科研产出
基于K-means聚类和分区寻优的秸秆覆盖率计算方法
《农业机械学报 》 2021 EI 北大核心 CSCD
摘要：针对农田秸秆形态多样、细碎秸秆难以准确识别的问题,基于机器视觉技术,提出了一种基于K-means聚类和分区寻优结合的秸秆覆盖率计算方法。该方法首先利用K-means聚类算法对玉米秸秆图像进行分割,使秸秆从背景图像中分离;然后将秸秆图像分隔为16区,利用统计学方法分别计算各区秸秆中位数和众数灰度平均值,16区平均后分别获得秸秆中心灰度和土壤背景中心灰度,将其作为新的分类中心,重新采用K-means聚类方法对玉米秸秆图像进行分割,当秸秆中心灰度不再发生变化时停止迭代,计算秸秆像素点数量;最后计算获得玉米秸秆覆盖率。2021年4月,该方法在吉林省长春市玉米地100个采样点进行了实际验证,与人工拉绳法和人工图像标记法的相关系数分别为0.716 1和0.906 8,误判率7%,平均误差比Otsu阈值化方法和经典K-means聚类方法分别降低了45.6%和29.2%。试验结果表明,所提方法能够实现对不同天气、不同种植模式、不同地块条件下的秸秆覆盖率准确计算,该研究结果可为秸秆覆盖率在线计算提供一种新方法。
关键词： 玉米秸秆覆盖率 机器视觉 K-means聚类 分区寻优 保护性耕作
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北京西山国家森林公园空气负离子与大气污染物关系研究
《西南农业学报 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：【目的】通过分析空气负离子（NAI）和大气污染物浓度变化特征以及二者的相关关系,并研究森林释放NAI的影响因素,以验证城市森林中空气负离子的大气净化功能。【方法】基于北京西山国家森林公园长期监测的NAI和大气污染物浓度数据,采用Origin软件绘制其日变化特征图和SPSS软件分析二者的相关性,根据《环境空气质量标准》（GB3095—2012）分析不同大气污染物水平下与NAI的相关性。【结果】城市森林NAI浓度与PM2.5、NO2呈显著性负相关,与O3呈显著性负相关,其中NAI浓度变化主要受NO2的影响。无论PM2.5浓度水平的高低,NAI都能够敏锐地对PM2.5浓度的变化做出反馈。NAI对NO2有一定承载能力,NO2浓度低于40μg/m3时,NAI浓度范围在2000～2800个/cm3。而O3浓度小于50μg/m3时,NAI浓度与O3呈现正相关,O3浓度高于50μg/m3时,NAI浓度与O3呈现负相关。【结论】监测点的大气污染物浓度普遍偏低,说明城市森林的空气污染程度较低,且森林中释放的NAI能够敏锐地对污染物浓度值升高做出反馈,进一步验证了城市森林对城市化影响具有一定抵抗力。
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北京西山国家森林公园中空气负离子浓度与气象因子的相关性研究
《生态环境学报 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：空气负离子（Negative air ions,NAI）是城市空气质量的重要指标之一,揭示城市森林释放NAI的影响机制,有助于充分利用NAI的净化作用及保健作用,并判断空气质量。利用北京西山国家森林公园2017年9月—2018年8月的NAI和气象数据,深入探究不同季节条件下和典型天气下影响空气负离子浓度（NAIC）的气象因素。结果显示,（1）不同季节条件下,NAI与气象因素相关关系不同。当温度在15℃以上时,NAIC与温度呈负相关;在15℃以下时,NAIC与温度呈正相关。多数情况下,NAIC与湿度呈反比,冬季湿度对NAIC负效应影响最明显（r=-0.503,P<0.01）。春秋冬NAIC与太阳辐射、气压均呈显著正相关关系,而夏季空气负离子与二者呈现负相关关系。（2）典型天气下,城市森林NAIC与晴天相比出现不同程度的差异,且与气象因子的相关性也不同。雨天条件下,NAIC日均值为2 134ion·cm-3,比晴天NAIC高4.56%,主要受温度和降雨量的共同影响;雾霾天与冬季晴天相比,晴天昼间NAIC为2 075 ion·cm-3,雾霾天昼间NAIC为1 948 ion·cm-3,主要受太阳辐射量的影响;大风天气下NAIC峰值比微风天气高5.37%,日均值大于微风天气,主要受气压的影响。
