福建将乐林场主要树种冠层光谱反射特征分析

【目的】对福建将乐林场主要树种的冠层光谱曲线进行分析,以建立和完善该地区森林树种光谱数据库,并对利用高光谱数据研究森林树种分类提供理论和技术支持。【方法】对实测的林场内5个主要树种(马尾松、杉木、毛竹、木荷和苦槠栲)的平均冠层反射光谱曲线,采用导数光谱、红边特征及将冠层光谱曲线转化到频率域的离散傅里叶变换方法进行分析,比较各树种冠层光谱曲线在空间和频率域上的差别。【结果】在可见光波段(480~700nm),毛竹和苦槠栲的冠层反射率高于其他树种;在近红外波段(720~920nm),苦槠栲、木荷、毛竹的冠层反射率明显高于马尾松和杉木,且苦槠栲木荷毛竹。一阶导数光谱对植被类型有很好的区分作用,可以将植被在可见光波段附近吸收谷的特征和在近红外波段的红边特征进行突出显示。冠层光谱的红边特征参数表现为木荷和苦槠栲的光谱曲线红边斜率较大,明显高于马尾松、杉木和毛竹;毛竹的红边位置明显低于其他树种。对树种冠层光谱的频谱分析结果得出,冠层光谱前12次谐波能量累计达到99%,原始光谱曲线冠层光谱在频域上也有可分性,前4次谐波的幅度谱可以将苦槠栲、木荷和毛竹区分出来。【结论】不同树种的光谱曲线在空间域和频率域都存在明显的差别,光谱曲线的红边参数和冠层光谱在频率域的幅度谱有助于定量化地区分不同的树种类型。     

利用决策树对TM遥感影像的分类研究

利用TM遥感影像对黑龙江省大庆市土地利用分类进行了研究。将地物分为8种类型,然后提取分析各种典型地物的光谱曲线,依据提取的光谱曲线建立了土地利用分类的决策树模型并进行了分类,最后对分类结果进行了精度评价。应用结果表明,该方法简单有效。     

应用无人机影像提取毛竹林立竹度

采用无人机航拍影像,依据毛竹冠幅几何特点,依据面向对象多尺度分割原理构建毛竹株数量识别单元,比对分析K邻近法(KNN)、支持向量机(SVM)、随机森林(RF)的提取效果,确定毛竹立竹度提取的最优算法.结果表明:1株毛竹几何形状趋近圆形,2株趋近于长椭圆形,3株以上近似于长条形,与图像中毛竹的冠层形状特征与毛竹识别单元类型具有一致性.验证结果KNN、SVM、RF提取立竹度总体精度平均值分别为90.70％、89.64％、94.56％,对应的Kappa系数分别为0.8597、0.8306、0.9456,其中RF的精度最高.整体上,基于毛竹立竹度识别单元的构建,结合RF分类方法比其他两类分类方法更具优势,实现了有效的毛竹林立竹度提取.     

应用酯酶同工酶分类鉴定平菇菌种的研究

采用聚丙烯胺凝胶园盘电泳法对河南省表现较好的38个平菇菌株的菌丝体进行酯酶同工酶的研究,结果发现38个菌株的同工酶谱分为12个类型。试验表明,根据酯酶同工酶谱的类型对平菇菌种进行分类是一种简单迅速而又可靠的鉴别分类方法。     

广州市番禺区景观格局的梯度变化研究

对2002年番禺区的卫星影像进行分析,得到土地利用类型的分类数据,根据自然特点和人文特点将研究区划分为3个梯度区,运用景观生态学的方法定量研究土地利用空间结构的梯度变化。结果表明,番禺区的景观多样性和均匀度下降;人工景观类型逐渐减少,自然、半自然景观类型逐渐增加;斑块的几何形状由简单到复杂。     

休宁县毛竹立地类型的划分

以休宁县66块毛竹标准地的调查资料的基础,采用科学与实用性兼备,多因子与主导因子相结合,多级序与逐级控制相联系的原则和方法,对该县毛竹进行立地类型划分,提出以地形及土壤因子为主要依据的三级分类系统,共划出3个立地类型小区,8个立地类型组,22个立地类型。     

