科研产出
基于蛇形航线法与多光谱技术的土地FLUS模型演变及预测
《光谱学与光谱分析 》 2025 EI SCI 北大核心 CSCD
摘要：以北京市昌平区2010年、 2015年、 2020年，5年等间隔监测共3次的多光谱MS300数据为例，同时利用无人机蛇形航线航测法对重点区域进行补测，利用数据嵌入技术实现可见光与多光谱数据的紧密结合，避免了部分区域由于天气等因素影响土地的分类精度问题。引入土地利用动态度和转移矩阵的研究方法，利用FLUS模型对2035年昌平区土地利用情况进行综合模拟预测，得出2010年—2020年昌平区土地利用变化规律；利用Kappa系数通过精度检验，同时结合利用Python进行多重共线性检验得到的地形、地貌、交通等8个驱动力因子，在FLUS模型中进行马尔可夫链预测，得到2035年昌平区的土地利用变化情况，具体如下：(1)2010年—2020年的昌平区土地利用变化中，草地的转移变化较大，动态变化度为23.88%,主要由北部区域向中部及东部一些区域转换；水域，林地增长平稳，主要与耕地之间进行转换；建设用地和耕地面积有小部分减少，动态变化度分别为-1.64%与-0.36%,变化相对平稳。与实际的土地利用相比较，本研究与2010年至2020年间“严格控制耕地转为林地、园地等其他类型农用地”的“退耕还林还草”土地利用政策相吻合，也证实了资源三号卫星多光谱MS300数据和FLUS模型的可靠性。(2)在2010年—2020年间的土地利用类型转换研究与分析的基础上，利用FLUS模型对2035年的土地利用类型进行自然预测，同时在绿色低碳，耕地保护，生态保护三种不同情景下进行模拟，得出了该区域在2035年草地的退化程度相对较大，其他土地利用类型如建设用地、耕地、水域等的变化相对平稳的结论。即2020年—2035年绿色低碳情景下的昌平区土地利用变化趋势与2010年—2020年土地利用变化情况接近，这也与政策中的减量发展相符合。预示着在未来10年间，北京市昌平区的城镇化进度相对缓慢，经济的进一步发展不会短时间破坏基本的土地利用情况，但草地的退化时刻提醒着环境保护的重要性。通过该研究，可以进一步对不同省市地区土地利用类型的转化进行合理预测，为后期城市规划与城镇发展建设奠定理论与实践基础。
关键词： 多光谱 蛇形航线 FLUS模型 动态变化度 多重共线性检验
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可可毛色二孢菌LtAGO1纯合突变体构建及其条件优化
《植物病理学报 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：可可毛色二孢(Lasiodiplodia theobromae)是葡萄溃疡病菌中的优势致病菌。但是由于L.theobromae的遗传转化体系的不成熟和多核完整基因组序列现象的存在，一直未能获得L.theobromae的纯合突变体。L.theobromae纯合突变体的构建为后续L.theobromae的基因功能研究奠定基础。本研究以L.theobromaeLtAGO1基因为敲除对象，通过Double-joint PCR技术将LtAGO1基因上下游同源臂序列构建到PKOV21的敲除载体上；对L.theobromae菌株CSS-01s进行酶解法原生质体制备；同时用聚乙二醇介导的原生质体转化法将敲除载体转入L.theobromae原生质体中；最后通过PCR方法对LtAGO1突变体纯合菌株进行筛选。与传统同源重组方法构建丝状真菌纯合敲除突变体相比，本研究改变了转化子筛选的过程。在前期用潮霉素筛选获得LtAGO1杂合突变体的基础上，通过挑取杂合突变体菌丝尖端重新制备原生质体，将原生质体稀释浓度后进行再一次潮霉素筛选。与常规同源重组方法相比，提高了获得L.theobromae纯合突变体的概率，从无法获得纯合突变体提高到纯合突变体获得率为45%。同时LtAGO1突变体菌株与野生型相比，生长速率加快，致病力显著增强。本研究构建的纯合突变体为研究L.theobromae基因功能奠定基础。
关键词： 可可毛色二孢 同源重组 突变体 遗传转化 功能基因组
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基于WQI和多元统计分析的官厅水库水质评价
