新疆耕地多功能时空特征与权衡管理

[目的]研究耕地“生产-生活-生态”功能间发展不平衡现状,提出分区权衡管理措施,对促进耕地可持续利用水平和推动区域耕地保护政策实施具有重要意义。[方法]利用新疆85个县市2005-2020年社会经济数据,构建耕地多功能评价体系,基于改进CRITIC-熵值法确定指标权重,运用综合指数模型、Spearman秩相关和双变量空间自相关模型对新疆耕地多功能进行评价,分析了耕地多功能的时空特征及其权衡协同关系,并将新疆划分为五大耕地利用功能区。[结果](1)耕地生产、生活、生态功能分别呈现“中间高,南北低”“北高南低”“三高夹两低”的空间分布特征。(2)耕地多功能间存在显著权衡关系,研究期内生产-生活功能权衡关系减弱,而生产-生态和生活-生态功能权衡关系增强。(3)基于以上结果,将耕地功能区划分为农业生产主导区(25.88%)、农业发展提升区(12.94%)、生态农业维持区(45.88%)、协同潜力提升区(5.88%)、城镇农业建设区(9.41%),优化新疆耕地利用格局。[结论]基于耕地功能分区提出差异化权衡管理措施,有利于保障粮食安全,对新疆耕地保护及多功能协同利用有一定借鉴意义。

基于迁移学习的气体泄漏红外图像去噪方法

非制冷型红外相机由于其成本低、寿命长、性能稳定等优势在气体泄漏检测领域有着广泛应用,而良好的图像去噪算法可以有效提升其检测灵敏度与准确性。结合深度学习和迁移学习技术,提出了一种基于深度迁移学习的气体泄漏红外图像去噪方法。首先使用静止场景数据集对卷积神经网络模型进行训练,然后固定部分模型参数,并通过仿真气体数据集对模型再次训练,最终获得适用于气体泄漏红外图像去噪的模型。实验结果表明,该方法可以对非制冷型红外相机拍摄的气体红外图像进行去噪,去噪后的图像具有明显的气体轮廓信息,同时可以分辨出泄漏源的位置。因此,该方法可以帮助非制冷型红外相机更好地完成气体泄漏检测任务。

光谱检测技术在毒品侦缉中的应用

世界毒品形势日益严峻。不断涌现的新型毒品和更加隐匿的运毒方式给毒品侦缉工作带来了新的挑战。传统的毒品检测方法存在样品预处理过程复杂、检测设备昂贵、难以搬运等问题,无法满足现场快速检测的需求。光谱检测技术凭借检测速度快、无需样品预处理、设备体积小等优势正逐步成为毒品侦缉过程中重要技术手段。结合近年来光谱检测技术的研究进展,根据毒品形态综述了几种光谱检测技术在毒品侦缉中的应用。针对海洛因、甲基苯丙胺等常见固态毒品,太赫兹光谱检测和能量色散X射线衍射技术凭借高穿透性、可视化等优势,可以实现对纸张、木头、橡胶等常见藏匿物品中毒品的表征,适用于公共安全检测中毒品的快速筛查;针对毒品溶液和吸毒者体液(尿液、唾液、血液等)中毒品成分的检测,综述了红外光谱检测和表面增强拉曼散射技术最新进展,表面增强拉曼散射由于具有高度特异性的分子指纹图谱和不受水溶液影响的优势,成为液态毒品识别与检测领域研究的热点,该方法有望用于液态毒品的便携式快速检测;针对笑气等气态物质的滥用,总结了多种基于光谱检测技术的痕量气体检测方法,综述了基于量子级联激光器的呼出笑气检测进展,该技术在气态毒品检测领域有着较好的应用前景。

痕量N_(2)O气体检测中数字锁相放大器的设计

针对笑气(N_(2)O)等气态物质的滥用,基于量子级联激光器与波长调制技术相结合的检测方法,可以对吸食人员呼出笑气浓度进行检测,实现吸食人员的现场快速鉴定。针对检测过程中激光器光强抖动带来的测量误差,提出一种适用于痕量N_(2)O气体检测中数字锁相放大器的设计。该锁相放大器中集成了激光器光强调制模块,当碲镉汞探测器接收到吸收后的光强信号后,同时在FPGA中进行一次和二次谐波的解调,并对二次谐波进行归一化处理,避免光强抖动对测量的影响。使用该锁相放大器对检测系统的性能进行评估,通过质量流量控制器配置不同浓度N_(2)O气体,当激光器调制频率为5kHz,测得归一化二次谐波峰值平均值与N_(2)O气体浓度值之间的线性拟合度为0.992 1。使用Allan方差对检测系统的检出限进行评估,当系统的积分时间为0.1 s时,N_(2)O气体的检出限为17.7×10^(-9);积分时间为6.3 s时,N_(2)O气体的检出限达到最低为8.9×10^(-9)。该锁相放大器具有集成度高、检测速度快、信噪比高等优点,适用于痕量N_(2)O气体的现场快速检测。

