基于改进YOLOv5模型的农作物病斑图像自动标注

基于图像的目标检测模型研究往往需要大量标注好的图像数据集用于训练和测试,但现有手工标注方法存在标注质量低、耗时费力等问题严重影响了建模效果,为了解决问题,以水稻图像中茎叶病斑自动标注为目标,基于YOLOv5模型提出一种改进的图像自动标注模型YOLOv5-TR-BiFPN。首先在YOLOv5结构中引入BiFPN (Bidirectional Feature Pyramid Network),使模型在计算量相似的情况下融合更多特征,其次采用ViT(Vision Transformer)模块增强模型的目标定位能力,并进一步优化了损失函数和非极大值抑制的计算方法,获得位置更准确的目标框。研究结果表明,YOLOv5-TR-BiFPN模型对植物病斑图像平均精度均值达到73%,相比YOLOv5s模型平均标注精度提升了3%,使用少量水稻茎叶病斑图像验证,模型训练平均精度均值m AP(mean Average Precision)达到89.3%,表明YOLOv5-TR-BiFPN模型能够较准确的标注水稻茎叶病斑,实现农作物病斑图像自动标注,标注效果良好。

野生宝兴杜鹃重瓣花的发现及其形成机制探讨

宝兴杜鹃重瓣花发现于四川省汶川县三江乡境内,与同生境的宝兴杜鹃非重瓣花相比,具有以下不同特征:花的外观类似于茶花,雄蕊多数无定数,花丝中下部瓣化成花瓣状,基部有白色柔毛,未见雌蕊。对重瓣花形成机制进行分析,推测重瓣宝兴杜鹃形成的原因为:与花器官发育相关的基因的突变或异常表达,其中,C类和B类基因可能起主要作用。

樟叶槭叶绿体基因组序列密码子偏性分析

为确定槭属樟叶槭叶绿体基因组密码子使用模式和原因,通过对樟叶槭叶绿体基因组中筛选的53条基因序列进行中性绘图、ENC-plot与PR2-plot等分析,确定樟叶槭叶绿体基因组密码子偏好性基本特征与其最佳密码子的构成,分析过程中主要使用Codon W 1.4.2、CUSP、R等软件。结果表明,共有28个密码子,且均以A或U结尾,说明樟叶槭叶绿体基因组密码子对A/U结尾偏好。密码子第1、2和3位上的GC平均含量分别为47.04%、39.56%与29.66%,GC平均含量为38.75%,ENC范围在37.60~57.16,其中ENC小于45的只有11个,表明樟叶槭叶绿体基因组密码子存在较弱的偏性。PR2-plot绘图分析显示多数位点偏离中心,落于右下方位置;最优密码子确定为UGU、CAA、GUU等15个最优密码子。该结果为槭属植物叶绿体基因组进化与转化体系中载体构建研究提供参考依据。

梓叶槭基因组密码子偏好性分析

为确定槭属极小种群野生植物梓叶槭的基因组密码子使用模式和可能成因,以梓叶槭基因组中筛选的33034个编码基因为对象,利用Codon W 1.4.2、CUSP在线程序和R 4.1.1分别进行中性绘图、PR2-plot与ENC-plot分析,揭示梓叶槭基因组密码子使用偏好性及其影响因素,确定最优密码子。结果表明,1)梓叶槭基因组密码子GC含量在0.278~0.697,不同位置上的GC平均含量为GC_(1)(0.494)>GC_(3)(0.417)>GC_(2)(0.397),表明梓叶槭基因组密码子末位碱基偏好以A和U结尾;2)基因组中有效密码子数(ENC)在25.530~61.000,且大部分基因的ENC值>35,表明密码子偏好性较弱;3)PR2-plot与ENC-plot绘图分析结果显示,突变和选择等因素都在梓叶槭基因组密码子偏好性中起到了影响作用,但梓叶槭基因组受到突变压力的影响更大;4)最终确定UUU,UGU,CAA等29个密码子为梓叶槭基因组的最优密码子。研究结果为梓叶槭基因功能解析与后续利用基因工程技术改良槭属植物重要性状奠定了研究基础。

