融合坐标注意力机制的轻量级玉米花丝检测

玉米花丝性状是玉米生长状态的重要表征,也是决定玉米果穗生长进而影响玉米产量的重要因素。为了提升无人巡检机器人视觉系统对玉米花丝的检测精度和速度,该研究提出一种融合坐标注意力机制的轻量级目标检测网络YOLOX-CA。将坐标注意力机制（coordinate attention, CA）模块嵌入到YOLOX-s主干特征网络（Backbone）部分,以加强对关键特征的提取,提升检测精度;在颈部特征加强网络（Neck）部分,将特征金字塔结构中的普通卷积,更改为深度可分离卷积,在降低网络参数量的同时保证精度不丢失;在预测头（Head）部分引入GIoU（generalized intersection over union）改进定位损失函数计算,得到更为精准的预测结果。基于自建玉米花丝数据集训练和测试网络,试验结果表明,YOLOX-CA网络平均检测精确度达到97.69%,参数量低至8.35 M。在同一试验平台下,相较于YOLOX-s、YOLOv3、YOLOv4等目前主流的目标检测网络,平均检测精确度分别提升了2.21、3.22和0.64个百分点;相较于YOLOv3、YOLOv4,每帧推理时间分别缩短4和8 ms。该网络针对玉米花丝的检测效果较好,其轻量结构适于部署在无人巡检机器人的视觉系统上,可为玉米生长状态监测提供参考。     

不同植被类型下草本群落与土壤因子的关系

[目的]在黄土高原大规模植被恢复重建的背景下,揭示贴地草本群落与耕作层土壤理化性质的协同发育及相互关系对恢复植被的可持续性发展尤为重要。[方法]以陕北绥德辛店沟小流域不同植被恢复类型下草本群落为研究对象,通过野外布设样方采集土壤标本,测定群落盖度,物种信息等指标,辅以室内试验和统计分析的办法,分析了不同植被类型下草本群落特征、土壤因子及其响应关系。[结果](1)陕北小流域不同植被恢复类型下草本层的Margalef丰富度指数、Simpson优势度指数、Shannon-Wiener多样性指数、Pielou均匀度指数四项指数总体差异显著,荒地、灌丛地>乔灌混交林>人工草地、乔木林(p<0.05)。(2)土壤因子与草本群落生物量、群落盖度、叶功能性状呈现出显著相关关系(p<0.05),且在不同植被类型下草地样方的响应中南坡优于北坡。(3) RDA排序分析发现,土壤有机碳、全氮、全磷含量、土壤容重和土壤最大持水量是影响草本群落生长发育的关键因子。[结论]灌丛地、乔灌混交林和荒地中草地生态稳定性及水土保持功能性优于其他植被恢复模式。     

东北地区湿润指数及其干湿界线的变化特征

利用1961～2007年东北地区124个气象站的温度、降水、风、水汽压、日照等气候资料,采用Penman-Monteith-模型计算参考蒸散量,进一步计算了湿润指数,分析了参考蒸散量和湿润指数的变化趋势及干湿界线的变化情况.结果表明:湿润指数总体呈下降的趋势,变干趋势发生在半干旱半湿润气候区及湿润气候区的大部分地区,湿...     

基于GIS的庄河市滨海湿地景观格局变化及其驱动力分析

[目的]探究辽宁省庄河市滨海湿地景观格局变化及其驱动力,为该市滨海湿地的合理利用和生物多样性保护提供决策支持和科学依据。[方法]以庄河市2000,2010年2期遥感影像为基础数据,在遥感和GIS技术支持下,运用景观格局指数模型来分析研究区景观格局的变化特征和该区景观格局变化的驱动因素。[结果]10a间,庄河市滨海湿地的面积减少了7.44%;景观斑块数(NP)由2000年的3 425块增加到2010年的3 563块,增加了4.03%;景观多样性指数(H)由2000年的0.631 5增加到2010年的0.855 4;景观优势度指数(D)从2000年的0.835 9降低到2010年的0.736 4;景观均匀度指数(E)从2000年的0.578降低到2010年的0.514。[结论]庄河市滨海湿地的景观破碎化程度在加剧。在自然驱动力和人文驱动力作用下,湿地面积大幅减少,生态功能不断下降,使得研究区生态环境恶化,从而严重影响庄河市的经济发展。     

