农业生态系统优化:基于多模型耦合的土地利用多样性与生态服务价值最大化策略

为深入探讨土地利用多样性对生态系统服务的影响,并提出一种创新的耦合模型优化策略。通过这种策略,可以最大化土地利用多样性与生态系统服务价值,从而促进农业生产、生态环境保护与人类福祉之间的和谐发展。为了实现这一目标,构建了一个综合模型,涵盖了作物生长、土地利用变动、生态系统服务评价、多目标优化4个关键模块。这个模型全面模拟并解决作物系统设计问题,考虑了农业生产、生态环境和人类福祉等多个目标和约束。通过实证分析,比较了不同土地利用配置方案的效果,以寻求最优或接近最优的选择。结果发现:优化作物情景在提升生态系统服务价值和人类福祉指数方面表现最佳。该情景不仅确保了农业生产的高效率,还在生态系统服务供给和人类福祉方面取得了显著成效。这一发现证明了多样化的土地利用配置能够带来更多的生态和社会经济效益。本研究的创新之处在于,首次将作物系统设计问题定义为多目标优化问题,并通过耦合模型进行实证分析。这一方法论为农业生态系统管理提供了新的视角和工具,有助于实现可持续发展目标。本研究结果强调了土地利用多样性在提升生态系统服务价值和人类福祉方面的重要性,为未来的土地管理政策和实践提供了科学依据。

基于模型的冬小麦-夏玉米两熟数字化种植设计系统构建

构建基于模型的定量化和数字化种植设计系统。以农业系统学理论和模拟模型为基础,运用知识工程和信息技术原理,总结并提炼黄淮海粮食生产区冬小麦-夏玉米一年两熟制种植模式关键技术,形成了冬小麦和夏玉米生长模拟模型、水分与养分动态平衡模型以及生产管理技术设计动态知识模型,构建了冬小麦-夏玉米两熟数字化种植设计系统。该系统采用面向对象的程序设计方法,在.NET平台上运用C#语言进行开发。该系统具有7大功能模块:文件管理模块、参数管理模块、生长模拟模块、实时管理模块、方案设计模块、专家咨询模块和系统帮助模块。该系统界面友好,易于使用,具有较强的机理性,同时兼顾应用性需求,基本实现了作物生产力与效益品质的相互平衡。

中国旱作节水农业科技进展与未来研发重点

分析了中国发展旱作节水农业的科学意义和生产实践意义,提出了旱作节水农业的概念,阐述了旱作节水农业应用基础理论、技术体系和发展模式,总结了相关领域进展和发展趋势,最后指出未来的研究重点和前沿问题。

基于树莓派4B的病虫害检测与治理系统设计

农作物病虫害是我国农业生产中的常见灾害,其种类繁多,数量大,常常会突然大规模暴发,给我国农业生产以及国民经济带来损失。为解决农作物病虫害问题,减少农业生产损失,设计了基于树莓派4B的病虫害检测与治理系统。该系统包括控制组件、成像组件、环境检测组件、药剂投放组件和行走避障组件硬件以及云平台,其通过机器视觉技术采集病虫害图像特征,上传至云平台中所搭建的信息库进行信息评估,生成适合当前环境的解决方案,控制药剂投放,实现精准防治。该系统在平原、山地以及其他各种复杂的环境中都能发挥出色的性能。

基于Web的农作物信息管理系统构建与应用

为了开发数据全面且功能综合的农作物信息管理系统,以Java语言作为开发工具,使用My SQL数据库软件,运用MVC设计模式,建立了由信息浏览、数据查询、系统管理和信息反馈4个模块构成的农作物信息管理系统。系统中的数据全面且种类多样化。系统初步建成后,以河南省小麦信息数据作为管理对象,对系统的功能进行了测试和试运行,取得了良好的效果。

