Effects of Different Types of Pecan(Carya illinoensis) Seedlings on Forestation Survival Rate in Yunnan

In order to explore the forestation technique of pecan in Yunan, different types of pecan seedlings, bare-rooted seedlings and container seedlings were plant- ed in Yunnan, and their survival rates were investigated. This study will provide im- portant guidance for development of pecan industry in Yunnan Province.

基于改进的随机森林—模糊积分模型的家庭农牧场信用评级研究

缓解融资难融资贵问题是实现家庭农牧场可持续发展的关键,而构建家庭农牧场信用评级体系是解决该难题的基础。针对家庭农牧场信用风险评估中样本数据指标多、噪声复杂、非线性乃至高维度等问题,以内蒙古自治区12个盟市500个家庭农牧场为信用评价对象,将XGBoost算法、随机森林算法、模糊积分模型进行组合,构建了改进的随机森林—模糊积分模型,对家庭农牧场进行信用评级。分析结果表明:运用改进的随机森林—模糊积分模型对家庭农牧场进行信用评级的准确率、精确率、召回率、F1分数更高。

毛竹皆伐后针阔混交次生林群落短期动态

为进一步了解毛竹皆伐后,人工促进天然更新形成的针阔混交次生林群落的恢复动态,以浙江省磐安县黄檀林场为研究区,设置140 m×60 m(0.84 hm^(2))固定样地,于2022年4月和2023年10月进行2次调查,分析群落物种组成、径级结构及种群更新等方面的动态变化。结果表明:(1)2022—2023年,群落组成变化不大,仅玉兰退出群落;重要值前7位的物种均相同,且均以杉木占据绝对优势。(2)样地内木本植物个体数由836株减少到812株,其中死亡58株,新增34株(胸径≥3 cm)。(3)群落植株个体平均胸径由14.16 cm增加到14.87 cm,增加了5.0%。两期群落植株个体数径级均呈倒“J”型分布,随径级的增加个体数减少。(4)2022—2023年,样地内胸径≥3 cm的个体年均死亡率和新增率分别为4.79%和2.85%,种群年实际更新率为-1.94%,但主要物种的死亡率、新增率和种群更新差异较大。总体上群落物种组成和结构总体稳定,人工干预后恢复效果良好。

基于随机森林的硬盘故障率预测研究

为了避免硬盘出现故障而造成大量数据丢失,文章提出一种基于随机森林的方法对硬盘的故障进行预测,降低其丢失数据的风险。首先,在数据预处理方面,对所采用的数据做特征映射预处理;其次,通过对决策树进行构建及选取等,构建随机森林预测模型,根据所选取的特征属性预测硬盘故障率所在的区间,并且特征属性的变化能反映出硬盘故障率的变化趋势;最后,对构建的随机森林模型参数进行调优,选取不同的n_estimators参数值进行测试和优化。实验结果表明,与XGBoost(Extreme Gradient Boosting)、LSTM(Long Short-Term Memory)等方法相比,本文方法的F1值(F-Measure)分别提高了0.93%和1.84%,并且对随机森林预测模型的参数值进行不同取值测试,最终准确率达到98.18%,比默认值提高了1.23%,证明该方法能更精确地预测硬盘故障率,反映出硬盘故障率基于特征属性的变化趋势。

基于多时相遥感影像的农安县土壤有机质含量估算

精准获取农田土壤碳储量对确保国家粮食安全及应对气候变化具有重要意义。土壤有机质(Soil Organic Matter,SOM)作为土壤碳库的重要组成部分,采用遥感影像估算SOM的精度受单时相、多时相影像的影响程度,及究竟选取多少景影像进行SOM的估算较为合适尚不清楚。本研究以吉林省长春市农安县为研究区,以2013-2018年Landsat 8遥感影像作为数据源,选取归一化植被指数(Normalized Difference Vegetation Index,NDVI)、比值植被指数(Ratio Vegetation Index,RVI)、有机碳指数(Soil Organic Carbon Index,SOCI)等光谱指数,并提取高程、坡度、坡向、地形湿度指数(Topographic Wetness Index,TWI)等地形因子,及粮食产量、化肥施用量等农田管理措施,采用随机森林算法筛选后的指示因子作为模型的输入变量,构建SOM估算模型。结果表明:相较于使用单时相卫星影像提取的指示因子,使用多时相卫星影像能更好的利用影像多时相信息,对SOM的估算精度较高。随着使用影像年份的增加,模型反演精度会达到上限,本研究中使用数据年限为3年,后续增加使用影像的数量,反演精度基本不变。使用3年影像进行SOM反演的模型验证集精度R^(2)为0.682,RMSE为3.152 g/kg。本研究成果不仅对应用多时相遥感影像进行SOM精准估算具有重要意义,也对农田土壤质量的提升及农业可持续发展具有重要意义。

