配方施肥对铁心杉幼苗生长和生理生化指标的影响

【目的】旨在寻找最适合铁心杉幼苗生长的肥料配比。【方法】采用“3414”试验设计方案,设置14组肥料配比,以每组50盆的1年生铁心杉实生苗为材料,探究不同肥料配比对幼苗生长和生理生化指标的影响。【结果】与不施肥相比,合理施肥的铁心杉幼苗叶片的叶绿素含量最高提高了42.01%,可溶性糖含量最高提高了11.64%,可溶性蛋白含量最高提高了13.81%,游离脯氨酸含量最高提高了211.25%;在N_(2)P_(2)K_(1)的肥料配方下,铁心杉幼苗的苗高、根直径、地上生物量、地下生物量、总生物量及苗木质量指数达到最大值,地径、根表面积和总根长也处于中上水平。【结论】N_(2)P_(2)K_(1)(每盆施1.0 g N、1.0 g P、0.5 g K)是铁心杉幼苗最佳的施肥配方。

湘西石漠化区湿地松-马褂木人工混交林林分结构及土壤理化性质研究

为探究湘西石漠化区湿地松-马褂木人工混交林林分结构及土壤理化性质,该研究以湘西石漠化地区湿地松-马褂木人工针阔混交林为对象,利用植物群落学分析和野外取样检测的方法,分析林分结构和土壤理化性质,运用Winklemass 1.0计算林分空间结构参数,并用三维离散随机变量分析了优势种的空间分布格局。结果表明:(1)林分内胸径(DBH)≥2 cm的林木株数为897 plants·hm^(-2),隶属于15科16属。主林层为湿地松,平均DBH为32.3 cm,重要值为44.2%;次林层为阔叶树,中幼龄林木居多,其中樟树、马褂木为优势树种,重要值分别为17.1%和13.2%。此外,还存在较多处于劣势生态位的天然更新种。(2)林木的水平分布格局偏向于随机分布(W=0.503);林分整体趋向于中庸偏劣势过渡的态势(U=0.505);种间隔离程度较高(M=0.689),林木混交状况良好。空间结构参数的三维离散随机变量表明,湿地松87.3%为优势和亚优势,马褂木41.7%为亚优势、26.9%为中庸态势,樟树23.5%为中庸态势、56.8%为劣势和绝对劣势。(3)林分土壤pH值趋于中性;与撂荒地相比,林分土壤的容重、持水量、孔隙度、有机碳、全钾、全氮、全磷等因子均明显改善,但整体而言,林分土壤仍然较为贫瘠,局部土壤紧实,保水能力差。综上表明,湿地松、马褂木作为先锋树种生长43年后,林分有向异龄林、强度混交林演替的趋势;林分内中幼龄阔叶树株数占比较大,近熟林出现断层,老龄针叶树占据优势生态区位,需抽针补阔、间针育阔,择伐劣势木,促使林分向阳生性阔叶树为主、中生性和耐阴性阔叶树为次的林分结构演替。该研究结果为湘西石漠化区的植被恢复、人工林结构优化和土壤改良提供了理论依据。

无人机航拍野生动物智能检测与统计方法综述

近年来无人机航拍技术逐步应用于野生动物保护,在很大程度上提高了考察效率。由于航拍图像与地面拍摄图像的特征差异较大,加之野生动物生存环境背景复杂,目前没有通用的方法可直接应用于野生动物航拍图像的检测与统计。本文回顾了智能检测和统计技术近年来的发展,针对无人机航拍野生动物图像的大场景、小目标、多尺度、复杂背景等特点,介绍了无人机航拍动物群数据集的选取与建立方法,以及基于深度学习的检测与统计方法,并进行了深层次地分析,归纳了各类方法的优势和可应用场景,总结了各方法的特点和适用范围,同时针对存在的问题给出了改进方向。

