融合作物类型的土壤盐分遥感反演方法研究

在沿海平原地区,土壤盐度是制约作物生长的非生物胁迫之一,也是作物种植的重要依据,作物类型能够间接反映土壤盐渍化程度,因此本文提出了一种融合作物类型信息的土壤盐分反演方法。以黄河三角洲典型滨海盐渍土地区为例,基于Sentinel-2 MSI影像,首先采用随机森林分类提取作物类型信息,并基于OneHot方式将作物类型信息编码;然后融合作物类型信息,结合环境协变量数据、地面实测盐分数据,采用自适应增强决策树模型(AB-DT)进行盐分反演;最后与其他机器学习方法,如支持向量机、随机森林、K最邻近和决策树进行盐分反演精度的对比。结果表明:①加入作物类型信息能够提高土壤盐分反演模型精度,所有模型中,融合作物类型变量的AB-DT反演模型精度最高,建模集R 2为0.86,测试集R 2为0.61;②加入作物类型信息能够修正误判的盐渍土级别,并使土壤盐分反演结果的地块边缘更加清晰。综上所述,加入作物类型信息,能够提高土壤盐分反演的准确性,为农田管理和农业决策提供更可靠的依据。

新时代主流意识形态话语体系创新的鲜明特质

持续建构和优化主流意识形态话语体系是建设具有强大凝聚力和引领力的社会主义意识形态的中心环节。新时代以来,中国共产党坚持以系统观念引领话语体系的创新工程,以话语体系内部结构诸要素的协同创新展现出鲜明的时代特质。话语生产上体现时代性特征,坚持理论话语的问题导向;话语表达上丰富大众化阐释,凸显政治话语的人民立场;话语风格上展现传统文化基因,厚植新时代话语的民族底蕴;话语的价值追求彰显人类情怀,展现中国话语的世界关怀。

智慧水利建设下水利课程教学改革探索——以地理信息系统原理与应用课程为例

智慧化的信息技术推动着社会高速发展,智慧水利已成为推动水利行业发展的重要引擎之一。地理信息系统在构建智慧水利体系中发挥着重要作用,地理信息系统原理与应用课程是水利类专业本科生需要学习的课程。根据课程教学现状,探讨该课程备课、授课、实践三个环节中面临的主要问题。结合当前智慧水利建设的实际需求,提出有针对性的改革措施,旨在通过深入备课、授课、实践不同教学环节,打通“课堂+课下+校外”的空间壁垒,构建“教学+科创+竞赛”协同体系,为培养适应智慧水利发展需求的人才提供参考。

淮河流域极端降水空间分布及概率特征

利用淮河流域110个气象站点1959年1月1日至2008年12月31日的日尺度降水数据,建立了AM及POT极端降水序列,通过4大类33种概率分布函数对其进行了拟合,以建立最优概率分布模型,并利用其参数分析淮河流域极端降水的空间分布及概率特征。研究发现:(1)淮河流域1959-2008年日极端降水的空间分布为东西两端高并逐渐向流域中心降低,且有淮河上游地区及沂沭泗流域东部两处强降水中心;(2)经K-S法检验,Wakeby函数是AM及POT序列的最优概率分布函数。50a一遇的日极端降水预估值与1959-2008年实际最大日极端降水值的误差率随着实际降水量的增加而增大,且大多数站点的误差率在20%以下;(3)通过对最优概率分布模型参数的分析,得出河南省驻马店地区、安徽省阜南和淮南地区以及皖鲁苏交界地区的极端降水发生概率较大,淮河中上游干流周边地区及下游地区的极端降水变化不稳定;(4)以最优概率分布模型的形状、尺度参数为指标,绘制了淮河流域极端降水风险图,为极端降水风险管理与预警工作提供参考。

