内蒙古森林资源监测工作存在的问题与对策

文章在总结内蒙古森林资源监测工作的基础上,分析了内蒙古自治区森林资源监测工作存在的问题,并提出了加强森林资源监测的对策和建议。     

北京西山地区侧柏人工林健康经营效果研究

以森林生态学理论、森林培育学理论、近自然经营理论为理论基础,以健康评价结果为依据,结合北京西山地区侧柏人工林的现状,提出了一套系统完整的侧柏人工林健康经营模式方案,内容包括林分密度调整,补植更新苗木,林内卫生清理,土壤改良等方面。方案实施后,通过对实施健康经营方案的样地及对照样地的平均胸径、郁闭度、乔木层密度、幼苗更新密度、灌木物种多样性指数、草本物种多样性指数、病虫危害比率、火险等级、土壤有机质含量9个评价指标的对比监测,从生产力、群落结构、抵抗力(干扰)、土壤状况4个方面评价了森林生态系统健康水平的变化。同时对林内小气候和空气负氧离子浓度进行了对比监测,作为健康评价的辅助指标。监测结果显示,实施森林健康经营技术措施的侧柏人工林的健康水平得到了明显改善。     

面向植物生长智能监控的叶颜色特征提取

根据植物生长智能监控的需求,设计了叶颜色特征提取方法：首先提取叶整体颜色特征,根据特征数据能够判断植物叶是健康、存在整体颜色变异还是存在局部颜色变异;如果存在局部颜色变异,进行局部颜色变异部分分割、颜色特征提取和空间分布特征提取。将一组具有不同程度颜色变异的植物叶的阳面和阴面图像作为两个系列进行了对比测试。测试数据表明：特征参数能够区分健康的叶和存在变异的叶,能够区分不同类型和不同程度的颜色变异,能够为后续决策处理提供数据支持,特征提取方法适合植物生长智能监控。     

农业大棚嵌入式无线温控系统设计

为了有效实施农业大棚温度动态实时监控,提出采用Zigbee无线网络和Linux嵌入式操作系统设计大棚温度监控系统。系统采用C/S结构设计,分为下位机和上位机2部分。下位机系统分为温度采集节点和汇聚节点,温度采集节点完成大棚内不同地点的温度信息采集和无线数据传输功能;汇聚节点除了完成数据中继任务外,还可根据上位机反馈的控制指令完成排风扇的打开或电热系统的开启工作;服务器端的上位机系统完成数据的储存和分析,并根据分析结果完成对下位机系统的实时控制。实践证明,该系统可精确监控大棚温度,有效降低布线成本,有助于降低劳动成本和提高农作物产量。     

棉花植株水分含量的高光谱监测模型研究

精确灌溉对无损、快速的水分监测技术有迫切需求。研究棉花冠层高光谱参数与水分的定量关系并建立水分估测模型,以实现棉花水分及时、准确监测。通过2年试验,测定棉花冠层高光谱及植株水分,根据光谱参数与植株含水量的相关关系,建立了植株含水量监测模型。结果表明:棉株含水量与叶片含水量在一定范围内随灌溉量增减而增减,并能区分棉花干旱程度;棉株及叶片含水量与冠层460～514 nm、605～698 nm、1451～1576 nm和1960～2457 nm反射率极显著负相关,与727～1345 nm反射率极显著正相关,且棉株的相关性好于叶片含水量。所选作物水分指数、归一化差值水分指数1、归一化差值水分指数2、水分胁迫指数1、水分胁迫指数2、水分波段指数、水分指数与归一化差值植被指数之比均与棉株及叶片含水量极显著相关;构建了棉株含水量和叶片含水量的最佳监测模型;所建模型精度能满足大田生产对棉花水分监测的要求。     

基于物联网的设施蔬菜环境远程监控系统的设计及应用

农业物联网的快速发展对设施蔬菜精准化生产提供了理论依据与技术支持,本研究论述了物联网在设施蔬菜生产远程环境控制中的系统设计与应用实际效果。该远程控制系统分为感知层、网络层、应用层,实现了设施环境数据的实时采集和存储、数据查询与分析;如果环境参数超过设定的极值参数,可以通过网络客户端、手机短信等方式及时向用户提供预警信息,并可远程控制环境调控设备,实现温、光、水等环境因子的自动控制。该技术在保定地区日光温室内进行示范应用,提高了设施蔬菜的产量、质量以及应对异常情况的能力。     

热带次生林演替过程中环境因子对物种多样性的影响

为了解热带森林次生演替的群落环境特征变化对植物多样性的影响,以两种不同演替阶段的热带滨海次生林群落为研究对象,采用两种非参数检验以及Kendall秩相关分析的方法,对两群落内部的环境因子及其对植物多样性、均匀度以及物种周转率的影响进行研究。结果表明:各环境因子在群落间和群落内均存在差异。在热带常绿季雨林(TEMF)、灌木林(SHR)内,光合有效辐射(PAR)对物种多样性和周转率有显著影响。在两个群落内,土壤相对湿度对物种分布均起到重要影响,对SHR中物种分布的影响更强。在TEMF中,土壤温度、坡度及坡位对物种多样性和周转率限制显著;在SHR中,空气相对湿度成为限制物种分布的主要环境因子。     

基于3阶段抽样方法的森林面积估测——以北京市延庆县为例

为了优化我国的森林资源监测体系,以北京市延庆县为估测对象,利用美国森林资源清查方法(3阶抽样方法),在部分改进的基础上,通过设置正六边形抽样框架及群团样地,估测延庆县的森林面积。结果表明:估算出北京市延庆县的森林总面积为1 202.739 km~2,与延庆县政府报告的森林总面积对比,总体精度达到94.22%。分层随机抽样和分层双重抽样下的估计精度分别为99.96%和99.94%,这种面积估测方法具有较好的总体精度和稳定性。     

基于单片机的小麦播种机播种面积的监测系统

为在小麦播种机作业过程中即时得到小麦的播种面积,设计了一种检测小麦播种机播种面积的无线监测系统。该系统采用霍尔传感器实现数据的采集,以AT89C52作为主控芯片对数据进行分析,结合nRF24L01无线数传芯片实现数据的无线传输,最后通过迪文显示屏实现数据的即时显示。该系统结构简单,操作方便,可靠性高。试验结果表明:该系统的误差率可以控制在1.08%以内,可以有效地实现小麦播种机在作业过程中对播种面积的监测。     

Real‐time PCR detection of Erwinia amylovora on blossoms correlates with subsequent fire blight incidence

Fire blight is the most devastating bacterial disease of rosaceous plants. Forecasting fire blight infections is important to allow for countermeasures that reduce economic damage in pome fruit production. Current computerized forecasting models are solely based on physical factors such as temperature and moisture, but not on the actual presence of the pathogen Erwinia amylovora. Although the inoculum concentration is considered to be crucial for infection and disease outbreak, most current approaches used for identification of fire blight inoculum including morphological, biochemical, serological, and DNA‐based methods are nonquantitative. Based on a real‐time PCR approach previously published, an improved protocol to be used directly on whole bacteria in the field is described. The method allows for early detection and quantification of the pathogen prior to the occurrence of first symptoms. There is a clear correlation between bacterial abundance and subsequent disease development. However, in some cases, no disease symptoms could be observed despite a pathogen load of up to 3·4 × 10⁶ cells per blossom. Integration of the amount of pathogen detected into refined prediction algorithms may allow for the improvement of applied forecasting models, finally permitting a better abatement of fire blight.