不同经营措施对马占相思人工林土壤呼吸的影响

以马占相思(Acacia mangium)人工林为研究对象,探讨间伐、皆伐、“皆伐+补种”、“间伐+补种”、封山育林等不同森林经营管理措施对马占相思人工林土壤呼吸的影响,明确影响土壤呼吸的关键环境因子。结果表明:采伐强度(间伐、皆伐、封山育林)、补种均对土壤呼吸速率产生显著影响,土壤呼吸速率从大到小依次为:间伐样地((3.36±0.05)μmol·m^(-2)·s^(-1))、皆伐样地((3.10±0.07)μmol·m^(-2)·s^(-1))、封山育林对照样地((2.83±0.07)μmol·m^(-2)·s^(-1));而补种后的样地土壤呼吸速率((2.73±0.06)μmol·m^(-2)·s^(-1))小于未补种样地((3.34±0.05)μmol·m^(-2)·s^(-1));不同经营管理措施的样地平均呼吸速率从大到小依次为:皆伐、“间伐+补种”、间伐、封山育林对照、“皆伐+补种”。间伐、皆伐后的林地土壤温度显著高于对照样地,而补种对土壤温度没有显著的影响。森林经营管理措施可以改变土壤呼吸速率对温度的敏感性系数(Q_(10)值)。森林经营管理措施对土壤营养元素产生显著影响,封山育林对照样地的土壤营养元素质量分数最高,“间伐+补种”样地最低。因此,在林业生产实践中,可采取合理的经营措施提升森林质量和调控森林碳循环过程。

基于改进Cao算法的SSA与误差修正的超短期风电功率预测

针对风电历史信息运用不充分和未充分挖掘机器学习模型潜力的问题,提出一种特征奇异谱分析和模型误差修正的超短期功率预测。首先,利用随机森林分析不同特征对输出功率的影响程度,并利用累积贡献率进行特征提取。其次,通过改进的Cao算法确定奇异谱分析最佳嵌入维数,对提取的特征实现降噪处理,从而构建风电功率预测模型。最后,利用预测值与真实值的误差构建误差预测模型,通过预测的误差来修正功率预测的结果。以国内某小型风电场算例结果表明,所提方法较卷积神经网络-长短期记忆(CNN-LSTM)预测模型均方根误差(RSME)和均方误差(MSE)分别降低45%和53%,验证了所提模型的有效性。

贵州喀斯特生态系统典型针叶林地表火蔓延速度影响因子及预测模型

【目的】喀斯特生态系统农林交错,火源复杂,极易发生森林火灾,对喀斯特生态系统恢复等造成严重影响,研究该区域典型针叶床层平地无风条件下的林火蔓延速度,对于该区域植被恢复和森林防灭火工作具有重要意义。【方法】以喀斯特生态系统内3种典型针叶林下地表可燃物为研究对象,在室内平地无风条件下,构造与野外结构相似的针叶床层,以床层含水率、厚度和载量因子的不同梯度组合为变量,进行了188次点烧实验。【结果】(1)相同条件下,云南松和华山松针叶床层的林火蔓延速度没有显著差异,但显著高于马尾松针叶床层(P<0.001)。(2)可燃物床层含水率对针叶床层蔓延速度有显著的阻滞作用,床层厚度有显著的促进作用,床层载量对云南松和华山松针叶床层的蔓延速度有促进作用。(3)马尾松、云南松和华山松针叶床层林火蔓延速度的加式模型平均绝对误差分别为0.013、0.029和0.020 m/min,乘式模型的平均绝对误差分别为0.014、0.023、0.018 m/min,两种预测模型能解释75%以上的林火蔓延速度变化情况。(4)加式模型的外推误差的平均绝对误差和相对误差分别为0.108 m/min和42.50%,乘式模型外推效果优于加式模型,误差均值分别为0.086 m/min和28.20%。【结论】研究揭示喀斯特生态系统典型针叶林可燃物床层特征对林火蔓延速度的影响情况,3种针叶床层平地无风条件下蔓延速度较大,具有蔓延成灾的可能。综合预测精度和外推效果,建议选择乘式模型建立林火蔓延速度预测模型,为该生态系统内森林防灭火工作提供基础。

