基于L系统的开心形苹果树枝干模型

虚拟植物模型即用计算机模拟植物的生长发育。本文通过虚拟植物研究方法L系统理论的介绍,结合开心形苹果树的形态结构特点,使用虚拟植物模拟软件L-studio,动态地模拟出开心形苹果树在不同生长阶段的三维形态。通过使用随机规则控制树枝生长方式,并使用管道模型模拟枝干的加粗生长,实现了开心形苹果树的基本形态模型。     

花椰菜花球球径的发育遗传研究

利用包括基因与环境互作的加性-显性遗传模型对6个花椰菜品种(系)完全双列杂交实验的2年观察资料进行花球球径不同发育阶段的遗传分析。结果表明:年份间的环境差异对亲本和F1的球径表现影响较小,球径在整个发育期主要受加性效应控制,不存在基因型×环境互作效应,选用瑞雪70天、c-3、c-5为亲本配置组合,能够使其后代在10月中下旬前在平均球径的基础上增大球径;而福州80天和c-8这2个亲本的表现恰好相反。进一步对不同发育阶段的平均球径进行条件遗传分析发现,加性主效应和显性主效应在球径增大的大部分时期都有新的表达,且不易受到年份等外部条件的影响,但这些新表达的效应在10月12日之前和之后表现为相反的方向。成熟期球径给定不同发育时期性状的条件遗传分析表明,在各个时期均检测到显著的条件加性方差(10月24日除外)和条件显性方差,10月6日之前的净加性表达效应的作用占最终球径表现变异的88.8%。     

华北地区古树主要形态特征变异分析

【目的】通过对古树形态特征变异分析研究,了解古树表型性状的生态地理变异,以期为华北地区古树名木的资源保护和健康维护提供参考。【方法】以6个区域5种不同类型的古树为研究对象,选取7个不同的形态特征指标,采用ANOVA方差分析和LSD最小显著差异法,对测定的性状特征数据进行数学统计分析。【结果】5种古树7个性状指标间存在一定程度的变异,树洞在不同树种中的变异程度最大,而树高、胸径和树叶稀疏情况的变异程度最小,性状最为稳定;古树的形态差异与生境异质性关系密切,具有相似生境的古树通常具有相似的表型特征;树高、树叶稀疏状况和枯枝比等表型性状特征值与土壤营养元素多呈负相关关系。【结论】华北地区古树的形态特征具有多型性,且受生境异质性影响较大,具有较好的生态适应性。     

基于C2H和D2H 的刨花楠幼苗生物量回归模型比较

为简单、方便、准确地估算我国亚热带森林生态系统中具有重要生态价值和多种经济用途的优良乡土阔叶树种刨花楠Machilus pauhoi的生物量,以冠幅（C）、地径（D）和株高 (H) 3个形态因子作为变量,运用回归分析和模型选优的方法建立了单株刨花楠幼苗叶、茎、根和总生物量的最佳估测数学模型.结果表明: CH、C²H 复合变量与生物量相关性较好,以CH、C²H 为自变量的乘幂曲线回归模型W=b₀x^b₁为刨花楠幼苗的最佳生物量估测模型,与常用的 D²H 作为变量的生物量模型相比,精度基本一致,但工作简便性更好.但在植株密度差异较大或估算大个体刨花楠生物量时应做进一步的验证.     

宝天曼短柄枹林1公顷样地物种组成与群落结构

为了深入了解宝天曼自然保护区树种的多样性,参照巴拿马巴罗克罗拉多岛样地的技术规范,于2009年在河南宝天曼国家级自然保护区建立了1块面积为1hm2的短柄枹林永久监测样地。对样地内所有胸径≥1cm的木本植物进行了详细的定位调查。结果表明:样地内被监测的树木个体数为2 481个,隶属于27科47属71种;短柄枹林样地共分为4个基本层次,乔木Ⅰ层主要有短柄枹(Quercus serrata var.brevipetiolata)和栓皮栎(Quercus variabilis),乔木Ⅱ层主要由四照花(Cornus kousa subsp.Chinensis)、水榆花楸(Sorbus alnifolia)组成,灌木层的优势种为连翘(Forsythia suspensa)、满山红(Rhododendron mariesii)等,草本层主要由细叶薹草(Carex duriu-sata subsp.stenophylloides)等组成;样地植物区系以北温带成分为主,共25个属,占总属数的50.98%,兼具热带成分,共10个属,占总属数的21.28%;短柄枹(Quercus serrata var.brevipetio-lata)和栓皮栎(Quercus variabilis)在群落中占有绝对的优势地位,但从径级结构来看,栓皮栎的更新较差;从物种的空间分布格局中可以看出,样地物种空间分布格局整体上表现为随机分布为主,但优势种短柄枹和栓皮栎主要表现为聚集分布。     

玫瑰果实生长动态研究

以玫瑰8个栽培品种和3个野生类型为试材,对其果实生长过程的变化进行了研究。结果表明：栽培品种和野生类型横径生长规律不相同,“唐红”、“刺果”、“紫雁”、“一品紫衣”和“紫枝”5个栽培品种在生长过程中有一个相对快速增长阶段,其余3个栽培品种则呈现均匀稳定的增长趋势;3个野生类型均有两个相对快速增长阶段,分别出现在5月下旬至6月初和6月中旬至7月初。玫瑰果实纵径增长趋势大体一致,除“唐白”在5月下旬至6月上旬有一个相对快速增长阶段外,其余栽培品种和野生类型均呈现出均匀稳定的增长趋势,5月下旬至6月中旬是果实纵径增长比较明显的阶段。到7月中下旬,果实纵横径逐渐停止生长,达到最大值。     

