摘要：【目的】面对实施黄河流域生态保护和高质量发展重大国家战略、推进“山水林田湖草”系统治理的国家要求,黄土高原等旱区的林业发展和植被恢复必须改变传统方式,增加考虑水资源的限制和对水资源的影响,关注森林的多种功能优化,探索如何克服长期存在的忽视水资源承载力、造林成活率低和生长不良、减少河川径流危及区域供水安全、整体功能低下等问题,实现森林多功能性的整体提升。【方法】针对深入理解林水关系和进行森林多功能管理的科技需求,自2000年以来在黄土高原的泾河流域和作为黄土高原区域重要水源地的六盘山土石山区,围绕“结构”、“格局”、“过程”、“耦合”、“尺度”等关键内容,在从单株到区域的多个空间尺度上,采用观测对比、统计分析、模型模拟等多种手段,长期开展旱区森林生态水文和多功能管理研究。【结果】1)林业高质量发展的本质是森林多功能优化的定量精准管理,为此需深入理解和准确量化立地环境与林分结构对多种功能形成的影响,在考虑多种功能的相互作用和供需关系基础上明确各功能的重要性差异,通过科学设计和合理调控森林的数量、质量(结构)和空间格局而权衡优化相互竞争的多种功能,在保证森林本身稳定的前提下尽可能同时满足对主导功能及其他功能的需求。2)提出了旱区林水协调多功能管理的实现途径,即在管理决策时除继续考虑可造林土地面积、立地质量、可用造林苗木等限制外,增加水资源管理及多功能管理的决策内容,并嵌入到传统的森林单功能经营决策过程中,这涉及流域森林覆盖率(造多少?)、森林空间分布(在哪造?)、植被类型和树种组成(造什么?)、林分结构(怎么管?)4个决策层。3)按决策层梳理总结了相关技术成果,在确定黄土区流域合理森林覆盖率方面,将仅考虑年降水量限制的潜在森林覆盖率提升为同时考虑降水量与产流要求限制的合理森林覆盖率,这可藉助于有关统计关系及率定过的流域水文模型模拟;在确定流域内的森林合理空间分布方面,提出相关决策需增加考虑立地类型的产流差别及其造林响应,这可借助于分布式流域水文模型模拟结果或研发的区域植被承载力计算系统;在林分尺度的森林多功能管理方面,提出了5个决策步骤,即进行立地质量分类、确定各地类的主要功能及优先性、调查现有林分结构特征、诊断现有林分的结构与功能、编制面向结构与功能的管理计划;为给森林多功能管理提供参照和目标,提出了不同详细程度的多功能水源林理想结构,包括表示为“3×0.7+X”的一般化理想结构(郁闭度0.7左右,0.6~0.8;地表覆盖度0.7以上;林木高径比0.7 m/cm以下,至少不超过0.9;X表示其他要求)、通过权衡多种功能和林分稳定的需求而确定的华北落叶松中龄林多功能合理密度、基于主要功能的变化规律和重要性排序而确定的不同海拔和林龄时的华北落叶松林多功能合理密度。【结论】本文证实了林水协调多功能管理的理论先进性和技术可行性,是旱区林业高质量发展的可行途径。通过深入认识和定量分析森林多种功能的变化规律,结合应用本文提出的管理技术,就可以科学设计和合理调节森林的数量(覆盖率)、质量(结构)和分布格局,整体提升森林的多种功能,更好地满足社会发展需求。但是,现有成果还有局限性,仍需针对各地情况开展更多理论与技术研究,助力“山水林田湖草”生命共同体治理及黄河流域生态保护和高质量发展。

摘要：【目的】提出一种适用于移动人造板的高清图像采集方法,解决生产线上相机与板材相对运动引起的图像模糊问题,为人造板表面缺陷自动化检测的可靠性提供保证。【方法】通过机械传动方式实现相机对人造板的同步跟踪,从根本上消除运动模糊。采用凸轮作为驱动机构,使相机与人造板同向运动并借助弹簧实现自动复位;通过合理设计凸轮轮廓线达到相机与人造板同向、等速运动的效果,消除相对运动。利用Adams软件进行运动学仿真,考察结构参数对从动件运动行为的影响,得出最优凸轮轮廓线,并开展试验检验凸轮机构运行效果,通过计算所采集在线图像的PSF函数对运动模糊改善程度作出评价。【结果】运动学仿真结果显示,增大基圆半径可降低凸轮转速,减小凸轮和从动件受力,并提高运行稳定性;匀速段压力角与运动周期呈正比,与主动和从动件间的相互作用力呈反比;滚轮半径变化不会影响相机运动规律,但实际轮廓线与滚轮半径不匹配会导致速度波动增大;摆线式加速方式可使相机加速度曲线连续、光滑,避免刚性和柔性冲击,可作为加速方式的首选。最终确定基圆半径80 mm、匀速段压力角20°、滚轮半径13.5 mm以及摆线式加速规律的凸轮机构并完成加工。基于该凸轮机构完成人造板在线图像采集并提取PSF函数以考察模糊改善效果,结果显示,与相机静止拍摄所得图像相比,同步拍摄得到的图像模糊长度显著降低,在速度0.05～1.2 m·s^(-1)范围内维持在±2像素以内,使图像中人造板及其缺陷近乎清晰。【结论】通过运动学仿真与试验相结合的方式验证了利用凸轮机构实现相机对移动人造板同步跟踪的可行性,有效解决了图像运动模糊问题,使得所拍摄图像人造板清晰度大幅提高,并可缓解传统图像处理耗时久的问题,为人造板表面缺陷在线检测创造了可能性,为人造板检测装置设计提供了新思路。

