木豆在干热河谷退化山地的生态适应性研究

2000年木豆(Cajanus cajan(L.)Millspaugh)引入云南省元谋干热河谷地区,观测其物候特征、生长适应性、抗旱适应性、抗光热适应性等植物学指标,以了解其对干热退化山地的整体生态适应性.结果表明,木豆能适应干热河谷的退化山地生长环境,其生长势优于原产地,表现出明显的速生性;木豆的抗光热能力较强,能适应于热河谷的不同光照及高温环境,但温度高于37℃,则光合作用停止;木豆的抗旱能力较强,能够通过不同的生理适应性度过旱季,完成其生长周期.木豆适应于干热河谷的生态环境,利用价值较大,是干热河谷退化山地治理与开发的优选灌木.     

基于CiteSpace的景观美学文献计量分析

随着我国生态文明建设事业的深入推进,生态旅游与森林游憩、自然景观资源开发等逐渐成为各地践行“绿色青山就是金山银山”新发展理念,实现生态价值转化的重要路径。景观美学已融入林学、生态学、风景园林等传统学科,景观美学价值定量评估作为生态系统服务价值核算和景观设计的关键指标,成了相关研究的热点领域。基于CiteSpace软件,运用文献计量等方法分别从中国知网（CNKI）数据库中收录的1 048篇、Web of Science核心合集1 455篇景观美学研究文献,从年发文量、主要关键词、景观类型、研究方法等多个视角,分析国内外该领域研究热点与发展趋势。结果表明：国内的景观美学研究起步较晚,近几年科研产出量显著增加,但与国际相比还存在一定差距;研究对象类型以森林景观和城市景观,国外以湿地、荒野等自然生态景观为主,国内偏向于小型景观,研究视野较为局限;国内研究重点关注景观美景度、景观规划配置等社会价值方面的研究,国际上更重视景观美学资源的生态价值和文化价值的研究;国内景观美学方面存在研究方向分散、评价方法主观性较强、成果创新性弱等问题。建议今后加强学科交叉融合与国际合作,完善景观美学研究体系,更新研...     

利用显著图构建注意力深度网络检测诱虫板蔬菜害虫

为提高诱虫板图像蔬菜害虫检测精度,针对背景区域容易导致误检的问题基于显著图分析技术构建了一种注意力深度网络害虫智能视觉检测方法。首先通过显著图筛选出粗候选区域;然后在粗候选区域内用全卷积神经网络精选出细候选区域;接着用神经网络分类器识别细候选区域害虫种类,得到含有冗余的若干检测框;最后用改进的非极大值抑制消除冗余检测框,实现诱虫板图像中目标害虫的检测。针对小菜蛾和瓜实蝇展开试验,获得86.4%的平均精度均值和0.111只的平均绝对计数误差均值,所提方法平均精度均值比Faster R-CNN和YOLOv4分别高2.74和1.56个百分点,平均绝对计数误差均值比Faster R-CNN和YOLOv4分别低0.006和0.003只;同时,消融试验中移除显著图注意力模块后平均精度均值下降了4个百分点、平均绝对计数误差均值增加了0.207只。试验结果表明,所提方法有效提高了诱虫板图像蔬菜害虫检测精度,其中,引入显著图注意力模块对提升检测精度有重要作用。     

养殖废水处理设施自动化智能化运营与管控

为实现养殖废水处理设施自动化智能化运营与管控,本文以日产废水250 m³的某规模化养殖场废水处理设施为例,通过配置视频监控系统和在线监控设备,并设置预警预报功能,来展示自动化智能化运营与管控效果。实时监控结果表明,污泥浓度、DO、pH值等关键运行参数均控制在合理范围,分别为4 000~7 000 mg·L^-1、1.5 mg·L^-1（一级好氧池）和3~5 mg·L^-1（二级好氧池）、6.5~8.5;两级AO出水水质COD、氨氮均达标,分别为70 mg·L^-1以下和10 mg·L^-1以下,保障了设施运行效果,出水水质稳定达标,规避了环境风险。通过视频监控、在线监测、预警预报等功能,可有效监控废水处理设施每个处理环节运行状态,做到及时发现问题和解决问题,从而提高设施的管控效果和效率,并降低运营人员的投入,有效降低运营费用。实际运营结果表明,废水处理设施实施自动化智能化运营与管控,既能有效提高管控效果和效率,最大程度规避环境风险,又能降低运营成本,从而实现降本增效。     

