不同种植密度条件下单混种作物的生长曲线

代谢比例理论（Metabolic Scaling Theory）认为,植物小个体或幼苗的生物量和物质能量代谢速率之间的异速生长指数为1,而随着植物个体的逐渐增大,其代谢异速生长指数逐渐趋近于3/4。2012年,Deng等基于代谢比例理论建立了植物小个体的动态生长模型。然而,对于受到种内或种间不同竞争压力的植物个体来说,其生长过程无疑将受到邻体竞争的影响,他们是否仍然遵循上述植物小个体的动态生长模型尚不得而知。本研究针对此科学问题选取了春小麦（Triticum aestivum）、胡麻（Linum usitisimum）、玉米（Zea mays）3种作物分别进行两两组合混合种植以及单独种植,种植密度分别为高、中、低3种不同密度梯度;在作物出苗至成熟期间,分别对株高、基茎、冠幅、生物量、以及不同时期样方植物密度共进行6次跟踪测定。通过对Deng等建立的植物小个体动态生长模型的拟合分析,发现在种植密度梯度下不论单种还是混种,其植物个体的生长曲线均符合植物小个体动态生长模型,且具有相似生态位的物种混种条件下的个体生长状况要好于单种条件下的个体生长状况,而低密度条件下的生长状况亦显著优于中、高密度个体生长状况。总之,不同竞争压力下的植物个体,其生长速率和成熟大小虽有所变化,但其生长曲线均符合上述生长模型的预测。该研究不但对植物小个体生长模型和代谢理论的可靠性进行了进一步的验证,而且还使该理论的应用与发展得到进一步的完善。     

不同种植年限苜蓿地土壤理化性状

本研究分析了半干旱区不同种植年限苜蓿(Medicago sativa)地土壤理化性状。结果表明,随着苜蓿种植年限的增加,0-100 cm土层土壤容重出现不规律的波动,苜蓿地土壤容重值整体偏大;土壤有机质随种植年限的增加而增大,随土层深度增加而显著减小(P<0.01),并且在种植5年的苜蓿地中提高最明显,在种植8年的苜蓿地中最低。各年限苜蓿地均表现出土壤有机质的“表聚性”。在一定的种植年限范围内,种植苜蓿对土壤有机质具有累积作用;土壤全氮含量随苜蓿种植年限的增长表现为先增大后减小的趋势,随土层深度的加深而逐渐减小,种植苜蓿4年时土壤全氮含量最大,8年时苜蓿地土壤全氮含量最低,并且土壤全氮含量主要集中于0-40 cm土层,全氮显著累积作用于表层土壤;土壤硝态氮随着苜蓿种植年限的增加而先增加后减小,随着土层的加深而逐渐降低,表层土壤对土壤硝态氮有累积作用,并且与苜蓿种植时间长短有显著相关性(P<0.05)。而铵态氮含量在剖面上变化不大,与苜蓿生长年限没有显著相关性(P>0.05)。今后需从栽培苜蓿草地的管理措施上深入探讨栽培苜蓿地的最佳种植和利用年限。     

利用流式细胞术鉴定桦木染色体倍性和DNA含量

基于流式细胞术（FCM）研究体系,构建能快速、准确鉴定桦木属植物倍性和测定DNA含量的研究体系,是测定不同桦木属植物倍性与基因组大小的有效方法。使用流式细胞术检测7种桦树属类物种,以物种不同生长状态（嫩叶、幼叶、成熟叶）为实验材料,不同存储方式（常温、冷藏和聚乙烯吡咯烷酮保存PVP）进行实验处理,对9种常用的裂解液进行筛选与优化。结果表明：桦木属植物DNA含量测定中,新鲜幼叶以1% PVP浸泡常温保存,并使用MgSO₄裂解液制备细胞核悬浮液上机效果最佳;桦木属植物中,基因组倍性依次为黑桦（(2.09 ± 0.04) Gb,8倍体） > 坚桦（(1.53 ± 0.08) Gb,6倍体） > 光皮桦（(0.87 ± 0.05) Gb,4倍体）=岳桦（(0.80 ± 0.07) Gb,4倍体） > 垂枝桦（(0.46 ± 0.03) Gb,2倍体）=河桦（(0.51 ± 0.01) Gb,2倍体）。因此,桦木属植物DNA倍性和DNA含量可以通过FCM研究体系进行测定,且3倍体（(0.66 ± 0.02) Gb）子代的鉴定结果表明光皮桦与河桦之间不存在生殖隔离。     

