冠幅是反映沙漠植被生长情况的重要变量，通过对不同生境沙漠植物冠幅预测，可为沙漠植被的科学经营提供参考。以古尔班通古特沙漠建群种梭梭为研究对象，选取常用的6种回归模型（M1、M2、M3、M4、M5、M6），以树高和地径为调查因子，建立高地、缓坡和平地不同生境中的梭梭冠幅模型。通过Origin和Anaconda软件对模型进行回归分析，根据4个拟合精度标准，决定系数（R ²）、均方根误差（RMSE）、平均绝对误差（MAE）、平均绝对百分比误差（MAPE），选取最优模型。模型拟合结果表明，在树高-冠幅和地径-冠幅模型中，6种回归模型的R ²均大于0.5，模型拟合效果较好。3种生境下（高地、缓地、平地）树高-冠幅和地径-冠幅均以M5（三次多项式）为最优模型。6个模型都具有统计学意义（Sig.<0.001），对古尔班通古特沙漠梭梭冠幅的预测具有重要的参考价值，为维护该地区生态和植被恢复提供一定的科学依据。

采用室内培养皿发芽法，研究外源添加聚乙二醇、碳酸钠、碳酸氢钠对花楸胚胎萌发及幼苗生理指标的影响。结果表明，聚乙二醇处理花楸胚胎后使萌发率提高15%~25%，碳酸钠、碳酸氢钠处理使花楸胚胎的萌发率分别降低了88%和85%。聚乙二醇可缓解盐碱胁迫对花楸胚胎萌发的抑制，使胁迫下胚胎的萌发率提高1~2倍。聚乙二醇可提高盐碱胁迫下花楸胚胎中抗氧化酶活性，使胁迫下胚胎中超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）和过氧化氢酶活性（CAT）分别提高16.45%、75%、80%。聚乙二醇使胁迫下胚胎中的丙二醛（MDA）含量降低41.44%。研究显示，聚乙二醇能够有效缓解盐碱胁迫对花楸胚胎的抑制作用，并提高花楸胚胎中的抗氧化酶活性，增强花楸的抗逆性，为建立PEG引发促进花楸胚胎萌发技术提供科学依据。

为优化珍稀濒危树种领春木（Euptelea pleiospermum）扦插生根困难的技术问题，以领春木1年生半木质化枝条为扦插材料，采用正交试验设计，通过对生根率、根系效果指数等指标的测算，探究不同基质、外源激素、激素质量浓度、处理时间对领春木扦插生根的影响，并应用隶属函数值法对16个处理组合（基质类型、激素种类、质量浓度、激素处理时间4个因素，每因素4个梯度）的生根效果进行综合评价，为领春木的扦插扩繁提供技术参考。4种扦插基质配比（100%泥炭；V（泥炭）∶V珍珠岩= 5∶2；V（泥炭）∶V（蛭石）=5∶2；V（泥炭）∶V（珍珠岩）∶V（蛭石）=5∶2∶2，V代表体积比）中，泥炭∶珍珠岩=5∶2生根效果最好，其生根率、平均根长、最长根长、平均生根数、根平均直径分别达56.67%、6.74 cm、7.47 cm、5.73条/穗、0.31 cm，根系效果指数为1.74，远高于其他3种基质配比（P<0.05）。正交试验结果表明，用质量浓度1.0 g/L的生根粉（ABT-1）速蘸5 s的插穗生根效果最佳，生根率达65.73%，平均根长7.38 cm，平均生根数7.59条/穗，最长根长7.52 cm，根平均直径0.35 cm，根系效果指数为1.87。综合分析表明，生根效果最佳的处理组合为泥炭、珍珠岩体积比5∶2为基质、在质量浓度为1.0 g/L的ABT-1号中速蘸5 s的平均隶属函数值最大，最低处理组合为泥炭、蛭石体积比5∶2为基质、在质量浓度为0.8 g/L的吲哚丁酸（IBA）中浸泡12 h。

