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干旱胁迫对扁桃砧木幼苗叶片结构和根系形态的影响

唐茜茜, 木巴热克·阿尤普, 张萍, 龚鹏, 于秋红, 亚尔穆海麦提·阿卜力提普, 艾尔西丁·赛甫丁, 郭春苗

唐茜茜, 木巴热克·阿尤普, 张萍, 龚鹏, 于秋红, 亚尔穆海麦提·阿卜力提普, 艾尔西丁·赛甫丁, 郭春苗. 干旱胁迫对扁桃砧木幼苗叶片结构和根系形态的影响[J]. 北京林业大学学报, 2023, 45(11): 90-99. DOI: 10.12171/j.1000-1522.20210263
引用本文: 唐茜茜, 木巴热克·阿尤普, 张萍, 龚鹏, 于秋红, 亚尔穆海麦提·阿卜力提普, 艾尔西丁·赛甫丁, 郭春苗. 干旱胁迫对扁桃砧木幼苗叶片结构和根系形态的影响[J]. 北京林业大学学报, 2023, 45(11): 90-99. DOI: 10.12171/j.1000-1522.20210263
Tang Xixi, Ayup Mubarek, Zhang Ping, Gong Peng, Yu Qiuhong, Ablitip Yarmuhammad, Sayfudin Arxidin, Guo Chunmiao. Effects of drought stress on leaf structure and root morphology of almond rootstock seedlings[J]. Journal of Beijing Forestry University, 2023, 45(11): 90-99. DOI: 10.12171/j.1000-1522.20210263
Citation: Tang Xixi, Ayup Mubarek, Zhang Ping, Gong Peng, Yu Qiuhong, Ablitip Yarmuhammad, Sayfudin Arxidin, Guo Chunmiao. Effects of drought stress on leaf structure and root morphology of almond rootstock seedlings[J]. Journal of Beijing Forestry University, 2023, 45(11): 90-99. DOI: 10.12171/j.1000-1522.20210263

干旱胁迫对扁桃砧木幼苗叶片结构和根系形态的影响

基金项目: 新疆维吾尔自治区公益性科研院所基本科研业务经费(KY2020110),国家自然科学基金项目(31860538),中央引导地方科技发展专项资金项目“特色果树种质创新与育种能力提升”。
详细信息
    作者简介:

    唐茜茜。主要研究方向:林木遗传与良种选育。Email:1778923221@qq.com 地址:830052新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市沙依巴克区农大东路311号新疆农业大学林学与风景园林学院

    责任作者:

    郭春苗,博士,研究员。主要研究方向:扁桃栽培生理与种质创新。Email:chunmiaoguo@126.com 地址:830091 新疆乌鲁木齐市沙依巴克区南昌路403号新疆农业科学院园艺作物研究所。

  • 中图分类号: S662.9

Effects of drought stress on leaf structure and root morphology of almond rootstock seedlings

  • 摘要:
    目的 

    通过水分控制盆栽试验,研究扁桃6个不同砧木资源当年生实生苗的叶片解剖结构和根系形态特征对周期为60 d的中度土壤干旱胁迫的响应,旨在筛选出抗旱性强的扁桃砧木资源,为优良抗旱砧木资源的开发与利用提供抗旱材料。

    方法 

    以新疆本地2种桃巴旦资源(SC64、SC28)、3种扁桃资源(SC30、SC3和SC47)和普通桃为试验材料,通过光学显微镜观察和根系扫描处理获取相关指标,并进行生物学统计分析。

    结果 

    中度干旱胁迫下,SC3、SC47和毛桃的叶片厚度、上表皮细胞厚度、叶肉细胞孔隙度和比叶面积(SLA)等结构指标值出现不同程度的减少(P < 0.05);同时,干旱胁迫促进其根冠比的增加和根系的生长(P < 0.05)。通过主成分分析,选取上表皮细胞厚度、地下生物量、直径大于0.5 mm的细根生物量比重、叶肉细胞紧实度和SLA值这5个代表指标。隶属函数结果表明,抗旱能力排序为SC30 > SC47 > SC3 > SC28 > SC64 > 普通桃。

    结论 

    扁桃资源的抗旱性强于桃巴旦和桃资源,桃巴旦资源处于中等抗旱水平,而普通桃对土壤干旱最敏感,抗旱性较弱。

    Abstract:
    Objective 

    Through a water controlled pot experiment, the leaf anatomical structure and root morphological characteristics of six different rootstock resources of almonds were studied in response to moderate soil drought stress with a period of 60 d. The aim was to screen out almond rootstock resources with strong drought resistance and provide drought resistant materials for the development and utilization of excellent drought resistant rootstock resources.

    Method 

    Using two local peach almond resources (SC64, SC28), three almond resources (SC30, SC3 and SC47) and peach as experimental materials, a total of related indicators were obtained through optical microscope observation and root scanning treatment, and biological statistical analysis was conducted.

    Result 

    Under moderate drought stress, structural indicators such as leaf thickness, upper epidermal cell thickness, mesophyll cell porosity, and specific leaf area (SLA) of SC3, SC47 and peach decreased to varying degrees (P < 0.05); meanwhile, drought stress promoted an increase in root to shoot ratio and root growth (P < 0.05). Through principal component analysis, five representative indicators were selected, including upper epidermal cell thickness, underground biomass, specific gravity of fine root biomass with a diameter greater than 0.5 mm, mesophyll cell compactness, and SLA value. The results of membership function indicated that their drought resistance ability was ordered as SC30 > SC47 > SC3 > SC28 > SC64 > peach.

    Conclusion 

    The drought resistance of almond resources is stronger than that of peach almond and peach resources. Peach almond resources are at a moderate drought resistance level, while peach is the most sensitive to soil drought and has weaker drought resistance.