美国白蛾成虫复眼的外部形态及显微结构观察

利用扫描电镜和石蜡切片技术观察研究美国白蛾成虫复眼外部形态、显微结构及其在不同光照强度下的变化。结果表明:1)该蛾复眼半球形,成倒"八"字形排列,雌、雄蛾复眼的小眼数量分别约为2700和2900个;2)小眼主要由屈光器、小网膜细胞柱、视杆和基膜组成,其中屈光器、小网膜细胞柱周围环绕着初级虹膜色素细胞和6个次级虹膜色素细胞,同时基膜处也有基膜色素颗粒分布,且气管密集;3)明适应时,大部分次级虹膜色素颗粒向近心端移动,均匀分散在晶锥远端至视杆远端的小眼之间;暗适应时,次级虹膜色素颗粒逐渐向晶锥远心端方向集中,最后分布在各晶锥周围;4)在相同明、暗环境中,雌、雄成虫复眼的显微结构差异不明显。美国白蛾为具有重叠像眼的夜行性昆虫,其复眼主要通过色素颗粒位移等调节入光量,以便适应外界不同光环境的变化。

印度谷螟成虫复眼的外部形态及显微结构观察

利用扫描电镜和石蜡切片技术观察研究了印度谷螟[Plodia interpunctella(Hübener)]成虫复眼的外部形态和明暗适应对其内部显微结构的影响。结果显示:(1)该蛾复眼半球形,位于头部两侧,略成"八"字形排列,单个复眼的小眼数约为1 950;(2)每个小眼主要由角膜、晶锥、小网膜细胞柱、视杆和基膜组成,其中角膜、晶锥、小网膜细胞周围环绕着由初级虹膜色素细胞分泌的初级虹膜色素颗粒和由6个次级虹膜色素细胞分泌的次级虹膜色素颗粒,基膜处分布有基膜色素颗粒,且密集的气管穿过基膜进入网膜区;(3)明适应时,大部分次级虹膜色素颗粒向视杆远心端移动,覆盖整个小网膜细胞柱区域;暗适应时,次级虹膜色素颗粒逐渐向晶锥方向聚集,分布在各晶锥周围和小网膜细胞柱的远心端。结果表明:印度谷螟成虫复眼为典型的重叠像眼,其主要通过色素颗粒发生纵向位移来调节对光的吸收,以适应外界光环境的变化。

淮河流域极端降水概率分布模型及其应用

[目的]研究淮河流域极端降水最优概率分布模型,旨在为洪水计算规范修改和调整提供参考。[方法]基于淮河流域110个气象站点1959—2008年的日降水资料,通过年最大值法(AM)及超门限峰法(POT)分别建立极端降水AM及POT序列,比较两者捕捉极端降水的适用性,建立淮河流域极端降水最优概率分布模型,并对其应用进行探讨。[结果](1)在研究流域极端降水空间分布上,POT序列适用性更强,能较好捕捉降水极值。在研究极端降水时间变化上,AM序列更合理;(2)经K-S法检验,Wakeby函数是AM及POT序列的最优概率分布模型,优于水利工程标准曲线PearsonⅢ函数,且Wakeby函数的中部拟合效果比尾部更优。[结论]最优概率分布模型在气候变化的研究中得到较好地应用,近25a来淮河流域极端降水强度呈增长趋势,且频率增大,需加强对该流域极端降水灾害的防治减灾工作。

基于IMF能量熵的脑电情感特征提取研究

为提高脑电信号情感识别分类准确率,结合经验模态(EMD)分解和能量熵提出一种新的脑电特征提取方法。本研究主要介绍了EMD分解的基本原理,分析了传统EMD算法中的"端点效应",采用分段幂函数插值算法改善了EMD分解的精度和性能,然后将改进后的算法应用到脑电信号特征提取,获取脑电信号的IMF分量后计算出IMF能量熵作为情感识别的特征,最后通过分类实验对比改进后的EMD算法和传统EMD算法对脑电情感特征的分类准确率。实验结果显示改进的EMD算法能使识别率提高15%左右,并且以IMF能量熵为特征的平均识别率在80%以上,实验结果表明将IMF能量熵用于脑电信号情感识别是可行的。