为探究光学数据和合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar，SAR）数据在森林类型分类中的优势和互补性，以云南省普洱市思茅区的Landsat 8数据与微波遥感SAR影像ALOS2数据相交覆盖区域为研究区，采用分层分类技术进行森林类型分类研究。构建3种特征集，光学数据特征集（光谱+植被因子+纹理+地形特征）、SAR特征集（后向散射+极化分解特征）、光 学-SAR融合数据特征集（光谱+植被因子+纹理+地形+后向散射+极化分解特征），并使用递归特征消除法（Recursive Feature Elimination，RFE）对提取的3种特征集分别进行分层特征筛选，再用随机森林（Random forest，RF）、支持向量机（Support Vector Machine，SVM）对森林类型分类，光学-SAR融合数据SVM的分类效果最好。结果表明，1）在第1层（植被/非植被）分类时，总体精度为98.57%，Kappa系数为0.971；2）在第2层（森林/非森林植被）分类时，总体精度为92.14%，Kappa系数为0.826；3）在第3层（针/阔/混交林）分类时，总体精度为83.47%，Kappa系数为0.743。融合数据相比于光学数据集分类精度提高9.91%，比SAR分类精度提高24.97%；4）在融合数据集进行第3层次的分类中，对比不同窗口3×3、5×5、7×7、9×9下的光学图像纹理特征对分类结果的影响，7×7纹理窗口下精度最高。结果表明，多源数据协同的森林类型分类精度相比于单一数据源精度更高。

为提高沙漠地区车辆运输车能力，通过对沙漠土壤参数和履带车辆在松软地面通过性理论的分析，设计一种配备三角履带板的LY352J型沙漠履带式运输车。该车能够进行人员物资运输、车辆牵引、绞盘牵引作业，主要由三角履带板、绞盘和驾驶室等关键部位组成。通过理论分析和计算，确定各关键部件参数及沙漠履带式运输车在沙漠松软地面下的牵引通过性，应用Creo软件建立该履带车辆的虚拟样机模型，并采用RecurDyn（Recursive Dynamic）动力学仿真软件对车辆履带的最佳张紧力选择、直行、爬坡、转弯进行模拟仿真。结果显示，车重45%的条件下履带最佳张紧力为26.46 kN，能够保证车辆运行平稳且各项性能良好；上坡仿真得到的最大坡度为30°；转向动力学仿真中，车辆在路面上的转向稳定性较优，但在转弯时车辆容易失稳，会出现横向倾斜。最后在试验场地对试验样机进行直行、纵向爬坡和转向试验，验证该车型在沙漠地形实际行走时具有良好通过性能，能够克服轮式运输车在沙地沉陷的弊端，可满足现阶段沙漠地形运输作业的需求。

量化不同年龄兴安落叶松径向生长与气候因子之间的关系，为兴安落叶松天然林的适应性经营和管理提供决策依据。为此，以黑龙江省大兴安岭地区塔河林业局盘古林场2022年收集的159株兴安落叶松（Larix gmelinii）天然林单木样芯数据为基础，以树木年龄为标准，采用系统聚类方法将样木划分为幼龄组、中龄组和老龄组；运用树木年轮学方法建立标准年表，进而比较和分析不同年龄树木径向生长与气候因子的关系，并采用多元逐步回归法构建对气候敏感的单木径向生长预测模型。结果表明，1）4组（整体组、老龄组、中龄组、幼龄期）兴安落叶松树轮宽度年表的总体样本解释量（EPS）、平均敏感度（MS）和信噪比（SNR）均较高，表明所建立的兴安落叶松标准年表保留了较丰富的气候信息；2）兴安落叶松径向生长主要限制因子为当年8月份温度、前一年8—10月份温度以及当年2、7月份和前一年7、12月份降水量；3）不同年龄兴安落叶松对气候因子的响应存在显著差异，其中，老龄组树木的径向生长不仅受当年夏季温度的制约，还受前一年夏季温度和降水的影响，呈现出显著的滞后效应，而幼龄组和中龄组兴安落叶松则受环境因素的影响相对较小。

