TWO FEEDBACK PROBLEMS FOR GRAPHS WITH BOUNDED TREE-WIDTH

Many difficult (often NP-complete) optimization problems can be solved efficiently on graphs of small tree-width with a given tree-decomposition.In this paper,it is discussed how to solve the minimum feedback vertex set problem and the minimum vertex feedback edge set problem efficiently by using dynamic programming on a tree-decomposition.

气候对天山中部不同海拔天山云杉径向生长的影响

为研究气候因子对天山中部不同海拔天山云杉(Picea schrenkiana var.tianschanica)径向生长的影响,在天山中部新疆农业大学实习林场内设置低、中、高3个海拔梯度(1900、2200、2500 m)进行年轮样芯取样,利用树木年轮学方法,选用1955—2022年研究区温度、降水、标准化降水蒸散发指数、帕默尔干旱指数等气象数据,与所测年轮数据进行分析。结果表明:低海拔天山云杉年轮宽度与前一年6月和当年6—8月温度、前一年8月降水以及当年6—9月帕默尔干旱指数呈显著正相关(P<0.05)。中海拔天山云杉年轮宽度与前一年6月温度、8月降水以及前一年6—8月标准化降水蒸散发指数呈显著正相关(P<0.05)。高海拔天山云杉年轮宽度与当年1月温度、前一年11月至当年3月标准化降水蒸散发指数呈显著负相关(P<0.05),与当年6—7月降水呈显著正相关(P<0.05)。因此,在林区内,天山云杉生长与环境的干湿状况随海拔变化存在密切的关系。降水是促进低海拔天山云杉径向生长的关键因素,温度和降水共同作用中海拔天山云杉生长,温度对高海拔天山云杉径向生长的影响高于降水。

气候因子对云冷杉针叶混交林主要针叶树种径向生长的贡献率分析

【目的】为分析气候变化对针叶树种径向生长的影响,揭示针叶混交林对气候变化的响应规律,在全球气候变暖的背景下,对森林生态系统的适应性经营提供理论支撑。【方法】以金沟岭林场云冷杉针叶混交林中的3个针叶树种为研究对象,建立3个针叶树种的树轮宽度标准化年表,分析3个树种的树轮宽度与气候因子之间的相关关系,明确该地区显著限制其径向生长的气候因子,并用层次分割法量化气候因子对各树种树轮宽度变化的贡献率。【结果】在95%的置信区间下,与气候因子相关分析显示:红松和臭冷杉的径向生长同时受气温和降水的影响,与生长季初期气温正相关;鱼鳞云杉的树轮宽度主要受气温影响,与秋冬季节气温负相关,与降水量的整体相关性较低。3个树种均受到上一年气候因子的影响,有一定的“滞后效应”。滑动相关分析表明,本研究3个主要针叶树种与气候因子的响应关系存在差异,主要表现为负相关性呈增强趋势。3月平均气温对红松的贡献率最高,为34.56%,4月最低气温对臭冷杉的贡献率最高,为22.29%,对鱼鳞云杉的贡献率为60.89%。【结论】层次分割分析法能够有效量化气候因子对各树种树轮生长的贡献率,分析结果可为制定该地区应对未来气候变化的经营管理措施提供理论参考。

塔克拉玛干沙漠腹地柽柳年轮宽度对地下水埋深的响应

【目的】柽柳作为干旱荒漠生态系统的典型物种,研究其年轮宽度对地下水响应的保护有重要价值。【方法】研究基于沙漠腹地达理雅博依绿洲地下水埋深资料,利用年轮测定方法分析不同地下水埋深状况下柽柳年轮宽度的变化,探讨其与地下水埋深变化的关系。【结果】样地一地下水埋深随时间逐年增加,埋深范围是1.2~2.6 m,柽柳的年轮宽度在2001-2020年呈显著增加趋势,变化范围为0.98~5.80 mm,年轮宽度年际间差异显著;样地二地下水埋深随时间增长呈现先增加后减小的趋势,埋深范围是2.7~4.5 m,柽柳年轮宽度在1977-2020年整体呈正弦函数变化,范围为1.46~4.41 mm,年轮宽度年际间差异性不显著;样地一柽柳标准年表振幅范围是0.502~1.641,大于样地二柽柳标准年表振幅范围为0.577~1.331。【结论】样地一地下水埋深向着柽柳生长适宜的范围增加时,有利于柽柳的生长,表现为年轮宽度增加,样地二的柽柳年轮宽度变化和地下水埋深之间无显著相关性。

