基于CA-Markov模型的锡林河流域土地利用变化及预测分析

研究土地利用变化特征及预测未来土地利用变化的趋势,对经济平衡发展、提高生态环境质量、实现土地资源合理利用具有重要意义。以锡林河流域为研究区,对Landsat 2000、2005、2010年和2015年4期遥感数据进行目视解译,采用土地利用结构分析方法、重心迁移模型和CA-Markov模型,分析研究区16 a间土地利用演变特征,并对2030年土地利用情况进行预测。结果表明:1)2000-2015年,草地、林地和耕地呈波动变化,水域面积缓慢增加,建设用地不断扩张,未利用地面积在不断减少。建设用地、耕地和未利用地重心具有明显的方向性移动,耕地先向南后向北移动,建设用地主要向西北方向扩张,未利用土地重心持续向北移动。2)研究区综合土地利用动态度为5.70％,变化速率较快;锡林浩特市和各苏木土地利用变化速率差异较大,总体表现为中游＞下游＞上游;不同土地利用类型动态度为建设用地＞水域＞林地＞耕地＞未利用土地＞草地,即建设用地变化最快。3)研究区土地利用变化的主要方向为草地和未利用地的相互转换、耕地和草地的互相转换以及建设用地的不断扩张。4)2030年预测结果表明,耕地面积继续增加,速率有所下降,重心向西南方向移动;林地延续之前变化趋势,稳中有升;草地和未利用地面积继续减少,且未利用地重心持续向北移动;建设用地扩张明显,重心向锡林浩特市中心移动,速度减缓;水域有少量增加。CA-Markov模型与土地利用重心迁移模型相结合,实现了对未来耕地、建设用地和未利用土地的迁移方向的预测,可以为研究区提高草地退化防治效果、土地管理政策的制定和实施、城乡建设、土地利用规划等提供理论指导。     

小径木梯形板锯刨机结构设计与研究

针对目前市面上加工小径木的机器加工精度低、效率不高、出材率低等问题,分析提高小径木梯形板出材率、加工效率及加工精度的设计方法,通过新的设计方法制定了新的加工工艺。结合工艺分析设计了小径木梯形板锯刨机的总体结构,可以对小径木梯形板进行锯切、粗刨、精刨加工。在对其核心组件锯切组件与刨削组件的加工原理进行分析的基础上,设计了锯切组件结构与刨削组件结构。通过导入锯切主轴SolidWorks的三维模型,利用ANSYS对其锯切主轴进行静力学分析,得到锯切主轴的应力、应变和变形云图,其中最大应力值为7.435 MPa、最大应变值为0.042 316 mm/m、最大变形量为0.002 178 8 mm,其强度、刚度及变形量均在许用范围内,仿真验证了锯切主轴的设计的合理性。     

湿法机械处理改善粘胶级竹溶解浆反应性能的研究

为提高溶解浆进行粘胶纤维产品生产的加工性能及减少二硫化碳的排放,采用PFI（papirindustriens forsknings institut）磨打浆和瓦利打浆机打浆这2种湿法机械处理,以改善竹溶解浆的反应性能。以预水解硫酸盐法竹溶解浆为原料,考察PFI磨打浆及瓦利打浆机打浆对溶解浆反应性能及纤维形态的影响,并对同等打浆度条件下的2种湿法机械处理的效果进行比较。PFI磨和瓦利打浆机分别在打浆度为60.5°SR（15 000 r）及36.4°SR（30 min）的优化工艺条件下,Fock反应性能从68.3%分别提高到73.2%和84.0%,粘胶过滤性能由“不通过”到粘胶过滤值分别为3 196.1 s和2 115.6 s。同时,上述2种处理方式均使纤维粗度和长度下降,细小纤维含量、比表面积和总孔隙量增加,且使聚合度损失小。同等打浆度条件下,基于瓦利打浆机对纤维更多的剪切行为,瓦利打浆机打浆对反应性能的提高效果更为显著。     

小麦TaCHS基因的克隆、表达特征及不同品种的等位变异分析

为了明确小麦查尔酮合成酶(CHS)基因TaCHS的表达规律以及挖掘TaCHS的等位变异,克隆了小麦TaCHS基因,并对其序列特征、表达特性及其在不同品种之间的多态性进行了分析。生物信息学分析表明,TaCHS基因属于多基因家族,编码的蛋白质分子质量为43.15 ku,理论等电点为6.43,属于疏水稳定蛋白,定位于细胞质中。进化分析表明,小麦TaCHS蛋白与二穗短柄草亲缘关系最为密切。TaCHS基因在根、茎、叶、籽粒中均有表达,其中在茎中表达量最高;在灌浆期,籽粒中TaCHS的表达量呈现出先升高后下降再升高的变化趋势,且在花后14 d的表达量达到第一个峰值。通过对119份小麦品种的TaCHS序列分析,发现其在不同小麦品种间的保守性较强,共发现4种变异类型,TaCHS-A1a、TaCHS-A1b、TaCHS-A1c、TaCHS-A1d分别占85.72%,7.56%,3.36%,3.36%。综上,TaCHS-A1a类型为主要的变异类型,而不同小麦品种TaCHS基因在籽粒中的表达可能与类黄酮类物质积累有关。     

