基于GIS和模糊神经网络的西南山地烤烟生态适宜性评价

山地烤烟生态适宜性评价是合理利用山地资源、科学规划烟叶产业的重要基础。本文以渝东南黔江烤烟种植为研究对象,依据烟叶生长生物学特性,筛选出影响黔江烤烟种植的主要生态指标,在GIS支持下根据山区生态环境特点,对各生态要素进行"由点及面"的空间模拟,在此基础上将模糊逻辑和神经网络相结合,引入模糊神经网络对烤烟生态适宜性进行评价。结果表明:黔江烤烟种植生态最适宜面积648.63 km2,约占评价总面积的27.03%,主要集中在黔江中南、东南海拔800~1 100 m的中山丘陵缓坡地带;适宜和次适宜面积964.13 km2,约占全区总面积的40.18%,主要分布于黔江中部、北部600~800 m低山丘陵区域;不适宜面积775.16 km2,主要集中于黔江东南、东北>25°的坡陡地以及东南、中西部海拔1 600 m以上的高山地区。研究成果不仅可为当地烤烟种植布局的合理调整和资源优化利用提供科学的决策依据,而且为山地作物生态适宜性评价提供了一种新思路。     

基于适应性循环的丹江口库区生态风险评价

库区是流域水系的重要组成部分,厘清库区经济社会发展过程中的生态环境效应和综合生态风险,对库区生态风险适应与缓解的决策制定具有重要意义。现有研究忽视了库区生态系统的自组织动态演化过程,有必要进一步考虑库区生态系统与社会系统的时空交互过程,对库区生态风险进行更为综合性和针对性的评价,弥补库区生态风险定量化评价研究空缺。基于此,以丹江口库区为例,综合考虑库区生态环境、景观结构及人类活动等要素,构建基于适应性循环理论框架的“潜力—连通度—韧性”三维综合评价指标体系,选取1990—2018年7个年份的数据,对研究区7个县(市、区)的生态风险适应性循环周期进行刻画。结果表明:(1)丹江口库区整体生态风险水平呈波动状下降趋势,生态风险变化趋势存在地域差异,淅川县、茅箭区、张湾区为生态风险上升地区;(2)适应性循环的阶段特征能够为判断库区生态风险现状提供依据,适应性循环释放阶段、重组阶段及僵化阶段表现出生态系统风险上升的趋势。修正后的适应性循环模型对系统僵化风险的指示作用更加明显,2015年以来,丹江口库区社会—生态系统处于重要的转折阶段,有效防止生态风险的进一步扩大是当前库区生态系统管理的关键所在,对于维持库区社会—生态系统的可持续性至关重要。     

水稻品种生态适应性的综合评价

应用灰色关联度分析法对江苏省水稻试区５个供试水稻品种的１２个性状进行生态适应性综合评价分析。结果表明,灰色关联度分析法行之有效,并具有实践意义,其评价结果与品种表现一致。其中“９优１３８”品种关联度最大,综合性状最优,生态适应性最广且高产、稳产,应大面积推广。     

水稻品种生态适应性的综合评价

应用灰色关联度分析法对江苏省水稻试区5个供试水稻品种的12个性状进行生态适应性综合评价 分析。结果表明,灰色关联度分析法行之有效,并具有实践意义,其评价结果与品种表现一致。其中“9优138”品种关联度最大,综合性状最优,生态适应性最广且高产、稳产,应大面积推广。     

不同烤烟原料的模糊聚类分析

为寻求烟叶原料之间的关联性,辅助烟叶的选择和使用搭配工作。选取23个中部烟叶样品,根据常规化学指标对样品进行了模糊聚类分析,结果表明通过模糊聚类分析能够对样品进行有效的聚类,通过阈值λ的选择能够得到不同阈值范围类的聚类结果。在实际运用时,可以通过最佳阈值的选择来达到合理聚类的目的。     