陈山红心杉连栽林地土壤肥力综合评价

【目的】研究红心杉连栽对地力和林分生产力的影响,为红心杉人工林的可持续经营提供数据参考。【方法】选取立地条件相同的第1(G1)、2(G2)、3(G3)代红心杉人工幼林林地为研究对象,采用空间替换时间的方法,测定第1、2、3代红心杉幼林地0~20 cm,20~40 cm,40~60 cm土层中的土壤酶活性及主要理化性质,利用主成分分析法综合评估不同代次红心杉幼林林地的土壤肥力,探究与分析连栽红心杉林地肥力下降的主要影响因子。【结果】土壤肥力的综合评价指数F值的变化范围为5.993^(-4.436),23个评价指标通过“降维”成3个主成分,累计贡献率达88.913%,其中,第1主成分贡献率为71.862%,第2主成分的贡献率为9.123%,第3主成分的贡献率仅有7.927%;随着连栽代次增加和土层加深,土壤水分和孔隙指标均呈降低趋势;大量元素、有效微量元素、脲酶和磷酸酶活在第1、2、3代之间均具有显著差异(P<0.05)。【结论】在当前的种植方式下,随着红心杉连栽代次的增加,土壤肥力和容蓄能力下降,脲酶、磷酸酶、全P、碱解N、速效K、有效Cu、有效Mn和有效Fe是影响土壤肥力的关键要素。

不同等级石漠化环境下人工乔木林的植被与土壤物理特征

目前石漠化地区的植被恢复是生态系统研究的一大难题。以武陵山石漠化综合治理国家长期科研基地人工林为研究区,通过野外踏查选定樟树-马尾松人工林为研究对象,采用单因素方差分析、相关性分析和主成分分析相结合的方法,研究该地区樟树Cinnamomum camphora-马尾松Pinus massoniana林在无石漠化、轻度石漠化、中度石漠化和强度石漠化4种等级石漠化环境下的植被特征、土壤物理特征以及两者之间的关系,以期探寻不同等级石漠化环境下人工林植被和土壤物理性质的变化规律,为该地区生态恢复和石漠化治理提供理论依据。结果显示,(1)4种等级石漠化环境的物种多样性指数存在显著差异,均匀度与丰富度指数随石漠化等级的增加而逐渐减小。(2)草本层植物共有24科35属36种,以禾本科、菊科为主;灌木层植物共有28科43属47种,以蔷薇科为主;乔木层植物共有13科13属13种,以樟科为主,物种相对丰富。同一物种对不同等级石漠化环境的适应性差异显著,蔷薇科植物可作为石漠化等级的区分指标。(3)同一石漠化环境下,除土壤容重外,土壤自然含水量、田间持水量、最大持水量、毛管持水量、毛管孔隙度、非毛管孔隙度、总孔隙度、土壤通气度等土壤物理指标随土层的加深呈减小趋势。不同石漠化环境下土壤物理特征(土壤容重、最大持水量、毛管持水量、田间持水量)存在显著差异(P<0.05),除土壤容重以外,其他指标随着石漠化等级的增加呈现先减小后增加的趋势。(4)相关性分析表明,土壤物理特征与石漠化等级、植物多样性指数间存在显著的相关性(P<0.05)。主成分分析表明,土壤容重、土壤自然含水量、田间持水量、最大持水量、毛管持水量、毛管孔隙度和总孔隙度是影响不同等级石漠化环境下植物群落特征的主要土壤因子,累积解释量为82.486%。综上,在人工造林一定时间后,该区域不同等级石漠化环境下的物种数量逐渐增加,土壤物理结构有所改善,植被和土壤之间存在相互作用,但距离恢复成理想的群落结构还有一定的差距。建议在后期植被恢复时不仅要考虑植物的多样性,还要考虑不同石漠化等级的适生植物物种。

淇澳岛不同恢复类型红树林碳密度及固碳速率研究

以珠海市淇澳岛大围湾湿地中14种同龄不同恢复类型的红树林为研究对象,对比研究其碳密度和固碳速率,选择碳密度高的红树林恢复类型以实现红树林碳储量的最大化。结果表明:1)以单一树种进行红树林湿地恢复,无瓣海桑为造林恢复的最佳树种,其植被碳密度为159.99 t·hm^-2,1 m深土壤碳密度为196.72 t·hm^-2,总固碳速率为15.48 t·hm^-2a^-1;2)以无瓣海桑混交其他树种进行恢复,无瓣海桑混交木榄为最佳组合,其植被碳密度为153.72 t·hm^-2,1 m深土壤碳密度为185.78 t·hm^-2,总固碳速率为14.47 t·hm^-2a^-1;3)以无瓣海桑进行林下天然恢复,无瓣海桑+老鼠簕+卤蕨的群落类型为最优恢复类型,其植被碳密度为162.68 t·hm^-2,1 m深土壤碳密度为234.12 t·hm^-2,总固碳速率为17.84 t·hm^-2a^-1;4)综上所述,无瓣海桑进行林下自然恢复的固碳效果明显,珠海淇澳岛红树林湿地以无瓣海桑作为红树林湿地主要恢复树种的恢复效果明显,生态效益大。

