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岷江冷杉林线交错带的植冠三维结构

岷江冷杉林线交错带的植冠三维结构
岷江冷杉林线交错带的植冠三维结构

第22卷第11期2002年11月生 态 学 报A CTA ECOLO G I CA S I N I CA V o l .22,N o.11N ov .,2002岷江冷杉林线交错带的植冠三维结构

石培礼1,李文华1,王金锡2

(11中国科学院地理科学与资源研究所,北京 100101;21四川省林业科学研究院生态研究所,成都 610081)基金项目:国家基础发展研究计资助项目(G 199804800);国家自然科学基金资助项目(39900024);中国科学院青藏高原研究(KZ 9512A 1220A ,KZ 95T 206)和林业部四川资源与生态开放实验室基金资助项目

收稿日期:2001202218;修订日期:2001211226

作者简介:石培礼(1969~),男,重庆市人,博士,副研究员。主要从事森林生态学和植物生理生态学研究。E 2m ail:sh i p l @igsnrr .ac .cn

摘要:卧龙自然保护区巴郎山岷江冷杉林线交错带植冠三维结构定量分析表明:植冠明显地分化成两个叶层,两叶层间有114m 的无叶植冠区。以岷江冷杉、大叶金顶杜鹃和红毛花楸为优势,构成了林线植冠的主要成分。植冠深度较小的为低矮灌木种类,深度最大的是乔木层树种。林线植冠的物种组成较丰富,每个垂直取样冠层平均有2个以上物种。林线的植冠空间占有率最高的是高大的星毛杜鹃,其次是岷江冷杉,但植冠高度以岷江冷杉最高,故林线交错带林相以岷江冷杉为优势。物种的盖度与单位面积的植冠体积间有较好的线性关系,物种的植冠体积大致可用其盖度值乘以系数1121来计算。

关键词:岷江冷杉林;林线交错带;植冠三维结构

Three -d i m en siona l Canopy Structure i n The T i m berl i ne Ecotone D om i na ted by A bies f axon iana

SH I Pei 2L i 1,L IW en 2H ua 1,W ang J in 2X i 2 (11Institu te of Geog rap h ic S ciences and N atu ral R esou rces R e 2

search ,Ch inese A cad e my of S ciences ,B eij ing 100101;21Institu te of E cology ,S ichuan A cad e my of F orestry ,Cheng d u 610081,Ch ina ).A cta Ecolog ica S in ica ,2002,22(11):1819~1824.

Abstract :A n investigati on w as m ade in the ti m berline eco tone of A bies f ax on iana to determ ine the quan ti 2tative characteristics of th ree 2di m en si onal canopy structu re 1T he vertical fo liages of the comm un ity w ere compo sed of tw o layers of leaves and there w as 114m distance betw een them ,w here hardly ob served any leaf .T he leaf layers in the canopy w ere dom inated by species such as A .f ax on iana ,R hod od end ron f aberi sub sp .p ra ttii and S orbus ruf op ilosa .T he canopy of the sh rub species w as shallow er than that of the tree

species

.O n the average ,abou t 2.5species occu rred in the canopy .R .f aberi subsp .p ra ttii and A .f ax o 2n iana occup ied the hargest and second largest space in the canopy ,respectively .How ever ,the A .f ax on i 2ana had tallest in the canopy .T herefo re ,the ti m berline eco tone w as mo rpho logically dom inated by A .f ax on iana .T he canopy vo lum e of a species w as po sitively co rrelative w ith its cover and can be calcu lated as the p roduct of the coverage and the coefficien t of 1121.

Key words :ti m berline eco tone ;th ree 2di m en si onal canopy structu re

文章编号:100020933(2002)1121819206 中图分类号:Q 149 文献标识码:A

植物群落的结构系指群落组成物种及其个体在空间上的配置状况,植物群落在水平结构上表现为一定的分布格局,而垂直结构通常表现为垂直成层现象和层片结构。在传统的群落学研究方法中,水平格局能够较好地进行定量分析,但垂直结构通常是定性描述。虽然群落垂直投影图能较形象地描述群落物种的层次分化,但毕竟还是很粗略的方法,难以定量分析物种的空间结构上的数量关系,况且在野外进行结构图的绘制费时且不准确。为了研究群落植冠层多物种组成的复杂成层现象及物种之间的数量关系,必须测

0281 生 态 学 报22卷

定和量化冠层的三维结构。Sum ida[1]为研究植冠三维结构提供了一套全新的方法,对理解植物群落的物种配置和冠层的光环境具有重要意义。

岷江冷杉(A bies f ax on iana)主要分布于岷江上游、大小金川流域和甘南的白龙江上游,垂直分布海拔为2800~4200m[2]。在卧龙自然保护区,岷江冷杉分布于海拔2700~3600m(3800m)的西河、中河、皮条河和正河的沟尾,是卧龙地区植被的主要组成部分[3]。在巴郎山,从岷江冷杉郁闭林经岷江冷杉林线到高山杜鹃矮曲灌丛带,植物群落的层次结构出现了显著变化。岷江冷杉林为复层异龄林,乔木分层显著,但组成灌木草本种类较为简单;到林线交错带,乔木层高度显著降低,灌木种类逐渐丰富,分层结构复杂,除岷江冷杉建群层外,还有落叶阔叶树种组成的亚建群层,喜阳和耐阴种类并存[4]。本文利用Sum ida[1]的方法解析巴郎山岷江冷杉林线交错带复杂的植冠结构,以期获得对植冠三维结构提供量化的新视野。

1 研究方法

在本研究中的植冠被界定为任何包括叶的部分,冠长为树高与最低叶层的高度之差。

111 植冠三维结构圆柱探针法(Cylinder p robe)测定原理[1]

在卧龙巴郎山海拔3600m阴坡的林线交错带设置22×20m2的样方,将样方划分为110个2×2m2的网格,共有132个交接的节点(栅格点),采用圆柱探针法测定植冠三维结构。具体方法是在每个栅格点取一个圆柱状“样芯”,圆柱的高度为植冠的最大树高,在每个格点树冠取样的圆柱断面被称作“样冠”(samp le crow n),在每一格点取样的圆柱直径设定为012m。因为直径是一个恒量,所以样冠的体积与取样的深度成正比,当然这一直径是主观确定的。样冠是相邻两片叶子的垂直距离≤015m的植冠段,如果样冠中相邻的两片叶子垂直距离超过015m,则这两片叶子属于两个不同的样冠,样冠的最上和最下部的定义是最高一片活叶的顶部和最低一片活叶的底部,样冠的长度为最高和最低叶片间的垂直距离。这样,每个格点的植冠取样单位可能划分为数段样冠。

112 叶层的界定

在研究栅格的每一个格点之上部可能有1~3个样冠,从最高样冠开始,按自上而下的顺序,这3个样冠分别被定义为第 、第 和第 。也就是说,叶层就是出现在同一层次样冠的集合,即每个格点的所有第1样冠构成第 叶层,第2样冠构成第 叶层,…,依此类推。

113 圆柱探针法在野外的实际测定

在每一格点用测定标杆测定样冠最上层和最低层距地面的高度。标杆顶部有一个20c m横测杆,标杆顶部被举起超过该点的林冠冠层,然后慢慢垂直向下放,测定最高层和最低层样冠的高度,测定时另外一个人爬上离测点较近的一棵树看样杆的横条是否接触样冠的最上部和最下部,测定高度的精度精确到011m,每个样冠包括的物种按样冠顶部从上往下的顺序作记录。

114 圆柱探针法的数据分析

用132个格点样冠的体积除以132个格点取样柱的总面积可得单位面积土地的树冠体积指数(CV I)。每一高度水平冠层的空间占有比例(R sp,m3?m-3)采用以下方法计算:假设按1m的深度为间隔划分水平样冠,如群落的高度为10m(最大树高度),因为有132个取样柱,离地上水平层(i~i+1,i=0,1,2,…9)包括132个1m高的样柱段,在i~i+1水平层,平均冠层空间占有比是通过此层132个样点样冠分段的总体积除以132个样柱的总体积而得,其值为0~1。

