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黄河中下游农业景观不同生境类型中鞘翅目多样性及功能群研究——以封丘县为例

黄河中下游农业景观不同生境类型中鞘翅目多样性及功能群研究——...

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作者：曹晶河南大学

学位级别：硕士

现代农业的大力发展导致农业景观出现高度均一化,由于高度集约化管理,人类干扰强度的随之加大,对农业景观以及生物多样性产生了巨大的影响,农田面积不断扩大以及种植的农作物物种相对单一,自然、半自然生境破碎化,导致农业景观结构的复... 详细信息

现代农业的大力发展导致农业景观出现高度均一化,由于高度集约化管理,人类干扰强度的随之加大,对农业景观以及生物多样性产生了巨大的影响,农田面积不断扩大以及种植的农作物物种相对单一,自然、半自然生境破碎化,导致农业景观结构的复杂程度降低。农业景观是人类生存资源的主要来源地之一,而农业景观镶嵌斑块的多样化对生物多样性的维持与稳定具有不可忽视的作用。半自然生境可以为物种群落提供替代食物以及越冬或庇护场所,因此,半自然生境的存在有利于捕食性物种的栖息、繁殖以及农田中作物物种的调控作用,对农业景观生态系统的生态过程、功能的维持、服务以及持续性管理发挥着重要作用。本研究选取黄河中下游平原农业典型地区河南省新乡市封丘县为研究对象,采用陷阱法在封丘县偏南地区选取农业景观中沟渠、林地、树篱和农田四种主要景观要素对鞘翅目群落进行调查研究.比较分析了不同生境中鞘翅目群落的组成分布及其春、夏、秋三季的时间动态情况以及不同功能群(植食性、捕食性、粪食性、杂食性和腐食性)的物种状况,并且对研究区鞘翅目群落科级水平上计算丰富度指数S、Simpson优势度指数C、Shannon‐Wiener多样性指数H′和Pielou均匀度指数J,分析不同生境类型中鞘翅目群落生物多样性及其动态,最后利用Canoco4.5中典范对应分析(CCA)探究8个环境因子(土壤湿度、有机质、含氮量、含磷量、pH值与植被盖度、高度、丰富度)对鞘翅目类群分布的影响。研究表明:(1)通过三季调查共捕获鞘翅目昆虫标本9505头,隶属25科,其中步甲科与隐翅甲科为优势种,分别为4336头和1059头。在四种生境类型中,鞘翅目数量分布规律为沟渠>农田>树篱>林地,类群说的分布规律为沟渠>林地>树篱>农田。时间动态研究显示,研究区内鞘翅目的个体数与类群数的季节动态变化趋势大抵一致:夏季>春季>秋季。两者在夏季均达到峰值,最低值均出现在秋季,在各个季节中步甲科和隐翅甲科均表现为优势类群。不同生境类型鞘翅目群落中的组成和分布的季节动态具有一定的差异。四种生境类型中沟渠的个体数量最高,夏季中各生境类型鞘翅目群落个体数均达到最高值,春季次之(除LD之外),秋季总体上最少。三季中沟渠的鞘翅目类群数最丰富,林地次之,农田中最少。(2)不同生境类型中鞘翅目群落不同指数变化规律有所差异,从总体来看,丰富度指数S和Shannon‐Wiener多样性指数H′的规律均为沟渠>林地>树篱>农田,差异性均极显著(PSL>GQ>LD,大致符合生态学规律,即丰富度S、Shannon‐Wiener多样性指数H′、均匀度J和优势度C成负相关。Pielou均匀度指数J的规律为:LD>SL>GQ>NT,沟渠中植被组成较为复杂,人为干扰程度相对最低,生境环境有利于鞘翅目群落的生存,物种非常丰富,其均匀度J较低可能由于步甲科数量较多,处于绝对优势,优势现象较为明显,从而导致均匀度J较低。方差分析发现,不同类型生境鞘翅目群落除均匀度指数J不显著外,丰富度S、多样性指数H′和优势度C在不同生境类型之间均具有极显著差异性(P0.05)。(3)根据所捕获鞘翅目群落的不同食性,大致划分为5个营养级,分别为捕食性、植食性、粪食性、杂食性和腐食性,其中捕食性的鞘翅目共6科,6326头,植食性的鞘翅目共捕获11科,1445头,粪食性的鞘翅目共捕获3科,1316头;杂食性的鞘翅目共捕获4科,401头;腐食性的鞘翅目有露尾甲科和葬甲科,仅捕获17头,占总捕获量的0.17%。捕食性和植食性功能群无论在数量上还是类群上均比其他功能群高,步甲科占绝对优势。从不同功能群组成的季节动态分析发现,春夏秋三季捕食性型鞘翅目个体数均最高,植食性型鞘翅目的类群数最高,腐食性均最低。(4)对鞘翅目群落组成与8个环境因子进行典范对应分析(CCA)发现,鞘翅目群落的分布与植被结构之间存在明显的关系,不同生境类型鞘翅目群落的组成受土壤特征和植物结构等多种因素的综合作用,其中土壤湿度、植被物种丰富度S、植被盖度和植被高度是影响鞘翅目群落组成的重要环境因子。

