基于多层感知机模型的长三角水稻种植区净生态系统碳通量模拟

中国长江三角洲地区(以下简称长三角地区)是典型的水稻种植区,其碳源汇对区域气候和环境具有重要影响。本文系统地分析了长三角地区净生态系统碳交换量(net ecosystem exchange,NEE)与各个气象因子之间的关系,发现NEE与太阳短波辐射的相关性最强,其次与湿度相关参量(饱和水汽压差、相对湿度)等呈现较强的相关性。同时,NEE与太阳辐射、气温、湿度因子、风速和摩擦速度的相关性呈现明显的昼夜变化。基于上述分析,本文利用NEE和气象观测数据构建了长三角水稻下垫面多层感知机(Multilayer perceptron,MLP)NEE模拟模型,评估了模型的模拟效果及其时空稳定性。构建的MLP模型能较好地拟合NEE,训练集模拟的NEE与观测值的相关系数达到0.88,均方根误差为5.34μmol·m^(-2)·s^(-1);MLP模型在模拟长三角水稻季NEE时表现良好,在东台和寿县站点的模拟NEE结果与观测值的相关系数均高于0.78,模型具有较好的时空稳定性;MLP模型模拟白天平均NEE的效果好于夜间平均NEE的效果。研究结果揭示了影响水稻碳循环的主要气象因子,为认识长三角水稻种植区碳循环时空分布特征提供支撑,对准确评估全球和区域碳通量具有重要意义。

园林式水稻种植区的规划与美学价值分析

园林式水稻种植区通过结合农业生产与景观设计,有效提升了农村地区的生态功能与审美价值。这一创新方法符合生态保护与可持续发展的现代需求,重塑了传统农业聚焦生产效率的原有模式,在增加水稻种植区生物多样性的同时显著提升了区域生态价值,有利于推广可持续农业实践,并发挥出水稻种植区在促进生态保护、提升社会文化活力以及实现经济效益等方面的多重作用。

融合时序Sentinel数据多特征优选的南方丘陵区油茶种植区提取

油茶作为江西省经济林树种之一,也是江西省特色优势产业,准确获取其空间分布在产量估算、生产管理和政策制定等方面具有重要意义。本研究针对南方多云多雨气候导致光学影像不足,以及丘陵山区地形破碎问题,以江西省宜春市袁州区为研究区,采用时序Sentinel系列影像数据和SRTM DEM数据为数据源,构建和优选了光谱特征、植被-水体指数、红边指数、雷达特征、地形特征和纹理特征共125个特征变量,其中,纹理特征采用累计差法(Δf)对比15种不同尺度窗口,计算Sentinel-1和Sentinel-2影像最佳纹理特征。基于ReliefF特征优选算法和随机森林分类算法,设计了8种特征组合方案开展实验,探讨不同特征类型对油茶提取精度的影响。结果表明:利用累计差法计算出的Sentinel-1和Sentinel-2的最佳纹理特征窗口尺寸均为35×35,最佳纹理特征组合为均值(Mean)、方差(Variance)和对比度(Contrast);在光谱特征、植被-水体指数的基础上加入不同特征对油茶进行分类,不同类型特征对油茶提取的有利程度由大到小依次为S2纹理特征、S1纹理特征、地形特征、雷达特征、红边指数,相比于单一光谱和指数特征,纹理特征的加入可大幅度提高分类精度。多特征协同分类结果优于单特征分类结果,基于特征优选的油茶提取精度最高;基于ReliefF算法特征优选后的方案精度最高,总体精度为88.29%,Kappa系数为0.81。本研究利用时序Sentinel系列遥感影像和DEM地形数据,构建了针对多云雨南方丘陵山区的大范围油茶遥感提取方法,可为中国南方丘陵区域油茶资源调查与监测提供参考。

