基于距离相关系数和KNN回归模型的森林蓄积量估测研究

【目的】探究Landsat8 OLI数据和KNN算法在森林蓄积量估测中的潜力。【方法】以湖南省湘潭县为研究区,采用Landsat8 OLI数据和同时期的二类调查数据,通过距离相关系数筛选特征,分别采用线性回归模型(MLR)、K-近邻模型(KNN)、距离加权KNN模型(DW-KNN)和优化欧式KNN模型(FW-KNN)对森林蓄积量进行估测。使用十折交叉方法进行精度检验,对检验结果进行对比分析。【结果】3种KNN模型的估测结果均高于传统的线性模型,并且在3种KNN模型中,FW-KNN算法效果最好,决定系数达到0.69,为3种模型中最高;3种KNN模型中,本研究优化欧氏距离KNN模型的估测精度最高,其均方根误差为30.3%,相比于传统KNN模型的均方根误差降低了5.1%,相比于DW-KNN模型降低了3.3%。【结论】采用DW-KNN蓄积量估测结果明显优于其他两种模型,说明通过特征与蓄积量的相关性优化样本间的距离是一种可行的KNN优化方法。     

水稻不同种质苗期耐旱性综合评价

以国内外收集的20份优异水稻种质为试验材料,测定了对照和干旱胁迫处理下的水稻苗期苗总长、苗高、根长、茎叶鲜重、根鲜重、茎叶干重、根干重和根数共9个形态性状指标,运用差异显著性分析和相关分析分别探索处理间和指标间的相互关系,利用因子分析和聚类分析等研究水稻苗期耐旱性有效鉴定指标和筛选苗期耐旱水稻种质。结果表明:干旱胁迫处理与对照相比,越光、一味稻、JWR221和大珍稻等8份水稻种质不少于5个性状发生了改变(P0.05);W0610、文长稻和秋田小町共3份种质4个性状发生了改变(P0.05);黑糯1568、安多稻、龙锦1号和旱526等9份种质不少于5个性状未发生统计学意义上的改变。相关性分析共得到28个相关系数,其中在0.05水平上存在显著相关性的有9个,在0.01水平上存在显著相关性的有12个。因子分析提取了3个公因子,解释的累积方差贡献率达到88.157%。应用系统聚类方法将20份种质聚为3个组群,其中第Ⅱ组群属理想的苗期耐旱种质。根据公因子载荷矩阵耐旱性评价方法,20份水稻种质中龙锦1号、黑糯1568和淮稻9号苗期耐旱性强,其次是X2-5、旱526和安多稻,而大珍稻、一味稻和越光苗期耐旱性较弱。     

离体条件下马铃薯抗旱资源的评价和筛选

研究离体条件下聚乙二醇(PEG-6000)渗透胁迫对马铃薯组培苗生长指标的影响,为马铃薯抗旱能力的评价以及抗旱马铃薯种质资源的培育提供理论依据。以本实验室培育的17份高代品系为试验材料,采用浓度为8%的PEG-6000处理,研究模拟干旱胁迫下各品系株高、茎粗、根长、根数、茎鲜质量、根鲜质量的变化,并对这些指标相对值进行主成分和隶属函数分析。结果表明:在8%PEG-6000胁迫下,各指标值总体上均呈现降低趋势;主成分分析法提取的2个主成分及3个生长指标的隶属函数分析表明:17份高代品系中5份为高度抗旱,5份为中度抗旱,5份低度抗旱,2份不抗旱。     

接种丛枝菌根真菌对土沉香幼苗耐旱性的影响

接种不同地区的幼套近明球囊霉(Claroideoglomusetunicatu,CE1、CE2)和摩西斗管囊霉(Funneliformismosseae,FM1、FM2)于珍贵树种土沉香(Aquilaria sinensis)幼苗,采用模拟土壤干旱胁迫,研究接种菌根真菌对土沉香的耐旱性影响。结果表明,随着土壤干旱胁迫的加剧,未接菌组的叶绿素a和叶绿素总含量呈显著下降趋势,接菌组叶绿素含量高于未接菌组;在干旱胁迫下,接菌组的可溶性蛋白含量上升,中度干旱胁迫以上,接菌FM1和FM2组可溶性蛋白含量显著高于CK组。随着干旱胁迫程度的增大,接菌组幼苗SOD酶和POD酶活性呈先上升后下降趋势,但接菌组SOD酶和POD酶活性高于CK组。土壤干旱使植物体内MDA含量上升;在中度干旱时接菌组MDA含量高于CK组;当土壤水分达到重度干旱胁迫时,接种FM2、CE1和CE2处理组MDA含量显著高于CK组。研究表明,在干旱胁迫下,土沉香菌根化苗能提高植物体内渗透调节物质和抗氧化酶活性,维持较高的叶绿素含量,从而提高植物耐旱性。模糊隶属函数值分析结果表明,无论是轻度干旱还是重度干旱,接种菌根真菌幼苗的耐旱能力强于未接菌组,接种摩西斗管囊霉菌种强于接种幼套近明球囊霉菌种,其耐旱能力从大到小依次为菌株FM1FM2CE2CE1。     