不同间种模式下薄壳山核桃幼林生长及经济效益分析

本研究通过设置薄壳山核桃幼林纯林经营(CK)以及间种花生、大豆、玉米、玉竹,开展为期2年的间种试验,分析不同间种模式对薄壳山核桃幼林保存率、生长指标和经济效益的影响。结果表明:间种花生、大豆、玉米、玉竹4种间种模式下薄壳山核桃幼林保存率均低于CK,但合理的间种模式可以降低这种负面影响;间种花生、大豆、玉竹3种间种模式下薄壳山核桃生长指标均高于CK,间种玉米模式下薄壳山核桃生长指标低于CK,表明间种作物的选择对薄壳山核桃幼林的生长有一定影响;不同间种模式下薄壳山核桃幼林年均经济收益差别明显,经济投入和对作物种植管理的技术要求差别也较大,林农要根据自身经济状况和技术条件选择合适的间种模式。

湖南省长沙市区森林覆盖率的动态变化及驱动力分析

以湖南省长沙市区为研究区,采用地理空间数据云提供的2000年、2010年和2020年共三期Landsat系列数据,利用支持向量机、最小距离、决策树、随机森林四种分类器对长沙市区的森林覆盖信息进行提取,结果如下:支持向量机分类总精度为79.08%,Kappa系数为0.64;最小距离法分类总精度为82.86%,Kappa系数为0.73;决策树分类总精度为91.95%,Kappa系数为0.88;随机森林分类总精度达94.95%,Kappa系数达0.92。对比这4个分类方法的总精度,随机森林对长沙市区分类的精度最高。由于城市建设和开发进程不断推进,2000—2020年长沙市区内的森林覆盖率呈不断下降的趋势,林地面积从973.03 km^(2)减少到700.39 km^(2),森林覆盖率由44.55%下降到32.07%。此研究结果能为长沙市森林覆盖信息的提取提供更适合的方法和技术,并为类似区域进行大面积的生态环境管理及治理提供准确的数据支持。

基于改进CEEMD和RF的低压串联故障电弧识别方法

为了解决完整集合经验模态分解(complete ensemble empirical mode decomposition,CEEMD)得到的固有模态函数分量数目及其频段不固定,以及故障电弧特征难以准确提取导致故障识别准确率低的不足,引入T检验和方差贡献率形成了一种改进CEEMD方法,进一步提出一种基于改进CEEMD和随机森林(random forest,RF)的串联故障电弧识别方法。首先,依托串联电弧故障试验平台,采集不同负载的电流信号。然后,采用改进CEEMD对信号进行分析并提取故障特征量,以TreeBagger函数进行特征降维,形成特征向量样本集。最后,结合RF构建故障电弧诊断模型,对样本集进行分类识别。结果表明:改进CEEMD能有效地提取不同负载电流的故障特征,所提故障电弧识别方法的识别准确率达到97.50%。通过进行不同特征提取方法和不同分类模型对诊断结果影响的消融实验,进一步证明了所提方法的可行性。

基于立木胸径生长率模型的乔木林碳汇潜力评估

树木生长产生巨大碳汇,对于缓解碳排放带来的全球变暖等环境问题具有重要意义。为准确评估森林碳汇,基于第6至第9次国家森林资源连续清查数据建立北京市13个主要树种(组)4种形式的立木胸径年生长率模型,预测树木胸径变化的未来趋势,从而为生物量转换因子连续函数法计算碳储量提供计算依据,最终获得2050年北京市乔木林碳储量和碳密度。结果表明:8个树种(组)胸径的年生长率模型R2都大于0.900,椴树的R^(2)最高为0.960;除柳树、水胡黄(水曲柳、胡桃楸、黄菠萝)外的11个树种(组)RMSE都小于0.5 cm;除杨树、其他硬阔类和榆树之外,Bias都小于1.0 cm。胸径预测精度验证中整体R^(2)较高,刺槐最高(0.951),其他硬阔类最低(0.766)。预测2050年北京市乔木林碳储量为42.71 Tg C,碳密度为43.35 Mg C·hm^(-2)。基于胸径年生长率模型的树木生长模拟方法可以有效的提高未来北京市乔木林碳汇潜力评估的整体精度,能够为制定温室气体减排政策、实现2060碳中和目标提供基础。