融合注意力机制与多尺度信息的葡萄种植区变化检测

为准确获取葡萄空间变化信息,实现产业规划和可持续发展,针对葡萄种植区布局分散、面积不一,地物类型复杂,相应不同时相影像异质性较大,严重影响变化区域检测精度的问题,提出了一种融合注意力机制和多尺度信息的变化检测模型(Multiscale difference feature capture net,MDFCNet)。在ResNet101主干网络的基础上融合SE(Squeeze and excitation)注意力机制,提升网络对遥感影像中变化特征提取的能力,抑制无关像素干扰。并且设计了交叉差异特征捕获(Cross difference feature capture,CDFC)模块,捕获具有密集上下文信息的差异特征来提升地物类型复杂情况下的变化检测精度,同时设计了监督集成注意力(Supervised ensemble attention,SEA)模块,逐层融合低层细节纹理特征和高层抽象语义特征来丰富多尺度特征,以此增强网络对布局分散、面积不一的种植区的检测能力。在构建的宁夏葡萄种植区变化数据集上进行实验,结果表明,相较于目前主流的SNUNet、A2Net、DSIFN和ResNet-CD变化检测模型,本文MDFCNet方法检测结果最优,相较于性能第2的模型,评价指标中交并比、召回率、F1值和精确率分别提高5.42、5.62、3.48、0.95个百分点。通过消融实验也证明了融合各模块的有效性,相较于基础网络,增加3个模块使得交并比、召回率、F1值和精确率分别提高12.9、5.63、8.64、11.75个百分点。本文模型提取出感受野更大的差异特征可为变化检测提供丰富的推断信息,融合的多尺度特征可以有效避免结果中误检测和漏检测问题,提高了变化区域的完整性和边缘细节保留,为背景复杂的大范围葡萄种植区的变化检测任务提供了解决思路。

基于Sentinel-2与时序Sentinel-1 SAR特征的赣南柑橘种植区识别方法

为准确获取柑橘果园空间分布信息,实现柑橘种植结构调整、产量估算和资源管理,以赣南3个柑橘种植主产区(信丰县、安远县及寻乌县)为研究区域,针对南方地区多云多雨导致传统光学影像较为缺乏的问题,使用Sentinel系列数据和PIE-Engine平台,构建和优选了光谱特征、植被水体指数特征、红边波段特征和纹理特征,并引入时间序列Sentinel-1合成孔径雷达(SAR)数据的后向散射系数,共同探讨不同特征组合对柑橘种植园的识别提取效果,基于随机森林算法并融合Sentinel-2与时序Sentinel-1 SAR特征识别提取了赣南柑橘种植区。结果表明:5、9、11月柑橘种植园与其他地物的平均后向散射系数分离性最佳,是识别提取柑橘的关键时期;指数特征及纹理特征参与分类改善了分类效果且提高了分类精度;相较于单一SAR特征及指数、纹理特征,加入时序SAR特征的分类结果中总体精度达90.084%,Kappa系数达0.863,错分、漏分误差较小,符合实际地物分布情况,说明了时序SAR特征的可用性和实用性。本研究可为多云多雨的南方柑橘果园的识别提取提供参考。