关键词：鞘翅目群落物种多样性农业景观典范对应分析黄河中下游地区

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ZnSe薄膜电沉积制备

ZnSe薄膜电沉积制备

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作者：李丛昱长春理工大学

学位级别：硕士

ZnSe是一种具有直接能隙（2.7eV）的Ⅱ-Ⅵ族化合物半导体材料,由于在半导体器件的应用中具有相当大的潜能,如可以作为太阳能电池的窗口材料,特别是以化学气相沉积法、分子束外延法、热壁外延法等技术制备的ZnSe,已经被广泛研究。近年来... 详细信息

ZnSe是一种具有直接能隙（2.7eV）的Ⅱ-Ⅵ族化合物半导体材料,由于在半导体器件的应用中具有相当大的潜能,如可以作为太阳能电池的窗口材料,特别是以化学气相沉积法、分子束外延法、热壁外延法等技术制备的ZnSe,已经被广泛研究。近年来,以电沉积方法制备的化合物半导体多晶薄膜能够很好的应用于太阳能电池中。在本论文中,利用电解质（Se02=0.001-0.008 M和ZnSO4=0.1～0.8M）的电化学还原作用,在酸性溶液中（pH=2.3）将ZnSe薄膜沉积在ITO基体上。利用恒电位法来控制化学计量比,并讨论沉积条件（沉积电位、pH值、沉积温度、溶液中各成分浓度以及沉积时间）对其影响。研究证明,溶液中所含Zn2＋浓度要高（0.2M）,而Se02浓度要非常低（0.001M）,沉积电位为-800mV,pH为2.3,沉积时间20分钟时,才可得到接近于Zn/Se=1的化学计量比的ZnSe薄膜。

关键词： ZnSe 电沉积沉积参数太阳电池

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电沉积法制备ZnSe薄膜及结构表征研究

电沉积法制备ZnSe薄膜及结构表征研究

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作者：刘志慧长春理工大学

学位级别：硕士

ZnSe是一个宽的带隙(2.7eV)半导体材料,在短波长领域它是一种不可替代的光学材料。它对光电子吸收层有更高的通过率,这样可以更广泛的应用于压电陶瓷太阳能电池设备上。本论文采用电沉积法制备ZnSe薄膜,在ZnSO4和Se02的酸性水溶液中,以... 详细信息

ZnSe是一个宽的带隙(2.7eV)半导体材料,在短波长领域它是一种不可替代的光学材料。它对光电子吸收层有更高的通过率,这样可以更广泛的应用于压电陶瓷太阳能电池设备上。本论文采用电沉积法制备ZnSe薄膜,在ZnSO4和Se02的酸性水溶液中,以ITO导电玻璃为阴极(工作电极),采用恒电位法沉积ZnSe薄膜,通过改变实验参数如离子浓度、pH值、温度、电沉积电位等参数确定最佳的实验参数：Zn/SeO3浓度比为500/3,沉积电位为-850mV, pH=2.4,反应的最佳温度为35℃,沉积的时间为15min,同时也探究了络合剂的加入和搅拌对沉积效果的影响。对ZnSe薄膜进行XRD/SEM和UV-VIS等结构表征与测试,通过XRD确定(111)(220)(311)处三个特征峰,通过SEM图像可以看到沉积结果,通过UV-VIS确定其通过率在70%左右,分析了ZnSe的电沉积过程及影响因素。

