基于超参数优化算法下的随机森林模型预测奶牛呼吸频率

奶牛呼吸频率是评估环境造成的奶牛热应激程度的重要指标之一。该研究基于随机森林（random forest,RF）算法提出了适用于生产条件下的奶牛个体呼吸频率准确预测模型,为了平衡模型精度与计算效率问题,利用遗传算法（genetic algorithm,GA）、差分进化（differential evolution,DE）算法、粒子群优化（particle swarm optimization,PSO）算法、贝叶斯优化（Bayesian optimization,BO）算法对模型超参数进行优化,并与网格搜索（grid search,GS）下的人工神经网络（artificial neural network,ANN）和极限梯度提升机（extreme gradient boosting,XGBoost）模型进行了对比分析。研究结果表明,使用融合环境参数的修正温湿指数（adjusted temperature-humidity index,ATHI）、时间区域、奶牛产奶量、泌乳天数、身体姿势以及胎次作为输入特征时,基准RF模型的预测性能最佳。在此基础上,4种智能优化算法下的RF模型性能优于GS-ANN和GS-XGBoost,其中BO-RF的综合性能最优,其决定系数、平均绝对误差、平均绝对百分比误差以及均方根误差分别为0.614、7.723、14.4%、9.737,超参数优化耗时约为DE-RF的1/220。特征重要性分析表明,输入因子对奶牛呼吸频率的影响程度不同,ATHI是影响力最高的因子,相对重要性（relative importance,RI）为0.71,其次是时间区域（RI=0.09）和奶牛产奶量（RI=0.07）。研究为奶牛生产、健康评价及牛舍环境精准调控提供了有效方法和基础。     

基于随机森林特征优选的雪茄烟叶晾制过程含水率预测

针对雪茄烟叶晾制过程含水率人工判断主观性强、准确度低等不足,以及对影响雪茄烟叶晾制过程含水率预测的重要表观特征尚不明确等问题,该研究基于图像特征提取以及机器学习技术实现雪茄烟叶晾制过程含水率的预测。试验以雪茄烟品种“云雪2号”为试验材料,获取晾制过程的烟叶图像的颜色、轮廓、纹理以及部位四类特征并筛选出雪茄烟叶含水率预测的优选图像特征子集。在此基础上,构建了随机森林（random forest, RF）、支持向量机（support vector regression, SVR）与反向传播神经网络（back propagation neural network, BPNN）模型,并利用遗传算法（genetic algorithm, GA）对各模型超参数进行优化,将原始图像特征集与优选图像特征集输入3个机器学习模型,构建出6种模型-特征组合方案,依据晾制时期对原始数据集进行划分,并对测试集进行预测。最终结果显示：GA-SVR模型+优选图像特征子集的组合方案在测试集上表现最优,其决定系数（coefficient of determination,r²）与均方误差（mean square error,MSE）分别为0.980和0.001,且运行时间最短（运行时长=0.128 s）。研究结果可为雪茄烟叶晾制过程智能化控制提供理论依据。     

"十一五"期间提高大洼县农民收入的对策与途径

总结了农业发展单纯依靠农产品价格提高,农业结构不合理,农产品加工业落后,剩余劳动力较多等制约大洼县农民增收的主要因素,提出了加大农业结构调整力度,大力实施节水、节肥农业,做大做强企业,推进农民外出务工等增收的对策与途径,为大洼县“十一五”期间实现农民人均纯收入达6500元打下坚实基础。     

京珠高速公路从化段生态景观林13个乡土阔叶树种生长表现初探

在京珠高速公路从化段两侧生态景观林改造套种中,对2003年乡土树种造林中的枫香等6个主要造林树种进行生长分析,结果表明:各树种间高生长存在显著差异,黎蒴林木生长较好,红锥、黄樟、枫香、木荷、山杜英较差;对蓝花楹等7个伴生树种的生长分析结果表明:各树种间高生长存在着明显差异,蓝花楹生长较好,凤凰木、米老排、火力楠次之,红花油茶、大叶紫薇、大头茶较差。乡土树种与速生树种间种中的黎蒴等4个造林树种的高生长分析结果表明:黎蒴、黄樟、木荷、大头茶与卷荚相思间种的高生长明显优于与尾叶桉间种。     

