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  • 特约综述
    李坚, 甘文涛, 陈志俊, 杨海月, 王耀星
    森林工程. 2025, 41(1): 1-39. https://doi.org/10.7525/j.issn.1006-8023.2025.01.001
    摘要 (1705) PDF全文 (26315) HTML (1631)   可视化   收藏

    木材及其制品被广泛应用于人们日常生活,包括家具制造、室内装饰和建筑等领域。木材工业的年产值总量已经超过3万亿元,是重要的国民经济基础产业。然而,木业发展过程中仍存在产品附加值低、企业创新能力弱和生产供应链分散等问题,向新出发、向绿而行,孵化功能木质制造新技术、新材料,培育木业新质生产力是助推行业发展、蓄能助力低碳转型的重要方向。为此,聚焦木材科学前沿发展方向,针对木业新质生产力重要论述,阐明科技创新对木业发展的重要意义,提出木材科学未来发展向极微观深入、向极宏观拓展、向极端条件迈进、向极综合交叉发力4个发展方向,并综述了现阶段具代表性研究成果,梳理代表性木质新产品和功能新材料的发展现状和发展趋势,为进一步提出我国木业新质生产力发展路径奠定基础。

  • 森林资源建设与保护
    张佳薇, 姜天, 杨春梅, 刘强, 韩哲, 刘泽盛, 李明宝
    森林工程. 2025, 41(3): 439-450. https://doi.org/10.7525/j.issn.1006-8023.2025.03.001
    摘要 (1160) PDF全文 (68) HTML (1128)   可视化   收藏

    森林地表枯叶含水率是森林火灾发生的重要因素,其精准检测对森林火灾的预防尤为重要。近红外光谱技术可以根据光谱数据直接反演水分含量,从而实现枯叶含水率的快速检测,但不同可燃物光谱光照强度数据的特征波段不尽相同,需要对不同树种的枯叶分别建立检测模型以匹配不同的光照强度与含水率反演关系,而对不同林分的光谱光照强度数据进行采集与标注也需要较高的时间成本,限制了光谱法的实际应用。为此,提出基于双向长短期记忆神经网络(Bi-LSTM)的森林地表枯叶含水率检测迁移学习方法,将训练好的模型参数迁移到新的模型中,避免重新训练模型,从而提高模型的学习效率、减小训练模型所需的数据量。结果表明,与经典反演方法长短期记忆网络(LSTM)相比,Bi-LSTM具有更好的检测性能,蒙古栎和落叶松的平均绝对误差(mean absolute error,MAE)分别减小了0.62%和0.87%,均方误差(mean square error,MSE)分别减小了0.28%和0.70%。且基于Bi-LSTM改进的迁移学习方法,大大降低了对标记近红外光谱数据的依赖。当目标域样本数为300个时,源域样本数为1 000个时,检测模型的MAE、MSE、决定系数(coefficient of determi nation,R 2)分别为3.27%、1.10%、0.918。MAE和MSE比没有源域训练的检测模型分别缩小了2.36%和1.02%,R 2提升了0.114。对比迁移前后说明迁移学习为降低光谱枯叶含水率建模时间成本、提高光谱检测实用性提供新的手段。

  • 森林资源建设与保护
    董薇, 苏丽辉, 林一萍, 彭儒胜, 刘桂丰, 宁广亮, 李慧玉
    森林工程. 2025, 41(3): 526-537. https://doi.org/10.7525/j.issn.1006-8023.2025.03.009
    摘要 (1142) PDF全文 (63) HTML (1108)   可视化   收藏

    通过对引种的哈萨克斯坦桦树开展多点区域试验,分析其适应性,筛选出优良家系,为引种桦树家系的选择和应用提供理论依据。以定植在黑龙江省大庆市、黑龙江省尚志市及辽宁省锦州市11年生23个哈萨克斯坦桦树家系及2个帽儿山种源的中国白桦家系为研究对象,分析其树高、胸径、材积和通直度等性状的遗传变异规律,采用R语言ASReml4.0软件包,拟合具有异质方差的混合线性模型,通过最佳线性无偏预测法(best linear unbiased prediction,BLUP)获得不同试验地点各家系的育种值,并结合GGE(Genotype main effects and genotype×environment interaction)双标图对各参试点和家系进行综合评价及选择。在以地点为固定效应的混合效应模型中,发现地点间环境影响显著,生长性状在不同地点间及同一试验地点内家系间均达到显著差异(P<0.05,方差分量估计值与其标准误差的比值(Z ratio)大于1.5);大庆试验点中17号家系的保存率和育种值最高,具有较好的耐盐性;基于BLUP法的GGE双标图显示,引种桦树3号家系速生性最优,9号家系稳定性最强。基于各家系稳定性及速生性综合排序,按照30%入选率,并结合各家系材积遗传增益,选出20号、9号、7号、24号共4个优良家系。

  • 森林资源建设与保护
    张喜亭, 佘丹琦, 王凯, 杨艳波, 田盼立, 王文杰
    森林工程. 2025, 41(3): 495-504. https://doi.org/10.7525/j.issn.1006-8023.2025.03.006
    摘要 (1072) PDF全文 (231) HTML (1036)   可视化   收藏

    落叶松林是我国东北林区最为重要的林型之一,对维持东北地区森林生态系统的稳定具有重要作用。以东北森林带落叶松林固定样地木本植物为研究对象,通过野外样方调查、多样性及空间结构指标计算,并结合方差分解分析和冗余分析,探究落叶松林树种多样特征及影响因素。结果表明,东北地区落叶松林树种丰富度均值为10.75,Simpson指数为0.72,Shannon-Wiener指数为1.69,Pielou均匀度指数为0.76。林分树种混交度均值为0.57,林分处于中度混交状态;角尺度为0.54,林分为聚集分布;胸径大小比数为0.51,林分生长为中庸状态。林分空间结构特征和地理气候共同解释35.9%的树种多样性变化,其次是空间结构特征,解释率为29.2%。简单效应分析显示混交度Mi 、纬度(Latitude)、年均温(MAT)和年降水(MAP)等空间结构和地理气候指标是树种多样性变化的主要影响因子。研究结果将为东北地区落叶松林经营策略的制定提供理论依据和数据支撑。

  • 森工技术与装备
    陈鹏宇, 刘薇, 王稳升, 许冬男, 常少聪, 孙壮志
    森林工程. 2025, 41(3): 578-584. https://doi.org/10.7525/j.issn.1006-8023.2025.03.014
    摘要 (1072) PDF全文 (15) HTML (1025)   可视化   收藏

    为解决传统辐射制冷器件受限于150 W/m2的理论冷却功率极限以及受高湿度条件下辐射表面低温冷凝水与本体水对辐射功率抑制的问题,基于单向液体传输的非对称功能结构设计提出一种辐射制冷与蒸发冷却串联集成的被动冷却木材(REW)。通过亚氯酸钠溶液对木材进行脱木质素处理,以提高其亲水性;然后将具备高反射率和红外发射性能的疏水性二氧化硅/环氧树脂溶液涂覆在亲水木材的顶部,形成疏水性辐射冷却层,而底部的亲水木材则作为蒸发冷却层。凭借单向水输运的非对称润湿设计,低温冷凝水可自发穿过辐射制冷层传输至蒸发冷却层用于蒸发冷却,而蒸发冷却层中的本体水却无法透过辐射冷却层抑制辐射。因此,基于辐射-蒸发冷却的串联集成,REW在日间的最大冷却功率达到214 W/m2。即使在80%高湿度条件下,REW的冷却功率也到达172 W/m2,较单一辐射制冷提高2.8倍以上。通过建筑模型演示REW在建筑节能冷却中的应用潜力,为拓展被动冷却的实际应用提供普适性优化策略,并为木质资源功能化利用提供新的见解。

  • 森林资源建设与保护
    陈丹, 李晶, 霍江润, 马天跃, 闫星光, 李雨霏
    森林工程. 2025, 41(3): 505-516. https://doi.org/10.7525/j.issn.1006-8023.2025.03.007
    摘要 (1023) PDF全文 (440) HTML (973)   可视化   收藏

