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花青素对植物反射特性的影响及遥感估算:叶片尺度

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光谱学与光谱分析 2024年第1期44卷 275-282页

作者：梁守真隋学艳王猛王菲韩冬锐王国良李洪忠马万栋山东省农业科学院农业信息与经济研究所山东济南250100 中国科学院深圳先进技术研究院先进计算与数字工程研究所广东深圳518055 生态环境部卫星环境应用中心生态保护红线监管中心北京100029

花青素是植物三大色素之一,与植物的生长发育、生长状态以及生长环境状况密切相关,花青素动态变化对生态环境的监测和预警具有重要意义。对叶片光学特性与色素关系的深入理解是估算色素浓度的前提,然而花青素对叶片光学属性的影响并未... 详细信息

花青素是植物三大色素之一,与植物的生长发育、生长状态以及生长环境状况密切相关,花青素动态变化对生态环境的监测和预警具有重要意义。对叶片光学特性与色素关系的深入理解是估算色素浓度的前提,然而花青素对叶片光学属性的影响并未能得到系统地分析,极大地限制了植物花青素的反演和监测。该研究从机理出发,采用包含花青素参数的新一代植物叶片辐射传输模型PROSPECT-D,结合改进的Sobol’算法,获取输入参数协同变化条件下叶片的光学表现,计算模型参数的全局敏感性指数,全面分析花青素对叶片光学属性的影响,探索花青素的光学敏感波谱区间,在此基础上,以地面实测的叶片波谱和色素数据为样本,发展并探讨叶片尺度花青素的遥感反演方法。结果表明,Sobol’全局敏感性分析结果受样本量变化的影响,总敏感性指数在样本数为3 000时达到稳定;花青素主要影响400~689 nm波谱范围的叶片反射特性,叶片对光子的反射能力随花青素含量的增加而降低;叶绿素、类胡萝卜素与花青素对叶片的反射存在协同作用,在467~589 nm波谱区间,花青素对叶片反射的贡献高于其他参数,花青素总敏感性指数在509 nm处最高(86.64%);基于叶绿素、类胡萝卜素对叶片反射能力的贡献程度,花青素的波谱敏感区间可分为三个部分:467~505 nm(花青素、叶绿素、类胡萝卜素共同影响区)、 506~541 nm(花青素、类胡萝卜素影响区)、 542~589 nm(花青素、叶绿素影响区);叶片花青素含量与敏感区间的高光谱窄波段、波谱指数之间存在显著的线性关系。在所有的窄波段中,样本花青素含量与560 nm的叶片反射率的相关性最好,相关系数为0.948,但由于花青素与叶绿素、类胡萝卜素光谱吸收波段重叠,考虑其他色素干扰的波谱指数ARI、 mARI(Sentinel-2波段参考)与花青素表现出了好的相关性(相关系数分别为0.953 2, 0.953 6),但由于波段设置的差异,不同卫星的波谱指数表现并不一致。该研究可为未来更大范围的花青素遥感估算奠定重要的理论基础。

关键词：花青素敏感性分析辐射传输模型遥感

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四川省大豆生产格局变化及驱动因素研究

中国生态农业学报（中英文） 2024年第3期32卷 476-489页

作者：常洁林正雨高文波杜兴端四川省农业科学院农业信息与农村经济研究所成都610066

四川省是我国13个粮食主产区之一,也是我国大豆种植的新兴地区和西南产区的重要组成,研究大豆生产格局对四川省落实粮食安全战略、推动西南地区大豆产业发展具有重大意义。文章基于2000—2020年四川省183个区市县的面板数据,运用空间基... 详细信息

四川省是我国13个粮食主产区之一,也是我国大豆种植的新兴地区和西南产区的重要组成,研究大豆生产格局对四川省落实粮食安全战略、推动西南地区大豆产业发展具有重大意义。文章基于2000—2020年四川省183个区市县的面板数据,运用空间基尼指数、地理集中度系数、空间转移系数、探索性空间数据分析、最优地理探测器分析了大豆生产的时空格局变化及驱动因素。研究结果发现:1)2000—2020年,四川省大豆产能波动上升,空间分布极不均衡,聚集水平逐步上升,并逐步向川中丘陵区集中;2)大豆生产存在较强的正向空间相关性,总体表现为高-高聚集和低-低聚集;3)资源要素、比较收益、地理气候、经济社会等因素对大豆生产格局变化的影响均高度显著,且呈现非线性增强、双因子增强的交互效应。资源要素投入、比较收益、海拔高程长期以来对大豆生产格局的影响较为显著且呈波动上升趋势,气温、乡村家庭规模的影响力提升较快,交通条件、地区GDP的影响力则总体呈下降趋势,耕作制度长期以来驱动力最弱。基于此,四川省大豆生产应着力破解耕地资源细碎化与劳动力短缺等资源环境约束,大力发展生产性服务业,全面提升大豆生产机械化水平。通过强化科技创新提升川豆单产,并进一步优化大豆生产、农机、服务、保险等环节的政策保障。同时,应重点关注气候变化引发的干旱等自然风险,健全农业领域自然灾害风险预警与防范机制,以进一步强化大豆产业的综合风险抵御能力。