豫北蔬菜种植区浅层地下水硝酸盐来源及对强降雨事件的响应

我国北方蔬菜种植过程中大量施用化学肥料和人畜粪肥,引起区内浅层地下水硝酸盐(NO_(3)^(-))浓度急剧升高,但高浓度NO_(3)^(-)来源及在浅层地下水环境中转化的过程尚缺乏同位素证据,特别是强降雨事件对其影响尚不清楚。化学肥料中铵盐(NH_(4)^(+))转化为NO_(3)^(-)是造成蔬菜种植区浅层地下水中NO_(3)^(-)浓度升高的重要原因,强降雨事件导致浅层地下水水位升高,土壤和包气带中剩余NH 4+氧化为NO_(3)^(-)造成地下水NO_(3)^(-)浓度升高。为验证上述假设,选择豫北某蔬菜种植基地浅层地下水作为研究对象,通过对比分析枯水期(2021年4月)和丰水期(2021年10月)浅层地下水NO_(3)^(-)浓度及同位素组成(δ^(15)N-NO_(3)^(-)和δ^(18)O-NO_(3)^(-)),结合水化学以及水的氢氧同位素组成(δD-H_(2)O和δ^(18)O-H_(2)O),辨识浅层地下水高浓度NO_(3)^(-)来源及其对强降雨事件的响应。结果表明:(1)丰水期浅层地下水中ρ(NO_(3)^(-))范围较枯水期更大,中间值更高,分别为177.47和114.68 mg·L^(-1);(2)丰水期浅层地下水中δ^(15)N-NO_(3)^(-)和δ^(18)O-NO_(3)^(-)范围较枯水期更宽泛,δ^(15)N-NO_(3)^(-)中间值升高,丰水期和枯水期分别为7.8‰和7.3‰,但δ^(18)O-NO_(3)^(-)中间值降低,丰水期和枯水期分别为5.1‰和6.4‰;(3)丰水期浅层地下水δ^(18)O-H_(2)O范围较枯水期变窄,中间值升高,分别为-8.8‰和-9.2‰。氘盈余值(d_(e)=δD-8×δ^(18)O)范围变小,中间值降低,丰水期和枯水期分别为6.9‰和9.5‰;(4)强降雨洗脱包气带中富集15 N的NH_(4)^(+)转化为NO_(3)^(-),导致浅层地下水ρ(NO_(3)^(-))升高,δ^(15)N-NO_(3)^(-)值升高,但δ^(18)O-NO_(3)^(-)值降低;(5)贝叶斯同位素混合模型的解析结果表明,丰水期浅层地下水中NO_(3)^(-)来自于粪肥贡献率较枯水期增加,来自于土壤有机氮贡献率降低,化肥中铵态氮贡献率变化不大,但硝态氮肥贡献率增加,同时大气降水硝酸盐贡献率降低。研究结果证实,持续强降雨导致包气带中剩余的NH_(4)^(+)发生硝化作用,产生更多NO_(3)^(-)进入浅层地下水;同时降雨将地表粪肥NH_(4)^(+)转化来的NO_(3)^(-)携带进入浅层地下水。因此,需要加强蔬菜种植区肥料田间管理,做到有效使用肥料,避免过度施用肥料对浅层地下水水质的危害。

基于APSIM-Maize模型的石羊河流域春玉米适宜种植区产量模拟及参数优化

为提高APSIM-Maize模型在西北干旱条件下对春玉米产量模拟的精准性,以甘肃省石羊河流域春玉米适宜种植区(永昌县、民勤县、凉州区、古浪县)为研究区域,通过查阅与研究地区春玉米相关的49篇大田试验文献获得2009-2022年共115对观测数据,基于APSIM-Maize模型,采用敏感性指数SI法和修正的Morris法对水分利用率、光周期斜率等21个模型参数进行敏感性分析,针对4个适宜种植区分别对筛选的敏感参数进行优化验证。结果表明:(1)对春玉米产量较敏感的模型参数有5个,敏感大小分别为蒸腾效率系数>出苗到拔节结束积温>光合作用与辐射利用效率>开花至开始灌浆积温>茎向籽粒转移的生物量;(2)针对不同适宜种植区,参数优化效果有所差异,其中永昌县、凉州区及古浪县效果较好,民勤县的优化效果次之;(3)春玉米适宜种植区参数优化后的产量实测值与模拟值之间的相关系数分别由0.566提高到0.978、0.341提高到0.809、0.455提高到0.953、0.537提高到0.936,均方根误差分别由1837.10~3088.72 kg/hm^(2)减小到341.64~996.64 kg/hm^(2),优化后的参数有效的提高了模型模拟产量的精度。

