基于病害高发期气象因子的三七病害发生率预测

准确预报病害发生率是提前应对三七病害、提高产量和品质的重要基础。该研究利用2018－2019年云南红河州三七种植基地内田间气象数据和病害发生率资料,采用主效应分析（Principal Components Analysis, PCA）来避免多元共线性的发生。以2018年和2019年的5－9月气象数据集作为训练集与验证集,以随机森林（Random Forest, RF）算法作为基础学习机构建初步预测模型,最后通过梯度下降（Gradient Descent, GD）算法进行优化。结果表明,土壤温度与棚内湿度均与病害发生率呈正相关,其皮尔逊相关系数在0.25～0.75之间,棚内土壤热通量和三七冠层上方土壤热通量均与病害发生率呈负相关,其皮尔逊相关系数在-0.75～-0.25之间;通过随机森林获得的模型的均方根误差为0.23;通过梯度下降优化,代价函数收敛时值为241.003,并获得各个气象因子对三七病害高发期的病害发生率影响的权重,其中土壤温度正相关程度最大,权重为21.686,三七冠层上方的土壤热通量负相关程度最大,权重为-13.834。该研究结果在通过田间气象因子预测三七病害高发期的病害发生率上具备可靠的预测能力,可为降低三七病害的设施环境调控和智能化管理提供理论依据和技术支持。     

尿素浓度梯度复性重组牛白细胞介素-2

尿素浓度梯度已成功用于多种重组蛋白的复性,对尿素浓度梯度复性rbIL-2进行研究,结果表明:调整变性rbIL-2的浓度在4 mg/mL左右,添加DTT使其达到10 mmol/L,4℃搅拌过夜,4℃分别对4、3、2、1 mol/L尿素,50 mmol/L Tris.Cl,pH 8.5透析12 h,然后再对pH 8.5的PBS透析12 h,可成功对rbIL-2复性,复性率达70%左右。生物活性测定表明得到了具有较高生物活性的rbIL-2。     

橡胶树工厂化繁育技术优化与改进

在海南五指山自然保护区核心区选择海拔高度为700～850 m、850～1 000 m、1 000～1 150 m、1 150～1 300 m、1 300～1450 m、1 450～1 600 m、1 600～1 750 m、1 750～1 867 m共8个连续的海拔梯度,分别对植物群落中的野生兰科植物进行普查。结果表明,海南五指山野生兰科植物的垂直分布格局呈“中间膨胀型”或“单峰型”,随着海拔升高,各海拔段有野生兰科植物依次为20、30、29、24、12、9、7、2种,其中850～1 300 m 海拔段的物种多样性较高。对各海拔样点的聚类结果表明,海南五指山野生兰科植物可分为“高山生态分布”、“温凉潮湿型”、“湿热型”、“半干热或干热型”4种生境类型,海拔850 m为五指山野生兰科植物区系垂直分布的分界,是五指山野生兰科植物由热带向亚热带成分过渡的分界线。     

青藏高原不同退化梯度下植被蒸散发的时空格局研究

全面深入地了解青藏高原蒸散发与植被退化的关系对陆地生态系统的稳定有十分重要的意义。本文选取MODIS16A2数据分析青藏高原及其14 个子流域蒸散发的时空格局,同时选用MODIS NDVI及GIMMS NDVI3g数据采用像元二分模型计算青藏高原植被覆盖度,进而识别青藏高原植被退化梯度和植被变化区,以此探究2001—2020 年青藏高原不同退化梯度和不同植被变化区蒸散发的变化趋势。结果表明：2001—2020 年青藏高原蒸散发呈波动上升趋势,空间上呈中部低,东南高的态势,14 个子流域中羌塘高原区的蒸散发最高,黄河流域的蒸散发最低,同时大部分地区蒸散发未来将呈现下降趋势。青藏高原各植被类型中灌木的蒸散发最高,其次是森林和草地。2001—2020 年青藏高原植被退化不断减弱,各退化区蒸散发的均值排序为：未退化区>轻度退化区>极重度退化区>中度退化区>重度退化区。青藏高原植被恢复区集中在青海湖和柴达木盆地周边区域且植被恢复区面积高于植被恶化区,各植被变化区的年均蒸散发呈波动上升趋势,总体呈植被恢复区>植被不变区>植被恶化区。识别青藏高原植被退化梯度及植被蒸散发的时空特征能为当地生态安全格局构建和高寒植被退化的恢复治理提供参考。     

玉米秸秆粉碎还田对黑土坡面土壤侵蚀特征的影响

为探究玉米秸秆粉碎还田对黑土坡面土壤侵蚀特征的影响,对不同坡度(3°,5°和7°)下不同玉米秸秆粉碎还田量(0,25％,50％,75％和100％)坡面进行人工模拟降雨试验.结果表明:玉米秸秆粉碎还田措施具有调控径流作用,坡面产流时间延缓,产流率和径流量降低;秸秆还田量越大,产流时间延后越明显,平均径流流速越低;在3°坡...     

