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公民科学在深圳城市公园蝴蝶多样性保护中的应用

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中国城市林业 2024年第1期22卷 150-156页

作者：程纹吕明聪张婷婷董慧深圳市中国科学院仙湖植物园广东深圳518004 深圳市南亚热带植物多样性重点实验室广东深圳518004 山东农业大学山东泰安271017

为分析公民科学在自然教育和城市生物多样性保护中的作用,以公民科学在深圳城市公园蝴蝶多样性保护中的应用为例,结合调查数据及国内外相关案例,归纳总结公民科学在科学传播,科研数据收集与监测,参与制定城市保护策略等方面的优势和影... 详细信息

为分析公民科学在自然教育和城市生物多样性保护中的作用,以公民科学在深圳城市公园蝴蝶多样性保护中的应用为例,结合调查数据及国内外相关案例,归纳总结公民科学在科学传播,科研数据收集与监测,参与制定城市保护策略等方面的优势和影响。结果表明,通过参与公民科学项目,城市居民可以成为生物多样性保护的积极参与者,促进城市生态系统的健康和可持续发展。因此,公民科学项目的组织和实施需联合政府、学术机构和社区组织等利益相关者力量,有的放矢地在数据质量控制、参与者培训课程和项目管理质量方面进行改进、完善,推动城市生物多样性保护措施的有效实施。在此基础上,从4个方面提出未来的公民科学在城市生物多样性保护方面的应用前景。

关键词：公民科学城市公园蝴蝶多样性深圳

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分子通信接收设备的物理实现方法

中国科技论文 2020年第11期15卷 1334-1344页

作者：宋正勋关天赋崔焱旭林佳倩郎百和王作斌长春理工大学电子信息工程学院长春130022 国家纳米操纵与制造国际联合研究中心长春130022 长春理工大学教育部学科创新引智基地(D17017) 长春130022

为研究分子通信(molecular communication,MC)接收设备的理论及制备,总结了几种MC接收设备的物理实现方法,阐述了每种方法所具备的生物特性和理化特性,给出了它们的基本原理、应用场景和实现的技术难点,同时讨论了各自的优缺点。对几种... 详细信息

为研究分子通信(molecular communication,MC)接收设备的理论及制备,总结了几种MC接收设备的物理实现方法,阐述了每种方法所具备的生物特性和理化特性,给出了它们的基本原理、应用场景和实现的技术难点,同时讨论了各自的优缺点。对几种典型接收设备物理实现方法的信息接收过程及其抽象出来的通信范例进行分析,为MC接收设备进一步研究提供了有价值的参考。

关键词：分子通信接收设备物理实现生物传感器细菌群落

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生物微环境分子通信仿真工具研究现状

中国科技论文 2020年第12期15卷 1345-1351页

作者：宋正勋林佳倩郎百和崔焱旭关天赋王作斌长春理工大学电子信息工程学院长春130022 国家纳米操纵与制造国际联合研究中心长春130022 长春理工大学教育部学科创新引智基地(D17017) 长春130022

针对分子通信(molecular communication,MC)的理论仿真进行研究,总结了评估生物微环境互连性能所需要的仿真工具,阐述了其由来和实现方式,归纳了模拟器NanoNS、N3Sim、BiNS2、DMCS、NanoNS3的技术特征,以及在不同场景下的架构和环境适... 详细信息

针对分子通信(molecular communication,MC)的理论仿真进行研究,总结了评估生物微环境互连性能所需要的仿真工具,阐述了其由来和实现方式,归纳了模拟器NanoNS、N3Sim、BiNS2、DMCS、NanoNS3的技术特征,以及在不同场景下的架构和环境适用性。通过所述模拟器来仿真不同场景下的信息分子从发射纳米机器到接收纳米机器的信息传递过程,有助于进一步了解多种生物微环境的作用机制。

关键词：分子通信 NanoNS N3Sim BiNS2 DMCS NanoNS3 仿真

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基于梯度提升树算法的夏玉米叶面积指数反演

农业机械学报 2019年第5期50卷 251-259页

作者：张宏鸣刘雯韩文霆刘全中宋荣杰侯贵河西北农林科技大学信息工程学院陕西杨凌712100 西北农林科技大学机械与电子工程学院陕西杨凌712100

为了快速、准确、大范围获取大田夏玉米的叶面积指数(Leaf area index,LAI),基于实地采集的夏玉米LAI和株高,结合同时期的无人机多光谱影像,选择与夏玉米LAI相关性较强的8种植被指数以及株高作为反演LAI的输入变量,采用梯度提升树(Gradi... 详细信息