    优势树种识别是林业资源调查的重要组成部分,提高优势树种识别精度对开展森林资源调查和相关研究具有重要现实意义。采用GEE(Google Earth Engine)云平台获取霍东矿区2023年1~12月哨兵2号(Sentinel-2)时间序列影像,基于连续变化检测分类算法(continuous change detection and classification,CCDC)算法及归一化退化指数(normalized difference fraction index,NDFI)构建树种的年内生长轨迹特征,提出一种结合树种“轨迹特征+光谱特征+纹理特征”的长时序遥感影像的优势树种分层识别方法,通过设置对照组“光谱特征+纹理特征”,运用分层分类和随机森林分类算法对霍东矿区油松、辽东栎、白桦、华北落叶松、侧柏、山杨、其他杨树7种优势树种进行识别。结果表明,1)通过NDFI指数可以很好地将落叶林和常绿林区分开来;2)基于“轨迹特征+光谱特征+纹理特征”的优势树种识别效果较好,总体精度可达79.6%,Kappa系数为0.742,比对照组的总体精度高出7.3%。

  • 森林资源建设与保护
    陈满菊, 曾凡锁, 詹亚光, 马荟, 张晨晨, 刘烨, 辛颖
    森林工程. 2025, 41(3): 471-485. https://doi.org/10.7525/j.issn.1006-8023.2025.03.004
    摘要 (1017) PDF全文 (92) HTML (977)   可视化   收藏

    水曲柳是中国东北珍贵硬阔树种,具有很高的经济价值和生态价值。针对水曲柳资源匮乏、抗逆良种结构性缺乏的现状,在全球气候变化背景下选育耐寒优良的水曲柳变得尤为重要。以黑龙江省小兴安岭地区水曲柳子代测定林为研究对象,运用树轮年代学和木材解剖学方法,对比研究52个水曲柳家系(共计1~77号家系)径向生长差异,明确水曲柳径向生长和木质部解剖特征与主要气候因子之间的关系,探究不同水曲柳家系径向生长对低温事件的响应。结果表明,小兴安岭地区不同水曲柳家系年径向生长量存在显著差异,其中,56、46、38号家系的径向生长量较大,分别为4.07、3.82、3.71 mm。水曲柳径向生长受到生长季温度与降水的制约。径向生长与前一年10月温度显著负相关,与1~4月份温度正相关,与3~4月降水负相关。温度是影响小兴安岭水曲柳家系木质部解剖特征最主要的气候因子。在低温胁迫下,不同水曲柳家系木质部特征年轮宽度(ring width,RW)、平均导管面积(mean vessel area,MVA)、总导管面积(total vessel area,TVA)和理论导水率(theoretical hydraulic conductivity,Kh)相比于非低温年份分别下降了25.5%、38.2%、21.8%和55.1%,导管密度(vessel density,VD)上升64.1%。不同水曲柳家系径向生长对低温事件的响应存在差异,其中,39、70、36号家系抵抗力好,均大于1;57、17、70号家系的恢复力好,均大于1.63;小兴安岭地区70号水曲柳家系生长优良且耐寒能力强,可作为优良水曲柳家系进行定向培育。

  • 森林资源建设与保护
    闫金亮, 周光睿, 周德旭, 张晓军
    森林工程. 2024, 40(6): 1-10. https://doi.org/10.7525/j.issn.1006-8023.2024.06.001
    摘要 (976) PDF全文 (1296) HTML (919)   可视化   收藏

    为准确获取森林冠层高度信息,精确估计森林地上生物量及评估森林碳汇能力,基于长时序的地面实测、多源遥感数据与数字高程模型构建30个长时序的特征变量,结合机器学习算法(Machine Learning,ML)对浙江省丽水市的森林冠层高度进行反演。研究表明,地形因素对森林冠层高度的反演呈“不重要性”,而与红绿波段相关的植被因子、森林冠层高度强相关;加入长时序的特征因子可有助于提升ML算法对森林冠层高度反演精度,卷积神经网络(Convolutional Neural Network,CNN)提升的性能尤为显著,实现最佳0.39的决定系数(R 2)提升与4.15的均方根误差(RMSE,式中记为R MSE)下降;随机森林在4种ML算法中的反演精度最高(R 2=0.79,R MSE=1.65),大于支持向量机(R 2=0.65,R MSE=1.97)、极端梯度上升法(R 2=0.76,R MSE=1.81)与卷积神经网络(R 2=0.71,R MSE=1.83)。

  • 森林资源建设与保护
    姜文硕, 伏梦, 焦智渲, 辛颖, 曾凡锁
    森林工程. 2024, 40(6): 91-100. https://doi.org/10.7525/j.issn.1006-8023.2024.06.009
    摘要 (967) PDF全文 (295) HTML (907)   可视化   收藏

    白桦汁液采集时间大多在早春阶段,容易采集且产量高,为探讨温度对白桦木质部汁液变化的影响及不同发育时期汁液组分质量浓度的变化,以黑龙江省东北林业大学帽儿山实验林场白桦天然次生林为研究对象,通过收集2022年和2023年的白桦汁液,统计春季汁液流量。对2023年白桦不同发育时期汁液中的碳水化合物、氨基酸、总三萜、可溶性蛋白、pH以及钾、钙、钠、镁离子质量浓度进行分析,解析汁液组分变异规律。通过连续2 a取汁的白桦与当年取汁的白桦汁液组分质量浓度对比分析,探索连续取汁是否对白桦生长发育产生影响。结果表明,白桦汁液在4—6月中产量整体呈现先增后降的趋势,高峰期集中在4—5月份,且温度的升高会促进产汁。白桦木质部汁液的总三萜、碳水化合物、氨基酸、蛋白质组分质量浓度在整个物候发育时期均呈现先升后降再升的趋势,均在旺盛生长期时达到最低值。随物候发育白桦汁液pH整体呈下降趋势,在完全展叶前不断酸化。离子质量浓度整体呈先上升后下降的趋势。持续取汁不会对白桦汁液中总三萜、氨基酸、蛋白质质量浓度造成显著影响,会使碳水化合物质量浓度及pH降低。研究结果可为黑龙江省东部山地白桦汁液的科学采集提供指导依据。

  • 森林资源建设与保护
    邵帅, 刘滨辉, 魏思雨, 付玉
    森林工程. 2025, 41(3): 486-494. https://doi.org/10.7525/j.issn.1006-8023.2025.03.005
    摘要 (955) PDF全文 (44) HTML (893)   可视化   收藏

    明确不同地埂植物带间距的坡耕地土壤持水能力和土壤结构的空间分布特征,为东北黑土区地埂植物带及坡耕地水土保持措施的优化提供科学依据。选取修筑地埂植物带的坡耕地(地埂1为埂带间距为12.5 m;地埂2为埂带间距为19.5 m)为研究对象,以坡耕地为对照,采用空间均匀布点取样法获取表层(0~15 cm)土壤的基本物理性质指标,量化不同地埂植物带间距的坡耕地土壤持水能力和土壤结构的空间分布特征差异。结果表明,在坡耕地修筑地埂后,土壤的总孔隙度、毛管孔隙度、饱和持水量、田间持水量和毛管持水量均显著增加,且在整个坡面上分布相对均匀。此外,地埂1土壤的总孔隙度、毛管孔隙度、饱和持水量、田间持水量、毛管持水量是地埂2的0.96~1.11、1.21~1.31、1.03~1.25、1.22~1.78、1.33~1.52倍。地埂样地机械稳定团聚体质量分数、平均重量直径、水稳性团聚体质量分数、几何平均直径在所有4个田面都有显著性提高,是无措施坡耕地的1.01~1.15、0.94~1.61、1~1.17、1.05~1.55倍,表明修筑地埂后的坡耕地较无措施的对照样地能够有效改善土壤结构。地埂1土壤机械稳定团聚体质量分数、平均重量直径、水稳性团聚体质量分数、几何平均直径是地埂2的1.08~1.14、0.95~1.28、1.07~1.15、1.14~1.40倍。修筑地埂可以改善土壤持水能力和土壤结构特征,较小的地埂间距改善作用更为显著。