面向应急测绘保障的网络地图制图效率分析

现有的网络地图平台已将全球多尺度地理数据进行了有效的集成与可视化表达,基于这些平台收集和发布的志愿者地理信息也已成为应急测绘保障的重要数据源。然而,网络环境的不稳定性使得以此为基础的应急制图服务在效率上存在较大的不确定性。针对网络环境下应急制图效率这一特定问题,本文分析影响应急制图时间的3个主要因素及其相互关系,建立应急网络制图效率三元组模型;并以"天地图"平台为例,使用回归分析等方法对模型参数进行优化设置;最后使用一组测试数据验证该模型的准确性与实用性。

地被菊不同基因型品种的再生研究

针对不同基因型的品种使用不同培养基组合进行再生研究。以12个地被菊品种为材料,利用3种分化培养基,以叶片、茎段为外植体进行培养,研究不同基因型、激素组合对再生体系建立的影响。结果表明:‘紫妍’、‘铺地金’、‘小黄星’、‘重瓣晚黄’、‘流金岁月’和‘金顶红心’最适分化培养基是:MS+6-BA2.0mg/L+NAA1.0mg/L;‘玉人面’和‘新黄’最适分化培养基是:MS+6-BA1.0mg/L+NAA0.1mg/L;‘北林黄’、‘新晚黄’、‘国庆紫’和‘落金钱’最适分化培养基是:MS+6-BA1.0mg/L+NAA0.5mg/L。

广义菊属抗旱野生资源的收集与评价

广义菊属共有30余属,其中许多具有抗逆性较强的种类。为了进行菊属植物的抗旱育种,须广泛收集抗旱菊属的近源种属资源作为育种材料和杂交亲本。通过对华北、内蒙和西北部分地区的野生广义菊属资源进行调查,共收集到了广义菊属的15个种。并对收集种进行了初步的引种和评价,为进行广义菊属资源的调查研究和充分利用广义菊属的抗旱野生资源提供了基础和参考。

新时代主流意识形态话语体系变革的内在逻辑

进入新时代以来,我国意识形态领域发生全局性、根本性转变。新时代主流意识形态话语体系的变革遵循特定的逻辑进路,体现出实践逻辑、文化逻辑与政治逻辑的有机统一。新时代主流意识形态话语体系变革的根本动力来自实现民族复兴和现代化强国目标的实践诉求。新时代主流意识形态话语传承了中华民族深厚的文化基因,展现出独有的价值内涵和话语风格。新时代主流意识形态话语体系是马克思主义意识形态话语的中国形态、21世纪形态,体现了人民至上的世界观和方法论,是最广大人民利益与意志的表达。

耕地复种指数研究的关键科学问题

在当前耕地外延式扩展难以满足、粮食单产提升难度加大的新形势下,提升耕地复种指数、走耕地内涵式集约利用模式,是确保未来我国粮食增产和国家粮食安全的重要途径。本文从农业土地系统科学视角出发,系统总结了耕地复种指数研究的总体研究框架和核心研究内容,全面梳理了国内外该领域的研究现状、进展及存在的问题。研究认为,第一,格局与过程探测是耕地复种指数研究的重要基础。不仅要关注耕地潜在或实际复种指数的数量、空间分布、区域差异及其时空变化过程,更要关注耕地复种指数的提升空间,科学描述可挖掘的复种潜力。第二,功能与效应分析是耕地复种指数研究的核心内容。现有研究多聚焦耕地复种指数提升对粮食产量增加的贡献作用,复种指数变化的生态环境效应研究以微观试验性研究为主;迫切需要建立综合效应分析框架,从不同的学科、视角和尺度揭示耕地复种指数对区域资源配置、社会经济和生态环境等的影响和反馈机制。第三,优化调控是耕地复种指数研究的关键任务。科学提出可持续挖掘和提升耕地复种潜力的策略,重点强化可持续性评估、障碍性因子分析和系统性优化调控等方面的研究,追求粮食安全、资源安全和生态安全的权衡协调,以建立人地和谐、可持续的农业土地利用模式。耕地复种本质上反映了复杂的"人-地"耦合关系,多数据、多尺度、多模型和多方法的综合研究将是未来耕地复种指数研究的重要发展方向,将会促进自然科学、工程科学和社会科学等多个学科门类的综合、交叉和集成研究。