为了快速、准确、大范围获取大田夏玉米的叶面积指数(Leaf area index,LAI),基于实地采集的夏玉米LAI和株高,结合同时期的无人机多光谱影像,选择与夏玉米LAI相关性较强的8种植被指数以及株高作为反演LAI的输入变量,采用梯度提升树(Gradient boosting decision tree,GBDT)算法建立植被指数及株高与叶面积指数之间的预测模型,并与支持向量机(Support vector machine,SVM)和随机森林(Random forest,RF)算法建立的模型进行预测精度对比。结果表明,GBDT算法在3个样本组中的LAI预测值与实测值R^2分别为0. 571 0、0. 755 8、0. 644 1,均高于SVM算法(0. 547 2、0. 679 1、0. 616 8)和RF算法(0. 550 5、0. 697 3、0. 629 5);对应的RMSE分别为0. 002 7、0. 001 5、0. 001 6,均低于SVM算法(0. 211 7、0. 152 3、0. 159 7)和RF算法(0. 244 7、0. 214 7、0. 208 0)。该研究为快速准确的大田夏玉米LAI遥感监测提供了技术和方法。

关键词：夏玉米叶面积指数多光谱梯度提升树植被指数

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干旱胁迫下紫花苜蓿对外源褪黑素的生理响应

干旱胁迫下紫花苜蓿对外源褪黑素的生理响应

作者：曹新龙西北农林科技大学

学位级别：硕士

紫花苜蓿(Medicago Sativa L.)被称为“牧草之王”,具有粗蛋白含量高、适口性好、产量高等优点,在全球畜牧业的发展中起着至关重要的作用。近些年,人类社会迅速推进的工业化,对全球的生态系统造成了很大的影响,极端天气频频出现,对农业... 详细信息

紫花苜蓿(Medicago Sativa L.)被称为“牧草之王”,具有粗蛋白含量高、适口性好、产量高等优点,在全球畜牧业的发展中起着至关重要的作用。近些年,人类社会迅速推进的工业化,对全球的生态系统造成了很大的影响,极端天气频频出现,对农业生产带来了巨大影响。干旱问题在农业生产中日益突显,如何解决作物在干旱环境中的生长问题愈发重要。褪黑素作为抗氧化剂,最早发现于动物体内,近些年被广泛用于植物尤其是园艺作物抗逆性的研究中。本试验以紫花苜蓿(Bara 310SC和陇东苜蓿)为材料,用聚乙二醇-6000(PEG)溶液(W/V)溶液模拟干旱胁迫,通过预试验筛选后,得到最佳浓度15%PEG;用15%PEG模拟干旱胁迫,分别施加0、50、100、200和400μmol L褪黑素,研究褪黑素对干旱条件下紫花苜蓿形态特征、鲜重、干重、光合色素、抗氧化系统和氮代谢等相关指标的响应。本研究主要结果如下:1. 在PEG模拟的干旱胁迫下:种子发芽率、发芽势、发芽指数和鲜重等随着PEG浓度的升高而降低;在高浓度下,抗氧化酶SOD、POD和CAT的活性增强。2. 外源褪黑素可在15%PEG干旱胁迫下抑制MDA、hO和O·的积累,明显增强抗氧化酶活性,同时提高植物的鲜、干重。但是在褪黑素浓度较高(200、400μmol L)时,其提升效果较差,甚至产生毒害作用。褪黑素处理Bara 310SC和陇东苜蓿的最佳浓度均为100μmol L。3. 模拟干旱胁迫抑制了紫花苜蓿叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素和叶绿素的含量,而添加外源褪黑素能够增加干旱胁迫下叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素和叶绿素的含量;但较高浓度的褪黑素(400μmol L)对光合色素含量的增加效果较小,甚至有抑制作用。4. 模拟干旱胁迫下,紫花苜蓿的总氮和硝态氮含量下降、氨态氮含量增加,而NR、GS、GDh和GOGAT活性下降,紫花苜蓿的氮代谢过程受到了抑制。外源添加适宜浓度的褪黑素能够增加总氮和硝态氮的含量,降低氨态氮的积累,同时增强NR、GS、GDh和GOGAT的活性。此外,15%PEG干旱胁迫下紫花苜蓿总磷的含量下降,而100μmol L褪黑素对总磷含量变化没有显著影响。综上可知,适宜浓度(100μmol L)的褪黑素,可以增强紫花苜蓿在干旱胁迫下的抗氧化酶活性,抑制氧化伤害,从而提高其抗旱性,也可增强氮代谢相关酶的活性,促进氮代谢过程,进而增加总氮和粗蛋白的含量,提高紫花苜蓿的质量。

