基于卡塞格林结构的高倍太阳能聚光镜

针对传统聚光系统聚光倍数低、造价昂贵且结构复杂的弊端,对高倍太阳能聚光镜进行了设计研究。利用卡塞格林结构具有高倍聚光及光束耦合的优点进行编程建模,设计了新型高倍太阳能聚光镜,给出了设计方法及运用光学软件ZEMAX以不同入射角度入射时的模拟结果。模拟结果表明,设计的太阳能聚光镜消除了球差的影响,在太阳光入射角为0.5°时,实现有效聚光比为544,光学效率为84.835%。该聚光镜较传统聚光镜有更高的光学效率,并且结构简单、价格低廉,有望商业化。

四川红杉人工林结构及生长规律研究

四川红杉人工林结构及生长规律研究黄金燕，周世强（中国保护大熊猫研究中心）四川红杉（Ｌａｒｉｘｍａｓｔｅｒｓｉａｎａ）因其地理分布狭窄，数量少，已被列为国家二级重点保护植物［２，５，６］。在其分布地区除残存的天然林分外，人工栽培群落面积较大。为探讨四川...

卡塞格林结构式平行光管衍射分辨率的研究

对常规结构式平行光管和卡塞格林结构式平行光管的衍射分辨率进行了对比分析.计算了在衍射分辨率的限制下卡塞格林结构式平行光管中间遮挡孔径尺寸与系统整体长度之间的关系.为卡塞格林结构式平行光管的研究、设计提供了必要的依据.

北京边缘地区人居林结构、动态变化及生态效益初步分析——以牛栏山-马坡镇为例

【目的】研究人居林结构、动态变化及其所提供的生态效益,为未来农村发展和生态文明建设提供参考。【方法】基于实地抽样调查方法,获取2015年牛栏山-马坡镇人居林结构特征,包括不同类型人居林树种生长指标,不同类型人居林科、属、种情况统计,人居林优势科、属、种分析等。利用高分影像,目视解译2001、2015年人居林树冠覆盖空间格局。采用i-Tree模型,根据实地调查林木信息,计算牛栏山-马坡镇人居林生态效益。【结果】1)2015年研究区人居林共有25个科37个属68个种,其中庭院林科、属、种最多,农田林网科、属、种较少;优势科类以豆科最多,胡桃科、柿树科相对较少;优势属以槐属最多,柿属相对较少;人居林个体数量以国槐最多,毛白杨相对较少。2)2015年相比2001年,人居林树冠覆盖总面积增加842.64 hm^2,增加地区主要分布在中部和东部区域且大斑块增加明显,其中苗木基地林增加最多。14年间人居林树冠斑块从2001年的108 53块增加到2015年的13 048块,平均斑块面积由原来的每块0.04 hm^2增长到0.1 hm^2,除道路林平均斑块面积减小外,其他人居林平均斑块面积均不同程度增大。3)2015年牛栏山-马坡镇人居林碳储量为36 973.77 t,年固碳量为1 325.70 t,年暴雨径流削减量为121 401.56 m^3,年释氧量为3 418.07 t,年清除大气污染物总量为52.36 t。【结论】1)北京市边缘区人居林主要以乡土树种为主,共包含25个科37个属68个种。2)2001—2015年14年间,随着城镇化发展人居林面积并没有减少,反而增多,其主要源于苗木基地林的增加。3)人居林为牛栏山-马坡镇提供了大量生态效益,主要包括固碳释氧、暴雨径流削减和清除污染物等。今后,该地区人居林建设仍要以乡土树种为主,增大人居林平均斑块面积并增加其树冠覆盖总面积,提高生态效益。

基于卡塞格林结构的近地层紫外通信发射光学系统设计

发射光学系统对近地层紫外通信系统的性能提高具有重要作用,为此设计一种适用于近地层紫外通信的发射光学系统。通过分析、比较,该系统采用卡塞格林结构形式,主镜为抛物面,次镜为双曲面,在中紫外265nm^270nm、环境温度-60℃~60℃下工作。经过优化设计,结果为:系统焦距450mm,系统总长200mm,发射角2°,MTF值大于0.31,工作温度稳定性良好。

宁国市松材线虫病对松树林结构的影响及防治策略研究

为研究宁国市松材线虫病对松树林结构的影响,对比分析了宁国市第五次森林资源调查和第六次森林资源调查结果,显示:宁国市松树林面积减少44.7%,约为5 163.1hm2,而蓄积量减少31%,减少约266 777m3,并针对宁国市松材线虫病提出一些防治建议。