全球耕地利用格局时空变化分析

【目的】分析2000—2010年全球耕地时空分布及变化特征,为中国粮食安全国际化战略决策制定以及全球生态环境监测等研究提供信息支撑。【方法】基于全球首套30 m地表覆盖产品数据集GlobeLand30,利用耕地总面积、面积变化量、人均耕地面积占有量、面积变化幅度、面积变化量标准差、复种指数、复种指数变化量和复种指数变化幅度等8个指标,从大洲、国家、1°×1°经纬网3个统计单元,分析2010年全球耕地空间分布现状、2000—2010年全球耕地时空变化特征以及全球耕地利用强度变化特征。【结果】2010年全球耕地面积总量为193 890.00×104 hm2,占全球陆表面积14.31%。全球人均耕地占有量为0.28 hm2。其中,大洋洲以人均1.71 hm2位列第一,亚洲以人均0.17 hm2排名最后。[10oN—45oN,65oE—125oE]、[40oN—55oN,15oE—55oE]和[15oS—45oS,45oW—70oW]是全球耕地分布最密集的区域。耕地面积最大的前10名国家依次是:中国、美国、印度、俄罗斯、巴西、阿根廷、澳大利亚、加拿大、哈萨克斯坦和乌克兰,其中俄罗斯、加拿大、阿根廷和澳大利亚还是人均耕地占有量全球前10名的国家。2000—2010年,全球耕地面积总量略微变化,总体增加2.19%;美洲是耕地面积增长最大的大洲,增长达2 128.14×104 hm2;非洲是耕地面积和空间变化最剧烈的大洲,增长幅度为7.42%。全球耕地面积总量前10名国家中,中国是唯一出现耕地面积减少的国家,10年间减少0.95%,巴西和阿根廷是耕地面积增加和空间波动性最大的国家。美国是耕地面积变化总量和变化幅度均最小的经济大国。全球耕地高强度种植区域主要集中在东南亚、中美洲以及西非地区,复种指数均达200%以上。2000—2010年,全球耕地面积最大的10个国家中有5个国家复种指数呈上升趋势,其中巴西和哈萨克斯坦复种指数增加最显著,俄罗斯复种指数下降最明显。【结论】2000—2010年,全球耕地总量变化不大,但不同区域和国家的耕地变化差异较大。本研究利用30 m分辨率遥感数据产品揭示了全球耕地分布状况、10年变化特征和区域差异,研究结果可为全球水土资源利用、粮食产量和粮食安全分析研究提供重要数据和信息支持。

利用双T-DNA载体系统获得无选择标记转基因菊花

为获得具有无选择标记的转基因菊花,构建了一个双T-DNA超级双元载体pCAMBIA1301-gus,其中一个T-DNA结构域中含有选择标记基因hpt,另一个T-DNA结构域中含有目的基因gus,而且两个T-DNA结构顺序相连,中间没有其他插入序列。利用农杆菌介导转化菊花幼嫩茎尖薄层细胞,共获得506个抗性植株,通过PCR和Southern杂交检测表明共转化率为38.4%,对其中17个同时整合了hpt和gus基因的植株自交获得的T1代株系进行检测,发现约有15.8%的T1代植株中不含选择标记基因hpt,结果表明双T-DNA载体系统能有效地用于培育无选择标记转基因植物。