关键词：紫花苜蓿干旱胁迫褪黑素生长生理响应

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基于影像与坡度数据融合的梯田田块分割方法

农业机械学报 2018年第4期49卷 249-256页

作者：张宏鸣胡勇杨勤科杨江涛王美丽张炯西北农林科技大学信息工程学院陕西杨凌712100 西北大学城市与环境学院西安710069 西北农林科技大学水利与建筑工程学院陕西杨凌712100 南加州大学神经影像学和信息学研究所洛杉矶ca90033

梯田在很大程度上开发了坡耕地的农业生长潜力,具有蓄水、保土作用。由于梯田数量、面积等分布信息较难准确获得,使其定量研究难以深入展开。随着无人机技术的不断发展,高精度梯田地形信息的获取成为可能。本文基于无人机正射影像并结... 详细信息

梯田在很大程度上开发了坡耕地的农业生长潜力,具有蓄水、保土作用。由于梯田数量、面积等分布信息较难准确获得,使其定量研究难以深入展开。随着无人机技术的不断发展,高精度梯田地形信息的获取成为可能。本文基于无人机正射影像并结合坡度数据,通过Canny边缘检测算子对梯田的粗轮廓进行提取,结合梯田的结构特性,对梯田中的伪边缘进行剔除;再通过对梯田边缘强度叠加和边缘连接;最后利用区域生长算法对梯田进行分割。该方法有效解决了梯田形状不规则、田面堆积物干扰、图像光谱特征复杂等问题。与手工标注的梯田样区田块数据的对比结果表明,本文算法对梯田区的提取总精度可达84.9%,可为梯田区的快速制图提供解决方案。

关键词：梯田无人机数字高程模型坡度边缘检测

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基于SVM的灌区无人机影像渠系提取

农业机械学报 2018年第2期49卷 141-148页

作者：张宏鸣任强韩文霆杨江涛杨勤科张炯西北农林科技大学信息工程学院陕西杨凌712100 西北农林科技大学机械与电子工程学院陕西杨凌712100 西北农林科技大学水利与建筑工程学院陕西杨凌712100 西北大学城市与环境学院西安710069 南加州大学神经影像学和信息学研究所洛杉矶ca90033

灌区渠系制图配合现代节水灌溉技术,对合理配水、安全输水有着重大影响。但目前普遍使用的灌区遥感影像分辨率不高,给渠系提取与制图带来一定的困难。本文将无人机采集的高精度正射影像、高程、坡度数据相结合作为数据源,提取出具有显... 详细信息

灌区渠系制图配合现代节水灌溉技术,对合理配水、安全输水有着重大影响。但目前普遍使用的灌区遥感影像分辨率不高,给渠系提取与制图带来一定的困难。本文将无人机采集的高精度正射影像、高程、坡度数据相结合作为数据源,提取出具有显著描述能力的渠系特征来构建训练样本集,基于支持向量机的分类方法对目标渠系进行分割提取,再通过后处理对提取结果进行去噪、连接和优化,实现了无人机高分辨率多数据源的渠系提取。结果表明,该渠系提取方法可以识别提取灌区中的支渠、斗渠和部分农渠,渠系连续性良好,与手绘渠系对比,精度最高可达89.35%。其中提取误差主要由级别较低的渠系中渠床淤泥沉积导致影像、地形特征不明显造成。

关键词：渠系提取支持向量机断线连接多源数据超像素分割

外源褪黑素对干旱胁迫下紫花苜蓿种子萌发和幼苗生长的影响

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外源褪黑素对干旱胁迫下紫花苜蓿种子萌发和幼苗生长的影响

作者： Momi Roy 西北农林科技大学

学位级别：硕士

紫花苜蓿(Medicago sativa L.)是世界上种植最广泛的豆科牧草,然而,其生产力和种植区域受到非生物胁迫的严重制约。豆科作物作为全球性重要的蛋白质来源,干旱、高温和低温等非生物胁迫会显著降低其生产力,并造成重大经济损失。因此,提... 详细信息