当样冠由两个或更多的物种的叶组成时,由上往下只记录组成树种叶的最高和最低高度以及种名。为了确定样冠中多物种树冠体积和位置,假设:如果A、B、C三物种按从冠层由上往下的顺序出现在样冠中,样冠高为L(m),则样冠在每单位陆地面积的体积为L(m3?m-2),在这种情况下,样冠被分成3个相等的叶层,每个叶层等高为L 3,样冠的体积从上到下按体积L 3(m3?m-2)等分到物种A、B、C中。

对每个物种来说,单位陆地面积平均冠体积(V sp,m3?m-2)以及空间占有比例,指各种在每一个高度水平冠层空间占有比例(R sp,m3?m-3),是从圆柱冠层探针数据中挑选出的该物种的样冠值。代表了从顶层表面往下群落的深度,由Z i代表,R sp随Z的变化值由R sp(z)代表,则有如下的关系式:

V sp =∫Z m ax 0R sp (z )d z

(1)其中,Z m ax 为群落的最大高度。

2 研究结果

211 岷江冷杉林线交错带植冠的叶层结构

图1所示的岷江冷杉林线交错带3个水平样线的植冠侧面结构图中,竖条表示各叶层的深度,对于每一个取样格点,从上到下依次为第 、 或第 叶层。林线交错带的131个取样格点中植冠共有 、 、 三个叶层,各叶层样冠数分别为131、73和11个,由此可见,岷江冷杉林线交错带植冠明显地分化成两个叶层。第 、 、 叶层平均高(即叶层最上部到地面的距离,平均值±标准差)分别为414±214m 、211±114m 、115±110m 。根据具有两个叶层的73个格点统计,第 叶层和第 叶层间高差314±119m ,叶层间具有114±019m 的无叶植冠区。

图1 岷江冷杉林线交错带的植冠叶层结构侧面观F ig .1 P rofile of the leaf layers in the fo rest canopy of the faxoniana fir ti m berline eco tone

从图1还可以看出交错带叶层从林线到郁闭林优

势叶层(第1叶层)在逐渐升高,林线外疏林灌丛(林缘

侧)第 叶层高度一般不超过4m ,林线第 叶层在6m

左右,近林线的郁闭林侧第 叶层高度达8m 以上,并

且从林缘到郁闭林叶层的数量在增加。

第 叶层主要由大叶金顶杜鹃(R hod od end ron

f aberi sub sp .p ra ttii )、

岷江冷杉和红毛花楸(S orbus ruf op ilosa )组成,分别占3511%、

2812%和1716%;第 叶层由大叶金顶杜鹃和岷江冷杉幼树组成,分别占

3917%和2818%;第 叶层主要为大叶金顶杜鹃的更

新苗、冰川茶 (R ibes g lacia le )和陇塞忍冬(L on icera

tang u tica )组成,分别占5415%、

2712%和1010%。在整个叶层中岷江冷杉、大叶金顶杜鹃和红毛花楸占优

势构成巴郎山阴坡岷江冷杉林线的主要成分。

212 叶层深度及其频率分布

根据 、 、 三个叶层131、73和11个样冠的计

算,第 叶层厚度(即叶层的厚度)为210±112m ;第

叶层深度111±019m ,第 叶层平均深度与第 叶

层相近,为110±015m 。图2是各叶层植冠取样获得的

样冠深度在不同高度的相对频数分布,可见,样冠深度

主要分部在210m 以下,样冠深度大于2m 的频数很

少,只有在第 和第 层中有少量分布,第 叶层已经

没有高于210m 的样冠分布,第 叶层没有410m 以上

的样冠分布。在第 叶层有高于410m 直至910m 的样

冠分布,这主要是由于岷江冷杉乔木树冠呈连续分布,

中间没有空隙的缘故。

213 叶层的总深度由图2可以看出3个叶层深度和的平均频度分布主要分布在310m 左右,3个叶层合计平均深度为217±110m 。图3显示的是第 叶层深度L I 与第 、 叶层深度和L + 之间的关系,大多数点都落在直线L +L + =5m 之内,说明林冠冠层深度有一个上限值,对与岷江冷杉林线交错带来说,林冠平均深度的极大值为5m ,下层林冠的深度很大程度受到第 叶层的限制。

214 冠层各物种样冠的深度

128111期石培礼等:岷江冷杉林线交错带的植冠三维结构 

图2 各叶层的样冠深度的相对频数

F ig .2 T he frequencies of samp le crow n in different

leaf

layers 图3 第 叶层样冠深度L 与第 、 叶层样冠深度

和L + 的关系

F ig .3 R elati onsh i p betw een the samp le crow n dep th

of the first leaf layer (L )and the sum of the o thers (L + )

表1是林线交错带植冠中各物种样冠的平均深度和标准差。第3栏是132个样点调查到的276个样冠中各物种的平均样冠深度,第4栏是只有单种出现的样冠的平均深度,第5栏是样冠中有多个物种的各物种样冠的平均深度。各物种在各叶层样冠深度变化范围为016~213m ,样冠深度较小的种类有薄皮木(L ep tod er m is oblog a )、陇塞忍冬、冰川茶 和峨眉蔷薇(R osa o m eiensis )等,样冠深度在018m 以下,这些种类为林下较为低小的灌木;青海杜鹃(R 1p rz e w a lsk ii )、凝毛杜鹃(R hod od end ron p haeoch ry sum var .ag g lu 2tina tum )和大叶金顶杜鹃为中间类型,样冠深度变化幅度为112~118m ,是林线交错带灌木层的优势种;样冠深度最大的是乔木层树种红毛花楸和岷江冷杉和乔木状高灌星毛杜鹃(R hod od end ron asterochnoum ),样冠的平均深度为114~213m 。

215 植冠层各样冠种的物种组成

在样地132个样点共测得276个样冠(表1),在这些样冠中,有62132%的样冠由单种组成(表1第4栏),其余的104个样冠由2个或2个以上物种组成,出现在42个样点上,所以,每个样冠的平均物种数有2148个。在测定的132个格点所有物种在样冠中的出现频次为276,故每一测定格点平均有211个物种。

表1 各物种的样冠平均深度(M D )和标准差(SD )

Table 1 The mean sample crown depths of each spec ies and the ir standard dev i ation

种名

Species 种号N o .

全部To tal 单种O nly species 多种M ulti 2species M D (m )SD n 3t M D (m )SD N 3o M D (m )SD N 3m 青海杜鹃R hod od end ron p rz e w alsk ii 1

11220148181110014210116001808薄皮木L ep tod er m is oblog a 2

0171012170160—1018001206星毛杜鹃R hod od end ron asterochnoum 3

1150—31150—11150—2陇塞忍冬L onicera tang u tica 4

0170013012016601217018001405峨眉蔷薇R osa o m eiensis 5

0172012012016801239017001103凝毛杜鹃R hod od end ron p haeoch ry sum var .ag g lu tinatum 6

113601481411380149121100001302冰川茶 R ibes g laciale 7

0173010630180011420180—1红毛花揪S orbus ruf op ilosa 8

115001853211430163161150110016岷江冷杉A bies f ax oniana 9

119211456921281159541130017015大叶金顶杜鹃R hod od end ron f aberi subsp .p rattii 1011190156106

11300166601130015046样冠数N um ber of samp le crow n

276172104 3表中的n t ,N 0和N m 分别为样冠的样本数In the table ,n t ,N o and N m p resent the num ber of samp le crow ns in to 2tal ,one species and m ulti 2species

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对于同一物种来说,从表1的含有两个及以上物种的样冠深度(第5栏)和在单一样冠中的深度(第4栏)没有显著差别(p >0105),也就使得多物种组成的样冠具有较高的深度。

216 各物种样冠空间占有率的变化

图4显示了林线交错带冠层10个物种在不同高度植冠空间占有比(R sp ,m 3?m -3)的垂直变化。图4 不同物种的植冠空间占有比率变化特征F ig .4 T he variati on in the rati o of spatial occupati on by crow ns of different species