荒漠区滴灌施氮量对葡萄叶绿素荧光特性及碳代谢的影响

为了研究蛇龙珠葡萄各生育期施氮量对叶片光合特性和同化产物积累的影响,在滴灌条件下,设定4个尿素施用量:150(N1),300(N2),450(N3),600 kg/hm~2(N4),对照(CK)设置为0 kg/hm~2,分析各生育期(花前5 d DBF5、花后20 d DAF20和花后50 d DAF50)不同氮素营养对葡萄叶片的光合荧光参数及碳代谢相关指标的影响。结果表明:适量增施氮肥提高了叶片叶绿素含量和RuBp羧化酶活性,增强了葡萄树的光合作用,而叶片中PSⅡ有效光化学效率(Fv′/Fm′)、光化学淬灭系数(qP)、PSⅡ实际光化学效率(ΦPSⅡ)的提高及非光化学淬灭系数(NPQ)的降低使叶片叶绿素荧光增强,且N2下的Fv′/Fm′、ΦPSⅡ、qP在DAF20和DAF50时比同期CK分别显著升高了16.10%,17.80%;21.49%,21.13%及11.77%,19.73%;适量增施氮肥提高了蔗糖代谢相关酶的活性和可溶性糖含量,减少了淀粉含量,且在整个生育期,SPS、SS以及蔗糖在N3下有最高值,葡萄糖和果糖在N2下有最高值,而在DBF5、DAF20和DAF50时NI和AI分别在N2、N2和N1处理下有最高值。同CK相比,N2处理显著增加了可溶性糖、单宁、花青素的含量和可滴定酸含量,提高了坐果率和糖酸比,产量达14.50 t/hm~2。综上,在300～450 kg/hm~2的尿素施用范围内明显增强了叶片光合作用,促进可溶性糖的合成,从而为葡萄果实的生长发育供应足够的营养。     

基于几何模型的绿萝叶片外部表型参数三维估测

为快速高效获取叶类植物叶片的外部表型参数、掌握植株生长状况,以绿萝叶片为研究对象,提出一种基于几何模型的叶长、叶宽与叶面积的三维估测方法。利用微软Kinect V2相机,自80cm高度垂直位姿获取绿萝叶片局部点云,并进行直通滤波去噪与包围盒精简等预处理,测量得到点云外形参数,输入预先建立的SAE网络分类预测得到几何模型参数,并基于曲面参数方程建立叶片几何模型。采用粒子群优化算法计算几何模型离散点云和局部点云间的空间距离,进行空间匹配,利用遗传算法求解最优匹配模型的内部模型参数,输出最优匹配模型的叶长、叶宽与叶面积作为估测结果。实验共采集150片绿萝叶片的局部点云数据,将估测结果和真实值进行数学统计与线性回归分析,得出叶长、叶宽与叶面积估测的平均误差分别为0.46cm、0.41cm和3.42cm2,叶长估测R2和RMSE分别为0.88和0.52cm,叶宽R2和RMSE分别为0.88和0.52cm,叶面积R2和RMSE分别为0.95和3.60cm2。实验表明,该方法对于绿萝叶片外形参数的估测效果较好,具有较高实用价值。     

我国主要麦区主栽高产品种产量差异及其与 产量构成和氮磷钾吸收利用的关系

【目的】明确主栽高产品种产量差异与产量构成、氮磷钾吸收利用的关系,对于通过选育优良品种,进一步优化养分管理和栽培措施,缩小产量差,以指导我国主要麦区小麦的高产优质生产。【方法】于2016—2017年度在我国黄淮北片、黄淮南片和长江中下游3个主要冬麦区进行田间试验,种植各麦区主栽高产品种,研究高产小麦品种产量差异及其与干物质累积、产量构成和氮磷钾吸收利用之间的关系。【结果】黄淮北片、黄淮南片和长江中下游麦区籽粒产量均存在较大差异,分别介于7 751—8 702 kg·hm ^-2、7 302—8 413 kg·hm ^-2、5 554—到6 294 kg·hm ^-2。各麦区品种高产的原因不同,黄淮北片麦区,高产品种具有高的地上部生物量和收获指数,穗数也是高产的原因;黄淮南片麦区高的收获指数和穗粒数是高产的关键;长江中下游麦区高产的主要原因是高的收获指数和千粒重。黄淮北片麦区,高产品种有低的籽粒含氮量和需氮量以及高的氮生理效率;黄淮南片麦区,高产品种茎叶含磷量和需磷量较低,但磷生理效率和茎叶含钾量较高;长江中下游麦区,高产品种的籽粒含钾量低,籽粒含磷量和茎叶含磷钾量高,地上部氮磷吸收量高,磷生理效率低于而需磷量高于对照品种。【结论】总体来看,黄淮北片麦区鲁原118、黄淮南片濮麦168、长江中下游麦区华麦7号等具有较好的产量表现;在我国主要麦区,地上部生物量和收获指数仍是高产的关键,同时提高地上部养分吸收利用和养分收获指数,才能提高生理效率,降低养分需求量,实现小麦高产优质。     

