基于生态适宜度模型的城乡土地利用分区与优化布局——以鄱阳湖生态经济区为例

开展城乡土地利用功能分区和空间布局优化,是促进城乡一体化发展的有效途径。以鄱阳湖生态经济区为例,通过构建城乡土地利用生态位适宜度模型,对鄱阳湖生态经济区土地利用生态位适宜度进行了分区,并在此基础上提出了优化布局策略。结果表明:(1)鄱阳湖生态经济区布局优化为商业发展主导区、工业发展主导区和农业发展主导区以及环境保护主导区;(2)鄱阳湖生态经济区城乡土地利用空间布局可划分为核心增长极、区域中心城市、一级扩散圈、二级扩散圈和二级扩散带;(3)应从发展高新技术产业、提升都市圈核心竞争力、保障城乡用地需求、加快农田水利建设和优化生态开发利用模式等方面优化城乡土地利用空间布局。基于生态适宜度模型探讨城乡土地利用布局,为实现区域城乡均衡发展提供了新视角。     

三峡库区生态环境效应研究进展

随着三峡工程的全面竣工,三峡库区已进入正常蓄水运行阶段,三峡工程对三峡库区生态环境带来了广泛而深远的影响。本文通过文献计量学方法统计了近20年来三峡库区生态环境效应研究的国内外文献,分析了目前三峡库区生态环境效应研究文献的主要分布特征,得出库区生态环境效应主要研究领域及主要研究内容。在此基础上,对三峡库区生态环境效应具体研究内容及进展进行详细阐述。首先,文章对三峡工程蓄水前后产生的最直接的生态环境变化,即库区土地利用变化的研究进展进行分析;接下来,对库区土地利用变化所引起的生态环境效应,包括气候、土壤、水环境、生物多样性等生态环境因子的研究进展展开评述;然后对上述生态环境因子变化最终所带来的生态环境质量和生态系统服务变化进行探讨;最后提出当前库区生态环境效应研究中存在的一些问题与不足,同时给出相关方面的研究展望:建议在今后的研究中更加注重生态环境效应的动态研究,建立长期观测数据库,结合宏观与微观研究,综合评价库区生态环境。     

脱涡致振式压电风力发电机性能分析与试验

为满足农业遥感监测系统的供电需求,减少化学电池对水和土壤的污染,提出一种脱涡致振式压电风力发电机,并从理论和试验两方面进行了研究。建立了脱涡致振式压电风力发电机的理论模型,通过仿真分析研究迎风角、压电振子长度及风速对压电振子变形量的影响,并对发电机样机进行了测试试验。结果表明,不同风速下均存在两个最佳迎风角,使发电机输出电压较大,压电振子长度为60、78mm,风速为7.6、11.6、12.4m/s时的两个最佳迎风角分别为(35°,135°)、(45°,125°)、(50°,120°)和(35°,120°)、(40°,115°)、(45°,110°)。当迎风角为120°时,存在最佳风速,使发电机输出电压达到最大;随着压电振子长度的增加,最佳风速由12.4m/s降低到8.4m/s,其对应的最大输出电压由16.6V增加为16.8V。当外接电阻为150kΩ、迎风角为30°时,试验测得最大输出功率为1mW。研究表明,根据实际风速确定合理的迎风角及压电振子长度可提高发电机的发电能力。     

棉花不同生育期淹水历时对其生长状况和产量构成的影响

通过桶栽土培试验,分别在苗期(S)、蕾期(B)、花铃期(F)和吐絮期(T)进行淹水2、4、6、8、10 d的处理,淹水深度均为5 cm,并以全生育期不淹水为对照(CK),探索了黄淮地区夏季棉花不同生育期淹水历时对其生长状况和产量构成的影响。结果表明,在棉花苗期、蕾期和花铃期淹水6 d后,株高和叶面积开始显著小于CK(P0.05)。不同生育期淹水处理均会导致棉花株高、叶面积、果枝数、节数、铃数和单铃质量的下降,且淹水历时越长,下降幅度越大。淹水导致棉花减产最为严重的生育期为花铃期,其余依次为蕾期、苗期和吐絮期,4个生育期在淹水2~10 d条件下的平均减产率分别为28.0%、12.9%、7.3%和2.9%。在棉花苗期,当淹水不超过6 d时,如果排涝及时,其形态指标及产量构成均能在吐絮期恢复至与CK无显著差异水平。在棉花蕾期淹水关键期为4 d,而在花铃期即使淹水2 d也可导致其形态发育停滞,产量无法恢复至CK水平。     