图中的种号同表1T he num ber of species is the sam e as T able 1物种1~5(种序编号见表1)的植冠空间占有比

率(R sp )较低,且分布的高度也低,主要分布在315m 以

下,冰川茶 和凝毛杜鹃的R sp 居中等水平,分布的高

度在615m 以下。红毛花楸、大叶金顶杜鹃和岷江冷杉

的R sp 是林线交错带最高的3种,而且分布高度变幅较

大,大叶金顶杜鹃的R sp 最大,分布的高度较岷江冷杉

低且分布集中4m 以下;岷江冷杉R sp 居第2,但岷江冷

杉植冠分布最高,在各高度R sp 较为平均;红毛花楸的

R sp 居第3,分布的植冠高度较岷江冷杉低。故岷江冷杉

在乔木层成为建群成分,大叶金顶杜鹃和红毛花楸成

为植冠层的优势成分。

217 各叶层植冠空间占有率的垂直变化图5从外向里依次是第 、 、 和整个植冠(即第 、 、 叶层各层R sp 之和)的空间占有率R sp 在植

冠中的垂直变化。各叶层和全部植冠的R sp 分布大致呈

金字塔形,随着植冠高度的增加出现尖塔形。各叶层的R sp 分布高峰出现显著的分离现象,只有部分出现重叠,这与每一叶层的样冠的高度在各个取样栅格点的变化相一致。

图5 植冠空间占有比在不同叶层的变化F ig .5 T he variati on of rati o of spatital occupati on by crow ns in different leaf layers

218 物种盖度与平均样冠体积的关系

在本研究中,物种的盖度(r 0)被定义为各物种在

132个取样格点样冠的样本数(表1中的n t )与取样总

点数(132)的比值。各物种的单位面积的植冠体积(V sp ,

m 3?m -2)与其盖度间有较好的线性关系(图6),V sp 和

r 0之间的近似比例关系为:

V sp =1121r 0(2)

系数为132个样点的总样冠体积与132个取样格点所

有物种出现的样冠总数276之比值,这表明在岷江冷

杉高山林线交错带植冠层物种的平均样冠体积V sp 可

以大致通过相应的盖度值r 0乘以系数1121来计算。

3 讨论与结论在林线交错带22×20m 2的样地中,虽然只有10个木本种类出现,但在每一取样格点平均有2个以上物种,这说明林线植物存在着不同光资源的利用等级的分化。从光资源的利用角度来说,林线交错带植物对光的利用是较充分的。如果在林线交错带配合对植冠层进行光合作用测定,更能揭示在林线恶劣环境下植物对光能的利用状况,这有待于今后作深入的研究。

如213节所述,研究样地的单位面积林冠的平均体积(即3个叶层合计的叶层平均深度)为217

m 3?m -2,野外测定巴郎山岷江冷杉林线交错带的叶面积指数为110

~310m 2?m -2,将L A I 变幅除以平均冠层体积可以得到林线单位体积冠层空间叶的密度范围为0137~1111m 2?m -3。K ira 等[5]研究表明,日本成熟常绿阔叶林产量结构中的叶密度为110m 2?m -3左右,不过他们测定叶面积密度没有考虑冠层中叶层间的无叶间断区,而是把整个林冠体积用于计算,这势必低估叶面积密度。但无论如何,还是表明岷江冷杉林线交错带的杜鹃2岷江冷杉林具有较高的产量结构。

328111期石培礼等:岷江冷杉林线交错带的植冠三维结构 

图6 物种盖度(r 0)与单位面积物种的植冠体积(V sp )

的关系

F ig .2 R elati onsh i p betw een species cover (r 0)and crow n vo lum e per land area of the species (V sp )图6的结果表明种间冠层体积的差异导致了盖度

的差异。事实上,表1中单个物种平均样冠深度的差异

(016~2128)不过4倍,总的来说物种平均样冠的深度

基本相似,但各物种总的植冠体积V sp (0101~018)相

差达80倍,这意味着具有相似样冠深度的物种在水平

幅度的拓展是极不相同的,水平分化要比垂直分化大

的多。与林线交错带的生境和植物生长结合分析可以

理解这一结果,在林线交错带的光照条件较好,植物间

的生长(除了在杜鹃灌丛下的岷江冷杉幼苗外)基本上不受光资源的限制,但林线的风和冬季的雪压限制了树木的生长。除岷江冷杉出现尖塔形的树冠以减小风的破坏和积雪的损害以外,林线交错带的树木如多种

杜鹃、红毛花楸等的树干都具有较大的韧性,在积雪的积压下,出现矮曲林外貌,而且出现一干多枝或一丛多干的现象,物种盖度增大;而另外的一些种类,如冰川茶 、陇塞忍冬、薄皮木等,植株生长高度可以与杜鹃的高度差不多,而它们的分枝少,盖度也小,这势必产生不同种类出现生长型的分化和种类水平分盖度的差异,从而出现上述的植冠三维结构。

林线交错带植物群落的三维结构能够直观地表现植冠的垂直结构和植物种类在取样格点上的水平分布,还能定量的分析植物种类在不同垂直高度的空间占有比例。如果取样格点样本较大,三维结构分析还能提取植物种类分布格局、生长型分化、光能资源利用和物种对环境的适应策略等方面的信息,因而,植冠三维结构是植被结构分析有效的方法。

参考文献

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Cell P hy siology ,1969,10:129

~142.4281 生 态 学 报22卷

植物冠层温度测量仪的功能特点及测量原理

植物冠层温度测量仪的功能特点及测量原理 作物冠层温度测量仪顾名思义,很多人可能就会认为只是一种测量作物冠层温度大小的设备,这的确是它的作用,但除此之外,它还可以用于测量作物亩穗数,这些功能对于筛选和培育适宜冠层品种有重大意义。 作物冠层图像分析仪可用于各种高度植物冠层的研究,利用鱼眼镜头和CCD 图像传感器获取植物冠层图像,通过专用分析软件,获得植物冠层的相关指标和参数。利用鱼眼镜头成像测量植物冠层数据,只操作一次即可,简化了传统测量方法要一天定点多次测量的繁复工作,而且利用图像法测量冠层可以主动避开不符合计算该冠层结构参数的冠层空隙部分,也可以躲开不符合测量计算的障碍物。操作简单方便,是一种很好的作物育种工具。 作物冠层温度测量仪是主要用于测量作物在胁迫状态下的温度的,是确定农作物的冠层温度热点的设备。我们都知道,植物水分状况直接反映植物生长,测量植物水分含量能够实现农业的精准灌溉,这是当今节水灌溉的必经之路。而叶气温差和冠层温度可以很好地反映植物水分盈亏状况,此外,环境温度对植物开花等重要生长过程的影响也有研究,为进一步揭示植物本身与环境温度的关系,就必须要对植物体的“体温”进行测量。 TOP-500植物冠层温度测量仪是托普云农在吸收国内外先进技术的基础上,自主研发的一种现代化植物生理研究设备,它是通过菜单操作的线性光合有效辐射测量仪,用于拦截植物冠层中光线的测量,并计算叶面积指数。它包括数据采集器和探杆。探杆上包括80个独立的传感器,间隔-2-11cm ,测量400-700nm 波段内的光合有效辐射强度,其单位是μmol ms。该仪器可手动操作,也可自动测量。 总而言之,使用植物冠层温度测量仪可以活体采集叶片温度实现叶温和温差的实时精准测量,该仪器具有结构合理,操作简单,数据存储量大等特点,是植物生理研究中的一项先进技术。 可以为农田作物选育优良品种和大田栽培等生产时间带来有利的指导作用,为农业生产带来各种便利,推动农业现代化步伐,保证农业丰产高质。

