林业科学

作者：刘守佳1,2,3,何拓1,2,3,4,*,陆杨1,2,3,焦立超1,2,3,郭娟1,2,3,Alex CWiedenhoeft5,殷亚方1,2,3

单位：1. 中国林业科学研究院木材工业研究所　 北京 1000912. 中国林业科学研究院木材标本馆　北京 1000913. 国家林业和草原局木材标本资源库　北京 1000914. 国家林业和草原局野生动物保护监测中心　北京 1007145. 美国林产品实验室木材解剖研究中心　麦迪逊 WI 53706

关键词：桃花心木,定量解剖,变异规律,随机森林,木材识别

基金：北京市自然科学基金项目“基于精细构造特征和深度学习的木材自动精准识别方法研究”（32201496）。

目的: 基于定量解剖方法探究桃花心木属3种树种木材的构造特征，揭示其不同构造特征的种间和种内变异规律，为木材“种”水平的准确识别提供科学依据。方法: 针对大叶桃花心木、桃花心木和矮叶桃花心木木材标本显微切片，通过光学显微镜采集其横、径、弦三切面微观构造图像，利用图像分析软件分别测量导管分子长度、管孔弦向直径、管孔频率、木纤维长度、木射线宽度、木射线高度和木射线频率7个定量解剖特征，分析其不同构造特征的种间和种内变异规律；采用随机森林算法对木材树种进行识别，比较木材不同定量解剖特征对识别准确率的贡献度。结果: 3种桃花心木木材显微切片图像中管孔、轴向薄壁组织和木射线等构造特征相似，通过人工方式难以区分；除木射线宽度外，其他6组定量解剖特征在种间均存在显著差异；随机森林算法对桃花心木的识别准确率达86.67%，7个定量解剖特征对木材识别结果的贡献度存在差异，其中导管分子长度的平均准确率降低度值（3.956）和平均基尼指数降低度值（6.311）最大，管孔弦向直径次之，木射线宽度的平均准确率降低度值（0.797）和平均基尼指数降低度值（2.175）最小，表明导管分子长度的贡献度最大，木射线宽度的贡献度最小。结论: 采用木材定量解剖方法，揭示3种桃花心木构造特征的种间和种内变异规律以及在木材识别中起关键作用的定量解剖特征，可为实现木材“种”水平的准确识别提供科学依据。

来源：2024年第5期

《林业科学》期刊编辑部

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