沈阳市霜期农业气候资源特征分析

研究霜期农业气候资源变化,为沈阳市霜期农业顺利发展,趋利避害提供科学依据。利用沈阳1951-2010年气象资料,采用常规数理统计方法,分析霜期光热水资源变化特征。结果表明：近60年来,因气候变暖沈阳市霜期缩短趋势明显,气象要素变化稳定性较差。与1951-2010年相比,近30年的霜期气温升高0.9℃,高温年增加5.7%;日照时间减少66 h,寡照年增加16.7%;降水量增加8.3 mm,多雨雪年增加5%;阴天日数增加6天,几率提高8.3%;大风日数减少,大、暴雪次数变化平缓。连续阴天寡照、气温升高变化不稳是沈阳市冬季气候特点,对冬季设施农业发展影响较大。只有完善设施农业设备现代化、智能化功能,才能更好地发挥光热资源效率。     

东洞庭湖湿地生态系统健康评价

湿地生态系统健康评价是湿地保护的基础,对提高湿地生态环境管理水平具有重要的指导作用。以国家级自然保护区湖南省东洞庭湖湿地为研究区,利用Mamdani FIS (模糊推理系统)模型,构建了包含水体PH值,水体悬浮物浓度、土壤pH值、土壤含水量、植被类型数量、入侵物种数量、湿地面积变化率、人口密度、产业结构等9个影响因子的指标体系,进行了湿地生态系统健康评价。结果证明,东洞庭湖湿地生态系统健康评价得分为1.37分,健康状态介于亚健康和不健康之间。利用Mamdani FIS 模型的非线性分析能力和基于专家意见的推理规则,评估湿地健康指数时不需要先验知识支撑,简化了模型使用时对数据的要求。通过对评价结果进行分析提出了保护利用的建议,以期为长江中下游湖泊湿地生态环境保护政策的合理制定提供科学依据。     

基于高光谱的水稻种子活力无损分级检测

为研究高光谱图像技术用于水稻种子活力快速无损鉴别的可行性,本试验以不同老化程度的4个水稻品种共960粒水稻种子为材料,对样品进行人工老化后进行发芽试验,统计发芽率和根长,计算简易活力指数,据此将每个品种的样品划分为不同活力梯度组,采用高光谱图像技术,通过提取水稻种子的光谱反射率,结合Savitzky-Golay (SG)平滑算法、标准正态变量(SNV)和多元散射校正(MSC)对874～1 740 nm波段内的光谱数据进行去除噪声处理,采用主成分分析法(PCA)、连续投影算法(SPA)进行特征波长选择,基于全波段光谱和基于特征波长分别建立了偏最小二乘判别分析(PLS-DA)模型.试验结果表明,经MSC预处理后,采用SPA挑选的特征波长建立的PLS-DA模型,建模集和预测集的识别正确率分别达到100％和98.75％.研究结果表明,利用高光谱图像技术对水稻种子活力进行快速无损检测是可行的.     

百香果砧木苗培育及嫁接亲和性

为解决百香果优质种苗繁育技术、国内较强抗性的优良砧木缺乏等问题,本研究以近几年引种至贵州的百香果三大系列(黄果系,紫果系,绿皮荔枝系) 5个品种为研究对象,观测不同百香果砧木实生苗及其嫁接苗生长特性,测定嫁接苗光合生理指标及叶片内源激素,采用主成分分析法进行综合评价,初步比较5种百香果砧木的优劣。结果表明,5种百香果砧木的综合评分由高到低依次是DH-JW>ZJ-MT>LP-LZ>XH-TWZ>XH-BL;在本次研究所测定的评价指标中,砧木实生苗的苗高、地上生物量、地下生物量、根长、根体积、根表面积对评价结果的影响较大。本研究为百香果产业发展中优质砧木选育、嫁接苗繁育等提供基础理论依据。     