  • 道路与交通
    褚锋, 吴思, 吴传山, 马亚, 李骏
    森林工程. 2025, 41(1): 195-204. https://doi.org/10.7525/j.issn.1006-8023.2025.01.016
    摘要 (938) PDF全文 (2673) HTML (889)   可视化   收藏

    为实现冶金固废材料的高值化、规模化利用,采用冶金固废材料(高炉矿渣、粉煤灰、电石渣、石膏)协同制备土壤固化剂,通过正交配比优化试验研究不同固废材料对固化土力学性能的影响并获取最优的参数配方。系统研究固废基固化剂(SWC)固化土的力学性能(无侧限抗压强度、劈裂强度、延迟成型)和耐候性能(水稳定性、冻融循环),并与PO 42.5硅酸盐水泥(OPC)进行对比。结果表明,电石渣对固化剂体系起到重要作用,合理的石膏掺量对强度增长有积极作用;固化土的强度随SWC掺量和养护龄期的增加而增大,4%掺量下的固化土7 d无侧限抗压强度大于1 MPa,劈裂强度与OPC固化土基本相当;SWC固化土表现出更久的施工容许延迟时间,拌和后12 h内强度无下降趋势;掺量大于5%时水稳定系数大于90%,同掺量下抗冻系数与水泥相比提高3%~5%,具备良好的水稳定性与抗冻性;X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)分析表明,SWC固化土在水化过程中会生成膨胀性水化产物钙矾石(AFt)和硅酸钙(C-S-H),钙矾石晶体对改善固化土的劈裂强度和抵抗开裂变形能力提高作用显著。

  • 森林资源建设与保护
    张雨晨, 董希斌, 张甜, 郭奔, 张佳旺, 滕弛, 宋梓恺
    森林工程. 2025, 41(3): 451-461. https://doi.org/10.7525/j.issn.1006-8023.2025.03.002
    摘要 (934) PDF全文 (288) HTML (882)   可视化   收藏

    林分空间结构优化是实现森林可持续经营的关键问题,传统优化方法在处理复杂空间关系和大规模数据时往往效率较低。为此,提出一种基于图注意力网络(graph attention network,GAT)的林分空间结构优化方法,通过熵权-物元分析法构建综合空间结构评价体系,并以黑龙江省伊春市北部新青林业局汤林林场的林分数据为基础,建立图神经网络模型(graph neural networks,GNN),对林分空间结构进行多目标优化分析。试验结果表明,在25%采伐强度下,林分综合空间结构指数由4.336提升至7.256,GAT模型在捕捉复杂空间关系、优化多目标任务中表现优越。研究结果为林分空间结构优化及森林经营管理提供新的智能化手段,有助于增强森林生态系统的健康与稳定性。

  • 森林资源建设与保护
    周丽萍, 于晓颖, 何丹娆, 金欢欢, 王化
    森林工程. 2024, 40(6): 101-107. https://doi.org/10.7525/j.issn.1006-8023.2024.06.010
    摘要 (892) PDF全文 (24) HTML (850)   可视化   收藏

    为研究4种小浆果多酚的协同抗氧化活性,选用均匀试验设计法优化小浆果多酚协同抗氧化组合,经过统计分析和数学回归模型拟合得到最优组合——笃斯越橘多酚(D2)、红豆越橘多酚(H2)、蓝靛果多酚(L2)、蔓越莓多酚(M2)最佳质量浓度分别为42、138、172 、0 μg/mL,对DPPH自由基的实际清除率为98.07%±0.31%,接近理论期望值100%,说明模型优选的组合具有可行性。通过协同效应分析,优选组合清除DPPH自由基和羟自由基的协同效应指数(Combination Index,CI)值分别为0.57和0.64,进一步说明笃斯越橘多酚(D2)、红豆越橘多酚(H2)、蓝靛果多酚(L2)3种浆果多酚具有显著协同抗氧化效果。研究成果可为天然抗氧剂及小浆果功能产品研发提供依据。

  • 森工技术与装备
    王建超, 李玮, 遆海龙, 廖洪森, 柏迦南, 李健龙
    森林工程. 2025, 41(3): 585-594. https://doi.org/10.7525/j.issn.1006-8023.2025.03.015
    摘要 (886) PDF全文 (16) HTML (842)   可视化   收藏

    随着自动化生产线的普及,茶饼的压制过程对产品质量的影响变得尤为重要。然而自动化生产线生产的普洱小茶饼在质量把控上往往不及人工制作的茶饼,因此针对自动化生产线生产后的茶饼外观质量检测成为亟待解决的问题。为此,提出一种基于机器视觉的普洱茶饼自动化质量检测算法。该算法综合应用大津法(otsumatlab,Otsu)阈值分割、Canny边缘检测等多种图像处理技术,并引入多种算法优化策略,以提升检测的精度和效率。该算法能够自动完成茶饼外观质量的检测与评估,并将结果实时与可编程控制器(programmable logic controller,PLC)进行数据传输。试验结果表明,该算法能准确识别茶饼的外观缺陷,平均计算准确率达95.75%,显示出较高的鲁棒性和可靠性,适用于自动化生产线中的质量控制,具备广泛的应用前景,尤其是在茶叶生产行业的智能化改造中,具有重要的参考价值。

  • 森林资源建设与保护
    曹萌萌, 朱利霞, 赵欣, 王桂端, 肖梦杰, 王嘉嘉
    森林工程. 2025, 41(3): 462-470. https://doi.org/10.7525/j.issn.1006-8023.2025.03.003
    摘要 (879) PDF全文 (36) HTML (829)   可视化   收藏

    植物残体是森林土壤碳库的重要来源,林地土壤碳通量的改变与土壤碳库及碳循环密切相关,然而目前关于土壤有机碳稳定性的研究多集中于农田土壤,为明确外源碳输入对林地土壤有机碳稳定性的影响,采用室内恒温培养试验,以凋落物种类(樱花(YH)、悬铃木(WT)、杨树(YS))、添加量(0、2%、4%、6%)、粒径大小(2 mm(D)、0.25 mm(X))为变量,设置18个不同处理和两组对照,分析不同因素及其交互作用条件下土壤CO2释放规律、土壤有机碳质量分数以及矿化强度的变化。结果显示,不同凋落物对土壤总CO2释放量和释放速率影响显著,樱花和杨树更易促进土壤总有机碳矿化,其中,YHX6(樱花、粒径2 mm、添加量6%)处理土壤总CO2释放速率最高,YHD6(樱花、粒径2 mm、添加量6%)处理总CO2累积释放量达CK1的4.37倍,6%添加量土壤潜在矿化碳矿化潜力(C p)相较于CK1显著增加。土壤总有机碳累积矿化量随时间的动态变化可以用一级动力学方程拟合,拟合结果表明,外源碳输入加速了土壤碳周转。小粒径、6%添加量、YH类型的凋落物对土壤总有机碳周转的促进最为显著。WTX2(悬铃木、粒径0.25 mm、添加量2%)对总有机碳矿化强度的降低最为显著,仅为1.67%,小粒径处理对土壤矿化强度降低效果显著优于大粒径处理。由此,在区域土壤有机碳管理中,可以施用小粒径、低添加量的悬铃木叶以增加土壤有机碳稳定性,促进碳在土壤中的固持。

  • 森工技术与装备
    孙枭雄, 刘大洋, 朱良宽
    森林工程. 2025, 41(3): 603-613. https://doi.org/10.7525/j.issn.1006-8023.2025.03.017
    摘要 (823) PDF全文 (16) HTML (787)   可视化   收藏

