Mathematical modeling and an application of the filled function method in entomology

Macrosiphum rosae (L.) is one of the most destructive pests for Rosa damascena (Miller) when it is found in high numbers. In order to understand the population dynamics of this pest, our priority should be the determination of what extent environmental factors affect the pest population. In this study, we apply fuzzy logic modeling to visualize the population variations, which depends on the environmental factors (temperature and humidity), by using the data obtained from the field studies. After that, we determine the values of temperature and humidity that makes the number of M. rosae maximum by using the filled function method as a global optimization technique.     

草地生态系统氮循环关键过程对全球变化及人类活动的响应与机制

氮(N)是蛋白质、核酸、酶、激素、叶绿素等物质的主要组成部分,对生态系统结构的组成和功能的发挥具有十分重要的影响。国际地圈与生物圈计划(IGBP)以及政府间气候变化委员会(IPCC)的许多大型研究计划均把氮素循环过程作为其核心研究内容。草原生态系统作为地球上宝贵的自然资源,其功能的发挥对于维持全球及区域性生态平衡有极其重要的作用。但迄今为止,对草地氮循环关键过程及其对全球变化(CO₂浓度升高、温度与降水变化、氮沉降)以及人类活动(放牧、开垦、火烧等)响应与反馈的认知远不及对草地碳循环过程那么系统与深入,迫切需要开展相关领域系统的科学试验研究。本文综述了目前国内外全球变化和人类活动因子对草地氮循环过程影响的相关研究成果,分析了其主要影响途径以及关键机制,在此基础上对目前研究中存在的不足进行了剖析,并对未来研究中迫切需要关注的重点研究方向进行了探讨与展望。     

施用生物质炭后稻田土壤性质、水稻产量和 痕量温室气体排放的变化

【目的】研究生物质炭对连续两年稻田土壤性质、水稻产量和痕量温室气体排放的影响,为合理施用生物质炭而促进水稻生产可持续的低碳发展提供科学依据。【方法】选择成都平原稻田,2010年布设了施氮与否（0与240 kg N•hm-2）下生物质炭土壤施用（0、20、40 t•hm-2）试验,连续两年观测土壤性质、水稻产量、土壤CH4和N2O排放的变化。【结果】施氮肥条件下,生物质炭连续两年对主要土壤肥力性质表现出改善效应,提高了土壤有机碳、全氮含量和pH,同时降低土壤容重,但对水稻产量影响不显著。生物质炭对CH4排放的影响依氮肥施用而异。不施氮肥下,施用生物质炭提高当季土壤CH4排放（20 t•hm-2用量时）,但次年无影响。施用氮肥下,不同用量生物质炭对土壤CH4排放无显著影响,仅40 t•hm-2用量时次年CH4排放有所增加;生物质炭对不施氮肥土壤当季N2O排放无显著影响,并降低次年的排放。然而,施氮肥下,生物质炭连续两年显著降低了土壤N2O的排放,其降幅高达66%。施氮肥条件下,连续两年生物质炭处理降低稻田痕量温室气体的综合温室效应及其水稻生产的碳强度,特别是40 t•hm-2的高用量下。【结论】在连续两年内,稻田采用生物质炭配施氮肥的管理措施对改善土壤性质和稳定水稻产量具有持续效应,高用量生物质炭(40 t•hm-2)显著降低稻田CH4和N2O痕量温室气体排放的综合温室效应和水稻生产的碳强度,且在连续两年内具有稳定的持续性。因此,在当前稻田管理措施下,生物质炭施用量为40 t•hm-2可实现稻田稳产和固碳减排的目标。     

全球变化背景下土地退化防治的挑战与创新发展

人类对今日之地球气候、环境和生命系统的影响已接近或超过自然变化的强度和速率, 亟需探索全球变化背景下土地退化综合防治的创新理论和途径, 构建地球系统良性互动循环体系, 促进全球可持续发展的进程。文中侧重分析全球变化背景下土地退化防治面临的新挑战, 探讨土地退化防治的新思路, 分享中国土地退化防治的新经验, 旨在力推将土地退化防治与应对气候变化、保护生物多样性、消除贫困和实现千年发展目标有机链接, 以推进绿色发展, 建设美丽地球。     