落叶松人工林直径分布动态预估模型1）

基于小兴安岭地区和长白山地区102块落叶松人工纯林固定标准地复测数据（10 a间隔期）,采用参数预测模型（PPM）系统,建立了前期Weibull分布参数（b1）与前期林分调查因子模型、前期参数c1与b1之间的回归模型、两期参数b2与b1的回归模型、以及两期参数c2与b2之间的回归模型,并采用似乎不相关回归（ SUR）理论,估计了模型的参数;利用“刀切法”选择平均相对误差（ ME ）、平均相对误差绝对值（ MAE ）、预测精度（ P）、相对误差（ B）、误差指数（ IE ）等指标,分别对所建立的参数动态预测方程及直径分布动态预测结果进行了检验。结果表明：所有模型的R2a较好（0．428～0．897）,RMSE均较小（0．37～0．94）,所建立的直径分布动态预测模型具有较好的拟合效果。通过检验,所建立的参数动态模型预估能力较好（－10％＜ME＜－2％,P＞95％）,并能较好地预测落叶松人工林未来直径分布（B0＝4．38％,B1＝12．38％,IE＝524）。     

六盘山南侧华山松树干直径生长及其对气象因子的响应

2010年5—10月份,在宁夏六盘山南侧的香水河小流域,应用带状树木径向变化记录仪研究了华山松(Pinus armandii)树干的直径生长变化及其对气象因子的响应。结果表明:①华山松树干直径呈现出由收缩期、膨胀恢复期和生长期组成的日周期性变化,其最大值出现在6:00—9:00,最小值则在16:00左右。②华山松各样木树干直径日生长量的季节变化趋势一致,即:5-6月份为匀速生长期,其日均生长量在17.65～98.11μm之间;7-8月份为快速生长期,其日均生长量在27.15～112.33μm之间;8月底—10月份为缓慢生长期,其日均生长量在10μm以下。然而,华山松树干在匀速生长期、快速生长期内的直径日生长量幅度存在明显的个体差异,其中优势木的生长速度明显大于亚优势木和中等木。整个观测期内,华山松树干直径的累积生长过程符合幂函数曲线(R2=0.75～0.93,P<0.01)。③主成分分析和偏相关分析表明,日最低温、日降水量、日平均辐射是影响树干直径生长的主要气象因子,而日平均温度、日最高温、日平均饱和水汽压差等对树干径向生长的影响作用则表现出较大的变异性。     

尾叶桉地径与胸径、树高、材积相关性分析

【目的】建立尾叶桉地径与胸径、树高、材积的数学模型,为利用地径测算林木立木材积提供测算方法。【方法】实测148株尾叶桉立木的地径、胸径和树高,运用SPSS软件建立尾叶桉地径与胸径、树高、材积的回归模型,进行选优和适应性检验。【结果】研究区尾叶桉地径—胸径、地径—树高、地径—材积最优模型分别为D1.3=0.857D0-0.539、H=0.966D01.048、V=0.0000481D02.749,尾叶桉地径与胸径、树高、材积均显著相关。地径—胸径模型适应性检验的总相对误差为-1.14%、平均相对误差为1.29%,精度为98.46%;地径—树高模型适应性检验的总相对误差为13.07%、平均相对误差为-14.32%,精度为94.88%;地径—材积模型适应性检验的总相对误差、平均相对误差分别为-3.87%、1.69%,精度为94.70%。【结论】选出尾叶桉地径与胸径、树高、材积的3个最优回归模型,其中地径—树高模型总相对误差和平均相对误差过大,不提倡以尾叶桉地径直接估算树高;地径—胸径、地径—材积模型预测误差均在±5%以内,方程预测精度较高,可以用于估算立木材积。     

作物茎秆膨胀收缩监测柔性可穿戴传感器研制与试验

作物茎秆膨胀和收缩变化与其水分状态密切相关,实时监测茎秆的膨胀和收缩变化能够及时掌握作物水分状态,对指导灌溉、提高农业水资源利用率具有重要意义。目前,对于作物茎秆膨胀和收缩变化的监测主要采用基于线性微位移测量原理的传感器,通过测量茎秆的膨胀和收缩引起的位移变化来反映水分状态,存在体积大、价格高、安装不便等问题。为此,该研究提出了一种基于压阻效应的柔性可穿戴传感器,采用柔性压力电极作为传感元件,贴附在作物茎秆表面,通过监测茎秆膨胀和收缩引起的压力变化来反映作物的水分状态,压力检测电路和数据采集电路将作物茎秆的压力信号转换成电信号进行输出和存储。首先在实验室环境下对传感器性能进行测试和标定,然后在温室环境下将传感器安装在番茄茎秆上观测番茄茎秆的压力变化,并与线性微位移传感器观测结果进行比较,最后在充分灌溉和水分亏缺2种条件下观测番茄茎秆的膨胀和收缩变化。结果表明,柔性压力传感器稳定性测试的平均相对变化率为0.109%;弯折前后引起的输出变化非常小,可以忽略不计;标定结果的决定系数大于0.99,最合适的工作压力范围为2～100 kPa;实验室环境下,柔性压力传感器与线性微位移传感器输出值之间的决定系数为0.9551;温室环境下,充分灌溉组中柔性压力传感器与线性微位移传感器输出值变化趋势一致,两者之间的决定系数为0.7672,亏缺灌溉组中两类传感器输出值均因水分亏缺而呈现下降趋势,输出值之间的决定系数为0.8519。本文所设计的柔性可穿戴压力传感器不仅能够实时监测番茄茎秆的膨胀和收缩变化,还可以对番茄亏水胁迫进行诊断,为实现高效节水灌溉提供重要的技术支撑。