    可溶性固形物含量(soluble solids content,SSC)是衡量水果内部质量的重要指标,为此,提出一种基于高光谱图谱融合的无损检测方法,用于预测蓝莓的SSC。采用3种典型的波长降维算法,包括蒙特卡罗无信息变量消除(monte carlo uninformative variable elimination,MC-UVE)、竞争性自适应重加权采样(competitive adaptive reweighted sampling,CARS)和连续投影算法(successive projections algorithm,SPA),用于筛选有效波长。此外,提出一种结合局部二值模式(local binary patterns,LBP)和灰度共生矩阵(gray level co-occurrence matrix,GLCM)提取图像特征的策略。基于光谱特征、图像特征和融合特征,分别建立偏最小二乘(partial least squares,PLS)、反向传播神经网络(back propagation neural network,BPNN)和支持向量机(support vector machine,SVM)模型进行SSC预测。研究结果表明,利用CARS算法提取的光谱特征融合LBP+GLCM算法提取的图像特征建立的BPNN模型,具有最佳的预测精度。该模型的决定系数(R 2)为0.926 1,均方根误差(root mean square error of prediction,RMSEP)为0.364 1。该研究表明高光谱图谱融合技术在无损预测蓝莓SSC中具有较大应用潜力。

  • 木材科学与工程
    李奇澳, 罗武生, 江枫, 文韬, 喻胜飞
    森林工程. 2025, 41(3): 546-554. https://doi.org/10.7525/j.issn.1006-8023.2025.03.011
    摘要 (781) PDF全文 (8) HTML (740)   可视化   收藏

    胶合板生产消耗大量能源,为提高经济效益,助力“碳达峰”“碳中和”目标,须提高能源效率,降低能耗。以胶合板生产过程中5股换热物流为研究对象,采用夹点技术对现有生产工况下的换热网络进行分析并提出优化改进方案。应用化工流程系统模拟软件Aspen plus建立胶合板生产流程中的换热网络,计算各侧线流股流量和物性数据,划分温度区间,确定最小传热温差并计算出夹点温度。传统夹点法确定最小传热温差 ( T m i n)为9 ℃,引入碳排放考虑因素后最小传热温差 ( T m i n)调整为7 ℃,平均夹点温度为116.5 ℃,利用夹点温度作为分析诊断换热网络中的跨越夹点物流现象,从而精确定位换热网络的瓶颈位置,调整不合理配置的冷热流股换热器,达到优化整个换热网络的目的。优化后系统冷、热公用工程用量各减少862 465.0 kW和202 642.0 kW,显著降低了装置能耗。

  • 森工技术与装备
    任长清, 武子棋, 闫杰, 丁星尘, 杨春梅
    森林工程. 2025, 41(3): 595-602. https://doi.org/10.7525/j.issn.1006-8023.2025.03.016
    摘要 (757) PDF全文 (15) HTML (723)   可视化   收藏

    在定制化被动式木窗加工过程中,减少边框材下料过程中的原料浪费是降低成本的关键。为此,将该问题建模为一维下料问题,针对传统遗传算法中个体编码方式在迭代过程中容易导致切割模式被破坏和探索效率低下的问题,提出一种新的个体编码方式,以保护进化过程中切割模式的完整性。同时,设计启发式策略和修正策略,用于个体修正和种群进化。仿真试验表明,在不同算例下,除末根外的原料平均利用率均可达到99%,且末根余料长度相较其他算法也有所提高。在2组企业的实际生产数据中,与企业现有软件相比,该算法不仅达到了理论下界,还在除末根外的平均利用率上分别达到99.49%和99.66%,优于企业软件的计算结果。该算法有助于降低成本,能为工程实践提供可靠的解决方案。

  • 森林资源建设与保护
    刘明洋, 杨洪, 樊松乐, 郭冰冰, 代龙军, WITTAYA Prommee, 王立丰
    森林工程. 2025, 41(3): 538-545. https://doi.org/10.7525/j.issn.1006-8023.2025.03.010
    摘要 (729) PDF全文 (4) HTML (700)   可视化   收藏

    分析乙烯利(ETH)、乙烯利抑制剂1-甲基环丙烯(1-MCP)和半胱氨酸(CYS)对橡胶树胶乳产量和主要品质指标的影响,并计算剂量阈值。采用优化的正交试验设计分析三因素(ETH,1-MCP,CYS),四水平(3种试剂各4个含量),共14个处理,用于涂施橡胶割面橡胶树割面,分别测定橡胶树胶乳产量、干胶含量(干含)、分子量、塑性初值、塑性保持率和门尼黏度等关键指标,并分析指标之间的相关性。结果表明,14个处理橡胶树后产量、干含等均存在显著差异。相关分析表明数均分子量与重均分子量、门尼黏度正相关,相关系数分别为0.71和0.83,与多分散性负相关,相关系数为-0.91。塑性初值与门尼黏度正相关,相关系数为0.73。多分散性与门尼黏度负相关,相关系数为-0.89。分别建立以干含等指标为核心的回归方程,计算出的乙烯利的最高体积分数是0.15%,1-MCP的最高体积分数是1.08%,CYS的质量浓度是0.41 g/L。优化的正交试验方法可有效地计算排胶调节剂的阈值,为后续试验提供理论和实践指导。

  • 森林资源建设与保护
    王雨洁, 王欢, 余景蕾, 刘沁松, 胥晓
    森林工程. 2025, 41(3): 517-525. https://doi.org/10.7525/j.issn.1006-8023.2025.03.008
    摘要 (664) PDF全文 (169) HTML (621)   可视化   收藏

    珍稀濒危植物与其伴生树种在长期进化过程中形成了稳定的伴生关系,但这种伴生关系是否与凋落物产生的化感作用有关还鲜为人知。以我国特有的珍稀濒危植物珙桐(Davidia involucrata)和其伴生树种灯台树(Cornus controversa)作为研究对象,研究自然质量浓度下二者不同类型的凋落物水提液(凋落枝、凋落叶、凋落枝叶混合)对彼此幼苗的化感效应。结果发现,1)灯台树的凋落枝水提液显著促进珙桐幼苗的基径和根长的增长,提高叶片中叶绿素a和叶绿素b、单位面积叶绿素含量(面密度,下同),以及N、P元素的质量分数,而凋落叶、凋落枝叶混合的水提液的促进作用未达显著水平。2)珙桐的凋落枝水提液显著促进灯台树幼苗的基径增长,提高叶片中叶绿素a和叶绿素b、单位面积叶绿素含量,而凋落叶、凋落枝叶混合的水提液则显著降低叶片叶绿素a和叶绿素b、单位面积叶绿素含量,以及N质量分数。3)化感作用效应指数表明,灯台树不同凋落物对珙桐幼苗有化感促进作用,强度由大到小表现为凋落枝、凋落枝叶混合、凋落叶;珙桐不同凋落物对灯台树化感作用各不相同,具体表现为凋落枝促进,凋落叶和枝叶混合抑制,且后者的抑制作用更强。研究结果表明珙桐和灯台树不同类型的凋落物水提液对彼此幼苗生长产生的化感效应不同,且2种枝凋落物水提液能对幼苗产生最大的化感促进作用。

  • 木材科学与工程
    马成林, 高续瑞, 张琳, 康文超
    森林工程. 2025, 41(3): 565-577. https://doi.org/10.7525/j.issn.1006-8023.2025.03.013
    摘要 (575) PDF全文 (9) HTML (552)   可视化   收藏

    新质生产力背景下,区块链以其透明性、可追溯性等特点为传统产业带来了转型升级的新机遇,也为木材供应链的碳减排合作开辟了新路径。为此,构建中俄木材供应链的演化博弈模型,研究区块链平台下四方主体——俄罗斯木材供应商、中国木材加工制造商、木制品分销零售商以及政府在碳减排合作机制中的运行演化规律。结果表明,供应链成员的初始策略概率、消费者低碳偏好度以及制造商碳减排量增加,均能有效激励木材供应链上的主体成员积极参与碳减排合作机制,同时,政府奖惩机制也会影响博弈系统的最终稳定结果,对搭便车行为的惩罚力度越大,越有利于博弈系统达到理想状态,而过度补贴则会削弱系统达到最优均衡的可能性。研究成果为中俄木材供应链碳减排合作提供理论启发与参考。