麻栎在郴州石漠化地区的栽培试验

研究了不同造林树种在石漠化地区的生长情况和不同海拔高度及土壤母质类型下麻栎的生长情况,结果表明:在郴州石漠化地区,麻栎-柏木混交林中麻栎的树高生长量(210.87~216.87 cm)及地径生长量(22.57~28.80 mm)大于柏木的树高生长量(148.60~188.60 cm)及地径生长量(20.00~22.24 mm);同样,麻栎-光皮树混交林中麻栎的树高生长量(244.83~250.47 cm)及地径生长量(30.34~34.40 mm)也大于光皮树的树高生长量(180.80~235.60 cm)及地径生长量(20.49~29.10 mm),从总体上看麻栎的生长情况表现显著优于柏木及光皮树,而后二者是郴州石漠化地区复绿造林的常用树种,这也表明麻栎适合于郴州石漠化地区的造林推广。另外,栎的树高和地径生长量受到海拔高度和土壤母质类型等立地条件的显著影响,表现为海拔高度越高生长量越小、石灰岩优于砂砾岩优于花岗岩,而对地径生长量的影响会弱于对树高生长量的影响。

兴隆山典型林分土壤呼吸的空间异质性分析

为探明兴隆山森林生态系统典型林分土壤碳呼吸的日变化、月际动态特征及其影响因子,利用LI-8100土壤呼吸测定室对辽东栎林、山杨-白桦混交林、油松林和青杄林土壤呼吸速率(R_(s))进行连续观测,采用指数方程拟合R_(s)对土壤温度(T_(5))、土壤含水量(W_(5))的响应.结果表明,各林分覆枯落物与裸地的Rs日变化均呈先增加后下降的单峰型曲线,但达到峰值的时间各不相同,各林分R_(s)与T_(5)间均有显著相关性.各林分R_(s)在8月达到峰值,为2.6~7.0μmol/(m^(2)·s),与其土壤性质的表现一致:辽东栎林和杨桦混交林土壤容重较低,具有较高的全氮、全磷及有机质含量,其Rs亦较高,油松林、青杄林表现相反.枯落物对各林分R_(s)的贡献率分别为59.83%(辽东栎林)、41.46%(山杨-白桦混交林)、28.68%(油松林)和11.83%(青杄林),各林分覆枯落物时的Rs明显高于裸地.不同林分Rs的变化特征是水热因子联合效应的结果,R_(s)受T_(5)影响最大,受W_(5)的影响作用相对较小.

子午岭林区木质素降解菌的筛选鉴定及降解特性研究

为了筛选高效木质素降解菌,探索其产酶活性及降解情况,以碱性木质素为唯一碳源,从子午岭林区腐木样品中分离纯化,采用愈创木酚显色法、苯胺蓝脱色法进行定性复筛,对筛选出的菌株通过形态学和ITS基因序列分析进行鉴定。测定其产漆酶(Lac)、锰过氧化物酶(Mnp)、木质素过氧化物酶(Lip)活性以及对碱性木质素降解率,通过扫描电镜观察其降解效果。筛选得到1株具有产木质素降解酶能力的菌株,命名为JC01,经鉴定为毛栓菌(Tramete shirsuta)。菌株JC01的产锰过氧化物酶活性最强,第6d达到最大值为120U/L;菌株JC01对碱性木质素的降解率第7d达到最高,为89.2%;通过扫描电镜观察经JC01发酵处理7d前后的碱性木质素的形态变化,发现经JC01处理后碱木质素结构呈片状,且表面疏松,出现清晰可见的孔状结构。该研究结果为木质素高效降解提供了优质菌种资源,在农业废弃物资源化利用方面具有良好的应用前景。