探讨紫穗槐根和叶化学计量特性对养分的适应性，为豆科植物施肥和限制模式的研究提供依据，采用三因素（氮（N）、磷（P）、钾（K）），三水平（N1，N2，N3，P1，P2，P3，K1，K2，K3）的施肥处理，测定紫穗槐幼苗根和叶的碳（C）、氮、磷、钾含量，分析根和叶各元素之间的关系。结果表明，在P、K添加下，叶片比根系有更强的响应，根系对N添加有更强的反应。叶片和根N含量、根N/K和N/P随施氮水平的增加而显著增加，根P/K、叶P/K和根C/N显著降低。随着施磷量的增加，叶片N、P、K含量、根P含量、根N/K和P/K显著增加，叶N/K和叶N/P显著降低；根和叶K含量随施钾量的增加而显著增加，根N/K和P/K、叶N/K和P/K显著降低。叶P含量与根P含量、叶K含量与根K含量呈显著正相关，叶C、N含量与根C、N含量之间的关系不显著，而叶根N、P、K含量分别与相应的C/N、N/P和N/K呈显著负相关。叶和根的C/N之间的关系不显著，而叶的N/P、N/K和P/K之间的相关性显著。隶属函数分析结果表明，在紫穗槐C、N、P、K含量的累积方面，N2处理最佳。N的添加导致P对叶片和根的限制；P的添加导致N对叶片和根系的限制；K的添加并没有改变限制模式。研究结果可为紫穗槐的合理施肥和科学管理提供依据。

为研究剪顶时间和留干高度对红松苗木品质的影响，以4年生红松裸根苗为材料，进行剪顶试验，设置3个留干高度（20、25、30 cm）和5个剪顶时间（4月、5月、6月、7月、8月），测定不同剪顶处理苗木的地径、生物量、茎根比、根系长度、根系表面积和根系体积。结果表明，生长季中期（6月）剪顶处理可显著提高红松苗木地径生长量，较对照提高23.68%，其他时间剪顶处理提高作用不明显；剪顶处理对红松苗木生物量的提高、茎根比的降低和粗根的生长基本没有促进作用，但对细根的生长促进作用明显，其细根长度、细根表面积和细根体积较对照分别提高18.27%~84.95%，9.38%~75.01%和1.28%~64.68%。生长季中期（6月）剪顶提高了红松苗木地径生长量，促进细根的生长，在一定程度上促进红松苗木品质的提高。

快速准确地获取土地利用信息，可为城市发展和生态环境保护提供参考依据。基于谷歌地球引擎（Google Earth Engine，GEE）平台的多时相Landsat图像密集时间叠加和随机森林算法对云南省的土地利用类型进行分类，分析云南省土地利用和土地覆盖（Land use and Land cover，LULC）时空变化趋势，并使用地理探测器定量评估关键的驱动因素。结果表明，1）LULC分类平均总体精度和Kappa系数分别为88.64%、86.01%，精度较高，满足数据使用要求。2）云南省土地类型以林地、耕地、草地及稀疏灌草混交地为主，占比97.91%~98.38%，土地利用转移以林地和耕地互相转换、草地及稀疏灌草混交地转为耕地为主。3）云南省滇中和滇东部的土地利用强度总体高于其他地区，滇西北和滇西南地区的土地利用强度较低。4）不同驱动因素对LULC影响程度存在显著差异，植被类型、年均气温和土壤类型对LULC变化的影响程度相对较小，高程、坡度、坡向、年均降水、人口密度、GDP和人口城镇化率等对LULC变化的影响程度普遍较高，其中GDP、人口密度和人口城镇化率对LULC变化程度影响较高。研究结果可为云南省后续生态环境保护政策制定和区域可持续发展提供数据基础与支撑。