摘要：【目的】为解决海南长臂猿(Nomascus hainanus)野外声音监测难题,提出了一种轻量化的长臂猿声音识别模型,以期提高声音监测效率,丰富海南长臂猿监测体系。【方法】通过优化激活函数、减少批标准化层以及重新设计网络层级结构,对轻量化神经网络模型MobileNetV2进行了改进。改进优化后的模型适用于野外真实场景下的硬件部署,以实现对海南长臂猿的声音识别。【结果】1)在模型精度方面,优化后的声音识别模型对于海南长臂猿声音识别的精准率可达100%,F1分数可达99.9%,相比于MobileNetV2与MobileNetV3模型,精准率提升了2.3%与1.1%,F1分数提升了5.6%与1.4%。2)在模型参数方面,优化后的声音识别模型的参数量为1.51 M,相比于MobileNetV2与MobileNetV3模型,模型参数量降低了32.3%与0.7%,识别速度提升了51.9%与54.7%。【结论】提出的轻量化海南长臂猿声音模型,可在野外真实场景下有效识别海南长臂猿声音,为海南长臂猿的保护与监测提供技术支撑。

摘要：文中在梳理我国现行的退耕还林还草政策文件的基础上,借助Python软件并通过构建PMC指数模型对我国6份退耕还林还草专项政策文件进行量化评价。结果发现:1)2000-2008年我国退耕还林还草政策文件年均发布数量快速增加,这一时期发布的现行有效的政策文件占总有效文件的66.67%;2009-2020年政策文件年均发布量的变化相对较小,退耕还林还草政策体系逐渐健全成熟。2)依据PMC指数结果,将所选择的6份政策文件划分为完美、优秀、良好和可接受4个等级。其中,完美等级政策1份,优秀和良好等级分别为2份和3份。政策总体水平处在优秀等级,政策设计较为合理。3)对单项政策而言,有效的工作着力点能显著提高政策得分等级。此外,对政策的适时修订,多样化的政策措施和明确的政策目标可提高政策评分等级。4)现行政策内容突出了退耕还林还草的生态效益,而对工程的经济效益、科技创新主体的作用和价值的重视程度相对欠缺。据此,提出以下3条建议:1)退耕还林还草政策的制定应明确工作抓手,综合考虑退耕还林还草的生态、经济和社会效益;2)对政策内容进行适时调整;3)综合运用人事任免、财税支持、行政监管和信息引导等多种政策措施,并注意退耕还林还草的实际效果,量化政策目标。

摘要：天然林资源保护工程(天保工程)自1998年开始实施至2020年底结束,标志着我国林业由以木材生产为主向以生态建设为主进行转变,对天然林资源开展定量监测与评估,有助于全面、及时、科学地评价天保工程对森林资源的保护成效。基于公开发布的土地覆盖产品,利用新的遥感数据合成算法构建了森林类型综合提升方法,生产了一套我国天保工程区的森林覆盖产品,对天保工程区1997年至2020年间的森林覆盖情况开展监测与评估。利用中国森林生态系统定位研究网络数据(CFERN)、森林资源规划设计调查数据和地面调查数据进行精度检验,森林类型的分类精度优于90%。分析结果显示,自天保工程实施以来,工程区的森林覆盖度总体呈恢复性增长趋势,森林覆盖从1997年的30.15%增长到2020年的31.74%,净增长1.59%,其中,长江上游地区森林增长量最高,占全工程区森林增长面积的50.97%。研究结果表明我国天保工程区内森林资源得到有效保护和恢复,天保工程实施效果显著。

摘要：GPS导航对于森林资源调查、护林防火、造林作业设计等林业野外作业工作效率的提高具有重要作用。在分析GPS通用导航系统山区导航问题的基础上,针对山区导航信息缺乏的问题,设计了以轨迹导航与筛选模型为核心的自助导航模型。以此为基础,设计并实现了基于PDA的导航信息采集与智能导航为一体的山区道路自助导航系统。该系统可为野外工作人员提供灵活、丰富的信息采集与快捷、方便的导航服务。