中国南北过渡带油松径向生长对气候因子的响应研究——以鸡公山国家级自然保护区为例

本研究以河南省信阳市鸡公山自然保护区的油松林为研究对象,利用树木年轮学方法建立了油松径向生长宽度年表,其特征值表明,油松标准年表的质量较高,包含较多的气候信息,能反映气候变化对树木生长的影响。标准年表与鸡公山南北气象站(麻城和信阳站)的气象因子相关结果发现:油松生长与鸡公山南侧麻城气象站几乎与所有月份气温都呈负相关,与当年5—7月气温(6月的平均气温,5、6月平均最高气温和6、7月平均最低温度)呈显著负相关,而与几乎所有月份相对湿度都呈正相关,表明过渡带南侧高温带来的土壤水分胁迫对油松生长主要起着限制作用,南侧春末夏初4—6月相对湿度是油松生长的限制因子;鸡公山北侧信阳气象站生长季及生长季后期8—9月气温(8月平均气温、8、9月平均最低气温)对油松生长有明显的促进作用,上年7—8月相对湿度是油松生长的限制因子,北侧生长季后期9月降水对油松生长的促进作用具有滞后效应。滑动相关分析显示出,近几年油松生长对过渡带北侧信阳气象站8—9月平均气温的正响应趋势增强;在气候变暖的情景下,受到高温抑制(亚热带的麻城气温负相关),油松生长南界可能会向北移动。油松响应气候变暖的生长动态研究旨在为过渡带森林管理与更新提供基础数据支持。

近自然经营对马尾松林优势树种生态位及种间关系的影响

探究近自然经营对马尾松林的生态位和种间关系的影响,可以为经营管理提供实践基础和科学依据。以实施近自然经营10余年的马尾松林为研究对象,分别从幼苗(胸径<1 cm)、幼树(1 cm≤胸径<5 cm)和成树(胸径≥5 cm)3个阶段,探讨近自然经营对马尾松林12个优势树种的生态位及种间关系的影响。结果显示:(1)马尾松在成树和幼树阶段的生态位宽度变小,幼苗和大部分优势树种的生态位宽度增加;(2)各优势树种种对间生态位重叠度变小,生态位分化程度增加;(3)群落总体关联性大多呈现正关联,但极显著正联结种对较少;Spearman秩相关检验结果显示不同生长阶段经营和对照林分种对间存在差异但并不显著。综上,研究区马尾松林仍处于演替初期,群落结构不稳定,近自然经营对马尾松林种间关系的改善具有一定效果但并不理想,建议针对研究区纯林化程度过高且密度过大的马尾松林分,在密度调控的基础上结合林下补植枫香和麻栎、白栎等栎类树种,加速群落演替,尽快实现改善种间关系和提升群落稳定性的目的。

新疆西天山峡谷不同坡位野核桃冻害特征

严重的冻害影响核桃生长发育甚至导致植株死亡。采用样方法调查新疆西天山峡谷野核桃自然保护区不同坡位野核桃的冻害情况,分析了野核桃冻害的分布特征,树高、冠幅和坡位对野核桃冻害的影响。结果表明:(1)野核桃总冻害率87.1%,其中,2级冻害株的比例最大(43.4%),其次为1级(22.5%)、3级(17.5%),4级最少(3.7%)。(2)野核桃冻害株以坡中比例最大(46.5%),其次坡底(35.9%),坡顶最少(4.7%);未受冻害株以坡顶比例最大(7.4%),其次坡底(3.3%),坡中最少(2.2%)。(3)6个树高级(H)冻害株的比例依次为:H1(43.4%)>H4(19.5%)>H6(17.0%)>H5(15.7%)>H3(4.3%)>H2(0.1%)。(4)6个冠幅级(CW)冻害株的比例依次为:CW1(43.4%)>CW4(22.1%)>CW3(20.3%)>CW5(9.5%)>CW2(2.9%)>CW6(1.8%)。(5)同一坡位不同树高级和冠幅级冻害株比例差异显著(P<0.05);1级和2级冻害株主要发生在坡中和坡底,3级和4级冻害株主要发生在坡中。(6)冻害株与胸径呈显著相关(P<0.05),与冠幅呈极显著负相关(P<0.01)。保护区的野核桃植株大部分遭受冻害,野核桃植株冻害等级比例在不同坡位、不同树高级和不同冠幅级之间差异较大。本研究结果为保护区的管理和野核桃冻害的预防提供科学参考。