条锈病影响下冬小麦叶绿素含量的高光谱估计

叶绿素含量是在小麦长势监测中是非常重要的评估内容，尤其是在小麦受到病害影响的情况下，准确估计其叶绿素含量，有助于合理进行灾害评价。遥感高光谱技术为获取植物的生理参数提供了丰富的数据来源。笔者使用襄樊地区实测获取的受条锈病影响的小麦高光谱数据，利用回归分析的方法建立了受条锈病影响的小麦叶绿素含量与其高光谱的关系模型。经验证，模型有较好的精度。     

基于近红外光谱的小麦品质分类研究

为了快速、简便、准确地鉴别小麦品质的类别,本研究提出了应用近红外光谱分析技术结合BP神经网络的鉴别方法对小麦进行品质分类。研究过程中对小麦样品的光谱数据进行了详细分析,采用马氏距离剔除了光谱数据中异常数据,并通过主成分分析说明利用近红外光谱鉴别小麦品质分类的可行性。为了提高所建模型的性能,采用SPXY算法对小麦样品进行合理的划分。并选取了一阶微分加归一化的预处理方法来处理光谱数据,消除无关信息和噪声对小麦光谱数据的影响。运用偏最小二乘法压缩光谱数据,减少了数据量,节省建模时间。最后采用BP神经网络方法建立了小麦品质分类模型。实验结果显示：模型的鉴别效果较好,对强筋样品识别的准确率高达94.4%,弱筋样品识别的准确率高达100%。实现了快速、准确地对小麦品质强筋和弱筋两类的鉴别,对小麦生产、市场交易及食品加工有着非常重要的意义。     

小麦—玉米周年生物节水栽培品种的筛选

为了在小麦—玉米周年栽培中提高作物产量与水分利用效率,于2008—2009年栽培季在大田栽培条件下,以当前胶东地区推广种植的13个小麦品种与14个玉米品种为供试作物进行小麦—玉米周年生物节水栽培品种筛选试验,以小麦全生育期不灌溉、拔节期灌溉1次与拔节、灌浆期灌溉2次3个水分供应水平、玉米全生育期不灌溉与开花期灌溉1次2个水分供应水平处理,结果表明:试验条件下,供试小麦品种的产量在5992.485kg/hm2～10045.500kg/hm2之间,水分利用效率(WUE)在14.314kg/(hm2·mm)～24.238kg/(hm2·mm)之间,玉米品种产量在7118.535kg/hm2～12220.700kg/hm2之间,WUE在13.467～26.124kg/(hm2·mm)之间,根据产量、耗水量、WUE、灌溉水生产效率等指标进行聚类分析,将供试小麦品种分为5类,玉米品种分为4类。在小麦生育期内降水250mm、玉米生育期内降水460mm左右时,济麦21、青丰2号、济麦22、DH155等4个小麦品种与先玉335、鲁单981、登海3622、蠡玉16、丹玉86等5个玉米品种具有高产高WUE的特点,可作为小麦—玉米周年生物节水栽培中的首选品种。     

基于机器学习与高光谱数据的湿地植被物种识别研究

为了探索利用高光谱高空间分辨率遥感数据进行湿地植被物种识别,笔者在分析6 种湿地植被原反射光谱、二阶微分及连续统去除光谱的基础上,利用马氏距离法和相关系数法提取特征波段,并将其作为特征参数参与C5.0 决策树分类与信息提取。结果显示：（1）基于机器学习的C5.0 决策树法总体分类精度为79.87%,Kappa 系数为0.765,与监督分类最大似然法相比,植被信息提取总体精度提高9.95%,Kappa系数提高0.114;（2）机器学习C5.0 决策树法与最大似然法相比,其独特的优势在于对藻类的信息提取精度大大提升,狐尾藻和水蕴草的用户精度提升最大,分别提升了18.67%和15.86%。该方法能够实现湿地植被物种信息的高精度提取,为同类研究提供借鉴,为湿地生态健康评价提供科学与技术上的支持。     