关键词： ZnSe薄膜电沉积方法电流密度红外材料

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黄河下游典型农区中小型土壤动物的生态分布和季节动态

黄河下游典型农区中小型土壤动物的生态分布和季节动态

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作者：赵爽河南大学

学位级别：硕士

生物多样性是制约生态系统服务发挥的关键因素之一。生物多样性也是景观流的基础,它对生态系统服务中的气候调节、水土保持、土壤肥力、物质生态的质和量、生物控制等都有重要的作用。农业生态系统的持续健康发展是离不开生物多样性的,... 详细信息

生物多样性是制约生态系统服务发挥的关键因素之一。生物多样性也是景观流的基础,它对生态系统服务中的气候调节、水土保持、土壤肥力、物质生态的质和量、生物控制等都有重要的作用。农业生态系统的持续健康发展是离不开生物多样性的,非农生物的生存同样也离不开农业景观。农业景观中的自然、半自然生境(如农田边界、林地、树篱和沟渠等)对栖息于内的动物有重要的影响。本研究选取黄河下游平原地区——封丘县的农业生态系统为研究对象,于2014年的4、7、9和11月和2015年4月采用Tullgren漏斗法分离环刀土样的方法对该区的农田、林地、金银花地、树莓地和蔬菜地内的中小型土壤动物进行了相关的调查取样。每季每种生境类型均设置20个典型样方,每个样方之间间隔10 m,采用蛇形采样法采集土壤样品(土壤类型均为潮土)进行分析,且在每个取样点采用法瑞学派1×1 m2的样方法对植被进行调查。首先,研究采用了α多样性指数(丰富度指数、均匀度指数、香农多样性指数、辛普森多样性指数)、类群丰富度和类群多度分析了不同生境类型内中小型土壤动物多样性的季节差异。2014全年共捕获中小型土壤动物44个类群共6231头,优势种群(多度大于总捕获数10%的类群)共4种,分别为隐翅甲科(Oxytelus Batiuculus)、辐螨亚目(Actinetidida)、花蝽科(Anthocoridae)和甲螨亚目(Oribatida)。常见类群(多度大于1%小于10%的类群)共12种,分别为球角跳科(Hypo-gastridae)、等节跳虫科(Isotomidae)、跳虫科(Poduridae)、蚁科(Formicidae)、葬甲科(Silphidae)、拟花蚤科(Melyridae)、长角跳科(Entomobriyidae)、双翅目幼虫(Diptera Larvae)、丸甲科(Byrrhidae)、切叶蚁亚科(Myrmicinae)、叶蝉科(Cicadellidae)和苔甲科(Staphylinoidea)。其余的28个类群为稀有类群(多度小于1%)。从总体上来看,夏季中小型土壤动物的多样性最高;在春、夏、秋三季,农田内土壤动物的多样性要普遍高于其它几种生境类型,且多样性指数显示,在农田中土壤动物的多样性差异较低,平均丰富度较高,群落分布的均匀程度也较高,是土壤动物空间分布比较集中的生境;在冬季,林地和树莓地能保持更高的土壤动物多样性,在保持土壤动物群落方面有着不可替代的作用;相对于蔬菜地和树莓地,金银花地可以在春、夏、秋三季保持较高的生物多样性,且研究区位于国家级的金银花生产基地——封丘县内,其出产的金银花具有较高的经济价值。其次,研究分析了环境因子对中小型土壤动物多样性的影响。在研究中采用中小型土壤动物的类群丰富度和类群多度来代表多样性,且由于在本研究中中小型土壤动物多度与丰富度呈显著正相关(p4g/kg)、中的土壤有机质含量(3～4g/kg)和低的土壤有机质含量(≤3g/kg),即每个等级均包括6个样点。之后使用指示值法(indval)确定不同的土壤动物类群在不同程度的土壤有机质含量内的分布情况。通过指示值法分析得知,中小型土壤动物对不同土壤的有机质含量的偏好不同。在春季林地所捕获的12个土壤动物类群中,有4个类群的土壤动物偏好高土壤有机质含量(indval值在高土壤有机质中最高),尤其是球角跳科、蚜科(aphididae)和线蚓科(enchytraediae),个体集中出现在有着高的土壤有机质含量的样点;有1个类群的土壤动物偏好中土壤有机质含量,即长角跳科;有4个土壤动物的类群偏好于低有机质含量,尤其是辐螨亚目,可以在研究区作为林地土壤有机