1：25万土壤及地形数据库及指标体系研究

根据土壤及地形(SOTER)数据库基本原理和方法建立1：25万SOTER数据库,重点研究和修正大中比例尺SOTER主地形体划分指标体系,提出海拔高度分组指标、坡度分组指标和地势起伏强度分组指标,并利用上述3个指标组合计算出样区SOTER主地形体组分(中坡度丘陵、低坡度山体台地、山谷、中坡度山体、山前倾斜平原和冲洪积平原),以进一步发展和完善SOTER数据库理论方法体系。同时,SOTER数据库的建立使原有的历次土壤普查、国土资源详查的资料信息化,使之服务于土地资源的评价、管理与保护。     

基于机器学习的油青菜心水分胁迫研究

目的 以油青菜心Brassica chinensis var. parachinensis为试验对象,基于冠层温度研究其生长过程中的水分胁迫变化规律,并利用机器学习方法,以水分胁迫指数(Crop water stress index, CWSI)和光合有效辐射预测光合作用速率。方法 试验期间,在营养生长阶段(V期)和生殖生长阶段(R期)对油青菜心进行不同田间持水量处理,采集冠层温度、空气温湿度数据,建立无蒸腾作用基线(上限方程)、无水分胁迫基线(下限方程),通过经验公式计算CWSI。利用基于密度的空间聚类方法和空气温度研究油青菜心的冠气温差上限分布情况,选取固定值作为上限;以CWSI经验公式为基础,使用不同温度定值的无蒸腾作用基线计算CWSI,验证聚类效果。为更简便获取光合作用速率,使用4种机器学习方法：最邻近节点算法(k-Nearest neighbor,KNN)、支持向量回归(Support vector regression,SVR)、极端梯度提升法(Extreme gradient boosting,XGBoost)、随机森林(Random forest,RF)进行预测,并对比预测效果。结果 在不同田间持水量处理下,CWSI能较好地监测油青菜心水分胁迫状况。通过聚类分析,将V期和R期冠气温差上限分类到2个簇中,得到簇心分别为3.4和4.2 ℃,与CWSI经验公式计算值显著相关,表明使用固定值作为油青菜心冠气温差上限值具有可行性。KNN、SVM、XGBoost和RF预测模型均取得较好效果,相关系数分别为0.873、0.877、0.887和0.863。结论 机器学习方法可用于油青菜心光合作用速率的预测,可以避免使用大型笨重仪器,降低对油青菜心叶片的损伤,减少测量时间。     

葡萄锰中毒症及其相关营养元素分析

以玉溪市葡萄生产上出现的锰中毒症株及正常株为研究对象,采用田间调查与室内检测分析、锰中毒株与正常株比较相结合的方法,研究了葡萄锰中毒株及正常株叶片的N、P、K、Ca、Mg、Mn、Fe等指标,以及根际土壤的pH、有效态Mn、Fe、Ca、Mg等指标,以期为玉溪市葡萄生产上锰中毒症的防控提供技术依据。结果表明:与正常株比较,葡萄发生锰中毒株的叶片锰含量平均高达1 501.3 mg·kg^-1,比正常株的552.6 mg·kg^-1提高了1.7倍之多;P、K含量也极显著提高1倍多,而Ca、Mg含量则极显著降低近40%;锰毒株的Ca/Mn、Mg/Mn很低,分别为17.7、2.1,均显著低于正常株的98.3、10.5。葡萄发生锰中毒株的根际土壤的pH为4.29~4.35(为强酸性),有效Mn含量高达159.8~178.2 mg·kg^-1;土壤的Ca/Mn、Mg/Mn也很低,分别为7.1、0.6,均显著低于正常株的180.2、13.3。在玉溪市葡萄生产上发生的以"叶片主脉、支脉及叶脉附近的叶肉组织呈褐色状"为典型症状的锰毒株,其叶片锰吸收量过高,分析其原因是由于根际土壤pH较低为强酸性,土壤有效Mn含量过高,有效态Ca、Mg含量过低,Ca/Mn、Mg/Mn也很低所致。为葡萄生产上选择适宜土壤及其pH调节、合理平衡施肥提供参考依据。     