冠层分析系统详细介绍

冠层分析系统详细介绍 对于实验研究,实验人员的要求一向是比较严格的,不只是对于实验的过程,对于实验所用仪器也是如此。在植物生理研究方面,需要进行研究项目有很多,因此也避免不了要对植物进行一系列的实验,但是一般而言在使用过程中是避免不了实验仪器对植物的损害的,但是在科学技术发达的今天,一系列科学实验仪器的投入和使用,不仅实现了对植物的无损测定,还在一定程度上提高了实验检测的精度。就比如冠层分析系统,那么冠层分析系统是什么呢?冠层分析系统是一款可快速测定植被表面参数、植物冠层信息、植物养分信息、土壤养分信息、环境参数、植物病虫害程度等指标信息的植物生理仪器。 作物冠层分析是当前生态学中研究植物冠层光能资源调查的重要一步,需要测定植物冠层中光线的拦截等,对于作物的生长发育、产量品质与光能利用间的关系有重要的意义。而为了实现无损测定,冠层分析系统不断优化传统的测定方法,在利用传统测定方法的优势的同时,继续创新,研究了能够利用仪器快速无损测定的手段,不仅使作物冠层分析工作更加简单,而且也在一定程度上满足了现代田间测定的需要。据了解,有相关研究者通过在田间的对比试验,结果表明,冠层分析系统能够取得较好的效果,能够当前作物冠层无损测定的需要,而且通过数据的保存和传输,能够为进一步研究作物的光能利用提供重要的数据材料。 托普云农研发生产的TOP-1300冠层分析系统,采用国际上一致采用的原理(比尔定律以及冠层孔隙率与冠层结构相关的原理),通过专用鱼眼镜头成像和CCD图像传感器测量冠层数据和获取植物冠层图像,利用软件对所得图像和数据进行分析计算,得出冠层相关指标和参数,具有准确、省时省力、快捷方便的特点。目前,该设备已经广泛的应用于农业、园艺、林业领域有关栽培、育种、植物群体对比与发展的教学、研究工作当中,并发挥着重要的作用。

霍尔三维结构在学前教育的应用

在阅读题和词汇语法题中,有这几个词的选项肯定是答案:beyond, entitle, availabel, bargain, lest, except for 在“自然科学”阅读中,有这几个词的选项肯定要排除:all, only, totally, compalatly, untimely. 在“态度题”中,有这两个词的选项要排除:indiffrent(漠不关心的),subject(主观的) 词汇:(很有冲刺性) come go keep hold get put make turn bring look call ask stand lay run live 以上词跟介词搭配必考几道! 重点记忆词汇(括号内注明的是这次要考的意思) bargain(见了就选) except for(见了就选) offer(录取通知书) effects(个人财物) gap(不足、差距) mark(污点、做标记) mind(照料、看管) moment(考了8次) present(拿出) inquire deliberate advisable accuse anything but but for consume with extensive at intervals origin preferable to procedure profitable property pace point range refuse refer to relief religion relatively release rise single

sole spoil stick suit surprise urgent vary tense tolerant trace vacant weaken wear off (有一些你总见到,但是总是拿不准代表什么,但真的就爱考这个!所以还是背背吧) 需要辨析的: 1. call off(取消、放弃) 和call up(召集、唤起) 2. adapt to 和adopt 3. arise 和arouse 4. count on = rely on 5. cope with = deal with 6. no doubt 和in doubt 7. employee 和employer 8. general 和generous 9. instant 和constant 10. lie(及物) 和lay(不及物) 11. regulate 和regular 12. supply(有目的提供) 和offer(无目的提供) 语法:(分值小) 1. 虚拟语气:采集者退散 表示建议的几个词:wish, would rather, had rather; it is time that + 过去式; it is high time that + 过去式; but for、lest、as if、as though、would、should、could、might +动词原型。 2. 非谓语动词:采集者退散 最常考:不定式表示主动、将来,通常爱做后置定语; 其次考:分词现在分词表示主动进行,过去分词表示被动完成。通常做状语。 再次考:动名词动词名词化,做主语和宾语。

三维cad钢结构教程

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教程片段下载>> 三维指令 第一节:主要讲解一些常用三维指令的用法方式,其中包括UCS、指令、实体建模指令、实体编辑指令、三维运动指令(旋转、镜像、着色指令.....等等)

植物冠层图像分析仪(也称作物冠层分析仪)

植物的冠层是植物与外界发生互相作用的主要场所,而光合有效辐射和叶面积指数是评估植物健康状况和植物冠层结构的重要指标。光合有效辐射可以表示有多少光能可以被植物光合作用利用,叶面积指数指的是可用于估计冠层密度和生物量,是植物冠层结构的一项重要表征参数。传统的测量这些植物冠层参数的方法是手动测量,其原理非常简单,但是需要耗费大量的时间和人力,并且在测量时不仅会毁坏植物,还很容易因为人为因素而导致测量结果不准确。因此,现在多使用植物冠层图像分析仪测量各项植物冠层参数。 在植物生理研究中,植物冠层图像分析仪可以说是一款非常重要的设备,其用途也非常广,主要有以几点: 1、可测算植物冠层的太阳直射光透过率、天空散射光透过率、冠层的消光系数,叶面积指数和叶片平均倾角等。 2、可用于农作物、果树、森林内冠层受光状况的测量和分析。 3、可用于不同植物群体结构的比较。 4、可对农田作物群体生长过程进行动态监测。 植物冠层图像分析仪广泛的应用于作物、植物群体冠层受光状况的测量分析以及农林业科研工作。了解仪器的用途,下面我们再来了解一下仪器的测量原理:植物冠层图像分析仪采用国际上一致采用的原理(比尔定律以及冠层孔隙率与冠层结构相关的原理),通过专用鱼眼镜头成像和CCD图像传感器测量冠层数据和获取植物冠层图像,利用软件对所得图像和数据进行分析计算,得出冠层相关指标和参数。

而托普云农TOP-1300植物冠层图像分析仪可以无损测量叶面积指数、叶片平均倾角、散射辐射透过率、不同太阳高度角下的直射辐射透过率、不同太阳高度角下的消光系数、叶面积密度的方位分布、冠层内外的光合有效辐射(PAR)等。仪器探头体积小巧,装在测杠上可任意角度测量植物冠层结构。除此之外,仪器同时具有精确、省时省力、快捷方便的特点,并且可以野外工作和长时间测量。

森林冠层结构与功能及其时空变化研究进展

森林冠层结构与功能及其时空变化研究进展* 李德志1 臧润国2 (1华东师范大学环境科学系,上海200062;2中国林业科学研究院森林生态环境与保护研究所,北京100091) 摘要 林冠是森林与外界环境相互作用最直接和最活跃的界面层,同时,它本身又承载了森林生物多样性的主体部分。森林冠层研究的方法和技术在近些年取得了长足发展,从而促进了有关林冠结构与功能的研究。这些研究深化了人们对于林冠结构与光能截获以及群落干物质积累之间关系的认识,同时,对于森林冠层的物质循环和能量传输以及冠层内各营养级之间相互关系动态也有了更为深入的理解。考察森林冠层的结构与功能及其时空变化是深入理解整个森林生态系统的格局、过程及其运作机制的重要基础。 关键词 林冠 功能 机制 格局 结构 The Research Advances on the Structure and Function of Forest Canopy, as well as Their Temporal and Spatial Changes Li Dezhi1 Zang Runguo2 (1D epar tment o f Env ir onmental Science,East China No rma l U niv ersity,Sha ng hai200062; 2R esear ch Inst itute of F or est Ecolog y,Env ir onment and P r otectio n,Chinese Academy o f Fo restr y,Beijing100091) Abstract Fo rest canopy is regarded as a m ost direct and active interface betw een the for est and its outer env ironment.At the meantime,it also contains the m ain part of the forest biodiv ersity. The methods and techniques fo r studying forest canopy hav e progr essed g reatly in the recent years,w hich prom oted the r esearches on the forest canopy structur e and function.T hese re-searches deepened the reco gnition on the relationships between the for est canopy,light capture and dry matter accumulatio n within the co mmunity,and also,deepened the understanding of the material cycle,energy flo w and the dynamics of interrelations am ong the trophic levels w ithin the canopy.The studies on the fo rest canopy structure and function as w ell as their temporal spatial changes are the bases fo r deep understanding the pattern,process and mechanism o f w hole forest ecosystem. Key words:canopy,function,m echanism,pattern,structur e 1 引言 植物的冠型是植物用以适应环境和提高整体光合效能所采取的一种生态对策。具有不同的生态习性或生长在不同类型生境中的植物,其冠型结构特征往往会表现出很大的不同。例如,生长在开阔地的树木一般倾向于形成扩散型的多层冠型结构(叶片散布于冠层的内外);而生长在庇荫环境中的树木则倾向于形成单一而连续的冠层(叶片多集中于冠层的外部)[21]。传统的植物形态学研究侧重于对植被冠层进行定性描述,并主要以单株植物为研究对象。随着现代测量技术手段的发展,在植物群体冠型结构的研究方面已经取得了长足进步。 森林是地球表面上生物量最为庞大的植被类型,同时,森林冠层的生物多样性也构成了地球生物多样性的主要部分,森林生态系统中具有光合活性的叶层系统也基本囊括其间[25]。因此,林冠研究不仅有利于深入了解森林生态系统的运作机制,也有利于合理培育和经营森林群落。 林冠的研究典型地包括4个组织层次,即器官(叶、茎、枝)、植株、林分和群落[40]。林冠生物学是森林科学中的一个新兴学科,它包括固着的和运动的生物的研究,以及它们与生态群落相联系的过程[29,30]。 有关森林冠层的生态学研究起步相对较晚,并且最初基本上是以描述性的研究为主。随着一些新的研究方法的不断问世,生态学家们终于能够采用更加便捷、有效和数量化的方法进行林冠方面的研 第17卷 第3期2004年6月 世 界 林 业 研 究 World Forestry Research Vol.17 No.3 J un.2004   本研究得到上海市生态学重点学科、华东师范大学211工程项目以及国家自然科学基金项目(No.30370245)的资助。收稿日期:2004-02-20

