基于机器学习预测农药对熊蜂和蜜蜂的毒性

熊蜂 (Bombus spp.) 和蜜蜂 (Apis mellifera L.) 是自然界中的重要传粉昆虫，近年来因为农药的大规模不合理使用造成了世界多个地区熊蜂和蜜蜂种群的持续下降。为了更好地评估农药对熊蜂和蜜蜂的毒性，本研究收集了61个共有的农药蜂毒数据，采用12种分子指纹联合8种机器学习算法，分别建立了农药对熊蜂和蜜蜂急性接触毒性LD₅₀值的分类预测模型。结果表明:农药对熊蜂和蜜蜂的急性接触毒性分类模型预测准确率分别达86.7%和80.0%。随机森林 (Random Forest)、神经网络 (Neural Network) 和支持向量机 (SVM) 3种算法联合Fingerprinter、Klekota-Roth Count和Extend 3种分子指纹在本研究中的预测能力较好。此外，分别采用构建的熊蜂毒性预测模型和蜜蜂毒性预测模型开展交叉毒性预测，准确率分别为72.9%和66.7%，表明熊蜂毒性模型预测蜜蜂毒性的准确性高于蜜蜂毒性模型预测熊蜂毒性的准确性。本研究可为设计低蜂毒化合物提供理论指导，同时为开展不同昆虫靶标的毒性交叉预测提供借鉴。     

创新科技投稿指南

一、杂志介绍《创新科技》(月刊)创办于2001年,是由河南省科技厅主管、河南《创新科技》杂志社联合清华大学技术创新研究中心出版的公开出版物。2020年《创新科技》将紧扣科学、技术与创新的内涵,围绕经济高质量发展,尤其是针对“卡脖子”技术突破和颠覆性技术创新实现面临的战略、政策和管理等问题,致力于创新科技管理的理论与方法、科学预测与把握技术创新方向、设计最新的科技政策、探析新型举国体制下的科技管理模式,为国家、区域、各类企业的科技创新提供理论支持和战略指导。     

基于季节特征的土壤退墒模型建立与率定

利用河南省南阳市2011—2015年12个墒情站的土壤水分监测资料,分析研究了无增墒情况下土壤含水量消退规律,构建出基于不同季节(夏季、春秋季与冬季)的土壤含水量与衰减系数的数学模型,运用规划求解法率定模型参数,并利用2016—2017年资料对模型进行检验。结果表明,不同季节土壤水分衰竭系数模型分别为α=1.023(1-ω~2/4353)~(1/2)(夏季)、α=1.013(1-ω~2/7005)~(1/2)(春秋季)与α=1.008(1-ω~2/9303)~(1/2)(冬季),所建立的数学模型适用于南阳市相应季节壤土与粘壤土小麦、水稻与休闲地土壤旱情预测,但不适用于夏季与春秋季砂土特别是休闲地砂土土壤墒情预测。     

资源型城市城镇化发展对我国城镇化水平的贡献性

为定量研究资源型城市城镇化水平及其对中国城镇化发展的贡献性,以全国126个地级市(仅限大陆地区)资源型城市为研究对象,分析改革开放以来资源型城市城镇化发展的基本情况,并籍此为基础研究资源型城市城镇化发展对我国城镇化发展的贡献。结果表明:1)四大区域资源型城市城镇化水平发展不平衡,东北地区城镇化率始终保持领先,但增长幅度最小,东部地区城镇化率增长最快,各地区年均增长率呈下降趋势,增速放缓;2)地级市资源型城市城镇化发展对我国城镇化发展的贡献度为0.48～0.90,其中0.79%资源型城市城镇化对我国城镇化贡献度为中,40.48%资源型城市城镇化对中国城镇化贡献度较高,58.73%资源型城市城镇化对我国城镇化贡献度高;3)类型上,均有超过各自总量50%的非金属、金属、煤炭和油气型资源型城市城镇化对我国城镇化的贡献度高,而森工型资源型城市城镇化对我国城镇化贡献度高的城市数量不到其总量的1/3;空间上,东和中部地区资源型城市城镇化对我国城镇化发展贡献度大于东北地区和西部地区。资源型城市城镇化推动了我国城镇化发展,但资源型城市的不同类型和区位,对我国城镇化的贡献度有差异。     