云南烤烟适宜种植区对气候变化的响应

为揭示云南省烤烟适宜种植区对气候变化的响应情况,以烤烟在云南省的实测分布数据以及相关环境变量数据为基础,运用最大熵(MaxEnt)模型,研究历史时期云南省烤烟适宜种植区的分布特征,并分析未来气候变化条件下云南烤烟适宜种植区的变化情况。结果显示:(1)按环境变量对云南烤烟种植的贡献率大小排序,影响云南烤烟种植的主导环境变量依次为5月平均降水量、最热季节平均温度、土壤质地分类、土壤碳酸盐含量,4项的累计贡献率达到80.9%,且总体上气候变量对云南烤烟种植的影响高于土壤变量。(2)历史时期,云南烤烟适宜种植区主要分布在曲靖、昆明、楚雄、昭通、大理、保山、临沧、玉溪东部、红河中北部、文山西北部等地区,其余丽江南部、普洱中部亦有零星分布,适宜种植区的总面积达23.82×10^(6)hm^(2),占全省面积的60.44%。(3)在RCP4.5和RCP8.5排放路径下,烤烟适宜种植区面积呈现不同程度的增加趋势,分别增加到28.28×10^(6)hm^(2)和26.09×10^(6)hm^(2),分别占全省面积的71.76%和66.19%,总适宜种植区的质心(几何中心)沿偏东偏北方向迁移,且这种迁移主要是由高适宜种植区质心的迁移引起。

基于Sentinel-1/2数据特征优选的冬小麦种植区识别方法研究

为了提高冬小麦种植区识别精度,本文基于谷歌地球引擎(Google Earth Engine,GEE)平台和随机森林算法,对比雷达和光学遥感数据对冬小麦提取效果的差异,并对多类特征变量进行重要性分析,研究特征优选对冬小麦识别精度的影响。选取2019年3—5月冬小麦关键生育期的Sentinel-1和Sentinel-2影像为数据源,构建Sentinel-1的极化特征和纹理特征以及Sentinel-2的光谱特征、植被指数特征、植被指数变化率特征共5类特征变量;设置不同数据源和不同特征组合的冬小麦种植区提取方案;对方案中特征变量进行优选,得出最优特征组合,利用最优特征组合对河南省驻马店市冬小麦种植区进行提取。结果表明,无论是否进行特征优选,基于多源遥感数据的冬小麦识别精度均优于仅采用光学或雷达数据的精度;经过特征优选后,各方案的分类精度均有不同程度的提升,说明多源数据特征变量组合和特征优选均能够提高分类精度。不同月份和类型的特征变量对分类精度的贡献率不同,贡献率由大到小为4月、3月和5月;贡献率由大到小的特征类型为极化特征、植被指数变化率特征、植被指数特征、光谱特征和纹理特征。基于多源数据特征优选提取的2019年驻马店冬小麦空间分布最优,总体精度为95.60%,Kappa系数为0.93,冬小麦提取面积与统计年鉴数据相比,相对误差为2.23%。本文可为基于多源光学和雷达遥感影像进行农作物种植区提取的研究提供理论参考。

安徽省宁国市山核桃种植区典型滑坡机制与稳定性分析——以石岭村滑坡为例

宁国山核桃种植区环境地质条件复杂,人类活动活跃,降雨充沛,是安徽省滑坡灾害极高易发区之一。选择种植区东部石岭村滑坡为研究对象,采用遥感、地形测量、地质勘查等工作手段,对滑坡的变形特征、形成条件、破坏机制及稳定性等特征进行详细研究,并提出防治建议。研究结果表明:石岭村滑坡为一受基覆界面控制的小型复合式土质滑坡,在工况Ⅱ(自重+持续暴雨)下稳定系数为0.8543(不稳定),处于蠕变状态,复活的可能性较大;其主控因素为软弱的岩土体结构和适宜的地形地貌条件,诱发因素为强降雨和人类工程活动;建议对种植区自然斜坡进行工程治理,同时改变山核桃采摘方式(如采用低空挂网兜拾),恢复植被,减少水土流失。研究成果可为种植区滑坡灾害早期识别和防治等提供重要借鉴。