农业现代化与农民职业化耦合视角下新型职业农民培育路径——以黑龙江为例

培育新型职业农民是推动小农户与现代农业发展有机衔接的重要举措之一,对保障农村人力资本和缓解"农村空心化、农业边缘化、农民老龄化"等农村建设问题具有支撑作用。基于农业现代化与农民职业化耦合视角,以黑龙江省为例,利用熵值法和耦合协调度模型,分析二者发展特征和耦合协调发展关系,以此为基础探究新型职业农民培育路径。结果表明,2015—2017年黑龙江省农业现代化综合评价指数在0.330～0.351间波动,农民职业化综合评价指数在0.323～0.329间波动。考察期内农业现代化的发展略超前于农民职业化的发展,且各地级市农业现代化和农民职业化综合发展水平存在较大差异,高值区集中在哈尔滨、绥化、齐齐哈尔等西南部城市。黑龙江省两大系统耦合度波动幅度较小,维持在0.478～0.481之间,整体处于拮抗耦合阶段;耦合协调度保持在0.387～0.389之间,耦合协调等级整体处于轻度失调阶段。耦合协调度在空间格局分布上呈现由东北部城市向西南部城市递增趋势。因此,为尽快实现农业现代化和农民职业化向优质协调方向发展,需进一步优化发展较为薄弱的新型职业农民培育工作,提出因地制宜制定培育目标;因势利导丰富培育内容;推陈出新探索培育模式;多措并举完善政策扶持体系来优化新型职业农民培育路径。     

解磷菌和根瘤菌复合接种对大豆和紫云英共生固氮的影响

从大豆根际及根瘤中分离获得2株具有较高解磷能力的细菌PSB-1和HZP1,通过Salkowski比色法和钼锑钪比色法,对这2个菌株产生IAA(indole-3-acetic acid,IAA)的能力和溶解无机磷的能力进行了测定,同时对紫云英和大豆进行接种,并对田间栽培的大豆进行了菌剂接种试验。结果显示:PSB-1及HZP1均具有解磷及产IAA的特性;单接种解磷菌HZP1或PSB-1均有促进紫云英和大豆生长的作用;相比于单接种根瘤菌,将这2株解磷细菌分别与根瘤菌混合接种能进一步提高大豆和紫云英的地上生物量、根瘤鲜质量和根瘤数。田间试验结果显示,单独接种根瘤菌剂或解磷菌剂都有一定的增产效果,但双接种根瘤菌剂和解磷菌剂的增产效果不明显。     

绵羊BMPR1A基因组织表达及其多态性与产羔数的关联分析

为探索BMPR1A基因在不同生理时期(卵泡期和黄体期)和不同繁殖力(单羔组和多羔组)小尾寒羊组织表达特征及其多样性与小尾寒羊产羔数的关系,采用qPCR技术检测BMPR1A基因在小尾寒羊14种组织中的表达特征。同时,采用Sequenom MassARRAY~?SNP技术对BMPR1A基因3个SNPs位点在大群中的多态性进行检测,并与小尾寒羊产羔数进行关联。qPCR结果显示,BMPR1A在14种组织中均有表达,其中在大脑、下丘脑和甲状腺组织高表达;BMPR1A在卵泡期和黄体期多羔组下丘脑和卵巢组织表达量均高于单羔组,但未达到显著水平。分型发现BMPR1A基因g.41128335AT和g.41127600CT位点在单、多羔绵羊品种间的基因频率和基因型频率达到显著水平。卡方适合性检验结果显示,3个SNPs在大多数绵羊品种中均处于Hardy-Weinberg平衡状态。关联分析结果发现,3个SNPs多态性与小尾寒羊各胎产羔数均无显著相关,但g.41128335AT和g.41127598AG位点突变型产羔数基本上均高于野生型。以上结果初步表明,BMPR1A基因表达与小尾寒羊产羔数增加存在一定程度的正相关,但3个SNPs与小尾寒羊各胎产羔数均无显著关联,说明它们可能均不是影响BMPR1A基因功能的关键位点。