基于有序聚类法的土壤水分剖面划分

【目的】研究有序聚类法在土壤水分剖面划分中的应用。【方法】在黄土高原丘陵区陕西省安塞县,以乔木林地、灌木林地、果园用地和天然草地等4种土地利用类型为研究对象,测定4种用地类型0~500 cm土层(每20 cm为1层,共25层)的土壤水分含量,然后采用有序聚类法对4种土地利用类型土壤水分剖面进行分层。【结果】从专业角度无法确定最优分类数K时,可以利用碎石图来确定,对全部样本进行分类并作碎石图可知,当K=4时,有序分割达到最优;对土地利用类型而言,土壤水分剖面总体可划分为水分弱利用层、根系集中层、强烈耗水层、水分调节层等4层,中间2层又可简单地归结为土壤水分利用层。【结论】基于有序聚类法划分的土壤水分剖面分层结果符合黄土高原丘陵沟壑区的土壤水分垂直分布实际,表明了该分层方法的合理性。     

毛竹混交林植物种类组成的区域分布

对福建3个保护区分布的毛竹(Phyllostachys heterocycla cv．Pubescences)混交林群落植物种类的局域分布进行研究,结果表明,分布区内的3个毛竹混交林群落植物有445种,其中共有种14种、偏宜种56种、确限种375种．各群落植物主要由我国亚热带地区的地带性植物组成,集中在壳斗科(Fagaeeae)、杜鹃花科(Ericaceae)、茶科(Theaceae)、冬青科(Aquifoliaceae)、樟科(Lauraceae)和蔷薇科(Rosaceae)等几个科,但各群落之间种类成分存在着显著的差异．在3个毛竹混交林中,毛竹 长苞铁杉群落的生物量最大,但群落物种组成及结构与毛竹生物量关系不明显．     

基于面向对象的资源3号遥感影像森林分类研究

森林类型识别技术是遥感分类中的重点和难点,采用面向对象的遥感影像分类方法是实现森林类型分类的新方法。资源3号遥感影像可为森林类型提取提供新方向。以资源3号遥感影像作为基础研究数据,采用面向对象的分类方法,选择分形网络演化法进行多尺度分层分割,并结合典型地物的光谱特征、纹理特征、几何特征以及植被指数,构建了适用于森林类型提取的决策树模型,并与分割尺度不同的支持向量机分类方法进行比较分析。结果表明:多层分割的决策树分类方法分类精度高于单层分割的支持向量机分类方法,分类精度分别提高了6.1%和12.5%。说明建立多层分割的决策树分类方法适用于森林类型的分类研究。     

宜黄地区TM影像的毛竹提取模型研究

选取2000年9月23日的江西省宜黄地区TM影像作为研究区,通过对TM影像的6个波段进行分析,发现了毛竹与其他地物的光谱差异性。然后建立监督分类模板,对分类模板进行评价。根据地物样本反射值的不同,建立了一种毛竹自动提取模型。并且对自动提取的毛竹结果进行了评价,结果令人满意。     

金佛山方竹细胞构成、形态及细胞壁层构造变异性

  目的  为探究金佛山方竹细胞构成、形态及其细胞壁层构造特征,揭示其随竹龄、竹秆轴向部位的变化规律以及与环境气候因素的相关性,从而丰富其基础解剖数据,促进金佛山方竹秆材资源的高值化利用。  方法  以1 ~ 5年生金佛山方竹天然植株为研究对象,采用传统切片法和富兰克林离析法制得永久横纵切片和离析单根纤维,通过光学显微镜和场发射扫描电镜观察并测量其组织比量、维管束、纤维细胞、基本组织薄壁细胞以及细胞壁壁层结构等特征。  结果  金佛山方竹基本组织占比（体积比）最大,为56.16% ~ 65.92%;纤维组织占比次之,为27.69% ~ 34.18%;输导组织占比最小,为6.40% ~ 9.85%。维管束类型为开放型和半开放型,维管束密度、径向宽度和弦向宽度随竹龄、竹秆轴向变化差异均显著,宽度径弦比几乎一致,介于1.2 ~ 1.3之间。纤维细胞长度在1.7 ~ 2.1 mm之间,长宽比为110 ~ 133,属于长纤维等级。薄壁细胞形态多样,存在显著的竹壁径向差异。纤维细胞次生壁层数为奇数层,最高达9层,呈现出宽窄交替的特征;薄壁细胞次生壁层数也为奇数层,最高达9层,每层厚度近似相等,呈现出松紧相间的特征。竹壁不同位置的细胞壁层数存在差异性,但细胞壁最高层数随竹龄与竹秆轴向部位变化差异不显著。年平均降水量显著影响金佛山方竹的输导组织比量,呈负相关关系;气温显著影响维管束尺寸和薄壁细胞次生壁厚,前者呈负相关关系,后者呈正相关关系。  结论  金佛山方竹显微构造特征在竹龄和竹秆轴向部位两个变化模式下存在一定的构造差异性,但没有明显变化规律,3 ~ 4年生金佛山方竹显微构造特征相对趋于稳定。此外,环境气候因素与金佛山方竹解剖构造特征均存在一定的相关性,且与输导组织比量、维管束尺寸和薄壁细胞次生壁厚等存在显著相关性。      