古树名木地理信息采集技术研究

古树名木承载了时间印记和历史变迁,因此,古树名木的地理信息采集工作十分重要。本文提出了古树名木相关信息采集的技术方法,详细描述了古树名木冠幅测量、空间位置测量和胸围测量的具体采集要求,深入研究了古树名木信息采集涉及的测量技术;基于古树名木调查数据处理软件,对采集的数据进行处理、生产和入库,并与已有数据进行融合更新,形成了专题数据,完成了古树名木调查数据库设计。另外,本文还结合珠海市古树名木地理信息采集项目,将该技术运用在具体项目中,为古树名木数据的采集和管理保护提供技术支撑。

基于自适应核带宽度Mean Shift算法的单木识别研究

为提高多树种森林中单木识别的精度,利用机载激光雷达点云数据作为研究对象,提出一种基于自适应核带宽度Mean Shift算法的单木识别方法。该方法先采用直方图分析法分离树冠点云和冠层下点云,再采用基于二维增量网格投影的区域生长法,估算单木冠幅有效半径,然后以单木冠幅有效半径作为自适应核带宽度,对树冠点云进行自适应Mean Shift聚类分析,得到树冠点簇,最后采用包络盒方法根据树冠点簇和树干点云的空间关系识别单木。试验结果表明,检测树与实际树的位置、树冠形态近似一致,单木召回率达到86.1%,准确率达到91.5%,高于2个对比试验的结果。研究证明设置的自适应核带宽度能够自动调整以反映局部树冠的实际大小,在多树种森林的单木识别中表现良好。

缝网压裂导流能力实验研究——以华池区长7致密砂岩为例

为了搞清华池区长7层位缝网导流能力变化规律,针对缝网多级裂缝和多尺度裂缝的问题,开展了缝网表征、支撑缝宽与铺砂浓度模型建立、多尺度裂缝支撑剂参数选择以及导流能力实验等方面工作。结果表明:1)树状缝网由于自相似性,在缝网多级裂缝表征和理论研究上较为方便;2)在树状缝网树分支为2条件下,基于多尺度裂缝缝宽特性,得到主裂缝支撑剂目数下限为40/70目、铺砂浓度上限为7.5 kg/m^(2),次级裂缝支撑剂目数下限为70/120目、铺砂浓度上限为5.0 kg/m^(2),微裂缝支撑剂目数下限为70/120目、铺砂浓度上限为3.0 kg/m^(2);3)在主裂缝、次级裂缝和微裂缝铺砂浓度均提高2.0 kg/m^(2)条件下,主裂缝导流能力提高1.3倍,次级裂缝导流能力提高1.6倍,微裂缝导流能力提高4倍,说明提高铺砂浓度对于增加次生裂缝导流能力更有效;4)铺砂浓度、支撑剂目数及闭合压力与填充缝宽实验结果说明,铺砂浓度是填充缝宽的主要影响因素。以上成果认识,对于现场缝网压裂的支撑剂参数选择以及提高缝网导流能力具有指导意义。

树木年轮宽度与气候变化关系研究进展

树木的生长和立地环境密切相关并受多种气候因子的影响。树木年轮宽度的增加与温度、降水、太阳辐射、CO2 浓度等气候因子有着复杂的相关关系。在干旱或半干旱地区 ,温度是限制树木生长的重要气候因子。生长季开始时最低温度的升高有利于延长生长季 ,与年轮宽度正相关 ;但是当生长季温度过高时 ,即使降水非常充裕 ,当年也只能形成窄年轮。生长季的温度过高则会加快土壤蒸发失水量并提高蒸汽压差 ,使土壤水分不足而不利于树木生长 ,因而生长季的高温多表现为与年轮宽度的负相关。生长期内降水量与树木的径向生长也成正相关 ,但当生长季的降水量充足或过多时 ,降水对树木径向生长不相关或负相关。受温度和降水共同调控的土壤湿度是树木径向生长的主要限制因子 ,良好的水分状况对树木生长起决定性作用。某一地区的太阳辐射能量高常会导致高温少雨 ,故高强度的太阳辐射使表土的湿度降低而不利于树木的径向生长。而在受季风影响的地区 ,树木年轮宽度的增加与当年雨季的气候变化关系不大。当年季风到来之前的气候 (温度和降水 )是树木生长的主要限制因子。有关CO2 浓度的升高对树木生长的影响 ,研究的结果很不一致。一些温室实验及田间控制实验证明 ,CO2 浓度的升高能对短命的一年生草本植物和植物幼苗产生“?