幼儿园种植区项目活动的实践

在当前幼儿园项目学习活动所面临的问题背景下,探讨了将亲近自然教育融入项目学习活动的价值,提出了促进幼儿园项目学习活动开展的三点建议:提升亲近自然意识,激发项目主题与活动的生成;创造亲近自然的学习环境,支持项目的深入探究;借鉴亲近自然理念,拓展评价主体,使评价更加客观全面。通过这些建议,可以进一步优化和丰富幼儿园项目学习活动,使其更贴近幼儿的需求,更符合亲近自然的教育理念,为幼儿的全面成长提供更为丰富的土壤。

北方种植区石榴树冬季防寒技术要点

石榴是对温度非常敏感的植物,在淮河以北区域栽植冬季极易发生冻害。2015年11月22—24日,山东省枣庄市出现历史上罕见的暴雪和强降温天气,致使石榴树发生了严重冻害,给生产造成了极大损失。为此,自2016年以来,笔者就石榴的冻害预防进行了试验,取得了较好的效果,现将有关内容总结如下,供有关方面参考。

不同生态种植区黄精形态指标与品质特性分析

从贵州铜仁5个黄精主产区的6个黄精种植基地采集黄精样品,比较分析黄精根茎品质特性(折干率、浸出物、多糖和总灰分)和植株形态特性(株高、茎粗、地上部分固形物含量、须根数、根长、须根粗和根系固形物含量)及其之间的相关性。结果表明,不同生态种植区黄精根茎品质指标均符合规定的限量值,黄精植株的形态指标差异较大,影响黄精根茎品质特性的植株形态指标主要有根长、须根粗、株高、茎粗、根数和根系固形物含量。

基于随机森林算法与多时相Sentinel-2影像数据的茶树种植区信息提取

茶树是中国重要的木本经济作物,及时准确地获取茶树种植区面积及空间分布对区域农业经济发展具有重要意义。本研究以安徽省郎溪县为研究区,首先分析茶树、小麦和红叶石楠时序光谱特征,其次基于3个时相的Sentinel-2影像数据提取光谱特征、水体指数及植被指数特征、红边指数特征、纹理特征组成多时相特征变量数据集,并设置6种特征变量组合方案,利用随机森林算法进行茶树种植区信息提取精度的比较,筛选得到适宜的特征变量组合方案,最后基于适宜的特征变量组合方案进行郎溪茶树种植区信息的提取。结果表明,在光谱特征变量的基础上,分别融合水体指数及植被指数特征、红边指数特征和纹理特征变量均能有效提高茶树种植区信息的提取精度,其中,红边指数特征对茶树种植区信息提取精度的提高效果最好,其次是水体指数及植被指数特征。基于随机森林-平均精确度下降算法(RF-MDA)优选后的特征变量组合的分类效果最佳,总体分类精度达94.95%,Kappa系数为0.9348,说明特征变量优选能有效地保留重要的地物识别特征变量,避免冗余信息对分类结果的影响。综上,基于随机森林算法和茶树多时相Sentinel-2影像数据能实现郎溪县茶树种植区信息的高精度提取。

蔬菜种植区土壤中有机氯农药残留污染状况与防控技术研究

农药的使用会影响土壤中的有机质分解、养分循环等关键生态过程,且很多农药在土壤中具有长期的残留性,会对生态系统产生持续的影响。文章为研究蔬菜种植区土壤中有机氯农药残留污染状况,采集某蔬菜种植区土壤中土壤样本,通过气相色谱仪检定土壤有机氯农药残留量。使用有机氯农药后的蔬菜种植区土壤中,污染物检出率与质量分数最显著的是DDTs、HCHs。DDTs水溶性、迁移性较差,吸附性显著,在土壤中历史残留污染性更显著;HCHs降解难度低,且挥发性显著,在使用农药当日污染物最显著,但是残留量会因降解而降低。

