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中南林业科技大学学报
中南林业科技大学学报

吴晓芙

月刊

1673-923X

xb-csfu@163.com

0731-85623395，85623278

410004

湖南长沙市韶山南路498号中南林业科技大学期刊社

中南林业科技大学学报/Journal Journal of Central South University of Forestry & TechnologyCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊是中南林学院主办的自然科学学术期刊，中国林业核心期刊，全国优秀高校学报，湖南省一级期刊。是中国科技论文统计源期刊，中国科学引文数据库来源期刊，中国学术期刊综合评价数据来源期刊，万方数据——数字化期刊群，中国学术期刊（光盘版）入编期刊。其文摘和文章被《中国林业文摘》、《中国生物文摘》、《竹类文摘》、《中国林业科技文献数据库》、《中国生物学文献数据库》等收录。
正式出版
收录年代

    不同油茶品系果实、种子及砧木性状差异及其相关性分析

    何小三李进查康幸伟年...
    1-13页
    查看更多>>摘要：[目的]研究不同油茶品系间果实性状、种子性状及砧木性状的差异,并对果实、种子及砧木性状各指标间的相关关系进行分析,为油茶优良砧木的选育研究提供理论依据.[方法]测定不同油茶品系果实性状、种子性状及砧木性状 18 项指标,通过单因素方差分析研究不同油茶品系间的果实、种子及砧木性状的差异,筛选出综合表现较好的油茶品系;运用相关分析得出 18 项指标间的相关关系,选出与砧木性状相关性较强的指标.[结果]不同油茶品系间单果质量、果实纵径、果实横径、果实纵横比、果皮厚、果实籽数及籽质量均存在极显著差异,22 个油茶品系单果质量为 15.71～35.99 g,果实纵径为 29.81～40.17 mm,果实横径为29.06～39.99 mm,果形指数为0.85～1.28,果皮厚为1.85～4.19 mm,果实籽数为2.20～9.67粒.不同油茶品系间单种质量、种纵径、种横径、种侧径、纵横比、横侧比、纵侧比均存在极显著差异,22个油茶品系单种质量为1.07～4.26 g,种子纵径为16.98～27.40 mm,种子横径为13.17～23.12 mm,种侧径为9.00～16.93 mm.不同油茶品系间上胚轴长、下胚轴长、上胚轴粗、下胚轴粗均存在极显著差异,22 个油茶品系上胚轴长为5.38～9.08 cm,上胚轴粗为 1.72～2.97 mm,下胚轴长为 14.35～23.97 cm,下胚轴粗为 1.80～3.14 mm.砧木性状中上胚轴长与果实横径、单种质量、种侧径及果实纵径的相关性较大,下胚轴长与种纵径、种侧径、果实纵径及果实籽数的相关性较大,上胚轴粗与单果质量、果实纵径、单种质量、种纵径、种横径、种侧径均呈极显著正相关,下胚轴粗与果实纵横比、果实纵径呈显著正相关.[结论]综合果实、种子及砧木性状各指标筛选出适合作优良砧木的油茶品系为赣无 2、赣石 83-4、长林 53 号、GLS赣州油 1 号.砧木性状中 4 个指标均与果实纵径呈极显著、显著正相关或相关性较大,故可从以上 4 个适合作优良砧木的油茶品系中选择果实纵径相对较大的果实进行砧木培育.

    油茶砧木果实性状种子性状砧木性状

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    基于改进的王正非模型结合元胞自动机的林火蔓延预测

