近红外透射光谱技术测定黍稷蛋白含量的研究

为了探索快速测定完整黍稷籽粒蛋白含量的方法,采用近红外光谱分析技术建立数学模型并进行预测,比较原始透射光谱经导数处理结合不同回归算法对模型的影响。结果表明,分别经一阶和二阶导数处理后利用偏最小二乘法和改进的偏最小二乘法,4种方法的分析效果相近,最优的是一阶导数结合改进的偏最小二乘回归法,黍稷蛋白定标模型的定标相关系数（RSQ）为0.8806,定标标准误差（SEC）为0.3424,交互验证相关系数（1-VR）为0.8570,交互验证标准误差（SECV）为0.3751,外部预测标准偏差（SEP）为0.454。最终以完整黍稷籽粒为样品所建立的蛋白NITS模型,可以用于黍稷蛋白含量的快速检测。     

中子仪测定土壤水分方法的研究进展

中子仪测定土壤水分方法的核心内容是中子计数与土壤含水量的曲线标定,为了绘制精确的能够应用于不同土壤层次、土壤质地、土壤有机质含量和土壤剖面含水量变化等条件的标定曲线,通过对已取得的不同土壤条件下标定曲线文献的整理分析,从中子仪测水的工作原理出发,分析了影响中子仪测定土壤水分的主要因素,概括了测水所遇到的主要问题及其解决的方法,并对准确测定含水量层状变化土壤,提出标定曲线绘制的可行方法。根据中子计数值不仅与土壤容积含水量有关,而且还与水分和中子计数器的距离有关,提出了进一步准确标定曲线的研究方法。     

水土保持监测中SPOT5遥感图像几何精校正方法研究

为探索空间分辨率为2.5 m的SPOT5遥感图像用于水土保持监测的可行性,须进行遥感图像几何精校正。在理论分析遥感图像校正模型的基础上,通过实例计算,详细研究各种可能的几何精校正方法及实际精度状况。综合考虑几何位置变换精度、灰度重采样精度,确定适合水土保持监测的SPOT5遥感图像的几何精校正方法。     

贡嘎山冷杉林土壤CO_2释放的模拟研究

利用贡嘎山冷杉林1998年和1999年土壤CO_2通量对生物地球化学循环模型Forest-DNDC进行校准和验证,通过调整温度和湿度对土壤根呼吸影响的计算公式和对模型参数的本土化,提高了模拟值与真实值之间的吻合程度,尤其是提高了冬季土壤CO_2释放模拟的准确性.校准后使土壤CO_2日释放量模拟结果的平均误差((-e))和相对平均误差((-e)')分别下降了3.81 kg/hm~2和13.49%,绝对平均误差(M)和相对绝对平均误差(M')也同时降低;模型效率的Nash-Sutcliffe系数(Me)和冷模拟(利用默认参数)相比,也由0.651提高到0.683.模型验证结果表明,冷杉林土壤CO_2释放通量模拟值大体上能够与实际观测值的季节变化和日变化保持一致,在释放的量上也与实际观测值相当.     

Genetic Algorithms and Ultravoilet Spectroscopy as Applied to Multicomponent Analysis of Amino Acids

Modified Genetic algorithm (GA) was proposed for simultaneous multicomponent analysis of ultraviolet spectroscopy is of four amino acids Tyr, Trp, Phe and Dhp.     

基于校正WOFOST模型的枣树生长模拟与水分利用评价

为实现定量化分析温、光和水资源对果树生长的影响，本研究以成龄骏枣树为研究对象，提出了基于校正WOFOST模型的枣树生长和水分运移模拟方法。利用2016和2017年的田间试验观测数据，重点校正WOFOST模型的物候学发育、初始化、绿叶、CO₂同化、干物质分配、呼吸作用和水分利用参数。在田间尺度，完成总地上生物量（TAGP）、叶面积指数（LAI）和土壤水分含量的动态模拟和精度验证；在县域尺度，使用55个果园的最大LAI、单产、实际蒸散量（\mathrm{E}{\mathrm{T}}_a）和水分利用效率（WUE）数据评价模型区域尺度的模拟性能。结果表明，在田间尺度，校正模型模拟不同灌溉梯度TAGP的决定系数R²范围为0.92~0.98，归一化均方根误差NRMSE为8.7%~20.5%；模拟LAI的R²范围为0.79~0.97，NRMSE为8.3%~21.1%；模拟土壤水分含量的决定系数R²范围为0.29~0.75，NRMSE为4.1%~6.1%。在县域尺度，两年模拟最大LAI与实测LAI的R²分别为0.64和0.78，NRMSE分别为13.3%和10.7%；模拟单产的R²分别为0.48和0.60，NRMSE分别是12.1%和11.9%；模拟\mathrm{E}{\mathrm{T}}_a均方根误差分别为36.1 mm（7.9%）和30.8 mm（7.4%）；模型也表现了较高的WUE模拟精度（10%<NRMSE<20%），均方根误差RMSE值分别为0.23和0.28 kg/m³。WOFOST模型在田间和县域尺度都取得了较高的枣树生长和水分运移模拟精度，可为土壤、气象、灌溉管理和枣树生长耦合影响的定量化分析提供新思路。     