  • 木材科学与工程
    张志国, 周航, 李淑君
    森林工程. 2024, 40(6): 159-165. https://doi.org/10.7525/j.issn.1006-8023.2024.06.016
    摘要 (553) PDF全文 (25) HTML (502)   可视化   收藏

    为开发刨花板用无醛胶黏剂、满足广阔的市场需求,针对传统淀粉胶黏剂存在固含量低、黏度高和耐水胶接性能差等应用问题,采用新型无醛淀粉胶黏剂(DSA)制备刨花板,探讨其热压工艺、施胶量以及DSA和异氰酸酯(pMDI)胶黏剂复合使用对制造刨花板性能的影响。结果表明,以DSA制得刨花板的性能略低于以pMDI制得刨花板的性能,但DSA与pMDI复合使用时表现出节胶增效的协同作用,而且使用DSA可替代约20%的pMDI胶黏剂,同时热压因子可降低13.3%,有助于提升ENF级刨花板的生产效率。DSA胶黏剂单独使用或与pMDI联用时,能够有效发挥黏结、填充、扩链、固化的作用,有助于解决传统淀粉胶黏剂工艺性能不佳、耐水胶接性能差等关键问题,有利于推动生物质绿色胶黏剂在人造板中的规模化应用。

  • 森林资源建设与保护
    张富新, 满秀玲
    森林工程. 2024, 40(6): 11-19. https://doi.org/10.7525/j.issn.1006-8023.2024.06.002
    摘要 (534) PDF全文 (695) HTML (508)   可视化   收藏

    探究大兴安岭多年冻土区3种林型秋季冻融期土壤活性碳变化特征及其主要影响因素,为多年冻土区森林土壤碳汇管理提供帮助。以兴安落叶松林(LY)、樟子松林(ZZ)和白桦林(BH)为研究对象,于2022年10月10日至11月18日对不同土层(0~5、5~10、10~20 cm)土壤进行取样,测定其土壤活性碳组分(可溶性有机碳、微生物量碳、易氧化有机碳)质量分数,探究其动态特征及其影响因子。结果显示,10月10日至11月18日兴安落叶松林、白桦林和樟子松林土壤温度均随气温下降而降低,变化范围分别为-0.49~3.71、-2.10~2.39、-1.04~3.48 ℃。3种林型不同土层土壤可溶性有机碳(DOC)质量分数随着温度的降低呈先升高后降低的变化趋势,微生物量碳(MBC)质量分数先减少后增加,易氧化有机碳(ROC)质量分数则波动式变化,变化范围分别为78.75~214.32、101.06~988.40、1.52~13.94 g/kg,其中,白桦林土壤DOC和ROC质量分数显著高于兴安落叶松林和樟子松林,而土壤MBC质量分数在兴安落叶松林中最高。3种活性碳在不同林型内均呈“表聚效应”,且冻融期内土壤DOC质量分数增加,土壤MBC质量分数减少,但土壤ROC质量分数变幅不大。兴安落叶松林土壤活性碳组分质量分数变化主要受土壤水分和微生物量氮影响,铵态氮是影响白桦林3种土壤活性碳的主导因子,樟子松林3种土壤活性碳的主要影响因子是土壤pH。研究表明,冻融作用对大兴安岭多年冻土区典型森林土壤活性碳影响较大,增加了土壤DOC质量分数,降低了土壤MBC质量分数,对ROC质量分数的影响相对较小。

  • 森工技术与装备
    李琳琳, 孙海龙
    森林工程. 2025, 41(1): 138-150. https://doi.org/10.7525/j.issn.1006-8023.2025.01.011
    摘要 (470) PDF全文 (1108) HTML (420)   可视化   收藏

    为解决目标检测算法在林区行人检测中容易出现漏检及检测精度不足的问题,提出一种基于改进YOLOv8的林区行人目标检测算法。采用C2f_DWRSeg模块替换C2f模块,扩展初始卷积通道数,使网络能更高效地进行多尺度特征提取;提出一种重构的检测头,训练时增加卷积层的复杂性,推理时使用单分支结构,从而丰富网络的特征表示能力,并保持高效的推理速度;在特征融合前增加了卷积注意力机制模块CGA,减少计算量;使用Focaler-ShapeIoU损失函数代替CIoU损失函数,弥补边界框回归方法的不足,进一步提高检测能力。试验结果表明,与基准模型相比,改进后的算法mAP50提高了2%,mAP50-95提高了2.4%,模型的处理速度(FPS)提高了4.33%,证明改进后的算法能够更好地应用在林区行人检测的任务中。

  • 木材科学与工程
    钟昊, 林作鹏, 王亚男, 郭明辉
    森林工程. 2025, 41(1): 50-58. https://doi.org/10.7525/j.issn.1006-8023.2025.01.003
    摘要 (452) PDF全文 (584) HTML (433)   可视化   收藏

    为扩大木材在室外反光材料领域的应用,使用氯化钙、碳酸氢钠对桉木交替真空浸渍的矿化方法,模拟天然贝壳有机/无机复合结构,通过热压法制备出一系列不同碳酸钙(CaCO3)含量的碳酸钙/桉木复合材料。通过对其进行结构表征及性能测试,探究CaCO3对矿化材料结构和性能的影响。结果表明,CaCO3能够增强矿化材料的力学性能,提高其热稳定性以及对太阳光线的反射能力,降低材料受光照而发热的温度。当矿化时间低于3 d时,抗拉强度随CaCO3的含量增加而提高,最高为18.35 MPa,过程呈现多次断裂;当矿化时间达到4 d时,材料对太阳光线的反射率达到80%以上,相比原始木材自身温度降低了10 ℃。这种环境友好型材料在户外反光隔热领域具有一定的应用潜力。

  • 木材科学与工程
    张晔, 崔立东
    森林工程. 2025, 41(3): 555-564. https://doi.org/10.7525/j.issn.1006-8023.2025.03.012
    摘要 (444) PDF全文 (8) HTML (418)   可视化   收藏

    由于石油基塑料资源的供应日益减少,生物质资源的开发受到研究人员的广泛关注,对环保型抗菌包装材料的研究日益成为一种新兴趋势。来源于生物质的纳米纤维素(cellulos nano-cellulose,CNC)尤其引起关注,纳米纤维素近些年在包装材料、医疗和过滤介质等领域广泛研究应用,是一种良好的基材、改性剂和添加剂。聚乳酸(polylactic acid,PLA)是一种环保可再生型聚合物,可广泛应用到食品包装领域替代石油基塑料。但其高脆性和较差的抗菌性限制了PLA在包装领域的应用。为此,采用溶液浇铸法和静电纺丝法制备具有抗菌效果的F-PLA/香芹酚(CRV)20%/纳米纤维素(CNC)-氧化锌(ZnO)3%复合膜和PLA/CRV 20%/CNC-ZnO 3%复合膜,研究CRV和CNC–ZnO杂化物的添加对复合膜性能的影响;同时将2种复合膜应用于草莓保鲜试验当中,探讨其对草莓的保鲜效果。选用溶剂浇铸法制备的PLA/CRV20%/CNC–ZnO3%复合膜及静电纺丝法制备的F-PLA/CRV20%/CNC–ZnO3%复合膜在相同环境下对草莓进行保鲜,并通过感官评定、失重率等测试对草莓的保鲜效果进行评价,对比分析不同工艺方法制备的包装膜对草莓保鲜效果的影响。结果表明,浇铸膜和纺丝膜均对草莓保鲜效果较好,F-PLA/CRV20%/CNC–ZnO3%纺丝膜对草莓的保鲜效果优于PLA/CRV20%/CNC–ZnO3%浇铸膜,并在环境温度为25℃下成功延长草莓的货架期至10 d。此研究对拓展PLA复合膜在抗菌食品包装的应用具有一定指导作用。