基于灰色-BP神经网络模型的多情景交通用地需求预测——以长江中游城市群为例

为探索科学预测区域交通用地需求的合理途径,指导国土空间规划编制中交通用地规模的划定,拟通过灰色-BP神经网络模型识别主要社会经济影响因素,以长江中游城市群为例,在预测其远景交通用地需求规模的同时,基于城市群发展的阶段特征选取典型城市群样本设置3类情景,对不同情景下的交通用地需求分别进行预测。结果表明:1)城镇化水平、产业结构高度化程度和劳动力资源禀赋是当前影响长江中游城市群交通用地需求的主要社会经济因素。2)通过系统仿真试验对比不同方法的交通用地需求预测结果,可以发现基于灰色-BP神经网络模型的预测方法精度较高,误差较小,该预测方法对于区域交通用地规模的预测具有一定的适用性。预测得到的长江中游城市群2020和2030年交通用地需求分别为31.22万和49.07万hm2。3)不同情景下长江中游城市群交通用地需求预测结果存在明显差异,底线情景可作为划定交通用地规模的底限,一般情景可作为基准,极限情景可作为红线,长江中游城市群交通用地合理规模应以基准为参考,介于底线和红线之间。     

河北主棉区棉铃病发生关键气象因子及预报方法研究

采用灰色关联度分析法和逐步回归分析法,分析了河北省8月主要气象因子与棉花病铃率的关系。灰色关联度分析结果表明,河北主棉区棉花病铃率主要受平均相对湿度和总降水量的影响,二者与病铃率的关联系数分别为0.734 1和0.723 6;其次为总日照时数,关联系数为0.674 1,第三是≥20℃积温,关联系数为0.669 4。逐步回归分析结果表明,总降水量是影响病铃率的主要因子,且为正效应;得出的回归方程(P=0.004 4,R~2=0.515 41)可试用于河北主棉区棉花病铃率的预测和预报。此外,对数据的统计分析发现,8月如果出现连续4 d累计降水量达40 mm或者日均降水量>10 mm,则3~5 d后病铃率出现明显高峰;8月降水量达到100mm以上,则棉铃病发生程度严重。     

福瑞鲤选育家系不同养殖阶段的生长差异分析

为了进一步观察最佳线性无偏预测(best linear unbiased prediction,BLUP)家系选育方法在福瑞鲤(Cyprinus carpio)继代选育中的潜力,该研究测量了继续选育第2代家系群体不同养殖阶段的体质量和形态性状。结果表明,生长快速家系群福瑞鲤早期(4月龄)生长速度较慢,到后期则生长加快,其体质量增长表现出明显的优势。在体型方面,随着养殖时间的延长,福瑞鲤各选育家系群的体厚/体长增加,体高/体长降低,逐渐呈现其体型修长的特征;同时2个越冬期的成活率均达到了94%以上。结果表明通过BLUP家系选育对福瑞鲤长期选育是可行的。在此基础上,通过主成分分析发现,福瑞鲤生长性状第一主成分是体质量;对不同生长时期的体质量进行相关性分析,发现9月龄、14月龄、21月龄鱼的体质量与24月龄的相关系数均达到极显著水平(P0.01),分别为0.851、0.897和0.957。因此,在福瑞鲤继续选育过程中,进行早期个体选择值得尝试。     

新疆红花地方种种子含油率与主要农艺性状间的灰色关联分析

为了新疆红花地方种高油品种的选育和改良提供科学数据,本研究采用灰色关联分析法,在新疆农业科学院综合试验场对来自新疆的51份红花材料的种子含油率与主要农艺性状进行分析。结果表明,新疆红花地方种的种子含油率与12个主要农艺性状的关联顺序为单株果球数>株高>三级有效分枝数>顶果球着粒数>节间长度>皮壳率>千粒重>生育期>一级有效分枝数>二级有效分枝数>分枝总数>节间数,表明单株果球数、株高、三级有效分枝数是影响新疆红花地方种种子含油率的重要因素。因此,在新疆红花地方种培育高油品种时,应优先考虑单株果球数,株高和三级有效分枝数等指标。本研究结果为培育高油红花提供科学参考数据。     

徐州市沛县农田林网更新经济效益预测

该研究对徐州沛县农田林网更新产生的经济效益进行预测,旨在为该区农田林网更新措施及可持续发展提供参考依据。分别运用静态和动态经济评价指标,对其更新建设的投入成本和预期收益进行分析,预估了该研究在一个评价周期内产生的经济效益。预测结果表明,进行林带更新后,一方面水稻产量增加,在一个评价期内水稻收益现值可增加7. 61%,另一方面木材、坚果和景观树种等林产品也带来了巨大的收益。在一个评价周期内,在不考虑时间成本的情况下,投入成本为654. 11万元,产生的总利润为343. 44万元,年均利润约为34. 34万元;在考虑时间成本的情况下,以年贷款利率作为贴现率进行分析得出,投资成本现值为515. 57万元,获得的年均利润现值为21. 98万元,净现值率达到42. 64%,内部收益率为6%,效益成本比为1. 43。