叶用莴苣荧光定量PCR体系的优化

为建立一套最适合叶用莴苣(Lactuca sativa L.)基因表达量研究的荧光定量PCR技术体系,以叶用莴苣S24为试材,采用SYBR GreenⅠ法,利用叶用莴苣内参基因的2对引物组合18SR1和18SR2,分别在10 μL和20 μL反应体系条件下进行扩增反应。结果表明,分别在10 μL和20 μL反应体系条件下内参基因引物组合18SR1的扩增曲线、标准曲线以及溶解曲线等指标都优于内参基因引物组合18SR2;2对内参基因引物组合18SR1和18SR2在10 μL反应体系中的扩增曲线、标准曲线以及溶解曲线等指标也均优于20 μL反应体系。因此叶用莴苣荧光定量PCR内参基因利用18SR1引物组合,反应体系采用10 μL比较合理。     

甘肃徽县银杏引种及生长特征研究

为了选择适宜甘肃陇南地区栽培的银杏优良品种,探索不同品种的生长习性,从而为叶用和果用银杏栽培技术提供理论基础,从江苏省泰州市引进银杏品种‘七星果’、‘大佛手’、‘圆玲6号’和‘大马玲’,进行引种试验,对嫁接定植的1年生幼树进行成活率、萌生枝条类型、新梢生长量、物候期及净光合速率调查和观测,运用SPSS 17.0软件进行方差分析（LSD和Duncan法进行多重比较）。结果表明：嫁接成活率为：‘大马玲’＞‘大佛指’＞‘七星果’＞‘大佛手’＞‘圆玲6号’,均高于73.36%;引进的4个品种与当地栽培品种‘大佛指’相比,除了封顶期推迟了1~3天外,萌芽期、展叶期、叶全盛期和落叶期均不存在显著性差异;‘圆玲6号’单株萌生长枝数量和新梢生长量显著高于‘大佛指’,‘大马玲’单株萌生短枝数量显著高于其他品种,新梢生长量高于‘大佛指’;‘大佛手’、‘七星果’和‘圆玲6号’光合速率出现明显的双峰曲线,而‘大佛指’光合速率仅在10:00左右出现1次峰值,且在测定时间8:00、12:00、14:00、16:00的光合速率均显著低于其他品种。     

洞庭湖湿地生态系统服务功能效益分析

为了提高人们对洞庭湖湿地生态系统服务功能价值的认识,针对洞庭湖湿地生态功能受到严重破坏与威胁的现状,采用市场价值法、替代市场法等方法对洞庭湖湿地的水文调节、净化、维持物种多样性、碳固定、营养循环、休闲旅游、保护土壤等生态系统服务功能的价值进行了评价。结果表明：洞庭湖湿地生态系统服务功能价值巨大,其货币价值达239.85×108元/年。在整个生态系统服务功能价值中,水文调节功能价值最大,为107.44×108元/年,占总价值的44.79%,说明洞庭湖在调节长江洪水径流方面发挥着重要作用;维持物种多样性功能的价值最小,为4.89×108元/年,低于世界平均水平,说明洞庭湖生态环境已遭到严重破坏。因此,要在充分认识洞庭湖湿地生态功能价值的基础上,充分发挥其作用,促进洞庭湖湿地生态区域经济的协调发展。     

洞庭湖湿地污染物的来源分析

利用洞庭湖水文观测站、环境监测站和实地考察资料,分析了洞庭湖湿地的TN、TP、COD、六价铬等重金属、硫化物、氰化物、氟化物和石油类等污染物的来源和数量。结果表明：每年输入湿地TN 670132.47 t、TP 41103.85 t,COD输入317849.26 t,重金属元素、有污染的无机和有机化合物输入量10156.616 t。在输入洞庭湖湿地的污染物中,有54.76%N、44.30%P、81.83%COD和95.59%重金属元素和化合物来自四水（湘、资、沅、澧4条江河）和三口（长江分洪流入的松滋、藕池和太平3口）,有94%～99%的污染物是由面源污染引起的,点源污染只占1%～6%。因此,在洞庭湖湿地水污染的治理上,控制系统外水系输入比控制湿地周边更重要,控制面源污染比点源污染更重要。     