大兴安岭南段次生林区倒木对森林更新的影响

目的 内蒙古大兴安岭南段赛罕乌拉森林生态系统是内蒙古罕山次生林的典型地段。研究该地区的倒木分布情况以及倒木对森林更新的影响。 方法 采用样地调查法对样地内的倒木及其森林更新的情况进行调查。 结果 研究发现,倒木样地更新密度为（4 050±824）株·hm−2,枯立木样地更新密度为（2 950±265）株·hm−2,对照样地更新密度为（2 625±237）株·hm−2;赛罕乌拉倒木平均储量有（58.51±16.56）m3·hm−2,其中分解等级II、III、IV、V级的倒木分布密度分别为（50±21）、（806±198）、（189±76）、（22±5）株·hm−2。研究区倒木主要以“干基折断”的形式存在,占倒木总数的68.78%。 结论 大量倒木积累在林内,对种子、幼苗、幼树等更新产生障碍、拦截、遮阴作用,同时倒木在倾倒瞬间和倾倒后较长时间会对林下的更新幼苗等植物产生严重的压死、砸伤等负面影响,压死砸伤率为5.3% ～ 7.8%。但是适量高分解等级的倒木可促进幼苗、幼树生长,合理利用倒木与森林更新之间的关系,可有效促进森林健康发展。     

呼伦贝尔沙地樟子松生产力及其对气候因子的响应

目的 森林在减缓温室气体浓度和气候变化方面发挥着巨大作用,研究不同密度下林分生产力及其对气候的响应有助于森林生态系统的功能评估及适应性管理。 方法 本研究利用树木年轮学方法得到了呼伦贝尔沙地不同密度（用林分胸高断面积表示）的天然樟子松林净初级生产力,并结合气象因子分析其对温度、降水及干旱指数的响应。 结果 表明：胸高断面积为8.83、21.94、24.28、32.36和34.9 m2·hm−2的樟子松林的多年平均净初级生产力分别为1.17、2.99、3.55、4.69和4.86 t ·hm−2 ·a−1,随样地密度增加而增加;高密度樟子松林净初级生产力与上年7月和当年9月平均气温及平均最高气温显著正相关（P＜0.05）;5月降水是天然樟子松林净初级生产力的关键限制因子,所有密度林分的净初级生产力均与当年5月降水显著正相关（P＜0.05）;自上年11月至当年7月,净初级生产力与帕默尔干旱胁迫指数（PDSI）的相关系数随林分密度增加而减小,表明林分竞争的增加导致了净初级生产力对PDSI敏感性的降低。 结论 林分密度对呼伦贝尔沙地天然樟子松的净初级生产力及其气候响应存在明显影响,密度调整可能是气候变化下森林适应性管理的关键措施。     

基于深度残差网络的麦穗回归计数方法

单位面积的穗数是估算小麦产量的重要指标,针对传统麦穗计数方法效率低、主观性高等问题,将基于深度残差网络的密度回归模型引入麦穗的计数领域,建立原始图片与密度图的对应关系,以密度图像素值总和确定图像中麦穗数量.对ResNet34网络进行改进,提出了ResNet-16模型,实现端对端的麦穗计数.针对ResNet34网络复杂度...     