    田玉萍金成宇王斌李明泽...
    14-25页
    查看更多>>摘要：[目的]针对当前我国林火蔓延预测仍存在预测精度不高、普适性差等问题,基于王正非速度模型结合多维元胞自动机的林火蔓延预测模型进行改进,研究了不同区域和分辨率下该模型的有效性,增强了该模型对于不同分辨率数据的适应能力,从而更好地对森林火灾蔓延进行预测,并为林区的火灾蔓延预测和管理提供一种科学合理的技术手段.[方法]使用黑龙江省大兴安岭地区 2011 年 10 月 28 日发生的森林火灾(分辨率500 m)与四川省凉山地区 2022 年 3 月 29 日发生的森林火灾(分辨率 30 m)作为数据源,提取发生火灾时刻以及蔓延过程的火线.引入归一化植被指数(NDVI)对王正非模型进行改进,并利用反卷积算法对元胞自动机算法进行改进,将改进后模型输出的结果与实际结果进行精度对比,并比较不同分辨率下的模型精度表现.[结果]改进后的模型精度有明显的提升,其中,黑龙江省大兴安岭试验改进后模型的kappa系数提高了0.029 7,面积误差率降低了 21.33%,火场预测火点 170 个,平均过火速度 0.75 m/min.四川省木里县试验改进后模型的kappa系数提高了 0.116 5,面积误差率降低了 37.08%,火场预测火点 1 795 个,平均过火速度为 4.00 m/min.[结论]改进后的林火蔓延预测模型可以更有效地预测火灾蔓延并计算出最可能过火的火点位置,其预测结果具有高度的一致性和准确性,提高了林火蔓延模拟预测的实用性.与原始模型相比,改进后的模型很好地提高了在不同分辨率数据下的预测精度,能为林火预防和管理提供科学依据.

    林火蔓延模型改进王正非模型元胞自动机森林管理

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    基于平均优势木胸径的湖南杉木人工林立地质量评价模型

    汤维黄朗杨浩游文彪...
    26-34页
    查看更多>>摘要：[目的]研究立地因子对湖南杉木平均优势木胸径生长的影响,构建含立地随机效应的立地质量评价模型,以解决杉木立地质量评价的问题.[方法]基于湖南杉木人工林 509 块样地实测数据,在统计之林软件中使用数量化方法Ⅰ筛选出对杉木平均优势木胸径生长影响显著的立地因子,将立地因子按照标准分级、组合,构建初始立地类型;通过R语言拟合杉木人工林平均优势木胸径与年龄的相关关系,从 4 种基础生长模型中筛选出最优基础模型;应用K-means聚类将参数值相近的立地类型聚类成立地类型组,并将聚类后形成的立地类型组作为随机效应加入最优基础模型中,构建混合效应模型;通过导算,得到立地质量评价模型.[结果]1)对杉木平均优势木胸径产生显著影响的因子包括海拔、坡位、土壤类型和土壤厚度,影响程度从高到低的顺序为:坡位＞土壤类型＞土壤厚度＞海拔.2)4 个候选基础生长模型的拟合精度均较低(R2=0.641 5～0.642 0),选取单分子式(Mitscherlich)(R2=0.642 0)作为构建立地质量评价的基础模型.3)考虑立地效应对模型的影响,将不同立地因子及其组合作随机效应进行非线性混合效应模拟,确定系数R2 从 0.641 5～0.642 0 提高到0.664 2～0.825 8,拟合精度的高低与主导立地因子的显著性紧密相关,其中含立地类型的混合模型模拟精度最高(R2=0.825 8).4)以确定系数≥0.95为聚类精度标准将立地类型划分为10 个立地类型组,含立地类型组的混合模型在便于应用的同时提高了建模的精度(R2=0.840 9).[结论]立地因子对杉木平均优势木胸径生长具有显著影响.同时,将立地因子作为随机效应加入混合模型中能够提高预测的准确性,更适合于多种立地类型下的立地质量评价.

    杉木人工林平均优势木胸径立地质量评价模型混合效应

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    地面激光雷达扫描参数与点云简化对林木参数提取的影响

    向兴龙孙华唐杰潘政尚...
    35-45页
    查看更多>>摘要：[目的]林木参数是森林蓄积量、森林生物量估算的基础指标,传统的人工调查方式费时费力,已难以适应新形势下数字化森林资源监测技术的要求.地面激光雷达扫描技术能够获取小尺度高分辨率的林分内部结构信息,为林分环境条件下林木胸径、树高提取提供一种新的思路.[方法]以芦头实验林场杉木林样地为研究对象,针对FARO Focus 3D X330 三维激光扫描仪设计了7种不同的扫描组合方式对样地进行扫描,提出象限角点云简化思路进行参数提取和精度评价,探究不同扫描组合方式对林木胸径、树高参数提取精度与效率的影响.[结果]1)当扫描分辨率为 1/2、质量为 4X时,胸径参数提取精度最高;当扫描分辨率为1/4、质量为4X时,树高参数提取精度最高.2)在林木参数提取结果没有显著性差异的前提下,扫描分辨率为 1/4、质量为4X的扫描参数工作效率最高.3)选取同时兼顾精度和效率的 1/4 扫描分辨率、质量 4X的扫描结果,进行象限角点云简化,简化的点云能够准确地提取出林木胸径参数.[结论]研究结果对于具有相同或相似地理条件和树种的林地选择扫描参数和点云简化方式具有重要参考价值,可以提高内业工作效率,同时也为地面激光雷达野外样地调查提供方法和技术参考.