关键词： 北京西山国家森林公园 城市森林 空气负离子 气象因子 相关性
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白蜡窄吉丁气味结合蛋白AplaOBP2的定位、配体结合特性及配体活性
《林业科学 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：[目的] 研究白蜡窄吉丁气味结合蛋白 AplaOBP2 在触角中的表达定位,解析 AplaOBP2 重组蛋白的配体结合特性及配体活性,旨在通过气味结合蛋白筛选白蜡窄吉丁新的信息化合物.[方法] 原核表达白蜡窄吉丁气味结合蛋白 AplaOBP2,采用免疫组织化学技术研究 AplaOBP2 在白蜡窄吉丁触角中的表达定位,通过荧光竞争结合试验分析 AplaOBP2重组蛋白与 58 种化合物的结合特性,并进一步通过触角电位仪和" Y"型嗅觉仪测定AplaOBP2的配体对白蜡窄吉丁成虫的活性.[结果] 在原核表达系统中成功表达 AplaOBP2重组蛋白.免疫定位结果显示 AplaOBP2在触角嗅觉感器——锥形感器Ⅰ的淋巴液表达.荧光竞争结合试验结果表明,AplaOBP2蛋白能够与反-2-己烯醛、反-2-庚烯醛、苯甲醛、4′-乙基苯乙酮、3′,4′-二甲氧基苯乙酮和 β-紫罗兰酮6种配体结合,其解离常数 KD 值分别为4. 44,4. 17,5. 20,2. 91,3. 45 和 0. 63 μmol·L-1.白蜡窄吉丁雌雄成虫对 10 mg·mL-1的 6种配体均有触角电位反应.行为学试验表明,在10 mg·mL-1刺激剂量条件下, 反-2-己烯醛对雌成虫有显著引诱作用,β-紫罗兰酮对雌虫表现出明显的趋避作用.[结论] 白蜡窄吉丁气味结合蛋白 AplaOBP2在嗅觉感器表达,能够选择性结合醛类和酮类物质,推测其在嗅觉识别中发挥功能.气味结合蛋白可作为靶蛋白,鉴定对白蜡窄吉丁具有吸引或趋避活性的信息化合物.
关键词： 白蜡窄吉丁;气味结合蛋白;嗅觉感器;荧光竞争结合;EAG反应;行为反应
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七种养殖特色淡水鱼脏器系数的测定和比较
《淡水渔业 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：为研究养殖特色淡水鱼成鱼主要脏器系数,并探讨各品种组织器官重量与体重的关系,本研究对杂交鲟（俄罗斯鲟Acipenser gueldenstaedti♀×史氏鲟A.schrenckii♂）、斑点叉尾■（Ietalurus punetaus）、鳜（Siniperca chuatsi）、大口黑鲈（Micropterus salmoides）、黄颡鱼（Pelteobagrus fulvidraco）、黄鳝（Monopterus albus）和泥鳅（Misgurnus anguillicaudatu）7种特色淡水鱼主要内脏器官测定和比较,并对各脏器重量和体重进行相关性分析,拟合回归方程。结果显示,除黄鳝鳃退化无此器官系数外,7种特色淡水鱼的脏器系数中心脏系数最小,肾脏、胃和肠的脏器系数居中,肝脏系数在所测器官中最大。脏器与体重关系上,杂交鲟肝脏和肠,斑点叉尾■肾脏、脾脏、胃、心脏、鳃、胆囊和肝脏,鳜肠和心脏,大口黑鲈鳃、眼睛、肝脏、脾脏、肠、胃,黄颡鱼鳃、眼睛、肾脏、胃、肠、心脏和肝脏,黄鳝胆囊、肝脏、胃、肾脏和肠,泥鳅鳃、眼睛、脾脏和肠的重量与体重呈显著正相关,符合线性关系。不同性别上,鳜的肝脏系数和大口黑鲈的鳃系数雌、雄之间差异显著,其他脏器系数无显著差异。结果表明,不同品种鱼类之间脏器系数存在显著差异,不同鱼类主要脏器重量与体重之间普遍存在一定线性关系。