  • 森林具有重要的固碳功能,森林碳储量是陆地碳储量的重要组成部分。森林地上生物量(aboveground biomass,AGB)是森林碳储量研究的基础,准确估计森林AGB可为我国碳达峰、碳中和目标实现提供有力的科学支撑[1]。森林地上生物量主要包括干材生物量、树枝生物量、树皮生物量和树叶生物量[2]。森林地上生物量分量的精确估计可以使人类更精确地理解和分析植被生态系统的生长过程,为正确解释生态系统碳循环及森林经营管理提供科学依据;同时还可为森林AGB遥感技术估测饱和点低的瓶颈问题提供解决思路。

    遥感技术由于其覆盖范围广、重访周期短等优势成为目前区域和全球尺度森林AGB估测的支撑技术[3]。随着遥感技术的发展,我国发射的资源、高分系列等卫星为我国的林业资源调查提供了有力的数据支撑。特别是高分系列卫星,基本满足了林业用户对高分辨率光学、合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)数据和高光谱数据等不同遥感数据源的需求;在林业资源调查中,高分系列卫星数据的获取和使用,使得相关研究逐步摆脱了对国外Worldview、QuickBird、Radarsat-2等卫星数据的依赖。目前,高分一号(GF-1)光学数据和高分三号(GF-3)SAR数据在森林AGB反演中发挥着重要作用[4-5]

    多源遥感数据联合进行森林AGB反演被认为是提高森林AGB反演精度的有效方式,特别是采用光学和全极化SAR(PolSAR)数据的联合反演在近年来开展的研究较多[6-8]。GF-1光学数据于2019年11月免费向全球开放,近年来利用其光谱信息、纹理信息等进行森林AGB反演的研究开展较多,但同其他光学遥感数据类似,GF-1数据同样易受云雨天气的影响,且难以获取森林垂直方向信息。SAR数据由于波长较长,对森林有一定的穿透能力,可以有效获取森林垂直结构信息,且不受云雨天气的影响,可实现全天时、全天候对森林的监测;同时SAR的极化信息对森林散射体形状和散射方向敏感,可以观测到更多的森林特征,已有研究表明,光学和SAR数据联合能有效提高森林AGB反演精度[9-10]。然而联合GF-1和GF-3两种不同遥感数据源并加入极化信息进行森林AGB反演,特别是用于地上生物量分量反演的研究目前还开展较少。

    利用遥感反演森林AGB的方法有参数方法和非参数方法。参数方法通常是结合参数采用统计回归模型来推导遥感变量和野外测量数据之间的关系;而非参数方法是利用已知的样本建立非线性模型,通常指机器学习的方法[11]。传统的参数方法具有简单和可解释性,但是不能表征森林AGB与遥感特征参数之间的复杂的非线性关系。非参数方法能更好地表示森林AGB与遥感特征参数之间的非线性关系,提高反演精度。此外,优选出与森林AGB相关性强的遥感影像特征对提高森林AGB反演精度也非常重要。在已有森林AGB反演方法研究中,韩宗涛等[12]提出的基于遥感特征优选的KNN-FIFS非参数方法在森林AGB反演中适用性强,反演精度较高。该方法以马氏距离KNN(K-nearest neighbor)算法为基础,引入快速迭代的参数优选方法进行最优特征选择和组合,然后反演森林AGB。李云等[8]采用Landsat-8 OLI、GF-1和ALOS PALSAR-1验证了该方法在根河研究区森林AGB反演中的有效性,KNN-FIFS方法对3种数据源的适应性都比较好;巨一琳等[13]同样验证了该方法在采用Landsat-8 OLI和LiDAR数据作为数据源进行森林AGB反演中的有效性。在多种数据源中该方法均可高效稳定地选择与森林AGB相关性强的遥感特征并提高AGB反演精度。然而,该方法在森林地上生物量分量反演中、在采用高分系列卫星数据联合进行森林AGB反演中的潜力还未进行深入的探索。

    综上,本文以云南省昆明市宜良县小哨林区云南松林为研究对象,结合样地调查数据,分别以GF-1光学数据、GF-3 PolSAR数据、联合GF-1和GF-3数据作为3种数据源,采用KNN-FIFS方法进行参数优选并反演森林地上生物量及其分量,探索高分系列光学、PolSAR数据及两者联合在森林AGB及其分量反演中的可行性。研究可推动我国高分系列遥感数据在林业行业中的深入应用。

    研究区位于云南省昆明市宜良县花园林场小哨林区(24°30′36″ ~ 25°17′02″N,102°58′22″ ~ 103°28′75″E),样地点分布见图1。小哨林区位于宜良县中部,属北亚热带季风气候,全年温差较小,年平均气温约16.3 ℃。雨季多在夏秋两季,年平均降雨量为912.2 mm。地势北高南低,山地与盆地相间,山脉多为东北至西南走向,其平均海拔在1 300 ~ 2 500 m之间,坡度范围在0° ~ 30°之间。宜良县的森林覆盖率约为46%,主要的森林类型是常绿阔叶林和针叶林,主要树种有云南松(Pinus yunnanensis)、桉树(Eucalyptus robusta)等。

    图  1  研究区地理位置及样地分布
    Figure  1.  Location of the study area and distribution of sample plots

    样地调查于2019年8月在小哨林区展开。样地调查时采用断面积系数为1.0的角规控制检尺方法,胸径的起测径阶为5 cm,共调查云南松纯林样地40个。样地调查获取了样地观测点的GPS坐标、计数木的胸径、树高和树干中心至角规观测点的水平距离等。样地调查的AGB获取采用以下步骤:首先利用公式(1)和采集到的数据计算各样点每公顷蓄积量,然后利用转换公式(2)计算出单位面积AGB[14],最后根据云南松的分项AGB模型(公式3)计算出干材、树皮、树枝和树叶生物量[15]

    V = Fzj=1HFj (1)
    W=0.859 6V0.856 4 (2)
    {M1=11+g1+g2+g3×WM2=g11+g1+g2+g3×WM3=g21+g1+g2+g3×WM4=g31+g1+g2+g3×W (3)

    式中:V为蓄积量,F断面积系数,Z为计数木总和,HFj为第j株计树木的径阶形高,W为云南松的森林AGB,M1M2M3M4分别为干材、树皮、树枝、树叶的生物量,g1g2g3分别为树皮、树枝、树叶相对于干材生物量为1的比例函数。其中g1 = 1.500 18DBH−0.270 08H−0.578 57g2 = 1.936 10DBH0.614 25H−1.363 41g3 = 2.372 94DBH0.438 06H−1.657 00;DBH和H分别为各个角规样地的平均胸径和平均森林高度。

    通过计算得出40个角规样地点地上生物量分量的分布情况(图2),其中平均每个样地点树干生物量约占总AGB的57%,树皮约占10%,树枝和树叶约占33%。

    图  2  样地森林地上生物量及其组成
    Figure  2.  Forest AGB and AGB components in sample plot sites

    GF-1卫星于2013年4月26日发射,是我国的第一颗高分辨率对地观测卫星。本研究从中国资源卫星应用中心获取了成像时间为2019年4月27日L1A级的GF-1数据,具体参数见表1。GF-1数据预处理包括大气校正、辐射定标和正射校正等,均在ENVI5.3软件中完成。