基于深度图像的球形果实识别定位算法

为了解决近色背景果实识别困难问题,针对果实近球形的形态特性,提出了一种利用深度图像从果实形态角度进行果实识别定位的算法。该算法使用深度摄像头获取果树的深度图像,通过深度图像计算出各像素点的梯度向量,将梯度向量看作运动矢量场,并计算出矢量场的散度,根据散度最大原则,从矢量场中搜索出辐散中心点;然后利用果实和叶片等深图像的差异从辐散中心点中筛选出果实中心点,以果实中心点为起点采用八方向搜索方法搜索出果实边界点,将果实边界点依次连接后形成的封闭区域内的果实图像导入点云;最后根据果实图像部分点云利用RANSAC算法求出目标果实的拟合球形,进而得出果实的尺寸以及三维空间位置。该算法无需传统算法需要利用的颜色特征,而仅利用了深度图像中的深度信息进行果实识别定位,能够克服传统算法受色彩、光照等因素影响的弊端,并且由于该算法完全没有利用到彩色图像信息,因此不仅可以实现绿色果实的识别定位,还可以实现采摘机器人在夜间环境下正常工作,为复杂环境下的果实识别定位算法研究提供了技术支撑。     

不同盐渍化土壤栽培的黑果枸杞品质评价

为揭示不同盐渍化梯度土壤对黑果枸杞品质的影响,设置总盐质量百分比0.11%~0.20%（T1）、072%~0.98%（T2）、1.10%~2.20%（T3）三个梯度栽培型和总盐质量百分比0.96%（T4）野生型黑果枸杞共4个处理,采用灰色多维综合隶属度评估法及冗余分析,评价不同处理的黑果枸杞中天然活性物质、微量元素和氨基酸含量的差异。结果显示,T2处理黑果枸杞果实还原糖、转化糖含量最高,分别为317.8 g·kg-1、309.5 g·kg-1,是T4的1.55和1.59倍;T1处理果实Mn、Zn元素及游离氨基酸总量均最高,分别为9.55 mg·kg-1、2370 mg·kg-1和9.61 mg·kg-1,是T4的1.39、3.27和2.38倍。灰色多维综合隶属度评估法显示,T2土壤栽培型黑果枸杞果实品质得分最高是1.47,T4为1.03。综上可知,盐渍化土壤组分优化可提升黑果枸杞的营养成分累积程度,结果为揭示盐渍化土壤提升盐生植物果实品质的作用机理提供参考。     

Impact of monoculture of poplar on rhizosphere microbial communities over time

To date, research on the adverse effects of continuous cropping has focused on field crops; forest plantations, despite their very significant economic and ecological value, have received less attention. The evolution of microbial community in the rhizosphere of forest plantations, in particular, has rarely been examined. In this study, changes in the size, composition, and structure of bacterial and fungal communities in the rhizosphere of different generations of poplar (Populus deltoides) plantations were studied using real-time polymerase chain reaction (PCR) and PCR-denaturing gradient gel electrophoresis and compared with the composition of the microbial community in a bare land (control) adjacent to the plantation sites through sequencing analysis and by constructing phylogenetic trees. The numbers of bacteria and fungi increased significantly with successive poplar generations, although the increases in the two groups were not parallel. When compared with the control, the bacterial community increased greatly in the second generation, and the most significant increase occurred in the third generation. In contrast, the most significant increase in the fungal community occurred in the first generation, and the increase in the third generation was insignificant. In terms of community composition, the first generation showed little change in either community; however, the second generation showed remarkable changes in the bacterial community, and the third in the fungal community. The numbers of Gammaproteobacteria, Alphaproteobacteria, and Actinobacteria increased by 10.92%, 7.38%, and 5.46%, respectively, whereas those of Acidobacteria decreased by 18.38% in the second generation. These changes in the number and composition of microbial communities in the rhizosphere could be one of the reasons for the decline in yield and quality associated with long-term monoculture.     

湘西土家族苗族自治州不同海拔梯度 景观格局时空变化特征

探究区域尺度不同海拔梯度下的景观格局变化特征,对维护区域可持续发展具有重要意义 。本研究以湘西土家 族苗族自治州(以下简称湘西州)为研究区,基于 30m分辨率的 CLCD土地覆盖数据集,利用 ArcGIS和 Fragstats 软件进 行统计处理,对比分析 2000~2020年不同海拔梯度景观格局的动态变化特征,结果表明:①研究区土地利用类型的变化特 征主要是农业用地和森林的相互转换,其中森林为研究区内的优势景观,海拔越高优势度越大,且面积保持逐年增长,主要 得益于植树造林、封山育林等林业工程取得良好成效,其次是农业用地,其面积逐年减少,是建筑用地的主要来源;②对比 研究区各景观指数近20年来的变化趋势,研究区内景观破碎程度降低,由小斑块向大斑块聚集,反映出湘西州城镇空间结 构不断优化,土地利用与开发逐渐规模化;高海拔山地地区也能因地制宜,在不破坏生态环境的前提下发展药材种植经济 ; ③在湘西州划分的 4个海拔梯度中, T1~T3梯度的土地利用与景观格局时空变化特征较为接近, T4梯度才出现了明显差 异 。说明在以山地地形为主体的湘西州,海拔 1500m左右是生态环境发生变化的重要分界线 。通过剖析湘西州的景观空 间结构及其影响因子,可为湘西州的景观规划发展以及生态资源的保护、管理和合理开发提供科学支持和规划建议。     

典型城市工业集聚区土壤重金属污染精准刻画及健康风险评估

为提高工业集聚区土壤污染刻画模型的精度,以河北省某在产工业聚集区土壤重金属作为研究对象,对比研究距离权重法（IDW）、普通克里金（OK）、支持向量机（SVM）和梯度提升决策树（GBDT）等不同插值方法在处理浓度非平稳、有偏数据的刻画精度问题。结果显示：该场地土壤中主要污染物为As,GBDT在刻画土壤As污染时表现出最高的精度（R2=0.911 5）;GBDT可视化结果发现,As的浓度分布格局为“斑块聚集”,并且表现出明显向深层迁移的趋势;相关性分析结果表明,As浓度在场地土壤中的分异行为主要与土壤岩性和水文地质条件有关;蒙特卡罗模拟风险评估结果显示,场地土壤成人和儿童的总致癌风险指数均超过指导值,并且儿童遭受的非致癌性和致癌性风险高于成人。