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肉类掺杂掺假的高光谱成像检测研究进展
《食品与发酵工业 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：肉类的掺杂掺假是国内外普遍关注的公共安全问题,对社会经济、健康、环境等方面具有潜在影响。近年来,不法商家为牟取暴利导致肉类掺杂掺假现象层出不穷、多种多样,针对此类问题研究行之有效的检测技术与方法以保障肉品真实性具有重要意义。高光谱成像技术以快速、非侵入、图谱合一等优势在食品农产品检测领域发展迅速,不仅可同时提取图像及光谱特征信息,还具备让肉类掺杂掺假"快速现形"的能力,具有较好的未来市场应用前景。该文介绍了肉类掺杂掺假现状,简述了高光谱成像原理及相关研究中数据解析方法,在探讨现有肉类掺杂掺假定性判别及定量预测研究进展基础上展望进一步研究突破方向,以期为相关肉品市场监管办法提供参考,也为其他类农产品掺假检测研究提供方法和思路借鉴。
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基于Web of Science对农业土壤N2O排放影响因素研究的文献计量分析
《土壤通报 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：为客观全面地分析农业土壤N2O排放影响因素领域的研究动态、热点及发展脉络,利用Web of Science数据库中1978～2018年的文献信息,结合R语言文献计量分析方法,从高被引论文、关键词及历史直接引文三个方面对农业土壤N2O排放影响因素研究情况进行了系统的文献计量分析。结果表明:（1）农业土壤N2O排放的影响因素主要有四大类:土壤性质包括土壤类型、质地、pH、温度、水分、容重、氧化还原电位、O2、矿质氮（硝态氮+铵态氮）、有机碳、酶活性（主要是硝酸还原酶和亚硝酸还原酶等）和微生物多样性等;农艺管理措施包括施肥管理（肥料类型、施肥量、施肥时间、施肥方式、肥料形态等）、种植作物类型、播种时间、耕作制度、灌溉制度、秸秆还田、生物炭和硝化抑制剂使用、土地利用方式及变化等;气候条件（雪、霜、降水、气温和太阳有效辐射等）;地下水位和生态系统氮饱和度等。（2）该领域的研究热点在宏观层面上包括利用模型估算全球、国家、区域尺度上的N2O排放清单,评价切实有效的农业N2O减排措施效果;在中、微观尺度上,主要通过田间或室内培养试验用土壤理化性质及微生物指标反映、研究各影响因素变化（主要为单一因素研究）对N2O排放的效应。（3）该领域研究经历了影响因素从土壤性质再到人为活动的过程,研究内容包括使用模型研究农业土壤N2O排放过程、机制,估算大尺度多因素条件下的农业土壤N2O排放清单及减排措施效果。（4）农艺管理措施包括施用硝化抑制剂、包膜肥料、生物炭和秸秆还田,这些措施均可有效地减少农业土壤N2O排放,但每一措施的效果因具体条件而不同。（5）未来农业土壤N2O排放研究将向整合多因素、多尺度、多层次方向发展,其重点仍为明确农业土壤N2O排放机制、影响因素的相对重要性以及不同减排措施的效应,进而为因地制宜地制定科学有效的农业土壤N2O减排措施提供支持。
关键词： 土壤N2O排放 文献计量分析 影响因素 研究热点 历史趋势 减排措施 R语言
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基于小波分析的马铃薯地上生物量估算
《光谱学与光谱分析 》 2021 EI 北大核心 CSCD