    表  1  GF-1卫星传感器参数
    Table  1.  GF-1 satellite sensor parameters
    波段号
    Band No.
    波段
    Band
    频谱范围
    Spectral range/μm
    分辨率
    Spatial resolution/m
    Pan1Pan0.45 ~ 0.902
    Band1Blue0.45 ~ 0.528
    Band2 Green0.52 ~ 0.598
    Band3Red0.63 ~ 0.698
    Band4NIR0.77 ~ 0.898
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    (1)GF-3 PolSAR数据获取

    我国于2016年8月10日发射了C波段多极化GF-3 SAR卫星[16],本研究获取了一景单视复数(single look complex,SLC)GF-3 SAR数据,数据详细信息见表2

    表  2  GF-3 PolSAR数据详细参数
    Table  2.  Detailed information of the acquired GF-3 PolSAR data
    成像时间
    Acquisition time
    极化方式
    Polarization way
    入射角
    Incidence angle/(°)
    波长
    Wave length/m
    距离向分辨率
    Range resolution/m
    方位向分辨率
    Azimuth resolution/m
    经纬度
    Latitude & Longitude
    2018−05−18HH、HV、VH、VV39.1040.055 52.2485.12103°01′48″E、
    24°40′12″N
    注:HH.发射和接收的都为水平极化的电磁波;HV.发射的电磁波为水平极化,接收的电磁波为垂直极化;VH.发射的电磁波为垂直极化,接收的电磁波为水平极化;VV.发射和接收的都为垂直极化的电磁波。Notes: HH, both the transmitted and received electromagnetic waves are horizontally polarized; HV, the transmitted electromagnetic wave is horizontally polarized and the received electromagnetic wave is vertically polarized. VH, the transmitted electromagnetic wave is vertically polarized and the received electromagnetic wave is horizontally polarized. VV, transmitted and received electromagnetic waves that are vertically polarized.
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    (2)GF-3 PolSAR数据预处理

    GF-3 PolSAR数据预处理包括辐射定标、多视、地形校正、Lee滤波、极化特征提取和地理编码。GF-3数据的辐射定标公式为式4,定标过程通过IDL代码实现。预处理中多视视数在距离向和方位向均为3;滤波方法为Lee滤波,滤波窗口为5 × 5。地理编码以30 m分辨率的DEM数据为基础,地理编码后所有的数据分辨率均为30 m。

    σ0=10lg(PI(U/32767)2)S (4)

    式中:PI=I2+Q2IQ分别为各极化通道的实部和虚部;U是影像定标前像元的最大值;S是GF-3产品的定标常数,其值根据产品类别变化,根据GF-3用户手册,本文中取值为−19 dB, 其定标的公式可查阅GF-3用户手册。

    研究分别提取了GF-1和GF-3 PolSAR数据的特征参数,然后基于GF-1、GF-3 PolSAR数据以及两种数据联合(GF-1 + GF-3)的3种数据源,使用参数优选的KNN-FIFS方法对森林AGB及其分量进行了反演,并对反演结果进行了分析和制图。

    研究基于GF-1数据提取了多波段的纹理信息、植被指数和全色波段的纹理信息。首先根据4个波段的光谱信息提取了8个对森林AGB具有重要意义的植被指数(计算公式见表3),然后根据灰度共生矩阵提取了纹理特征[1],本研究中选取7 × 7的窗口来提取8种纹理特征,具体包括均值(mean)、方差(variance)、均匀性(homogeneity)、对比度(contrast)、相异性(dissimilarity)、熵(entropy)、二阶矩(second moment)和相关性(correlation)。本文中GF-1的遥感特征采用ENVI5.3软件提取。

    表  3  植被指数
    Table  3.  Vegetation indexes
    植被指数 Vegetation index计算公式 Calculation formula
    归一化植被指数
    Normalized difference vegetation index (NDVI)
    NDVI=ρNIRρredρNIR+ρred
    简单植被指数
    Simple ratio index (SR)
    SR=ρred/ρNIR
    可见光大气阻抗植被指数
    Visible atmospherically resistant index (VARI)
    VARI=ρgreenρredρgreen+ρredρblue
    差值植被指数
    Difference vegetation index (DVI)
    DVI=ρNIRρred
    垂直植被指数
    Perpendicular vegetation index (PVI)
    PVI=0.939×ρNIR0.344×ρred+0.09
    土壤调节植被指数
    Soil-adjusted vegetation index (SAVI)
    SAVI=1.5×(ρNIRρred)ρNIR+ρred+0.5
    增强植被指数
    Enhanced vegetation index (EVI)
    EVI=2.5×(ρNIRρred)1+ρNIR+6×ρred7.5×ρblue
    修正土壤调节植被指数
    Modified soil-adjusted vegetation index (MSAVI)
    MSAVI=2ρNIR+1(2ρNIR+1)28(ρNIRρred)2
    注:表中的ρNIRρredρgreenρblue分别为GF-3影像的近红外、红光、绿光和蓝光波段。Notes: ρNIR,ρred,ρgreen,ρblue are the near-infrared, red, green and blue bands of GF-3 images.
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    基于GF-3 PolSAR数据提取了后向散射系数、常用的极化分解参数、极化总功率(SPAN)及其纹理特征等。这些参数中,各极化的后向散射系数能较好地反映植被结构[17],极化相干矩阵(T)的部分元素能表示散射目标的复杂变化;而Freeman二分量分解方法中的体散射分量、地面散射分量基于森林场景提出[18],能够更好地表征森林场景散射特征;Yamaguchi四分量分解中的体散射分量、地面散射分量、二次散射分量和螺旋体散射分量拓展了Freeman三分量分解方法,在体散射模型中加入自适应参数,使得体散射分量、二次散射分量和表面散射分量能更逼真地表征真实森林场景[19];SPAN特征能综合体现森林场景中各种散射机制且受极化方位角变化影响较小[20],因此本文中我们提取了SPAN的0°、45°、90°和135° 4个角度对应的6种纹理特征,具体包括均值(mean)、对比度(contrast)、熵(entropy)、相异性(dissimilarity)、均匀性(homogeneity)和同质性(uniformity)。

    采用参数优选的KNN-FIFS方法进行森林地上生物量及其分量的反演。KNN-FIFS方法是采用快速迭代算法找出与森林AGB反演中最相关的遥感特征组合,进而采用KNN模型进行反演,然后获得精度最优的AGB反演图。具体实现中,通过迭代算法获得最优的遥感特征组合;待估测像元的AGB由距离其最近的K个样地的AGB加权求得[9],距离计算方法采用可克服变量量纲影响的马氏距离;当距离确定时,森林AGB反演结果受K值影响,本研究中参考已有研究[8]K值的范围设为1 ~ 11。