基于综合模糊评价的三峡库区屏障带重庆段土地利用生态风险评价

土地利用变化直接影响生态过程,不同土地利用类型对区域生态风险的影响存在差异。采用三峡库区2007、2010年两期遥感数据、社会数据、经济数据以及环境监测数据,基于PSR模型构建评价指标体系,利用综合模糊评价法建立评价模型,对三峡库区屏障带重庆段土地利用生态风险进行评价。结果表明:三峡库区屏障带重庆段土地利用生态风险总体以中度风险为主,2007—2010年有恶化的趋势,其中长寿、奉节、江津、巫溪、云阳的风险等级在升高;仅有石柱以及巫山两个评价单元的生态风险等级降低。三峡库区屏障带重庆段土地利用生态风险空间由东北向西南逐渐降低。2007—2010年,高风险与较高风险区域扩大,低风险区域消失。研究结果可为三峡库区生态保护提供参考。     

辐射诱变选育栀子新品系

为选育产量高、活性物质含量高、抗逆性强的栀子新品种,选取现有本地栀子种质资源中表现较好的类型的枝条,利用60Co γ射线进行辐射诱变处理,然后将优选的株系通过扦插繁殖、栽培,经过多年的稳定和筛选,选育出了具有树型适中、分枝匀称、冠形圆满、花果期集中、结实量多、果实大、果实中栀子苷与色素含量高、抗寒、适应性强等特点的新品系——天顺栀子。经急性毒性试验,结果表明该新品系与普通栀子一样安全无毒性。     

经济作物引种气候生态适应性浅议

通过建立以气候资源为主要信息源、土壤等其他环境要素为辅助信息源的生态因子数据库,对生态环境演变及其时空分布进行分析,建立了不同类型经济作物引种分析诊断模型,并分析诊断了经济作物品种引种的适应性和生长性能。     

区域生态质量的模糊综合评价——以福建省2006年7-9月为例

采用模糊综合评价法,选取湿润指数、植被覆盖指数、水体密度指数、土地退化指数、灾害指数作为评价因子,采用专家打分法确定各评价因子权重,利用福建省2006年7-9月67个市(县)的地面气象观测资料和福建省各地土地利用数据,从气象角度对福建省的生态质量进行评价。结果表明:福建省各地生态质量等级均属良好,各地(市)综合评价值介于0.54～0.67,地区间差异较小,这与福建省自身独特的气候、地貌和生物生态环境特征相对应。     

基于模糊数学和GIS的湖南浓香型烤烟化学成分综合评价

为丰富和完善烤烟化学成分综合评价体系,了解湖南浓香型产区烤烟化学成分区域特征,本研究以湖南浓香型产区的2011年和2012年烤烟样品为材料,应用模糊数学和GIS对其化学成分可用性进行了综合评价.结果表明:湖南浓香型烤烟具有中糖高钾的特点;2011年以新田县烤烟的化学成分可用性最高,2012年以永兴县烤烟的化学成分可用性最高;不同风格类型和地区的烤烟化学成分可用性指数差异不显著.湖南浓香型烤烟化学成分可用性指数空间分布中,2011年有从西北向南部方向递减的分布趋势,2012年呈斑块状分布.本试验对指导卷烟企业采购湖南浓香型特色优质烟叶具有重要参考价值.     

我国不同尺度烤烟种植区划与思考

烤烟具有广泛的生态适应性,同时对生态条件的变化敏感,而烤烟区划为我国优质烤烟生产和发展提供参考。本文从烤烟区划综合指标的集成方法、全国和大区尺度烤烟区划、省域尺度烤烟区划以及地市和县域尺度烤烟区划4个方面阐述了我国烤烟区划的研究现状,并对烤烟区划未来发展趋势做出了展望。目前烤烟区划综合指标集成的方法主要有聚类分析法和指数和法等。大尺度上的烤烟区划在指导我国烤烟种植上发挥重要作用,但小尺度,如地市和县域尺度则无法满足我国现今卷烟工业企业烤烟原料精准采购需求。今后需加强生态因素对烤烟品质的影响研究,提高小尺度上烤烟区划的精细化程度,加强验证区划结果的准确性,实现烤烟的动态区划,从而为烤烟种植和品质筛选提供依据。     

