桉树生态营林的理论探索与实践

桉树生态环境问题是世界性难题,迫切需要开展生态营林理论的探索与实践。本文通过系统地研究营林措施与人工林生态服务功能关系的变化规律,分析不同营林措施对桉树人工林生态服务功能的作用机制,并通过桉树生态营林实践,建立起现代桉树生态营林理论体系。文中提出生态营林的定义、生态营林原则和生态营林的理论体系。6年的生态营林实践表明,采取"低干扰、低投入、低污染"的生态营林方式,获得"高产量、高价值、高效率"的营林效果,实现长短结合、一般用材与珍贵用材结合、木材生产与生态服务协同提升的生态营林目标。该理论是解决当今桉树人工林木材生产和生态服务失衡以及生物安全、土壤安全、生态安全问题,实现高质量发展的重要理论基础,对推动我国现代林业高质量发展具有重要的指导作用。     

传统风格建筑钢框架结构抗侧刚度试验研究

为研究传统风格建筑的抗侧力性能,进行了1榀单层两跨传统风格建筑钢框架结构的低周反复荷载试验.通过测试试件在侧向力作用下的位移角变形和承载力退化趋势,研究了传统风格建筑钢框架结构的抗震性能,分析了结构的弹塑性特征、整体框架抗侧刚度退化、结构在同级位移循环加载条件下的刚度退化规律以及加载位移与残余变形的关系.结果表明:传统风格建筑钢框架结构表现出较强的承载力和良好的抗侧能力,在水平荷载作用下,钢框架结构形成多道抗震防线,结构刚度退化表现出由快到慢的规律;结构破坏时位移角达到1/20,未发生承载力陡降的不利情况;传统风格建筑钢框架结构在水平荷载作用下形成梁铰破坏机制,满足规范提出的"强柱弱梁,强节点弱构件"的抗震设防要求.     

马尾松×红锥异龄混交林对土壤微生物群落结构和功能的影响

探讨马尾松(Pinus massoniana)纯林改造成马尾松×红锥(Castanopsis hystrix)异龄混交林对土壤微生物群落结构和功能的长期生态效应,为马尾松人工林质量的精准提升提供理论依据。以60 a生的马尾松纯林和改造后的异龄混交林为对象,比较分析纯林和异龄混交林土壤微生物群落结构和功能差异,以及土壤微生物类群与土壤酶活性和土壤性质的相关性。两种林分土壤磷脂脂肪酸(PLFAs)含量均大于0.01 nmol·g-1的标记种类为27种,其中25种PLFAs标记含量均为纯林高于异龄混交林;马尾松纯林土壤微生物群落、细菌、真菌、放线菌、丛枝菌根真菌、革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌的PLFAs均显著或极显著高于异龄混交林;马尾松纯林土壤微生物群落的PLFAs多样性均高于异龄混交林,其中土壤PLFAs丰富度和均匀度指数差异不显著,而香农威纳指数、Simpson指数差异显著;马尾松纯林改造为异龄混交林后,土壤β-1,4-葡萄糖苷酶、N-乙酰-β-氨基葡萄糖苷酶、酚氧化酶、过氧化物酶活性均呈现不同程度的降低,而土壤酸性磷酸酶和脲酶活性增加;相关分析表明,不同土壤微生物类群均与β-1,4-葡萄糖苷酶、N-乙酰-β-氨基葡萄糖苷酶、酚氧化酶、过氧化物酶呈正相关,与酸性磷酸酶和脲酶呈负相关;与土壤有机质、有效钾呈极显著正相关,而与土壤含水量、土壤微生物生物量氮呈显著负相关。马尾松×红锥异龄混交林对土壤微生物群落结构和功能的长期生态效应不明显,异龄混交林结构简单,物种多样性少,土壤有机质低,以及雨季土壤含水量过高是其土壤微生物群落多样性和土壤酶活性低于纯林的主要原因。     

