基于分数阶微分视频融合的森林烟火检测算法

森林火灾检测是国内外林业应用研究的重要课题之一。及时准确地检测到森林火灾,对于森林健康及环境安全意义重大。现有的利用视频技术检测森林火灾的方法大多针对单一波段,如可见光波段或红外波段的视频信息进行分析,然而在实际应用过程中,由于森林环境复杂,基于单一波段视频信息检测火灾的结果欠佳。现阶段,基于多个波段的森林火灾检测方法非常少。本文综合利用红外及可见光视频特征,提出了一种基于分数阶微分视频融合的森林烟火检测算法,将分数阶微分理论引入红外视频和可见光视频融合中,利用分数阶微分算子对两个波段视频进行融合,然后利用背景去除法检测融合视频中的异常帧,且对异常帧图像及其与背景帧的差分图像分别进行图像分割,最终得到检测出的森林烟火区域。采用空间频率、平均梯度、森林火灾检测准确率和森林火灾检测时间误差度4个测度对本文算法和基于区域能量融合算法、基于窗口方差融合算法、基于HSI变换融合算法进行定量分析和比较。结果表明,本文算法的融合视频的融合效果最佳,并且森林火灾检测准确率和森林火灾检测时间误差均明显优于其他3种算法,说明本文提出的算法具有较好的有效性和准确性,为森林火灾检测提供了有利的新途径。      

玉米茎结构参量与产量关联及最优化分析

高效高产农业是可持续生产的重点,为研究玉米茎结构参量综合利用效率及最优利用率产量提高幅度,本研究使用2015年北京市小汤山镇获取的玉米数据,将玉米茎结构参量作为输入指标,生物量、产量和经济系数为产出指标,运用数据包络分析探讨利用效率及最优利用效率。结果表明:‘京华8号’玉米茎结构参量利用效率都保持在0.7以上,仅67%达到最优利用效率水平;小喇叭口期和抽雄期茎结构参量利用效率中上部茎粗最差,下部茎粗最优但仍有提高潜力;玉米茎结构参量综合利用效率最优效率时资源充分利用产量有不同程度的提高,其中抽雄期提高产量最大为32%。玉米茎结构参量利用效率尚未达到最优,提高其利用效率尤其抽雄期可显著提高产量。     

湘南旱地土壤热通量变化特征分析

基于2014、2015年6~9月的太阳辐射和土壤热通量观测资料,分析了湘南旱地土壤热通量变化特征。研究表明,6~9月,旱地土壤热通量季节和月变化都呈逐渐减少趋势;5和10 cm晴天土壤热通量日变化呈单峰曲线,与太阳净辐射日变化趋势一致;5和10 cm土壤日均热通量与太阳日均净辐射量之间存在极显著的线性关系。     

Transferring water from irrigation to higher valued uses: a case study of the Zhanghe irrigation system in China

The Zhanghe irrigation system (ZIS) is located in the Yangtze River Basin approximately 200 km west of Wuhan in Hubei Province. The reservoir was designed for multiple uses—irrigation, flood control, domestic water supply, industrial use, aquaculture, and hydropower. Over a period of more than 30 years a steadily increasing amount of water has been transferred from irrigation to other uses. Activities on the part of government, irrigation system managers, and farmers made this transfer possible with only modest decline in rice production. Most important factor was the steady increase in rice yields. The water pricing system provided an incentive for ZIS to reduce irrigation releases. With the steady decline in releases, farmers were forced to find ways to save water. Farmers improved existing ponds and built new ones to store water (improved infrastructure). Access to pond water on demand facilitated the adoption of alternate wetting and drying (technology) particularly in dry years. The establishment of volumetric pricing (price policy) and water user associations (institutions) may also have provided incentives for adoption of AWD, but more research is needed to establish their impact. These activities taken together can be seen as potentially complementary measures. Farmers received no direct compensation for the transfer of water, but recently farm taxes have been reduced or altogether abolished. Further reduction in water releases from the ZIS reservoir could adversely affect rice production in normal or dry years.     

网围养蟹对浮游植物群落结构变化的影响

2008年6月至2009年5月,调查了阳澄湖网围养殖区及对应湖泊区域3组对照点的浮游植物群落结构特征,分析了浮游植物群落结构与环境变量之间的关系,利用多种参数对其水质进行评价。经鉴定,共采集到浮游植物8门116属275种,网围内主要优势种为不定微囊藻(Microcyst isincerta)、铜绿微囊藻(M.aeruginosa)和伪鱼腥藻属未定种(Pseudoanabaena sp.),网围外主要优势种为不定微囊藻、铜绿微囊藻、伪鱼腥藻属未定种及密集微囊藻(M. densa)。网围内浮游植物生物密度年均值[(3 143. 38±3 660. 84)×104个/L]及生物量[(3. 71±2. 31) mg/L]均低于网围外湖区对照点生物密度年均值[(3 830. 77±4 296. 56)×104个/L]及生物量[(5. 24±4. 10) mg/L]。冗余分析(RDA)表明,水温是影响浮游植物群落结构的主要环境因子,与生物密度呈正相关关系。水质分析表明,网围内外水体均为富营养化中污染水平,且3组对照点之间无显著性差异(P 0. 05)。     