现代温室种植业的系统分析和优化设计

对现代化智能温室的种植业生产系统的组成成分、结构、功能及各子系统之间的相互作用关系进行了深入分析。温室系统由作物生态系统、环境控制系统和经济管理系统 3个子系统组成 ,经济管理系统通过控制成本和生产效益分析 ,为环境控制系统提供控制决策 ,通过环境控制系统中的执行机构 ,为生物生态系统提供最佳的环境参数 ,以达到系统的总体功能最佳。提出了以产品上市期和最大产投比来进行温室系统优化设计的两种方法。图 3,参 8。

基于Internet作物布局专家支持系统的设计

本文在分析了国内外农业专家支持系统发展状况基础上 ,提出了基于 Internet作物布局专家支持系统的总体设计 ,分析了该作物布局专家支持系统实现的软硬件环境 ,并提出了具体实现步骤和软件开发方案。

基于Internet的多年生和无性繁殖作物种质资源数据管理系统的设计与实现

果树、茶树、桑树、薯类、无性繁殖蔬菜、苎麻、甘蔗、橡胶等多年生和无性繁殖作物是中国农业生产的重要组成部分。为加快中国多年生和无性繁殖作物种质资源的收集、整理、鉴定评价和创新利用,加强种质资源规范化管理,促进资源信息交流,提高资源数据库管理水平,采用动态web数据库的策略,执行浏览器/服务器(B/S)体系结构,建立了基于Internet的多年生和无性繁殖作物种质资源源数据管理系统,对多单位、多作物进行统一、规范的管理,实现种质资源数据库的共建、信息共享。

复杂生态条件下作物生产专家系统开发技术研究

通过对复杂生态条件下农作物生产知识进行分析 ,提出“平台 -框架 -应用系统”的作物专家系统开发技术路线。其中对知识模型的建立、应用框架的开发设计和系统集成进行了详细的论述。

基于WebGIS的作物病虫害监测预报系统构建

基于WebGIS的主要农作物病虫害预测预报系统,是综合遥感、气象与病虫害模型知识,集成WEBGIS、数据库、ASP.NET等技术建立的全国县级尺度的主要作物病虫害预测预报系统。系统采用B/S(浏览器/服务器)体系结构,达到了在网络平台对空间数据的发布与共享,实现了病虫害预报模型网络化运行和大面积实时的遥感病虫害专题图发布,提高了用户对作物病虫害信息化预测与管理水平,以期达到高效、大面积防治病虫害的目的。

寒地水稻生态平衡施肥决策支持系统的设计

阐述了生态平衡施肥的概念、原理和原则,按照生态平衡施肥原理建立寒地水稻生态平衡施肥决策支持系统,同时介绍了系统设计、系统功能以及系统运行环境,能根据测定土壤养分状况给出不同土壤以及生态因子的生态平衡施肥方案,为推广生态平衡施肥生产和供应高效专用肥料提供保障。

低丘红壤地区种植制度的优化设计——以江西临川县为例

本文论述了低丘红壤地区种植制度优化设计的原则和方法,指出引种玉米和制定最佳的作物生产群体是该地区种植制度优化设计的重要方面。

水稻秸秆收集与连续打捆复式作业机设计

针对单体打捆机捡拾联合收获后田间滞留的水稻"站秆"及"残茬"收净率较低,以及圆捆打捆机绕线卸捆时需停机导致作业效率低等问题,该文将现有水稻联合收获机的脱粒清选和粮箱等装置与圆捆打捆装置置换,在输送槽出口与打捆装置集料口处设置集料装置作为缓存区,采用自动控制技术控制各功能部件连续作业,最终研发出集切割、捡拾、收集、打捆、集捆等功能于一体的田间水稻秸秆收集与连续打捆复式作业机。田间性能试验表明:在作业档的工况条件下,作业速度越快,成捆效率越高,但圆柱规范度程度越差;经测定,整机以中速档(1.1 m/s)连续作业3.4 h后,其成捆率为98%,生产率为0.4 hm^2/h,秸秆收净率为95%。该研究为机械化收获后有效提高秸秆利用率以及实现农业生产中农机具的一机多用提供了参考。