基于Hyperion的东洞庭湖水质参数空间分异规律

为了研究成像高光谱对水质参数监测的影响,以东洞庭湖为研究区,Hyperion影像为信息源,对其进行大气校正,通过水体光谱特征分析,分别构建叶绿素a和悬浮物浓度遥感估算模型,利用ENVI4.7和ArcGIS软件获得东洞庭湖目标叶绿素a和悬浮物浓度的空间分布图。结果表明,Hyperion影像大气校正效果理想,适合反演区域叶绿素a和悬浮物浓度;研究区叶绿素a空间分异规律不明显,随着距湖岸距离的增加呈上升趋势;悬浮物浓度在空间上分异规律明显,湖岸到湖心方向随距离的增加,整体呈先缓慢下降后逐渐上升趋势;洞庭湖湖心悬浮物含量较高,且南部湖区悬浮物含量总体高于北部。研究展示了Hyperion监测内陆水体的潜力,为今后水质参数的精确估算提供参考。     

基于3S技术的东洞庭湖区域森林景观格局分析

为了优化东洞庭湖区域森林景观格局,合理利用森林资源和科学管理森林,在3S技术平台的支持下,利用东洞庭湖区域2006年与2009年2期Landsat TM遥感影像数据为数据源,进行森林信息提取并获得土地利用类型图,将2期经过栅格化处理的遥感图片导入Fragstas 3.3软件计算景观指数。选取有代表性的14个森林景观指数,通过2期指数对比,分别从景观结构、形状特征、异质性与多样性3个方面对该区域进行森林景观格局分析。结果表明：混交林和针叶林是该区域的主要优势景观类型,其斑块面积大,连通性较好,但形状和分布比较复杂;阔叶林次之;竹林和草地面积最小并呈散点分布,斑块形状和分布复杂程度最低。景观中各个斑块类型分布不均衡,不定性的信息量较大,异质性较低。东洞庭湖区域森林景观总体呈现扩展、破碎化和复杂化趋势,应采取切实措施改善该区域的森林景观格局。     

西洞庭湖区森林景观指数适宜转换粒度研究

通过对森林景观矢量数据进行矢栅转换,探讨森林景观指数的适宜转换粒度。结果表明： （1）景观指数随粒度变化的情况揭示了景观格局的尺度效应;（2）随着研究粒度的增加,不同景观指数对转换粒度表现出不同的变化规律,景观指数随粒度变化的第一粒度域均为10m-80m;（3）对于适宜研究粒度的选择,在保证计算的质量、较好地体现原始数据的特征信息,同时避免过大的计算工作量,应当在第一尺度域内选择中等偏大的粒度,本研究中景观格局研究的最适宜研究粒度域均为40m-80m;（4）由于森林景观的复杂性、多样化,粒度在景观格局、生态过程中的影响及其尺度效应有待深入研究。     

洞庭湖区冬季亚麻品种筛选

为了探讨不同亚麻品种在南方的生态适应性,在不同试验点间,通过亚麻的品种比较,筛选出适合洞庭湖区当地种植的优良品种。结果表明,不同试验点间,安全试验点的原茎产量和种子产量均高于梅加州试验点。在梅加州试点中,综合产量排名最高的是‘内亚9号’,原茎产量高达533.33 kg/hm²,种子产量高达484.85 kg/hm²。在安全试验点中,综合产量排名最高的是‘内亚9号’,原茎产量高达7244.44 kg/hm²,种子产量高达658.59 kg/hm²。通过对不同试验点间,不同品种亚麻的农艺性状及其产量性状的比较,筛选出高优高产的亚麻品种：‘内亚9号’。     