关键词：农业生态系统中小型土壤动物生物多样性环境因子主导因子生态系统服务生物迁移黄河下游典型地区

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碳纳米管的功能化及其复合材料的电磁性能研究

碳纳米管的功能化及其复合材料的电磁性能研究

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作者：于志远长春理工大学

学位级别：硕士

碳纳米管具有独特的力学和电学性能,使其在制备功能复合材料中具有广泛的应用前景。本文主要目标是将具有较好吸波性能的CoNiFeO铁氧体和纳米γ-(Fe,Ni)合金颗粒与碳纳米管形成复合材料,研究其结构和性能,以提高碳纳米管的吸收性能,拓... 详细信息

碳纳米管具有独特的力学和电学性能,使其在制备功能复合材料中具有广泛的应用前景。本文主要目标是将具有较好吸波性能的CoNiFeO铁氧体和纳米γ-(Fe,Ni)合金颗粒与碳纳米管形成复合材料,研究其结构和性能,以提高碳纳米管的吸收性能,拓宽其复合材料的吸收带宽。通过研究,本文确定了碳纳米管的功能化最佳条件,制备出了纳米颗粒分布较为均匀的CoNiFeO/CNTs和γ-(Fe,Ni)/CNTs两种复合材料,并最终确定了工艺条件。初步形成了铁镍离子浓度对碳纳米管表面颗粒分布的影响规律并分析了原因。通过吸波性能曲线对比,在吸收强度基本不变的情况下,吸收带宽明显增加,提高了碳纳米管的吸收性能。对特殊要求γ-(Fe,Ni)/CNTs复合材料制备工艺进行了理论工艺分析和推测,为今后研究提供参考。

关键词：碳纳米管功能化铁氧体纳米铁镍合金

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镁合金表面电化学沉积镍铬合金的结构表征与测试

镁合金表面电化学沉积镍铬合金的结构表征与测试

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作者：王昱程长春理工大学

学位级别：硕士

镁及镁合金材料易于回收,能够实现重复使用,节能环保且符合现代设备器械趋向高度集成化和轻量化的发展理念,成为了航空航天器材、交通工具、电子数码3C等领域最具吸引力的金属材料,被誉为“21世纪的绿色工程材料”。研究如何提高其耐腐... 详细信息

镁及镁合金材料易于回收,能够实现重复使用,节能环保且符合现代设备器械趋向高度集成化和轻量化的发展理念,成为了航空航天器材、交通工具、电子数码3C等领域最具吸引力的金属材料,被誉为“21世纪的绿色工程材料”。研究如何提高其耐腐蚀性能有利于加快镁合金材料大规模工业的应用进程。镁合金表面电镀是在液相中沉积出具有防腐能力和导电性能的光亮镀层,电沉积镍铬不仅可以提高镁合金表面的硬度、耐磨和耐蚀性能,还具有装饰性作用。本文采用电化学沉积法制备了镍铬合金镀层,采用工艺流程:除油→酸洗→活化→浸锌→焦磷酸盐镀锌→电镀Ni-Cr合金。主要通过单因素变量实验,研究了镁合金电镀前处理工艺、电镀锌、电镀镍铬合金优化后的镀液组成配方及其工艺参数对所得膜层的影响;利用金相显微镜和扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、能谱仪(EDS)测试手段对所获得膜层的表面微观形貌、晶粒结构及组织成分进行观察、测试及表征。利用电化学工作站进行线性扫描(LSV)、成膜过程电位-时间(E-t),动电位极化曲线、交流阻抗(EIS)测试及分析,通过对本工艺镀液中Ni-Cr合金共沉积的电化学特性,以及所得镀层在3.5%NaCl和10%HSO腐蚀溶液中的腐蚀参数进行了详细研究分析。