云南箭竹纤维形态变异规律

对云南箭竹Fargesia yunnanensis纤维形态特征进行了显微观测和系统分析。结果为：云南箭竹纤维长度为0．50～5．18mm,平均长度为1．74mm;云南箭竹纤维宽度为5．70．52．00μm,平均宽度为19．98μm;长宽比为18．86～361．71,平均为92．80;壁厚为O．80～416．00μm,平均为14．17μm;腔径为O-30—390．00μm,平均为5．53μm;壁腔比为0．03～109．00,平均值为3．11。云南箭竹纤维平均长度的纵向变异规律为中部〉基部〉上部。纤维的平均宽度表现出类似的变化规律;云南箭竹纤维的平均壁厚表现出的变化规律,1年生和2年生均为基部〉中部〉上部,而3年生云南箭竹纤维平均壁厚的变异规律为基部〈中部〈上部．腔径也表现出与壁厚类似的变化规律。年龄和部位对云南箭竹纤维特征影响显著。表1参10     

不同竹龄和部位对毛竹纤维形态及结晶度的影响

  目的  研究竹龄与部位对毛竹Phyllostachys edulis纤维形态及结晶度的影响,为实现毛竹在制浆造纸、竹纺织品等工业生产中的高效选材利用提供基础数据。  方法  采用纤维离析法,借助普通光学显微镜,测定纤维形态;通过Segal法计算相对结晶度。  结果  竹龄主要影响竹材的纤维长度,纤维长度随竹龄的增长而增大,且80%的纤维长度为1 000~2 500 μm,属长纤维。轴向高度对毛竹材纤维形态的影响较小,纤维壁腔比、长宽比在3个取样部位间差异显著(P＜0.05),但未有明显变化规律;轴向上,不同位置纤维长度未见显著差异。径向纤维长度从大到小依次为竹肉、近竹青、近竹黄;结晶度与竹龄无明显关系,径向上由近竹黄到近竹青呈现递增趋势。在影响竹材纤维形态的因子中,竹龄贡献率最大,影响最为明显。  结论  毛竹纤维形态受竹龄影响最大,受径向取样部位影响明显,轴向高度影响较小,所有部位纤维可用于工业生产,建议将竹龄作为原材料筛选的优先指标。图6表6参22     

苎麻韧皮纤维超微结构的观察

[目的]研究苎麻(Boehmeria nivea L.Guad)韧皮纤维的超微结构。[方法]对苎麻茎韧皮纤维进行光学显微镜和透射电子显微镜观察;并对苎麻单纤维进行组织离解,用光学显微镜进行观察。茎韧皮纤维显微观察结果表明:苎麻韧皮纤维细胞壁横切面分为胞间层、初生壁和次生壁3个层次和细胞腔;次生壁大多为1层,即次生壁外层(S1),并且具有许多同心层次;少数纤维具有2～3层,即次生壁外层、中层(S2)和内层(S3);茎基部纤维次生壁多为2～3层,中部纤维次生壁多为1层,苎麻纤维次生壁层次存在位置差异;苎麻纤维是由若干个纤维细胞相互连接而成,纤维细胞之间部分纤维细胞端壁溶解,部分具细胞膜和初生壁,部分具次生壁。苎麻单纤维光学显微镜结果表明:苎麻单纤维细丝状,纤维细胞壁(次生壁)由Z型微纤丝和S型微纤丝组成,具节和节间,少数纤维具有明显的节状加厚现象;中央略大,两端尖削,或钝圆形、二叉状、火炬状等各种形状。[结论]该研究可为生产高品质的苎麻产品奠定基础。     