基于自监督学习的温室移动机器人位姿跟踪

为实现温室环境下机器人行进过程中的位置及姿态跟踪,该研究提出一种基于时序一致性约束的自监督位姿变换估计模型。模型用软遮罩,处理视频帧间静止造成的位姿预测值收缩现象,进一步用归一化遮罩,解决非刚体场景和目标遮挡问题。设计了一种星型扩张卷积,并基于该卷积,为模型构建自编码器。在采集自种植作物为番茄的日光温室视频数据上开展训练和测试试验。结果表明,与不采用遮罩处理的模型相比,采用软遮罩的模型,位置和姿态估计相对误差分别减少5.06个百分点和11.05个百分点,采用归一化遮罩的模型,这2项误差则分别减少4.15个百分点和3.86个百分点,2种遮罩均可显著提高模型精度;星型扩张卷积对降低模型误差是有效的,在网络参数不变的前提下,该卷积使姿态估计相对误差减少7.54个百分点;时序一致性约束使姿态估计均方根误差下降36.48%,每百帧累积姿态角误差降低54.75%,该约束可用于提高模型精度及稳定性;该研究的位置及姿态估计相对误差分别为8.29%和5.71%,与Monodepth2相比,减少了8.61%和6.83%。该研究可为温室移动机器人导航系统设计提供参考。     

稻-麦轮作条件下不同施肥模式土壤水溶性氮的变化与籽粒产量的关系

肥料用量、肥料种类和施肥方式直接影响土壤供氮强度和作物的正常生长发育。通过田间试验,研究减量施用氮、磷肥,增加钾肥投入时土壤水溶性氮含量的变化与水稻、小麦籽粒产量的关系。试验设置5个处理:不施肥(CK)、习惯施肥(FP)、推荐施肥(LRF)、商品有机肥部分替代化肥(RF-OM)、秸秆部分替代化肥(RF-S),各处理重复4次。结果表明,水稻幼穗分化期有机肥部分替代化肥处理(RF-OM和RF-S)土壤水溶性总氮、硝态氮含量显著高于LRF处理(P<0.05),与FP处理相当;返青期土壤水溶性总氮、硝态氮、铵态氮含量稍低于FP和LRF处理,差异不显著。小麦拔节期和齐穗期有机肥部分替代化肥处理土壤水溶性总氮、硝态氮含量显著高于LRF处理(P<0.05),小麦主要生育期各施肥处理土壤水溶性铵态氮含量均无显著差异。在减氮减磷增钾条件下,RF-OM处理水稻籽粒产量显著高于LRF处理(P<0.05),有机肥部分替代化肥处理水稻籽粒产量与FP处理差异不大;与LRF处理比较,RF-OM处理小麦籽粒产量较高,RF-S处理小麦籽粒产量有所降低,但差异均未达到显著水平。水稻籽粒产量与返青期土壤水溶性总氮、铵态氮含量均呈极显著正相关(P<0.01),相关系数分别为0.932和0.974;与幼穗分化期土壤水溶性总氮、铵态氮和硝态氮含量也均呈极显著正相关(P<0.01),相关系数分别为0.888、0.961、0.776。小麦籽粒产量与主要生育期土壤水溶性总氮、铵态氮、硝态氮浓度均呈极显著正相关(P<0.01),相关系数分别为0.928～0.960、0.827～0.968、0.574～0.929,土壤水溶性总氮供应对水稻、小麦籽粒产量的影响尤其值得关注。有机肥部分替代化肥能保持或提高土壤水溶性氮含量,在减少养分总投入量的基础上稳定水稻、小麦籽粒产量,其中商品有机肥部分替代化肥模式的效果     