关键词： AZ91D镁合金电镀锌镍铬合金电化学测试

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兰考县玉米秸秆还田分解中土壤动物群落特征及其作用研究

兰考县玉米秸秆还田分解中土壤动物群落特征及其作用研究

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作者：汪冠收河南大学

学位级别：硕士

本文通过野外实地调查采样、室内化验分析，对兰考县玉米秸秆还田分解过程中的秸秆分解速率、土壤动物群落特征及其作用进行了初步的研究。全文共分为五个部分：第一部分：主要介绍了农田生态系统中土壤动物在物质循环方面研究的现状和... 详细信息

本文通过野外实地调查采样、室内化验分析，对兰考县玉米秸秆还田分解过程中的秸秆分解速率、土壤动物群落特征及其作用进行了初步的研究。全文共分为五个部分：第一部分：主要介绍了农田生态系统中土壤动物在物质循环方面研究的现状和发展趋势，以及本研究的内容及意义。第二部分：全面介绍了本研究的研究区——兰考县概况，包括兰考县的历史沿革，自然地理状况和社会经济状况。第三部分：主要介绍兰考县秸秆还田样地布设、样品采集和处理、试验项目和方法。第四部分：较详细地探讨了兰考县农田中不同还田方式下各网袋中玉米秸秆的分解速率、土壤动物在秸秆分解过程中的作用以及秸秆还田的生态效应。第五部分：研究结论。通过以上研究，得出主要结论如下：（1）翻压还田方式下的秸秆分解速率高于覆盖还田方式下的秸秆分解速率，其95％的秸秆分解所需时间t0.95比覆盖还田方式下的秸秆分解快一倍左右。覆盖还田方式下，秸秆分解时间随着网袋网孔尺寸的变小而延长，表明较小网孔的网袋在对土壤动物的体型进行限制时，由于参与分解的土壤动物类群减少会导致秸秆分解速率有一定的降低。翻压还田方式下，秸秆分解速率并没有按照网袋网孔尺寸大小依次降低，说明秸秆分解过程中，还有其他的影响因子对秸秆分解速率产生作用，如不同网袋构建的土壤微环境差异、不同的秸秆处理方式、参与秸秆分解的土壤动物类群差异等。（2）秸秆和农田中的土壤动物存在着明显差异。秸秆中捕获的土壤动物类群数量较少，且绝大部分为植食性、腐食性和杂食性群落，缺乏在农田中占据一定优势度的捕食性群落，而且植食性类群的优势度高于其在农田中的优势度。（3）翻压还田模式下，土壤动物的密度、多样性和分解损失率都有显著的正相关性，说明土壤动物在秸秆分解过程中的作用。但参与秸秆不同时期分解的土壤动物类群是不同的。2010年11月011年3月，参与分解的土壤动物类群中主要有蜱螨目、弹尾目，膜翅目、双尾目和鞘翅目在部分处理中也有出现;随着温湿条件的改善，参与秸秆分解的土壤动物开始出现唇足纲、综合纲、蜘蛛目等，而前期已经出现的螨类和跳虫的数量均有所增加。到实验末期，参与秸秆分解的土壤动物捕食性类群增加，地蜈蚣目、蟋蟀科、腹足纲在该时段都有发现。（4）秸秆还田有着良好的生态效应。可提高土壤的孔隙度，降低土壤容重，增强土壤的保肥保水能力;还可以直接补偿土壤潜在肥力的消耗，改善养分供应状况，培肥地力。秸秆还田后，土壤动物优势类群总体数量增加明显，但类群Simpson优势度指数降低，类群Shannon-Wiener多样性指数、Pielou均匀性指数上升，食物网复杂，有利于农田地下生态环境的改善。这表明秸秆还田一方面创造适合土壤动物生存的有利条件，另一方面为土壤动物提供了重要的可利用资源。

关键词：秸秆还田农田生态系统土壤动物兰考县

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黄河下游典型农区不同尺度景观异质性对中小型土壤动物群落的影响

黄河下游典型农区不同尺度景观异质性对中小型土壤动物群落的影响

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作者：李子晗河南大学

学位级别：硕士

高强度的农业开发导致农业景观中自然与半自然生境不断减少,这使得许多的非农生物失去它们的食物来源和栖息地及庇护场所,导致了农田系统内生物多样性的丧失。加之集约化管理程度的随之增加,进一步导致农业景观异质性的降低。而农业景... 详细信息