亚洲耕地利用格局十年变化特征研究

【目的】亚洲作为全球人口最多、耕地面积最大、发展中国家众多的大洲,其耕地利用格局变化特征关系到各国乃至全球的粮食产量波动,影响世界粮食安全。本研究旨在通过分析亚洲耕地利用格局变化,加深对亚洲耕地利用现状的认识,科学把握其变化特征及规律,为亚洲的农业土地系统研究提供依据。【方法】采用中国最新研制的2000年和2010年两期全球30 m地表覆盖遥感数据产品(GlobeLand30)及FAOSTAT统计数据,建立耕地面积数量和耕地利用格局指标群,选取耕地面积及其变化幅度、复种指数及其变化幅度、耕地破碎度及其变化幅度等指标,在国家、地理分区和县级等三个尺度上,综合分析2000—2010年亚洲耕地的数量、复种指数及耕地破碎度变化特征。【结果】2010年亚洲耕地面积69 827.94×104 hm2,10年间面积增加62.62×104 hm2,增幅达到0.09%。除东亚耕地数量减少外,其他区域耕地增加;东南亚耕地涨幅最大,西亚是耕地增减最为活跃的地区。亚洲有60%的国家耕地增加,80%的国家耕地面积变化幅度为-5.00%—5.00%。2000—2010年,亚洲复种指数提升7.77%,增幅达9.00%,五大地理分区的复种指数均呈现增加状态。超过2/3的国家耕地复种指数增加,沙特阿拉伯、卡塔尔、塞浦路斯等国家耕地复种指数减少明显。亚洲耕地地块细碎的区域主要集中在中国南方、日本、菲律宾、阿富汗,而印度、中国华北平原及东北农垦区则耕地连片、地块大。亚洲耕地破碎度总体上增加1.12%,中亚和南亚耕地破碎度大幅下降,东南亚耕地破碎程度加剧。超过半数的国家耕地破碎度降低。2000—2010年,中国耕地面积减少0.95%,复种指数增幅较大,达到6.01%,耕地破碎度小幅增加,增幅达2.17%。中国南方地区耕地破碎度高,华北平原、东北农垦区、成都平原等粮食主产区耕地破碎程度低;东部及华北经济发达地区耕地破碎程度增加剧烈;湖南、江西等地耕地破碎度降低。【结论】总体来说,亚洲耕地面积变化平稳,略有增加。复种指数分布呈现"南高北低"的特点,复种指数变化"东南增西北减",耕地利用程度有较大提升。亚洲的耕地破碎度10年间略有增长,半数以上国家的耕地向规模化发展。中国作为亚洲农业重点区域,10年间其耕地数量减少并伴有破碎化加剧的趋势,但耕地利用率大幅提升。

地被菊直接体细胞胚发生研究

该文建立了地被菊品种‘玉人面’直接体细胞胚受体体系。试验以‘玉人面’叶片为外植体,研究了培养基、生长调节剂等因子对其直接体细胞胚诱导的影响,同时还进行了抗生素敏感性试验。结果表明：①在相同浓度下,KT诱导体胚的效果优于6-BA;②体胚诱导培养基为MS＋KT 2.0 mg/L＋2,4-D 2.0 mg/L＋NAA 0.5 mg/L,诱导10 d后,转入去除2,4-D的体胚发育培养基MS＋KT 2.0 mg/L＋NAA 0.5 mg/L中培养30 d,体胚发生率最高为93.0%,平均每外植体分化的体胚数为13.6个;③MS基本培养基对‘玉人面’体胚发生的效果优于N6、B5培养基;④‘玉人面’直接体胚发生途径的基因转化的卡那霉素选择压为10 mg/L,头孢霉素前期（3-4周内）选择压为300 mg/L,后期（4周后）为100 mg/L。

我国农业水土资源监测与信息服务体系发展战略研究

耕地和水资源极为宝贵,农业水土资源的合理开发利用事关国家粮食安全、生态安全与资源安全;实时准确地监测并获取农业水土资源数量及其利用状况信息,对国家稳定、民生福祉、经济社会至关重要。本文梳理了我国农业水土资源监测与信息服务体系发展现状和面临的问题,阐述了水土资源监测与信息服务管理系统构架,针对性提出了领域发展目标:提高农业水土资源利用率和产出率、优化水土资源空间配置,实现农业资源环境监测的自动化、智能化、无人化以及监测信息服务的市场化、社会化。研究分析了在信息技术与农业深度融合的新形势下,未来我国农业水土资源监测的技术发展路线,从基础设施建设、核心技术研发与集成、信息服务三方面提出了重大项目建议。研究认为,加强顶层统筹布局规划,加大科技创新,搭建重要农业资源监测共享平台,推动"政产学研用"协同发展,注重高端人才培养,可为我国农业水土资源监测发展提供坚实保障。