阿拉善沙漠地质遗迹全球对比及保护行动规划

特殊的地理位置,区域地质背景及气候条件形成了阿拉善丰富的地质遗迹资源,主要地质遗迹有沙丘(沙山)、沙波纹,沙漠湖泊、戈壁、峡谷、花岗岩风蚀地貌、阿拉善奇石等,阿拉善沙漠地质公园是目前国内外唯一以沙漠地质遗迹为主的国家地质公园。文中对阿拉善沙漠地质遗迹资源进行了全球对比分析,结果表明:阿拉善地质遗迹主要有沙漠分布面积大、景观丰富,沙漠湖泊多、水源条件好,鸣沙区面积广,高大沙山分布密集,与文化遗产关系密切等主要特征。在全球对比分析的基础上,提出了地质遗迹保护行动规划,认为主要应从沙漠形成演化与全球变化、沙漠地质遗迹与景观、保护与开发利用研究等方面开展科学研究,从乡土科普、教学实习等方面开展科普教育活动。提出了建立世界地质公园的构想,对其拟建地质公园概况、地质遗迹分级保护开发等进行了总体规划。     

具有常数投放率的一类食饵-捕食者两种群模型的定性分析

对具有常数投放率和非线性功能反应的一类食饵-捕食者两种群模型t=xg（x）-yφ（x）＋h,y=y（-d＋eφ（x））,在相对增长率为g（x）=a—bx^a,捕食率为φ（x）=ex^a时进行了研究．讨论了该系统平衡点的稳定性态、解的有界性及其极限环的存在情况．     

具有HollingⅡ类功能反应和阶段结构捕食系统的全局稳定性

研究一类具有HollingⅡ类功能反应和捕食者、食饵均具有阶段结构的两种群捕食系统,得到了系统的一致持久性和周期系统存在唯一全局渐近稳定的周期解的充分条件.     

一类具有连续控制的传染病模型的全局渐近稳定性

建立了一类具有连续控制的有关传染性害虫的数学模型,研究了模型正平衡点的全局渐近稳定性,并得到了控制变量的最小上界.     

基于称重法的联合收获机测产方法

针对精准农业田间信息获取技术的研究,提出了一种基于称重法的联合收获机收获粮食产量分布信息测量方法。该方法利用传统联合收获机的粮食传输特点,采用了螺旋推进称质量式技术实现了联合收获机产量流量测量,解决了计量装置、动力直接传输和有效信号提取等问题。利用短时小波滤波等方法处理实时流量数据,结合全球定位系统（GPS）定位信息实现了联合收获机粮食流量动态计量以及田间粮食产量分布信息的获取。试验结果表明,台架试验误差小于2%。该方法可以完成粮食产量分布信息的获取工作。     

全球水稻生产现状与制约因素分析

【目的】分析全球水稻生产现状及其制约水稻生产的主要因子,探讨提高水稻产量的主要途径。【方法】采用全球水稻生产资料定量分析水稻面积和单产变化及其对总产贡献,及制约水稻生产的主要因素。【结果】全球水稻生产自1961年至2006年,由于复种指数提高,面积增长32%,年均增长0.61%。单产提高1.21倍,年均增长1.82%,单产提高主要依靠矮杆品种和杂交稻及其配套栽培技术的推广,灌溉设施改善和化肥施用。总产增长1.92倍,年均增长2.46%。水稻总产增长中,由面积增长贡献27%,由单产提高贡献73%。20世纪60年代以来全球水稻面积年增长率呈现逐年下降趋势。近年来水稻单产的增长率逐年变小,20世纪80、90年代和2000年以来分别为2.58%、0.98%和1.16%。面积下降和单产增长率变小导致总产增长率下降,20世纪80、90年代和2000年以来总产年均增产率分别为2.73%、1.48%和0.88%。制约水稻生产的主要因子是,水稻生产技术对单产提高的贡献率下降,病虫草危害及自然灾害频繁,多熟制生产系统水稻单产下降,水稻生产效益低。【结论】提高水稻产量的主要技术对策是改良水稻品种和扩大杂交稻应用,在非洲推进非洲新水稻应用,推广水稻集成栽培技术弥合水稻产量差异,发展水稻机械化生产技术及政府加大对水稻生产的政策支持。