准噶尔无叶豆的开花物候与生殖特征

为了研究沙漠稀有植物准噶尔无叶豆（Eremosparton songoricum）的开花物候特征及其对生殖成功的影响，2005和2006年连续两年对其自然种群的开花物候和开花过程中的花部表型变化进行了观察，并运用相对开花振幅、开花强度和开花同步性等开花物候指数研究了开花物候特征。结果表明：准噶尔无叶豆在5月下旬至6月中下旬开花，其种群、个体、花序和单花的花期分别历时26～29d、8～10d、5～7d和2～3d。单花开花进程依其形态和散粉特征可分为散粉前期、散粉初期、散粉盛期和凋谢期4个时期。其个体水平的开花物候进程（开花振幅曲线）呈渐进式单峰曲线，具有很高的开花同步指数，表现出一种集中开花的模式。开花物候指数与座果数之间的相关分析结果表明，始花日期与花期持续时间存在负相关关系，而与开花数和座果数存在正相关关系；花期持续时间与开花数和座果数存在显著正相关关系。准噶尔无叶豆个体开花物候在很大程度上是由其遗传因子决定的，而开花物候在年度间的变异，可能是由于荒漠气候的差异（主要是水分和温度的差异）所引起的。作为沙漠窄域分布特有种，准噶尔无叶豆在环境和人为干扰的双重选择压力下，为了吸引更多的传粉者访问而达到生殖成功，形成了大量集中开花的模式。

珍稀植物梓叶槭种子萌发特性初步研究

种子休眠与萌发是种子生态学研究的核心内容之一。在实验室条件下研究了国家二级保护植物梓叶槭种子的形态特征、温度和果翅对种子萌发的影响,以揭示其种子萌发特性。结果表明:(1)种子千粒重为(31.23±1.32)g,由一对果翅构成,张开呈近直角(86.52°±2.43°),有利于扩散远离母株;(2)种子萌发率和萌发速率显著地受到温度、果翅以及二者交互作用的影响(p<0.05),在最佳萌发温度20℃/10℃下,翅果和小坚果的萌发率分别为28.67%±0.67%和50.00%±5.03%,15℃/10℃、8℃/5℃的低温条件和果翅抑制其萌发率和萌发速率,说明低温和果翅是迫使其休眠的原因之一,但这对维持该物种种群具有重要意义,确保种群在风险环境中的延续。

准噶尔无叶豆地理种群种子萌发特性

准噶尔无叶豆种子具有明显的地理种群大小变异的现象。对大、小种子在3种光照（持续光照，12／12小时光照／黑暗，全黑暗）、5个温度梯度（10℃，15℃，20℃，25℃，30℃）条件下的最适萌发条件进行研究，结果表明：大、小种子萌发的适宜光照条件均为12／12小时光照／黑暗，在持续黑暗与持续光照条件下的萌发率无显著差异；最适温度范围是20～25℃，大种子在20℃、25℃下的萌发率（〉85％），萌发指数均显著高于相同温度条件下小种子的萌发率（〈35％）和萌发指数。大种子存在种皮硬实所导致的物理性被迫休眠，而小种子除物理性休眠外，可能还存在其他形式的深度生理休眠。准噶尔无叶豆自然状态下萌发率极低（≤3％），经综合分析，认为种子硬实和深度生理休眠可能是自然状态下种子萌发的困难主要因素，而土壤的光照、温度及湿度不存在明显的对种子萌发的限制。

甘孜州核桃优树选择研究

本研究结合甘孜州历年核桃质量监测数据,通过群众和当地林业部门推荐、实地调查等方法,初选了52株表现较好的核桃,复选了33株优树建立档案,后经连续3年的指标监测,终选了12株核桃优树。采用主成分分析法对12株核桃优树的品质性状进行了分析,确定了12株优树的综合排名,其中排名前三的依次是LDW-2、DBZ-1、BTB-6。研究表明,优树选择研究在核桃各项指标监测的基础上,采用主成分分析法,能够得到更高效、更精确、更科学的优树综合排名。