玉米株型冠层三维数字化与结构解析技术研究

玉米株型冠层三维数字化与结构解析技术研究作物群体是履行光合作用和物质生产职能的组织体系,其形态结构对光截获能力、冠层光合效率以及作物产量均具有重要影响,作物群体形态特征一直是人类认识、分析和评价作物的最基本方式。然而,作物群体形态结构复杂,空间分布规律性差、各器官表面结构变异性强,群体间存在大量器官的遮挡、交叉与相互作用,其形态结构不是简单单株复制的物理过程。传统农业对于作物群体形态结构的研究以经验型人工测量实验为主,其难以精确刻画作物群体因品种、种植密度和人工管理措施因素带来的形态结构差异。因此,综合运用计算机图形学、统计学、农学的技术和方法,以数字化、可视化的方式对作物群体形态结构进行快速、准确的解析研究具有重要的现实意义。 玉米是我国最重要的粮食作物之一,增产潜力巨大;同时玉米植株高大,群体形态结构相对简单,易于描述和研究。针对玉米株型冠层三维数字化和结构解析研究中存在的问题,借助三维信息获取手段,重点开展玉米表型参数提取、玉米器官三维资源库构建、玉米群体三维建模、玉米器官网格简化和作物冠层冠隙分数计算方法研究,并应用这些方法对玉米株型和冠层结构进行评价。论文主要工作和创新点如下:1.基于三维数据的玉米表型参数提取。针对玉米株型参数手工测量标准不一致、误差大,基于图像和三维点云提取的株型参数无法满足玉米三维建模精度的问题。 利用三维数字化仪获取玉米植株三维骨架结构数据,整合农学中对株型参数的定义,提取玉米主要株型参数,包括株高、叶倾角、方位角、叶长等。通过求解距离植株各叶片方位角角度差之和最小的平面角得到精确的玉米植株方位平面,并提出描述方位角偏离程度的dev值作为评价植株紧凑性指标。基于三维数字化提取的玉米株型参数可精确反映玉米品种和因栽培处理等因素产生的形态差异,并可用于玉米形态结构的三维模型构建。通过计算玉米果穗三维点云的法向信息,对点云进行收缩变换和欧式聚类,实现了玉米果穗点云的籽粒级分割,为基于三维数据的果穗考种提供了技术支持。 2.玉米器官三维模板资源库构建。针对玉米植株及群体三维建模缺乏高精度器官三维模板支持的问题,提出基于实测数据的玉米器官三维模板资源库构建方法。对玉米植株进行结构单元划分,从三维数据获取方式角度制定玉米主要器官

三维设计软件在钢构深化设计中的应用

三维设计软件在钢构深化设计中的应用 1.钢结构详图设计 钢结构工程目前在国内各类建筑工程中得到广泛运用,建筑钢结构进入了一个全新的发展时期。任何一个钢结构工程设计出图分施工设计图和施工详图两个阶段,施工详图通常由钢结构制造公司根据设计图编制。把设计单位提供的设计图转化为满足工厂制作加工和现场安装而进一步深化的过程就是钢结构施工详图。它按照设计要求,通过图形、线条、尺寸和说明等,用技术语言向制造者表达制造各种类型钢结构构件所必须的数据和说明,详细的指出切割、打孔的方式,及怎样用螺栓、焊缝将构件连接,并考虑运输和安装能力确定构件的分段和拼装节点。施工详图深度须能满足车间直接制造加工,不完全相同的构件须单独绘制,并应有详细的材料表。每个钢结构工程有众多构件在现场组装而成,每个构件必须正确的安装在指定的位置上,简洁高效的详图构件编号标识系统,可以有序地指导制作、运输、安装,因此钢结构详图已成为钢结构设计、生产活动的中心,它展示了工程技术的发展水平。 2.Tekla Structures简介 2008年为了保证工程质量以及设计进度能按时完成,我们引进三维深化设计软件Tekla Structures,Tekla Structures是一款功能十分强大的三维真实模拟软件,除了被广泛的高效率使用在外形或杆件截面较规则的厂房、民用高层、框架等项目外,还可以充分利用Tekla Structures直观、作为数字化真实模拟进行不规则外形结构的深化设计。Tekla Structures是芬兰Tekla 公司开发的钢结构详图设计软件,它是通过首先创建三维模型以后自动生成钢结构详图和各种报表。由于图纸与报表均以模型为准,而在三维模型中操纵者很容易发现构件之间连接有无错误,所以它保证了钢结构详图深化设计中构件之间的正确性。同时Tekla Structures 自动生成的各种报表和接口文件(数控切割文件),可以服务(或在设备直接使用)于整个工程。它创建了新方式的信息管理和实时协作。Tekla 公司在提供革新性和创造性的软件解决方案处于世界领先的地位。Tekla产品行销60多个国家和地区,在全世界拥有成千上万个用户。Tekla Structures是世界通用的钢结构详图设计软件,使用了它就奠定了与国际接轨的基础。事实上已经有相当数量的用户提出必须用Tekla Structures建模出图,尽快掌握和使Tekla Structures 已是我们首要任务。 3.建模和出图 Tekla Structures是一个三维智能钢结构模拟、详图的软件包。用户可以在一个虚拟的空间中搭建一个完整的钢结构模型,模型中不仅包括零部件的几何尺寸也包括了材料规格、横截面、节点类型、材质、用户批注语等在内的所有信息。而且可以用不同的颜色表示各个零部件,它有用鼠标连续旋转功能,用户可以从不同方向连续旋转的观看模型中任意零部位。这样观看起来更加直观,检查人员很方便的发现模型中各杆件空间的逻辑关系有无错误。在创建模型时操作者可以

