在气候学、生态学、考古学等诸多领域,树木年轮蕴含的环境变迁与历史演替信息具有不可替代的研究价值。为解决传统年轮检测方法存在效率低、易受人为因素干扰等问题,研究提出DCW-YOLOv8年轮实例分割模型,运用可扩张残差(Dilation-wise R...在气候学、生态学、考古学等诸多领域,树木年轮蕴含的环境变迁与历史演替信息具有不可替代的研究价值。为解决传统年轮检测方法存在效率低、易受人为因素干扰等问题,研究提出DCW-YOLOv8年轮实例分割模型,运用可扩张残差(Dilation-wise Residual,DWR)注意力模块、轻量级通用上采样算子(Content-Aware ReAssembly of Features,CARAFE)、动态非单调聚焦机制边界框损失函数(Weighted Interpolation of Sequential Evidence for Intersection over Union,Wise-IoU)组合改进,并设计一种依据模型掩码获取年轮数量与宽度信息的检测方法。消融试验和前沿模型对比试验结果表明,DCWYOLOv8模型掩码平均精度mAP@0.50、mAP@0.50∶0.95提升,达到86.4%、53.6%,优于同类算法;注意力可视化比较结果表明,DCW-YOLOv8对年轮特征注意力更强;年轮信息检测结果表明,年轮数量检测准确率达到86.2%,年轮宽度检测误差在±0.5 mm范围内的占70%,总体平均误差为0.295 mm。研究提出的DCW-YOLOv8模型为年轮自动化检测提供新的思路和方法。展开更多
我国东北地区气候寒冷,低温事件会严重影响树木生长。水曲柳是东北地区珍贵的用材树种,目前关于其纤维解剖特征对低温的响应与适应策略还知之甚少。为此,以小兴安岭地区水曲柳子代测定林为研究对象,采用树轮年代学和木材解剖学方法,研...我国东北地区气候寒冷,低温事件会严重影响树木生长。水曲柳是东北地区珍贵的用材树种,目前关于其纤维解剖特征对低温的响应与适应策略还知之甚少。为此,以小兴安岭地区水曲柳子代测定林为研究对象,采用树轮年代学和木材解剖学方法,研究水曲柳纤维解剖特征与主要气候因子之间关系,明确低温对木材纤维解剖特征的影响。结果表明,小兴安岭地区水曲柳木纤维解剖特征具有较大的年际变化,木纤维细胞数量(fiber cell number,FN)、木纤维细胞总面积(total fiber cell area,TFA)与年轮宽度(ring width,RW)存在极显著正相关关系,在幼龄林阶段均呈现先升后降的变化趋势。木纤维细胞密度(fiber density,FD)和总体平均木纤维细胞壁增强指数(square of the total-to-bound ratio,(T/B)2)呈现逐年下降的趋势。平均木纤维细胞面积(mean fiber cell area,MFA)和木纤维细胞壁厚度(overall mean thickness of all fiber cell walls,CWTall)呈现逐年增加的趋势。水曲柳纤维解剖特征受温度影响较大,尤其是生长季最低温。低温事件使水曲柳的径向生长受到抑制,年轮宽度、木纤维细胞数量、平均木纤维细胞面积、木纤维细胞总面积和木纤维细胞占比(mean percentage of fiber cell area within xylem,RFTA)较非低温年分别显著下降32.6%、20.3%、22.4%、45.9%和9.4%,而木纤维细胞密度升高11.6%。在面对低温事件时,水曲柳会采取减少木纤维细胞数量、提高木纤维细胞密度这一相对保守的生存策略。研究结果为小兴安岭地区耐寒水曲柳选育提供科学依据。展开更多
文摘在气候学、生态学、考古学等诸多领域,树木年轮蕴含的环境变迁与历史演替信息具有不可替代的研究价值。为解决传统年轮检测方法存在效率低、易受人为因素干扰等问题,研究提出DCW-YOLOv8年轮实例分割模型,运用可扩张残差(Dilation-wise Residual,DWR)注意力模块、轻量级通用上采样算子(Content-Aware ReAssembly of Features,CARAFE)、动态非单调聚焦机制边界框损失函数(Weighted Interpolation of Sequential Evidence for Intersection over Union,Wise-IoU)组合改进,并设计一种依据模型掩码获取年轮数量与宽度信息的检测方法。消融试验和前沿模型对比试验结果表明,DCWYOLOv8模型掩码平均精度mAP@0.50、mAP@0.50∶0.95提升,达到86.4%、53.6%,优于同类算法;注意力可视化比较结果表明,DCW-YOLOv8对年轮特征注意力更强;年轮信息检测结果表明,年轮数量检测准确率达到86.2%,年轮宽度检测误差在±0.5 mm范围内的占70%,总体平均误差为0.295 mm。研究提出的DCW-YOLOv8模型为年轮自动化检测提供新的思路和方法。
文摘我国东北地区气候寒冷,低温事件会严重影响树木生长。水曲柳是东北地区珍贵的用材树种,目前关于其纤维解剖特征对低温的响应与适应策略还知之甚少。为此,以小兴安岭地区水曲柳子代测定林为研究对象,采用树轮年代学和木材解剖学方法,研究水曲柳纤维解剖特征与主要气候因子之间关系,明确低温对木材纤维解剖特征的影响。结果表明,小兴安岭地区水曲柳木纤维解剖特征具有较大的年际变化,木纤维细胞数量(fiber cell number,FN)、木纤维细胞总面积(total fiber cell area,TFA)与年轮宽度(ring width,RW)存在极显著正相关关系,在幼龄林阶段均呈现先升后降的变化趋势。木纤维细胞密度(fiber density,FD)和总体平均木纤维细胞壁增强指数(square of the total-to-bound ratio,(T/B)2)呈现逐年下降的趋势。平均木纤维细胞面积(mean fiber cell area,MFA)和木纤维细胞壁厚度(overall mean thickness of all fiber cell walls,CWTall)呈现逐年增加的趋势。水曲柳纤维解剖特征受温度影响较大,尤其是生长季最低温。低温事件使水曲柳的径向生长受到抑制,年轮宽度、木纤维细胞数量、平均木纤维细胞面积、木纤维细胞总面积和木纤维细胞占比(mean percentage of fiber cell area within xylem,RFTA)较非低温年分别显著下降32.6%、20.3%、22.4%、45.9%和9.4%,而木纤维细胞密度升高11.6%。在面对低温事件时,水曲柳会采取减少木纤维细胞数量、提高木纤维细胞密度这一相对保守的生存策略。研究结果为小兴安岭地区耐寒水曲柳选育提供科学依据。