基于超参数优化算法的随机森林模型预测奶牛呼吸频率

奶牛呼吸频率是评估环境造成的奶牛热应激程度的重要指标之一。该研究基于随机森林(random forest,RF)算法提出了适用于生产条件下的奶牛个体呼吸频率准确预测模型,为了平衡模型精度与计算效率问题,利用遗传算法(genetic algorithm,GA)、差分进化(differential evolution,DE)算法、粒子群优化(particle swarm optimization,PSO)算法、贝叶斯优化(Bayesian optimization,BO)算法对模型超参数进行优化,并与网格搜索(grid search,GS)下的人工神经网络(artificial neural network,ANN)和极限梯度提升机(extreme gradient boosting,XGBoost)模型进行了对比分析。研究结果表明,使用融合环境参数的修正温湿指数(adjusted temperature-humidity index,ATHI)、时间区域、奶牛产奶量、泌乳天数、身体姿势以及胎次作为输入特征时,基准RF模型的预测性能最佳。在此基础上,4种智能优化算法下的RF模型性能优于GS-ANN和GS-XGBoost,其中BO-RF的综合性能最优,其决定系数、平均绝对误差、平均绝对百分比误差以及均方根误差分别为0.614次/min、7.723次/min、14.4%、9.737次/min,超参数优化耗时约为DE-RF的1/220。特征重要性分析表明,输入因子对奶牛呼吸频率的影响程度不同,ATHI是影响力最高的因子,相对重要性(relative importance,RI)为0.73,其次是时间区域(RI=0.09)和奶牛产奶量(RI=0.07)。研究为奶牛生产、健康评价及牛舍环境精准调控提供了有效方法和基础。

抚育间伐对寒温带兴安落叶松天然林径级分布和固碳速率的影响

抚育间伐是有效的营林措施,确定科学合理间伐强度对实现森林可持续经营具有重要作用。以2012年进行不同抚育间伐强度(10%、20%、30%、40%)措施后的兴安落叶松(Larix gemlinii)天然林为研究对象,分析了恢复5 a、10 a后不同抚育间伐强度样地内的林木径级分布、碳密度及固碳速率的变化。结果表明:随着抚育间伐强度的增大和恢复年份的增加,兴安落叶松天然林中、大径级的林木频数逐步增加,小径级林木频数降低,由左偏正态分布逐渐右移;各间伐样地中,兴安落叶松天然林碳密度随着抚育间伐强度增大呈现间伐初期先减小,5 a、10 a后增大的趋势,各组分碳密度分配均呈树干>树根>树皮>树枝>树叶;兴安落叶松天然林固碳速率随着抚育间伐强度的增大而增大,抚育间伐强度40%样地内的固碳速率最大。

内蒙古固阳县主要灌木人工林植被层固碳速率研究

为了探究内蒙古固阳县不同灌木人工林植被层的固碳速率,以固阳县3种常见灌木人工林树种(柠条,沙棘,山杏)为研究对象,通过实地标准木取样,建立各树种生物量模型,结合空间代替时间的方法,对研究区内3种常见灌木林树种进行碳含量测定,并分析估算不同灌木树种的碳密度和固碳速率。结果表明:固阳地区3种不同灌木不同林龄人工林植被层固碳速率为0.12~1.0 t hm^(-2)·a^(-1),其中柠条人工林植被层固碳速率为0.12~0.38 t hm^(-2)·a^(-1),沙棘人工林植被层为0.12~1.0 t hm^(-2)·a^(-1),山杏人工林植被层为0.22~0.68 t hm^(-2)·a^(-1)。

双城区林地资源结构及营造林树种的选择

以哈尔滨市双城区林地资源结构为研究对象,综合分析哈尔滨市双城区的乡镇农田防护区现状,以及自然环境对植物的影响,充分利用该区域自然生态条件,选择栽植储备林的方式,逐步将杨树部分替换成樟子松,以实现林网结构的樟子松和杨树混合,改变森林覆盖率低的资源现状,并为其达到平原绿化标准,最大限度地发挥生态功能和经济效益提供合理化建议。

考虑InSAR形变速率的区域滑坡易发性评价

以巴东县主城区为研究对象,从地形、地质、人文和人类工程活动四个方面选取了14个静态滑坡因子,并采用时序InSAR技术提取了研究区地表形变速率作为动态滑坡因子。为消除不同滑坡因子间的量纲差异,在ArcGIS平台对滑坡因子进行分级并计算了各等级频率比(frequency ratio,FR),与滑坡点进行空间关联,从而构建了滑坡易发性评价数据集。此外,建立滑坡易发性随机森林评价模型,开展了模型精度分析,并比较了有无形变因子情况下的滑坡易发性评价结果。结果表明,引入地表形变因子时模型的AUC值由0.86提高至0.87,且易发性分区结果更加合理。巴东县城区的滑坡高易发区域主要集中于河流沿岸地区,低易发区域主要分布在离河流较远,植被茂密,海拔较高的区域。通过对典型滑坡进行形变速率时序分析,发现其随着时间发生缓慢变形,具有动态变化特征,需要加强监测。文中所提供的滑坡易发性评价方法可为区域发展提供指导,并为相关研究提供新的思路。