基于探地雷达识别林地粗根和石砾

【目的】通过1 500 MHz探地雷达（GPR）对辽东老秃顶子国家自然保护区典型阔叶林蒙古栎地下粗根和石砾进行探测研究,对林木成林及其发挥水土保持功能提供理论参考。【方法】在试验样地内基于探地雷达探测技术,控制试验分析GPR反射波参数与根径和石砾直径的相关关系,建立有效的估算模型,识别林地粗根和石砾,确定其分布规律。【结果】（1）在控制试验条件下土壤粗根和石砾能有效识别,根径> 1 cm的粗根在雷达剖面能形成明显的双曲线波形,石砾为“黑-白-黑”的波形。（2）GPR反射波参数中总时间间隔与根径相关性最显著（P <0.01）,拟合得到y=0.286 2x+1.18(R2=0.709 8)的关系模型,石砾水平直径和垂直直径与各雷达反射波参数相关性都不显著。（3）剖面试验表明1 500 MHz频率天线的GPR对粗根根系识别率为36.7%,对石砾识别率为17.9%。（4）剖面试验表明GPR对粗根识别及分布受根系的直径与埋深影响,而对石砾识别效果与它埋深相关性不显著。根径<3 cm的粗根主要分布在0～30 cm土层,>3 cm的粗根主要分布在20～40 cm土层。在有效识...     

基于探地雷达途径的小叶杨粗根空间分布特征研究

根系研究一直是生态学领域一项极具挑战性的工作,传统研究方法具有多种局限性,因此应用非侵入式方法开展根系研究具有重要实践意义。以黄河漫滩地生长的不同胸径大小(45～104.5 cm)小叶杨共40株为研究对象,应用探地雷达(GPR)技术测定粗根(粗度≥1 cm的根系)空间分布情况,并对1～2、2～3 cm和>3 cm 3个径级粗根进行分类统计,综合研究小叶杨粗根空间分布特征。结果表明,1)在垂直方向0～80 cm范围内,粗根密度以20～40 cm处最大,为8.17 roots/m,其中径级2～3 cm粗根密度占比由23.7%增加至47.2%。2)在水平方向5 m范围内,粗根密度逐渐下降,在1 m处密度值最大,为5.24 roots/m,其中径级1～2 cm粗根密度占比在2 m处最低,为49%,而径级2～3 cm和>3 cm在2 m处最高,分别为34%、17%。3)粗根密度随着胸径径级的增加由15.34 roots/m增加至28.16 roots/m,但不同胸径水平下各径级粗根密度特征存在明显差异,径级1～2 cm的粗根是差异存在的主要原因(P=0.000)。4)粗根密度主要受到...     

应用探地雷达探测古树根系分布

为监测古树健康状况和为古树复壮措施提供指导,通过使用探地雷达探测了一株古侧柏的根系在水平方向和垂直方向的分布.结果显示:探地雷达对于处于地表浅层0～60 cm的根系分布有较好的探测作用,对更深处的粗根也能探测,探测结果和实际观察相比在水平分布上大致相同,但无法探测交叉或重叠根系.总体来说探测的可能性随着根系直径的增加而...     

探地雷达在碎石桩检测中的应用

将探地雷达检测技术应用于碎石桩的质量检测,判定碎石桩的桩身完整性,具有快捷、准确和实时处理及显示的优点。结果表明:该技术可为复合地基的质量检测提供大量相关信息。     

探地雷达在林木无损检测应用初探

阐述了林木无损检测的主要原理和研究现状,介绍了探地雷达的工作原理、应用情况和主要特点,探讨了将探地雷达应用在无损检测中的研究难点和方向.     

天水市伏羲庙古侧柏树干空腐状况诊断及其应用

为进一步加强对天水市伏羲庙内古侧柏的保护,运用TRU树木雷达对伏羲庙28棵古侧柏树干空洞情况进行了检测。结果表明,28棵古侧柏树干都不同程度地出现了空腐,其中轻度空腐的占25%、中度空腐的占67.85%,重度空腐的占7.14%。同时对古侧柏健康地上部分进行诊断,利用层次分析法得出完全健康的为0株,较健康的有17株,占比60.71%;不健康的6株,占比21.43%;显著不健康的4株,占比14.29%,濒临枯死的1株,占比3.58%。综合古侧柏地上部分生长的健康状况评估结果和空洞情况结果进行分析得出,古侧柏的树龄与健康程度之间没有明显的相关性,树龄只是导致树衰弱的主要因素,不是重要因素。空洞情况与健康程度之间存在一定的相关性,在树龄较小情况下,空洞越小的健康程度越大,但有少量古侧柏之间关系呈负相关,主要原因可能是地下根系较为发达,树冠茂盛,矿物质、水分和光合作用的能力较强,部分古侧柏病虫害情况较为严重。基于以上研究结果,提出伏羲庙古侧柏保护建议措施,为进一步研究古树、保护古树的措施提供借鉴。     