用于梯形渠道的仿翼形便携式量水槽水力性能

机翼形量水设施水力条件优、量水精度高,但翼形曲线的复杂性制约其推广,为此,该研究基于结构简单的仿翼形便携式量水槽,探究其在末级梯形渠道的适用性。模型试验设计5组收缩比、7组流量进行水力性能试验,在此基础上,基于FLOW-3D软件对比分析仿翼形与机翼形量水槽水力性能的差异,深入研究不同收缩比对仿翼形量水槽水力性能的影响。研究结果表明：数值模拟与试验结果的水深数据吻合,误差小于4.91%,数值模拟的方法准确可靠;简化后未改变机翼形过流顺畅、雍水高度小等特点;所有工况上游佛汝德数均小于0.5,雍水高度小于7.6 cm,满足测流精度和渠道安全的要求,收缩比在0.60~0.64范围时,量水槽水力性能最优;基于能量方程及临界流原理建立的流量公式精度较高,平均测流误差为2.75%。该研究表明仿翼形保持了原机翼形良好的水力性能,测流精度高且曲线形式简单,便于推广,对于促进灌区末级梯形渠道便携式量水槽的推广具有实用价值。     

双吸泵作液力透平叶轮内非定常流动DMD分析

为了精确分析双吸泵作液力透平叶轮内的非定常流动特性,采用SST k-ω湍流模型在设计工况下进行数值模拟。对一个周期的非定常速度场进行动态模态分解(DMD),并结合Q准则,得到前4阶主要模态及其相应的时空信息。分析结果表明：DMD方法将叶轮内复杂的流场特征分解为动静干扰模态、基本模态和耗散模态。其中动静干扰模态占主导地位,频率为叶轮旋转频率,反映出叶轮内流动受静止部件干扰的流动特征,涡结构主要为点状涡和不连续的管状涡;基本模态频率为0Hz,反映出叶片流道几何特征引起的稳态流场特征,涡结构主要为连续的管状涡;3阶及4阶模态为耗散模态,反映出叶轮内流动受静止部件干扰,在叶片上产生的流动分离及不稳定涡结构脱落的特征,以片状涡和不连续的管状涡为主。在特定频率下DMD方法可以对叶轮流场结构进行分解,能够清楚地分析双吸泵作液力透平叶轮内复杂流场的非定常特性。     

U形渠道圆头量水柱测流影响因素试验及模拟

为研究U形渠道圆头量水柱的测流规律及影响因素,基于绕流理论和RNG k-?湍流模型,对18种体型圆头量水柱5种工况下的水力性能进行全流场数值计算,获得了时均流场、断面流速分布及柱后水流流态,并与实测值进行对比。同时,通过模型试验与数值仿真研究了V形尾翼对测流的影响。结果表明：水力参数的实测值与模拟值具有较好的一致性,渠道底坡为1/1 000,流量为45.01 L/s,收缩比及长宽比分别为0.50和2时,驻点处横断面最大流速模拟值与实测值相对误差为1.51%,水深15 cm位置剖面最大流速模拟值与实测值相对误差为0.45%。适宜长宽比的V形尾翼可以有效改善过槽水流：当收缩比为0.50～0.75时,建议长宽比为3/2～2;当收缩比＜0.50时,长宽比应相应增大,但不宜＞5/2。通过回归分析得到的圆头量水柱流量计算公式,在收缩比为0.63时最大测流误差为4.95%,平均误差仅为0.10%,该研究为圆头量水柱在中国北方灌区末级渠系的进一步应用提供参考。     

不同密度下近天然落叶松云冷杉林各土层土壤理化特征

本研究以8块不同林分密度近天然落叶松云冷杉林为对象, 研究不同林分下密度对不同土层土壤的理化特征。结果表明, 相同林分密度条件下, 土壤物理性质随土层深度增加呈显著变化(P0.05);除全氮外, 其他养分元素浓度差异不显著(P0.05)。不同密度条件下的土壤养分浓度并未表现出明显的变化规律, 也没有在某一密度之后出现明显的下降现象。林分密度为1 058株·hm-2时, 虽然土壤养分浓度有所降低, 但总体差异并不显著。这说明在试验区目前林分密度下, 土壤养分状况并未受影响, 可适当补植, 增加林地的利用效率。