湘西喀斯特地区42年生湿地松-樟树人工混交林空间结构研究

【目的】研究湘西石漠化地区湿地松-樟树人工混交林林分的物种组成和空间结构,为石漠化地区植被恢复与森林结构性优化提供理论支撑。【方法】在武陵山石漠化综合治理国家长期科研基地,针对湿地松-樟树人工混交林,采用植物群落学方法对林分整体的树种组成、径阶分布、林下更新、空间结构进行调查和分析。【结果】1)群落中乔木共有14种,隶属于12科14属,湿地松、樟树是主要树种,相对显著度分别为72.78%、22.06%;重要值分别为43.47%、34.61%。林分中湿地松相对多度占比27.79%,其大径阶林木占林分总株数的24.9%,湿地松自然更新能力弱,但长势良好,是构成异龄林分中冠层树种的最主要林分;樟树相对多度占比50.13%,它中小径阶林木占林分总株数的45.88%,樟树的自然更新能力强,是构成异龄林分中绝大部分中幼龄林木组成结构。2)林下植物共有40种,隶属于30科40属;林下幼树更新株数与岩石裸露率呈显著负相关,与灌草覆盖度呈负相关。3)林分的林木个体分布类型偏向于随机分布,各个树种处于中度混交与强度混交之间,林分整体处于中庸和亚优势状态,其中湿地松在林分中占绝对优势。4)空间结构指数(FSSI)和空间结构距离(FSSD)的值分别为67.38、61.04,此林分的空间结构较为良好。【结论】湿地松-樟树人工混交林经过42年的自然更新,林分整体向强度混交、异龄林和稳定群落演变发展,但是还未达到自然顶极群落水平,仍需要适当的人工经营管理。

红心杉连栽对土壤酶活性及林木生长量影响的研究

为了研究连栽对红心杉林木生长量和土壤酶活性的影响,笔者运用空间替换时间、相关性以及通径分析方法,对比第1(G1)、2(G2)、3(G3)代红心杉人工林的林木生长特性,探讨土壤酶活性对红心杉生长量的影响程度和机理。结果表明:红心杉的生长量随连栽代数的增加而降低;天然林以及第1、2、3代红心杉林地中的脲酶活性随着土层的加深均显著降低(P<0.05);磷酸酶和过氧化氢酶活性分别对红心杉的胸径和树高生长具有强烈的直接作用,直接通径系数分别为1.115和1.085。连栽导致红心杉林木生长量和土壤酶活性逐代降低,且红心杉林木生长量受磷酸酶和过氧化氢酶活性影响较大。

两种石漠化等级下樟树-马尾松混交林林分结构及物种多样性

【目的】在石漠化地区,上层乔木种群和林下植被的出现和发育存在相互作用。结合不同石漠化等级程度,综合分析樟树-马尾松针阔混交林的林分特征,旨在探讨石漠化区域针阔混交林的空间结构特征和物种多样性及其相互关系。【方法】采用典型样地调查法,根据石漠化程度(轻度和重度)各设置3块20 m×40 m样地。使用指标量化方法分别对空间结构和乔灌草层不同生活型的物种多样性进行分析,并采用Pearson相关系数法分析两者之间的相关性。【结果】1)造林初期等比例种植马尾松和樟树,随着时间的演替,马尾松种群处于衰退状态,其他物种侵入形成多树种混交状态,从而形成较为复杂的林分空间结构。2)从物种多样性来看,轻度石漠化区域物种多样性指数优于重度石漠化区域,物种丰富,乔木层更新情况更好,小径阶的其他树种(冬青、光皮树、马褂木等)的生长状况都比较优良,存活率较高。3)从林分空间结构来看,轻度、重度石漠化区域群落的平均混交度分别为0.47、0.38,接近中度混交。平均大小比数都为0.49,表现为接近中庸状态。角尺度分别为0.56、0.50,都表现为随机分布,相关性验证发现,角尺度对不同石漠化程度下物种多样性存在显著影响。4)在石漠化地区,林下植被覆盖度低时,有利于马尾松幼苗定居,长成大树后林下环境得到改善,随着林下植被的增加,林下光照减少,养分竞争,马尾松幼树存活率大幅度降低,因此林下植被与上层乔木种群存在相互作用。【结论】在林下植被和光照、种间竞争等因素的影响下,经过40 a的演替,该地区的樟树-马尾松等比例混交林已经演变为以樟树为主体的多树种复层异龄混交林,但林分空间结构尚未达到理想状态。建议对樟树进行适度间伐,为其他树种的更新提供生存空间,有利于在石漠化区域构建更为稳定的森林群落。