马铃薯高世代选系疮痂病抗性评价及SSR辅助筛选

利用国外种质资源创造的20 份高世代马铃薯无性系为试材,以尤金为感病对照,克新18 号为抗病对照,采用自然 病圃和人工接种的鉴定方式进行疮痂病抗性评价,利用SSR 分子标记分析试材之间的亲缘关系,并对比SSR 遗传相似性系 数聚类结果和试材抗病性分类结果,探究利用SSR 分子标记辅助筛选疮痂病抗病资源的可行性。从试验地土壤和感病块茎 共分离纯化具有链霉菌特征的菌株278 份,其中240 份来自于块茎,38 份来自于土壤。具有致病力的菌株127 株,经鉴定 全部属于Streptomyces scabies 菌种。试材间的抗病性存在明显差异,可分为高抗、中抗、中感和高感4 个类型。人工接种与 自然病圃抗性鉴定结果存在极显著相关（R²=0.946 7）。抗病类型与感病类型通过SSR 遗传相似性系数聚类大致可以区分。     

基于UHPLC-Q-TOF/MS的不同产地普洱生茶化学成分差异研究

为了更加全面地了解产地对普洱生茶品质与化学成分的影响,本研究选取来自临沧市、普洱市、西双版纳州三大产区12个茶山(自然村)的普洱生茶样品,采用超高效液相色谱-四级杆-飞行时间质谱(UHPLC-Q-TOF/MS)对不同产地普洱生茶的非挥发性代谢物表型进行了研究。结果表明:不同产地普洱生茶的化学成分在含量上具有较大差异,且具有明显的产地特征。采用主成分分析,可以对来自西双版纳自治州(包括勐腊县、勐海县、景洪市)、普洱市、临沧市3个地级行政区的普洱生茶进行有效区分,也可以对来自普洱茶产区的东南、西南、西北3个区域的普洱生茶进行有效区分。进一步鉴定了普洱生茶中79种主要成分,并对其在12个茶山(自然村)的普洱生茶中的含量分布,以及与不同产地普洱生茶滋味品质的关系进行了分析。本研究表明,基于UHPLC-Q-TOF/MS的茶叶非挥发性化学成分轮廓可以作为普洱生茶产地判别的依据。     

摘叶处理对“赤霞珠”葡萄3-异丁基-2-甲氧基吡嗪积累的影响

以5年生"赤霞珠"葡萄为试材,通过果穗周围叶片全部摘除的方式,采用顶空固相微萃取(HS-SPME)结合气质联用(GC-MS)技术,利用稳定同位素做内标来检测葡萄果实中3-异丁基-2-甲氧基吡嗪(IBMP)的含量,确定最佳摘叶处理的时间以有效降低烟台"赤霞珠"葡萄中IBMP的含量。结果表明:花前摘叶处理可以明显降低葡萄果实中IBMP的含量,而转色期摘叶不会影响葡萄果实中IBMP的含量;HS-SPME结合GC-MS,利用稳定同位素做内标的方法具有较低的检测限和定量限。花前摘叶处理能有效降低"赤霞珠"葡萄IBMP的含量,进而可以改善胶东"赤霞珠"葡萄酒香气。