气候变化与森林植被影响着PM_2.5质量浓度的分布，而PM_2.5作为空气的重要污染物也可直接或间接影响森林 植被生长。目前，基于光学气溶胶厚度（AOD）反演日间PM_2.5的技术已经较为成熟，夜间PM_2.5作为日间PM_2.5的补充，对于PM_2.5的全天监测具有重要意义。基于辐射传输理论，以夜间灯光亮度、增强型植被指数和7个气象因素（2 m露点温度、2 m温度、U风速分量、V风速分量、大气表面压力、蒸发量、降雨量）作为输入变量，夜间PM_2.5质量浓度作为响应变量，建立机器学习估算模型，以期为东北三省夜间PM_2.5质量浓度监测提供参考。结果表明，基于集成树构建的模型具有较高的估算精度，其拟合优度（R ²）为0.68，平均绝对误差（MAE）为7.05 µg/m³，均方根误差（RMSE）为11.62 µg/m³。此外，通过分析东北三省各监测站PM_2.5估算值与真实值的误差，发现模型具有一定的时空敏感性。通过及时准确地掌控夜间PM_2.5质量浓度的分布状况，可以为森林植被保护工作的开展提供参考。

机载高光谱数据能够反映树种光谱特征，可以对森林树种进行精确分类。应用不同机器学习分类算法对无人机高光谱影像进行树种分类研究。首先利用无人机完成黑龙江省帽儿山实验林场研究区的高光谱数据采集，对获取数据进行一系列预处理；然后分别利用基于高斯核的支持向量机、随机森林、K-近邻3种不同机器学习分类算法建立基于全波段高光谱数据的树种分类模型，并基于不同波段选择方法（连续投影算法、竞争性自适应重加权法以及无信息变量消除法）对全波段高光谱数据降维后再进行树种分类模型构建；最后联合不同波段选择方法与高光谱图像纹理特征构建树种分类模型，并对不同处理方法结果进行比较。研究表明，对于全波段高光谱数据的树种分类模型中，基于高斯核的支持向量机分类准确率最高（87.55%）。不同波段选择后，随机森林稳定性是3种分类算法中最好的，准确率较高，而基于高斯核的支持向量机分类准确率随着特征维度的增加而提升。基于灰度共生矩阵提取纹理特征后结合波段选择建立的树种分类模型准确率高于单一的波段选择建立的模型，尤其是K-近邻分类算法的提升最大，说明具有明显划分的特征进行其建模可达到较好分类效果。该研究利用不同特征选择方式结合3种不同的机器学习分类算法实现了基于高光谱数据的优势树种分类，为波段选择方式与机器学习算法结合提供了技术参考，也对基于无人机高光谱数据的森林生物量反演和碳储量估测研究具有重要意义。

扎龙国家级自然保护区是世界最大的芦苇湿地，其植被变化对湿地的生态环境影响较大，以齐齐哈尔市域内扎龙湿地为对象，基于MODIS数据，利用像元二分模型法，运用ArcGIS 10.2软件，分析该湿地2001—2022年植被覆盖时空演变特征，旨在揭示扎龙湿地的植被变化趋势，为该湿地生态保护、修复及建设提供借鉴和参考。结果表明，1）扎龙湿地东部地区植被覆盖度优于西部，植被覆盖等级空间变化整体呈现出波动式增加的趋势；整体是低植被覆盖度向高植被覆盖度转化，高植被覆盖度区域面积显著增加，中级、中低级和低级植被覆盖度区域面积逐渐减少。2）植被覆盖度与该区域年降水量、年均气温和年补水量存在着相关性。高植被覆盖区域分别与年降水量和年补水量呈现显著的正相关（相关系数R=0.42；R=0.62），中高植被覆盖区域与前一年的年均气温存在显著的正相关（R=0.46），且与当年年均气温也有一定相关性；高植被覆盖区域也与前一年的年降水量存在一定的相关性，表现出植被覆盖度变化滞后于降水量变化的特征。