竹材薄壁组织拉伸性能及其变异规律的研究

  目的  从力学角度看，竹材的薄壁组织扮演基体的角色，而因其几何形貌的限制，目前针对薄壁组织开展的力学方面的相关研究较少。探索薄壁组织的力学性能，尤其是基体材料属性的赋值，对竹材精细化仿真模型的建立起到关键作用，进而提高模拟分析结果的准确性。  方法  以毛竹材为研究对象，7组试样取自同一竹秆不同高度处节间，软化后切厚度为30和80 μm的弦切片，其中厚度为30 μm的切片用于测试薄壁细胞形态参数，厚度为80 μm的切片用于制作有效试验段仅含薄壁组织的拉伸试样，并在力学试验机上结合光学引伸计完成竹材薄壁组织的拉伸试验，计算分析其抗拉强度、弹性模量和失效应变。  结果  竹材薄壁细胞长、宽、腔径和双壁厚在竹秆高度方向上无明显的变异规律；薄壁组织的平均抗拉强度为13.08 MPa，抗拉弹性模量为830.86 MPa，失效应变为1.98%，三者在竹秆高度上的变异规律均不明显；竹材薄壁组织拉伸性能与薄壁细胞形态之间的线性相关性较低。对薄壁组织拉伸失效断口的分析表明其拉伸失效的实质是胞间层分离与细胞壁断裂，本试验采用的毛竹材薄壁组织的平均抗拉强度在13.08 ~ 34.82 MPa之间。  结论  试验方法与结果均可靠，试验结果将为全面而深入地了解竹材力学性能及其数学模型的建立提供重要的参考价值，另外本试验方法将为植物材料力学性能的相关研究提供参考。然而，为提高测量结果的准确性还需进一步的深入研究，竹材薄壁细胞组织构造在竹秆高度方向上的变异规律与其力学性能之间的关系仍需探索。      

彩色棉纤维的超微结构观察

对白色棉、棕色棉和绿色棉纤维进行了电镜观察,结果表明:3种颜色纤维的结构由外到内依次为初生壁、次生壁和中腔.在白色纤维的超微结构中未发现染色较深的物质; 在绿色棉纤维中,纤维的次生壁内层存在大量染色深的条纹,这些条纹可能是色素沉积的结果,类似沉积的日轮;在棕色棉纤维的中腔内,存在大量染色深的物质,而且这些物质主要沉积在中腔壁上,这些染色较深的物质可能是棕色棉纤维的色素物质,同时发现棕色棉纤维具有分叉结构. 与白色纤维比较,彩色纤维表现出的品质较差,可能与纤维素含量低及色素物质的沉积有关.     

毛竹纤维微纤丝取向的原子力显微镜观察

为了观察到竹纤维不同壁层微纤丝的取向,该文利用原子力显微镜对毛竹纤维的微纤丝取向进行了高分辨观察。采用了两种样品制备方式, 一是化学离析后纤维,用于观察竹纤维表层的微纤丝取向;二是经过脱木素处理后的弦切片（厚度为30 μm）,用于观察竹纤维细胞腔内壁的微纤丝取向。结果表明,毛竹纤维初生壁微纤丝呈无序排列,但其细胞腔内壁的微纤丝相对纤维长轴则几乎垂直排列,这种排列模式与木材细胞对应壁层微纤丝的排列模式相似。同时,还观察到某些壁层的微纤丝呈高度定向排列,但拍摄到这类图像的几率较小。该研究证实,利用原子力显微镜可以实现对竹纤维微纤丝取向的高分辩观察,并且样品制备远较透射电镜简单,可操作性强。      

竹笋壳纤维的微观结构与热性能测定

[目的]了解自然脱落竹笋壳纤维的微观结构特征和热性能,为开发利用竹林资源竹笋壳提供理论依据.[方法]通过电子显微镜观察纤维的横截面和表面形态,用X射线衍射测定纤维的结晶度,用红外光谱测试分析纤维含有基团的种类,用差热—热重联用分析仪测定纤维的热性能.[结果]竹笋壳纤维表面粗糙,存在沟槽和裂缝,横向有枝节,且有轻微的天然转曲现象;纤维横截面有大量的小凹坑,纤维中腔呈圆形或扁平状孔洞;竹笋壳纤维具有典型的纤维素纤维结构,经X射线衍射测定,竹笋壳纤维结晶度为68.2％,高于棉纤维.天然竹笋壳纤维的热稳定性和热降解机理与棉纤维相似,竹笋壳纤维在345℃左右开始热分解,随着温度的升高,竹笋壳纤维在410～470℃呈现显著的失重现象.[结论]竹笋壳纤维属于典型的纤维素纤维,且具有良好的热性能,可在纺织领域应用.     

竹纤维增强聚丙烯复合材料的研究

研究了竹纤维增强聚丙烯复合材料的力学性能、热学性能、加工性能,采用电镜扫描分析了复合材料的界面及其微观结构.用多元统计分析中的主成分分析法,合理地确定竹纤维增强聚丙烯复合材料多项性能指标兼优的最佳纤维含量.     

方竹材纤维形态变异规律的研究

应用正交试验设计方法，系统分析了不同年龄、不同胸径、竹秆不同部位方竹材纤维形态的变化规律，结果表明：年龄和竹秆部位(包括垂直部位和水平部位)是影响方竹材纤维形态的主要因素，胸径对方竹材除壁厚外其它纤维形态指标影响不显著，各因素对各纤维形态指标影响重要程度的顺序有所不同。