多波段线性调频傅里叶域锁模光电振荡器

提出了一种基于傅里叶域锁模光电振荡器(Fourier domain mode-locked optoelectronic oscillator, FDML OEO)的多波段可重构线性调频信号产生方案.在该方案中,由扫频多波长激光器、相位调制器和光陷波滤波器等构成FDML OEO的核心单元——快速扫频的多通带微波光子滤波器.将扫频多通带微波光子滤波器的扫频周期和FDML OEO的环腔延时同步,可实现傅里叶域锁模,从而在FDML OEO腔内自激振荡产生多波段线性调频微波信号.与传统的基于高速基带线性调频微波源的微波光子多波段线性调频信号产生方案相比,该方案结构简单,成本低,不需要借助外部的高速基带线性调频微波源.此外,FDML OEO所产生的多波段线性调频信号的带宽和中心频率均宽带可调.该新型多波段线性调频微波信号源在先进多波段雷达、多业务泛在接入无线通信等系统中具有良好的应用前景.

温度与光照强度对红心杉幼苗光合特性的影响

【目的】通过对不同温度和光照强度下红心杉幼苗光合生理指标的测定和分析,了解夏季红心杉幼苗光合特性的变化规律,为促进杉木苗木生长和精准管理,提高育苗经济效益奠定理论依据。【方法】以陈山林场红心杉幼苗为材料,使用人工气候箱进行控温,采用LI-6400XT便携式光合仪于活体进行测定,研究不同温度和光照强度对光合生理指标的影响。【结果】红心杉幼苗的暗呼吸速率随着温度的升高而增加,呈线性关系;光补偿点随温度的升高而升高,并呈现显著的指数曲线变化规律;最大净光合速率呈二次曲线变化规律,在25℃时达最大值,35℃后快速下降。蒸腾速率随着温度的升高而增强,超过35℃时会迅速增强,总体呈现指数曲线变化规律;且温度与光照强度有协同作用,即高温、强光条件下,红心杉苗木蒸腾速率会增强。水分利用随温度的升高而降低;在相同温度下水分利用效率呈先升高后平稳最后下降的趋势,光照强度在1000~2500μmol·m-2s-1时利用率较高。【结论】杉木幼苗夏季低于35℃为适宜生长的温度,最适温度为25℃,适宜光照强度500~2000μmol·m-2s-1;在高温强光条件下会产生光、温抑制现象,且蒸腾速率快速增加,水分利用效率快速下降。因此,采取合理的育苗措施,如遮荫、喷雾等,控制苗床适宜的温度和光照强度,可以促进苗木的生长。

花生间作对不同种源杉木幼林生长的影响

为更好地协调农业用地与林业用地之间的关系,探讨杉木-花生林农间作模式,本论文选取广西种源2.5代实生苗(简称“广西-2.5”)杉木、福建种源无性系扦插苗-020(简称“福建-020”)以及福建种源无性系扦插苗-061(简称“福建-061”)杉木幼林纯林为研究对象,对比分析花生间作对相应种源杉木幼林的成活率、光合特性以及生长状况的影响。结果显示:花生-杉木间作模式下的广西-2.5、福建-020、福建-061杉木的成活率分别提高了4.02%、6.06%、7.39%;树高总增长量分别增加了8.31%、28.57%和6.55%;地径、冠幅和新枝分支角度均略低于于未进行花生间作的对照组;不同种源的杉木叶片的净光合速率Pn、气孔导度Gs、蒸腾速率Tr和胞间CO2浓度Ci的日变化曲线均为不对称双峰曲线,其中净光合速率Pn的大小依次为:广西-2.5>福建-020>福建-061;花生间作模式和未间作的杉木纯林的光响应曲线趋势一致,依次为:广西-2.5>福建-020>福建-061。研究结果可为科学优化杉木幼林套种模式提供参考依据。

