基于近红外检测的杨树品种和纸浆用材高通量鉴别技术与体系构建
3
完成单位:中国林业科学研究院木材工业研究所,中国林业科学研究院,山东省林业科学研究院,河南农业大学
登记编号:CAPE-CXCG-2026-J-1-***
登记年份:2026
发布时间:2026-07-16
成果主要完成人
杨忠,杨祥雨,房鑫鑫,乔艳辉,渠畅,郭鹏,张力,曹静云,徐硕,李康
项目概况
杨树是世界上分布最广泛的树种之一,因其生长快、适应性强等特点被广泛用作速生林树种。中国是全球杨树人工林面积最大的国家,近1亿亩,占全国人工林面积8%以上。其木材轻质耐用,广泛应用于胶合板、刨花板等木材工业和造纸工业;同时因生长快、固碳能力强,是理想的生物质能源原料,可转化为生物燃料、电能与热能。因此,杨树兼具重要生态与经济价值。然而,杨树属包括100多个自然存在的物种,以及许多杂交种,栽培种和变种,不同杨树品种在生态适应能力和工业应用方面(纸浆和造纸生产、板材加工)上存在显著差异,而传统手段难以实现快速准确的品种级鉴别已达到适材适用的目的。
针对这一难题,本技术通过提取杨木品种原料的光谱,结合近红外光谱与卷积神经网络,构建了特征光谱数据库,并开发了NIR-Net、NIR-ResNet等专用光谱识别模型,已实现10种杨树品种级的快速鉴别,鉴别准确率达到96%-100%,能够准确输出杨树木材与纸浆材的分类结果,显著提升了鉴别效率,同时降低了人为误差。该技术累计发表相关论文32篇,获授权国家发明专利6项、软件著作权3项。目前,核心技术模型已完成构建,技术方案的可行性与优越性得到验证,已在鄄城县国有第一林场、单县林业局、莘县国有林场管理服务中心得到应用。2026年1月,经中关村科创高新技术转移促进会成果评价鉴定会,专家组一致认定,该成果总体上达到了国际先进水平。该技术有助于提升杨树人工林资源的高效利用水平,推动现代林木遗传育种学科发展,进一步增强我国在林木生物种业领域的自主创新能力与国际影响力,服务于国家林木种业振兴与绿色低碳发展的战略目标。