汶川地震灾区森林植被恢复问题及其生态对策

2008年5月12日在四川汶川境内发生的里氏8.0级大地震是我国大陆历史上发生的破坏性最严重的地震灾害干扰事件。不仅造成重大经济损失,也使区域生态功能衰退显著。本文在分析地震对森林植被和生物多样性破坏的基础上,总结了震后3年来在森林植被恢复中存在的问题,提出了灾后森林植被恢复生态对策。

成都龙泉山城市森林公园野生维管植物多样性及区系特征

在多次野外实地调查的基础上,对龙泉山城市森林公园野生维管植物的数量特点、区系成分进行了探究。结果表明:(1)该区共有野生维管植物138科442属628种,国家Ⅱ级保护植物7种,其生活型以草本植物种类最为丰富,共392种,占全部种类的62.42%。(2)在科属组成上,科组成以寡种科和单种科占优势,两者共占总科数的78.26%;属组成以寡种属和单种属占优势,两者共占总属数的98.87%。(3)分布区类型多样,科级水平上有10个类型和5个变型,热带成分占明显优势;属级水平上有14个类型和18个变型,热带成分略多于温带成分,具有明显的亚热带特性。

小寨子沟自然保护区槭树科植物资源及开发利用研究

四川省北川县小寨子沟保护区内分布有槭树科植物1属,13种,两亚种1变种,占全国槭树科植物种类的11%,占四川省槭树科植物种类的36%。其中,中国特有种13种,四川特有种3种,属于资源较丰富的地区。在对小寨子沟槭树科植物资源进行实地调查、整理和分析的基础上,对其开发利用价值进行了简单的评价,并建议要加强对野生资源保护、加强引种驯化及选种育种和槭树科植物资源综合开发利用,以丰富四川绿化景观树种。

果实(种子)多态性及生态学意义

果实多态性是指同一植株产生不同形状或行为种子的现象。多态性种子植物主要分布于干旱半干旱区、荒漠和盐渍土地区等干扰强烈的环境,在菊科和藜科中最为常见,主要出现在一年生植物中。果实多态性在避免密集负效应、减弱同胞子代间的竞争、采取两头下注策略以适应时空异质性环境等方面具有重要的进化生态意义。该文系统总结了国内外果实多态性的研究工作,主要内容包括:1)果实多态性的概念,2)果实多态性物种的科属分类,3)多态果实的形态结构和生态学特性,4)果实多态性的生态意义。在综述文献的基础上,对今后的研究进行了展望。

无患子扦插繁殖技术研究

对插穗木质化程度、生根粉浓度和浸泡时间为主要因素的无患子扦插繁殖技术作了初步研究。结果表明:木质化插穗的根系最发达,生根数多;GGR浓度为200 ppm浸泡60分钟或ABT浓度400 ppm浸泡20分钟后能明显促进无患子插穗生根,成活率最高,成活率分别达到了91%和94%。

植被毯边坡防护特点及其研究应用

边坡生态防护不仅能稳定边坡,保持水土,而且节约成本。概述了植被毯边坡生态防护的概念、原理、特点和植被毯的种类,并论述了植被毯在国内外的研究应用,最后建议将植被毯应用到地震造成的山体崩塌、滑坡和泥石流地区,以改善震区脆弱的生态环境。