摘要：地上生物量（AGB）是作物长势评价及产量预测的重要指标,因此快速准确地估算AGB至关重要。由于传统植被指数（VIs）估算多生育期的AGB存在饱和现象,因此,利用VIs结合基于离散小波转换（DWT）的影像小波分解（IWD）技术提取的高频信息和连续小波转换（CWT）技术提取的小波系数,探究VIs,VIs+IWD和VIs+CWT对于AGB的估算能力。首先,基于无人机平台分别获取马铃薯现蕾期、块茎形成期、块茎增长期、淀粉积累期的数码影像和成像高光谱影像以及地面实测的AGB数据。其次,利用数码影像通过IWD技术提取3种高频信息和利用高光谱反射率数据通过CWT技术提取小波系数以及构建6种高光谱植被指数。然后,将植被指数、高频信息和小波系数分别与AGB进行相关性分析,并挑选出不同尺度下相关系数绝对值较高的前10波段。最后,以VIs,VIs+IWD和VIs+CWT这3种变量分别使用偏最小二乘回归（PLSR）方法构建AGB估算模型,并对比不同模型估算AGB的效果。结果表明:（1）每个生育期选取的6种植被指数、3种高频信息和10种小波系数与AGB的相关性均达到0.01显著水平,整个生育期相关性均呈现先升高后降低的趋势,其中以小波系数得到的相关性最高、高频信息次之,植被指数最低。（2）对比分析每个生育期的3种估算模型,以VIs+CWT为输入变量的估算效果最好,VIs+IWD的估算效果次之,而VIs的估算效果最差,说明基于小波分析构建的模型适用性较广、稳定性较强。（3）每个生育期分别以3种变量利用PLSR方法构建的AGB估算模型均在块茎增长期达到最高精度(VIs:建模R2=0.70,RMSE=98.88kg·hm-12,NRMSE=11.63%;VIs+IWD:建模R2=0.78,RMSE=86.45kg·hm-12,NRMSE=10.17%;VIs+CWT:建模R2=0.85,RMSE=74.25kg·hm-12,NRMSE=9.27%)。通过VIs分别结合IWD和CWT技术利用PLSR建模方法,可以提高AGB估算精度,为农业指导管理提供可靠参考。
关键词： 马铃薯 地上生物量 植被指数 高频信息 小波系数 偏最小二乘回归
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副猪嗜血杆菌血清4型和13型的分子血清分型研究
《动物医学进展 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：为在临床诊断中快速鉴定副猪嗜血杆菌（HPS）血清4型和13型等优势流行血清型,分子血清分型方法较常规的基于特异性抗血清的血清分型方法更加准确和高效。根据HPS血清4型脂多糖合成蛋白基因wcip4和血清13型糖脂转移蛋白基因gltP序列设计特异性引物,分别建立了简便快速鉴定HPS血清4型和13型的环介导等温扩增方法（LAMP）。特异性检测结果显示,HPS血清4型或13型参考菌株检测为阳性,而其他HPS血清型参考菌株及19种其他细菌检测均为阴性;敏感性检测结果显示,在25μL反应体系中,HPS血清4型和13型基因组DNA检测限分别为1 pg和2.5 pg。对已知血清型的22株HPS临床分离株检测结果显示,13株血清4型和5株血清13型分别检测均为阳性,而其他血清型分离株检测均为阴性。结果表明,建立的LAMP方法可用于HPS血清4型和13型的快速鉴定,有助于HPS优势流行血清型的快速调查及疫苗防控。
关键词： 副猪嗜血杆菌 分子血清分型 环介导等温扩增 特异性 敏感性
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基质厚度对青绿苔草生长和草皮质量的影响
《草地学报 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：为探讨青绿苔草（Carex leucochlora）草皮生产的适宜基质厚度,本研究以草炭土为基质采用盆栽试验分析了5种基质厚度（1 cm,2 cm,3 cm,6 cm,10 cm）对青绿苔草生长和草皮外观质量的影响。结果表明:基质厚度显著影响青绿苔草生物量、根系、草皮外观质量和重量,基质厚度从1 cm增加到10 cm,其干重、草皮重量、根冠、根系总根长、表面积、体积均显著增加（P<0.05）,而根系平均直径显著降低（P<0.05）;草皮高度、密度、均一性、盖度、色泽均呈增加的趋势,但基质厚度高于3 cm时,各指标差异不显著。综上所述,以草炭土为基质生产青绿苔草无土草皮是可行的,综合考虑各指标,适宜基质厚度以3 cm左右为宜。
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