpMYB21基因的表达量达到最高。在叶中,除了乙烯和伤害处理6h,BpMYB61基因的表达量最高外,其余处理均在12h,基因的表达量达最高;在茎中,ABA、MeJA、SA的处理使BpMYB61的表达量下调,而GA、乙烯、伤害处理上调BpMYB61基因的表达。通过亚细胞定位实验,明确白桦BpMYB21和BpMYB61在细胞核和细胞膜中均有表达。
  3.通过染色体步移技术分别扩增得到长度为1302bp和850bp的BpMYB21、BpMYB61基因的启动子序列。这两个基因的启动子序列分析结果表明,BpMYB21和BpMYB61启动子包含TATA盒和CAAT盒等基本元件。同时得到多个植物激素应答元件,如赤霉素、脱落酸、茉莉酸、水杨酸响应元件。还存在干旱、热胁迫、厌氧菌诱导响应元件等防御与胁迫相关的表达元件等。此外发现,BpMYB21和BpMYB61基因启动子序列中还存在MYB转录因子结合的位点MBS元件以及bHLH转录因子的结合位点G-Box元件,暗示两个转录因子之间及与bHLH类转录因子可能存在互作。
  4.以pYES3/CT质粒为载体分别得到BpMYB21和BpMYB61的酵母表达载体,分别转化INVScl,INVScl-pYES2-SS,INVScl-pYES2-SE酵母菌株。重组酵母细胞中的角鲨烯和总三萜含量分析表明,与对照INVScl-pYES3酵母菌株相比,上述六种重组酵母菌中的角鲨烯和总三萜含量均有不同程度提高,其中BpMYB21重组酵母INVScl-pYES-MYB21-SS角鲨烯含量最高,比对照菌株INVScl-pYES3提高了89%;在BpMYB61重组酵母INVScl-pYES3-MYB61中角鲨烯含量最高,比对照酵母INVScl-pYES3提高了78%;BpMYB21重组酵母INVScl-pYES-MYB21-SS中总三萜含量比对照酵母INVScl-pYES3提高20%;BpMYB61重组酵母INVScl-pYES3-MYB61总三萜含量比对照INVScl-pYES3酵母提高23%。
  5.利用pCAMBIA1303-BpMYB21和pCAMBIA1303-BpMYB61农杆菌分别侵染白桦组培苗的叶片、叶柄和茎段,分别获得pCAMBIA1303-BpMYB21和pCAMBIA1303-BpMYB61抗性植株44株和45株,经PCR鉴定分别各获得4株和7株转基因苗。利用实时荧光定量PCR检测pCAMBIA1303-BpMYB21和pCAMBIA1303-BpMYB61转基因白桦苗中均有不同程度上调。在转基因植株MYB21-44中,三萜途径关键酶基因的相对表达量均表现出不同程度的上调,其中上调效果最为显著的是HMGR基因,是对照组的28.24倍;而SE基因的表达量出现了轻微的下调。在转基因植株MYB61-5中,三萜途径关键酶基因FPS和SS的相对表达量出现上调,分别比对照提高了35%和13%,而HMGR、BPW、SE、BPY的基因表达量均出现不同程度的下调,其中下调效果最为显著的为BPY基因,比对照下调了84%。暗示两个基因在调控三萜合成中的功能不同。
  6.从白桦三萜合成关键酶基因中筛选得到6种MYB转录因子结合的顺式作用元件,并成功构建了pHis-元件的诱饵载体。实验成功的构建了捕获载体pGADT7-Rec2-MYB21和pGADT7-Rec2-MYB61,互作实验结果表明,1号和4号元件分别存在于SE基因启动子和BPX基因的启动子,两个元件与BpMYB21存在微弱的互作,而与BpMYB61存在较强的互作。暗示BpMYB21、BpMYB61对SE基因和BPX基因具有调控作用,而BpMYB61的调控作用可能更强。
