红外相机技术在河北雾灵山国家级自然保护区中的应用

为了充实河北雾灵山自然保护区的野生动物资源本底资料,提高监测能力和监测水平,雾灵山保护区自2015年开始将红外相机技术应用到野生动植物的资源调查和管护中。目前应用红外相机技术发现兽类5目10科14种,鸟类4目6科10种,掌握了区内主要物种猪獾(Arctonyx collaris)、狍(Capreolus)和勺鸡(Pucrasia macrolopha)的日活动节律,补充了保护区的本底调查资料,为保护区进一步开展金钱豹(Panthera pardus)、斑羚(Naemorhedus goral)和鸟类多样性等科学研究奠定了基础,为保护区制定关于野生动物资源的相关管护政策提供了科学依据。     

基于WT-CNN-LSTM的溶解氧含量预测模型

溶解氧（Dissolved oxygen, DO）含量是影响水产养殖产量的重要因素之一，具有时序性、不稳定性和非线性等特点，且其影响因子过多、存在复杂的耦合关系，难以实现精准预测。针对传统长短时记忆神经网络（Long short term memory, LSTM）预测模型易引入冗余数据，且在训练过长序列时会出现梯度消失现象，从而不能捕捉因子间长期的依赖性问题，提出了基于小波变换（Wavelet transform, WT）、卷积神经网络（Convolutional neural network, CNN）和LSTM的溶解氧含量预测模型。首先，使用WT降低数据噪声；然后，使用CNN深度挖掘各变量之间的潜在关系；最后，利用LSTM的时序性预测2h后的水产养殖溶解氧含量。结果表明，本文提出的WT-CNN-LSTM模型预测效果良好，其平均绝对误差、均方根误差和决定系数分别为0.138、0.229和0.954，比传统LSTM模型分别优化了28.87%、21.03%和4.61%。     

A data transfer method for improving seed identification of maize (Zea mays) haploid breeding based on genetic similarity

Maize haploid breeding technology is able to identify haploid seeds non‐destructively, rapidly and at low cost with the help of Near‐infrared (NIR) spectral analysis. However, due to the hybridization of numerous parents and the low production rate of haploid, the haploid data collection becomes a burden for engineering this technology. Biologically, there are considerable similarities between the progeny of the same female parent and different male parents. Based on this advantage, similar spectral data can be transferred when the NIR technology is employed. A revised method of Transfer adaptive boost (TrAdaBoost) is proposed to improve identifying for the backpropagation neural network (BPNN) classifier. To avoid the negative transfer, a screening thresh is used to select out similar data, and the amount of these data are limited to join current training. The results show that the identification performances are improved significantly when the data amount is small. This method shows a high ability to make the seed identification more convenient for engineering maize haploid breeding.     

不同生育时期冬小麦叶片相对含水量高光谱监测

为实现冬小麦不同生育时期叶片水分含量的快速监测，以冬小麦冠层高光谱数据和红外热成像数据为基础，计算得到5种光谱参数，通过对不同生育时期叶片相对含水量与光谱参数拟合状况进行分析和筛选，分别构建了基于光谱参数的叶片相对含水量反演模型，并对模型进行检验。结果表明，不同生育时期叶片相对含水量与比值指数（RVI）、归一化差值植被指数（NDVI）、比值/归一化植被指数（R/ND）、优化土壤调整植被指数（OSAVI）、冠气温差（TDc-a）均呈极显著相关（P＜0.01）；拔节期、抽穗期、开花期、灌浆前期和灌浆后期叶片相对含水量分别与NDVI、OSAVI、R/ND、TDc-a和TDc-a拟合效果较好，决定系数分别为0.842、0.884、0.831、0.864和0.945；预测模型的均方根误差分别为0.019、0.016、0.027、0.032和0.024，相对误差分别为2.16%、1.80%、3.30%、3.81%和3.53%。因此，在拔节期、抽穗期、开花期、灌浆前期和灌浆后期，可以分别利用NDVI、OSAVI、R/ND、TDc-a和TDc-a估测冬小麦叶片相对含水量。     

4LL–1.5Y型联合收割机割台的振动特性

运用有限元软件ANSYS workbench仿真分析4LL–1.5Y型联合收割机割台,得到割台机架前6阶模态频率和模态振型,结果表明,割台在受振动时易产生变形的部位是割台机架的两侧壁和割台机架进口处的底板。利用三轴加速度传感和Co Co–80动态信号测试分析系统,分别测得割台机架关键部位的加速度信号,对比非田间作业试验发动机空转、整机运转(不行走)分别在怠速(700 r/min)、中速(1 200 r/min)、高速(1 800 r/min)和田间作业不同工况下各方向的加速度,各测点水平方向加速度是其他2方向的2~4倍,表明割台的振动主要以水平方向振动为主,其中倾斜输送器受振动比较严重,加速度最大值高达97.28 m/s2。对比有限元分析与振动试验结果发现,对割台振动影响较大的激励频率(20、22 Hz)几乎都出现在割台机架的模态频率(18.679 Hz)附近。     