为满足旋翼无人机执行林区内定点监测、侦查等任务，通过对鸟类栖息过程研究及腿足仿生研究，设计一种仿生栖息机械臂。对整机进行模块化设计及运动学分析，腿部模块使用机械系统动力学自动分析（Automatic Dynamic Analysis of Mechanical Systems，ADAMS）进行运动学轨迹仿真，爪部模块使用D-H（Denavit-Hartenberg）参数法取得趾尖运动学方程，通过MATLAB仿真得到爪部模块趾尖的工作空间点云分布。制作样机搭建试验系统，分别对趾部活动范围以及整机栖息能力进行试验验证。该设计结构简单，易操控，可完成试验室阶段的栖息行为。

基于视觉导航的森林移动机器人具有机器人作为边缘设备算力有限、导航效果受光照影响较大的问题。为此，提出一种轻量化的树干检测方法，该方法基于YOLOv7-tiny模型，采用可见光图像与热成像图像作为输入，导航效果受光照影响较小；同时采用基于部分通道卷积（Partial Convolution，PConv）的特征提取模块-部分通道卷积高效层聚合网络（Partial Efficient Layer Aggregation Networks，P-ELAN），对基准模型进行轻量化改进；在训练阶段用alpha-CIoU损失函数替换原始的CIoU损失函数，提高边界框回归的准确性。结果表明，所提出的森林移动机器人树干检测方法相较于原始YOLOv7-tiny模型参数量减少31.7%，计算量减少33.3%，在图形处理器（Graphics Processing Unit，GPU）和中央处理器（Central Processing Unit，CPU）上的推理速度分别提升了33.3%和7.8%。修改后的模型在保持对树干检测精度基本不变的基础上更加轻量化，成为部署在机器人等边缘设备上的理想选择。

为研究碳纳米纤维混凝土在盐-冻融循环作用下的抗冻性能变化规律，以3.5% NaCl溶液作为冻融循环介质，对4种不同碳纳米纤维（CNFs）质量掺量（0%、0.1%、0.2%、0.3%）的混凝土试件进行快速冻融循环试验，通过扫描电镜、X射线衍射和氮气吸附等微观测试手段分析纤维改性机理，并建立冻融损伤模型以评价盐-冻融循环条件下碳纳米纤维混凝土的损伤演化规律。结果表明，CNFs可提高混凝土抗盐-冻性能，改善效果与碳纳米纤维掺量呈正相关，质量掺量为0.3%时抗冻等级及耐久性指数较基准组提高100%。CNFs通过桥接裂缝、控制纳米级裂纹、成核、改善孔结构提高混凝土密实度，进而改善混凝土的抗盐-冻性能。基于不同评价指标建立的冻融损伤模型符合威布尔分布且R ²均大于0.9，可用于评价和预测盐-冻融循环条件下碳纳米纤维混凝土损伤情况。

探究火烧迹地植被恢复过程中土壤微生物生物量及酶活性的变化规律，为火烧迹地森林恢复途径选择及恢复成效评价提供科学依据。以大兴安岭重度火烧迹地落叶松母树-白桦林（MB）、林下抚育-白桦林（FB）、无干扰白桦林（BB）3种不同类型的白桦林为研究对象，落叶松人工林（LL）为对照，测定0~5、5~10、10~20 cm土壤微生物生物量碳（MBC）、土壤微生物生物量氮（MBN）和脲酶（URE）、酸性磷酸酶（ACP）、蔗糖酶（SUC）、过氧化氢酶（CAT）活性。结果表明，1）土壤MBC、MBN含量变化为239.16~852.09 mg/kg和37.08~114.99 mg/kg，除10~20 cm土层外MBC、MBN含量由大到小依次为MB、FB、LL、BB。 2）MB土壤ACP、CAT和URE活性最高，FB的ACP、SUC、CAT活性均值要高于LL，BB的URE、ACP活性均值低于LL。3）冗余分析表明，0~5 cm土层土壤SOC、SAP、MBN对土壤酶活性的解释率达到了46.8%、24.9%和4.5%，5~10 cm土层土壤 \mathrm{N} {\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}^{-}-N、pH、MBC的解释率分别为61.8%、11.4%和4.0%。10~20 cm土层土壤 \mathrm{N} {\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}^{-}-N、pH、TN的解释率为53.3%、14.7%和12.4%。研究表明火后保留具有繁殖能力的树木作为母树恢复森林和及时森林抚育管理对土壤微生物生物量和酶活性具有促进作用。