[硕士论文] 孟森
森林经理学 浙江农林大学 2018(学位年度)
摘要:高空间分辨率遥感影像具有丰富的纹理信息,为地物识别提供了便利,是当下遥感技术应用研究的热点之一。傅里叶变换是处理和分析纹理信息的有力工具。本文以傅里叶变换提取森林的纹理特征为切入点,对森林进行分类,旨在探索仅以纹理特征参与分类的情况下,提高树种分类精度的方法。
  以窗口尺度进行傅里叶变换可以有效规避傅里叶变换不能体现局部信息的缺陷。本文以0.5m分辨率的WorldView_1全色波段影像为数据源,在移动窗口基础上分别进行一维和二维傅里叶变换,构建研究区9种地物的一维和二维纹理特征向量,采用不同的分类方法依据特征向量对地类进行分类,以寻找合适的移动窗口尺寸和分类方法。试验了从3×3到43×43共21个边长为奇数的正方形窗口,每个边长窗口产生的纹理特征均采用Fisher判别法、随机森林、支持向量机、夹角余弦和相关系数等5种分类方法进行分类,统计每个窗口分类精度。主要基于两个层次对森林分类进行研究:
  (1)阔叶林、雷竹林、马尾松、毛竹林、杉木林、针阔混交林、道路、农地和水体等9类(全类别)进行提取各树种分布信息。
  (2)仅对6类树种进行分类(不包括3个非森林地类),以精度为依据确定最佳分类窗口;在此最佳分类窗口基础上,将树种合并一类—森林,再与其他3种非森林进行分类,提取森林分布信息;剔除非森林区域,再提取各树种的分布信息。
  结论:基于移动窗口傅里叶变换构建高分辨率遥感影像地物纹理特征,在合适的窗口尺寸下,能够高精度的提取森林以及对森林树种进行较精确的分类。
  (1)全类别分类:一维特征和二维特征最佳窗口下随机森林的分类性能优于其他4种分类方法;二维特征分类效果优于一维特征,总精度和Kappa系数为88.69%和0.8634;
  (2)森林分类:一维特征和二维特征最佳窗口下Fisher判别法的分类性能优于其他4种分类方法;二维特征分类效果优于一维特征,总精度和Kappa系数为84.86%和0.8149。
  (3)森林与非森林分类:在森林最佳窗口下亦是Fisher判别法最优;一维特征分类效果优于二维特征,总精度和Kappa系数为99.91%和0.9982。
[硕士论文] 高煜堃
森林经理学 浙江农林大学 2018(学位年度)
摘要:森林生物量是评价森林固碳能力和生态价值的重要参数。虽然遥感技术已经广泛的用于森林生物量的定量估测,但将不同传感器与不同建模算法有效的结合起来提高生物量估测精度的研究目前仍然很少。本研究基于不同遥感数据(Landsat TM数据、ALOS PALSAR L-波段数据以及二者的结合)和不同建模算法(人工神经网络(ANN)、支持向量回归(SVR)、随机森林(RF)、K最近邻(KNN)和线性回归(LR))在植被分层和不分层的情况下,对亚热带地区森林进行了生物量估算。结果表明:
  (1)Landsat TM数据的估测结果(均方根误差范围27.7-29.3Mg/ha)优于ALOS PALSAR数据(均方根误差范围30.3-33.7Mg/ha)。基于ANN和SVR算法使用TM与PALSAR数据结合的估测结果(均方根误差为27.6Mg/ha和28.2Mg/ha)与单独使用TM数据的结果(均方根误差为27.7Mg/ha和28.2Mg/ha)相似,RF和KNN算法在数据结合时的估测结果变差(均方根误差分别由28.4Mg/ha和28.3Mg/ha增加至30.3Mg/ha和30.8Mg/ha),而线性回归的结果略有改善(均方根误差由29.3Mg/ha降低至27.7Mg/ha)。