松木刨花和枫木刨花水提取物对小鼠骨髓红细胞的影响

目的利用微核试验了解松木刨花和枫木刨花的遗传毒性。方法80只NIH种小白鼠随机分为8组,每组10只。其中3组分别以100、50、12.5g/kg剂量的松木刨花水提取物染毒,另3组分别以100、50、12.5g/kg剂量的枫木刨花水提取物染毒,1组(阳性对照组)以环磷酰胺50mg/kg染毒,1组((阴性对照组)以生理盐水染毒。染毒方法均是先经口染毒,24h后以同样剂量再次灌胃。6h后颈椎脱臼处死动物,制片,观察并计数嗜多染红细胞的微核率。结果以松木刨花及枫木刨花水提取物染毒的各组小白鼠的微核率与阳性对照组比较差异有统计学意义(P<0.01),与阴性对照组比较差异无统计学意义(P>0.05)。结论松木刨花和枫木刨花的水提取物对小鼠的骨髓细胞未见有何致突变性。     

黄土高原不同生态类型区退耕还林(草)综合效益评价指标体系构建研究

退耕还林(草)综合效益评价指标体系的构建是退耕还林(草)工程效应评价的一个重要环节.首先根据黄土高原地区的自然环境现状和生态类型区划原则,将黄土高原划分为4个不同的生态类型区;然后根据综合效益评价指标体系建立的原则和方法,从生态、社会经济2个层次中选取对黄土高原影响较大的28个指标因子,建立适合黄土高原地区的退耕还林(草)综合效益评价指标体系;最后根据每个生态类型区的特征和自然状况,确定不同生态区域各评价指标的权重.     

新疆北屯绿洲弃耕农田的植被变化特征

在北屯绿洲选择了3组不同年限的次生盐渍化弃耕农田,分别计算了样地内每种植物的重要值,采用Shannon-Wiener指数、Pielou指数、Simpson指数测定了生物多样性.结果表明:3组群落组成存在显著差异,优势种更替明显.3组群落构成依次为,一年生草本、一年生草本 多年生小半灌木、多年生草本 灌木.物种多样性表现为2年群落＞5年群落＞13年群落;群落均匀度表现为2年群落＞5年群落,而5年与13年群落相当,但是生态优势度却表现出与物种多样性相反的趋势,即2年群落＜5年群落＜13年群落.     

不同文明背景下城乡居民收入、消费差异比较研究——以酒泉、嘉峪关市为例

本文通过利用2000-2004年城乡居民收入和消费的统计资料,对酒泉市与嘉峪关市这两市的城乡居民收入结构、变化趋势和消费结构、变化趋势进行了对比分析。结果表明:①城乡居民收入差额逐步扩大,但发散和收敛的状况不一致,两地相比,嘉峪关市表现出更明显的收敛性,而肃州区则仍然有较强的发散性;城乡居民收入构成各异,依赖性存在较大的差别;②城乡居民生活消费支出比逐步扩大,其发散和收敛的状况与居民收入变化趋势形成反差,嘉峪关市表现出更大的发散性。究其原因:①城市发育的基础和职能不同;②城市经济结构和就业结构不同。     

自然保护区林缘社区能源需求分析与研究——以甘肃白水江国家级自然保护区为例

本文以白水江自然保护区林缘社区居民能源需求调查为依据,初步说明了林缘社区能源需求的现状。在此基础上,分析了当地居民对森林的依赖程度,进而对这种高依赖度的成因及对自然保护区生态环境的影响做出了有益的探讨,并提出了相应的建议和对策。     

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。