    本文采用留一交叉验证法(leave-one-out cross-validation,LOOCV)对模型反演结果进行精度评价。该方法中,依次不重复地从40个总样本集中抽取1个样本作为验证,其余39块样地建立模型并进行森林AGB的反演,依次重复,直到40块样地都作为一次验证样本,最后取评价指标的均值[18]进行反演结果精度评价。精度评价指标包括:决定系数(coefficient of determination,R2)、均方根误差(root mean square error,RMSE)和相对均方根误差(relative root mean square error,RMSEr),其中,R2的取值范围是0 ~ 1,越接近于1表示反演结果的精度越高;RMSE和RMSEr表示预测与实测之间的差异,取值越小表示反演精度越高。

    R2 = ni=1(yi¯y))2ni=1(Yi¯y)2 (5)
    RMSE=ni=1(Yiyi)2n (6)
    RMSEr=RMSEˆy×100% (7)

    式中:Yi为第i个样地森林AGB实测值,yi为第i个样地森林AGB反演值,n为样地总数,¯y为实测森林AGB的平均值,ˆy为反演森林AGB的平均值。

    文中对GF-1数据进行特征提取,获得波段光谱值、纹理和植被指数共52个特征;基于GF-3 PolSAR数据进行特征提取,获得后向散射系数、极化分解参数和SPAN的纹理特征共48个特征。利用40个样地实测AGB,分别基于GF-1数据、GF-3 PolSAR数据以及两种数据联合的3种影像特征集,采用KNN-FIFS的方法进行特征优选并进行森林AGB及其分量反演。以样地实测数据为验证数据,采用留一法交叉验证,得到3种数据源对森林AGB的反演精度。

    基于GF-1数据的反演结果中,纹理特征较其他特征对森林AGB及其分量的变化敏感。其中红光和蓝光波段的纹理特征在用于反演的遥感特征中占比较大,具体结果见表4。GF-1数据提取的遥感特征经优选后在森林AGB及其分量反演结果中精度均较高,估测值与实测值的相关性均达到显著水平(P < 0.05)且反演误差均在30%左右。其中,最优的结果为树枝和树叶,RMSEr值均为30.01%;最差的结果为干材的反演结果,其误差最大,RMSEr = 32.76%。图3为基于GF-1数据的估测值与实测值的散点图。尽管森林AGB和各分量的反演结果均较接近1∶1线,但在总AGB反演结果中,有一些样点的实测值在60 ~ 80 t/hm2时,估测值则保持在60 t/hm2不变化,有较明显的饱和现象,而在各分量生物量反演结果与实测值对比的散点图中,该现象并不明显,这可能是由于研究区各分量生物量平均值较低,并未达到GF-1数据反演的饱和点。采用GF-1特征的反演结果中,干材生物量反演时优选的参数均为纹理信息,且多为对比度信息,其原因可能是纹理特征考虑了像元之间的相关性,能更进一步挖掘AGB与遥感特征之间的相关性。冠层生物量反演时优选的参数中,所占比重较大的纹理信息为绿光波段和蓝光波段,其原因可能是森林冠层对绿光和蓝光波段敏感,反射率较高引起的。

    表  4  GF-1的重要参数及反演精度
    Table  4.  Important parameters of GF-1 and inversion accuracy
    生物量
    Biomass
    最近邻样本数量取值
    Number of nearest
    neighbor samples (K)
    窗口
    Window
    决定系数
    Coefficient of
    determination (R2)
    均方根误差/(t·hm−2
    Root mean
    square error
    (RMSE)/(t·ha−1)
    相对均方根误差
    Relative root mean
    square error
    (RMSEr)/%
    重要参数
    Major parameter
    森林地上生物量
    Forest AGB
    1 5 0.634 11.310 30.61 Me_b2、Con_pan、Var_b3、
    Con_b1、Con_3
    干材生物量
    Stem biomass
    1 5 0.609 6.971 32.76 Me_b2、Con_pan、Var_b3、
    Con_b1、Con_3
    树皮生物量
    Bark biomass
    4 1 0.595 1.119 30.37 Me_b1、Var_b1、Cor_b3
    树枝生物量
    Branch biomass
    1 5 0.646 2.663 30.01 Me_b2、Var_pan、Var_b1、
    Con_b2
    树叶生物量
    Leaf biomass
    4 1 0.598 0.976 30.01 Me_b1、Var_b1、Cor_b3
    注:Con_pan、Var_pan为GF-1全色波段纹理的对比度和方差;Me_b1、Con_b1、Var_b1为GF-1蓝光波段的均值、对比度、方差;Me_b2为GF-1绿光波段的均值;Var_b3、Con_3、Cor_b3为红光波段的方差、对比度、相关性。Notes: Con_pan, Var_pan are the contrast and variance of GF-1 panchromatic band texture; Me_b1, Con_b1, Var_b1 are the mean, contrast, and variance of GF-1 blue band; Me_b2 is the mean of GF-1 green band; Var_b3, Con_3, Cor_b3 are the variance, contrast, and correlation of red band, respectively.
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    图  3  利用GF-1数据反演森林AGB与实测值对比散点图
    实线为1∶1验证线。The solid line is 1∶1 verification line.
    Figure  3.  Scatter plots between forest AGB inversion results using GF-1 data and field collected sample values

    基于GF-3 PolSAR数据的反演结果,部分T矩阵元素、SPAN各个角度的纹理特征多被选为总AGB及其分量反演的较优特征,具体信息见表5。GF-3数据提取的遥感特征经优选后在森林AGB及其分量反演结果中RMSEr值在29% ~ 39%之间。其中树枝生物量反演结果精度最高,RMSEr的值为29.13%,树枝次之,值为35.89%;而干材的反演结果精度最低,RMSEr值为38.53%。值得注意的是Yamaguchi四分量分解的参数均未入选。图4为基于GF-3特征的估测值与实测值的散点图。森林总AGB的反演结果出现了较明显的饱和现象,但各分量生物量的反演结果中,样点则较均匀地分布在1∶1线两侧,无明显的饱和现象。值得注意的是采用GF-3特征和KNN-FIFS方法进行森林总AGB及其分量的反演中,窗口值均偏大,这表明:与GF-1提取的特征相比,GF-3特征对森林AGB变化的敏感性相对较低。尽管如此,对比总AGB及其分量基于GF-3特征反演结果的精度,与C波段森林散射机制基本一致,即C波段SAR特征对森林冠层散射变化敏感,而对于生物量主体的干材、总生物量会出现饱和现象。