关键词：大豆产量粮食安全时空格局驱动因素四川省

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蒙古黄芪种子老化的代谢组学分析

分子植物育种 2024年第13期22卷 4247-4253页

作者：鲁海坤姜业成隋昕于云泽郭靖于营中国农业科学院特产研究所长春130000 吉林省农科院资源与环境研究所长春130000

蒙古黄芪(Astragalus mongholicus Bunge)为多年生草本植物,是中药黄芪的源植物之一,其种子在常规贮藏条件下活力丧失较快,不利于黄芪产业的发展。为探究蒙古黄芪种子老化过程中代谢物质的变化,揭示其种子老化机理,本研究采用人工老化... 详细信息

蒙古黄芪(Astragalus mongholicus Bunge)为多年生草本植物,是中药黄芪的源植物之一,其种子在常规贮藏条件下活力丧失较快,不利于黄芪产业的发展。为探究蒙古黄芪种子老化过程中代谢物质的变化,揭示其种子老化机理,本研究采用人工老化方法得到四种不同活力水平的种子,再利用非靶向代谢组学技术检测不同活力水平蒙古黄芪种子的差异代谢物质。本研究共检测出代谢物质数量为10 346个,其中正离子5 946个,负离子4 400个,包括生物碱及其衍生物、苯甲酸酯类、木质素及其化合物、脂类及类脂分子、核苷及核苷酸类似物、有机酸及其衍生物、有机氮化合物、有机氧化合物、有机杂环化合物、有机硫化合物、种苯丙烷和聚酮化合物、未分类物质等。通过KEGG数据库分析,筛选出与蒙古黄芪种子老化密切相关的5个代谢物质(5,10-亚甲基四氢叶酸,二氢叶酸,水苏糖,棉子糖,鞘脂),涉及3个代谢通路(叶酸介导的一碳代谢,半乳糖代谢,鞘脂代谢),这些代谢物质和代谢通路可为种子老化机理研究提供参考。

关键词：蒙古黄芪种子老化代谢组学

人口城镇化对农民收入结构的影响效应——基于中国省级面板的实证分析

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中国农业大学学报 2024年第1期29卷 228-239页

作者：常明李飞刘静中国农业科学院农业经济与发展研究所北京100081 中国农业科学院农业信息研究所北京100081

为了解人口城镇化对农民收入结构的影响效应,基于2002—2020年省级面板数据,采用2SLS回归模型,着重探讨了中国人口城镇化对农村居民收入的作用,并对比分析不同区域的影响差异。结果表明:1)人口城镇化能够显著提升农村居民收入并缩小城... 详细信息

为了解人口城镇化对农民收入结构的影响效应,基于2002—2020年省级面板数据,采用2SLS回归模型,着重探讨了中国人口城镇化对农村居民收入的作用,并对比分析不同区域的影响差异。结果表明:1)人口城镇化能够显著提升农村居民收入并缩小城乡收入差距。2)人口城镇化主要提高了农民的工资和财产收入比重,但对经营和转移收入比重有降低作用。3)人口城镇化对农民收入结构的影响存在区域差异,东部地区与全国情况较为一致;中部地区主要表现出对经营收入比重的降低作用;西部地区的作用特征则与东、中部地区均有差异。本研究为中国人口城镇化快速发展背景下,如何推动农民收入增加提供重要政策启示。

关键词：人口城镇化新型城镇化农民增收收入结构城乡流动

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基于偏正结构表示的加工命名实体识别方法

计算机集成制造系统 2024年第3期30卷 958-967页

作者：王素琴王钰珏石敏朱登明李兆歆华北电力大学控制与计算机工程学院北京102206 中国农业科学院农业信息研究所北京100081

制造企业积累大量的零件加工经验多以文本形式存在,如何从文本中挖掘出高质量的零件加工知识是个尚待解决的问题。针对待识别实体存在的偏正结构特征,导致实体边界界定模糊的问题,提出一种多网络协调的中文命名实体识别方法。在BERT生... 详细信息