  • 森林资源建设与保护
    韩怀宇, 杨曦光, 于颖
    森林工程. 2025, 41(2): 253-265. https://doi.org/10.7525/j.issn.1006-8023.2025.02.005
    摘要 (426) PDF全文 (449) HTML (1)   可视化   收藏

    叶绿素作为植物光合作用的主体,在监测植被生长状态,评估固碳能力方面发挥着巨大的作用。遥感技术作为一种高效低成本的对地观测技术,能够通过叶片反射光谱特征实现叶绿素含量(chlorophyll content,Cab,含量为面密度)的估算。然而,叶片光谱会受到叶片含水量、叶细胞结构等影响,从而降低遥感估算Cab的精度。而日光诱导叶绿素荧光(solar-induced chlorophyll fluorescence,SIF)遥感是直接探测叶绿素激发荧光信息,其变化特征与Cab直接相关,在Cab估算中有巨大的潜力。为此,以荧光辐射传输模型(soil canopy observation,photo-chemistry and energy fluxes,SCOPE)为工具,通过敏感性分析确定Cab荧光敏感波段,并建立基于荧光光谱的Cab估算模型,最后利用实测数据验证模型的鲁棒性。研究结果表明,700、730 nm分别为叶绿素高、低敏感波段(SIF700、SIF730),760 nm为叶绿素高相关性波段(SIF760),以此3波段建立基于荧光比值的Cab估算模型,其中,以SIF760与SIF700的荧光比值建模精度最优,决定系数R2为0.998 1,均方根误差(root mean square error,RMSE)为0.043 5 μg/cm2。SIF700与SIF730荧光比值和Cab的建模精度最低,但R2和RMSE也分别达到了0.904 8和0.088 6 μg/cm2。利用实测数据独立样本对上述3种估算方法进行验证,SIF760/SIF730估算结果表现最佳,RMSE为0.210 8 μg/cm2,SIF700/SIF730次之,RMSE为0.345 4 μg/cm2,但呈现出整体高估现象;SIF760/SIF700估算结果与实测数据偏差较大,RMSE为0.743 5 μg/cm2。综上,SIF760/SIF730构建的比值植被指数在估算Cab过程中不仅能够保证很好的建模精度,同时又表现出极佳的鲁棒性。研究结果为利用叶绿素荧光遥感手段进行叶片生化参数估算提供技术参考。

  • 森林资源建设与保护
    杨勋爵, 孟兆云, 李越, 杨雨泽, 李营刚, 苏云, 李敏
    森林工程. 2024, 40(6): 20-29. https://doi.org/10.7525/j.issn.1006-8023.2024.06.003
    摘要 (404) PDF全文 (1466) HTML (363)   可视化   收藏

    贺兰山位于我国西北干旱半干旱地区,系统分析该地区土壤真菌群落的组成特点,对于明确干旱半干旱地区森林生态系统中真菌多样性及其群落功能具有重要意义。采用Illumina Miseq高通量测序技术,分析贺兰山3种主要建群树种青海云杉(Picea crassifolia)、油松(Pinus tabuliformis)和白桦(Betula platyphylla)的根际土壤真菌多样性和群落组成及其对土壤理化性质变化的响应。结果表明,从青海云杉、油松和白桦的根际土壤中分别获得真菌操作分类单位(operational taxonomic units,OTUs)数为267、353、433个,其中3个树种的共有OTUs数为60个。所有真菌OTUs属于17个门、42个纲、107个目、210个科、326个属。在门水平上,担子菌门(Basidiomycota)和子囊菌门(Ascomycota)真菌为主要优势真菌,相对丰度分别为58.7%和35.7%。在属水平上,相对丰度最高的5个属为蜡壳耳属(Sebacina,6.7%)、棉革菌属(Tomentella,6.5%)、丝盖伞属(Inocybe,6.1%)、双子囊菌属(Geminibasidium,3.7%)和青霉属(Penicillium,2.9%)。不同树种的优势真菌群落组成有显著差异,青海云杉、油松和白桦根际土壤中相对丰度最高的属分别为双子囊菌属(10.8%)、丝盖伞属(16.9%)和蜡壳耳属(9.0%)。采用冗余分析(redundancy analysis,RDA)分析贺兰山主要建群树种根际土壤真菌群落组成差异的驱动因素,其中土壤全氮含量和土壤含水量对真菌群落组成均有显著影响,解释度分别为41.6%和39.1%。贺兰山主要建群树种的土壤真菌多样性较高,与环境因子关系密切。研究结果丰富了贺兰山主要建群树种根际土壤真菌资源的生物信息,可以为干旱半干旱地区森林生态系统中真菌资源的挖掘和研究提供理论依据。

  • 森林资源建设与保护
    张甜, 李瑞蓉, 畅元生
    森林工程. 2024, 40(6): 30-40. https://doi.org/10.7525/j.issn.1006-8023.2024.06.004
    摘要 (403) PDF全文 (152) HTML (357)   可视化   收藏

    探讨不同林龄苹果林地枯落物和土壤水源涵养能力的变异特征,明确苹果林地的水分特征,对建立合理的果园管理制度等具有重要意义。以运城市临猗县不同林龄(4、6、15、30 a)苹果林地为研究对象,通过野外调查和室内试验,对苹果林地枯落物和土壤水源涵养能力进行定量描述和差异性研究。结果表明,4种林龄苹果林地枯落物层总蓄积量为0.82~2.09 t/hm2,最大持水量介于4.91~13.09 t/hm2,有效拦蓄量在3.36~9.38 t/hm2,随着林龄的增长,以上参数量均表现为先增大再减小的趋势,以15 a为最大。枯落物层持水量、吸水速率与浸水时间分别存在良好的对数和幂函数关系。在0~60 cm范围内,随着林龄的增长,苹果林地土壤容重逐渐减小,总孔隙度和最大持水量逐渐增加,以30 a为最大。随着土层加深,不同林龄苹果林地土壤容重呈现先增大再减小的趋势;除林龄4 a外,其余林龄土壤总孔隙度逐渐减小,但各土层之间差异性不显著。30 a苹果林地土壤最大持水量随土层加深逐渐降低,其余林龄呈现先减小再增加的趋势,均以0~10 cm土层持水量最大,20~40 cm土层最低。坐标综合评定法得出林龄在15 a时枯落物层和土壤层(0~60 cm)总水源涵养功能最强,30 a林龄次之,4 a林龄最弱。

  • 道路与交通
    魏建国, 梁钰熹, 黄美燕, 周育名, 彭竹仪
    森林工程. 2025, 41(2): 417-429. https://doi.org/10.7525/j.issn.1006-8023.2025.02.020
    摘要 (401) PDF全文 (23) HTML (2)   可视化   收藏

    针对现有指标的局限性,为更好地评价温拌沥青结合料的高低温性能,选取不同掺量的Sasobit温拌剂和Evotherm 3G温拌剂,并将其掺入70#基质沥青和SBS(苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物)改性沥青中,制备改性沥青。通过动态剪切流变(Dynamic Shear Rheological,DSR)试验得到复数剪切模量(G*)和相位角(δ)参数,并进行相关分析。同时,采用车辙因子(G*/sinδ)、改进型车辙因子(G*/(sinδ9)指标和临界温度(TG*/sinδ)、改进型临界温度(TG*/(sinδ)9)指标,对改性沥青的高温性能进行全面评价分析。在低温弯曲流变(Bending Beam Rheometer,BBR)试验中,得到蠕变劲度模量(S)、蠕变速率(m)参数,并对其进行分析,同时建立k指标(蠕变劲度模量与蠕变速率之比),引入蠕变柔量(Jt))指标对改性沥青的低温性能进行评价。试验结果及数据分析表明,相较于G*/sinδ,采用G*/(sinδ9能够更准确地评估温拌沥青的高温性能,而TG*/(sinδ)9适合SBS温拌沥青高温性能评价,对于70#基质沥青而言两者之间无明显差异。另外,k指标可以区分基质沥青和改性沥青低温性能差异,而Jt)指标能够很好地反映温拌沥青低温蠕变性能。最后,利用层次分析法(AHP)对高低温指标进行权重分析,得出权重最大的指标为TG*/(sinδ)9Jt),在评估温拌沥青的高温性能指标时建议采用TG*/(sinδ)9指标,在评估温拌沥青低温性能时采用Jt)指标。