曲靖烤烟钾含量特征及其与主要生态因子关系研究

为了研究曲靖烤烟钾含量特征及其与主要生态因子的关系,在曲靖烟区采集烤烟样品3 506个,测定其钾含量,并采用决策树分析、回归分析等方法探究曲靖烤烟钾含量特征及其主要影响因素。结果表明,曲靖烟区烤烟钾含量平均为1.65%,且变幅较大(0.35%~3.60%),有81.86%的烟叶钾含量2.0%,钾含量在县域间差异达极显著水平;此外,海拔高度、土壤质地、土壤类型、土壤有机质、土壤速效钾、土壤有效钙、土壤有效镁均影响烤烟钾含量。海拔高度对烤烟钾含量影响的拐点分别为1 689、1 814和2 023m,且随海拔上升,烤烟钾含量下降;土壤质地粘性增加,烤烟钾含量随之增加;烤烟钾含量在不同土壤类型间差异达极显著水平,其中黄壤中的含量最高(2.07%),紫色土最低(1.59%);土壤有机质对烤烟钾含量影响的拐点分别为23.768和39.060 g·kg~(-1),且随土壤有机质增加,烤烟钾含量表现为逐渐增加趋势;土壤速效钾对烤烟钾含量影响的拐点分别为153.746、205.000和328.169 mg·kg~(-1),随土壤速效钾增加,烤烟钾含量表现为逐渐增加趋势;随土壤有效钙增加,烤烟钾含量呈下降趋势;随土壤有效镁增加,烤烟钾含量呈先上升高后下降的趋势,有效镁含量为300 mg·kg~(-1)左右时,烤烟钾含量达峰值;随着土壤钙钾比和镁钾比升高,烤烟钾含量呈减速下降的趋势。本研究结果对提高曲靖烟区烤烟钾含量具有一定指导意义。     

烤烟打顶后喷施外源激素对中部烟叶品质的互作效应

为探究外源激素对烤烟中部烟叶品质的影响,在打顶后的烟株表面喷施生长素(IAA)与赤霉素(GA_3)2种生物制剂,分析不同浓度的赤霉素和生长素及其互作对烤烟理化性质、游离态和糖苷结合态香味物质的影响。结果表明,在同一生长素水平下增施赤霉素及在同一赤霉素水平下增施生长素均可改善烤后烟叶理化性质,增加游离态和糖苷结合态香味物质总量,且浓度越高效果越优。生长素和赤霉素互作对烟叶质重、抗张力、烟碱、总糖、糖碱比有极显著效应;相对较高水平的生长素和赤霉素互作配施可显著提高烟叶香味品质效果,其中20 mg·L~(- 1)IAA+20 mg·L~(- 1)GA_3处理在烟株生长及品质提升方面效果最佳。本研究结果为优质烤烟生长及其调控工作提供了理论参考。     

蒸渗仪控制下烤烟土壤水分的时空动态研究

采用蒸渗仪试验,研究了不同水分处理下烤烟土壤水分时空动态变化。结果表明,全生育期0～20cm土层水分含量变化最为活跃,20～40cm土层次之,40～60cm土层较为稳定;建立了不同土层土壤含水量随时间变化的数学模型,以此来推测烤烟土壤水分随时间的变化动态;烤烟伸根、旺长、成熟期的计划湿润层深度分别以20～30cm,50～60cm,30～40cm较佳;各时期适宜土壤相对含水量水分处理组合以60%-80%-70%或60%-80%-60%优于其它组合。     

渗透胁迫下烤烟根和叶片中内源激素含量的变化

采用酶联吸附免疫测定(ELISA)技术分析了渗透胁迫下烤烟根和叶片中脱落酸(ABA)、生长素(IAA)、赤霉素(GA3)和异戊烯基腺嘌呤(iPA)4种内源激素含量的变化。结果表明,渗透胁迫下烤烟叶片水势降低,蛋白质含量增加,根和叶中ABA和iPA含量升高,IAA和GA3含量减少。培养液渗透势-0.5 MPa与-0.25 MPa两处理相比,前者烟叶水势和ABA含量较低,蛋白质及IAA、GA3和iPA含量较高,根中iPA和叶中ABA含量达到高峰及根中GA3含量出现低谷所需时间较短,其它指标的变化二者同步。根与叶中激素含量相比,在胁迫处理前期(6 h)根中IAA和GA3含量的降低幅度较大,ABA含量峰值出现较早,说明烤烟根中的激素对渗透胁迫的反应更加敏感。     