不同光谱杀虫灯对苹果园害虫诱杀效果及灯下昆虫种群结构分析

为探明不同光谱杀虫灯对苹果园害虫的诱杀效果,评估不同光谱杀虫灯对果园昆虫种群的影响。利用3种不同光谱杀虫灯于2015年7—8月在天水地区进行了苹果园害虫诱杀试验。结果表明,多光谱及LED多光谱杀虫灯的杀虫数量及杀虫谱优于频振式杀虫灯;频振式、多光谱、LED多光谱杀虫灯诱杀昆虫修正益害比分别为1:16.39、1:28.57、1:21.80;LED多光谱杀虫灯对鞘翅目、同翅目、半翅目及双翅目害虫诱杀效果优于其他杀虫灯;群落多样性参数分析显示,3种杀虫灯诱杀昆虫的Shannon-Wiener多样性指数(H′)分别为3.9231、3.6982、3.8134,均匀度(J)为0.7082、0.6399、0.6770。频振式、多光谱、LED多光谱杀虫灯对苹果园害虫均具有较好的防治效果,对天敌及中性昆虫均有一定的诱杀效果,本研究为太阳能杀虫灯科学使用提供了参考依据。     

剔除土壤背景的棉花水分胁迫无人机热红外遥感诊断

剔除无人机热红外影像中的土壤背景是提高作物水分诊断精度的有效途径,但也是热红外图像处理的难点问题。本文以不同水分处理的花铃期棉花为研究对象,分别在09:00、13:00和17:00等3个时刻,连续5 d采集无人机高分辨率热红外影像,并采用二值化Ostu算法和Canny边缘检测算法对热红外图像进行掩膜处理,实现对土壤背景的剔除,然后分别计算二值化Ostu算法、Canny边缘检测算法和包含土壤背景下的3种棉花水分胁迫指数(Crop water stress index,CWSI),最后建立不同时刻下3种CWSI与棉花叶片气孔导度Gs的关系模型。研究结果表明,应用Canny边缘检测算法可有效剔除热红外影像中的土壤背景,剔除土壤背景后的温度直方图呈单峰的偏态分布;3种处理方法获得的作物水分胁迫指数CWSI中,Canny边缘检测算法的CWSI最小,二值化Ostu算法的CWSI较高,包含土壤背景的CWSI最大;采用Canny边缘检测算法剔除土壤背景后的CWSI与棉花叶片气孔导度Gs的决定系数R2达到0.84,Ostu算法的结果次之,包含土壤背景的最差。本研究可为无人机热红外遥感监测作物水分状况提供参考。     

基于微观特性分析风积沙粉体掺入提高混凝土的抗冻性

为研究冻融-盐浸环境下风积沙粉体混凝土的微观特性,设计了强度等级为C35、C25的风积沙粉体混凝土,在浓度为0%、3%、6%硫酸镁溶液中采用快冻法进行抗冻性试验,同时借助核磁共振技术、场发射扫描电镜及能谱分析研究其孔隙特征、微观形貌及水化产物。结果表明,风积沙粉体的掺入显著提高混凝土的抗冻性,且适当提高强度等级,有利于提高风积沙粉体混凝土抗冻性,其中强度等级为C35的风积沙粉体混凝土在6%MgSO_4溶液中可承受高达425次冻融循环;相对于基准组,风积沙粉体混凝土中有发育状况良好的针柱状产物钙矾石、纤维状产物石膏生成,填充因冻胀应力作用产生的裂隙,使其内部有害及多害孔数量低于普通混凝土29.78%,抗冻性增强。     

Impact of sampling and storage technique,and duration of storage,on the composition of fresh grass when analysed using near‐infrared reflectance spectroscopy

The objective of this study was to examine the effect of sampling technique (pluck or cut), storage duration (immediate analysis, 24‐h or 48‐h), storage temperature (ambient or chilled) and storage conditions (air present, air excluded or breathable) on the composition of fresh grass sampled from a sward managed to simulate grazing. Treatments were repeated across four sampling dates, with grass samples stored in grip seal bags prior to analysis using near‐infrared reflectance spectroscopy. Grass sampled by ‘pluck’ had a higher crude protein and ME content, and a lower acid detergent fibre (ADF) content, compared to that sampled by ‘cut’. Grass stored for 48 h had a lower water soluble carbohydrate (WSC) and ME content and a higher ADF content than for immediate analysis. Samples stored for 24 h did not differ from immediate analysis. Grass stored at ambient temperature had a lower WSC and ME content compared to immediate analysis. Grass stored under ‘breathable’ conditions had a lower ME content and higher ADF content than immediate analysis or samples stored with air present or air excluded. It is recommended that grass for analysis should be sampled by cutting, stored chilled (4°C) in a sealed bag to minimize exposure to oxygen and analysed within 24 h of harvest.     

模拟胃环境下柚皮果胶对亚硝酸根的吸附动力学

以柚子白皮为原料制得果胶,在模拟人体胃环境下进行体外实验,研究柚皮果胶对NO_2~-的吸附效果,并进行动力学分析,同时以市售果胶为对照进行红外光谱分析.结果表明,柚子白皮果胶对NO_2~-的吸附效果与胃环境的pH值、NO_2~-质量浓度、模拟胃蠕动的时间和果胶添加量有关,果胶添加量为0.8g/L,pH值为1.5,NO_2~-质量浓度为30 mg/L,420 min可达吸附平衡,此时柚子白皮果胶对NO_2~-的吸附量为17.65 mg/g,去除率为56.21%.动力学研究表明,颗粒内扩散模型能够较好地拟合柚子白皮果胶对NO_2~-的吸附过程;红外光谱分析表明,O—H以及C=O(羧酸和/或酯)等基团参与了果胶吸附NO_2~-的反应.