    图  4  利用GF-3数据反演森林AGB与实测值对比散点图
    实线为1∶1验证线。The solid line is 1∶1 verification line.
    Figure  4.  Scatter plots between forest AGB inversion results using GF-3 data and field collected sample values
    表  5  GF-3的重要参数及反演精度
    Table  5.  Important parameters and inversion accuracies based on GF-3
    生物量 BiomassK窗口
    Window
    R2RMSE/(t·hm−2)
    RMSE/(t·ha−1)
    RMSEr/%重要参数
    Major parameter
    森林地上生物量 Forest AGB 1 7 0.500 14.110 37.17 T23_im、VHDB、T13_re
    干材生物量 Stem biomass 2 7 0.464 8.522 38.53 T23_im、T13_re、Fre_Vol
    树皮生物量 Bark biomass 7 7 0.372 1.495 37.99 T23_im、Sp_con135
    树枝生物量 Branch biomass 1 7 0.515 3.243 35.89 T23_im、VHDB、T13_re
    树叶生物量 Leaf biomass 2 11 0.630 0.993 29.13 Sp_ent135、T23_re、Sp_ent0、T12_re、HHUTM、Sp_con0
    注:Sp_con135和Sp_con0、Sp_ent135和Sp_ent0分别为GF-3的SPAN特征纹理的135°和0°的对比度、135°和0°的熵;VHDB为GF-3交叉极化的后向散射系数分贝化结果;HHUTM为GF-3同极化的后向散射系数;T23_im、T13_re、T23_re为相干矩阵(T)中的元素;Fre_Vol为Freeman2分解的体散射分量。Notes: Sp_con135, Sp_con0, Sp_ent135, Sp_ent0 are the 135° and 0° contrast, 135° and 0° entropy of the SPAN feature texture of GF-3; VHDB is the decibelized result of backscattering coefficient of GF-3 cross-polarization. HHUTM is the backscattering coefficient of GF-3 co-polarization; T23_im, T13_re, T23_re are the elements in the coherence matrix (T); Fre_Vol is the body scattering component of the Freeman2 decomposition.
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    基于GF-1和GF-3特征联合进行森林AGB及其分量反演的结果中,光学信息和PolSAR信息都得到了充分利用。其中总AGB、树枝生物量、树枝生物量反演中入选的GF-3特征较多;干材生物量反演中,GF-1和GF-3特征各占一半;而树枝生物量反演中入选的GF-1特征则明显占优,详细结果见表6。联合GF-1和GF-3特征反演结果中,R2值在0.71 ~ 0.78之间,RMSEr的值在22% ~ 27%之间,树枝生物量反演结果精度最优,森林总AGB反演结果精度最差。值得注意的是:入选的SAR特征包括纹理特征和后向散射系数,且后向散射系数均为HV或VH,说明在C波段,冠层引起的去极化特征对森林AGB及其分量变化表征能力较好。入选的光学特征则多为纹理特征,也说明了纹理特征在表征森林AGB及分量生物量变化上极具潜力。此外,联合两种特征采用KNN-FIFS进行AGB反演时,窗口多为3,模拟结果更接近实际情况。基于GF-1和GF-3联合特征的估测值与实测值的散点图(图5)中,样点分布更接近1∶1线,且即使在总AGB反演结果的散点图中也未见明显的饱和现象。

    表  6  联合GF-1 + GF-3的重要参数及反演精度
    Table  6.  Important parameters and inversion accuracies based on the combination of GF-1 + GF-3
    生物量
    Biomass
    K窗口
    Window
    R2RMSE/(t·hm−2)
    RMSE/(t·ha−1)
    RMSEr/%重要参数
    Major parameter
    森林地上生物量 Forest AGB 2 3 0.714 10.270 26.61 B2、Sp_dis90、HVUTM、VHUTM、Sp_hom45、Me_b2、
    Sp_con90
    干材生物量
    Stem biomass
    2 1 0.713 6.285 26.53 Dis_b3、Sp_con90、Me_b2、Sp_con45、Hom_b3、
    Sp_ent135、Var_b1、VH
    树皮生物量
    Bark biomass
    2 3 0.757 0.931 22.54 B3、Sp_dis90、HVUTM、VHUTM、Sp_hom45、Var_b1、
    Sp_hom90、Me_b3
    树枝生物量
    Branch biomass
    2 3 0.711 2.419 26.58 B3、Sp_dis90、HVUTM、VHUTM、Sp_hom45、Me_b2、
    Sp_con90
    树叶生物量
    Leaf biomass
    3 11 0.770 0.820 24.58 Dis_b3、Sec_b2、Me_b3、T12_re、Var_b2、Var_b1
    注:在GF-1光学数据中,B2、B3为绿光和红光的光谱信息;Me_b2、Sec_b2为绿光波段的均值和二阶矩;Dis_b3、Hom_b3、Me_b3为红光波段的相异性、均匀性、均值。在GF-3PolSAR数据中,HVUTM、VHUTM为交叉极化的后向散射系数;Sp_dis90、Sp_hom45和Sp_hom90、Sp_con90和Sp_con45分别为SPAN特征的90°的相异性、45°和90°的均匀性、90°和45°的对比度。Notes: in GF-1 optical data, B2 and B3 are spectral information of green and red light; Me_ b2, Sec_ B2 are the mean and second-order moment of the green band; Dis_ b3, Hom_ b3, Me_ B3 are the difference, uniformity and mean value of red light band. In gf-3polsar data, HVUTM and VHUTM are backscattering coefficients of cross polarization; Sp_ dis90, Sp_ hom45, Sp_ hom90, Sp_ con90, Sp_ Con45 are the 90° non similarity, 45° and 90° uniformity, 90° and 45° contrast of span characteristics.
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    图  5  利用GF-1、GF-3数据联合反演森林AGB与实测值对比散点图
    实线为1∶1验证线。The solid line is 1∶1 verification line.
    Figure  5.  Scatter plots between forest AGB inversion results using combination of GF-1, GF-3 data and field collected sample values

    相比单一数据源,联合GF-1和GF-3特征可以有效提高反演精度。相比GF-1数据,其精度平均提高了约5%,最高提高约9%;相比GF-3数据,其提高则更为显著;在总AGB及其分量反演结果中,其精度提高在4% ~ 12%之间,均值约为10%。在总AGB、干材生物量、树枝生物量和树枝生物量的反演结果中,联合两种数据特征的反演结果优于GF-1的结果,而GF-1的反演结果优于GF-3的反演结果。而在树枝生物量的反演结果中,基于GF-3的反演结果则优于GF-1的反演结果。