  • 森林资源建设与保护
    刘心葵, 武崇高, 刘雪峰, 刁桂萍
    森林工程. 2024, 40(6): 41-52. https://doi.org/10.7525/j.issn.1006-8023.2024.06.005
    摘要 (389) PDF全文 (1157) HTML (340)   可视化   收藏

    为探究健康樟子松天然林和不同地区樟子松枯梢病林下土壤真菌多样性差异,以红花尔基自然保护区樟子松健康天然林为对照,红花尔基自然保护区樟子松天然林、泰来县和章古台人工林中的感病樟子松为研究对象,采用lllumina Miseq高通量测序技术分析不同樟子松林地土壤真菌群落组成。结果表明,来自3个地区的4组樟子松林下土样中,总共获得 5 564个真菌扩增子序列变异体(Amplicon Sequence Variant,ASV),其中担子菌门(Basidiomycota)和子囊菌门(Ascomycota)的相对丰度较高;不同地区不同土壤深度的优势属丰度及种类存在差异,健康天然林表层土壤真菌优势属为糙缘腺革菌属(Amphinema),0~10 cm和10~20 cm深土壤真菌优势属为丝膜菌属(Cortinarius);感病樟子松林下土壤中,天然林表层、0~10 cm和10~20 cm深土壤真菌优势属分别为木霉属(Trichoderma)、篮状菌属(Talaromyces)和乳牛肝菌属(Suillus),泰来县人工林表层、0~10 cm和10~20 cm深土壤真菌优势属分别为Delastria属、假裸囊菌属(Pseudogymnoascus)和Sagenomella属,章古台人工林表层土壤真菌优势属为Knufia属,0~10 cm和10~20 cm深土壤真菌优势属均为假裸囊菌属。此外,感病人工林土壤真菌群落中的植物病原菌占比分别为2.63%、5.04%,远低于感病天然林(8.77%)和健康天然林(8.11%)。人工林土壤真菌群落中的外生菌根含量低于天然林。推测人工林由于其树种的单一性导致外生菌根真菌丰富度较低,使得樟子松的抗病性较差。

  • 木材科学与工程
    杨龙飞, 李明, 方赛银, 卢芳勇, 张鑫, 邓婷婷
    森林工程. 2024, 40(6): 140-150. https://doi.org/10.7525/j.issn.1006-8023.2024.06.014
    摘要 (352) PDF全文 (43) HTML (337)   可视化   收藏

    为研究声发射信号在木材中的传播行为,分别对杨木、红锥、樟子松和杉木4种木材试件建立COMSOL三维仿真模型,通过给定位移的方法模拟弹性波点源,进而借助仿真过程的应力云图分析声发射(acoustic emission,AE)信号沿木材纵向传播的过程。针对AE源到达模型表面2个位置的时间差,利用时差定位法(time difference of arrival,TDOA)计算AE源的纵波波速。在木材试件上以相同条件进行AE试验并计算纵波波速,最终结果与仿真模型相符。研究结果表明,杨木、红锥、樟子松和杉木4种木材仿真与试验的纵波波速的相对误差分别为1.47%、1.04%、0.46%和2.33%,仿真模型能够客观反映AE信号在木材中的传播行为,为木材AE信号传播过程可视化提供一种新的途径。但AE信号幅值的相对误差较大,模型不能客观反映木材中幅值的变化规律。

  • 木材科学与工程
    刘彦君, 徐国祺
    森林工程. 2024, 40(6): 166-174. https://doi.org/10.7525/j.issn.1006-8023.2024.06.017
    摘要 (351) PDF全文 (19) HTML (328)   可视化   收藏

    为优化MF-IPBC微胶囊防霉剂制备工艺,探究最佳制备条件对微胶囊耐老化、缓释和防霉性能的影响,旨在为该微胶囊防霉剂的制备、测试及应用提供理论依据。以三聚氰胺甲醛树脂(MF)为壁材,以碘丙炔正丁胺甲酸酯(IPBC)为芯材,以苯乙烯-马来酸酐共聚物(SMA)为乳化剂,采用原位聚合法制备MF-IPBC微胶囊木材防霉剂。试验采用单因素变量法,分别研究芯壁质量比、温度和pH等因素对微胶囊微观形貌、粒径分布的影响。探究最佳制备工艺下微胶囊防霉剂在不同温度、紫外老化环境下性能的变化,研究MF-IPBC微胶囊缓释性能。采用抑菌圈法研究该防霉剂的抑菌性能。试验结果表明,微胶囊合成的最佳制备工艺为,当设置芯壁质量比为2∶1、反应温度为55 ℃、pH为 4.5、反应时间为2 h、搅拌速率为600 r/min时,微胶囊在微观形貌下观察粒径分布均匀,平均粒径约为4.23 μm,用其处理于杨木中后呈现膜状覆盖于木材细胞壁上。老化试验结果表明,MF-IPBC微胶囊紫外老化24 h与IPBC粉末紫外老化6 h颜色接近,温度老化90 ℃时的MF-IPBC微胶囊颜色与温度老化70 ℃时IPBC粉末颜色相近;MF-IPBC微胶囊40~100 ℃始终未被高温熔化,而IPBC粉末在70 ℃开始转化为液态;微胶囊用质量分数20%的二甲苯水溶液稀释,前0.5 h释放速率快,随后的4.5 h释放速率减缓,5 h时基本完全释放达到稳定状态。抑菌圈试验结果表明,当微胶囊防霉剂质量分数为1%时,可可球二孢抑菌圈直径最大,当微胶囊防霉剂质量分数为0.8%时,黑曲霉、绿色木霉和桔青霉的抑菌圈直径均为最大。研究结果表明制备的MF-IPBC微胶囊防霉剂有效提高了IPBC耐老化性能,使芯材IPBC具有缓释效果,对4种菌种具有抑制作用,特别是对可可球二孢抑制效果最明显。

  • 道路与交通
    许佳乐, 邬沛, 唐政烽, 童科挺, 李玉顺
    森林工程. 2024, 40(6): 185-195. https://doi.org/10.7525/j.issn.1006-8023.2024.06.019
    摘要 (329) PDF全文 (16) HTML (323)   可视化   收藏

    将单板层积材(laminated veneer lumber,LVL)和冷弯薄壁型钢通过结构胶复合构成工字形截面的钢-木组合梁,以梁的LVL板厚度、截面高度、薄壁型钢厚及翼缘LVL宽度等尺寸为参数,对9根钢-LVL组合工字形梁进行受弯性能试验,观察试件的破坏形态、挠度发展、应变分布和承载能力,对影响其受弯承载力的因素进行分析,并提出考虑滑移效应的跨中挠度计算公式。研究结果表明,钢-LVL组合梁具有良好的整体工作性能,破坏前变形能力较强,其受弯时最典型的破坏模式为下翼缘LVL被拉断,材料性能得到充分发挥,表现出较好的延性。增大截面高宽比、腹板高厚比,减小翼缘宽厚比可以提高组合梁的抗弯承载能力。LVL和型钢之间的滑移会降低组合梁的刚度,与未考虑滑移的结果相比,考虑界面滑移效应的组合梁跨中挠度理论计算结果更接近梁的真实变形,计算精度提高2.38%。

  • 森林资源建设与保护
    买买提·沙吾提, 李荣鹏, 蔡和兵, 赵明, 梁嘉曦
    森林工程. 2025, 41(2): 277-287. https://doi.org/10.7525/j.issn.1006-8023.2025.02.007
    摘要 (329) PDF全文 (32) HTML (2)   可视化   收藏