不同采摘期楤木嫩芽内含物含量差异比较

为了比较不同采摘时期楤木嫩芽中几种内含物含量的差异,探究嫩芽最佳采摘时期,本研究采集出芽3、4、5、6、7 d时的嫩芽样品,测定其总含水量和纤维素、维生素C、总黄酮、总皂苷、总多酚、叶绿素、蛋白质含量,并分析不同采摘时期嫩芽内含物含量的差异性。结果表明,出芽7 d时纤维素(24.41%)、维生素C(2.03 mg/g)、总黄酮(12.77μg/g)、总皂苷(1.37%)、总叶绿素(0.891 mg/g)、总多酚(173.62 mg/g)的含量均最高,出芽5 d时蛋白质含量最高(48.7 mg/g),出芽3 d时含水量最高(81%)。综上,以药用功效为采摘目标,出芽7 d是最佳采摘时期;以食用营养为采摘目标,出芽5 d是最佳采摘时期。

梓叶槭和五小叶槭果实形态特征和扩散特性

以梓叶槭(Acer catalpifolium Rehd.)和五小叶槭(A.pentaphyllum Diels)的果实为材料,对2种植物果实形态特征与扩散特性进行比较研究。结果表明:(1)梓叶槭果实的翅长、翅宽、果翅面积和种子面积显著大于五小叶槭,为五小叶槭的2.01倍、1.40倍、2.42倍和1.79倍,五小叶槭的千粒质量和种子厚度显著高于梓叶槭,为梓叶槭的1.64倍和2.83倍;(2)在200 cm高的静止空气中,梓叶槭的降落速度显著小于五小叶槭的降落速度,在水平风速4 m/s的情况下,梓叶槭水平扩散距离显著高于五小叶槭的水平扩散距离,梓叶槭垂直降落速度慢,水平扩散距离远;(3)垂直降落速度与千粒质量呈极显著正相关,与翅长和果翅面积呈极显著负相关;水平扩散距离与千粒质量呈极显著负相关,与翅长、果翅面积和种子长呈显著或极显著正相关,表明槭属植物的果实千粒质量、翅长、翅果面积等形态特征与其扩散能力密切相关。从梓叶槭和五小叶槭果实的扩散特性来看,梓叶槭扩散距离更远,分布范围更易扩大,对其种群更新和演替具有重要意义。

不同经营模式对川西亚高山天然次生林林地水文效应的影响

天然次生林是川西亚高山林区经历大规模砍伐后形成的主要森林类型之一,是我国西南林区水源涵养林的重要组成部分。以不同经营模式(抚育经营、清林+补植经营以及封育经营)的川西亚高山次生桦木林和桦木、岷江冷杉混交林为研究对象,通过样方取样法获取和分析了林地苔藓、枯落物和土壤的水文指标。结果表明,与封山育林经营相比,抚育经营下的两种林型的苔藓最大持水率均显著升高(F=8.147,P=0.010;F=15.525,P=0.006)、桦木林的蓄积量显著降低(F=4.979,P=0.022),而苔藓最大持水量变化不显著;混交林则均无显著变化。在清林+补植经营下,混交林苔藓水文效应变化不显著(F=2.280,P=0.183),而桦木林虽然苔藓最大持水率无显著变化(F=4.072,P=0.098),但蓄积量的显著降低(F=3.536,P=0.044)导致了其最大持水量的降低(F=3.782,P=0.042)。两种经营方式基本上促进了天然林的枯落物最大持水率、降低了林下枯落物蓄积量;其中抚育经营效果更显著,但两种经营方式下枯落物最大持水量变化不显著。两种经营方式下,桦木林和混交林的林下土壤容重均降低(F=10.715,P<0.01;F=5.148,P<0.05),同时桦木林土壤最大持水量增加(F=4.499,P<0.05),其中抚育经营的影响程度都更显著。从4年来的短期效应来看,两种经营方式均对天然林的林地持水能力具有促进作用,抚育经营较清林+补植经营更显著,但这仅是短期的结果,两种经营方式对于退化天然林水文以及其他生态功能恢复的长期影响还有待于进一步的观测研究。