《环境科学与技术 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：官厅水库自2007年恢复为北京备用水源地之后，进一步加强了全流域的生态环境治理与保护，库区水质在时间和空间上发生了变化。为深入评估官厅水库近10余年水质特征和明晰库区水体关键污染源，文章选取了水库8个监测断面2011-2020年9项水质指标，采用综合水质标识指数法（WQI）和多元统计分析探究了官厅水库水质的时空变化及主要污染源。结果表明：（1）2011-2020年官厅水库DO、BOD5、COD、高锰酸盐指数和NH3-N稳定在地表水Ⅲ类标准以内，TN和TP超出了地表水Ⅲ类标准；DO、BOD5、NO3--N和TN指标季节差异显著，旱季显著高于雨季；COD、高锰酸盐指数和TP雨季高于旱季，但差异不显著。（2）雨季水质总体优于旱季，基本处于中等和良好水平，尤其自2016年以后水质整体呈现出逐年向好的良好态势，这归因于上游对水库的集中输水和引黄生态补水显著改善了入库口断面水质状况。（3）主成分分析表明，水库上游农业活动和工业生活污水排放等产生的氮磷集聚是官厅水库水质的主要污染源，有机污染物和自然过程也对库区水质产生了重要影响。（4）官厅水库水质在旱季和雨季均呈现空间异质性。旱季污染最严重的断面是2个入库断面和距离上游河岸带较近的1个库区断面，雨季污染最严重的断面为2个入库断面，均以氮磷污染为主；其余库区断面污染风险较低，以有机污染为主；出库断面水质相对清洁，但需关注潜在的氮污染。研究结果可为官厅水库水环境时空管理政策顶层设计以及污染管控措施制定提供重要的科学参考。
关键词： 官厅水库 水质评价 旱季 雨季 综合水质标识指数 多元统计分析
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"三生"功能供需匹配视角下的国土综合整治与生态修复模式优化
《农业工程学报 》 2025 EI 北大核心 CSCD
摘要：国土综合整治与生态修复模式划分对优化国土空间格局、推动生态文明建设具有积极的促进作用。该研究以新疆维吾尔自治区阿克苏地区温宿县为例，构建“三生”功能供需与国土综合整治与生态修复的理论关系框架，基于土地利用、土壤、气象和社会经济等多源数据，评估“三生”功能供需状况，引入比较优势指数识别“三生”功能供需优势功能，搭建“三生”功能供需耦合模型解析“三生”功能供需匹配关系，提炼区域国土综合整治与生态修复模式。结果表明：1)温宿县“三生”功能供需表现出显著空间异质性，供需优势功能呈现“单核主导-双核协同”的空间分布特点。2)温宿县“三生”功能供需匹配类型空间上分布不均衡，北部山地以供需完全匹配型为主，面积为8 908.48 km2，占研究区总面积的62.25%；南部地区多为供需低度匹配型或供需错配型，面积分别为1 911.81、2 878.80 km2，占研究区总面积的13.36%和20.12%。3)温宿县可以划分为生产功能巩固与现代化发展、生态本底优化与监测管护、生产-生活资源集约增效、生产-生态资源协同开发、生活-生态功能韧性提升、“三生”功能融合发展6种整治修复模式，各模式的整治修复要点不同。该研究可以丰富国土综合整治与生态修复模式识别方法，并为县域尺度国土综合整治与生态修复工作及相关规划的制定与工程实施提供技术支持。
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小麦pPLA基因家族鉴定与生物信息学分析
《分子植物育种 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：pPLA类磷脂酶是催化磷脂底物水解的基础酶，在植物生长发育及非生物胁迫应答中发挥着重要作用。本研究利用生物信息学方法在小麦中挖掘并鉴定到93个小麦TapPLAs，亚细胞定位预测多为叶绿体与细胞质定位。系统进化分析与拟南芥、水稻的分类结果一致，基本分为三个亚组，其中TapPLA75与水稻直立型密穗基因编码蛋白DEP3/pPLA-Ⅲδ为同一分支，且蛋白序列相似性极高。启动子顺式作用元件分析发现，小麦pPLA基因家族具有多种激素响应元件及非生物胁迫响应元件。利用小RNA数据库预测发现参与植物非生物胁迫的tae-miR5384-3p与tae-miR9780可调控多个小麦pPLA家族基因。小麦表达谱数据分析发现，TapPLA13与小麦单倍体诱导基因的组织表达模式类似，均为穗发育早期特异表达基因。非生物胁迫下TapPLAs基因表达模式分析发现TapPLA75在多种非生物胁迫下均上调表达。激素诱导表达分析显示TapPLA28在SA、JA及ABA处理下均上调表达。本研究将为进一步分析小麦TapPLAs生物学功能及其调控机制提供理论基础。
关键词： 小麦 pPLA基因家族 生物信息学分析 非生物胁迫
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玉米制种基地数字化转型的问题及对策
《中国农业科技导报(中英文) 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：制种基地建设作为保障种子质量与供给安全的核心环节，是驱动种业振兴与农业现代化进程的基石。数字科技在制种全产业链的不断渗透，推动了基地标准化生产、信息化服务、智能化管理进程，已成为制种产业高质量发展、种子生产效率提高、农民增收的有力支撑。分析了玉米制种基地数字化转型中存在的基础发展条件受限、核心技术支撑不足、落地应用条件制约等现实问题。面对基地生产经营标准化、数字化、智能化等发展态势，应从夯实基础、强化标准、突出应用、引领市场、优化机制、推动创新6个方面，推动种业基地生产、加工、包装、运输、销售、服务、管理各环节数字化体系的全面建立，数字赋能玉米制种产业高质量发展。