辣椒 CaTPS8 基因克隆与表达分析

海藻糖-6-磷酸合酶（Trehalose-6-phosphate synthase, TPS）在植物非生物胁迫响应中起着重要的调控作用。以辣椒品种‘强丰101’为材料,对 CaTPS8 基因进行克隆和表达分析。结果表明,该基因CDS的完整开放阅读框为2 553 bp,编码850个氨基酸。生物信息学分析发现,CaTPS8蛋白的分子质量为96 ku,理论等电点为5.65,不稳定系数为48.09,推测为不稳定蛋白。蛋白结构预测显示CaTPS8蛋白包含Glyco_transf_20和 GT20_TPS两个保守结构域,属于亲水性蛋白,没有跨膜结构和信号肽序列。二级、三级结构预测表明该蛋白的结构主要为α-螺旋和无规则卷曲。系统进化关系分析表明, CaTPS8蛋白与马铃薯和番茄的同源性最高,其相似度分别为87.78%和86.92%,与高粱的同源序列相似度最低,为64.76%。实时荧光定量PCR分析表明, CaTPS8 基因在辣椒花中表达量最高。同时, CaTPS8 基因的表达受到低温的诱导,在处理 3 h时相对表达量最高,约为对照的25倍。此外,IAA、ABA、SA、GA₃和MeJA处理能够抑制 CaTPS8 基因的表达。研究结果为进一步阐明 CaTPS8 基因响应辣椒非生物胁迫的分子机理奠定基础。     

渤海中南部海域浮游动物群落结构及其与环境因子的关系

为探究渤海中南部海域浮游动物群落结构及其与环境因子的关系,于2018年5月和9月对渤海中南部海域进行了2个航次的浮游动物调查,并应用冗余分析(RDA)研究环境因子对浮游动物群落结构的影响。结果显示,共鉴定浮游动物39种,隶属8类。5月鉴定浮游动物22种,第一优势种为中华哲水蚤(Clalnus sinicus),9月鉴定29种,第一优势种为强壮箭虫(Sagitta crassa)。调查海域Shannon-Wiener多样性指数均值为2.01,均匀度指数均值为0.61,物种丰富度指数均值为1.05。5月调查海域浮游动物丰度均值(2371.8ind/m_³)高于9月(231.2 ind/m_³)。空间分布上,从5月到9月,浮游动物丰度高值呈现从中部向南部移动的特点。冗余分析结果表明,水温、溶解氧、叶绿素a、盐度和化学需氧量是影响该海域浮游动物群落结构的最主要因子。     

杂交水稻区域试验非平衡资料产量性状的分析

对１９９１－１９９２年全国籼型杂交水稻区域试验中１５个迟熟组新组合在２２个参数试点的汇总资料,运用朱军等提出的作物品种区域试验非平衡资料的统计分析方法,进行了产量性状的稳定性分析,并选择了不同地区选送的组织进行线性对比。     

基于图像的水稻病害识别方法研究

利用图像处理技术和贝叶斯判别法对水稻3种常见病害进行识别研究。首先,利用颜色特征与病斑外轮廓分割病斑,提取病斑形态、颜色、纹理特征共63个参数;然后,应用逐步判别分析法对4个不同参数集合筛选最有效识别参数;最后,利用贝叶斯判别法进行分类识别。结果表明,逐步判别法最多可使参数减少到原来的35.2%,识别准确率最高为97.2%。该方法可以应用于其他农作物病害识别。     

橡胶树胶乳HbPLDα1基因及其启动子的克隆与生物信息学分析

植物磷脂酶PLDα1与伤害信号转导密切相关,是伤害诱导内源茉莉酸（Jasmonic acid, JA）生物合成的关键酶之一。橡胶树胶乳PLDα1基因（HbPLDα1）表达的研究将有助于揭示橡胶树乳管细胞JA信号转导及其调控橡胶生物合成的机制。在EST序列的基础上,通过RACE和Genome Walking方法分别克隆了橡胶树胶乳的HbPLDα1基因及其启动子序列。HbPLDα1基因的cDNA全长为2 870 bp,包含长度为2 427 bp的完整开放阅读框（ORF）,具有典型的植物PLDα蛋白保守功能域,与同属大戟科的蓖麻和麻风树的PLDα1基因亲缘关系最近。HbPLDα1基因启动子区域长为1 559 bp,除含有TATA box和CAAT box等基本顺式作用元件外,还存在JA和脱落酸等激素响应元件以及干旱胁迫等环境信号响应元件,这表明HbPLDα1基因的表达可能受激素和环境信号的调控,在橡胶树乳管细胞对激素和环境信号的响应过程中发挥重要作用。