高强度的农业开发导致农业景观中自然与半自然生境不断减少,这使得许多的非农生物失去它们的食物来源和栖息地及庇护场所,导致了农田系统内生物多样性的丧失。加之集约化管理程度的随之增加,进一步导致农业景观异质性的降低。而农业景观异质性的高低对于维持与保护生物多样性具有重要的意义。其中,农业景观中自然及半自然生境不仅为生物提供庇护场所、物种源、越冬场所及食物来源等,而且在维持农业景观生物多样性方面也发挥着不可忽视的作用。因此,加强对农业景观中自然与半自然生境的建设和保护具有重要的意义。本研究选取黄河下游典型农区封丘县为研究对象,对该研究区不同尺度景观异质性对中小型土壤动物的影响进行了调查研究。在样地尺度,基于31个调查样地不同半径缓冲区(25 m、50 m、100 m、150 m、200 m、250 m)的最优景观指数蔓延度指数(CONTAJ),将样地划分为不同景观异质性水平:景观异质性较高的样地、景观异质性中等的样地和景观异质性较低的样地;在生境尺度,基于区内主要为农田、林地主要异质性类型,在各样地分别选取这两种生境调查土壤动物;田间尺度上,分别于2014年的春季、夏季、秋季、冬季和2015年的春季在每种生境中心和边缘用环刀(100 mL)取土后通过Tullgren法分离获取中小型土壤动物。对不同生境与田间尺度土壤动物群落的组成分布及其季节和年际变化情况进行分析。采用多因素方差分析探讨研究区样地、生境和田间不同尺度景观异质性对中小型土壤动物多样性的影响。最后利用CANOCO4.5中典范对应分析(CCA)探究生境尺度不同环境因子(植被盖度,植被高度,植被丰富度,土壤含水量,土壤容重,土壤酸碱度,速效磷,土壤有机质,总氮,活性炭)对土壤动物类群分布的影响。研究表明:(1)通过四个季节调查共采集土壤动物10951只,分属57个类群。其中甲螨亚目(Oribatida)、辐螨亚目(Actinedida)、隐翅甲科(Staphilinidae)和花蝽科(Anthocoridae)为优势类群,常见类群为长角榠科(Entomobryidae)、等节榠科(Isotomidae)、榠虫科(Poduridae)、蚁科(Formicidae)、双翅目幼虫(Diptera larvae)、葬甲科(silphidae)、苔甲科(scydmaenidae)、露尾甲科(nitidulidae)、拟花蚤科(scraptidae)、鞘翅目幼虫(coleopteralarvae)和叶蝉科(cicadellidae)。田间尺度土壤动物个体数、物种丰富度指数、simpson多样性指数和shannon指数均表现为农田边缘>农田中心>林地边缘>林地中心。其中,农田边缘的物种丰富度指数、simpson多样性指数和shannon指数显著高于林地中心(p0.05)。(2)研究区内中小型土壤动物的的总个体数与总类群数的季节变化趋势大抵相同:夏季>秋季>春季>冬季。而对于生物多样性来说,在不同季节中,在春季中,除农田中心的土壤动物群落的物种丰富度显著高于林地中心与林地边缘外(p0.05);而在夏季、秋季这两个季节中土壤动物多样性指数在林地中心及边缘和农田中心及边缘均无显著差异(p>0.05);而对于冬季来说,林地边缘的物种丰富度指数和shannon指数显著高于农田中心(p0.05)。对于同一生境不同季节来说,农田中心、农田边缘、林地中心和林地边缘的土壤动物多样性指数分别在春季、夏季、秋季、冬季均有显著差异,其中对于农田中心和农田边缘来说,土壤动物个体数、物种丰富度指数、simpson多样性指数和shannon指数均表现为夏季>秋季>春季>冬季。而对于林地中心来说,个体数、物种丰富度指数、simpson多样性指数和shannon指数均表现为夏季>秋季>冬季>春季。对于林地边缘来说,个体数表现为:夏季>秋季>春季>冬季,而物种丰富度指数、simpson多样性指数和shannon指数表现为夏季>秋季>冬季>春季。对于农田中心、农田边缘、林地中心和林地边缘的个体数、物种丰富度指数、simpson多样性指数和shannon指数在不同年际间进行方差分析发现,除林地中心和林地边缘的物种丰富度指数、simpson多样性指数和shannon指数在2015年春季显著高于2014年春季(p0.05)。通过对该研究区的土壤含水量、土壤温度以及地表植被的高度和盖度和土壤动物的丰富度和shannon-wiener多样性指数的