植物冠层分析仪测植物冠层相关参数的方法

植物冠层分析仪测植物冠层相关参数的方法植物冠层分析仪采用近红外光反射光谱技术和多通道光谱信息扫描技术,可以测定植被表面参数、植物冠层信息、植物养分信息、土壤养分信息、环境参数、植物病虫害程度等,获取作物生长信息,并诊断作物氮素匮缺情况。近年来,为了研究和测量作物生长的限制因素等有价值的信息,进一步提高农作物的生长潜力,取得增产增效的目标,农业研究中应用了很多新的科学仪器和技术,而植物冠层分析仪就是其中一种重要的农业仪器。 该仪器的应用大大的减少了研究人员获取数据的时间,使冠层的结构分析过程更加的准确、高效。目前,托普云农研发生产的TOP-1200植物冠层分析仪已经广泛的应用于农业、园艺、林业领域有关栽培、育种、植物群体对比与发展的教学、研究工作当中,能有效帮助人们进行科学种植、施肥,使作物处于更有利的生长态势,以达到优质高产目的。拥有众多功能特点及作用的植物冠层分析仪在使用时当然也不能马虎,因为正确的使用方法是保证仪器测量准确度的基础,那么,如何使用植物冠层仪呢?我们一起来看看吧! 托普TOP-1200植物冠层分析仪使用方法: 1、先安装传感器,将插针紧紧插入低下,再将立杆1和立杆2旋转锁紧,接着连接直杆和插针; 2、将调节块放入直杆,并调节到合适的高度,拧紧螺丝锁紧; 3、将传感器放入调节块,拧紧螺丝锁紧,即安装完成; 4、接着连接主机和传感器,长按开机键开机,调节传感器高度进行采集数据; 5、按菜单键进入采集设置自动采集,也可手动采集,传感器也可手持使用采集。 以上就是植物冠层分析仪测植物冠层相关参数的方法,需要提醒大家的是,在使用过程中应该注意两个事项:一是传感器要保持水平状态,传感器tan头垂直向下;二是传感器通电后应预热2分钟以上,防止测量有误差或者不稳定。

棉花冠层结构测定方式探索

---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ 棉花冠层结构测定方式探索 棉花冠层结构测定方式探索植物冠层结构是指群落中地上部分器官的数量和空间排列方式。 其要素包括植物叶、茎、枝、花和果等的大小、形状、角度、位置分布以及在时空上的动态变化。 良好的作物冠层往往和高产紧密联系,测量获得植物冠层结构的基本参数信息以了解植物冠层与环境之间的相互作用过程,是对棉花采取调控措施的主要依据[1-3]。 测定冠层结构的仪器根据其原理的不同可分为三类,分别为基于空隙率分析、基于空隙大小分布分析和基于辐射数据采集技术。 国内外对棉花冠层结构特征的研究很多[4-7],但用仪器实际测定冠层特征时,明显会存在个人掌握的尺度不够统一和主观判断的差异等缺陷,影响了信息的适时采集、造成分析处理结果的准确性不高。 因此针对具体的田间环境,建立采集冠层信息的相对标准操作方法,以减小人为误差影响显得尤为重要。 针对新疆棉花覆膜栽培模式,研究仪器测量时间、在田间放置位置、测定高度等因素对棉花冠层结构影响,确定棉花冠层结构测定最适时间、测点和高度。 1 冠层测定的原理 1.1 试验所用仪器试验用近年来在棉花冠层结构测定中使用较普遍的美国CID 公司产的CI-110 数字式植物冠层图像分析仪[8-12],该仪器原理是基于空隙 1 / 7

大小分布分析冠层特征。 它主要是通过鱼眼成像原理,将摄像头水平放置在近地面处对作物群体照相,每次成像形成一个Image文件,存储在仪器中,用专用软件对获取的图像进行数字化及相关处理,通过计算出直接辐射透过系数或植物冠层下可视天空比例来获取相关的参数。 1.2 测量参数 1. 2.1 叶面积指数(Leafareaindex,LAI)。 是指单位土地面积上某一指定层次内所包含的总的叶面积,它通常是指作物群落内从地面到层顶的叶子总面积。 1.2.2 平均叶倾角(Meanfoliageinclinationangle,MFIA)。 是指叶面法线方向与 Z 轴方向的夹角,即平均叶倾角为叶片与主茎间的夹角。 1.2.3 散射辐射透过率(Transmissioncoefficientfordiffusepenetration,TC)。 散射辐射是指太阳辐射以散射的形式到达地面的辐射,对光合作用有较大的辅助作用。 1.2.4 直射辐射透过率(Transmissioncoefficientforradiationpenetration,T)。 直接辐射是指太阳辐射以平行光的方式到达地面的辐射,是光合作用的主要成分。 1.2.5 消光系数(Extinctioncoefficient,K)。

钢结构CAD软件STS的功能和应用

1、STS软件的研制目的 近年来,我国钢产量跃居世界第一位,建筑钢结构的优点也越来越突出。CAD技术的发展和成功推广表明,借助计算机辅助设计软件来完成钢结构的计算机分析、优化设计和绘图工作,一方面可以给工程设计提供精确的计算和绘图工具,提高设计效率,使设计更加安全经济,另一方面也必将对钢结构的进一步发展起到很大的促进作用。 PKPM系列软件是国内应用最广的一套一体化CAD软件,曾获国家科技进步奖,是国内唯一自主平台的计算机辅助设计系统,现在已经成为了一个包括建筑设计、结构设计、设备设计,在结构设计中又包括多层和高层、工业厂房和民用建筑、上部结构和各类基础在内的综合CAD 系统,并正在向集成化和智能化的方向发展。在这种情况下,中国建筑科学研究院PKPMCAD工程部从1995年5月开始组织力量,研究开发自主版权的钢结构CAD软件STS,该软件的研制以PKPMCAD工程部自主开发的CFG中文图形支撑系统为平台,以PKPM系列软件的PMCAD、PK为基础。STS的功能要求为:是一体化的CAD软件,功能包括从钢结构建筑的模型输入、截面优化、结构分析、构件强度和稳定性验算、节点设计、直到施工详图绘制;软件可适用于多、高层框架,平面框架,连续梁,轻钢门式刚架,排架,框排架,钢桁架等多种结构形式;软件要求操作简单,自动化程度高,界面友好,易学易用;施工图详图以标准图为准,并提供方便快捷的编辑工具;是PKPM系列软件的一个模块,可以与其他模块接口;先使STS成为国内主流的钢结构CAD软件,再扩充国外规范版本,走向国际软件市场。 2、STS软件技术条件 作为专业的钢结构工程设计软件,必须符合国家现行的规范、规程和标准。STS软件的研制主要依据有:《钢结构设计规范》(GBJ17-88);《冷弯薄壁型钢结构设计规范》(GBJ18-87);《高层民用建筑钢结构技术规程》(JGJ99-98);《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》(CECS102:98);《轻型钢结构设计规程》(DBJ08-68-97);另外,STS软件遵循常用钢结构设计手册、标准图的规定。 3、STS软件功能简介 模型输入 STS的模型输入可以采用三维方法和二维方法。 三维建模采用人机交互方式,引导用户逐层地布置各层平面和各层楼面,再输入层高就建立起一套描述建筑物整体结构的数据,三维建模程序具有较强的荷载统计和传导计算功能,除计算自重外,还自动完成从楼板到次梁,从次梁到主梁,从主梁到承重的柱、墙,再从上部结构传到基础的全部计算,加上局部的外加荷载,可方便地建立起整栋建筑的荷载数据。三维建模提供的截面类型有中国和世界各国的标准型钢及其组合截面,焊接H型钢(包括楔形截面)、圆管、箱形、Z形、槽形等自定义截面,钢管混凝土、钢骨混凝土截面等丰富的截面形式,适用于各种结构形式的需要。二维建模数据可以由三维建模的数据生成的平面框架、连续梁的数据文件自动生成,也可以用人机交互方式生成,能方便地建立起平面杆系结构的模型。 二维人机交互建模可以建立各种类型平面杆系的框架、门式刚架、排架、框排架、桁架、支架、连续梁等多种结构形式的模型,对于门式刚架、框架、桁架、弧形轴线还提供了快速输入向导来快速输入,可以输入各种作用形式的恒载、活载、风荷载(可以自动布置)、吊车荷载(包括抽柱吊车荷载)和地震计算参数。二维建模提供的截面类型除了三维建模的截面类型外,还包括冷弯薄壁型钢及其组合截面,实腹式组合截面,格构式组合截面,组合梁,任意截面等类型。 截面优化 截面优化就是在满足规范要求的前提下,寻找用钢量最小的截面尺寸。STS软件可以对轻钢门式刚架和钢桁架进行截面优化。门式刚架中常采用变截面构件,所以优化的约束变量有大端、小端高度,上、下翼缘宽、厚,腹板厚度7个因素,STS软件能在自动或人工定义的变化范