火地塘林区落叶松人工林结构及生产力研究

通过对3块落叶松人工林解析木资料统计整理,并对其生长量进行分析利用。研究发现,十年生落叶松人工林既进入生长速期;26~30 a落叶松人工林适宜密度为2 000株/hm2;落叶松人工林整枝能力差;落叶松数按径阶分布亦呈现出正态分布的规律;落叶松树高、胸径平均生长量年最高值出现在6~10 a,连年生长量年最高值出现在2~6 a,在幼龄林时连年生长量增加速度较快,连年生长达到最大值的时间比平均生长要早;落叶松人工林没有达到成熟期,还没有达到采伐的成熟年龄,可以通过人为管理等活动调节林分密度等措施,使其趋于合理,从而达到最佳的经营效果,向高产、高效的方向发展。

品字形桩林防护结构对泥石流冲击桥墩作用的影响

减缓和消除泥石流对桥墩的冲击作用对大桥安全至关重要。以品字形桩林作为防护结构,结合泥石流运动特征参数和桥墩宽度等因素,提出了一种桩林结构尺寸的设计原则。先通过模拟泥石流中大块石对不同型式桩林结构的冲击作用获得了桩林结构的最佳布置方式,然后采用SPH(光滑粒子流体动力学)-FEM(有限元)结合的方法分析了含大块石泥石流对设置品字形桩林结构情况下桥墩的冲击作用。结果表明:大块石与泥石流浆体共同撞击桥墩的冲击力为3843 kN,远大于无防护时纯泥石流浆体对桥墩冲击力1840 kN和有防护时的1452 kN;桩间距3.0 m、桩排距1.0 m是品字形桩林结构最为合理稳固的布置方式;设置防护结构时桥墩所受泥石流浆体的冲击力峰值、墩底应力峰值和数值模拟t=8.0 s时墩底位移峰值相比于无防护状态下分别减小了约21.1%、79.0%和29.4%。采用品字形桩林防护结构对于桥墩受泥石流冲击破坏有相当显著的防护作用。

劳动力成本上升对商品林种植结构的影响——基于林业社会化服务的调节效应分析

基于浙江、福建、广西三省547户农户的调研数据,采用Tobit模型实证分析劳动力成本上升对商品林种植结构的影响,并利用调节效应模型检验林业社会化服务在其中的作用机制。结果表明:劳动力成本上升能够促进农户提高用材林种植比例,但该影响路径会受到林业社会化服务供需缺口的负向调节,现阶段供不应求的林业社会化服务削弱了劳动力成本对用材林种植比例的正向影响,在进行一系列稳健性检验后该结论依然成立;林业社会化服务供需缺口的调节效应存在异质性,对兼业化程度较低的农户和小规模农户的调节效应更强。基于此,建议科学规划商品林种植结构,优化林地资源配置;弥合林业社会化服务供需缺口,缓解农户调整种植结构的潜在约束;培育新型林业经营主体,创新林业经营模式。

农户非农转移对商品林种植结构的影响

当前我国商品林呈现“经济林化”的趋势,为解决木材安全问题以及实现“双碳”目标,共采用426份四川省的农户调查数据,使用二次项模型实证检验农村劳动力非农转移的对商品林种植结构的影响。结果表明,农户外出务工与经济林种植面积占比之间呈现出先增后减的趋势。进一步从生产要素投入的角度分析发现,当农户的非农务工程度较低时,非农务工对经济林种植的劳动力约束并不显著,却促进了农户扩大经济林种植的资本投入。但随着农户非农转移程度的进一步提高,由于经济林种植过程中机械替代难度高且当前林业生产社会化服务尚未完善,使农户经济林种植的劳动力投入紧缺加剧。此外,资本投入并没有随着外出务工程度的进一步提高而增加,最终导致农户非农转移对经济林生产经营的挤出。研究结论有助于了解农户林业种植决策以及当前面临的生产约束,并有助于我国商品林种植结构的优化升级。