洞庭湖区杨树人工林土壤微生物、酶活性特征研究

对洞庭湖区杨树人工林不同间种模式、不同龄林的土壤微生物及酶活性进行了研究。结果表明：(1)林下间种能促进林木生长,与未间种林木生长比较,胸径大小呈显著性差异,树高呈极显著性差异。(2)相同龄林不同间种模式土壤微生物数量依次为间种白菜>间种南瓜>未间种,间作套种能促进土壤微生物数量增加;不同龄林中土壤微生物数量2年生林、8年生林相对较大,4年生林较少;芦苇地微生物数量最大,与其它林地存在显著性差异。(3)不同林地类型土壤蔗糖酶、脲酶、过氧化氢酶活性变化范围分别为3.39～6.06 mg.g_-1,0.81～1.83mg.g_-1,2.18～2.26 mg.g_-1。土壤蔗糖酶、脲酶活性差异不显著,过氧化氢酶活性4年生林、芦苇地最少,与间种白菜达到显著性差异。林下间种白菜和8年生林土壤酶活性最活跃。(4)杨树林土壤真菌与细菌、放线菌呈显著性相关。土壤脲酶与蔗糖酶呈极显著性正相关,与过氧化氢酶呈极显著性负相关。脲酶、蔗糖酶均与真菌、细菌、放线菌呈正相关,过氧化氢酶与真菌、细菌、放线菌呈负相关。     

南洞庭湖湿地龙虎山次生林林分空间结构研究

为了优化洞庭湖湿地典型森林类型林分空间结构,充分发挥湿地森林涵养水源、保持水土和调节气候等多项功能,以南洞庭湖湿地龙虎山林场次生林群落为研究对象,依据现代森林生态和森林经理学原理,在现有林分空间结构分析方法的基础上,应用混交度、大小比数分析林分空间结构的树种隔离程度和林木大小分化程度,并提出应用角尺度和空间密度指数在分布角度和林木分布密度上分析林分空间分布格局的新方法,克服了传统研究中用角尺度不能确切反映树木个体之间距离的不足。结果表明：南洞庭湖龙虎山林场次生林林分1、2、3、4的混交度分别为0.29、0.43、0.46、0.16,属于弱度混交与中度混交的过渡类型,树种隔离程度不高,与多次人为干扰有关;平均大小比数分别为0.45、0.43、0.7、0.22,其先锋树种生长优势明显;平均角尺度分别为0.65、0.47、0.53、0.40,平均空间密度指数为0.65,其值分布在[0.485,0.806]的区间,总体分布格局呈均匀分布向随机分布演替的趋势,接近于近自然的随机分布状况。龙虎山林场次生林群落林分空间结构是洞庭湖湿地区域森林生态系统空间结构恢复和近自然经营研究的较理想的森林群落。     

近55年洞庭湖区雾和风的时空特征分析

为预防和减少因气象灾害导致的各种航运交通事故发生。利用洞庭湖区18个气象站1960—2014年雾、风资料,对其时空变化和驱动因子进行分析和探讨。结果表明,近55年来大雾日数显著减少,而轻雾日数极显著增加;大风日数、平均风速均极显著减少。大雾日数自北向南增加、马蹄形周围山区向中间滨湖减少;轻雾日数西北部和南部为2个高值中心,低值区从东部到西南部呈舌状分布;大风日数、平均风速分布与大雾的空间分布基本相反。大雾日数西北部—中部—东南部呈“减少—增加—减少”的变化趋势;轻雾日数大部分站显著增加,但增加幅度区域性不明显;各站大风日数均显著性减少,减少幅度高值区位于洞庭湖水体周围,低值区位于南部;平均风速绝大多数站点呈显著减小趋势,减少幅度高值区基本位于洞庭湖水体周围。水体热效应、气候变暖变干、人类活动等是导致雾和风的时空特征及其变化的重要驱动因子。