农田环境下无人机图像并行拼接识别算法

为改善在农田环境下无人机图像计算速度和效率,该研究提出了一种农田环境下无人机图像并行拼接识别算法。利用倒二叉树并行拼接识别算法,通过提取图像拼接中的变换矩阵,实现拼接识别同时进行。根据边缘设备的CPU核心数和图像数量自动将图像拼接识别任务划分为多个子进程,并分配到不同核心上执行,以提高在农田环境下的计算效率。试验结果表明：相同试验环境和数据集条件下,倒二叉树并行拼接算法的拼接耗时相较于商业软件平均减少了60%～90%左右;在农田环境下,倒二叉树并行拼接识别相较于串行拼接识别的耗时减少了70%,图像识别的平均像素交并比提升了10.17个百分点,说明在农田环境下采用多线程倒二叉树并行算法可以更好地利用农田环境下边缘设备的计算资源,大幅提升无人机图像的拼接和识别的速度,为无人机的快速实时监测提供技术支撑。     

酉州乌羊MC1R基因的克隆鉴定、生物信息学及多态性分析

MC1R是影响皮肤色素沉着中黑皮素系统的重要基因,通过信号分子的相互作用影响黑色素的生成。为探究酉州乌羊 MC1R的生物学特性,本研究对酉州乌羊MC1R进行了分离鉴定、生物信息学分析。结果表明,酉州乌羊皮肤组织MC1R基因的CDS序列为954 bp,共编码317个氨基酸,酉州乌羊与各物种MC1R具有较高同源性。酉州乌羊MC1R编码蛋白的分子式是C₁₆₀₃H₂₅₆₅N₄₁₁O₄₁₀S₂₂,其为疏水蛋白,有7个α-螺旋组成的跨膜结构域和3个保守功能结构域,MC1R氨基酸序列大部分都用于构成α-螺旋。此外,酉州乌羊MC1R基因c.676A>G突变,其编码的氨基酸由赖氨酸转变为谷氨酸,位于受光刺激和G蛋白配体结合的保守结构域上,氨基酸的异义替换还造成了酉州乌羊MC1R空间构象的差异。而对重庆市山羊群体多态性检测发现,山羊MC1R基因c.676A>G变异位点在重庆合川白山羊、巫溪白山羊、本地白山羊、酉州乌羊中共享,且c.676A>G位点的各基因型在皮肤白色和乌色山羊群体中的分布差异不显著(P>0.05)。本研究初步揭示酉州乌羊MC1R的序列特征和蛋白结构,为酉州乌羊MC1R影响皮肤色素沉积的分子机制研究提供了理论数据。     

炭肥比和膨润土粘结剂对炭基肥颗粒理化及缓释特性的影响

为探究炭肥比和膨润土粘结剂对生物炭基肥理化及缓释特性的影响,以生物炭为基底,分别制备了炭肥比1:4,膨润土粘结剂质量分数为20%、15%、10%、5%和粘结剂质量分数10%,炭肥比为1:6、1:5、1:4、1:3的柱状尿素和氯化钾生物炭基肥颗粒,分析了生物炭基肥颗粒的理化及缓释特性。结果表明,在炭肥比为1:4条件下,膨润土粘结剂质量分数越高,生物炭基肥微观结构越紧密,力学和缓释特性越好,质量分数为20%时,氯化钾和尿素生物炭基肥平均抗压强度分别为286.78和281.27 N,前3天养分淋出率分别为45.53%和36.87%。在膨润土粘结剂质量分数为10%条件下,炭肥比越高,生物炭基肥缓释性能越好,炭肥比为1:3时,氯化钾和尿素生物炭基肥前3天养分淋出率分别为42.06%和40.32%。同时,氯化钾生物炭基肥表面孔隙先增后减,炭肥比为1:6和1:3的平均抗压强度分别为271.25和282.42 N。尿素生物炭基肥内部结构中孔隙变多,炭肥比为1:6时,平均抗压强度为最大值267.84 N。综合考虑,满足中等肥料浓度要求时,膨润土粘结剂质量分数为20%、炭肥比为1:4或膨润土粘结剂质量分数为10%、炭肥比为1:3的生物炭基肥成型配方较优。     

基于离散小波分解与重构的多源土壤含水量数据融合方法与评估

为提高土壤含水量格点数据的区域适用性、准确性，该研究提出了基于离散小波多尺度分解与重构的多源土壤含水量数据融合方法，利用2016-2018年6-9月ESA-CCI、SMAP、ERA5-Land数据集以及地面站点观测的土壤含水量数据，在以黄河流域为主体的主要农业气候区开展了融合方法可行性和适用性研究。结果表明，融合方法能有效捕获融合数据源的多尺度特征信息，通过多源多尺度逐层特征信息权重融合与重构，能有效改进单一数据源在不同农业气候区域的适用性、时空结构和波动特征的准确性。融合结果总体评估的均方根误差、偏差(Bias)和相关系数(r)分别为0.053 m³/m³、0.001 m³/m³和0.721，时空分解评估的综合表现均优于单一融合数据源的评估指标，多尺度时空波动频谱结构特征与观测时空序列更吻合，特别在25 d时间尺度以内时空波动吻合度改进最为明显。该研究获得了较理想的区域土壤含水量改进预期，可为区域生态环境监测、农业可持续发展、水土保持、防灾减灾等科学研究和业务应用提供可行有效的方法参考。     