超高产春玉米冠层结构及其生理特性

超高产春玉米冠层结构及其生理特性 作者:张玉芹;杨恒山;高聚林;张瑞富;王志刚;徐寿军;范秀艳;杨升辉 作者机构:内蒙古农业大学农学院,呼和浩特010019;内蒙古民族大学农学院,内蒙古通辽028042;内蒙古民族大学农学院,内蒙古通辽028042;内蒙古农业大学农学院,呼和浩特010019;内蒙古民族大学农学院,内蒙古通辽028042;内蒙古农业大学农学院,呼和浩特010019;内蒙古民族大学农学院,内蒙古通辽028042;内蒙古民族大学农学院,内蒙古通辽028042;内蒙古民族大学农学院,内蒙古通辽028042 来源:中国农业科学 ISSN:0578-1752 年:2011 卷:044 期:021 页码:4367-4376 页数:10 正文语种:chi 关键词:春玉米;超高产;冠层结构;生理特性 摘要:[目的]研究超高产春玉米群体冠层结构和功能特性,揭示超高产形成的生理机制,为春玉米超高产栽培提供理论依据.[方法]以金山27为供试品种,设超高产栽培(SHY)和普通高产栽培(CK)2个处理,于2009年和2010年连续2年的田间试验,测定超高产春玉米冠层结构及生理指标的变化规律.[结果]与普通高产栽培相比,超高产栽培春玉米叶面积指数大,在生育期上表现为吐丝之后更为明显,在叶位上表现为棒三叶最为突出;不同叶位的叶倾角超高产栽培均小于普通高产栽培,而叶向值均大于普通高产栽培,在棒三叶表现最为明显;随着生育时期的推移,超高产栽培与普通高产栽培光合势的差幅增大;吐丝期和乳熟期,两种栽培模式间净光合速率的差异不显著,但冠层光合能力的差异均达到极显著水平;吐

丝后40d内,超高产春玉米叶片SOD和POD酶活性总体上高于普通高产栽培,而MDA含量低于普通高产栽培.[结论]超高产栽培春玉米叶面积指数高,群体光合势大;叶倾角小、叶向值大,冠层结构合理;叶片SOD和POD活性强,MDA 含量低,衰老缓慢,净光合速率相对较高,冠层光合能力强.在合理的栽培技术调控下,超高产春玉米群体结构与个体功能实现了协同增益.

钢结构STS设计软件应用实例详解班.

钢结构STS设计软件应用实例详解班 报名简章开班时间: 2009年11月16日至18日(3天),11月15报到2010年1月25日至27日(3天),1月24报到适应学员: 基本掌握钢结构设计软件STS的使用方法,接触过,或将应用钢结构设计软件STS从事钢结构工程设计的相关人员。 培训目标: 为基本掌握钢结构设计软件STS的使用方法的设计人员,在接触或进入应用钢结构设计软件STS从事钢结构工程设计时,能具备典型钢结构工程设计的初步技能,举一反三,进而较快投入实际钢结构的工程设计。 培训方式: 采用对具普遍性的典型钢结构工程实例,应用钢结构设计软件实施设计过程的详细讲解、答疑,并辅以适当的上机操作实践。提供详解讲义。 授课老师:郭丽云 授课大纲: 第一章门式刚架设计 【例题1】:多跨门式刚架例题,主要说明普通多跨门式刚架三维设计的方法。 1.1、模型输入 带抗风柱的门式刚架的模型如何建立? 三维模型中如何通过不同途径完成支撑的输入? 如何合理确定门式刚梁的单坡分段数与分段比?

如何确定门式刚架的计算长度? 如何正确设置单拉杆件? 两种类型抗风柱的设计方法? 如何正确确定风荷载标准值及各荷载方向? 如何应用“互斥活荷”? 如何确定“参数输入”中的各项参数? 参数输入中的“验算规范”与“构件修改”中的验算规范有何区别? 新版加劲肋如何设置,及对计算结果的影响? 如何确定附加重量? 独立基础的设计 1.2、优化与计算 如何通过优化设计带来经济效益? “结构计算”及结果查看 门式刚架变截面杆件高厚比如何控制,如何解决其超限问题? “绝对挠度”与“相对挠度”有何区别,如何判断计算结果的合理性? 柱顶位移如何控制? 1.3、屋面、墙面设计 屋面、墙面构件的布置 檩条、墙梁、隅撑等的计算与绘图 1.4、施工图 如何合理选择节点的连接形式及设计参数? 自动生成各榀刚架施工图 如何设计抗剪键? 材料统计与报价 1.5、三维效果图 【例题2】:带吊车的门式刚架例题,主要说明在门式刚架的三维设计中如何进行吊车的布置与计算。 吊车的平面布置及注意事项?

实验六 植物冠层分析仪测量原理与使用方法

实验六植物冠层分析仪测量原理与使用方法 【实验目的】 通过本实验使学生了解叶面积指数这一重要生态系统结构与功能参数,掌握目前国际上流行的叶面积指数测定仪器——植物冠层分析仪的使用方法,并以灌木林为例,在老师的指导下分组具体测定灌木林地叶面积指数。 【实验原理】 叶面积指数(Leaf Area Index,LAI)是一个重要的生态系统结构参数,定义为某一树木或林分的叶片在地面上投影的总面积。叶面积指数不仅直接反映植物的生长状况,而且影响着植物的许多生物、物理过程,如光合作用、呼吸作用、蒸腾作用、碳氮循环和降水截获等。由于叶面积的指数是一个很好反映植物对于环境变化响应的指标,又与植被的光合作用、蒸腾作用、水分利用及净初级生产力、碳氮循环直接相关,特别是在研究植被生产力与遥感数据的关系模型方面,叶面积指数显示了巨大的应用前景,因此,叶面积指数的快速和准确测定显得十分重要。LAI是研究从叶片水平推移到森林冠层的重要参数,是一个无量纲、随着叶子数量的变化而变化的参数。LAI值变化范围:针叶林的为0.6~16.9;落叶林为6~8;年收获的作物为2~4;绝大部分生物群系为3~19。 LAI测量方法包括直接测量法和间接测量法。直接测量法通过先测定所有叶片的叶面积,再计算LAI,叶面积测量方法有求积仪测定法、称重法、方格计算法、排水法、经验公式计算法、异速生长法等。其中常用的有利用叶片形状的标准形状法、根据叶面积与叶重之间关系的称重法以及利用叶面积与胸径的回归关系推算叶面积的易速生长法。因要剪下全部待测叶片,直接测量多数属于毁坏性测量,或至少会干扰冠层,叶片角度的分布,从而影响数据的质量,直接测量法费时、费力。 间接测量法,利用冠层结构与冠层内辐射与环境的相互作用这一可定量耦合关系,通过测定辐射的相关数据推断冠层的结构特征,具体有顶视法和底视法。间接测量法可以避免直接测量法所造成的大规模破坏植被的缺点,不受时间的限制,获取数据量大,仪器容易操作,方便快捷,还可以测定一年中森林冠层LAI的季节变化。间接测量法常用的仪器有LAI-2000植物冠层分析仪(美国LI-COR 公司)、AccuPAR(美国Decagon公司)、SunScan(英国Delta-T Devices)、TRAC(陈镜明)、CI-110 植物冠层图像分析仪(美国CID公司生产)等。目前最常使用的是LAI-2000植物冠层分析仪,其特点是能现场读数,快速直接测量叶面积指数,并不受光线条件限制,能在不同光照下进行测量,但测量时不需太阳直射光线照射,LAI-2000可测量不同大小的冠层,仪器轻便易携,便于野外使用,低能耗,可以在野外长时间使用,还可以连接多种辐射感应器,能同时测量PAR等。 本实验主要介绍目前国内最常用的叶面积指数测定仪―LAI-2000植物冠层分析仪。 【实验器材】 LAI-2000植物冠层分析仪 一仪器组成 LAI-2000由LAI-2070控制器和LAI-2050传感器两部分构成。LAI-2050传感器主要的构成部分包括:鱼眼镜头:半球型市场(74°);反射镜:反射鱼眼镜头接收的光;滤光镜:最小化树叶散射光的贡献;系列透镜;硅光敏圆环:从中心向外分为5个环形,张开的角度分别为7°、23°、38°、53°、68°;LAI-2070控制器包含了测量和计算结果必要的电子元件和64kB的文件存储空间,以及一个可显示两个数据的液晶显示屏控制器有5个接口,其中有2个LAI-2050传感器接口(X,Y)、2个BNC 接口(1,2)和1个与计算机通讯用的RS-232接口。LAI-2070控制器由6个电池驱动,可持续工作260小时。除此之外,LAI-2000还有一系列的观察帽,用于在一定情况下限制传感器的视域。 工具软件:基于Windows平台的FV2000软件和基于DOS的1000-90和2000-90,用于从LAI-2070控制器下载、浏览、分析数据,并计算结果。 二LAI-2000测量原理 当光线透过植物冠层时,由于受到叶片和枝干的阻拦,辐射强度会迅速消减。根据其消减程度就可推算出植物的叶量。LAI-2000便是依据此原理,通过测量植被冠层以上(A)和植被冠层以下(B)5个角度的透射光线,利用植被树冠的辐射转移模型, 计算LAI。LAI-2000测量一次至少包括10个数据:传感器置于冠层上方的5个数据和传感器置于冠层下方的5个数据。这两组数据测量时,传感器都要水平朝上放置。通过这两组相应数据相除就可计算出5个冠层透射率值。