基于4株相邻木关系的林分空间结构多样性测度方法研究

【目的】深入剖析林分空间结构参数四元分布的生态意义,构筑基于相邻木关系的林分空间结构多样性综合评价指数,为制订有的放矢的森林结构调整策略提供理论依据。【方法】基于生物多样性概念,以参照树与其最近的4株相邻木组成的结构单元为对象,有机整合结构参数角尺度、混交度、大小比数和密集度的四元分布及结构单元树种数和林层数,运用遗传绝对距离公式、自然对数分别表达结构单元类型均匀性和丰富度,构造表达林分空间结构多样性测度指数,并运用长期定位监测样地数据进行验证。【结果】运用本研究提出的林分空间结构多样性指数(D_(FS))对处于不同气候带或不同起源的森林类型的空间结构多样性测度表明,锐齿栎天然林的D_(FS)值(0.854)与阔叶红松林的D_(FS)值(0.852)几乎相等,二者具有相似的空间结构多样性。侧柏人工林结构参数四元分布类型较多,高于锐齿栎天然林和红松阔叶林,但其空间结构多样性为3个林分类型中最低的(D_(FS)=0.382),主要原因是其垂直结构(D_(FSv)=0.369)和水平结构(D_(FSh)=0.562)多样性方面都比两类天然林低。结构单元中的平均树种数表现为天然林高于人工林,锐齿栎天然林为4.23,阔叶红松天然林为4.09,而侧柏人工林则为1.98,结构单元树种数能充分体现结构单元树种丰富程度。【结论】林分空间结构参数四元分布、结构单元树种数和林层数3者的有机整合是构造有效的林分空间结构多样性指数的基石。基于生物多样性概念提出的林分空间结构多样性指数D_(FS),既是对结构参数四元分布合适的量化表达,也是对结构参数四元分布生态意义恰当的诠释,更是对林分空间结构多样性的科学综合评价,能够测度出不同林分类型林分空间结构多样性的差异。

阔叶红松林林隙结构与树种多样性关系研究

对阔叶红松林林隙与林下不同层次树种多样性进行比较,探讨林隙大小及发育阶段与树种多样性间的关系.结果表明,林隙与林下树种多样性存在显著差异(P<0.01).与林下相比,林隙更新层树种多样性、丰富度和均匀度增大,生态优势度减小(P<0.01);演替层树种多样性、丰富度和均匀度减小,生态优势度增大(P<0.0001).林隙中不同层次树种多样性随着林隙大小呈现出相反的变化趋势.长白山阔叶红松林林隙演替层树种多样性和丰富度总体上呈单峰形变化,中等大小林隙(100～250m2)中树种多样性和丰富度较高,生态优势度较小.而更新层树种多样性和均匀度在≥250m2和<100m2的林隙中最大,在200～250m2的林隙中最小;生态优势度在200～250m2的林隙中达到最大.更新层和演替层树种对林隙面积大小反应不同,有利于更新层幼苗建立的林隙面积并不是演替层幼树发育和成活的最适面积;随林隙年龄的增加,更新层和演替层树种多样性在不同层次上呈互补关系.

北京山区3种典型人工林群落结构及稳定性

根据鹫峰国家森林公园中的调查数据,对3种典型人工林群落(落叶松林、栓皮栎林、油松林)结构以及物种多样性进行了分析。结果表明:多样性指数Shannon-Weiner指数和Simpson指数分别对群落各层的生物多样性的表现一致,落叶松林中草本层物种多样性最大,栓皮栎林中灌木层物种多样性最大,而油松林中乔木层物种多样性最大。采用M-Gordon稳定性测定方法对3种人工林群落稳定性进行分析,发现3种人工林群落基本都处于稳定状态,群落稳定性由大到小的顺序为油松林、栓皮栎林和落叶松林,其变化趋势与整个群落的物种丰富的变化趋势一致,即群落中乔木层、灌木层以及草本层的物种越丰富,群落越稳定。

基于机载激光雷达的林隙结构参数提取

【目的】运用激光雷达技术识别提取林隙面积、边界木高和形状指数,为林隙结构参数调查提供技术支持。【方法】以机载激光雷达数据为数据源,以东北林业大学帽儿山实验林场内设置的5块林隙调查样地中的54个林隙为研究对象,通过对比普通克里金插值、反距离权重插值、样条插值、自然临近插值和局部多项式插值确定最优插值方法得到冠层高度模型,运用交替贯序滤波法对冠层高度模型进行林隙识别提取。【结果】通过对比5种插值方法的RMSE发现,普通克里金法适合插值DEM,反距离权重法适合插值DSM;采用交替贯序滤波法识别提取林隙时,林隙识别率为92.6%,运用配对检验法对提取的林隙面积、边界木高与野外调查数据进行检验,基于激光雷达技术提取的林隙面积和边界木高与野外实测值呈较强线性关系,R^2分别为0.983和0.737,其中提取的林隙面积与实测值平均相对误差为15.78%,林隙边界木高与实测值平均相对误差为11.94%。【结论】基于机载激光雷达数据采用交替贯序滤波能有效识别林隙且能准确提取其结构参数;坡度、坡位及冠层结构复杂程度都会影响冠层高度模型的插值精度;林隙面积提取受林隙边界形状和林层结构影响,林隙边界木高随着样地地形、坡度增加误差也随之增大。机载激光雷达技术具有获取地形和树木三维结构信息的优势,可为林隙识别及其结构参数提取提供新的遥感方法。