粮食主产区农户采用农业新技术及其影响因素的实证分析--以吉林省榆树县为例

【目的】为粮食主产区农业新技术的普及提供参考,促进粮食生产能力的提升。【方法】采用参与性农户评估方法(PRA)对东北粮食主产区榆树县245户农户进行了分层随机抽样调查,从农业新技术的接受途径,农户主要的技术需求以及影响农户接受新技术的因素等方面进行分析。【结果】96.3%的被调查农户主要收入来源于种植业;38.4%的农户获取农业新技术主要来源是农业技术推广,64.9%的农户通过向邻居学习来获得农业技术信息;48.2%和51.4%的农户需求新型肥料和新型农机等农业新技术;90.2%的农户认为栽培粗放制约了玉米产量的提高;89.4%的农户对农技推广是很欢迎的,但有近50%的农户得不到推广服务。【结论】粮食主产区农业技术进步需要重点选育抗逆性强的高产品种,研究新型长效肥技术,研制适合单个农户的农业机械以及开发与品种配套的栽培管理模式。农业新技术的推广应注重技术的增产和增收,加大公益性技术推广服务和典型农户的示范带动。

东北农作区粮食作物种植格局变化的特征分析

从农作制分区角度,采用聚类分析法研究东北农作区种植结构及其空间分布的演变情况,利用综合比较优势法探讨种植结构变化的主要影响因素,并对主要作物的发展趋势进行判断。结果表明:1985-2005年粮食作物种植结构变化主要表现为小麦种植比重的减少和大豆种植比重的增加,种植结构整体上从多元化向专业化方向发展,各农作亚区形成了特色种植结构。主要粮食作物空间变化呈现较强的规律性,生产呈现集中趋势,形成了各自主要的生产区域。主要变化为:水稻和玉米种植区域增加,小麦种植区域大幅缩减,大豆种植范围重心北移和种植区域增加。资源、技术和市场等因素共同影响粮食作物种植结构的变化,而作物综合比较优势是种植结构变化的内在动力。

畜禽养殖疾病诊断智能传感技术研究进展

畜牧业是我国农业的重要组成部分,目前我国畜牧业向着规模化、集约化发展,同时也增加了畜禽疾病诊断的难度。为提高畜禽养殖中的动物福利水平,并降低畜牧养殖中因动物疫病与健康异常带来的经济损失与公共卫生安全风险,近年出现了一批通过数字化、智能化手段实现畜禽疫病诊疗的自动化方法,如机器视觉分析、动物音频分析、红外温度感知、深度学习分类等,这些方法可以有效提高对患病或异常畜禽动物的诊断效率、缩短诊断周期、降低畜牧养殖中人工巡检劳动力。畜禽疫病自动诊疗方法不同于常规的基于病理学知识的诊断方法,其主要通过各类传感器自动获取畜禽在养殖过程中的图像、声音、体温、心率、排泄物等各类特征信息,而后通过梅尔倒谱系数、Logistics回归分析等数学模型和支持向量机、深度学习等智能算法对采集的信息进行综合分析与处理,并对动物的健康状态做出评价与预测。文章分别从畜禽形态诊断技术、行为诊断技术、声音诊断技术、体温诊断技术、其他生理参数诊断技术等几个方面总结阐述了目前动物疫病智能诊断技术研究的进展和一些基础的方法原理,这些方法基于动物外型与体尺、行为与动作、鸣叫与声音、体温、排泄物、呼吸与心率等数字化特征,通过数学模型对传感器采集到的特征进行实时分析与分归类,基本实现了对理想环境下动物健康状态的评价。目前的畜禽动物疾病自动诊疗技术研究成果丰富,但相关诊断方法大多是在理想环境下进行,而实际的生产养殖环境中干扰因素很大,目前的诊断方法大多无法很好地排除干扰并精确提取出所需特征信息;并且目前的数字化禽畜疾病诊断方法多是基于禽畜的一种特征信息进行分析诊断,这使得诊断系统的诊断准确度受到影响,诊断结果说服力不足。同时目前的大多数数字化禽畜疾病诊断方法还存在诊断泛化能力差、抗干扰能力差等问题,这些问题制约了其推广与应用。未来畜禽疾病自动诊断的研究重点是提高其传感算法的精度和数学模型的适用性与鲁棒性,并进一步发展基于多种特征耦合与数据融合的智能化畜禽疾病诊疗专家系统,争取实现实时、高效、智能、精准的畜禽健康诊断。