  (2)使用光学数据(Landsat TM)或雷达数据(ALOS PALSAR)进行生物量估测时,生物量低估和高估现象依然是一个主要问题。
  (3)当生物量范围处于40-120Mg/ha时,线性回归总体较好。总体上来说,机器学习算法只能有限的提高生物量估测精度,但当生物量值高于120Mg/ha时,ANN算法能有效提高模型精度(生物量在120-160Mg/ha时,均方根误差由34.2Mg/ha降低至29.1Mg/ha;生物量大于160Mg/ha时,均方根误差由61.0Mg/ha降低至50.2Mg/ha)。
  (4)森林类型与生物量范围是影响生物量估测模型的重要因素。
  (5)森林分层建模能有效改进生物量估测模型,尤其是生物量高于160Mg/ha时,使用线性回归的估测精度提高较多(均方根误差由的58.6Mg/ha降低至41.5Mg/ha)。
  本次研究通过综合分析不同数据源、建模算法以及森林类型,为亚热带森林生态系统基于遥感的生物量建模方式提供了新的见解。收集足够的样本、提取合适的变量、选择合适的建模算法以及结果评价方式是建立最优生物量估测模型的重要程序。
[硕士论文] 盛必成
微生物学 浙江农林大学 2018(学位年度)
摘要:松材线虫病是一种由松材线虫引起的检疫性病害。前期研究发现,蓝光可以显著地抑制松材线虫的胚胎发育;进一步研究表明,在蓝色光照条件下,很多与代谢有关的基因表达量显著下调,其中madd-4基因的下调幅度尤为显著。在上述研究的基础上,本文以madd-4基因为研究对象,克隆了madd-4基因,分析该基因的进化地位;构建了madd-4基因相应的质粒表达载体,通过组织原位杂交和转基因显微注射研究,阐明其在松材线虫整个生命周期中的表达模式;通过RNAi技术验证其在胚胎期的功能作用。研究结果不仅能够阐明madd-4基因在松材线虫胚胎发育过程中的调控作用,为揭示光照抑制松材线虫种群增长的机理提供基础,还能够为研制新型杀线剂和设计特异性的松材线虫病防控措施提供新的思路,同时也能为其它高等动物的胚胎发育研究提供一定的参考。本文主要研究结果如下:
  一、madd-4基因在结构上与秀丽隐杆线虫相似,均有madd-4-long和madd-4-short两种不同形式的转录本,两种线虫的两个转录本均共享madd-4-short的第2-10个外显子,说明该基因在两种线虫中可能具有相同的调控功能。
  二、in situ原位杂交和转基因显微注射研究结果表明,madd-4基因在松材线虫的胚胎、二龄、三龄、四龄和成虫等整个生命周期内专一地在咽部中枢神经环及背腹神经索中的运动神经元细胞中稳定表达;
  三、RNAi浸泡实验结果表明,松材线虫madd-4基因在胚胎期具有三个方面的功能,一是负责调控虫体肌肉臂向中枢神经环和背腹神经索的延伸进程,二是负责调控松材线虫头咽端特定组织的发育,三是参与调控轴突延伸及神经信号向突触后肌肉细胞的传导。
  根据上述研究结果,我们认为madd-4基因在松材线虫的个体发育过程中表达部位相对稳定,并对肌肉系统的正常发育起着重要的调控作用,是保障松材线虫胚胎发育的重要基因。
[硕士论文] 赵京京
土壤学 中国林业科学研究院 2018(学位年度)
摘要:随着农林业的不断发展以及人们生产生活水平的提高,大量化肥、农药等被用于农林业生产,化肥、农药的过量施用对生态环境造成了严重的威胁,同时使土壤严重退化,进而影响林木生长,因此,研制肥效好且无污染的微生物肥料已成为目前的研究热点。微生物肥料的基质和菌剂均来自于自然,不会对环境造成污染,且其可以改良土壤,促进植物生长。本文通过研究细菌肥料对油茶、湿地松和臭椿的林木生长状况、生理生化指标以及土壤性质的影响,揭示了细菌肥料对林木生长及土壤改良方面的作用机理,为微生物肥料在油茶、湿地松及臭椿上的大规模应用提供了科学依据,主要研究结果如下:
  (1)细菌肥料对一年生和三年生油茶生长发育和土壤性质产生一定的影响。细菌肥料显著提高了油茶株高和地径的增长,促进其生长。细菌肥料显著提高了油茶叶片K、P、Ca、Mg、 Cu和Fe含量,其中,三年生油茶细菌肥料处理叶片Ca、Mg、 Cu含量分别为空白对照的1.57、1.90和1.88倍,同时叶片叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素含量也显著提高,其中,细菌肥料处理一年生油茶叶片其含量分别是空白对照的2.19、1.89和2.11倍。叶片可溶性糖、可溶性蛋白含量以及超氧化物歧化酶和过氧化物酶活性也显著提高。细菌肥料还显著改善了油茶土壤理化性质。细菌肥料显著提高了一年生和三年生油茶土壤毛管孔隙度、非毛管孔隙度和最大持水量,降低了土壤密度,显著提高了土壤有机质、水解性氮、有效磷和速效钾含量,其中,三年生油茶水解性氮和有效磷含量分别提高了63.69%和66.36%,土壤过氧化氢酶、脲酶、蔗糖酶和磷酸酶活性也显著增强,同时显著提高了土壤微生物群落代谢活性和多样性指数、丰富度指数、均匀度指数以及优势度指数,土壤微生物对碳水化合物类、羧酸类、氨基酸类、酚酸类、多聚物类和胺类的利用能力也显著增强。
  (2)细菌肥料显著提高了湿地松株高和地径的增长,分别为对照的1.53和1.26倍。细菌肥料还改善了湿地松土壤理化性质,显著提高了湿地松土壤毛管孔隙度、非毛管孔隙度和最大持水量,同时降低了土壤密度,但差异不显著。同时细菌肥料显著提高了土壤有机质、有效磷和速效钾含量,分别为对照的1.40、1.35和1.60倍,土壤过氧化氢酶、脲酶、蔗糖酶和磷酸酶活性也显著增强,土壤水解性氮含量也有所提高,但差异并不显著。细菌肥料也显著提高了土壤微生物群落代谢活性、多样性指数以及对六类碳源的利用能力。
  (3)细菌肥料显著提高了臭椿叶片内K、P、Ca、Mg营养元素、叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素含量和以及抗氧化酶SOD、POD的活性,同时显著降低了臭椿叶片Na+、Na+/K+、脯氨酸和丙二醛的含量,提高了臭椿对盐碱胁迫的抵抗能力,从而促进了其株高地径的增长。细菌肥料显著降低了盐碱地土壤密度,提高了土壤毛管孔隙度、非毛管孔隙度以及最大持水量。细菌肥料还显著提高了土壤有机质、水解性氮、有效磷和速效钾含量,分别提高了58.47%、61.84%、33.43%和33.39%,土壤过氧化氢酶、脲酶、蔗糖酶和磷酸酶活性也显著增强。同时细菌肥料处理土壤的微生物群落多样性和代谢活性增强。
[硕士论文] 陈振德
林业信息技术 浙江农林大学 2018(学位年度)
摘要:随着“智慧林业”的蓬勃发展,林业科学与信息技术的结合越发紧密,然而在林业调查工作的开展过程中实现数据生产自动化的程度仍然不高,多以实地勘查为主。在实际调查过程中,受到林地内复杂地形与天气等其他外界因素的限制,部分林地小班区域其调查因子信息的获取主要依靠调查人员的目测,甚至于一部分不可达的林地小班仅能通过远处观测。坡度值作为重要的小班调查因子之一,其目测误差极大,即使借助专业仪器进行坡度测定,其测量精度也仅能在测量点上得到保证,不能考虑到小班的整体起伏倾斜程度。目前林业调查领域尚缺乏可靠的林地小班区域整体坡度求算方法,为相关工作的展开带来了诸多不便。