基于霍尔三维结构的三峡工程分析

基于霍尔三维结构的三峡工程分析 1.霍尔的三维结构 霍尔三维结构又称霍尔的系统工程,后人与软系统方法论对比,称为硬系统方法论Hard System Methodology,HSM)。是美国系统工程专家霍尔(A ? D- Hall)于1969年提出的一种系统工程方法论。 霍尔的三维结构模式的出现,为解决大型复杂系统的规划、组织、管理问题提供了一种统一的思想方法,因而在世界各国得到了广泛应用。霍尔三维结构是将系统工程整个活动过程分为前后紧密衔接的七个阶段和七个步骤,同时还考虑了为完成这些阶段和步骤所需要的各种专业知识和技能。这样,就形成了由时间维、逻辑维和知识维所组成的三维空间结构。其中,时间维表示系统工程活动从开始到结束按时间顺序排列的全过程,分为规划、拟定方案、研制、生产、安装、运行、更新七个时间阶段。逻辑维是指时间维的每一个阶段内所要进行的工作内容和应该遵循的思维程序,包括明确问题、确定目标、系统综合、系统分析。优化、决策、实施七个逻辑步骤。知识维列举需要运用包括工程、医学、建筑、商业、法律、管理、社会科学、艺术、等各种知识和技能。三维结构体系形象地描述了系统工程研究的框架,对其中任一阶段和每一个步骤,又可进一步展开,形成了分层次的树状体系。 霍尔三维结构将系统的整个管理过程分为前后紧密相连的六个阶段和七个步骤,并同时考虑到为完成这些阶段和步骤的工作所需的各种专业管理知识。三维结构由时间维、逻辑维、知识维组成,如图示:

方案阶段 研制 阶段 生产阶段 安装阶段 (1) 时间维(工作进程) 对于一个具体的工作项目,从制定规划起一直到更新为止,全部过程可分为七个阶段: ① 规划阶段。即调研、程序设计阶段,目的在于谋求活动的规划与战略; ② 拟定方案。提出具体的计划方案。 ③ 研制阶段。作出研制方案及生产计划。 ④ 生产阶段。生产出系统的零部件及整个系统,并提出安装计划。 ⑤ 安装阶段。将系统安装完毕,并完成系统的运行计划。 ⑥ 运行阶段。系统按照预期的用途开展服务。 ⑦ 更新阶段。即为了提高系统功能,取消旧系统而代之以新系统,或改进原有系统,使之更 加有效地工作。 (2) 逻辑维(解决问题的逻辑过程) 规划阶 逻辑维 ▲知识维 控制论 社会科学 工程技术 综 合 运行阶段 确 疋 时间维 实 施 计 划 决策 系统选择

三维钢结构CAD软件中的节点设计

第29卷volj29第7期 怕7 计算机工程 ComputerEngineering 2003年5月 May2003 ?基金项目论文?文章编号:looo—0428(2003J07—0033—{?2文献标识码:A中图分类号:I'P39l72三维钢结构CAD软件中的节点设计 赵卫东,孙浩波,卫刚,李启炎 (同济大学CAD研究中心,上海200092) 捕要:介绍了面向对象分析与设计的基本思想,利用FactoryMethod.t目:计模式,解决了锕结构节点设计CAD软件中节点多样的难题。该方法可以夫幅度提高程序员的工作效率。 关t词:钢结构;仃点设计;CAD;UML;设计模式;c++ JointDesignof3DSteelStructureCADSoftware ZHAOWeidong,SUNHaobo,WE!Gang,LIQiyan (CADResearchCentreofTongjiLlniversfiy.Shahghai200092) IAbstract】TileideaofOOA&OODisdescribedinthispaperAme¥odbasedoilfactorymethoddesignpatternis presentedtosolvetheploblemof、arietyofjoimdesignin3DsteelCADsofiwa坨ThismothodcallgreatlyraiseprogtalTilileis’workefficiency [Keywordsls"HslrHcture,Jointdesign,CornputelaideddesignUnifiedmodelinglanguage.DesignpatternC++往钢结构设H-01,点起着连接多个构件并分散和传递应 力的怍用,所以,节点设计是_}分重要的。节点设计过程就足通过Hj户交互或者外部数据导入获取节点所连接的构件的空间位置和力学信息,计算连接件(如板、螺栓、焊缝等)的位拦、数壁和大小,并将计算结果通过三维实体造型系统生成:维实体,展现在用户面前。但由于节点形式千变万化,l:I司肯点的适用范围、计算方法、组成形式都有很大的差别。即使有些节点的计算差不多,但它们的造型却又有很大的差异。坷;同节点的参数设置、调用的三维造型过程都不一样。这给三维钢结构CAD软件的开发带来了很大的不便。而自动化程度的商低可以说是评价一个专业CAD软件构依据之一。存钢结构CAD系统中,节点的形式复杂且数垣很多,如果没有提供很方便的节点设计工具将给用户的使}{{带束极大的困难。 经过大量纳调查研究,查阅国内外的相关资料,我们成功地解决了宵点设计的难题,并能根据用户的意图任意修改组合,缸个j'点邢包括了它们的变化形式。这些参数化的操作将大大提高钢结构工程师的劳动生产率,只需要几分钟就能完成一个节点的设计和出图工作。 l节点设计系统的结构 通过前文的介绍,我们可以非常方便地得到节点设计系统的设计流程与系统框架,如图l所示。节点设计时将结构需要的参数输入到设计中心(库)当中,三维造型系统从设计中心得到造型的参数。完成造型后直接显示给用户。但是如何方便地进行大量不同类型的节点设计,是必须解决的一个困难问题。 圈1节点设计流程 ?个审点是由一些连接板和连接它们的焊缝及螺栓构成的。由于节点所要连接构件的类型和丰}I对位置不同,所需的连接板、焊缝、螺栓必然各不相同,而它们的不同组台就形成了形式多样的节点。图2所示的就是一个含有多个螺栓群和连接横的节点。 田2节点 2面向对象和设计模式 对象是对客观世界的真实的抽象反映。面向对象的思维方法提供了一种更好地描述客观世界的工具。本系统采用Visualc++开发,采用面向对象的设计方法将系统中的实体、单元、螺栓、焊缝、连结、节点等都定义成类,简化r开发,提高了质量。 设计模式是对现有成功面向对象软件的总结。描述的琏面向对象设计,是设计方法的复用。设计模式使人们可以更加方便地复用成功的设计和体系结构,使新系统开发者更加容易理解其设计思路,帮助设计者作出有利于系统复用的选 基金项目:国家重点工程“九五”攻关项目:大型钢结构设计详图CAD系统研制开发及商业化(96.A01-0I一11) 作者倚介:赵卫东(1965一),男,副研究员,研究方向为计算机应用、计算机辅助设计;孙浩波.硕士生;卫剐。硕-L、讲帅;李启炎,研究员、博导 收稿日期:2002-lI-17  万方数据

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