    地面激光雷达林木参数点云数据扫描分辨率象限角点云简化

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    基于MaxEnt模型预测湖南省榧树适宜分布区

    易烜杨振宇朱晋梅谢旭...
    46-55页
    查看更多>>摘要：[目的]榧树Torreya grandis是我国特有的珍稀经济树种,预测榧树在湖南省的适宜分布区,探究影响其分布的主导环境因子,有助于其保护策略的制定和开发利用适宜地的选择.[方法]以湖南省 193 个野外调查榧树分布点为基础数据源,选取了22个影响其分布的环境变量,运用MaxEnt最大熵模型和ArcGIS 10.7软件,分析影响其分布的主导环境因子,预测其在湖南省的适宜分布区.[结果]1)ROC曲线下训练数据集 10 次交叉验证拟合的平均AUC值为 0.914,测试数据集 10 次交叉验证拟合的平均AUC值为 0.867,标准差为 0.074,模型预测精度可靠.2)限制榧树当前潜在适生区分布的4 个关键因素依次是海拔、坡度、最干季平均温度以及最热季降水量,其百分比贡献率依次为29.40、16.90、8.60、7.30;置换重要性依次为53.30、14.60、5.70、6.50.3)榧树在湖南省的适生区总面积为 9.114×104 km2,高适生区、中适生区、低适生区面积分别为 0.872×104、2.659×104、5.583×104 km2;榧树适生区主要集中在湘中、西、东南地区,高、中适生区集中分布在邵阳北部、南部、西南部,益阳西南部,永州中南部,娄底西北部以及怀化中南部.[结论]地形、气候等因子综合影响着湖南省榧树的地理分布格局,邵阳、益阳、永州、娄底、怀化等地区中,海拔较低、地势相对平缓、气候凉爽的溪谷地区可能适合榧树的引种栽培.

    最大熵MaxEnt模型榧树适宜分布区影响因子

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    马尾松林叶面积指数季节动态的测定

    冉佳璇罗光浪何世强丁贵杰...
    56-66页
    查看更多>>摘要：[目的]评价光学仪器法测定马尾松林叶面积指数(LAI)的精度,为准确监测马尾松林LAI季节动态提供技术支持.[方法]以凋落物法测定值代表马尾松林真实的LAI,对展叶调查、异速生长方程法和光学仪器法(半球摄影法和LAI-2200 植物冠层分析仪)获取的马尾松林LAI季节动态进行评估,并量化不同因素包括集聚指数(ΩE)、木质比例(α)和针簇比(γE)对光学仪器测定值的影响.[结果]马尾松林内主要树种的平均叶寿命为 1.53～1.94,比叶面积(SLA)差异较大(99.15～278.33 cm2/g).不同方法测定马尾松林LAI的季节动态均呈单峰形变化模式,且在 7 月达到峰值.在各调查时期,凋落物法的测定值与异速生长方程法的测定值差异不显著.半球摄影法测定的有效叶面积指数(Le)比凋落物法、异速生长方程法的测定值分别低估了49%～64%和 47%～61%;LAI-2200 植物冠层分析仪法测定的Le低估了 25%～44%和 20%～42%.半球摄影法测定的Le经自动曝光、α、ΩE及γE校正后,精度明显提高,比凋落物法、异速生长方程法平均低估了8%和 5%;LAI-2200 植物冠层分析仪法测定的Le经α、ΩE及γE校正后,其精度大幅度提高,比凋落物法、异速生长方程法平均低估了 6%和 2%.[结论]考虑影响光学仪器法测定LAI的因素后,半球摄影法和LAI-2200 植物冠层分析仪法测定的LAI精度得到明显提高,表明两种光学仪器法均能相对准确地测定马尾松林LAI的季节动态,可为不同区域马尾松林LAI季节动态的研究提供方法参考.