陕西黄龙树轮年表的建立及其2—3月降水记录

通过两组油松树轮宽度的研究,建立了陕西黄龙地区过去近200a来的树轮STD、RES、ARS年表,树轮宽度在20世纪20年代有过明显的下降,1929年前后达到年轮宽度最低值,与历史记载的自民国11年以来连续干旱时期相吻合(1922—1932年)。经过相关函数、响应函数分析,发现树轮宽度与生长季当年2—3月降水显著正相关,在此基础上设计了转换方程,重建了过去200年来黄龙地区早春2—3月降水历史,重建序列的解释方差为44.3%(F=16.298,p<0.001)。功率谱分析检测到2—3月降水存在7.69、6.90、6.06、5.13、5.00、4.88、4.65、2.02、2.00年的周期。

江西大岗山林区樟树年轮对气候变化的响应

采用ARSTAN软件对江西大岗山林区樟树年轮生长趋势进行去除和指数化后,建立了樟树年表,并研究了樟树年轮宽度对气候变化的响应.结果表明:所建樟树年表包含了丰富的环境气候信息,适于进行树木年轮生态学分析研究;研究区樟树年轮宽度与生长季的月均温度呈正相关,其中,与4、5月的平均温度呈显著相关关系(P<0.05);樟树年轮宽度与月降水量的相关性较复杂,与当年5月(P<0.01)及上年12月(P<0.05)降水量呈显著负相关,与当年6月和8月降水量呈显著正相关(P<0.05);樟树年轮宽度与当年5、6、8和9月湿润度指数的相关性较好.温度和降水的综合影响显著作用于大岗山樟树年轮生长.

太白山树木年轮宽度资料对过去生态气候要素的重建

采用太白山高山林线附近的太白落叶松树木年轮资料 ,按照树木年轮学要求和方法进行前期处理、交叉定年 ,建立树轮宽度指数序列。基于气候要素影响当年和次年树木生长的原理 ,利用多元回归技术探讨了树轮宽度指数与生态气候要素———温暖指数之间的相关关系 ,重建了太白山地区近 30 0年的温暖指数。结果表明 :1 745～ 1 765年、1 845～ 1 85 5年、1 880～1 90 0年以及 1 90 5～ 1 91 5年为几个较为明显的冷期 ;1 72 5～ 1 745年、1 765～ 1 775年、1 80 0～ 1 81 0年、1 865～ 1 875年和 1 890～ 1 90 5年相对而言属暖期。太白山地区气候的冷暖变化有大约 30～ 40年的变化周期。将本项研究结果与国外相关研究对比还说明 ,太白山地区的气候变化可能具有一定的全球性特征。

呼伦贝尔沙地樟子松年轮生长对气候变化的响应

以内蒙古呼伦贝尔地区沙地樟子松为样本,建立了樟子松树木年轮宽度年表,应用相关分析和响应函数分析等年轮气候学方法,研究了樟子松径向生长对气候变化的响应。结果表明,樟子松年轮宽度与4月和6—9月平均温度呈显著负相关关系(P<0.05);与各月降水量多呈正相关关系,特别是与当年5—8月的月降水量呈显著正相关关系(P<0.05);树轮年表与前一年10月至当年10月的PDSI均呈显著正相关关系(P<0.05),其中与5月份PDSI的相关性最高。响应函数分析表明,年表与当年6—7月的平均气温、上一年10月和当年5—7月份的降雨存在显著的相关性,与5—7月份PDSI存在较显著的正相关性;综合来看,呼伦贝尔沙地樟子松生长同时受降水和温度的影响,其径向生长与气候因子间的关系属于降水敏感型,为区域降水重建提供了科学基础。

千山油松年轮宽度年表的建立及其与气候的关系

以千山油松为样本,建立了年轮宽度标准化年表、差值年表和自回归年表.结果表明,油松年轮宽度与5—7和9—11月温度指标的相关性较高,且与低温呈正相关,其中与7月的极端最低温、9月的平均最低温显著相关.3种年表与上年12月和当年1月的极端最低温、1月的平均最低温呈显著相关,且其与全年、上年12月、当年5月的降水量显著相关,与4月的降水量极显著相关.油松与水汽压、相对湿度的月和年指标均有较强的相关性.蒸发的年指标和绝大部分月指标对油松生长具有负效应,其中4—7月最明显.油松年表的窄化突变佐证了1800年以来的30次主要的旱灾年历史记录.千山油松的生长受全球或半球尺度气候变化的影响.年表与太阳活动存在显著的11、23和50年左右的公共周期,与地磁指标在10、20和45年左右存在共同的周期变化.