基于无侧限抗压强度试验的土壤离散元参数标定

为标定基于Edinburgh Elasto-Plastic Adhesion (EEPA)模型的土壤离散元参数,该研究通过单轴密闭压缩试验和无侧限抗压强度试验,以无侧限抗压强度σ_u为黏性指标,轴向应变ε_n为塑性指标,轴向压力-轴向应变曲线特征参数(a,b)为弹性指标,基于响应面标定了土壤离散元仿真参数。结合文献与实际情况确定参数试验范围,应用Plackett-Burman试验对7个初始参数进行筛选,发现塑性变行比λp和表面能Δγ对黏塑性指标影响显著。根据试验结果,进行2次Central Composite试验,建立σ_u、ε_n与黏塑性参数的二次回归模型和σ_u、ε_n、a、b与弹性参数二次回归模型,并以实测值为目标优化求解,获得的优化参数组合为:塑性变形比为0.36、表面能为15.6 J/m2、恢复系数为0.37、静摩擦系数为0.6、滚动摩擦系数为0.26、黏性分支指数为4.24、切向刚度因子为0.52。最后将该参数组合下的仿真值与实测值进行对比验证,发现仿真ε_n和b与实测值无显著差异,σ_u和a与实测值存在较大差异。结果表明基于响应面法标定的EEPA模型参数可表征试验土壤的轴向塑性变形和3%～45%轴向应变内的应力-应变行为。     

基于迁移学习的FDR土壤水分传感器自动标定模型研究

针对频域反射技术(FDR)传感器人工标定数据拟合误差大的问题,引入其他地区数据作为辅助数据,建立了基于迁移学习的自动标定模型。该模型将FDR目标使用地点采集的数据作为源域数据,结合辅助数据与少量源域数据,使用TrAdaBoost算法即可得到准确的FDR传感器标定模型。将面向分类问题的TrAdaBoost算法改进为适用于本文面向回归的TrAdaBoost算法,将TrAdaBoost算法的基学习器由AdaBoost改为XGBoost,改进了更新权重误差率的计算方法。首先使用XGBoost对辅助数据进行训练,得到初始标定模型;然后在目标地点采集少量数据,使用改进后的TrAdaBoost算法对初始标定模型进行校准,即可得到准确的FDR标定模型。将10个不同地区站点数据作为辅助数据,训练得到初始标定模型,将沈阳地区6个站点分别作为目标使用地点,取80%数据作为源域数据,进行模型校正,其余20%数据用于测试。测试结果的平均准确率为99. 1%,说明基于迁移学习的自动标定模型是有效和准确的。     

Application and verification of simultaneous determination of cellulose δ13C and δ18O in Picea shrenkiana tree rings from northwestern China using the high-temperature pyrolysis method

Stable isotopes in tree-ring cellulose provide important data in ecological, archaeological, and paleoenvironmental researches, thereby, the demand for stable isotope analyses is increasing rapidly. Simultaneous measurement of cellulose δ¹³C and δ¹⁸O values from tree rings would reduce the cost of isotopic commodities and improve the analytical efficiency compared with conventional separate measurement. In this study, we compared the δ¹³C and δ¹⁸O values of tree-ring α-cellulose from Tianshan spruce (Picea schrenkiana) in an arid site in the drainage basin of the Urumqi River in Xinjiang of northwestern China based on separate and simultaneous measurements, using the combustion method (at 1050°C) and the high-temperature pyrolysis method (at 1350°C and 1400°C). We verified the results of simultaneous measurement using the outputs from separate measurement and found that both methods (separate and simultaneous) produced similar δ¹³C values. The two-point calibrated method improved the results (range and variation) of δ¹³C and δ¹⁸O values. The mean values, standard deviations, and trends of the tree-ring δ¹³C obtained by the combustion method were similar to those by the pyrolysis method followed by two-point calibration. The simultaneously measured δ¹⁸O from the pyrolysis method at 1400°C had a nearly constant offset with that the pyrolysis method at 1350°C due to isotopic-dependence on the reaction temperature. However, they showed similar variations in the time series. The climate responses inferred from simultaneously and separately measured δ¹³C and δ¹⁸O did not differ between the two methods. The tree-ring δ¹³C and δ¹⁸O values were negatively correlated with standardized precipitation evapotranspiration index from May to August. In addition, the δ¹⁸O was significantly correlated with temperature (positive), precipitation (negative), and relative humidity (negative) from May to August. The tree-ring δ¹³C and δ¹⁸O values determined simultaneously through the high-temperature pyrolysis method could produce acceptable and reliable stable isotope series. The simultaneous isotopic measurement can greatly reduce the cost and time requirement compared with the separate isotopic measurement. These results are consistent with the previous studies at humid sites, suggesting that the simultaneous determination of δ¹³C and δ¹⁸O in tree-ring α-cellulose can be used in wide regions.     

环青海湖地区主要草地类型完整生育期波谱试验分析

以环青海湖地区为例,详细介绍了该地区主要草地类型完整生育期波谱试验的总过程,并对试验选取的高寒干草原、山地干草原、沼泽化草甸、高山草甸4种天然草地及人工草地生育期内的反射波谱特性进行了分析,为同类目的试验提供了参考和建议。