上海市区环境亮度及建筑物泛光照明亮度调查

对上海市区夜间环境亮度分布进行了一次调查,共计测量了11处环境亮度和16幢泛光照明大楼的立面亮度.这11处环境可分成商业区、行政区、休闲区和居住区等四类,并列举了室外照明过高的影响.16幢泛光照明建筑的立面亮度和主观评价也列表给出.为了便于对建筑的泛光照明效果的评价进行量化比较,提出了一则经验公式,可试作量化评价的工具,并结合上海市夜景环境亮度的具体测量结果,给出了建筑物泛光照明亮度的推荐值,以供讨论.

关于光污染

随着照明科技的不断发展 ,不科学的照明所产生的光污染问题日益受到人们的关注。笔者在文章中收集了目前国际上有关光污染的部分研究成果 ,对光污染的定义、危害及防治办法进行了系统的阐述 。

东北地区粮食生产动态变化及影响因素研究

通过对东北地区粮食生产动态变化的分析,采用CD生产函数和灰色关联分析等方法研究了东北地区粮食生产的主要驱动因子。研究发现:东北地区化肥投入对粮食总产贡献率最大,并呈增强趋势,依次是灌溉,呈减弱趋势,农机总动力贡献率不显著;相关性依次为化肥施用量、农机总动力和有效灌溉面积。在此基础上分析东北地区粮食生产持续高效发展面临的问题、发展趋势和战略选择,提出相应的对策和保障措施。

高阻碲锌镉单晶体的生长及其性能观测

报道了采用富 Cd原料的无籽晶垂直布里奇曼法生长高阻碲锌镉 Cd0 .8Zn0 .2 Te(CZT)单晶体的新工艺 ,对所生长的晶体作了 X射线衍射分析、红外透过率测试、光吸收截止波长测量及电学性能测试 .晶体在 4 4 0 0～ 4 5 0 cm- 1范围内的红外透过率达到 5 0 % ,截止吸收波长为 787.6 nm,带隙为 1.5 74 e V,室温电阻率达到 2× 10 1 0 Ω· cm ,已接近本征 Cd0 .8Zn0 .2 Te半导体的理论值 .用该晶体制作的核探测器在室温下对 2 4 1 Am和 1 0 9Cd放射源均有响应 ,并获得了比较好的 2 4 1 Am- 5 9.5 ke V吸收谱 .结果表明改进的方法是一种生长室温核辐射探测器应用的高阻

东北地区粮食生产能力研究

运用生态区域法,计算东北地区主要粮食作物的光温生产潜力,得到该地区资源环境可能的理论最大单产。根据东北地区目前的实际生产能力,参考高产记录,综合考虑品种、农业投入和技术进步等因素,以及今后主要粮食作物发展趋势,对该地区粮食总体生产能力进行了评价。研究表明:目前东北地区粮食作物实际产量只有该区域气候生产潜力的20%～30%,未来15～20年内东北地区能够新增粮食0.25亿t,商品粮供应能力为3000万t。在此基础上进行了商品粮基地的布局,并针对东北地区粮食生产存在的主要问题,提出相应的对策和保障措施。

双光子共振四波差频产生的真空紫外激光特性研究

介绍以惰性气体Xe为非线性介质、利用双光子共振四波混频差频方法产生的可调谐真空紫外激光(VUV)的特性研究 .实验中 ,传播方向和空间均相互重合的两束脉冲染料激光经透镜聚焦于Xe气混频池内 ,其中一束激光的波长 (2 4 9.6 2 6nm)对应于Xe原子 6P[1/2 ,0 ]←← 5P的双光子共振跃迁 ,通过调谐另一束激光的波长 ,产生在 15 1～ 171nm可连续调谐的VUV激光 .经估算 ,产生的VUV激光的强度约为每脉冲约 0 .2 μJ ,转换效率约为 0 .1% .通过测量超声射流冷却下CO分子的A1Π←X1Σ+ (0 ,0 )带的转动分辨激光诱导荧光 (LIF)光谱 ,确定出VUV激光的线宽为 0 .3cm-1.此外 ,还对VUV激光强度与惰性气体压力、染料激光强度等依赖关系进行了研究 .