探地雷达在辽宁普通公路面层检测中的应用

随着旧路改造工程逐渐增多,传统的钻芯取样检测沥青层厚度已满足不了设计者的要求,雷达作为一种先进技术手段,它的高效性、准确性已被广大道路工程师们认可。就探地雷达在辽宁普通公路面层检测中的应用进行探讨。     

探地雷达用于树木单根成像的模拟技术研究

利用超宽带探地雷达技术,以及衍射层析成像算法实现对根系的探测与成像。通过时域有限差分法,对树木根系进行建模仿真,生成探地雷达扫描数据,然后利用衍射层析成像算法对仿真数据进行目标重建,得到根系横截面反演图像。并讨论了根的直径、介电特性及其分布情况对探地雷达探测根系的影响。仿真结果表明,在近似为无损的均匀土壤中,超宽带探地雷达能快速无损地实现地下根系目标探测,衍射层技术通过重建根系图像,初步实现树根的介电属性、形状特征估计和位置标定等,因而可用于探地雷达根系探测中,对树木根系的研究具有重要意义。     

基于树木雷达的小兴安岭典型树种粗根分布及其影响因素研究

目的  探究小兴安岭典型树种粗根分布规律及其影响因素，为小兴安岭树木良好生长提供科学依据和数据支撑。 方法  以红松、落叶松、红皮云杉、樟子松为研究对象，在凉水实验林场选取了8个样地进行试验。以样木为圆心，采用树木雷达扫描以0.5、1、1.5、2 m为半径的圆周上的根系，采用环刀法和取土样法测定土壤理化性质，并测量树高、胸径、冠幅等树木因子，分析小兴安岭树木粗根分布状况，并对粗根密度与树木因子及土壤因子指标进行相关性分析。 结果  （1）小兴安岭4个典型树种在水平方向粗根密度随着与树干距离的增加而减少；在垂直方向上，随着土壤深度的增加，红松和落叶松粗根密度逐渐减少，红皮云杉和樟子松粗根密度先增加后减少。红松、落叶松、红皮云杉、樟子松分别有82.1%、82.0%、89.6%、67.6%的粗根分布在0 ~ 40 cm土层深度。（2）树木粗根密度与树高、胸径、冠幅呈显著正相关关系（P < 0.05），与树木平均阻力值无显著相关关系（P > 0.05）。（3）树木粗根密度与土壤含水量、饱和持水量、毛管持水量呈显著正相关关系（P < 0.05），与土壤密度呈显著负相关关系（P < 0.05），与毛管持水量相关程度最高（r = 0.538，P = 0.012）。树木粗根密度与土壤有机质、全氮、全磷、水解氮含量呈显著正相关关系（P < 0.05），与全氮含量相关程度最高（r = 0.646，P = 0.002）。 结论  研究结果表明树木因子和土壤因子均对小兴安岭4个典型树种粗根分布产生不同程度影响，树木粗根分布不仅与自身特性有关，还与其生存环境有关，而与树木材质状况无关。      

钢筋混凝土无损检测的手持式探地雷达研制

根据钢筋混凝土无损检测的特点和超宽带雷达探测原理,研制了一种手持式高分辨率超宽带探地雷达系统.阐述了基于无载频脉冲发射机、等效时间采样接收机和超宽带收发天线的低成本射频模块的基本结构和工作原理,描述了集雷达控制、数据采集和图像处理于一体的嵌入式控制模块的设计方法.软硬件集成提高了系统的便携性、可靠性和实时性.原理样机实验结果表明：该检测系统可有效检测埋深为0~35 cm,间隔6 cm以上的Φ6钢筋位置和保护层厚度,并可反映钢筋混凝土的其他特性.     

