合肥市高校城市森林树冠覆盖分析

以合肥市二环内、大学城和职教城3个典型区域的15所建设于不同年代的高校为研究对象,应用Arc GIS判读2018年卫星遥感影像,统计分析高校林木树冠覆盖特征。结果表明:①15所高校现实树冠覆盖面积283.25 hm~2,整体树冠覆盖率29.67%;各高校现实树冠覆盖率在11.90%～43.89%间变化,潜在树冠覆盖率在1.73%～30.00%间变化。②超过2/3的高校树冠覆盖率处在高覆盖度或极高覆盖度。③早期建设的高校现实树冠覆盖率整体上高于后期建设的,二环内高校(38.69%)最高;而在树冠覆盖潜力增长方面正好相反,职教城高校潜在树冠覆盖率(19.02%)最高。进一步分析发现,合肥市高校城市森林未来整体树冠覆盖率可提高至40.14%,不同年代区域高校树冠覆盖差异主要受时间跨度对树木的影响和高校绿化建设思路的影响。     

Effect of the L-D1 alleles on leaf morphology,canopy structure and photosynthetic productivity in upland cotton (Gossypium hirsutum L.)

One of the most important objectives for breeders is to develop high-yield cultivars.The increase in crop yield has met with bottlenecks after the first green revolution,and more recent efforts have been focusing on achieving high photosynthetic efficiency traits in order to enhance the yield.Leaf shape is a significant agronomic trait of upland cotton that affects plant and canopy architecture,yield,and other production attributes.The major leaf shape types,including normal,sub-okra,okra,and su...     

基于无人机影像的冠层光谱和结构特征监测甜菜长势

甜菜是中国北方地区重要的经济作物。快速、准确、高通量的获取甜菜的地上部和块根鲜质量、块根含糖率、叶绿素含量对甜菜生产具有重要意义。该研究采用无人机搭载数码和多光谱相机,获取甜菜叶丛快速生长期、块根及糖分增长期和糖分积累期的数码影像和多光谱影像,提取了冠层的结构特征和光谱特征。选择随机森林回归（Random Forest Regression,RFR）和偏最小二乘回归（Partial Least Squares Regression,PLSR）2种建模方法基于获取的冠层特征,构建甜菜全生育期的地上部和块根鲜质量、块根含糖率和SPAD（Soil and Plant Analyzer Development）值估算模型。研究结果表明,随机森林回归模型和偏最小二乘回归模型对地上部和块根鲜质量、含糖率都做出较好的预测,R2范围分别为0.9～0.94、0.88～0.9,rRMSE范围分别为7.6%～17%、8.8%～20%。对SPAD值的预测均较弱,R2分别为0.66和0.67。为了减小输入变量集的大小以及去掉对预测不敏感的变量,该研究采用置换重要性（Permutation Importance,PIMP）来筛选冠层光谱特征和结构特征中对预测有重要影响的变量。结果表明基于筛选出的重要性特征构建的随机森林回归模型和偏最小二乘回归模型对地上部和块根鲜质量、含糖率都做出较好的预测,R2范围分别为0.89～0.94、0.74～0.91,rRMSE范围分别为7.3%～19%、7.6%～19%。对SPAD值的预测均较弱,R2分别为0.65和0.68。进一步表明随机森林回归模型在精度上略好于偏最小二乘回归模型。同时基于PIMP筛选变量的方法在保持原有精度的同时能实现降低数据收集复杂性的目的。研究结果为基于无人机遥感技术快速、准确监测甜菜长势和估测块根类作物的根部活性物质提供了参考。     

基于深度学习的玉米拔节期冠层识别

为了满足田间玉米植株快速识别与检测的需求,针对玉米拔节期提出了基于深度学习的冠层识别方法,比较并选取了适于玉米植株精准识别和定位的网络模型,并研制了玉米植株快速识别和定位检测装置。首先拍摄玉米苗期和拔节期图像共计3 000张用于训练深度学习模型,针对拔节期玉米叶片交叉严重的问题,提出了以玉米株心取代玉米整株对象的标记策略。其次在Google Colab云平台训练SSDLite-MobileDet网络模型。为了实现田间快速检测,开发了基于树莓派4B+Coral USB的玉米冠层快速检测装置。结果表明,田间玉米冠层识别模型精度达到91%,检测视频的帧率达到89帧/s以上。研究成果可为田间玉米高精度诊断和精细化作业管理奠定基础。     

基于无人机遥感影像的玉米冠层温度提取及作物水分胁迫监测

针对当前无人机热红外遥感提取冠层温度不准确、监测作物水分胁迫状况精度不高的问题,该研究以不同水分处理的拔节期夏玉米为研究对象,利用无人机获取试验区域热红外和可见光图像资料,分别采用Otsu算法、EXG-Kmeans算法和Otsu-EXG-Kmeans算法获取冠层区域图像,并对提取结果进行精度评价,而后采用最优算法求得对应作物水分胁迫指数（Crop Water Stress Index,CWSI）,通过分析CWSI同土壤含水率相关关系以及CWSI日平均变化趋势来监测玉米水分亏缺状况。结果表明：1）相比于其他方法,Otsu-EXG-Kmeans算法对冠层温度提取精度更高（用户精度为95.9%）,提取的冠层温度更接近实测温度（r=0.788）,可以准确获取图像冠层温度。2）相比于冠层温度,CWSI与土壤含水率的相关性更高（r= -0.738）,CWSI日平均变化趋势更符合实际情况,可更加精确地监测玉米缺水状况。该研究为无人机遥感精准监测作物水分胁迫状况提供参考。     