生物炭施用量对土壤改良及烤烟生长的影响

为了改良土壤容重,筛选优化生物炭施用量,以湖南烟区主要栽培品种云烟87为试验材料,通过大田试验研究3种不同的生物炭用量对田间土壤改良及烤烟生长的影响。结果表明,施用生物炭能够显著降低土壤容重,提高田间持水量,土壤容重与施炭量呈负相关,田间持水量与施炭量呈正相关。生物炭用量在3 750kg·hm~(-2)水平下,烤烟的植物学性状优良,干物质积累量大,烟株根系发达,根冠比协调,且氮肥利用率显著提高,但随着施炭量继续升高,烤烟的生长发育又相对受到抑制。综上所述,生物炭施用量为3 750kg·hm~(-2)较为适宜。本研究结果对利用生物炭改良植烟土壤,促进优质烟叶生产有一定的理论指导意义。     

干旱处理下不同烤烟品系的生理差异研究

为培育抗性优良的烤烟品种,探究烤烟的耐旱特性及机理,以烤烟品系LY1306、中烟100和红花大金元为试验材料,研究在聚乙二醇6000(PEG-6000)模拟干旱胁迫和水分控制的干旱处理下,各烤烟品系叶片抗氧化酶类活性,丙二醛(MDA)和脯氨酸含量变化,以及光合生理特性和叶片细胞超微结构的差异。结果表明,25%PEG-6000胁迫下,LY1306能保持较好的生理状态,具有较高的SOD活性和较强的脯氨酸渗透调节能力;中烟100的个别叶片出现萎蔫,SOD活性较LY1306低,较对照组POD和CAT活性显著降低,MDA含量较高;红花大金元叶片出现严重萎蔫,CAT活性降低幅度最大,脯氨酸积累量较高。在反复缺水干旱条件下,LY1306能够维持较高的CAT活性,MDA积累量少,水分利用率较高,蒸腾速率较低,细胞中叶绿体数量和叶绿体形态维持正常。红花大金元的POD活性增长明显,脯氨酸含量显著增长,但MDA积累量较大,叶绿体变形且数量明显减少。中烟100的POD活性较高,脯氨酸积累量较大,叶绿体结构较完整。综上,LY1306在干旱胁迫下具有较强的清除活性氧和脯氨酸渗透调节能力,综合抗旱能力较好。本研究结果为培育抗旱烤烟品种提供了理论依据。     

不同形态氮肥对陇东烤烟产量形成的作用及其机理

针对陇东旱塬烤烟生产中存在的氮肥种类选择不合理引起的产量不高、品质下降等问题,于2009年在甘肃省庆阳市正宁县进行大田试验,研究不同形态氮肥硝铵磷（ANP）和尿素（UA）对烤烟产量形成的作用及其机理。结果表明：ANP处理显著促进了烤烟根系的生长发育,增强了烤烟根系活力,比UA处理具有更理想的根参数和更强的根系活力,移栽15 d后,ANP处理的总根长、表面积、根尖数和根系活力分别比UA处理的增加了63.4%,64.3%,54.3%和43.8%;ANP处理显著提高了根系和地上部干物质积累量,表现在收获时ANP处理的根系及地上部干物质积累量分别比UA处理的增加了15.87%和12.05%;烤烟移栽后短期内,ANP处理的土壤NO3^--N含量明显高于UA处理的,且土壤NH4^＋-N含量明显低于UA处理的,移栽5 d后,ANP处理的土壤NO3^--N含量比UA处理的增加了44.7%,NH4^＋-N含量比UA处理的降低了44.8%;ANP处理显著提高了烤烟产量和产值,分别比UA处理增加了16.8%和24.8%,纯收入增加了7 330元/hm2;尿素和硝铵磷施入土壤后短期内化学行为的不同,以及由此引起的根形态和吸收能力不同是引起烤烟产量和产值差异的主要原因。