小麦播种实时监控系统设计与试验（英文）

为实现小麦播种作业性能实时监控,设计了一种基于CAN总线的小麦精密播种机播种实时监控系统,阐述了系统总体结构,设计了系统硬件和软件,并进行了田间试验。该系统包括传感器信号采集单元、播种监测模块、CAN模块和播种监测终端,能够实时监测种管状态、机具前进速度和排种轴转速。采用光电传感器和霍尔传感器分别检测排种管落种状态和地轮转速并输出电压或脉冲信号,播种监测模块根据传感器输出的信号,判断排种管播种状态(正常、堵塞和空管),计算出地轮转速和排种轴转速,并计算出机具前进速度,以上信息通过CAN总线传输给播种监测终端并实时显示。试验结果表明,该系统故障状态监测准确率为>98%,堵塞响应时间<0.2 s,空管报警响应时间<0.5 s。系统工作稳定可靠,抗尘、抗震能力强,能够有效监测小麦播种作业性能。该研究成果能满足小麦播种性能实时监测要求,有助于提高小麦播种作业质量。

用于作物光谱信息监测的微弱信号调理方法与电路设计

作物光谱信息监测仪是信息农业科研和精确农作技术的重要技术支撑。本文深入研究了作物光谱信息转换为电信号的原理和方法,分析并估算了测量误差,提出了误差控制的措施。在此基础上,针对作物光谱监测机理和作物光谱的基本特征,基于准确提取光谱中所负载的作物有效信息的根本性要求,设计并研制出性能良好的微弱信号调理的软硬件系统,有效的解决了作物光谱监测仪研制的关键问题和首要难题。田间测试的结果表明:所研制的微弱信号调理系统性能良好,完全能够适应田间的复杂环境,满足作物光谱信息的监测要求,具有很高的精度、线性度和稳定性。

一种钢丝绳剪切机的PLC控制系统

提出了钢丝绳剪切前加热的概念,利用了剪切时移动的装置,设计了PLC自动控制系统和程序,实现了稳定可靠的自动切头和自动定尺等剪切的功能。通过模拟和大量剪切试验,验证了PLC控制系统和程序的可靠性、方便性和实用性。

贵州山区作物生产专家系统开发技术研究

本文通过对贵州山区复杂生态条件下农作物生产知识进行分析 ,提出“平台—框架—应用系统”的作物专家系统开发技术路线。其中对知识模型的建立、应用框架的开发设计和系统集成进行了详细的论述。

植保喷头综合性能测试专用数控系统的设计

为了研究新的施药方法及施药器械,研制了喷头综合性能测试专用数控系统,该系统能够精确采集总流量、压力、分流量与温度等参数。硬件设计中,选用MSP430F149单片机作为系统的CPU;接口电路设计中,选用74LVC4225作为电压转换芯片,用两片Intel 8255A作为接口扩展芯片,选用HCPL0601高速光电耦合器作为通讯接口电路中的隔离和电压转换芯片;温度的测量是用DS18B20芯片实现的。软件设计中,键盘操作及通讯功能的实现是在中断子程序中完成的;算术平均值及比较取舍两种数字滤波技术的运用,提高了采集数据的精度。经过长时间的运行试验表明,系统工作稳定可靠,数据采集精度高,重复性好,具有良好的推广应用价值。

国家级农情监测系统结构设计

农作物生长情况，即农情是各级领导与农民时刻关注的重大问题。农情监测的目的是及时采集准确、全面的农情信息，为各级政府与农业生产部门提供决策依据。文中介绍了以农业部现有的农情监测站网络与通讯网络为基础，基于遥感。

农作物安全生产追溯系统设计研究

农作物生产与安全问题自始至终都与人们身体健康利害相关,也是消费者购买农作物商品时最关心的问题。农作物安全生产溯源系统可以让消费者了解到产品产地、生产过程、采摘时间、检测结果等农作物的重要信息。本文总结了农作物质量安全存在的隐患、追溯系统的设计与实现过程,以期保障农作物质量与安全以及消费者的合法权益。