因此,本研究提出了一种基于主坡向垂直面高程回归的小班区域坡度提取算法,以提高林地小班调查数据的质量,减少野外实地林业调查的工作量。本文首先对已有的坡度求算方法进行了实验分析,发现前人学者的研究大多着眼于单像元坡度求算,针对区域坡度求算方面的研究较少。为了深入理解坡度的数学及地理意义,本文介绍了有代表意义的三阶反距离平方权坡度提取算法,并在其基础上提出了一种基于DEM数据的高精度单像元坡度提取算法Quad。基于单像元坡度提取算法,结合坡度值的地理学定义与林地小班的地形特征,本研究针对坡度在地表上的各向异性特征提出了一种基于主坡向垂直面高程回归的区域坡度提取算法。最终,以浙江省安吉县10米分辨率数字高程模型与真实林地小班数据为样本,通过实验对比两种现有算法的坡度提取结果与精度,证明本文所提出的算法能够代替传统的实地调查方法,实现小班坡度因子的自动提取。
[硕士论文] 张媚
森林保护学 浙江农林大学 2018(学位年度)
摘要:为探究土壤微生物多样性及其功能对山核桃经营模式的指导作用,本文采用16SrRNA基因和ITS区高通量测序,分析了不同经营方式的山核桃林土壤中微生物群落结构,并分析了山核桃干腐病发病期,生态经营和过度经营山核桃林中,干腐病感病指数、土壤pH值、养分与细菌、真菌多样性的相关性。结果表明:
  1、生态经营山核桃林的感病指数为3.33,显著低于感病指数为81.93的过度经营山核桃林。
  2、生态经营山核桃林土壤pH值为6.64,接近中性,显著高于土壤呈酸性的过度经营山核桃林土壤。
  3、过度经营山核桃林土壤速效磷、速效钾和速效氮含量分别为18.10mg·kg-1、698.63mg·kg-1和227.13mg·kg-1,均显著高于生态经营山核桃林土壤。
  4、在属水平上,生态与过度经营山核桃林土壤分别有14与21个主要细菌属,8与27个主要真菌属。生态经营山核桃林土壤中鞘氨醇单胞菌属、Gaiella、溶杆菌属与棉革菌属、Xerocomellus、鹅膏菌属分别为细菌与真菌优势属,相对多度分别为2.29%、0.61%、0.57%与3.06%、0.76%、0.10%,均显著高于过度经营山核桃林土壤。过度经营山核桃林土壤中,Bryobacter、Candidatus Solibacter、慢生根菌属与丝盖伞属、蜡壳菌属、层腹菌属、锁瑚菌属、红菇属、块菌属分别为细菌与真菌优势属,相对多度分别为1.03%、1.40%、0.95%与27.12%、14.02%、6.95%、6.46%、4.51%、3.93%,均显著高于生态经营山核桃林土壤。
  5、两种经营模式下山核桃林土壤细菌、真菌均有较高的物种多度和多样性。过度经营山核桃林土壤真菌的Ace指数、Chao指数、Shannon指数和Simpson指数分别为451、441、4.11和0.905,均显著高于生态经营山核桃林土壤。
  6、pH值、速效磷、速效氮为土壤细菌优势属群落结构的显著性影响因子,而pH值、速效钾、速效氮为土壤真菌优势属群落结构的显著性影响因子。
  研究结果可为山核桃林可持续生态经营管理提供理论依据与技术支撑。
[硕士论文] 庞恩奇
森林经理学 浙江农林大学 2018(学位年度)
摘要:土地利用变化是影响城市陆地生态系统碳储量变化的重要因素。利用1995、2000、2005、2010、2015五期遥感影像,基于监督分类方法提取了杭州市西湖区土地利用及变化数据。参考《IPCC2006年国家温室气体排放清单指南》提供的方法建立碳储量变化模型。为优化模型参数,提出一种基于遥感影像DN值的分层抽样方法以提高在城市环境中抽样的精度。利用DN值分层抽样法统计样地数据获取优化参数,通过模型计算西湖区地上碳储量动态变化情况。进而分析了西湖区土地利用变化下城市森林地上碳储量的动态响应情况。通过研究,得出以下结论:
  (1)1995年-2015年间西湖区土地利用变化主要表现为农田转化为聚居地,但土地利用转移波动率较大,除聚居地外,各地类之间相互转移频繁。
  (2)基于DN值分层抽样方法对西湖区各土地利用分别进行碳密度估计,相对于简单随机抽样在林地、聚居地、农田和湿地四种地类型中的抽样精度分别从87.97%、68.39%、77.22%和71.57%提高到了98.84%、97.16%、97.04%和96.84%。
  (3)基于DN值分层抽样得到西湖区内各地类的平均碳密度值分别为林地69.46t C/hm2、聚居地14.94t C/hm2、农田27.71t C/hm2和湿地30.46t C/hm2,西湖区总体平均碳密度为32.90t C/hm2,总体抽样精度为97.69%。
  (4)1995年~2015年间土地利用变化每五年对西湖区造成的碳储量变化分别为-111030.70t,-77940.36t,-50623.77t和-89089.40t。1995年~2010年间土地利用变化对碳储量的减少作用降缓,2010年~2015年土地利用变化对碳储量的减少作用逐渐增大。
  (5)经计算得到1995~2015年间,西湖区每五年分别增加植被碳储48982.30t,62105.18t,116749.38t和60597.69t。西湖区城市森林总体碳汇效果先增强后减弱。
[硕士论文] 童亮
森林经理学 浙江农林大学 2018(学位年度)
摘要:随着气候变化问题得到人们的重视,森林作为最大的陆地生态系统在固碳方面的作用日益凸显。毛竹作为一种典型的森林类型是我国南方重要的森林资源之一,对竹林而言,地下根鞭系统是其生长发育的基础。而竹鞭参数的准确获取对于研究毛竹地下根鞭系统及其生物量具有重要意义。本文使用传统方法先对竹鞭基本信息进行调查,分析竹鞭基本情况,之后凭借探地雷达(GPR)这一粗根无损探测技术对竹鞭直径进行估计。具体是先通过GprMax软件模拟两种场景并结合填埋竹鞭控制实验得到直径的模拟值和实测值,接着利用回波双曲线模型的两种方法分别对直径进行估计,最后利用实测的竹鞭参数构建竹鞭生物量模型。研究结果如下:
  (1)从竹鞭直径结构来看,竹鞭直径分布不均匀,具体表现为横向直径大于纵向直径,且直径由一端向另一端增大或减小。幼龄鞭直径变化幅度更大而随深度增加竹鞭直径也随之增加。从竹鞭年龄结构来看,调查样地内以幼龄鞭为主,根据竹鞭比鞭根生物量比值发现壮龄鞭拥有更多鞭根、其次是幼龄鞭最后是老龄鞭。竹鞭集中分布与-10~40cm土层,在该土层中竹鞭各指标比例均达到90%以上。竹鞭单位生物量的分布在水平方向上多为同一水平,不存在很大差异。
  (2)对于GprMax正演数据和竹鞭直径实测而言,使用L-M算法的双曲线参数优化方法的直径估计误差较小,而基于椭圆拟合改进的方法仅适用于拟合双曲线以及估计直径较大的目标,对于小直径的物体其参数估计值准确性极低且毫无实际应用价值。
  (3)双曲线模型能稳定估计双曲线顶点坐标,其直径的估计精度取决于波速下限值的设置,在选择合适的波速后,直径的估计精度能大幅提高。
  (4)对比交叉验证后建立的三类十种竹鞭生物量模型,以D2L为变量的指数函数为最佳模型,R2和RMSE分别为0.9352和21.43g,模型的形式为:BR=65.17·e0.002496D2L。
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