华南花岗岩侵蚀区不同植被类型坡面土壤有机碳分布和团聚体稳定性

植物是影响土壤有机碳含量和土壤团聚体稳定性的重要因素。选取华南典型花岗岩侵蚀区荒草地、桉树林、湿地松林和木荷林4种植被类型径流小区的土壤为研究对象,分析测定不同坡位、不同土层深度的土壤有机碳特性和团聚体稳定性等指标,评价不同植被类型对土壤养分的分布特性以及团聚体稳定性差异,明确花岗岩侵蚀退化区较为理想的生态恢复措施,旨在为合理利用土壤、重建坡面植被和改善土壤结构提供科学依据。结果表明:土壤总有机碳(TOC)、全氮(TN)和溶解性有机碳(DOC)含量随土层加深逐渐降低,而林地小区土壤碳氮比(C/N)则相反,荒草地碳氮元素的坡面变异系数(CV)显著高于其他3种林地,其中桉树林地TOC、TN、DOC和C/N的坡面分布的变异系数较荒草地分别降低40%,56.18%,68.5%和25.81%;湿地松林地TOC、TN、DOC和C/N的坡面分布的变异系数较荒草地分别降低62.73%,33.71%,46.46%,58.06%;木荷林地TOC、TN、DOC和C/N的坡面分布的变异系数较荒草地分别降低41.82%,38.2%,51.18%,48.39%,表明林地较荒草地更有利于土壤碳氮在坡面的均质化和有机质的积累。荒草地和木荷林地0.25 mm粒径以上的团聚体在上、中坡位的质量分数显著高于其他植被类型,而林下植被生物量较高的木荷林地的平均质量直径(MWD)和几何平均直径(GMD)显著高于其他植被类型。其中木荷小区水稳性团聚体平均质量直径(MWD)较荒草地、桉树和湿地松分别高20.10%,19.58%,23.20%;几何平均直径(GMD)较荒草地、桉树和湿地松分别高20.00%,19.54%,22.23%,表明在花岗岩侵蚀区林地空间结构较好的林草模式有利于土壤有机碳的积累和土壤结构的稳定。     

九寨沟流域森林覆被变化对径流的影响

覆被变化引起的径流响应研究不仅是流域水文学的热点之一,在九寨沟更是与流域的水景观核心遗产价值保护紧密相关,因此九寨沟流域水资源的研究是迫切需要关注的问题。以SWAT模型模拟为基本研究手段,对九寨沟流域2009—2017年森林覆被变化下的流域水文做定量研究,探究了九寨沟流域对森林覆被变化的响应机理。结果表明：(1)模型率定期的决定参数R²和纳什效率系数E_ns均为0.83,验证期的R²和E_ns均为0.7,说明SWAT模型对九寨沟流域径流量模拟具有较高的适用性。(2) 2016年九寨沟流域内森林覆被面积较2004年有增加的趋势,其中针叶林面积增加明显(增加了10.56 km²),而阔叶林面积有所减少(减少了2.57 km²)。(3)相比2004年,2016年的森林覆被下的9年内年均径流量增加0.13 m³/s。年际变化中显示阔叶林的调蓄能力强于针叶林,而在年内变化中针叶林有更好的调洪补枯能力。(4)在气象条件相同的前提下,2016年月径流相...     

孔隙结构对水稻土温室气体排放的影响

土壤结构影响水分和气体的运动和土壤生物活动,进而影响稻田温室气体排放.为探明土壤结构对水稻生长过程中温室气体排放的影响,选取江苏宜兴的湖白土和江西进贤的红壤性水稻土进行盆栽试验.设置不搅动(NP)、搅动(PD)和搅动后掰土回填(RP)3个处理.应用X射线CT成像技术分析不同处理土壤孔隙结构,通过静态箱法测定水稻生长过程...     

基于水土流失敏感性的岩溶地区景观生态风险评价——以黔南州为例

为揭示岩溶地区水土流失与生态格局的相关性,分析水土流失敏感性背景下景观生态风险的空间特征。以黔南州为研究对象,融合RUSLE模型和ERI评价方法,在分析水土流失敏感性的基础上,对县域尺度的景观生态风险进行了定量化评价。结果表明:（1） 黔南州水土流失敏感性以中度、轻度和低敏感区为主,其总面积为22 974.42 km²,比重达88.86%,但重度、极度敏感区面积仅占11.14%,且降水侵蚀力、地表起伏度和石漠化等级的空间相关性高。（2） 低生态风险区主要由水土流失轻度、不敏感区构成,耕地面积比重大（72.07%）,高生态风险区则以中度、重度敏感区为主,且建设用地面积比重大,说明水土流失敏感性就越高,则区域生态风险越高。上述研究表明,从水土流失敏感性的角度评价景观生态风险,融合了景观格局和水土流失状况等信息,不仅丰富了区域生态风险评价方法,也为区域生态保护与修复提供了决策依据。