转基因地被菊晚粉抗旱生理特性研究

对转太行菊OtMYB基因晚粉进行干旱胁迫和复水处理,以野生型晚粉和野生太行菊为对照,测定不同水分胁迫下叶片的叶绿素、可溶性蛋白、丙二醛、游离脯氨酸、可溶性糖的含量和膜透性,比较外源OtMYB基因表达对转基因晚粉抗旱性的影响。结果表明:随胁迫时间的延长,三者叶片中叶绿素含量均呈下降趋势,丙二醛含量、游离脯氨酸含量和相对电导率明显上升,但转基因晚粉各指标变化规律与太行菊相似,比野生型晚粉表现出更强的稳定性和恢复能力,表明OtMYB基因在转基因植株中成功表达,并提高了植株的抗旱性。转基因植株的可溶性蛋白和可溶性糖含量,表现出与OtMYB基因来源种太行菊相似的变化趋势,明显区别于野生型晚粉,推测OtMYB基因在干旱胁迫下能诱导转基因植株糖和蛋白的特异表达。

2000—2010年非洲耕地利用格局变化及其生态环境背景分析

【目的】科学探明世界第二大洲——非洲的耕地资源禀赋、准确揭示2000—2010年耕地动态变化规律和过程,服务全球粮食安全。【方法】采用全球首套30 m空间分辨率地表覆盖数据GlobeLand30的2000年和2010年耕地数据产品,在不同分析指标和空间尺度上分析10年间非洲耕地利用格局的总体变化、地理差异特征及其生态环境背景。【结果】2000—2010年,非洲耕地总面积增加了1 540.63×104 hm2,变化率为7.42%;5个区域10年间耕地面积变化率从大到小依次是:中非(10.42%)、东非(9.49%)、西非(7.55%)、北非(6.74%)和南部非洲(4.86%);耕地面积数量增加排在前10位的国家是尼日利亚、坦桑尼亚、苏丹、肯尼亚、莫桑比克、乍得、阿尔及利亚、赞比亚、津巴布韦和布基纳法索;耕地面积数量减少排在前10位的国家是科特迪瓦、马里、安哥拉、加纳、马拉维、突尼斯、布隆迪、卢旺达、刚果(金)和南非。2010年,非洲耕地复种指数为98.11%,10年间变化率为13.54%;2010年,5个区域的复种指数从大到小依次是西非(163.75%)、中非(148.01%)、东非(76.64%)、北非(75.20%)和南部非洲(57.56%)。耕地空间格局变化区域差异明显,耕地在各经纬度带上以增加为主,以东半球和北半球面积增加较多;新增耕地主要由林地、草地和灌木地等植被类型开发利用转入,分别占转出总量的15.19%、66.37%和11.20%,减少耕地主要转成为林地、草地和灌木地,转出面积分别占转出总量的21.15%、61.19%和11.78%,新增的耕地面积远大于减少的面积。从耕地变化与生态环境因子之间的关系来看,耕地增减变化主要发生在年均温度为20—30℃区域和年均降水为600—1 200 mm的区域,以及500—1 000 m高原区间和坡度小于2°的平缓地带。【结论】2000—2010年,非洲耕地面积数量和空间变化剧烈,不同区域和国家的耕地变化存在明显差异。研究结果揭示了非洲耕地空间分布及时空变化特征,不仅可为分析全球耕地空间分布格局、揭示其地域差异和时空波动规律提供重要基础参考,也可为耕地增减变化比较集中的区域的政策导向、土地产权制度调整提供科学依据,服务全球粮食安全问题解决。