    马尾松人工林叶面积指数季节动态凋落物法半球摄影法LAI-2200植物冠层分析仪

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    13个紫薇品种花粉形态及花粉活力分析

    陆柳淑李雪露李露雷宇行...
    67-75页
    查看更多>>摘要：[目的]研究紫薇品种间的花粉形态特征及花粉活力差异,为后续紫薇品种杂交育种工作提供理论参考.[方法]通过扫描电子显微镜对13 个紫薇品种的雄蕊群花粉粒表面形态特征进行观察研究,每个品种随机选取 10 粒花粉进行统计分析,同时利用固体培养基对 13 个紫薇品种的花粉活力进行测定.[结果]13 个紫薇品种长短雄蕊花粉粒均呈长球形,有3条萌发沟,裂至接近两极,萌发沟间未连接,在极面观花粉粒呈钝三角形,均属于N3P4C5 型花粉.紫薇品种间花粉粒外壁纹饰、极轴长、赤道轴长、萌发沟特征及花粉粒体积大小均差异显著,其中花粉大小为 538.91～1 402.40 μm2,极轴长为 30.51～46.31 μm,赤道轴长为 17.35～31.49 μm,萌发沟长为 18.38～34.36 μm,萌发沟脊宽为 5.72～11.34 μm.花粉外壁主要包括孔穴状、脑皱状及皱波状 3 种纹饰,13个试验品种长雄蕊花粉粒相比于短雄蕊花粉粒,其花粉粒表面更为光滑饱满.花粉活力测定结果以'紫精灵'紫薇花粉活力最强,花粉活力为93.94%,其中'湘韵'紫薇为不育品种,其不育类型表现为雄性不育,花粉不萌发.[结论]紫薇不同品种的花粉粒形态特征和花粉粒表面纹饰可以作为紫薇品种分类鉴定的参考指标之一,本试验中的13 个紫薇品种除不育品种'湘韵'紫薇外,其他试验品种表现出较高的花粉活力,均可作为紫薇品种杂交育种工作材料.

    紫薇花粉形态雄蕊群花粉活力

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    琼西南5年生柚木无性系生长性状遗传变异分析

    潘栋康梁坤南周再知林明平...
    76-83页
    查看更多>>摘要：[目的]研究柚木无性系生长性状遗传变异和年度相关性,早期选育速生优良无性系.[方法]采用6 株单行小区、6 次重复的完全随机区组设计,对海南省乐东县 15 个柚木无性系大田测定林造林后 1～5 a的保存率和生长指标进行方差分析、邓肯多重比较、遗传参数估算和相关性分析,并通过主成分分析,计算综合得分,在此基础上选出速生优良无性系.[结果]造林后 5 a,柚木无性系间保存率差异显著(P＜0.05),无性系保存率为 61.50%～83.33%,平均保存率为 73.26%,无性系 7509 的保存率最高,为 83.33%;造林后5 a,柚木无性系间树高、胸径和单株材积均呈极显著差异(P＜0.001),其平均值分别为 5.29 m、7.29 cm和16.34 dm3,以无性系 74_12 最高,其树高、胸径和单株材积的平均值分别为 6.12 m、9.11 cm和 27.45 dm3;造林后 1～5 a柚木无性系的树高、胸径和单株材积的变异系数分别为 15.02%～19.35%、13.65%～20.14%和31.04%～41.01%,重复力分别为 0.697～0.858、0.819～0.847、0.751～0.854;柚木无性系生长性状的年度相关性呈显著水平(P＜0.05).[结论]柚木无性系生长性状间存在稳定的遗传变异,有较高的遗传改良潜力;为琼西南地区筛选出柚木速生无性系 74_12、7114 和 7509,入选无性系的树高、胸径、单株材积和保存率的平均值分别为 5.77 m、8.07 cm、21.27 dm3 和 74.61%,分别比对照提高了 19.21%、23.60%、75.60%和 3.40%.选择后树高、胸径和单株材积的现实增益为9.07%、10.69%和 30.20%,遗传增益为 7.71%、9.09%和 25.67%,入选的3个无性系可作为后续柚木育种和推广的优良材料.