商品林种植结构的“趋经济林化”——基于劳动力成本效应及相对收益效应的成因分析

【目的】在农村劳动力成本上升背景下,商品林种植结构呈现“趋经济林化”现象,与农业部门的“趋粮化”特征恰好相反。为解释该现象,从劳动力成本与相对收益的双向视角剖析商品林种植结构调整“趋经济林化”的成因,为明晰农户商品林种植结构调整的内在机理、科学预判商品林种植结构调整趋势提供决策参考。【方法】从劳动力成本与相对收益的双向视角出发,构建农户商品林种植结构调整的逻辑分析框架。据此提出研究假说,并利用国家林业和草原局在全国9省(区)开展的固定样本连续监测数据进行实证检验。考虑到数据的截尾性和变量的内生性问题,利用IV-Tobit模型进行参数估计。【结果】中国主要集体林区中经济林面积占比从2003年约11%上涨到2013年约19%,且在集体林权制度改革前后呈现显著性增长,“趋经济林化”的趋势明显。描述性统计显示,经济林的每公顷收益约为用材林的2.15倍。IV-Tobit模型估计结果显示,劳动力成本变量、相对收益变量对经济林面积占比分别起到负向和正向的影响,且分别在5%、1%的统计水平上显著。这反映出商品林种植结构受劳动力成本、相对收益两方面因素影响,调整方向取决于二者效应的强弱对比。同时,集体林改与相对收益的交互项系数显著为正,且在1%的统计水平上显著,这表明集体林改后相对收益对经济林种植的正向效应被强化,集体林改具有显著的调节效应。从贡献率看,劳动力成本变动对商品林种植结构变动的贡献率约为-26%,相对收益效应、交互项效应的贡献率分别约为41%、28%。这反映出相对收益占据主导性优势,由此导致了经济林面积占比增加。更进一步地,利用前4年数据进行的回归结果从反向视角验证了上述逻辑。稳健性检验的结果显示,上述研究结果是稳健的。【结论】劳动力成本上升会导致经济林面积占比下降;但集体林权制度改革的调节效应强化了相对收益对经济林面积占比的正向作用,由此导致商品林种植结构“趋经济林化”。产权改革的跨部门差异是农林业种植结构呈现反向调整趋势的重要成因。研究结论有助于科学研判商品林种植结构的未来趋势,对商品林种植结构优化升级具有重要的政策内涵。

基于相邻木关系的林层间结构解析

【目的】林层是林分空间结构垂直尺度上的一种结构,也是当前林分空间结构的研究热点。对于林层的研究多集中于林层划分的方法以及各林层内的结构分析,而对林层间的关系研究较少。细致的林分结构分析是森林精准经营的前提,探讨林层结构的分布及其与生长量的关系可以丰富结构化森林经营的理论基础,对竞争指数的构建也有一定指导价值。【方法】基于相邻木关系,区分对象木和相邻木在上、中、下林层中的分布,将林层比(L)的5种情形细化为45种"林层结构类型",结合林层比对蒙古栎林分的林层结构的株数分布进行深度解析,并探讨与林木生长量之间的关系规律。【结果】(1)蒙古栎林分林层结构较复杂:对象木结构单元中4株相邻木都与对象木同层的情况较少,而2株或3株相邻木与对象木不同层的情况较多;对象木结构单元中5株林木在3个林层都有分布的情况是最多的,其次5株林木倾向于分布在相邻的两个林层中,且中层分布有较多林木的林层结构类型的数量较多。(2)蒙古栎林分林层比类型间生长量的差异显著度为:下层>上层>中层;当对象木同层的相邻木从4株到0株时,下层对象木生长量有显著下降趋势,上层有明显上升趋势,而中层的相邻木的作用复杂,导致生长量没有显著变化趋势。(3)影响蒙古栎林上层对象木生长的林层因素较为单一,主要为上层相邻木的侧向挤压作用;而林层因素影响蒙古栎林中、下林层生长的作用是较为复杂的:中层对象木主要受上层的遮盖影响较大,其次是中层的侧向挤压;下层对象木主要受中层的遮盖影响较大,其次是下层的侧向挤压或上层的遮盖影响。【结论】本文构建的"林层结构类型"在分析林层结构的数量分布、解释生长量的大小方面都有较好的效果,可以系统又全面地解析林层间结构。