基于探地雷达的果树根系检测试验与分析

果树的根系健康与水果品质息息相关,如何检测根系的健康状况一直是果树养护管理领域的难题。探地雷达作为新兴的无损检测技术日益受到学术界和业界的重视。选择江南大学校内果园和江苏省苏州市吴中区东山镇双湾村果园内的枇杷和水蜜桃果树试样,利用探地雷达对试样进行根系检测试验,以评价探地雷达对果树根系检测的可行性。结果表明,通过分别设置900 MHz和400 MHz的天线频率,探地雷达能够获取果树试样的细根和粗根分布图,包括雷达信号波形图、三维总览图和分层密度图,根系图像准确地反映了果树地下根系分布状况,结果有助于果树健康风险评价和养护管理。     

基于探地雷达的典型土壤物理性质探测研究进展

探地雷达(GPR)作为一种新型的无损探测工具,具有探测速度快、探测过程连续、操作简单,探测费用低等优点。探地雷达在工程勘探方面应用广泛,但在探测典型土壤物理性质,尤其是在探测矿区典型土壤物理性质方面的应用研究较少。本文在介绍GPR基本工作原理、发展历程及其图像处理研究进展的基础上,对基于GPR的典型土壤物理性质探测研究进展作详尽文献分析,最后阐述基于GPR的矿区复垦土壤典型物理性质的研究进展,并对探地雷达探测典型土壤物理性质进行了展望,指出基于GPR对典型土壤物理性质的研究应主要集中于GPR图像处理技术、GPR的分辨率及探测效果评价等方面。     

基于探地雷达技术估算喀斯特峰丛洼地不同坡位土壤有机碳密度的方法

在典型喀斯特峰丛洼地区按上、中、下坡位和洼地分别选取四个样方,利用探地雷达技术探测土壤深度,获得各层次土壤体积分数,结合土壤剖面采样获得的土壤有机碳含量、石砾含量和容重等数据,计算土壤有机碳密度。结果表明:该峰丛洼地区上、中、下坡位的土壤主要集中在0~30 cm深度范围内,体积分数范围为72%±16%~78%±6%,洼地的土壤则主要集中在0~70 cm,体积分数为64%±17%;土壤剖面0~30 cm内有机碳含量逐层显着下降(P<0.05),在深度30 cm以下下降趋势变缓,表层土壤有机碳含量从上坡至洼地逐渐降低,符合喀斯特地区特有的“养分倒置”现象;基于探地雷达法测得的0~20 cm土壤有机碳密度由上坡至洼地逐渐减小,上坡与洼地差异显着(P<0.05),而0~100 cm土壤有机碳密度则洼地显着大于坡地(P<0.05);探地雷达法与“平均深度法”相比,后者对前者的相对误差为0.3%~14.5%,未达到显着差异。通过研究建立了基于探地雷达准确获取土壤深度的土壤有机碳密度的估算方法,适用于喀斯特非连续性土壤,为进一步准确估算喀斯特地区土壤有机碳储量提供了更可靠的方法。     

基于k-means算法的树根雷达图像数据处理研究

文章通过研究探地雷达探测原理,提出一种数据处理成像方法,用于对通过地下树根的探测得到的雷达图像进行处理,实现对树根的无损检测。经验证,该方法有一定效果,这将为探地雷达在林业和农业方面的进一步应用提供基础,同时表明了将探地雷达用于树木无损检测的可行性。     

几种盐地植物根解剖结构的研究

通过对典型盐地植物赖草、野大麦、碱茅、沙枣、灰绿藜的根解剖结构观察,结果表明：①赖草、野大麦、碱茅的内皮层加厚显著,内皮层细胞内切向壁平均厚度分别为１２．２μｍ、９．８μｍ和３．８μｍ;内切向壁厚度与细胞厚度比分别为５５．５％、５７．１％和５８．６％;靠近内皮层的皮层细胞也有不同程度加厚;②赖草中皮层细胞排列成放射状并存在根毛分叉现象;③沙枣根中观察有含晶细胞存在。初步分析了根结构与耐盐性的关系。     

芫根粗总皂苷对糖尿病小鼠的降血糖作用

【目的】研究芫根粗总皂苷（ST）对四氧嘧啶所致糖尿病小鼠血糖的影响。【方法】以体积分数 70%乙醇加热提取芫根,并分别以石油醚和正丁醇萃取,得到芫根ST,测定正丁醇萃取相中总皂苷的含量;给昆明小鼠尾静脉注射 85 mg/kg 四氧嘧啶,建立糖尿病小鼠模型;用剂量为 500和1 000 mg/kg的ST对糖尿病小鼠灌胃7 d后,测定初始空腹血糖和最终空腹血糖,并在试验结束时处死小鼠,取胸腺、肝脏、脾脏和肾脏组织称质量计算脏器指数,分析ST对糖尿病小鼠口服耐糖量（OGTT）的改善情况。【结果】正丁醇萃取物中总皂苷的质量分数为（31.5±1.7）%（以薯蓣皂苷元计）;ST 500和 1 000 mg/kg灌胃组糖尿病模型小鼠在连续给药7 d后,小鼠血糖显著降低（P＜0.05）,并且其脏器指数得到了明显改善;500 mg/kg剂量的ST可以显著提高糖尿病模型小鼠的耐糖量。【结论】芫根粗总皂苷可显著降低四氧嘧啶致糖尿病小鼠的血糖。     