不同郁闭度下胸高直径对杉木冠幅特征因子的影响

树冠是树木进行光合作用和呼吸作用的重要场所,冠幅和冠长率直接影响树木的生活力和生产力。以湖南省黄丰桥国有林场103块杉木(Cunninghamia lanceolata)林样地为例,样地按郁闭度CD≥0.8(类型1)、0.7≤CD<0.8(类型2)、0.6≤CD<0.7(类型3)、0.5≤CD<0.6(类型4)和CD<0.5(类型5)划分5个等级。分析不同等级林分中树木冠幅和冠长率的分布结构以及与胸径的关系,同时利用非线性混合效应模型分析各类型郁闭度对冠幅和冠长率的随机影响。研究结果表明:5种类型的冠幅大小主要分布在区间(2.5—4.0m)之间,分别占65.82%、69.56%、70.79%、58.15%和53.21%,小于1.5 m和大于5.0 m分布较少;5种类型冠长率主要分布在区间(0.3—0.7)之间,分别占55.69%、71.93%、67.01%、82.22%和79.28%,在区间小于0.2和大于0.8分布较少,大于0.9的冠长率几乎没有;冠幅与胸径之间呈现较弱的线性相关性,而冠长率与胸径之间几乎线性不相关。在相同的胸高直径时,类型5的冠幅最大,而类型1的冠幅最小。对于冠长率,恰好相反,即类型1的冠长率最大,而类型5的冠长率最小;同时给出的冠幅模型(模型11)和冠长率模型(模型14)具有较高的预测精度,在实际应用中可以利用它们对冠幅和冠长率进行预测。

太白山南北坡高山林线太白红杉对气候变化的响应差异

气候变化对秦岭植被生长的影响已经引起了人们的广泛关注,在相同的立地条件下,植被对气候变化的响应会因坡向不同而产生差异,秦岭的分水岭太白山尤为典型,为更进一步揭示不同坡向太白红杉(Larix chinensis)对气候变化响应的差异,以树木年代学为依据,利用采自太白山南、北坡相同海拔的太白红杉树芯样本分别建立了树轮年表,并分析了两者的年表特征,探讨了树轮宽度指数与气候因子之间的相关性及逐步线性回归方程。结果表明:太白山南、北坡太白红杉年表的平均敏感度、样本间平均相关系数、样本总体代表性等特征值较高,表明两个不同坡向年表中皆含有丰富的环境信息,相对而言,北坡样地植被对气候的响应较南坡样地敏感;由相关性分析可知,南北坡太白红杉差值年表对气温和降水响应显著的月份有所差异,北坡样地轮宽指数与当年和前一年1—6月平均气温皆为显著正相关关系,而南坡样地轮宽指数仅与当年5—6月平均气温通过显著性检验。南、北坡太白红杉径向生长都明显受到前一年6月降水"滞后效应"的一致影响,但北坡仅与当年8月的降水呈显著正相关,南坡与当年1—4月的平均降水量存在十分显著的负相关;多元线性逐步回归模型显示,气温因子对回归方程的贡献最大值均大于降水因子的贡献最大值,表明气温因子的变化更易引起太白红杉树轮宽度的变化,另外,气温因子对北坡样地回归模型的贡献值比气温因子对南坡样地回归模型的贡献值大,表明北坡样地处树轮宽度指数对气温因子更敏感,并且与相关分析结果一致。

以树木年轮宽度资料重建祁连山中部地区过去248年来的降水量

根据树轮宽度指标重建了祁连山中部地区过去248a以来上年7月到当年6月降水总量的演变历史,解释方差为41.9%,发现降水有明显的干湿变化。重建序列表现出6个降水较多时期(高于多年平均值),它们是:1767—1781,1802—1814,1839—1859,1885—1915,1941—1955,1979—1991年;同时也存在7个降水较少时期(低于多年平均值),它们是:1755—1766,1782—1801,1815—1838,1860—1884,1916—1940,1956—1978,1992—1998年。与青海省历史记载的自然灾害进行对比,发现该地区或者附近地区历史记载的灾害年份在本文重建的降水量序列中均有所反映,在一定程度上反证了重建序列的可靠性。

河北木兰围场油松年轮生态学的初步研究

运用树木年轮气候学方法,研究了河北木兰围场油松的生长与气候要素之间的关系.结果表明:油松生长对环境变化十分敏感,以早材最为敏感.5、6月气温与油松生长存在显著的负相关关系;6月的降水和相对湿度对油松早材的生长有促进作用,上年9月到翌年9月的降水对油松生长有更强的促进作用;12月到翌年3月的相对湿度对油松晚材生长的促进作用较干旱和全轮显著;油松的生长与大尺度气候波动存在一定的相关性.1951—2006年间,围场地区增温明显.随气温的升高,油松生长对温度和降水的敏感性下降,且有向相反方向转变的趋势.百年尺度上5—6月平均气温的重建值与观测值差异较大,说明当地油松的宽度生长对气候因子变化的敏感性波动较大.