大兴安岭兴安落叶松林隙结构特征研究

本文阐述了大兴安岭兴安落叶松林隙结构特征。研究结果表明，落叶松林隙形成木直径分布在15-25cm，树高在15-20m；从林隙中心到林内，灌木高度、死地被物厚度、盖度逐渐增加，灌木盖度、草本高度和盖度逐渐变小；随着枯倒木腐烂程度增加林隙更新株数有增多趋势；随着林隙面积增加，更新株数趋于减少。林隙长、短直径比例有增大趋势。

黄龙山油松林水平空间结构分析

通过对比各类油松林分类型水平空间结构指数的差异,为应用结构指数调控林分抚育提供依据。以黄龙山林区的57块油松林固定样地为研究对象,基于角尺度(W)、胸径大小比(U)、混交度(M)和密集度(C)探讨油松天然林和人工林空间、不同坡向油松林的空间结构和不同林龄油松林空间结构的差异。结果表明,在角尺度方面,天然林显著高于人工林(P=0.028<0.05),且极显著高于人工成熟林(P=0.0047<0.01),阴坡人工成熟林(AMC)显著低于其余不同林分类型(P<0.05);胸径大小比数(U)方面,不同林分类型中均无显著差异,但是在径阶分布上天然林的胸径大小比数分布呈双峰,而人工林的呈单峰;在混交度(M)方面,阴坡油松林显著高于阳坡油松林(P=0.0027<0.05),中龄林极显著低于成熟林(P=0.0094<0.01);在密集度(C)方面,天然林的密集度显著低于人工林的密集度(P=0.0003<0.05),阴坡油松林显著高于阳坡油松林(P=0.53>0.05),成熟林显著高于近熟林(P=0.018<0.05),天然林极显著低于人工近熟林(P=0.0012<0.01)。在水平格局分布上,起源影响了油松林分布的均匀与聚集程度;在林木大小分化方面,坡向影响了林木的竞争强度;林分的树冠拥挤程度上,起源影响了油松林的树冠竞争;在林分混交上,坡向和林龄都会影响林分的混交程度,阳坡天然近熟林(NSS)和阳坡人工近熟林(ASS)显示了一个极低的混交度,表明短期单纯抚育或者封育较难提升阳坡油松林的混交度。

合肥市主要城市景观林群落类型及结构研究

研究合肥市区不同功能区景观林组成与结构,共记录102个样方。结果表明:景观林主要组成种有111种,分属45科、81属;主要优势种是香樟、枫杨、水杉、杨树、桂花、石楠等;不同功能区景观林树种相似性系数分别为0.4(公园与居住区)、0.24(高校与居住区)、0.22(公园与高校);林分平均密度560株/hm2,平均基盖度18.83m2/hm2,平均胸径16.99cm,平均树高10.13m,均为正态分布。群落类型可归纳为5个植被型、16个群系及69个群丛,以落叶阔叶型与常绿落叶阔叶混交型为主。建群树种主要有香樟、广玉兰、女贞、雪松、水杉;群落外貌较整齐,树木整体较为健康,景观效果较佳;但层次结构、树种多样性不高,应丰富树种,增加群落的垂直层次,采用近自然经营。

辽河源森林公园天然油松复层异龄林林分结构及保护措施

在对辽河源森林公园257小班的林分因子进行调查后认为,该小班为天然油松复层异龄林,林木年龄范围在1a^125a,属于异龄林中的全龄林;林分平均年龄73a,已经达到过熟林;林相可以明显分成上下两层。已经达到了复层林标准;直径结构属于双峰山状分布,大径级的林木的蓄积占到全林蓄积的70%以上;幼苗幼树数量较多,每公顷达到3660株,分布比较均匀,更新频度达到84%,可以实现自然更新,但由于林分年龄偏大和立地条件较差,林分生长量较低;提出了对该林分的保护与人工促进天然更新的措施。