    图6对比了基于3种特征在总AGB及其分量反演结果中的R2值、RMSE值和RMSEr值。3种不同的特征集在KNN-FIFS模型中,无论是总体森林AGB,还是各分量生物量,联合GF-1和GF-3的数据源反演精度的R2均高于单一数据源,RMSE和RMSEr也低于单一的数据源。对于总体的森林AGB、树皮、干材和树枝生物量的反演,联合数据特征反演效果最佳,GF-1光学数据特征次之,GF-3 PolSAR最低。对于树叶生物量,联合数据源精度最高,GF-3 PolSAR数据的精度次之,GF-1光学数据的精度最低。该现象表明尽管GF-3波长较短,但仍能深入冠层部分,较好地识别树叶的垂直结构,所以树叶部分SAR数据反演结果精度较高。此外,从图6也可看出:部分分量生物量的反演结果优于森林AGB的反演结果。在GF-1的反演结果中,树枝生物量的反演精度优于森林总AGB的反演精度;在GF-3的反演结果中,树枝和树枝生物量的反演精度均优于森林总AGB的反演精度;而联合反演中,树皮和树枝生物量的反演精度均优于森林总AGB的反演精度。对比图345中AGB反演结果与实测值对比的散点图可知:各分量反演结果饱和现象均不明显,但单独基于GF-1和GF-3进行森林总AGB反演时,反演结果散点图却出现了较明显的饱和现象。

    图  6  精度评价对比
    Figure  6.  Accuracy evaluation and comparison

    联合GF-1和GF-3 PolSAR特征,并采用KNN-FIFS算法反演森林AGB均取得较好的估测结果。各分量生物量的估测范围分别为:干材生物量在6.54 ~ 42.52 t/hm2之间,树枝生物量在1.03 ~ 7.48 t/hm2之间,树枝生物量在2.52 ~ 17.48 t/hm2之间,树枝生物量在1.07 ~ 6.32 t/hm2之间,图7展示了各分量森林AGB空间分布图制图结果。

    图  7  研究区各分量生物量分布图
    Figure  7.  Biomass distribution of each component in the study area

    在所选的研究区内,森林AGB的估测值范围为10.82 ~ 74.75 t/hm2。森林AGB小于20 t/hm2的范围约19.16%;20 ~ 40 t/hm2的所占比重较大,约49.40%;40 ~ 60 t/hm2的所占比约24.34%;其AGB大于60 t/hm2的区域约占7.10%(图8)。该研究结果与研究区小班调查结果分布制图基本一致。

    图  8  研究区森林AGB分布
    Figure  8.  Forest AGB distribution map in the study area

    本文以GF-1、GF-3 PolSAR数据作为数据源,采用KNN-FIFS算法反演了宜良县花园林场小哨林区云南松纯林森林总AGB及其分量。研究结果表明KNN-FIFS算法在森林总AGB及其分量反演中有一定的鲁棒性;除本文研究结果外,KNN-FIFS算法在其他不同数据源的森林AGB反演中均获得较好的反演精度。韩宗涛等[12]采用该算法,联合Landsat-8 OLI光学影像和P-波段机载数据进行大兴安岭根河地区的森林AGB反演,其R2 = 0.770,RMSE = 22.740 t/hm2,该研究结果精度与本文反演结果精度基本一致。本文利用GF-1光学影像反演结果R2 = 0.634,RMSE = 11.310 t/hm2,略高于巨一琳等[13]等利用KNN-FIFS方法采用Landsat-8 OLI数据进行根河地区森林AGB反演的精度,其R2 = 0.600,RMSE = 29.630 t/hm2。Olivier等[21]采用多频SAR数据和多元线性模型进行森林总AGB及其分量反演时,反演结果的相对误差在35% ~ 54%之间,相对误差略高于本文,但加入LiDAR数据后,精度有明显的提升。结合本文研究和已有研究结果,说明KNN-FIFS方法在森林AGB及其分量反演中均具有鲁棒性。

    联合GF-1和GF-3特征可有效提高森林总AGB及其分量反演的精度。单独采用GF-1和GF-3的特征进行森林总AGB反演会有明显饱和现象,但是在分量生物量反演中饱和现象并不明显。李春梅等[7]采用Landsat-8 OLI和P-波段PolSAR数据为数据源,利用KNN算法对根河生态站的森林AGB进行了反演,研究结果同样表明联合数据反演结果的精度高于单一数据源的反演精度。本文中联合GF-1和GF-3进行森林地上生物量分量的反演结果均较好,R2值均大于0.700。联合数据可以提高森林AGB反演的原因应该是其同时甄选了光学和SAR数据中对森林特征敏感的遥感特征,实现了多种数据源在表征森林结构变化中的优势,进而提高了森林总AGB及其分量的反演精度。

    对比本文研究结果与以往研究,光谱信息和纹理信息在森林AGB反演建模中的作用有赖于森林结构的复杂性[22],在本文中GF-1多光谱的大多数纹理特征都与各分量的生物量存在着相关关系。王昆[23]使用QuickBird高分辨率数据采用多光谱波段和AGB进行相关性分析也表明,多光谱波段的部分纹理特征和AGB相关性都比较高,其相关性最高可达0.686。其原因可能是纹理特征采用灰度共生矩阵提取,灰度共生矩阵考虑了像元之间的空间关系,进而可以更真实地表现森林场景结构变化特征[24]

    本文利用GF-1和GF-3数据,采用KNN-FIFS方法进行森林AGB及其分量反演,研究得出以下结论:(1)联合GF-1和GF-3可以实现一定程度的互补,提高森林总AGB及其分量的反演精度,但入选的最优反演特征中极化分解特征偏少,多为光学和SAR的纹理特征;(2)在低生物量水平云南松纯林覆盖的研究区,进行森林总AGB及其分量反演时,GF-1特征略优于GF-3特征,但树枝生物量反演除外;(3)KNN-FIFS方法在森林总AGB及其分量反演中均具有一定的鲁棒性。值得注意的是,尽管KNN-FIFS方法在AGB反演中具有鲁棒性,但偶尔会出现过拟合现象,未来该算法仍需要进一步改进;此外,本研究仅将GF-3 PolSAR影像部分极化特征用于AGB的反演,后续需进一步考虑其他极化特征在森林总AGB及其分量生物量反演中的潜力。

  • 图  1   扁桃砧木资源叶片组织结构差异性

    左边一列图是叶片主脉解剖结构图,右边一列图是侧脉解剖结构图。A. 苦仁桃巴旦;B. 石头扁桃;C. 普通桃,Lc. 下表皮角质层;Le. 下表皮细胞;Uc. 上表皮角质层;Ue. 上表皮细胞;Sp. 海绵细胞;Vb. 小维管束;Bs. 维管束鞘;Cc. 含晶细胞;Up. 上表皮近处栅栏细胞;Lp. 下表皮近处栅栏细胞;MuC. 黏液细胞;X. 木质部;P. 韧皮部;Par. 薄壁组织;Scl. 厚壁组织。The left column shows the anatomical structure of the main veins of leaf, and the right column shows the anatomical structure of the lateral veins. A, bitter peach × almond; B, stone almond; C, local peach; Lc, lower cuticle; Le, lower epidermis; Uc, upper cuticle; Ue, upper epidermis; Sp, sponge tissue; Up, palisade tissue near the upper epidermis; Lp, palisade tissue near the lower epidermis; MuC, mucous cell; X, xylem; P, phloem; Par, parenchyma; Scl, sclerenchyma.