低蛋白日粮对育肥猪养分消化率和排泄量的影响

试验旨在探讨低蛋白日粮对育肥猪养分消化率和排泄量的影响。选用42头初始体重为(91.13±1.64)kg的杜长大育肥猪分为2组,每组3个重复,分别饲喂粗蛋白水平为15.49%(对照组)和12.59%(低蛋白组)的日粮。试验期30d。结果表明:(1)低蛋白组干物质、粗脂肪消化率显著提高(P0.01),粗蛋白、钙、磷消化率无显著变化;(2)低蛋白组精氨酸、天冬氨酸、异亮氨酸消化率比对照组分别低2.02%(P0.05)、5.42%(P0.05)、2.97%(P0.05),苏氨酸、蛋氨酸、脯氨酸消化率较对照组分别提高2.93%(P0.05)、1.43%(P0.05)、1.19%(P0.05);(3)低蛋白组育肥猪每天的氮排泄量比对照组低23.96%(P0.05),而有机物、磷、钙排泄量无显著差异(P0.05)。试验结果显示,日粮蛋白水平降低2.9个百分点可以改善养分的消化率,减少氮排放,但降低了精氨酸的消化率。     

我国生态农业历史中利用植物辅助效应的实践

我国有着悠久的生态农业历史,农、林生态系统中的植物种间关系被关注最多。种间关系主要有3种,即竞争、辅助和中性。过去,竞争关系是被研究最多的一种。近20年来,辅助关系逐渐受到重视并被引入主流生态学理论中。本文分析了这些经验记载的生态学机理,其中描述最多的是植物幼苗的遮阴以及土壤养分的改良(豆科植物固氮作用)。此外,在缓冲极端温度(夏季高温以及冬季低温)、减少杂草竞争、防止动物捕食、减少水分胁迫等方面也有少量记录。我国古代不仅有利用两种植物种间辅助效应的丰富记载,还有利用多种植物综合和复合的种间辅助关系,以及植物与动物之间的复杂关系构建生态系统的记载。特别是华南地区具有利用多种植物与动物间关系来构建基塘生态系统、复合果园生态系统、茶园生态系统等方面传统经验的记载。深入挖掘我国传统植物间辅助效应的记载,并对其进行科学研究,是生态学中非常有价值的课题。因此,本文从社会-生态记忆的角度,对古代文献中关于植物间辅助效应的记载进行梳理与分析,希望引起学界同仁对这些传统经验的重视,并在此基础上通过现代生态学的实验方法验证这些记载的真实性与适用性,为生态恢复、生态农业、现代林业及生态系统管理等提供有益的借鉴。     

基于不等扬程的离心式长轴泵的优化设计与试验

为使离心式长轴泵能够在不同工况下高效运行,该文以500GJC-32.3×3型离心式长轴泵为例,对其进行优化,首先根据传统方法估算离心式长轴泵叶轮参数,通过正交方法对离心式长轴泵叶轮进行优化设计,对正交试验结果进行极差分析,得到了叶轮几何参数对离心式长轴泵扬程和效率影响的主次顺序。综合考虑各参数对离心式长轴泵性能的影响,选取重要因素,基于不等扬程设计理论,采用控制变量法对叶轮进行多方案优化设计,对比不同方案计算结果可知:基于不等扬程理论优化设计的叶轮具有较好的水力性能,选择合适的后盖板无穷叶片数理论扬程系数,可使叶轮水力性能趋于最佳。对于该型离心式长轴泵,当后盖板无穷叶片数理论扬程系数取1.1时可获得较优的水力性能,对比较优方案的试验与计算结果可知:二者变化趋势相同,扬程、效率、轴功率的最大误差分别为4.02%、5.58%、3.59%,在(0.8~1.2)倍设计流量工况下,扬程、效率、轴功率的误差小。同时由试验可知:该型离心式长轴泵在设计流量时扬程大于97 m,效率高于82%,最高效率点出现在1.1倍设计工况附近为83.22%,曲线具有较宽的高效区和无过载特性,能够满足设计要求,在丰水期和枯水期均能高效稳定的运行,同时可降低电机的配套功率,减少一次成本投入。因此,该文的研究结果对离心式长轴的优化设计有较好的参考价值。     