    新疆是中国重要的林果产业基地,特色林果业是区域经济发展的重要组成部分。为预防果树病害制约林果业发展,设计一款归一化注意力(normalization-based attention module,NAM)轻量级深度卷积神经网络(MobileNet-V2)果树叶片分类及病害识别模型。其中融入轻量型的归一化注意力机制,提高模型对特征信息的敏感度,使模型关注显著性特征。同时,将L1正则化(L1 regularization或losso)添加到损失函数中,对权重进行稀疏性惩罚,抑制非显著性权重。试验结果表明,在叶片分类中,模型对自构建植物叶片病害识别数据集(Plant Village)、混合数据集的分类结果均表现良好,准确率分别达到97.05%、98.73%、94.91%,具有较好的泛化能力。在病害识别中,MobileNet-V2 NAM模型实现94.55%的识别准确率,高于深度卷积神经网络(AlexNet)、视觉几何群网络(VGG16)经典卷积神经网络(Convolutional Neural Networks,CNN)模型,且模型参数量只有3.56 M。MobileNet-V2 NAM在具有良好准确率同时保持了较低的模型参数量,为深度学习模型嵌入到移动设备提供技术支持。

  • 道路与交通
    高鑫, 刘洁, 石振武, 王金茹
    森林工程. 2024, 40(6): 175-184. https://doi.org/10.7525/j.issn.1006-8023.2024.06.018
    摘要 (328) PDF全文 (23) HTML (271)   可视化   收藏

    为系统分析人类活动对交通环境的影响,科学评估智慧交通发展水平,并准确识别城市交通运输行业在智慧化转型过程中的影响因素,基于DPSIR(drivers pressures state impact response)模型构建智慧交通发展评价指标体系,评估北京市2013—2022年智慧交通发展水平的动态变化,识别影响城市智慧交通发展的限制性因素。研究结果显示,1)2013—2022年北京市智慧交通综合发展水平持续上升,呈现整体改善趋势;2)北京市智慧交通驱动力和响应子系统的发展程度整体呈下降趋势,压力、状态和影响子系统的发展程度整体呈上升趋势;3)2013—2018年,影响北京市智慧交通发展的主要因素为路口电子警察安装数、高峰时段市民平均出行时耗等,2019—2022年,交通运输网络建设密度、人口密度、汽车社会公共停车泊位数成为主要因素。为此,提出加强智慧交通自身造血能力、提升供给侧水平以及推动城市交通向智能低碳转型等建议,以针对北京市智慧交通治理的短板因素进行改进。

  • 森林资源建设与保护
    邹珊, 段文标, 王亚飞, 牟淼先, 王韶琪
    森林工程. 2024, 40(6): 79-90. https://doi.org/10.7525/j.issn.1006-8023.2024.06.008
    摘要 (308) PDF全文 (42) HTML (287)   可视化   收藏

    土壤有机碳矿化对森林恢复方式有极强的敏感性,为阐明不同恢复方式下土壤有机碳矿化速率及其与碳形态之间的关系,2023年6月选择小兴安岭地区阔叶红松林皆伐迹地区域内2种不同恢复方式下形成的2种林分(天然恢复形成的天然枫桦次生林,人工恢复形成的红松人工林)的林地土壤作为研究对象,以未受干扰的原始阔叶红松林的林地土壤作为对照(PK),采用野外样地设置与调查、土样采集与室内培养及测定相结合的方法,分析有机碳矿化速率对不同恢复方式的响应,并结合土壤碳形态的分布,探究不同恢复方式下有机碳矿化速率与土壤碳形态之间的关系。研究结果表明,1)土壤有机碳矿化速率从第3天开始随着培养时间的延长呈现出不断下降直至趋于平稳的趋势,且矿化速率随着土层的加深逐渐减小;2)原始阔叶红松林(PK)的矿化速率最高、天然枫桦次生林(BC)次之、红松人工林(PM)最低;3)2种恢复方式下土壤的总有机碳、矿物结合态有机碳与非活性有机碳由大到小依次为PK、BC、PM;颗粒有机碳含量由大到小依次为BC、PM、PK;4)培养过程中土壤总有机碳、颗粒有机碳、易氧化有机碳含量与有机碳矿化速率均呈现出一致减小的趋势,且与有机碳矿化量呈显著负相关性,其中易氧化有机碳对土壤有机碳矿化率的影响最大,相关系数为0.622。矿物结合态有机碳和非活性有机碳与土壤有机碳矿化量无显著相关性。综上,相较于红松人工林,天然枫桦次生林增强了土壤有机碳矿化速率,并且在2种恢复方式中,活性有机碳主导着土壤有机碳矿化速率。

  • 森林资源建设与保护
    张念慈, 刘广菊, 崔文峰
    森林工程. 2025, 41(1): 75-85. https://doi.org/10.7525/j.issn.1006-8023.2025.01.006
    摘要 (295) PDF全文 (100) HTML (259)   可视化   收藏

    为比较黑龙江省小兴安岭12种典型灌木树种燃烧性差异,对生物防火树种筛选和配置提供参考,以黑龙江省小兴安岭地区12种灌木植物为主要研究对象,分别测定其干、枝、叶燃烧性指标,采用层次分析法(AHP)构建灌木植物燃烧性层次结构模型,确定燃烧性各指标权重,计算灌木不同器官燃烧性数值,结合专家打分法确定灌木各器官权重占比,得出12种灌木燃烧性排序。研究结果表明,整株的燃烧性最强的为刺玫果,最弱的为忍冬;干最易引燃的为接骨木,最难引燃的为忍冬;枝最易引燃的为接骨木,最难引燃的为忍冬;叶最易引燃的为刺五加,最难引燃的为红柳。研究结果可为小兴安岭地区灌木树种燃烧性研究提供理论依据,为林火预测预报、林火行为预报、可燃物管理等研究和应用提供有效的支持。

  • 出版实践专论
    张丹, 陈华峰, 刘美爽
    森林工程. 2024, 40(6): 235-240. https://doi.org/10.7525/j.issn.1006-8023.2024.06.023
    摘要 (293) PDF全文 (32) HTML (255)   可视化   收藏

    随着中宣部2021年《关于推动学术期刊繁荣发展的意见》的印发,国家对于期刊的发展越来越重视,学术期刊的高质量发展模式成为当前出版行业研究热点。从期刊的可持续发展来说,人才至关重要。期刊的人才包括编辑、作者和编委(青年编委)。其中,青年编委在期刊的发展过程中发挥着越来越大的作用。为此,结合《森林工程》启用青年编委十多年的工作经验,着眼于青年编委作为同行评议专家对期刊发展的作用,深入探讨青年编委在农林类科技期刊办刊中的参与性与重要性,为学术期刊高质量、可持续发展提供参考与借鉴。

  • 森林资源建设与保护
    李朝妃, 邢艳秋, 李睿
    森林工程. 2024, 40(6): 53-63. https://doi.org/10.7525/j.issn.1006-8023.2024.06.006
    摘要 (286) PDF全文 (300) HTML (265)   可视化   收藏

    良好的影像分割结果能够提高树种分类的精度,而分割效果取决于最优分割尺度(optimal scale parameter,OSP)的选择。以往研究依赖人为设置的尺度序列,结果具有主观性。为避免此问题,以高分二号影像(GF-2)为数据源,提出一种基于有效尺度区间的非监督OSP选择方法,用于确定不同森林类型最佳分割结果出现的分割尺度。影像分割采用多分辨率分割(multi-resolution segmentation,MRS)算法,通过构建有效尺度区间估计函数(effective scale interval estimation functions,ESF),结合总体优度函数(overall goodness F-measure,OGF)得出不同森林类型在不同尺度区间下的OSP,最后依据监督分割精度分析结合谷歌地图目视判读确定最佳分割结果。结果表明,OGF在有效尺度区间Ⅲ获取的OSP得到了各森林类型的最佳分割结果,监督分割评价方法(F-measure)的最低和最高值分别为0.731 1和0.873 3。同时,在GF-2影像树种分类的分割任务中,OSP与树种和森林类型有关。研究结果为高分辨率遥感影像树种分类的对象提取提供技术支撑,同时为不同地物组成的复杂影像分割尺度参数选择提供方法。