关键词：中小型土壤动物多样性多尺度响应景观异质性黄河下游农区

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氮沉降对我国南北过渡带大型土壤动物的影响

氮沉降对我国南北过渡带大型土壤动物的影响

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作者：齐李敏河南大学

学位级别：硕士

大气氮沉降是全球变化重要问题之一,氮沉降的增加会对陆地生态系统,尤其是森林生态系统产生重要影响。大型土壤动物作为森林生态系统中重要的分解者和消费者,对凋落物的分解、养分周转、微生物群落调控以及生态系统结构和功能的维持均... 详细信息

大气氮沉降是全球变化重要问题之一,氮沉降的增加会对陆地生态系统,尤其是森林生态系统产生重要影响。大型土壤动物作为森林生态系统中重要的分解者和消费者,对凋落物的分解、养分周转、微生物群落调控以及生态系统结构和功能的维持均有重要作用,然而目前有关氮沉降对森林生态系统大型土壤动物的研究仍然较少,且尚无一致结论。此外,大多数在森林生态系统中模拟氮沉降的实验是基于传统的林下模拟,这忽视了林冠过程(如:氮素的吸附、截留和生物的转化等)。为探究更加真实的大气氮沉降对大型土壤动物的影响,我们基于河南大别山森林生态系统国家野外科学观测研究站的林冠模拟氮沉降长期野外控制平台,选用陷阱法和样方法两种采样方法,进行了为期一年的采样(2020年10月～2021年9月)。旨在探究不同的施氮方式(林冠施氮:CAN和林下施氮:UAN)和施氮浓度(0、25、50 kg N hayr)对大型土壤动物的影响。研究结果如下:土壤动物受时间效应影响显著。各月土壤动物的优势类群组成具有相似性,主要以捕食性的隐翅虫科、蜘蛛目以及杂食性的蚁科为主。表生大型土壤动物(陷阱法)的多度随月份波动较大,而凋落物层大型土壤动物(样方法)的多度随月份波动较小。是由于研究区位于北亚热带和暖温带过渡带,气温和降水具有明显的季节变化,这会引起生境的变化进而影响表生大型土壤动物的群落组成。而凋落物层土壤动物波动较小则是由于过渡带地区具有丰富的凋落物资源,土壤动物的摄食活动并未受到底物资源的限制。对于施氮方式而言,我们发现,与CAN相比,UAN对土壤动物具有积极影响,同时施氮方式对土壤动物的影响存在季节差异。具体而言,在秋季,与CAN相比UAN处理下的凋落物层大型土壤动物丰度、类群数增加。而在冬季,与CAN相比,UAN处理下的表生大型土壤动物优势度降低;这是由于季节变化所引起的食物资源和物种栖息环境的变化导致土壤动物对氮沉降的响应策略不同。在秋季,凋落物量显著增加,这为土壤动物提供了丰富的食物资源。而在冬季,气温则成为土壤动物多样性的主要限制因子,气温降低导致土壤动物多样性降低。对于施氮浓度而言,林下高氮对表生大型土壤动物群落有积极影响,且呈现季节差异。具体而言,在冬季,与CK(对照组,0 kg N hayr)相比,林下高氮处理(UAN50,50 kg N hayr)表生大型土壤动物类群数、H’多样性指数和均匀度指数显著增加。在秋季与CK相比,林冠高氮处理(CAN50,50 kg N hayr)凋落物层大型土壤动物的个体数、类群数显著降低。为了进一步探讨氮沉降对土壤动物营养级的影响,我们按照食性对大型土壤动物进行了分类。研究结果表明,施氮方式对土壤动物功能团有显著的影响,且不同的季节和采样方式下,影响不同。具体表现为,与CAN相比,UAN处理下凋落物层的腐食者丰富度在夏季增加,捕食者丰富度则在秋季增加。与CK相比,CAN50捕食者和杂食者的丰度显著降低。这是由于具有不同的生境喜好和取食偏好的土壤动物功能团在面对环境变化时采取的生存策略不同,因此,其对不同施氮方式和施氮浓度的响应不同。此外,氮沉降还会通过改变土壤理化性质间接影响土壤动物群落。冗余分析(RDA)结果表明,土壤p H值是大型土壤动物群落变化的主要驱动因子。研究区土壤偏酸性,而土壤酸化会使土壤动物数量减少、代谢衰弱以及生长繁殖能力减退,因而p H值与土壤动物呈正相关。结构方程模型结果表明氮沉降会直接对不同食性的土壤动物产生影响,CAN对捕食者多度具有显著正效应,是由于林冠施高氮显著增加了凋落物数量,这为食碎屑者提供了丰富的底物资源,并通过自下而上的级联效应导致捕食者增加;UAN对植食者多度有显著负效应,是由于林下喷施的硝酸铵溶液,残余到低矮灌木和草本叶片上,植食者取食叶片直接对土壤动物产生了毒害作用,而对杂食者多度具有显著正效应,是因为林下施氮导致一些喜氮微生物增多,为部分杂食者提供了食物来源,从而导致杂食者多度增加。氮沉降也会通过改变土壤微生物碳、总氮含量等环境因子对土壤动物产生间接影响,土壤总氮对植食者多度具有显著正效应。CAN土壤硝态氮对杂食者多度和植食者多度分别产生显著正效应和负效应。可见氮沉降不仅会通过土壤理化性质间接对土壤动物产生影响,还能直接对土壤动物产生影响。样方法获取大型土壤动物效率高于陷阱法,两种取样方法具有互补效应。研究区植被较多,更适合采用样方法获取大型土壤动物,同时两种方法单独使用都不能完全真实的反映研究区大型土壤动物的物种组成,因此建议两种方法结合能够更加全面的获取研究区的土壤动物的物种组成。