信阳市不同花生种植区土壤养分含量变化分析

为全面了解信阳市花生产区土壤养分情况及花生生育期内土壤养分变化情况,对信阳市三县(市、区)花生生育期的土壤进行取样分析,比较并评价花生生育期内土壤养分含量变化状况。结果表明,信阳市花生产区土壤pH值、有机质、碱解氮、有效磷、速效钾含量平均值分别为5.17、13.52 g·kg^(-1)、108.77 mg·kg^(-1)、5.00 mg·kg^(-1)、193.83 mg·kg^(-1)。信阳市土壤酸化严重,土壤中有机质、碱解氮、有效磷含量较低,基本处于较缺水平,速效钾的含量较丰富。从地区来看,罗山、潢川土壤速效钾含量较丰富,新县土壤速效钾含量较低。从生育期来看,花生成熟期土壤中的有机质和有效磷含量均明显高于播前土壤,碱解氮、有效磷的含量均有部分上升,土壤pH值亦有上升,土壤酸化情况减弱。综合分析,信阳市土壤肥力处于中等偏下水平,花生成熟期土壤养分含量整体上升,但土壤改善情况不明显。

改良盾构术联合浓缩生长因子用于前牙缺损修复中的美学效果及对种植区骨量的影响

目的探讨分析改良盾构术联合浓缩生长因子用于前牙缺损修复中的美学效果及对种植区骨量的影响。方法于2020.8~2023.8期间,选取我院收治的前牙缺损患者66例,均接受改良盾构术联合浓缩生长因子治疗,观察其美学效果及对种植区骨量的影响。结果术后6个月红色美学指数(PES)评分、角化龈厚度、角化龈宽度高于术前(P<0.05);术后6个月种植体颈部、根方2mm、根方4mm的唇侧骨厚度与术后即刻相比无明显差异(P>0.05);术后7d龈沟液C反应蛋白(CRP)、白介素-6(IL-6)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)较术后1d低(P<0.05);患者对前牙缺损修复治疗结果的满意度为96.97%。结论改良盾构术联合浓缩生长因子用于前牙缺损修复中能获得较高的美学效果,增加角化龈厚度、宽度,维持种植区骨量,也有助于降低局部炎症反应,加速愈合,且患者满意度高。

小麦新品种‘平麦20’的适宜种植区分析及栽培推广建议

为有效评估新品种‘平麦20’的适应性及稳产高产性,本文通过多年多点试验,对平麦20在河南省不同种植区的产量、品质、抗病性等性状进行系统评价。结果表明,与周麦18相比,平麦20在河南省大部分地区表现为增产,尤其在平顶山、许昌、鹿邑、洛阳这四个地区,在所有测试年份均增产且平均增产率均超过5%,表明该品种适宜在以上地区推广种植。此外,本文详细阐述了平麦20的品质、抗病性、栽培特性等,为该品种的大面积推广提供理论依据。

适用于甘南沙棘种植区的便携沙棘采摘器的设计

文章立足于甘肃省甘南沙棘种植区沙棘的采摘环节,提出了一种可调节的转盘式沙棘采摘器,相较于传统的沙棘采摘方法和采摘器,具有结构简单、使用方便、采摘效率和质量更高等优点,可以减轻采摘工人的劳动强度.有效地促进了甘南地区沙棘产业的发展.此外,研究采用的SolidWorks软件设计和仿真模拟方法,为采摘农业装备的设计提供了一种新思路,具有实际生产指导意义.

中班种植区活动:“瓜”目相看

一、活动背景气温渐升,幼儿园处处皆是蓬勃的生命力,园里空旷的菜地也激起幼儿种植的愿望。依依说:“之前老是种蔬菜,这回我们来种水果吧!”灿灿建议:“我们可以种西瓜,夏天一到我们就能吃上甜甜的大西瓜了。”提议得到多数幼儿的支持,种下瓜苗、等待丰收、品尝香甜的西瓜成为大家共同的期盼。