去除和添加凋落物对马尾松×红锥混交林土壤呼吸的影响

为探讨凋落物输入量改变对马尾松×红锥混交林碳排放的影响,以马尾松×红锥异龄混交林为研究对象,通过添加和去除凋落物人为地改变碳输入,研究凋落物处理方式对土壤呼吸的影响。结果表明:(1)去除凋落物可降低土壤湿度、提高土壤温度,而添加凋落物则提高土壤湿度、降低土壤温度。去除凋落物使土壤年均呼吸速率显著降低27.88%,而添加凋落物则使土壤年均呼吸速率显著增加34.02%。(2)去除凋落物能降低四季的土壤呼吸累积排放量,而添加凋落物则提高四季的土壤呼吸累积排放量。对照、去除和添加凋落物的土壤呼吸的年累积排放量(以C计)分别为(9.51±0.12) t·hm~(-2)、(6.88±0.21) t·hm~(-2)和(12.70±0.53) t·hm~(-2),可见去除凋落物使土壤呼吸年累积排放量降低27.66%,而添加凋落物使土壤呼吸年累积排放量提高33.54%。(3)不同凋落物处理方式下土壤呼吸速率与土壤温度均呈显著相关,土壤温度解释了土壤呼吸速率变异程度的74.26%～94.28%。去除凋落物增加了土壤呼吸温度敏感性系数Q10值,而添加凋落物则降低Q10值。凋落物处理方式对马尾松×红锥异龄混交林土壤呼吸产生了显著影响,证明凋落物对于改变森林生态系统土壤呼吸和碳循环具有重要作用。     

南亚热带马尾松×红锥混交林红锥的天然更新及环境解释

为揭示影响南亚热带马尾松×红锥混交林下红锥天然更新的关键环境因子,本研究以1983年造林的马尾松×红锥人工林为对象,选取3个研究样地,设置50个2 m×2 m的调查样方,对红锥更新苗、土壤理化性质、林分结构与光环境等展开调查。结果表明,不同样地红锥天然更新密度为(132 353±7 050)～(174 219±15580)株·hm~(-2)。5个高度级红锥更新苗密度差异显著,Ⅰ级最大,Ⅴ级最小,密度随高度级增加而递减。相关分析表明,土壤全磷含量对Ⅰ、Ⅴ级的红锥更新苗有明显的正效应,而对Ⅱ、Ⅲ级更新苗有明显的负效应;红锥Ⅰ级苗与土壤pH值呈极显著正相关;近地层透光系数与Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ级苗木密度呈负相关,与Ⅴ级呈正相关;林分上层平均叶倾角、近地层叶面积指数则与Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ级苗木密度呈正相关,与Ⅴ级呈负相关。研究所选择的25个林分结构与土壤环境因子组合对红锥天然更新分布格局的变异解释率达到66.01%,解释效果显著(F=2.022 9,P=0.027)。土壤全磷含量、土壤pH值、海拔高度、林分上层平均叶倾角、近地层叶面积指数、近地层透光系数等6个因子是影响南亚热带红锥天然更新分布格局的关键因子。     

气候变化对森林的影响与多尺度适应性管理研究进展

森林作为陆地生态系统的主体和全球气候系统的重要组成部分,对调节全球碳平衡和减缓气候变化具有不可替代的作用。目前的研究表明,气候变化已经对全球各类森林产生了不同程度的影响,而且全球气候变暖的加剧将对森林产生毁灭性的影响。森林管理是一项缓解气候变化影响的关键因子,为应对全球气候变化,森林经营管理必须做出相应的调整以适应和减轻气候变化的消极影响。本文系统总结了全球气候变化对森林及树木分布、生理生态和物候、森林生产力、碳循环、生物多样性、森林水文、森林灾害等产生的现实和潜在的影响,并针对气候变化下的可能影响,从基因、物种、森林生态系统、流域和生物圈多个尺度阐述了适应性管理的对策,以提高各生命系统适应气候变化的能力,实现森林的可持续经营和生物圈的可持续发展。     