制造企业积累大量的零件加工经验多以文本形式存在,如何从文本中挖掘出高质量的零件加工知识是个尚待解决的问题。针对待识别实体存在的偏正结构特征,导致实体边界界定模糊的问题,提出一种多网络协调的中文命名实体识别方法。在BERT生成字向量的过程中,通过领域自适应方法,提高字向量对工艺实体的表征能力,同时,在BiLSTM-CRF模型中引入注意力机制和多门控制的混合专家网络捕获上下文特征与实体信息。实验表明,较于当前主流的命名实体识别模型,该文提出的方法对机械零件加工实体识别的F1值达到80.15%,取得优于其他模型的最好性能。

关键词：中文命名实体识别机械零件加工多门控制的混合专家网络领域自适应

共同富裕目标下农村住房制度框架展望——基于制度变迁视角

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中国农村观察 2024年第1期 2-21页

作者：王玉庭董渤李哲敏李国祥中国农业科学院农业信息研究所中国农业科学院研究生院中国社会科学院农村发展研究所

本文从农村住房的居住属性、财产属性和资源属性出发,建立面向农村住房的制度变迁分析框架,旨在探讨如何构建农村住房制度。研究发现:共同富裕已成为构建农村住房制度的“集体行动目标”,农村住房制度亦是实现共同富裕目标的必要制度供... 详细信息

本文从农村住房的居住属性、财产属性和资源属性出发,建立面向农村住房的制度变迁分析框架,旨在探讨如何构建农村住房制度。研究发现:共同富裕已成为构建农村住房制度的“集体行动目标”,农村住房制度亦是实现共同富裕目标的必要制度供给之一,应具备安居宜居、包容使用和跨域调配三大基本特征。宅基地制度在解决农村住房问题中重“地”轻“房”、重保障轻财产、重数量轻区位,导致农村住房出现居住属性保障不足、财产属性愈加受限、资源属性难以活化的困境。据此,本文展望了共同富裕目标下的农村住房制度框架:一是建立可持续的宅基地供给制度和激励内生发展的农房保障制度以增强居住属性,二是建立适度开放的农房流转制度和包容有序的农房使用制度以显化财产属性,三是建立凭证化的宅基地实现制度和跨村有偿的宅基地调配制度以激活资源属性。

关键词：共同富裕农村住房制度宅基地制度制度变迁

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一种基于目标与背景特征分离模型的高光谱目标检测修正算法

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光谱学与光谱分析 2024年第1期44卷 283-291页

作者：吴护林邓贤明张天才李忠盛岑奕汪家辉熊杰陈知华林牧春中国兵器工业第五九研究所重庆401329 中国科学院空天信息创新研究院北京100101

高光谱图像立方体数据可以提供成像场景中地物在可见光和近红外波长范围内的空间信息和地物属性诊断的光谱特征信息,在目标检测与识别方面拥有得天独厚的天然优势。然而,基于高光谱图像数据的目标检测也存在一定缺陷,如经典的高光谱目... 详细信息

高光谱图像立方体数据可以提供成像场景中地物在可见光和近红外波长范围内的空间信息和地物属性诊断的光谱特征信息,在目标检测与识别方面拥有得天独厚的天然优势。然而,基于高光谱图像数据的目标检测也存在一定缺陷,如经典的高光谱目标检测算法仅利用光谱维度信息检测目标,检测模型要么对背景高维特征矩阵构建的准确度不足,要么对背景先验光谱特征的完备性要求较高,导致算法对不同复杂度的检测场景适应性不强。因此,基于计算复杂度较低、参数需求量较少且检测性能较为优异的经典多目标检测算法—多目标约束能量最小化(MCEM),提出了一种基于目标与背景环境特征分离模型的高光谱目标检测修正算法(R-MCEM)。首先,设计了一个与目标形状、尺寸相近的逐像元移动运算窗口,依次计算窗口中的每个像元与窗口内其他像元的光谱距离之和D1,像元与各类目标的光谱距离之和D2。其次,采用获得D1/D2最小值的像元替换窗口内的所有像元值。然后,自左向右、自上而下逐像元移动窗口,重复窗口内每一个像元与目标、背景像元的光谱距离运算,并确定窗口内与背景相似度最高、与目标相似度最低的像元。直到移动运算窗口遍历整个高光谱图像,大幅提升了基于目标与背景环境特征分离的背景高维特征矩阵准确度。分别设计了基于实测高光谱图像数据和模拟图像数据的修正检测算法性能验证试验,并采用三维操作特征曲线(3D ROC)结合目标与背景分离度(SDBT)开展修正算法的检测精度评估。试验结果表明,提出的修正算法有效减少了虚警率,提高了检测精度。基于实测数据的检测精度、目标与背景分离度由MCEM算法的0.937 7、 0.57提升到R-MCEM的0.993 5、 0.67,基于模拟数据的亚像元检测能力由MCEM的20%丰度提升到R-MCEM的15%丰度。