紫花苜蓿(Medicago sativa L.)是世界上种植最广泛的豆科牧草,然而,其生产力和种植区域受到非生物胁迫的严重制约。豆科作物作为全球性重要的蛋白质来源,干旱、高温和低温等非生物胁迫会显著降低其生产力,并造成重大经济损失。因此,提高豆类作物对非生物胁迫的耐受性的研究具有重要意义。褪黑素(Melatonin,MT)作为一种天然的植物激素。在胁迫条件下,褪黑素对植物的生长发育具有关键作用,能有效提高植物对不同非生物胁迫的耐受性。因此,本论文旨在研究施加外源MT对聚乙二醇(Polyethylene glycol,PEG)模拟半干旱胁迫条件下的紫花苜蓿种子萌发和幼苗生长的影响,以期指导干旱半干旱地区,通过施加外源MT提高紫花苜蓿的生产力。结果如下:1、褪黑素对干旱胁迫下紫花苜蓿种子萌发的影响。结果表明:PEG模拟干旱胁迫条件下,MT可提高紫花苜蓿早期幼苗活性氧(Reactive oxygen species,ROS)、丙二醛(Malondialdehyde,MDA)和渗透调节分子(如可溶性糖)的升高。MT或PEG溶液引发种子可显著缓解干旱胁迫对紫花苜蓿幼苗早期发育的负面影响。添加外源MT溶液可显著提高紫花苜蓿种子的发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数、鲜重和抗氧化酶活性。在干旱胁迫条件下,MT处理通过降低紫花苜蓿幼苗中过氧化氢(hydrogen peroxide,hO)、超氧阴离子(superoxide anion,O.)和MDA水平,从而增加渗透调节物质,提高幼苗耐受性。MT、CK和PEG条件下,紫花苜蓿幼苗的早期发育均有显著影响。施加外源褪黑素引发种子可作为提高作物抗旱性的有效策略。2、外源褪黑素对紫花苜蓿幼苗耐旱性的影响。本研究结果表明:干旱胁迫可导致苜蓿的株高下降12%-54%,气体交换率降低37%-88%,光合色素含量的降低(叶绿素a和叶绿素b含量分别降低29%和40%),以及矿物质含量的降低;同时,导致植物脂质过氧化提高了69%,并造成紫花苜蓿中ROS的累积。与对照相比,叶面喷施外源MT可通过提高抗氧化酶活性、改善光合性能、增加植物矿质元素、降低ROS诱导的氧化损伤和脂质过氧化等一系列生理响应,显著改善干旱胁迫下紫花苜蓿的生长状况;此外,叶面喷施外源MT的紫花苜蓿叶片可溶性总糖和脯氨酸含量分别增加了48%和75%,这些指标的变化与干旱胁迫下植物叶片水分含量状况的改善呈正相关关系。在15%的PEG干旱胁迫条件下,施加外源MT的最佳浓度为100μM。这些结果对MT介导的提高植物耐旱性研究提供了参考,并为全球干旱半干旱地区紫花苜蓿产业的发展提供了基础依据。

关键词：紫花苜蓿褪黑素引发抗氧化酶气体交换植物生长调节剂

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高压水射流井底切槽应力卸载特性

石油学报 2022年第9期43卷 1325-1333页

作者：廖华林王华健牛继磊魏俊牛文龙刘建胜中国石油大学(华东)石油工程学院/非常规油气开发教育部重点实验室山东青岛266580

深井/超深井岩石应力大造成的岩石强度升高是导致钻头磨损快、钻井效率低的主要原因之一。高压水射流技术由于可以大幅度提高机械钻速而被广泛应用于钻井工程领域。传统高压水射流破岩理论认为水射流能够起到清岩和辅助破岩的作用,但水... 详细信息

深井/超深井岩石应力大造成的岩石强度升高是导致钻头磨损快、钻井效率低的主要原因之一。高压水射流技术由于可以大幅度提高机械钻速而被广泛应用于钻井工程领域。传统高压水射流破岩理论认为水射流能够起到清岩和辅助破岩的作用,但水射流形成的凹槽对井底岩石应力状态分布的影响一直没有引起足够的重视。结合钻头与高压水射流联合破岩过程,提出了高压水射流井底切槽应力卸载方法。基于Biot多孔弹性力学理论,建立了深部岩层物理模型,分析了不同井深、地应力状态、井底压差条件下岩石有效应力的分布形态和切槽应力的卸载程度;结合不同围压条件下花岗岩的力学特性,使用自定义岩石抗压强度函数分析了井底切槽对岩石强度分布特征的影响规律。研究结果表明:随着井深的增加,应力卸载效率不断升高,井底轴线处有效应力卸载效率在70%以上,井底周围有效应力卸载效率约为50%;钻井液压力的升高减小了应力卸载效率,且井底轴线处应力卸载效率受钻井液压力的影响较大;水射流切槽显著降低了井底轴线处岩石的强度,卸载效率达50%以上,井底周围岩石强度卸载效率约为30%;井底凹槽的存在释放了岩石的有效应力,并将井底岩石应力集中于区域推离切削面,从而降低了钻头作用区域的应力值,在一定程度上降低了岩石的强度,进而提高机械钻速。

关键词：深井/超深井高压水射流切槽应力卸载多孔弹性井底应力场