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尿素硝酸铵溶液(UAN)在农业生产中的应用研究进展
《江苏农业科学 》 2025 北大核心
摘要：尿素硝酸铵溶液(UAN)作为一种高效液体氮肥，在农业生产中发挥着重要作用。对近年来国内外关于UAN应用的文献进行计量数据分析，发现研究热点主要集中在UAN的环境效应评估和作物增产效果等方面。结果表明，UAN能显著提高作物对氮素的吸收利用率，减少氨挥发损失，从而有效提高作物产量并降低环境污染风险。然而，UAN在我国农业生产中的应用仍面临诸多困境，如农民对其认知不足、市场推广力度不够以及缺乏与UAN配套的施肥技术和设备等。为了进一步推动UAN在我国的发展，提出以下建议：一是加大政策扶持力度，鼓励企业研发和生产UAN,促进UAN产业发展；二是加强UAN的宣传、培训和示范试验，提高农民认知度和市场认可度；三是构建更加完善的UAN质量检测和监管标准体系；四是以农业需求为导向，完善UAN的配套设施和施肥技术。
关键词： 尿素硝酸铵溶液 土壤质量 产量 品质 环境污染风险 困境
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二系杂交小麦研究进展
《科学通报 》 2025 EI 北大核心 CSCD
摘要：小麦是全球重要的主粮作物之一,随着全球人口的不断增长,提高小麦产量以确保粮食安全已成为紧迫任务.杂种优势利用被认为是提升小麦单产的关键途径.近年来,基于光温敏雄性不育系的小麦二系杂交技术取得了显著进展,并成功推动了杂交小麦的产业化应用.本文综述了光温敏雄性不育(photo-thermosensitive genic male sterility,PTGMS)种质的发现、光温转化特征、遗传机制,以及其在不育系选育、恢复系创制、强优势杂交种创新、规模化制种技术和示范推广等方面的科研进展.此外,本文还提出了二系杂交小麦未来发展的科技创新与产业化建议,指出传统育种、生物技术、智能农机等多技术手段的融合将是推动二系杂交小麦创新与产业化发展的重要方向.
关键词： 二系杂交小麦 光温敏雄性不育 杂种优势 产业化应用 科技创新
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具身智能农业机器人关键技术与发展趋势
《农业机械学报 》 2025 EI 北大核心 CSCD
摘要：全球农业智能化转型背景下，传统农业机器人面临非结构化环境、作业对象不确定性及控制参数时变等技术瓶颈，导致农业机器人实用效果差，产业化落地困难。具身智能作为实现通用人工智能的关键路径，为突破上述瓶颈提供了新范式。本文系统阐述具身智能理论驱动的农业机器人技术体系与发展路径，创新性构建“感知-决策-模拟-进化-诊断”五位一体研究框架。具体而言：具身感知聚焦开放环境场景理解、作业目标主动感知及多模态融合感知；具身决策涵盖端到端导航、大模型驱动的机械臂操作及多机协同算法；具身模拟着力于高保真场景重建、生成及虚实迁移技术；具身进化整合无监督学习、强化学习及模仿学习机制；具身诊断构建作业状态监测与质量评估体系。最后，展望未来发展方向，为农业4.0时代的农业机器人智能化升级提供理论支撑与技术路线。
关键词： 农业机器人 具身智能 基础模型 大语言模型 多模态感知 强化学习
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光谱技术在种子健康检测中的应用研究进展
《种子 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：种子是农业生产的“芯片”,种子健康状况直接影响农作物的产量与品质。目前种子健康检测主要通过分离培养、免疫学、分子生物学等技术方法，存在对样品具破坏性、检测周期长、人员专业技术要求高等限制因素。近年来，快速无损、安全高效的光谱技术在植物病害识别、食品微生物快速检测等领域陆续得到应用，这一方法基于不同物质光谱反射与吸收特征反映分子化学信息，结合图像特征获得形态颜色信息进行判别，为种子健康检测提供了新思路。通过介绍光谱技术应用于检测的原理，综述了光谱技术在种子携带昆虫、真菌、细菌和病毒检测中的研究进展，对技术难点与未来发展方向进行探索，以期为种子健康无损检测技术发展和智能化种子检测体系构建提供参考。
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