铁心杉半同胞子代优株父本鉴定

【目的】组建铁心杉优良杂交组合,为铁心杉种质资源圃构建及种子园配置提供数据支撑和科学依据。【方法】选取铁心杉优良母树3576个半同胞子代中表现优良的幼苗优株以及403个候选父本、10个母本作为研究对象,筛选15个EST-SSR标记,采用ABI 370XL毛细管电泳检测PCR扩增产物,利用软件GeneMarker 2.20进行基因分型、软件PIC_CALC Version 0.6计算多态信息含量(PIC),GenALex6.5估算各个SSR位点的等位基因数目(NA)、期望杂合度(HE)、观测杂合度(HO);以等位基因分布频率为基础,CERVUS3.0.7软件和最大似然值法计算LOD值进行父本鉴定,计算NE-1P、NE-2P和NE-PP。【结果】共计选出50株铁心杉半同胞优株;15个SSR位点在所有样本中的平均等位基因数、平均观测杂合度和平均期望杂合度分别为9.867、0.475和0.679;15个SSR位点的多态信息含量PIC值在0.356~0.876,平均为0.634;平均NE-1P、NE-2P和NE-PP为0.872、0.802、0.702;50个半同胞子代在403个疑似父本中检测出的最似父本LOD值均大于0,其中TXS-14的繁殖贡献率最高为6%,TXS-20、TXS-201、TXS-204、TXS-399、TXS-5的繁殖贡献率次之,为4%,其余均为2%,共鉴定出42个真实父本,选出高配合力亲本杂交组合50对。【结论】已发表的SSR标记能够用来对铁心杉半同胞子代优株进行父本鉴定,研究结果将为铁心杉种质资源圃的构建提供理论依据和进一步开展铁心杉分子辅助杂交育种奠定基础。

花生间作对杉木幼林地土壤理化特性的影响

以花生间作杉木幼林纯林样地为研究对象,未间作林地为对照,选取广西种源2.5代实生苗(简称"广西-2.5")、福建种源无性系扦插苗-020(简称"福建-洋020")、福建种源无性系扦插苗-061(简称"福建-洋061")3个种源,对比分析花生间作对相应种源杉木幼林地土壤理化特性的影响。研究结果表明,所有样地的土壤容重均随着土层的加深而显著增大;花生间作对杉木幼林地的土壤物理指标影响变化幅度不大,相同杉木种源花生间作模式下林地土壤物理性状总体上优于未间作林地;花生间作模式提高了杉木幼林地的土壤p H值以及有机质、全N、碱解N、全P和速效P含量,全K和速效K含量略有降低,缓解了土壤酸化速率,提高了有机质含量。

石漠化地区不同人工林林下植物多样性及土壤理化性质

在武陵山石漠化地区选择立地条件、造林时间均相同的鹅掌楸纯林(LC)、台湾杉纯林(TC)、鹅掌楸-台湾杉混交林(MF)为研究对象,以未造林灌草地为对照,研究武陵山石漠化地区不同人工林林下植物多样性与土壤理化性质。结果表明:不同类型人工林林下灌草重要值最高的植物种类不同,鹅掌楸-台湾杉混交林林下植物组成最丰富。未造林灌草地的植物多样性高于人工林的,草本植物的Shannon-Wiener多样性指数、优势度指数均表现为CK>MF>LC>TC,草本植物的均匀度指数在LC、TC、MF间均无显著性差异。不同类型林分林下植物组成相似度均较低。人工林土壤的含水率及土壤中的SOM、TN、AP含量均显著高于未造林灌草地的(P<0.05),不同林分土壤中的SOM、TN、TP、AP含量均表现为MF>LC>TC>CK;NH_(4)-N、NO_(3)-N含量在不同林分中均表现为CK>MF>LC>TC。林下植物Shannon-Wiener多样性指数、均匀度指数均与土壤NH_(4)-N、NO_(3)-N含量均呈正相关,优势度指数与土壤TN含量呈显著正相关;Shannon-Wiener多样性指数与林分平均树高呈极显著正相关,与林分平均胸径、林分密度、林分郁闭度均呈负相关。