    Figure  1.   Differences in leaf tissue structure of almond rootstock resources

    图  2   干旱胁迫对比叶面积(SLA)、地上生物量、地下生物量以及根冠比的影响

    Figure  2.   Effects of drought stress on specific leaf area (SLA), underground biomass, aboveground biomass and root-shoot ratio

    图  3   干旱胁迫对扁桃不同砧木资源生物量比重的影响

    Figure  3.   Effects of drought stress on biomass proportion of different rootstock resources of almon

    表  1   叶片解剖结构指标的详细信息

    Table  1   Detailed information of leaf anatomical indexes

    指标
    Index
    放大倍数
    Magnification
    参考文献
    Reference
    主脉厚度 Main vein thickness (MVT) 10 × 10 [18]
    叶片厚度 Leaf lamina thickness (LT) 10 × 20 [18]
    上表皮角质层厚度 Upper cuticle thickness (UCT) 10 × 20 [18]
    上表皮细胞厚度 Upper epidermis thickness (UET) 10 × 20 [18]
    下表皮角质层厚度 Lower cuticle thickness (LCT) 10 × 20 [18]
    下表皮细胞厚度 Lower epidermis thickness (LET) 10 × 20 [18]
    含晶细胞数量 Crystal cell number (CCN) 10 × 4 [22]
    叶肉细胞结构紧实度 Mesophyll cell compactness (MCC) 10 × 20 [18]
    叶肉细胞孔隙度 Mesophyll cell porosity (MCP) 10 × 20 [22]
    侧脉和侧脉鞘面积占叶肉细胞总面积比例
    (vascular bundle + bundle sheath)/total area of mesophyll ((VB + BS)/MC)
    10 × 4 [18]
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    表  2   干旱胁迫对6个不同扁桃砧木资源叶片解剖结构的影响

    Table  2   Effects of drought stress on leaf anatomical structure of six different almond rootstock resources

    指标 Index 处理
    Treatment
    桃巴旦 Peach × almond 桃 Peach 扁桃 Almond
    SC64 SC28 普通桃 Peach SC30 SC3 SC47
    LT/μm CK 157.80 ± 21.66c 182.00 ± 27.00b 156.50 ± 20.39c 201.75 ± 18.38ab 218.38 ± 6.18a* 206.19 ± 20.36a*
    MD 162.13 ± 6.40b 203.96 ± 30.12a 156.59 ± 11.40b 195.02 ± 3.88a 195.06 ± 19.41a* 164.66 ± 10.88b*
    UCT/μm CK 2.56 ± 0.37d 3.48 ± 0.60c 2.51 ± 0.54d 4.39 ± 0.53ab 3.96 ± 0.88b 4.78 ± 0.94a*
    MD 2.48 ± 0.46c 3.30 ± 0.49b 2.50 ± 0.35c 4.31 ± 0.59a 3.65 ± 0.43b 3.64 ± 056b*
    UET/μm CK 20.03 ± 2.49c 21.76 ± 3.20b 19.17 ± 1.40c* 25.51 ± 3.03a 22.85 ± 2.56b* 26.42 ± 1.99a*
    MD 18.97 ± 1.44d 23.06 ± 2.87b 17.31 ± 1.49e* 25.67 ± 2.10a 21.01 ± 2.10c* 21.92 ± 2.98bc*
    LCT/μm CK 2.10 ± 0.43d 2.79 ± 0.41c 1.94 ± 0.37d 3.83 ± 0.66a 3.46 ± 0.66b 3.43 ± 0.39b
    MD 2.17 ± 0.46c 2.92 ± 0.46b 2.11 ± 0.31c 3.75 ± 0.51a 3.08 ± 0.44b 3.25 ± 0.55b
    LET/μm CK 11.53 ± 3.40c 11.49 ± 1.63c 11.06 ± 1.31c 14.27 ± 1.48ab 14.56 ± 1.74a* 13.07 ± 1.53b
    MD 10.36 ± 0.82c 13.12 ± 1.98ab 10.46 ± 0.59c 13.79 ± 1.48a 12.34 ± 0.98b* 12.04 ± 1.40b
    MVT/μm CK 482.17 ± 65.77a 518.48 ± 114.32a 427.28 ± 48.05ab 448.37 ± 76.53bc 494.94 ± 57.33bc 418.70 ± 69.96c
    MD 500.60 ± 46.96a 482.98 ± 86.23a 443.91 ± 10.31ab 421.50 ± 36.50c 474.34 ± 37.11bc 396.15 ± 71.81c
    (VB + BS)/MC/% CK 28.18 ± 0.32a 27.54 ± 0.07a 16.99 ± 0.12a 27.21 ± 0.15a 18.38 ± 0.07a 24.45 ± 0.11a
    MD 13.48 ± 0.04a 22.28 ± 0.15a 14.35 ± 0.05a 16.37 ± 0.05a 22.20 ± 0.07a 20.07 ± 0.06a
    MCP/% CK 14.32 ± 0.05b 12.54 ± 0.03b 21.88 ± 0.03a* 14.25 ± 0.04b 17.18 ± 0.06ab* 11.16 ± 0.04b
    MD 16.45 ± 0.01a 12.75 ± 0.04ab 15.37 ± 0.03ab* 11.39 ± 0.06b 10.62 ± 0.03b* 9.97 ± 0.03b
    MCC/% CK 59.81 ± 0.06a 52.51 ± 0.09a 34.60 ± 0.11b* 55.26 ± 0.04a 57.50 ± 0.05a 59.76 ± 0.09a
    MD 59.81 ± 0.06a 50.67 ± 0.06b 50.96 ± 0.06b* 57.50 ± 0.09ab 62.47 ± 0.04a 61.39 ± 0.03a
    注:CK. 对照组;MD. 干旱胁迫组。不同字母表示不同砧木在同一处理组间的显著性差异。 *表示同一砧木在不同处理组间的显著性差异(P < 0.05)。下同。Notes: CK, control group;MD, drought stress group. Different lowercase letters represent significant differences in the same treatment group of different varieties. * represents significant difference in different treatment groups of same species (P < 0.05). The same below.
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    表  3   干旱胁迫对6个不同扁桃砧木资源根系形态特征的影响