准噶尔无叶豆的地理分布、群落学特征及生物生态学特性

准噶尔无叶豆(Eremosparton songoricum(Litv.)Vass.)是国家级保护植物。对该植物地理分布、群落特征及生物生态学特性进行的研究表明:①准噶尔无叶豆分布区和生态幅狭窄,在我国仅斑块状分布于新疆古尔班通古特沙漠腹地局部地段及沙漠东南缘的部分流动沙地上;②群落中包含植物14科33属37种,可划分为7个地理区系成分,其中,温带分布型属占75.76%。依据群落组成及外貌,划分为5个群丛,主要特点为:不表现为显著的景观植被,且小面积出现;结构简单,层次单调,植物组成均系适沙和耐沙的种类;整个群落以先锋性为特征。此外,群落不稳定,有逐步被其他类型的、相对稳定的群落所替代的趋势,具有时空分布的"暂时性";③具有"花多果少"的果实产量格局,2005年结实率为(15.36±2.16)%。呈"水泡状"或"干瘪状"的种子比率达(16.2±2.31)%,虫蛀率达(16.92±2.69)%;④种子向幼苗转化率低。依靠超强的水平根茎克隆能力来扩展种群空间。经综合分析,认为准噶尔无叶豆对生境高度专一,人为干扰破坏所带来的生境丧失将使该种受胁状态加剧。对该物种进行保护首先应加强现有生境的就地保护,减少人为破坏;其次,积极开展迁地保护生物学研究,建立苗圃,营造人工种群。

生物炭-泥炭复合基质对马缨杜鹃生长和生理的影响

以马缨杜鹃(Rhododendron delavayi Franch.)1年生幼苗为材料,用体积分数10%、20%、30%和40%木炭或稻壳炭与木炭组成8组复合基质,比较各组复合基质的理化性质差异,分析幼苗生长及叶片光合生理指标和矿质元素含量的变化及其与复合基质理化性质的相关性。结果表明:木炭和稻壳炭形态结构和理化性质均不同。随木炭或稻壳炭体积分数的提高,复合基质的pH值、电导率、通气孔隙度、总孔隙度以及P、K、Mg、Na、Fe和Mn含量总体上逐渐升高,持水孔隙度和N含量总体上逐渐降低,Zn含量则无明显变化,且多数复合基质的各项理化指标与对照(泥炭)无显著差异。随木炭体积分数的提高,幼苗的株高、地径、单株叶片数、单株叶面积、单株各器官干质量和单株总干质量以及叶片的叶绿素相对含量(SPAD)、净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)和气孔导度(Gs)总体上先升高后降低,水分利用效率(WUE)逐渐降低;叶片的N、P、K、Mg、Na、Fe、Mn和Zn含量总体上逐渐升高。随稻壳炭体积分数的提高,除幼苗株高外,其他7项生长指标以及叶片的SPAD、Pn、Tr和Gs值总体上逐渐升高,WUE值总体上逐渐降低;叶片的P、Mg、Fe和Mn含量逐渐升高,N、K、Na和Zn含量波动变化。相关性分析结果表明:幼苗的株高和地径与复合基质各项理化指标均无显著相关性;叶片的胞间CO 2浓度和WUE值与复合基质总孔隙度呈显著负相关;单株的叶片数、叶面积、叶干质量和根干质量以及SPAD、Pn、Tr和Gs值与复合基质的总孔隙度和Mn含量呈极显著或显著正相关,与pH值、电导率和Na含量呈显著负相关。综合分析结果表明:木炭或稻壳炭与泥炭组成的复合基质均可不同程度促进马缨杜鹃幼苗的生长、光合代谢和矿质元素吸收;添加体积分数20%或40%稻壳炭时,马缨杜鹃幼苗长势较佳、光合能力较强。

仿生膜的研究进展

介绍了仿生膜的制备方法,包括自组装成膜法、LB膜法、接枝改性法、原位聚合法、浇铸法、化学气相沉积法(CVD)和分子沉积法;综述了细胞膜仿生膜、仿生无机膜和仿生疏水膜的研究成果;列举了仿生膜的实际应用;最后对仿生膜的研究趋势作了展望。