异源表达玉米ZmC3H54基因增强水稻的耐旱性

CCCH锌指蛋白是一类重要的转录调控因子。从玉米中分离得到一个受干旱和ABA诱导表达的CCCH型锌指蛋白基因ZmC3H54，通过构建过量表达载体并转化水稻来进一步研究其功能。 与对照组相比，转基因植株在干旱胁迫处理下具有更高的相对含水量与存活率以及较低的相对电导率，表明过量表达ZmC3H54基因可以提高转基因水稻的耐旱性。此外，转基因水稻幼苗对外源ABA敏感性更高。以上结果表明玉米ZmC3H54基因可能是通过ABA信号通路调控植物对干旱的耐受性。     

小麦品种苗期性状与耐旱节水关系的探讨

探讨了在干旱状态下,小麦苗高、分蘖、根系生长发育和根苗重变化,及其对单位面积穗数,穗粒数,千粒重及品质的影响。结果表明,小麦品种耐旱性强弱影响了分蘖、次生根数量及根长,对根苗重影响较明显,耐旱性强弱与产量呈正相关。     

干旱处理对不同品种茶树生理特性影响及抗旱性综合评价

以龙井43、槠叶齐、宁州2号和白叶1号两年生盆栽扦插茶苗为试验材料进行自然干旱处理,测定其在干旱胁迫及复水下的生长适应规律,探讨干旱处理对不同品种茶树叶片生理特性的影响,并利用隶属函数值法对这4个品种耐旱性进行综合评价。结果表明,随着干旱处理时间延长,4个品种土壤体积含水量逐渐降低,植株表现脱水症状,叶片相对含水量逐渐降低,MDA含量逐渐升高,SOD活性逐渐降低,POD和CAT活性呈先升后降趋势,净光合速率和蒸腾速率逐渐降低,水分利用效率呈先升后降趋势,叶绿素和类胡萝卜素总量逐渐升高。复水后,4个品种土壤体积含水量和叶片相对含水量升高,MDA含量降低,龙井43 POD活性升高,其他品种均降低,SOD活性变化趋势与POD相反,4个品种CAT活性均降低,净光合速率均无显著变化,蒸腾速率和水分利用效率均升高,除槠叶齐叶绿素和类胡萝卜素总量升高外,其他均降低。通过模糊隶属函数值法综合评价该4个品种抗旱性,结果表明,耐旱性强弱依次为龙井43>宁州2号>槠叶齐>白叶1号。本研究为抗旱茶树品种的筛选以及抗旱育种提供参考及理论依据。     

京津冀地区植被NDVI动态变化及其与气候因子的关系

[目的] 探究气候变化对植被覆盖变化的驱动机制，可为揭示区域乃至全球植被覆盖动态变化及其与气候变化之间的响应机制提供依据。[方法] 以MODIS NDVI，SRTM DEM，降水和气温为数据源，运用Theil-Sen Median趋势分析法、Mann-Kendall显著性检验法、R/S分析法和Pearson相关分析法等数学分析方法，结合ANUSPLIN气象插值模型，研究2001—2019年京津冀地区植被NDVI时空演变特征及预测未来变化趋势，并探究植被NDVI与降水和气温最大相关关系及时滞效应。[结果] ①2001—2019年京津冀地区植被NDVI整体呈波动上升趋势，上升速率为0.002 2/a，且未来植被NDVI呈改善趋势的面积略小于呈退化趋势的面积；②降水和气温对京津冀地区植被生长以正向促进作用为主，且降水对植被生长的作用强度高于气温；③植被NDVI对降水变化的滞后期略长于气温，京津冀地区植被生长受前3月的降水和前1月的气温影响最大。[结论] 在林业生态工程实施背景下，2001—2019年京津冀地区植被覆盖整体呈改善态势，尤以西北部为著；植被NDVI与降水和气温相关关系呈现出明显的地域差异，且植被生长相对降水和气温变化存在一定的滞后效应。     

将拟南芥ATNCED3基因导入玉米自交系的研究

采用花粉管通道法将ATNCED3基因转入优良玉米自交系昌7-2,在T0代植株三叶期喷洒浓度为200mg/L草铵膦除草剂进行抗性筛选,共得到5株草铵膦抗性植株。对这5株草铵膦抗性植株进行PCR、PCR-Southern及RT-PCR检测,结果表明5株均为阳性植株,初步证明外源目的基因已整合到玉米基因组中,并得到表达。在干旱条件下初步比较了对照和转基因株系叶片的相对含水量、脯氨酸含量,相对电导率等生理生化指标,结果表明,转基因株系各种指标均好于对照,暗示其抗旱性有所提高。     

敦煌阳关保护区湿地植物群落优势种种间关系分析

应用χ~2检验和Pearson相关系数检验以及Spearman秩相关系数检验方法,分析了甘肃敦煌阳关保护区湿地植物群落中16个优势种的种间关联性,从而可为其湿地的保护、管理和恢复提供科学依据。结果表明:多物种总体关联性检验结果显示16个优势种总体种间呈负关联,表明该群落结构不稳定;χ~2检验中呈正相关的物种对有53个,呈负相关的物种对有67个,正负关联比为0.79;Spearman秩相关系数检验与χ~2检验和Pearson相关系数检验相比,有较高的灵敏度,其中52个种对呈正相关,68个种对呈负相关,正负关联比为0.76;3种检验结果都表明,大多数种间关联程度不显著,且负关联的种对数多于正关联,说明敦煌阳关保护区湿地植物群落比较脆弱,群落的结构简单,仍处于演替之中。根据Spearman秩相关系数结果,将16个优势种划分为3种类型的生态种组。种间关联性分析对全面认识阳关保护区湿地优势种间的相互关系具有重要意义,可为该保护区湿地资源的可持续利用和多样性保护提供理论依据。