种植密度对不同矮生型西葫芦品种冠层源库特征及产量的影响

国内西葫芦品种有矮生和半矮生两类, 半矮生品种是目前保护地主要栽培类型。试验分别以2个半矮生"东葫4号"和"冬玉"及2个矮生品种"长青王3号"和"早青"为研究对象, 研究了种植密度对大棚西葫芦群体冠层、源 库特征的影响, 以揭示大棚西葫芦高产的关键因素。结果表明: 从低密度到高密度, 半矮生西葫芦品种冠层指标的变化高于矮生品种, 叶面积指数(LAI)、源供应能力、库容量的变化呈二次曲线, 透光率的变化与LAI趋势相反, 源库比随密度由低到高呈线性变化, 最适源库比下产量最高。低密度下, LAI较低, 漏光损失大, 源供应能力、库容量、源库比都较低, 库容量小是其产量较低的主要原因; 中密度下, 不同生育期LAI较高, 半矮生品种最大为4.4, 矮生品种最大为3.3, 冠层底部的透光率较小, 半矮生品种平均为12.4%, 矮生品种为13.2%, 源足、库大且接近最大值, 半矮生品种与矮生品种最大源供应能力分别为1 169.8 g·m^-2、736.9 g·m^-2, 最大库容量分别为422.4 g·m^-2、333.0 g·m^-2, 源库比接近最适值(半矮生与矮生品种分别为2.62、1.96)是其产量高的主要原因; 高密度下, 结果前期LAI上升最快, 达到峰值后群体底部透光率更低, 结果后期下部叶片早衰, LAI下降较快, 漏光损失大, 源的供应能力成为高密度下限制产量的主导因素。半矮生品种较矮生品种产量高, 其冠层有较高较稳的源供应能力是主要因素(半矮生品种的最大源供应能力是矮生品种的1.6倍), 保护地生产应选用半矮生品种。     

乡镇土地集约利用评价及驱动因素分析

土地集约节约利用越来越成为人们关注的问题,对其进行科学评价也成为焦点.通过对武安市乡镇土地集约利用状况的调查,构建了适合乡镇土地集约度评价的指标体系,采用多因素综合评定法对乡镇土地集约度进行了评价,将武安市乡镇土地利用划分为4个集约等级.为了增强某些重要评价因素的显著性,提出了方差分析无量纲化算法,同时通过土地集约的相关性分析,找出土地集约利用的驱动力因素,分析了主要驱动因素的作用规律,并提出调整和提高土地集约利用的途径和措施.     

Sequential establishment of stripe patterns in an expanding cell population

Periodic stripe patterns are ubiquitous in living organisms, yet the underlying developmental processes are complex and difficult to disentangle. We describe a synthetic genetic circuit that couples cell density and motility. This system enabled programmed Escherichia coli cells to form periodic stripes of high and low cell densities sequentially and autonomously. Theoretical and experimental analyses reveal that the spatial structure arises from a recurrent aggregation process at the front of the continuously expanding cell population. The number of stripes formed could be tuned by modulating the basal expression of a single gene. The results establish motility control as a simple route to establishing recurrent structures without requiring an extrinsic pacemaker.