    Table  3   Effects of drought stress on root morphological characteristics of six different almond rootstock resources

    指标
    Index
    处理
    Treatment
    桃巴旦 Peach × almond 桃 Peach 扁桃 Almond
    SC64 SC28 普通桃 Peach SC30 SC3 SC47
    TRL CK 264.34 ± 87.19b 363.31 ± 78.79a 377.44 ± 90.66a 290.51 ± 54.03ab 322.37 ± 116.29ab 272.34 ± 72.01b*
    MD 259.06 ± 73.72c 365.21 ± 66.48ab 413.47 ± 148.89a 319.14 ± 50.20bc 337.19 ± 119.53b 365.13 ± 87.77ab*
    TRA CK 103.91 ± 38.26b 148.16 ± 33.07a 146.64 ± 38.14a 136.08 ± 31.77ab 130.99 ± 43.85ab 102.30 ± 24.97b*
    MD 99.17± 32.35c 148.56 ± 35.01b 181.34 ± 61.88a 144.53 ± 8.36b 145.43 ± 46.18b 142.15 ± 31.19b*
    TRV CK 4.09 ± 1.65b 6.27 ± 2.14a 5.68 ± 1.84a* 6.80 ± 1.91a 5.97 ± 2.10a 3.81 ± 1.28b*
    MD 4.01 ± 1.63b 7.15 ± 4.30ab 9.09 ± 3.23a* 7.59 ± 2.16ab 7.35 ± 3.13ab 5.69 ± 1.32b*
    RD CK 2.36 ± 0.57a 2.56 ± 0.87a 2.31 ± 0.43a* 2.58 ± 0.69a 2.83 ± 0.81a 2.18 ± 0.64a
    MD 2.35 ± 0.61a 2.87 ± 1.42a 3.70 ± 1.57b* 2.85 ± 0.66a 2.88 ± 1.24a 2.17 ± 0.72a
    SRL CK 51.64 ± 111.96a 40.86 ± 9.55ab 58.82 ± 14.58a* 29.41 ± 6.49b 45.60 ± 9.38ab 48.44 ± 13.91a
    MD 54.96 ± 14.06a 47.01 ± 8.39ab 40.37 ± 6.73ab* 30.27 ± 6.92b 39.09 ± 10.31b 43.06 ± 9.19ab
    SRA CK 21.86 ± 2.01a 16.02 ± 1.86ab 22.18 ± 3.30a* 13.92 ± 2.16b 18.59 ± 2.30ab 17.89 ± 3.26ab
    MD 20.44 ± 3.49a 17.69 ± 1.74ab 17.70 ± 1.77ab* 13.48 ± 1.65b 16.74 ± 3.13ab 16.72 ± 2.85ab
    注:TRL. 根系总长;TRA. 根总表面积;TRV. 根总体积;RD. 根平均直径;SRL. 比根长;SRA.比根表面积。Notes: TRL, total root length; TRA, total root surface area; TRV, total root volume; TRD, average root diameter; SRL, specific root length; SRA, specific root surface area.
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    表  4   各主成分贡献率

    Table  4   Contribution rates of each principal component

    主成分
    Principal component
    初始特征值 Initial eigenvalue 提取平方和载入 Extract the sum of squares and load
    合计
    Total
    方差的百分数
    Percentage of of variance/%
    累积
    Accumulation/%
    合计
    Total
    方差的百分数
    Percentage of variance/%
    累积
    Accumulation/%
    1 7.130 47.535 47.535 7.130 47.535 47.535
    2 4.558 30.389 77.924 4.558 30.389 77.924
    3 1.834 12.227 90.151 1.834 12.227 90.151
    4 0.962 6.415 96.566
    5 0.515 3.434 100.000
    6 0.000 0.000 100.000
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    表  5   各主成分得分系数矩阵

    Table  5   Score coefficient matrix of each principal component

    指标
    Index
    主成分 Principal component
    1 2 3
    LT 0.842 0.527 −0.077
    UCT 0.448 0.709 −0.443
    UET 0.907 0.115 −0.319
    LCT 0.470 0.725 0.478
    LET 0.788 0.088 0.347
    MCP 0.662 −0.202 0.419
    MCC −0.517 0.732 0.121
    SLA 0.738 0.169 0.576
    RSR −0.797 0.054 −0.395
    UNB −0.885 0.333 0.311
    TB −0.728 0.457 0.490
    SRL 0.759 −0.627 −0.078
    SRA 0.697 −0.689 0.011
    FRR 0.384 0.826 −0.290
    FCRR −0.387 −0.868 0.274
    注:RSR. 根冠比;UNB. 地下生物量;TB. 总生物量;FRR. 直径小于0.5 mm的细根生物量比重;FCRR. 直径大于0.5 mm的细根生物量比重。Notes: RSR, root shoot ratio; UNB, underground biomass; TB, total biomass; FRR, root dry mass ratio (diameter < 0.5 mm); FCRR, root dry mass ratio (diameter > 0.5 mm).
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    表  6   基于隶属函数的6种扁桃砧木品种叶片解剖结构和根系形态结构抗旱性综合评分及排名

    Table  6   Comprehensive score and ranking of drought resistance of 6 almond rootstock varieties based on membership function

    砧木资源
    Rootstock resource
    CK MD 平均值
    Average value
    抗旱性排序
    Drought resistance ranking
    UET MCC SLA UNB FCRR UET MCC SLA UNB FCRR
    桃巴旦
    Peach × almond
    SC64 0.27 0.84 0.39 0.39 0.36 0.27 0.42 0.41 0.28 0.24 0.39 5
    SC28 0.39 0.68 0.54 0.69 0.59 0.56 0.37 0.40 0.51 0.47 0.53 4
    桃 Peach 普通桃
    Peach
    0.22 0.32 0.26 0.47 0.46 0.15 0.38 0.27 0.75 0.29 0.36 6
    扁桃 Almond SC30 0.64 0.74 0.53 0.65 0.84 0.75 0.62 0.56 0.57 0.83 0.67 1
    SC3 0.47 0.79 0.51 0.43 0.64 0.41 0.80 0.60 0.47 0.58 0.57 3
    SC47 0.71 0.83 0.54 0.34 0.67 0.48 0.76 0.56 0.44 0.79 0.61 2
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图(3)  /  表(6)
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出版历程
  • 收稿日期:  2021-07-13
  • 修回日期:  2022-01-22
  • 录用日期:  2023-09-24
  • 网络出版日期:  2023-09-26
  • 刊出日期:  2023-11-29

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