喷灌均匀性和灌水量对冬小麦冠层下水量分配的影响

为研究冬小麦冠层对喷灌水量的再分配规律,探讨不同灌水量下喷灌均匀性对土壤含水率空间分布、冬小麦生长状况及产量的影响,于2020-2021年在常州市金坛区开展了冬小麦田间喷灌试验。该试验依据作物需水量设置3个灌水量（充分灌溉、2/3需水量、1/3需水量）处理和2个喷灌均匀性（高：75%、低：55%）处理,通过冠层上、下雨量筒和自制的茎流收集器测量喷灌水量分布,并对喷灌后的土壤含水率（Soil Water Content,SWC）、冬小麦生长状况及产量的空间分布进行了监测。结果表明,冠层上喷灌均匀性比冠层下高约1.5%。喷灌水经冬小麦冠层再分配后所形成的棵间穿透流量、茎秆流量以及冠下喷灌损失分别占冠层上部水量的56.0%～73.9%、25.0%～37.0%和2.5%～12.7%。冠下穿透流率和茎秆流率与冬小麦的冠层特征（叶面积指数、株高）极显著相关（P<0.01）,而受喷灌均匀性和灌水量的影响较小。茎秆流率变异系数高于穿透流率变异系数。喷灌后24 h,0～20 cm深度土壤水分的变化与冬小麦产量及产量变异系数显著相关（P<0.05）。低喷灌均匀性会导致区域性缺水（SWC<65%田间持水量）,引发小范围减产,产量变异系数增大,减少灌水量则会加剧这一现象,冬小麦显著减产,灌水量对产量的影响占主导作用。该研究可为冬小麦的喷灌设计提供理论依据。     

膜下滴灌棉田冻融期土壤剖面水盐热分布动态

为了深入揭示干旱区膜下滴灌棉田冻融期土壤水、盐和温度的动态变化规律,利用Hydra水盐热系统实现对冻融期宽行、窄行和膜间位置15,25和40 cm深度土壤液态水分、温度和电导率实时等间隔加密监测,分析了冻融期土壤水盐热动态变化过程.结果表明:同一位置不同深度液态水分、电导率和温度动态变化规律一致;冻融期内盐分垂向运移规律为深层土壤内的盐分向表层运移,冻融作用使盐分发生了重分布,加重了土壤40 cm深度的盐分含量,电导率增值范围为20~80 μS/cm,并且冻融前后不同位置电导率以位置排序由大到小为宽行,窄行,膜间;在冻融过程中不同位置土壤温度、液态水分和电导率两两之间存在着正相关关系(P<0.01),其相关系数大于0.74,而电导率与温度和液态水分两者也存在极强的多元一次函数关系(P<0.01),其相关系数大于0.90;冻结和融化并不是重合的过程,而是在期间会出现分叉点,分叉点出现在-1 ℃附近.研究结果对制定合理的非生育期灌溉制度具有重要参考意义.     

盐碱地公园绿化树种的选择

为更好地指导大庆市及采油七厂公园盐碱地的绿化,在规划地土壤表层化学性质测定的基础上,参照不同树木耐盐能力上限,分别对全盐量在0.1%～0.3%、0.3%～0.5%、0.5%～0.7%、＞0.7%的131个样点上绿化树种的生长状况进行了调查及分析,并进而给出了树种选择及绿化工作的建议.     

樱桃透光和郁闭树冠相对光照强度及其果实品质和产量的差异

 以13年生‘红灯’甜樱桃（Prunus avium L.）为试材,应用树冠分格方法,研究了树冠透光和郁闭两种冠型内相对光照强度及其果实品质和产量的差异,以及相对光照强度与果实产量品质的关系。结果表明,两种树冠内相对光照强度均自下而上逐渐增高,透光和郁闭树冠小于30%的相对光照区域分别占树冠总体积的25.23%和52.78%。透光树冠果实分布均匀,主要集中在树冠1.5～2.5 m的高度;而郁闭树冠果实分布差异较大,主要在树冠的外围和上部;产量分别是9.02t.hm-2和3.53t.hm-2。果实品质因素与相对光照强度的回归分析表明樱桃单果质量、果实硬度、果实可溶性固形物含量、可滴定酸含量、固酸比最佳的相对光照强度值分别为76.52%、46.84%、100.00%、41.63%和75.77%。     

不同胁迫条件对青菜生理生化指标的影响

对苏州青、阳都青菜2个品种的幼苗分别进行低温弱光（4～8℃;500 lx）双重胁迫和低温弱光盐（200 mmol/L的NaCl溶液）三重胁迫处理。结果表明：随着胁迫时间的增长,植株体内超氧化物歧化酶（SOD）总活性、叶绿素（CHL）的含量均呈下降趋势,丙二醛（MDA）和可溶性糖的含量均呈上升趋势,且不同品种的青菜幼苗的各项生理生化指标的变化及程度不同,分别表现出不同的耐低温弱光和对低温弱光盐胁迫的抗性。