南亚热带山地常绿阔叶林林隙及其自然干扰特征研究

【目的】通过对大明山南亚热带山地常绿阔叶林85个林隙的调查,了解南亚热带山地常绿阔叶林林隙的基本特征和自然干扰规律。【方法】在大明山3.2hm^2永久样地内仔细寻找每一个林隙,记录林隙形成木的种类,测量其胸径和高度,判断林隙形成木和林隙的年龄,绘制树冠投影图。【结果】扩展林隙（EG）和冠空隙（CG）在南亚热带山地常绿阔叶林中的面积比例分别为71.70%和52.90%,干扰频率分别为1.793%·a^-1和1.323%·a^-1,林隙干扰的返回间隔期约为76a。南亚热带山地常绿阔叶林中,由树木翻蔸形成的林隙最为普遍,占51.88%,其次是干中折断而形成的,占37.88%。林隙大多由0~1株树木形成,平均每个林隙拥有形成木3.45株。EG的大小多在200~600m^2,其中以200~300m^2者所占的面积比例最大（占56.47%）;CG的大小多在200m^2以下,以100~200m^2者所占的面积比例最大（占37.65%）。大部分林隙是在2年前形成的,占68.40%。林隙形成木种类超过42种,主要是云贵山茉莉（Huodendron biaristatum）、罗浮槭（Acer fabri）、栓皮木姜子（Litsea suberosa）、百色猴欢喜（Sloanea chingiana）、刨花润楠（Machilus pauhoi）、天目紫茎（Stewartia gemmata）、糙皮桦（Betula utilis）和罗浮柿（Diospyros morrisiana）,占形成木个体数的68.51%。林隙形成木分布最多的径级在15~20cm。【结论】南亚热带山地常绿阔叶林林隙特征不同于热带山地雨林,也与南亚热带低地的常绿阔叶林存在显著区别。2008年特大冰冻干扰是造成大明山山地常绿阔叶林林隙分异的主要因素。     

无人机地面隔振系统动力学建模与优化设计

为减小路面随机激励对机载相机的成像危害,对无人机地面隔振系统进行了动力学建模与优化设计.首先根据无人机起落架缓冲要求以及空中隔振约束条件,计算了起落架以及隔振器参数的选取范围.然后建立了地面隔振系统的动力学模型,采用滤波白噪声模拟路面不平度的方法分析了路面随机激励对机载相机的影响.最后以机载相机加速度与角位移均方根最小为目标,利用多岛遗传算法与二次规划法组合优化对隔振系统参数进行了优化.结果表明:优化后相机的加速度均方根由0.63m/s2减小为0.25m/s2,减小了60.3%,角位移均方根由405″减小为147″,减小了63.7%.优化方法提高了起落架与隔振器设计的合理性,可以为无人机地面隔振性能的研究提供指导.     

基于组合模型的主元分析预测监控方法

传统的基于主元分析（PCA）的过程监控技术可以对工业过程当前的状况进行监控，但难以预测系统未来的运行情况。本文在PCA监控方法的基础上建立预测模型，首先根据历史数据建立PCA的综合监控统计量模型，其次结合k邻近（k-NN）的最小二乘支持向量机（LSSVM）和灰色理论（GM（1,1））技术建立在线组合预测模型，实现对工业过程运行状态的预测。利用组合模型对一个多变量动态过程实例进行仿真，将预测效果与k-NN的LSSVM以及GM(1,1)各自单独的预测效果作比较，验证了所提方法在长期预测方面的准确性，表明基于组合模型的PCA预测监控方法特别适用于对缓慢漂移故障的长期预测。     

基于数据驱动的控制器性能多属性评价方法

控制器的性能通常表现为多个属性指标,综合涉及了随机性和确定性性能,为此,提出了一个相适应的评价方法。根据特定控制回路对于控制性能的不同要求,对各属性指标分配不同的权重;考虑到不同扰动对于控制性能评价基准的影响,提出了一个基于BP神经网络的过程扰动识别方法;基于历史数据建立评价基准,应用多属性决策方法得出控制器的综合属性评价值,数值实例仿真和TE过程实验证明了所提出方法的有效性。