我国农业物联网应用情况、存在问题及发展思路

在系统总结我国农业物联网发展现状的基础上,分析了存在的主要问题和制约因素,结合国家物联网发展战略目标提出了总体发展思路和保障措施。

家禽粪便管理过程中氨气减排技术研究进展

粪便管理是畜牧业氨气排放的主要来源,由于养殖工艺、粪便管理方式、粪便理化特性及其氮素存在形式的不同,家禽粪便管理过程中氨气的产生和减排技术的应用与猪、牛略有不同。该文阐述了家禽粪便管理过程中氨气产生和释放的机理,分析了影响氨气产生和释放的关键影响因素,针对粪便管理过程中广泛采用的"排泄后"策略,着重论述了酸化、吸附和抑制等减排技术在家禽粪便氨气减排方面的应用情况、作用机制、影响因素、使用效果及优缺点,有助于深化家禽养殖氨气排放的认识、选择适宜我国生产条件的减排措施,对家禽绿色生产、节能减排具有重要意义。

V形槽硅微通道冷却器研制

报道了V形槽硅微通道冷却器的结构和主要制作工艺,研制了冷却器样品。性能测试结果表明冷却器在供水压力为2×105Pa时,封装面热阻尼系数为0.051 ℃·cm2/W,能够用于封装峰值功率密度达到1 kW/cm2、工作占空比大于10%的激光二极管面阵。其冷却能力与数值模拟结果较吻合,尚存在流量较小的问题,原因可能在于导流槽内存在较大的水头损失,同时与导流槽的结构有关。

奶牛呼吸频率自动监测技术研究进展

在"互联网+现代畜牧业"和农业物联网普及应用的共同推动下,动物生命信息的获取与分析应用成为畜禽智慧养殖技术研究的热点。奶牛呼吸频率是反映养殖环境舒适度的重要特征,随着养殖业自动化与智能化的发展,呼吸频率自动监测的需求日益凸显。本文从接触式和非接触式两方面着重介绍了基于侧腹伸缩运动和呼吸气流变化的6种监测方法,分析了各类方法的优缺点、研究现状和应用前景,期望有助于完善奶牛生理参数自动监测装备的开发与生产应用,为国内开展奶牛智慧养殖研究提供参考。

吉林省中部粮食主产区玉米种植投入调查

采用分层随机抽样的方法对东北粮食主产区榆树县的250户农户玉米种植中各部分投入情况进行调查,通过大量详细的微观信息,研究农户投入构成,各部分所占比重,以及当前生产上主要的肥料和农药使用情况,为栽培技术科学化研究和政府宏观管理提供决策依据。研究表明:调查户平均种植品种数为3.7个,户均耕地达到了0.97hm2,有接近30%的农户主要采用畜力耕作,人工播种的农户占的比重为35.6%,而人工收获为98%,在玉米收获期间有43.2%的农户雇工,雇工成本也占到了总投入的23%。肥料的投入占到农户总投入的40%,其中复合肥的使用比重占到了63.6%,N、P2O5、K2O平均公顷施用量为268.5kg、138kg和102kg;农药三大类中,杀菌剂有95.1%的农户使用,除草剂有53.4%的农户使用,杀虫剂的使用比重比较低,只有17.0%。结论:调查中玉米种植品种混杂,商品粮市场竞争力不强。虽然户均耕地较大,但机械化程度不高,人力作业集中在玉米收获期,雇工成本较高;化肥的投入量大,接近最高产量的施肥水平,高于效益最高的施肥水平,有调整的空间。复合肥使用比例较大,由于氮素缓释剂的应用还不成熟,而导致玉米生育后期的氮素供应不足造成减产。可以通过加强农户合作组织,实现土地统一经营管理,降低生产投入,提高粮食品质。

PVDF膜吸附染色法检测中药注射剂微量蛋白

目的:建立一种快速、灵敏的中药注射剂微量蛋白质检测方法。方法:将样品点在PVDF膜上,用甲醇脱去杂色,经0.25%考马斯亮蓝染色液染色,脱色液甲醇-水-冰醋酸(4.5∶4.5∶1)脱去背景色,通过斑点颜色深浅判断蛋白质限量。结果:当上样量为1μL时,可以检测出浓度为12μg/mL(12 ng)的蛋白质,灵敏度高于药典磺基水杨酸法。结论:本法操作简单、具有较强的抗干扰能力,灵敏度高于现行《中国药典》磺基水杨酸比浊法,可以用于中药注射剂蛋白质限量的控制。

基于空间聚类的作物生态适宜性评价方法研究——以北京市为例

运用GIS技术构建评价单元,选取关键的作物生态环境因子,采用空间聚类分析法构建作物生态适宜性评价体系。该评价方法可以应用在作物适宜性分析、作物引种区域分析和特色作物扩种等方面,具有较强的科学性、实用性和可操作性,对种植业结构布局和调整具有较好的指导作用。