以珠三角地区海陆交互相淤泥质软土为研究对象，通过室内直剪试验探究不同固结压力和固结度下抗剪强度及抗剪强度指标的变化规律，提出抗剪强度及对应指标-固结度-固结压力三维Logistic数学模型。研究结果表明，当固结压力 P≥200 kPa、固结度U≥40%时，软土黏聚力（c）和内摩擦角（φ）增长较为明显；当U=100%时，各级固结压力作用下的软土抗剪强度（τ）相较于初始状态分别提高了7.89、12.73、13.50、18.20、22.38 kPa；所给出的三维数学模型可直接计算出某一固结压力和固结度下的抗剪强度指标c、φ、τ。研究成果能够更为准确地评价该地区软土地基逐级加载过程中的整体稳定性。

泡桐木始终是制造乐器谐振元件的重要材料，对乐器的音质有着重要的影响。采用广义回归神经网络（General Regression Neural Network，GRNN）建立基于共鸣板振动性能的月琴音质评价模型。以制造出的9把月琴为研究对象，根据月琴的音质评价以及制备月琴的共鸣板信息，提出月琴音质的预测模型。在180组数据中，随机抽取135组数据进行训练，其余45组数据进行验证。使用主成分分析方法、GRNN建立月琴声学质量评价模型，并进行仿真预测。结果表明，基于共鸣板的振动特性，利用Matlab仿真可以实现对月琴音质的预测，预测的准确率可达到91.41%。此外，研究还表明，泡桐木共鸣板的动态弹性模量、声辐射阻尼系数、弹性模量、剪切模量比、声阻抗，损耗角正切和声转化率等参数均是影响其制备成品月琴声学质量的重要因素。

利用遥感的方式对森林乔木层碳储量（Aboveground Biomass Carbon Stocks，ABGCS）以及乔木层碳储量的光饱和值进行精准估测，以期替代传统大面积调查的繁琐工序，为碳储量的估测提供参考和依据，提高森林可持续经营管理的效率。以2017年黑龙江省伊春市嘉荫县森林乔木层碳储量（ABGCS）作为研究对象，利用Landsat8 OLI遥感影像以及森林资源二类调查数据，构建参数模型多元逐步回归模型（Stepwise Multiple-Regression，SMR），非参数模型BP神经网络模型（BP neural network，BP-NN）、随机森林模型（Random Forest，RF）、支持向量回归模型（Support Vector Machine，SVR）对嘉荫县地区ABGCS进行估测和反演其空间分布情况。研究结果表明，非参数模型的估测精度明显高于参数模型，其中3种非参数模型（BP-NN、RF、SVR）相较于参数模型（SMR），拟合精度分别提高了25.0%、12.2%、7.3%；综合比较4种模型十折交叉验证的评价指标，分析得出模型性能优劣为BP-NN>RF>SVR>SMR，其中BP-NN模型拟合出最大的决定系数（R ²为0.785）和最小的均方根误差（RMSE为3.572 t/hm²）、均方误差（MSE为12.757 t/hm²）、平均绝对误差（MAE为2.687 t/hm²）；从碳储量残差分段检验结果来看，4种模型均存在碳储量不同程度上高值低估和低值高估的情况，BP-NN模型在各碳储量分段的平均残差（ME）和相对平均残差（MRE）值均为最小，其泛化能力较强；利用立方项模型确定ABGCS的光饱和值为63.056 t/hm²，与BP-NN所预测的ABGCS光饱和值接近（64.232 t/hm²）。因此，BP-NN模型在估测嘉荫县ABGCS具有较为理想的效果，为森林碳储量动态监测及研究提供重要依据。

