粗皮樹形態(tài)特征

樹形結(jié)構(gòu)是一種新穎的結(jié)構(gòu)形式,在工程實踐中得到了大量應(yīng)用。通過分析國內(nèi)外樹形結(jié)構(gòu)工程的結(jié)構(gòu)特點,總結(jié)了適用于木結(jié)構(gòu)的樹形結(jié)構(gòu)特征。采用計算長度系數(shù)法對典型樹形木結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性進行分析,并給出了相應(yīng)的分析結(jié)果和參數(shù)設(shè)計建議。通過對典型樹形木結(jié)構(gòu)工程——美國比弗頓圖書館進行結(jié)構(gòu)分析,得到各桿件計算長度系數(shù)均滿足建議取值,為今后樹形木結(jié)構(gòu)的設(shè)計提供參考依據(jù)。

【目的】用數(shù)字化方式描述植物形態(tài)結(jié)構(gòu)與生長發(fā)育過程,是正確認識和表達植物生長發(fā)育規(guī)律的有效手段。本文旨在對形態(tài)結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜的葡萄樹進行精確描述與定量分析,對葡萄樹的數(shù)字化表達和處理技術(shù)進行研發(fā)與深化。【方法】針對葡萄樹的形態(tài)結(jié)構(gòu)特征和生長發(fā)育過程,劃分并定義葡萄樹的基本結(jié)構(gòu)單元,包括葡萄樹主干、多年生蔓、新梢和著生于枝蔓上的器官,其中新梢包括果枝和營養(yǎng)枝;著生于枝蔓上的器官包括芽、花序、果穗、副梢、葉片和卷須等?；趯ζ咸褬浣Y(jié)構(gòu)單元的劃分,借鑒國內(nèi)外結(jié)構(gòu)單元的命名經(jīng)驗、習(xí)慣與演變趨勢并結(jié)合田間觀察結(jié)果,遵循葡萄樹各結(jié)構(gòu)單元出生的時空順序,系統(tǒng)地提出了以年為單位的葡萄樹地上部各結(jié)構(gòu)單元數(shù)字化命名方案,以字母表示結(jié)構(gòu)單元的類型,數(shù)字表明出生順序和結(jié)構(gòu)單元編號。命名方案還包含了各結(jié)構(gòu)單元的著生關(guān)系和分枝來源等信息,整合了多年生長機制下由新梢到蔓,再到多年生蔓的生長變化過程,并以節(jié)間為單位,以有序集的方式描述了新梢的構(gòu)成。在命名方案基礎(chǔ)上,給出了組合器官與復(fù)雜操作表示方法,包括(1)基于結(jié)構(gòu)單元命名的葡萄樹結(jié)果母枝與結(jié)果枝組的復(fù)雜器官表示方法;(2)人工修剪對葡萄樹結(jié)構(gòu)變化的數(shù)字化描述;(3)以年為單位的葡萄樹動態(tài)生長數(shù)字化描述;(4)多年生葡萄樹生長發(fā)育過程回溯;(5)基于葡萄樹結(jié)構(gòu)表示的各級結(jié)構(gòu)單元量化統(tǒng)計分析等方法?！窘Y(jié)果】以鄭州國家葡萄種質(zhì)資源圃極短梢修剪的V字形‘赤霞珠’葡萄樹和北京市農(nóng)林科學(xué)院林業(yè)果樹研究所試驗溫室的搭架式T字形‘香妃’葡萄樹為例,分別給出兩種樹形的數(shù)字化表達,實現(xiàn)了復(fù)雜葡萄樹結(jié)構(gòu)的明確表示,包括各器官的唯一性命名、各器官的連接關(guān)系等。在結(jié)構(gòu)表示的基礎(chǔ)上,進行了新梢結(jié)構(gòu)單元量化統(tǒng)計、副梢及卷須人工修剪、種植年限增加帶來的葡萄樹結(jié)構(gòu)變化表達等的數(shù)字化描述,結(jié)果表明方法對不同樹形、不同生長時期葡萄樹形態(tài)結(jié)構(gòu)描述的普適性與有效性。【結(jié)論】葡萄樹形態(tài)結(jié)構(gòu)的數(shù)字化表示有助于更加直觀地理解葡萄樹的形態(tài)結(jié)構(gòu)與生長發(fā)育方式,對葡萄樹功能-結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建,實現(xiàn)葡萄樹形態(tài)結(jié)構(gòu)的精確描述、可視化表達、定量分析,以及對葡萄樹內(nèi)部各要素的狀態(tài)、發(fā)展演變過程的定量計算和模擬及進一步的預(yù)測和評價具有重要意義。葡萄樹結(jié)構(gòu)單元劃分與命名方案對相似結(jié)構(gòu)的木本植物研究有一定的借鑒與參考作用。