关键词：大型土壤动物群落结构功能类群氮沉降

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一种基于深度学习方法的车牌识别系统

一种基于深度学习方法的车牌识别系统

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作者：周恒江苏师范大学

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近些年,随着社会的发展和进步,各式各样的汽车已经进入寻常百姓家,人们也意识到汽车牌照的重要性。鉴于传统车牌识别方法存在的不稳定性和工序复杂较容易出现误差等缺点,和基于深度学习的车牌识别方法鲁棒性较强以及操作简单等优点,本... 详细信息

近些年,随着社会的发展和进步,各式各样的汽车已经进入寻常百姓家,人们也意识到汽车牌照的重要性。鉴于传统车牌识别方法存在的不稳定性和工序复杂较容易出现误差等缺点,和基于深度学习的车牌识别方法鲁棒性较强以及操作简单等优点,本文提出了基于颜色特征和边缘检测的车牌定位算法,并设计了一种基于改进的Alexnet网络的车牌识别系统。本文主要分为车牌检测和车牌识别两个主要工作,在第一部分,对车牌图像进行预处理,分析了目前使用较为广泛的几种车牌定位方法,并对这几种方法进行了对比,最终提出一种基于颜色分割和边缘检测两种定位方法结合的新的车牌定位方法,再加入支持向量机(SVM)二分类模型对初步识别出的车牌区域进行进一步筛选,以提高精确度。最后利用基于Open CV仿射变换的倾斜校正算法对识别出来的车牌部分进行校正,经过实验证明,本方法能够较好地完成车牌定位检测的任务。在车牌识别部分,本文在调研各种经典的卷积神经网络基础上,进行了主干网络的对比实验,针对车牌识别具体的技术需求,尤其是考虑到实时性对时间的要求,本文选择了对经典的Alexnet卷积神经网络进行改进,并引入多标签分类原理,运用softmax分类器进行识别,提出了一种基于深度学习方法的车牌识别系统。最后加入传统算法和本文车牌识别系统在复杂环境下的识别正确率对比和典型案例对比。结果显示,本文提出的基于深度学习的车牌识别可以较好地提高识别准确率。

关键词：车牌识别深度学习卷积神经网络 Softmax

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