摘要：通用土壤流失方程(USLE)及其后续修正方程(RUSLE)是区域土壤侵蚀风险评估和水土保持规划的有效工具.植被覆盖管理因子作为USLE和RUSLE的重要参数之一,其合理估算对土壤侵蚀的准确预测尤为重要.基于野外实地调查和测量的传统估算法费时、费力且费用高,无法满足宏观尺度上植被覆盖管理因子的快速提取.近年来,遥感技术的发展为大尺度植被覆盖管理因子获取提供了丰富的数据和方法.本文基于国内外相关研究成果,综述了植被覆盖管理因子遥感定量估算方法的研究进展,评述了各类方法的优劣,以期为进一步开展大尺度植被覆盖管理因子的定量估算及拓展现有研究思路提供借鉴.

摘要：[目的]研究长江三峡库区秭归段大气降水δD和δ^18O特征及水汽来源,揭示该库区森林生态系统水循环过程对气候变化的响应机制。[方法]运用氢氧稳定同位素技术测定并分析三峡库区秭归段2016年9月至2019年8月共3个水文年大气降水氢氧稳定同位素组成,建立三峡库区秭归段大气降水δD-δ^18O关系式;在年尺度和季节尺度上分析影响大气降水氢氧同位素特征主要环境因子,并用HYSPLIT验证其水汽来源。[结果](1)三峡库区秭归段大气降水氢稳定同位素(δD)和氧稳定同位素(δ^18O)的关系式为:δD=8.52δ^18O+20.11(R^2=0.96,n=186,p<0.01);大气降水δD(δ^18O)季节性变化明显,干季降水δD(δ^18O)富集,湿季降水δD(δ^18O)贫化。(2)在年尺度上,降水δD(δ^18O)与降水量和温度均呈显著负相关关系;在季节尺度上,降水量是影响库区湿季降水δD(δ^18O)值变化的主要因素。(3)过量氘(d)值与HYSPLIT气团轨迹模型结果均表明,该库区秭归段湿季大气降水主要受东南季风和西南季风所携带海洋水汽的影响;干季大气降水气团主要来自于亚欧大陆内部及局地的水汽蒸发。[结论]三峡库区秭归段大气降水氢氧同位素组成季节性变化受局地环境因子(降水量、温度)和不同水汽来源共同影响。降水δD和δ^18O呈现“降水量效应”和“反温度效应”。湿季降水来自海洋气团,干季降水为局地水汽蒸发和大陆气团主导。

摘要：以桐马酸酐——C22三元酸单甲酯(MEMAA)为原料,采用复分解反应合成了桐酸基C22三元酸钙盐(TOTC),并利用FTIR表征其结构。通过刚果红法和热老化烘箱法考察了亚磷酸三苯酯(TPP)﹑季戊四醇(PER)、β-二酮(DT)对桐酸基C22三元酸钙/硬脂酸锌体系初期着色性及热稳定性的影响,在此基础上通过正交实验完成了桐酸基C22三元酸钙锌复合热稳定剂体系的配方优化设计。结果表明:TOTC、ZnSt2、DT、TPP、PER的质量比为48∶12∶2∶5∶10时,钙锌复合热稳定剂体系热稳定性最佳。在100g PVC/40g DOP体系中加入最佳配方条件下的桐酸基C22三元酸钙锌复合热稳定剂3g,185℃下静态热稳定时间可达50min,热稳定性优于部分国内市售产品,与德国熊牌钙锌复合热稳定剂相当。

摘要：为揭示黄牡丹花色形成过程中类黄酮生物合成相关基因的表达情况,本研究以云南野生黄牡丹为材料,采用Solexa测序技术对不同开放阶段的花瓣总RNA等量混合的样品进行转录组测序,经组装共得到88 330个Unigene,平均长度为603 bp。在此基础上,对“硬蕾期”、“初开期”和“盛开期”的花瓣建立差异表达谱,共获得7 790个表达差异基因。挑选GO功能显著性富集和Pathway显著性富集分析中富集在类黄酮生物合成代谢通路的差异基因Pl-CHS1、Pl-CHI1、Pl-THC2’GT和Pl-5GT1进行qRT-PCR表达模式验证。结果表明,随着花朵的开放和着色,Pl-CHS1的表达量逐渐上升;而Pl-CHI1和Pl-5GT1的表达量迅速降低;与“硬蕾期”相比,Pl-THC2’GT的表达量在“初开期”迅速上升,并且其高水平表达持续保持到花朵盛开。该结果与表达谱分析结果相一致。本研究为深入开展黄牡丹花色形成相关基因的克隆和功能验证提供了丰富的信息,并为揭示牡丹黄色花形成分子机制提供了帮助。