关键词：高光谱目标检测目标与背景特征分离模型 3D ROC SDBT

宽幅精播下施氮量对冬小麦耗水特性和产量的影响

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作物学报 2024年第8期50卷 2014-2024页

作者：延飞龙张振赵俊晔石玉于振文山东农业大学/农业农村部作物生理生态与耕作重点实验室山东泰安271018 中国农业科学院农业信息研究所/农业农村部农业信息服务技术重点实验室北京100081

为明确宽幅精播条件下冬小麦高产高效的适宜施氮量,于2020—2022年在山东省兖州小麦试验站进行田间试验,供试品种为济麦22。在宽幅精播条件下,设置5个处理,分别为不施氮(N0)、施氮150 kg hm^(-2)(N1)、180 kg hm^(-2)(N2)、210 kg hm^(-... 详细信息

为明确宽幅精播条件下冬小麦高产高效的适宜施氮量,于2020—2022年在山东省兖州小麦试验站进行田间试验,供试品种为济麦22。在宽幅精播条件下,设置5个处理,分别为不施氮(N0)、施氮150 kg hm^(-2)(N1)、180 kg hm^(-2)(N2)、210 kg hm^(-2)(N3)、240 kg hm^(-2)(N4),研究施氮量对冬小麦耗水特性、旗叶衰老特性、荧光特性和籽粒产量的影响。结果表明,N2处理显著增加了60~120 cm土层土壤水分的吸收利用,与N3和N4处理相比,N2处理有效减少了开花前无效分蘖的水分消耗,降低了总耗水量。N2处理开花后日耗水量高,显著增加了旗叶抗氧化酶活性,其开花后14~28 d旗叶荧光参数显著高于其他处理。N2和N3处理籽粒产量和水分利用效率显著高于其他处理,但N2处理氮肥农学效率最高,较N1、N3、N4处理分别高6.88%、10.60%、45.37%(2020—2021年)和7.03%、13.56%、43.71%(2021—2022年)。综上所述,施氮180 kg hm^(-2)处理可提高冬小麦对深层土壤水分的吸收利用,增加开花至成熟期阶段耗水量,延缓旗叶衰老,提高籽粒产量与水氮利用效率,是本试验条件下的最优处理。

关键词：宽幅精播施氮量耗水特性水氮利用效率

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2001-2020年山东省花生生产地域格局变化及影响因素

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中国油料作物学报 2024年第4期46卷 737-746页

作者：张晓艳殷芳杨丽萍王兆华山东省农业科学院农业信息与经济研究所山东济南250100

基于2001-2020年统计数据,运用数理统计和区域差异法,分析了山东省花生生产地域格局的变化特征及其影响因素,为山东省花生生产的可持续发展提供科学决策依据。研究表明,近20年来,山东省花生生产呈“两减一增”局面,面积和产量分别下降33... 详细信息

基于2001-2020年统计数据,运用数理统计和区域差异法,分析了山东省花生生产地域格局的变化特征及其影响因素,为山东省花生生产的可持续发展提供科学决策依据。研究表明,近20年来,山东省花生生产呈“两减一增”局面,面积和产量分别下降33.00%和22.34%、单产增加15.93%;花生生产区域向以临沂为中心的鲁西南地区和烟台、威海、青岛所处的胶东东部地区集中;20年中有4年花生面积贡献率大于单产贡献率,有16年小于单产贡献率。研究发现,鲁东和鲁西南地区经济作物面积占比减少,是导致山东省花生种植面积下降的直接影响因素;山东花生净利润和成本利润率降低,特别是近年来的“断崖式”下跌,是导致花生种植面积和总产量逐年下降的根本原因;国内外贸易市场不稳定带来的风险,也制约了花生产业的发展。

关键词：山东省花生生产特征地域格局变化影响因素