甘肃白龙江流域生态系统土壤保持功能时空变异及其影响因子

土壤保持是生态系统提供的调节服务之一,在缓解区域侵蚀和维持生态安全等方面发挥着重要作用。基于InVEST模型和地理探测器等方法,开展了甘肃白龙江流域生态系统土壤保持功能时空变异及其影响因子分析。结果表明:（1）2002—2014年流域生态系统土壤保持功能不断增强,但空间格局变化不大;（2）各土地利用类型、海拔、坡度及坡向上土壤保持功能均有所提升,且保土功能增幅表现出随海拔抬升而减小,随坡度递增而增加的趋势;（3）降水量变化是流域土壤保持功能变化的主要因素,其与农作物单产变化、土地利用类型变化分别交互后的因子影响力较大。由于降水具有不可控性,因此,降低人类农业活动干扰,增加植被覆盖有利于甘肃白龙江流域土壤保持功能的提高。研究结果可为西北山地流域土壤保持和生态系统管理提供参考。     

咸水结冰灌溉与覆膜对滨海盐土水盐动态的影响

通过大田试验,研究了冬季咸水结冰灌溉及覆膜对天津滨海盐碱地水盐运移的影响,以期揭示从结冰融化到雨季之前植物萌发生长关键时期的水盐变化。结果表明,咸水结冰灌溉能降低根层土壤含盐量,增加土壤含水量,且灌溉水量越大效果越明显,但春季大风干燥天气,使土壤水分快速蒸发,土壤表层迅速积盐,5月份之后不同处理间差异已经不显著;覆膜能够有效抑制水分蒸发和表层盐分的累积,T4和T5含水量分别比CK和T2高出10.04%和16.51%,表层电导率分别低38.63%和36.82%(4月7日);同时,结冰灌溉和覆膜也提高了土壤pH值,且与对照之间差异达到显著水平。因此,结冰灌溉配合覆膜可以有效降低水分损失,维持土壤低盐水平,为早期植物萌发生长提供有利条件,但同时也应注意因此而带来的土壤碱化问题。     

赣南地区生态建设30a来的综合效益评价

水土保持生态建设综合效益评价,对水土保持宏观决策具有重要意义。在分析总结已有水土保持综合治理效益评价指标与方法的基础上,结合赣南地区自然、经济、社会条件及治理特点,对赣州市30 a来的水土保持生态效益、经济效益和社会效益分别进行了评价。评价结果表明,赣州地区水土保持生态服务价值1980年为6.30亿元,1997年为25.98亿元,2007年为41.65亿元;1997,2002,2007年赣南国家水土保持重点治理工程的静态经济效益分别为17.11,35.27和45.16亿元;各阶段社会效益效果为中等或良以上。可见,赣南地区30 a来的水土保持综合治理取得了显著的生态、经济和社会效益。     

梯田对赣北第四纪红壤坡地土壤抗蚀性的影响

为研究梯田措施对赣北第四纪红壤坡地土壤抗蚀性的影响,通过江西水土保持生态科技园9年的定位观测资料,对5种梯田措施下的土壤抗蚀性变化进行了分析。结果表明:与对照坡地相比5,种梯田措施均具有提高土壤稳定性和降低土壤分散性的作用;水平梯田配合前埂后沟和梯壁植草技术,更利于改善土壤团聚状况,提高土壤团聚度,降低土壤分散率和侵蚀率。前埂后沟和梯壁植草式水平梯田适宜在红壤坡地推广。     

广州市土地利用生态服务价值测算研究

定量研究经济发达地区土地利用与生态服务价值的变化情况,可为生态资源的合理定价与有效补偿,促进自然生态系统与社会经济系统的协调发展提供科学依据.利用单一土地利用动态度模型、土地利用程度综合指数和土地利用程度变化率分析了广州市土地利用的变化情况;参考Costanza及谢高地等人的生态服务价值系数,对广州市生态服务价值及其影响机制进行了定量研究;并应用相关性分析和敏感性分析方法探讨了生态服务价值与主要社会经济因子的关系.研究结果表明,广州市土地利用的生态系统服务价值总体呈逐年下降趋势,其中林地、水域和园地等地类的生态服务价值所占比例较大,土地利用结构和各类土地面积的变化直接影响到生态服务价值量的变化,广州市生态服务价值与总人口、GDP及城市化水平间均存在负相关关系,说明该市社会经济的发展是以生态服务价值的损失为代价的,生态系统服务价值的变化对人口、GDP和城市化水平总体上缺乏弹性.相对而言,对于人口的变动较为敏感,其次是城市化水平,对GDP变动的影响敏感性最弱.     

甘肃徽县铅锌污染农业区冬季土壤纤毛虫群落特征

2006年10月至2008年5月,用活体观察和固定染色方法对甘肃省徽县铅锌污染农业区土壤中纤毛虫冬季的群落特征进行了研究。在5 个样点中共鉴定到土壤纤毛虫75 种（包括9个未定名种和3个国内新记录种）,隶属于3纲、11目、30科、41属;对照1 、对照2 、厂区、县城和牟坝各样点的土壤中分别有纤毛虫42 、39、17、16和28 种;对照样点与受污染较重的厂区、县城和牟坝土壤中纤毛虫群落相似性系数为极不相似（q=0.14、0.22、0.27之间）;各样点的物种多样性指数分别为4.76、4.28、2.15、2.05和3.28;各样点的铅含量分别为211、182、490、427和434 mg·kg^-1,锌含量分别为48.4、46.8、1 194、166和392 mg·kg^-1。结果表明,铅锌污染对农业土壤纤毛虫群落有很大影响,主要体现在群落结构趋于简单化,物种多样性明显下降。