    柚木无性系生长性状遗传变异早期评价

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    常宁市古树资源特征及空间分布

    李泓伯陈政
    84-92页
    查看更多>>摘要：[目的]古树是森林资源的重要组成部分,见证了自然地理和人文历史的变迁,与一个地区的自然环境与文化涵养密切相关.为更有效地推进湖南省常宁市的古树资源保护工作,对常宁市的古树资源特征及其空间分布进行调查分析.[方法]以常宁市古树为研究对象,通过实地调研获取研究数据,结合常宁市古树名木信息最新纠偏数据,对常宁市古树名木资源的种类组成、结构特征、生境与生长状况特征以及空间分布格局进行分析.[结果]常宁市现有古树共489株,隶属于27科43属62种,主要以樟科、壳斗科、大戟科为优势科,以樟属、秋枫属、枫香树属为优势属,以樟树、枫香树、重阳木为优势种,常宁市古树名木资源丰富,且具有一定的研究价值.从古树年龄结构来看,常宁市三级古树占比最大,为386 株(占总数的 78.94%),二级古树和一级古树次之,分别为 73 株(占总数的 14.93%)和 30 株(占总数的 6.13%);古树的树龄总体偏小,其中最大的树龄为 815 a.从径级结构来看,常宁市古树的平均胸径为95.86 cm,平均树高为 16.92 m,平均冠幅为11.67 m.从空间分布格局来看,常宁市古树中分布于平坡、缓坡和斜坡的分别有306、131和21株;生长在红壤、黄壤和紫色土的分别有103、310和76株;有378株分布于海拔0～200 m,有65株分布于海拔201～400 m,有 30 株分布于海拔 401～600 m,有 16 株分布于海拔 601～800 m;生长于城区、乡村街道和远郊野外的分别有 8、133 和 348 株.从常宁市各乡镇古树分布数量来看,西岭镇、塔山乡和庙前镇是拥有古树数量最多的乡镇.从生长状况来看,生长势为正常株的古树共有472 株,衰弱株的古树共有 14 株,濒危株的古树共有 3 株.[结论]通过对常宁市古树资源进行深入分析,掌握了常宁市古树资源特征与空间分布格局,其分布特征与坡度、土壤、海拔、人口密度有关,为提高古树资源保护工作效率提供了条件和依据.

    常宁市古树资源特征分布

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    基于Landsat 8 OLI和资源3号立体像对数据的桉树森林蓄积量估测

    张方圆吴胜义乔海亮许舟...
    93-101页
    查看更多>>摘要：[目的]探索Landsat8 OLI数据和立体数据在估算桉树森林蓄积量(forest stock volume,FSV)中的潜力,并且准确地估计桉树的FSV.[方法]以 3 幅Landsat8 OLI图像和资源 3 号立体数据为遥感数据源,并且结合少量地面调查数据实现了桉树FSV的遥感估计.研究中提取了三类遥感特征用于估计桉树FSV:第一类是包括植被指数和单波段反射率在内的光谱特征;第二类是基于Landsat 8 OLI图像的单波段提取的8种纹理特征;第三类是基于资源3 号立体像对数据和开源的数字高程模型(digital elevation model,DEM)提取的冠层高度模型(canopy height model,CHM).利用Boruta算法对三类遥感特征进行提取,之后建立了随机森林(random forest,RF)、K-最近邻(K-nearest neighbor,KNN)和支持向量机(support vector machine,SVM)3 种机器学习模型以及传统的多源线性回归模型(multiple linear regression,MLR),并以决定系数(R2)、均方根误差(root mean square error,RMSE)和相对均方根误差(relative root mean square error,rRMSE)作为评价指标对模型结果进行评估.[结果]基于ZY-3 立体像对数据和开源的DEM数据提取的CHM与桉树的FSV具有很强的相关性,Pearson相关系数达到了 0.71.仅仅利用基于Landsat 8 OLI图像提取的光谱和纹理特征难以准确地估计桉树的FSV,估测模型的R2 为 0.29～0.38,rRMSE为 35.65%～43.30%,存在严重的数据饱和问题.当变量集中加入CHM后,模型的估测精度明显提高,R2 达到了 0.64～0.66,rRMSE为 25.74%～26.41%.[结论]使用Landsat 8 OLI数据估算桉树FSV时存在严重的数据饱和问题,并且使用空间分辨率为 30 m的纹理特征难以有效地改善森林蓄积量的估计精度.利用资源 3 号立体像对数据和开源的DEM数据可以提取较为准确的CHM,并且所提取的CHM可以解决改善光学数据的饱和问题,从而提高桉树FSV的估计精度.

    森林蓄积量Landsat8OLI立体像对冠层高度模型遥感建模

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