柑桔根粉蚧和柑桔地粉蚧的进一步调查

<正> 一、地理分布概况柑桔根粉蚧Rhizoecus kondonis Kuwana和柑桔地粉蚧Geococcus citrinus Kuwana,为害柑桔细根,导致植株衰亡,是新发现的我国两种柑桔危险性害虫。世界上已知柑桔根粉蚧分布于日本,是日本一种重要的柑桔害虫;柑桔地粉蚧在日本亦为害柑桔树,也分布于印度(为害胡椒根部)。这两种粉蚧在我国迄今已知主要分布于福建。柑桔根粉蚧在江西南丰也有记录,有迹象也分布于浙江黄岩(根据浙江农业大学李学骝教授、林     

水库崩塌特殊地优势植物根力的研究

台湾石门水库集水区内地质脆弱且坡度陡峭,2004年“艾利”台风过境后,豪雨冲蚀造成集水区上游800hm。以上的崩塌地。本研究依崩塌地植被调查结果,选取5种优势木本植物进行根系调查,并探讨其对坡面安定功能,另由植株引拔抗力试验与基径、土壤含水量、地上部重等关系,进行回归分析统计,建立根力推估模式,并相互比较。结果显示：引拔抗力（P）与基径（D）的关系最为显著;根力引拔抗力推估式为,山芙蓉：P=5．10D九芎：p=2．82D,构树：p=11．75D,山盐菁：p=12．56D,山黄麻：P=8．52D,而在固定基径条件下,试验呈现所需拉拔抵抗力大小依序为：山盐菁〉九芎〉山芙蓉〉山黄麻〉构树。显示山盐菁、九芎的根系对边坡稳定所提供的水土保持效果较大。     

基于雷达和闪电定位仪对冰雹云的识别预警研究

选取2016-2017年青海省西宁市及海东地区的30次降雹过程雷达和闪电定位仪数据,对冰雹天气的雷达回波演变和闪电特征进行分析,重点分析正、负地闪的数量、频次、极性和强度的变化规律,并选取个例对冰雹云发生前后闪电、雷达参数变化进行分析.在冰雹云形成、消亡的过程中,负地闪占绝对优势,正地闪出现频率很少,且分布不集中,这与...     

腐殖质促进植物根和地上部生长的信号传导和串扰机制研究进展

天然高分子异构混合物腐殖质（HS）是陆地生态系统的重要组成部分,其促生作用近年来被广泛研究,其中多条信号通路在 HS 促进植物生长发育过程中起到重要作用。该文综述了 HS 促进植物根和地上部生长发育的信号通路传导及串扰机制。HS 在促进根系生长过程中吲哚乙酸（Indole-3-acetic acid,IAA）、一氧化氮（Nitric oxide,NO）、脱落酸（Abscisic acid,ABA）、活性氧（Reactive oxygen species,ROS）和 Ca2+ 等信号通路传导及相互串扰过程参与其中;HS 在促进地上部生长过程中细胞分裂素（Cytokinin,CTK）、ABA 和硝酸盐信号通路发生复杂的传导和相互串扰过程。HS 通过复杂的代谢网络调控植物生理代谢,调节机制涉及多条复杂信号通路的传导和串扰过程,其中质膜 H+-ATPase 是 HS 促进地下和地上部生长机制研究中的关键节点,多条信号通路通过质膜 H+-ATPase 介导相互级联放大的信号传导。在 HS 调控根系和地上部生长发育过程中,信使 NO 与多条信号通路间发生复杂的串扰过程,是参与 HS 促生作用的重要串扰信号分子。HS 在触发根和地上部生长发育过程中还存在其他信号通路,其中防御信号通路水杨酸（Salicylicacid,SA）和茉莉酸（Jasmonic acid,JA）受到信号通路 IAA、NO、ABA 和 CTK 等的调节。由于 HS 具有分散性、异质性和生物化学研究复杂性的特点,至今尚未明确 HS 对植物生长短期作用机制以及在整个植物生长周期内的整体作用机制,因此需要进一步深入分析揭示促生过程中所涉及到的信号传导、交叉、串扰和整合途径,以及复杂的营养和代谢通路,为 HS 生理活性作用机制和农业生产应用的研究提供理论依据。