铁心杉家系种实质量评价

为了更好地开展铁心杉种质资源收集与保存以及种子园营建等工作,以33个铁心杉家系的球果为试材,分析其种实性状的差异性及相关性,并采用主成分分析法对铁心杉种实质量进行综合评价。结果表明:铁心杉种实性状变异丰富,其变异范围在12.18%~51.34%之间;在家系间,球果总质量、种子质量、种子发芽率、种子优良度、种子千粒质量、种子宽、球果长宽比的差异达极显著(P<0.001),球果长的差异达显著(P<0.01),其余4个性状的差异不显著。相关性分析结果表明,铁心杉家系种子的萌发率与种子大小有显著相关关系,种实性状间相关性较复杂,因此,利用主成分降维的方法,选取前3个主成分作为其种实质量评价指标,累计贡献率达82.3%;以40%为入选率,筛选出了TXS-256、TXS-400、TXS-29、TXS-30、TXS-219、TXS-234、TXS-259、TXS-228、TXS-217、TXS-10、TXS-349、TXS-578、TXS-268、TXS-236共14个铁心杉优良家系。本研究可为铁心杉种质资源保存及其初级种子园的营建提供参考。

武陵山石漠化地区人工混交林空间结构研究

本文以武陵山石漠化综合治理国家长期科研基地3.5 hm 2人工混交林为研究对象,运用结构化森林经营技术指标评价了林分的稳定性以及石漠化与各项指标的相关性。结果表明:该区域人工混交林群落物种组成丰富,林分组成以樟科、杉科为代表的优势树种占主体地位;林分胸径分布范围较宽,以幼苗、幼树、中龄树居多;林木个体分布格局不尽相同,大部分为团状分布,林分混交度较好,隔离程度高;石漠化程度与大小比数、竞争指数呈显著正相关,与开敞度呈显著负相关,与胸径、树高呈极显著负相关;香樟、构树、喜树等生长指标较好,空间结构合理,在植被恢复过程中可优先考虑栽植。

基于CANopen协议的侦察臂多电机运动控制系统

本文对CAN的高层协议CANopen进行了阐述,对CANopen主从站节点的功能与设置进行了研究。结合实际的侦察臂多电机运动控制系统构建了CANopen主从站节点,开发了基于STM32F407微控制器的CAN总线高层通信协议CANopen,完成了系统软硬件设计,实现了基于CANopen协议的多电机系统实时控制,该控制方式具有较强的在线可控性、可扩展性和通用性。

Photonic integrated technology for multi-wavelength laser emission

We summarized the design, fabrication challenges and important technologies for multi-wavelength laser transmitting photonic integration. Technologies discussed include multi-wavelength laser arrays, monolithic integration and modularizing coupling and packaging. Fabrication technique requirements have significantly declined with the rise of reconstruction-equivalent-chirp and second nanoimprint mask technologies. The monolithic integration problem between active and passive waveguides can be overcome with Butt-joint and InP array waveguide grating technologies. The dynamic characteristics of multi-factors will be simultaneously measured with multi-port analyzing modules. The performance of photonic integration chips is significantly improved with the autoecious factors compensation packaging technique.

Experimental optimization of phase noise performance of optoelectronic oscillator based on directly modulated laser

The experimental optimization of a 10 GHz optoelectronic oscillator (OEO) based on a 1.55 μm directly modulated distributed feedback (DFB) laser is demonstrated in this paper. The phase noise of the directly modulated laser (DML) based OEO is significantly reduced by proper selection of the laser's bias current and by using a dispersion shifted fiber as a delay line. The phase noise performance of the DML OEO achieved after optimization is close to that of a conventional OEO constructed using a commercial DFB laser and a LiNbO 3 Mach-Zehnder modulator. The DML based OEO is most promising for future realization of a miniature OEO architecture with the components integrated on a semiconductor substrate.