为提高林区曲线道路驾驶员行车安全性和舒适性，采用驾驶模拟试验办法，利用眼动和心率作为评价指标，从动态视角对林区曲线道路行车舒适性进行评价研究。基于空间视距理论建立5种不同空间视距的林区曲线道路场景，研究结果表明，驾驶员瞳孔直径变化率和心率增长率随着空间视距增大而不断减小，驾驶舒适性不断增大。考虑瞳孔直径变化率和心率增长率的最小空间视距值为101 m和89 m，得出瞳孔直径变化率和心率增长率的空间视距适宜值为128 m和132 m。

针对含节子木材力学特性不确定，不易判断其是否可用的现状，提出一种通过检测含节子木材的抗弯性能来对含有节子的木材是否可用进行评判的方法。选取在东北地区占到总森林面积15%~20%的常见树木蒙古栎为试验对象，首先采用目标检测算法对木材表面含节子区域进行识别；然后对识别的区域进行光谱提取，并构建定量预测模型；最后通过深度学习对含节子木材的力学性能进行分析。试验结果表明，提出的基于连续投影的支持向量机算法（Successive Projections Algorithm-Support Vector Machine，SPA-SVM）预测模型对木材抗弯性能具有优秀的预测能力，其试验结果指标决定系数R ²=0.96，均方根误差RMSE=0.58，相对分析误差RPD=5.09。该预测模型能非常准确地对含节子木材的抗弯性能进行预测，预测结果与真实数值误差较小，符合试验要求标准，预测结果可以为木材是否使用提供依据。

为解决背景噪声干扰下，从微根管采集的原位根系图像中难以直接提取准确的表型参数问题，提出一种基于改进U-Net的微根管根系表型参数测量系统。在U-Net网络中引入优化后的空洞空间金字塔池化模块（Atrous Spatial Pyramid Pooling，ASPP）和高效通道注意力模块（Efficient Channel Attention，ECA），增大感受野，提升模型捕捉根系细节特征的能力，获取精确的根系分割图像。结果表明，改进的U-Net模型平均交并比和平均像素精度分别为87.07%和91.85%，相较原始U-Net分别提高了2.49%和2.3%。与WinRHIZO根系分析软件测量值相比，根长度和面积决定系数分别为0.951 8和0.984 9，Spearman相关系数分别为0.972 5和0.975 7，可以实现根系长度和面积的准确测量。

为探究煤矸石粉在微表处技术中应用的可行性，选取不同煤矸石粉替代微表处混合料的填料，室内成型要求的组合试件采用汉堡车辙试验、四轮加速磨耗试验和剪切疲劳试验等长期性能测试方法，研究含有不同填料的微表处混合料路用性能和层间性能，并分析不同因素对微表处长期性能的影响差异性。结果表明，煤矸石粉以替代矿粉的形式添加于微表处中，可改善微表处的高温性能、水稳性能、耐磨耗性能、长期抗滑性能和层间黏结性能，其中，高温活化煤矸石粉的改善效果较好，煤矸石粉替代量对微表处不同性能影响高于矿粉类型，但煤矸石粉替代水泥则有损微表处的路用性能和层间性能。微表处长期性能的改善效果与煤矸石粉替代矿粉的质量密切相关，煤矸石粉替代率越高，则微表处的长期性能越好；矿粉全部替代为煤矸石粉、活化煤矸石粉，微表处的高温性能、水稳性能、耐磨耗性能、长期抗滑性能和层间剪切疲劳寿命分别提高约26.8%和36.4%、33.5%和40.0%、33.4%和45.1%、4.7%和6.8%、9.5%和10.4%。研究成果为煤矸石在沥青路面养护技术中应用提供参考。