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科学数据安全标准研究与工作建议

科学通报 2024年第9期69卷 1142-1148页

作者：廖方宇胡良霖王健王志强甘杰夫中国科学院计算机网络信息中心北京100083 国家基础学科公共科学数据中心北京100083 广州物联网研究院广州511456 中国农业科学院农业信息研究所北京100081 国家农业科学数据中心北京100081 中国标准化研究院北京100181 中国网络安全审查技术与认证中心北京100013

大规模巡天望远镜、大型粒子加速器、高通量基因测序仪等源源不断产生巨量科学数据[1],引领科学研究迈入大数据时代,国际科技竞争日益依赖于科学数据资源的长期持续积累、高质量科学数据资源的掌控优势以及从数据获得信息和知识的能力[... 详细信息

大规模巡天望远镜、大型粒子加速器、高通量基因测序仪等源源不断产生巨量科学数据[1],引领科学研究迈入大数据时代,国际科技竞争日益依赖于科学数据资源的长期持续积累、高质量科学数据资源的掌控优势以及从数据获得信息和知识的能力[2],科学数据被世界各国公认为战略性、基础性资源.同时,科学数据安全得到了世界各国的逐渐重视,纷纷出台政策法规确保科学数据资源安全以及本国科学数据的掌控权、开发利用优先权等.

关键词：科学数据数据安全国际科技竞争大数据时代粒子加速器数据获得政策法规开发利用

多样化培肥模式调控丛枝菌根真菌促进玉米磷素吸收

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土壤学报 2024年第2期61卷 573-582页

作者：何港辉沈一王梓轩卢居勐孙波陈晏江西农业大学国土资源与环境学院南昌330045 土壤与农业可持续发展国家重点实验室(中国科学院南京土壤研究所) 南京210008 江苏省农业科学院经济作物研究所南京210014 中国科学院大学北京100049

利用丛枝菌根真菌(Arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)从农田生态系统获取养分,是红壤作物吸收土壤磷(P)素的有效途径。针对我国南方红壤生物功能退化、P生物有效性低、作物产量低等问题,如何调控作物根际AMF群落,优化其与宿主的互惠共... 详细信息

利用丛枝菌根真菌(Arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)从农田生态系统获取养分,是红壤作物吸收土壤磷(P)素的有效途径。针对我国南方红壤生物功能退化、P生物有效性低、作物产量低等问题,如何调控作物根际AMF群落,优化其与宿主的互惠共生关系,是突破红壤区作物P摄取瓶颈的关键。结合红壤旱地生态间作与有机(秸秆、猪粪、生物肥)无机肥料配施的4种多样化培肥措施,基于作物产量和红壤磷素活化水平,筛选最优培肥模式,并进一步利用扩增子高通量测序和显微观察等技术,解析红壤旱地最优培肥措施调控AMF群落组成,揭示优化的AMF群落激发宿主玉米磷素摄取机理。结果表明:相较于玉米单作配合常规化肥(Mo+NPK),花生/玉米间作结合秸秆/生物肥的有机无机配施(In+NPKSB)使红壤旱地全磷(TP)提高29.07%、有效磷(AP)提升1.35倍,且增强了玉米根内AMF群落科水平间的联系。该措施AMF定殖率是传统化肥措施的2.24倍,玉米根际酸/碱性磷酸酶(ACP/ALP)活性提高32.18%和41.66%,玉米生物量提高34.98%,产量提高67.27%。研究证实红壤旱地花生/玉米生态间作结合秸秆/生物肥有机无机配施的培肥措施可通过优化玉米根内AMF群落组成,促进土壤P活化,为在红壤旱地因地制宜推广可持续农业发展的集成应用提供理论依据。

关键词：网络构建磷素有效性多样化培肥丛枝菌根真菌有机无机肥料

划破草皮技术对退化高寒小嵩草草甸土壤及植被恢复的影响

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甘肃农业大学学报 2024年第2期59卷 194-205页

作者：樊博林丽郭小伟钱大文兰玉婷司梦可李本措中国科学院西北高原生物研究所青海西宁810008 中国科学院三江源国家公园研究院青海西宁810008 中国科学院大学北京100049

【目的】明确不同土壤草皮划破技术对高寒小嵩草草甸土壤理化性质和植物群落地上生产力恢复的影响。【方法】以退化小嵩草草甸的不同土层深度(0~10、10~20、20~30、30~40 cm)土壤养分、水分、紧实度等特征及植物群落生长繁殖特性为评判... 详细信息

【目的】明确不同土壤草皮划破技术对高寒小嵩草草甸土壤理化性质和植物群落地上生产力恢复的影响。【方法】以退化小嵩草草甸的不同土层深度(0~10、10~20、20~30、30~40 cm)土壤养分、水分、紧实度等特征及植物群落生长繁殖特性为评判指标,分析划破草皮(C_(1))、划破草皮+补播(C_(2))、划破草皮+施肥(C_(3))、划破草皮+补播+施肥(C_(4))4种草皮划破技术处理对土壤理化性质和植物群落地上生产力恢复的影响。【结果】4种草皮划破技术处理下土壤湿度分别比对照增加了0.09%、4.80%、3.58%和4.05%,对土壤碳、氮、磷和钾含量亦具有一定程度的提升效果。双因素方差分析结果表明,处理方式、土壤深度及两者的交互作用对土壤全碳和全氮含量存在极显著影响(P化多维数据分析结果表明,单一划破草皮处理(C_(1))在短期内对土壤物理和化学性质的综合改善能力较弱,而在划破草皮之上辅以补播或施肥处理对土壤理化性质的改善和限制性养分的活化效果更优。【结论】采用划破草皮配合外源种库和外源养分添加的生态恢复措施可以在短期内提高退化小嵩草草甸生产能力和土壤限制性养分含量,在生态恢复实践中具有一定的应用前景。

关键词：生态恢复划破草皮高寒小嵩草草甸土壤养分

氮素不同形态对早熟马铃薯产量和氮素积累的影响

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中国土壤与肥料 2024年第2期 146-151页

作者：贾明飞樊建英封志明李东玉相丛超胡金雪张淑青杨云马石家庄市农林科学研究院河北石家庄050041 河北省农林科学院农业资源环境研究所河北石家庄050051

以早熟马铃薯品种石薯1号为试验材料,通过田间小区试验,研究不同形态氮素(铵态氮、硝态氮、酰胺态氮)对早熟马铃薯干物质积累和氮素吸收动态的影响。结果表明:各处理马铃薯干物质积累符合Logistic生长曲线,铵态氮(NF1)、硝态氮(NF2)和... 详细信息

以早熟马铃薯品种石薯1号为试验材料,通过田间小区试验,研究不同形态氮素(铵态氮、硝态氮、酰胺态氮)对早熟马铃薯干物质积累和氮素吸收动态的影响。结果表明:各处理马铃薯干物质积累符合Logistic生长曲线,铵态氮(NF1)、硝态氮(NF2)和酰胺态氮(NF3)处理成熟期干物质量分别为16401.6、15603.6和16383.0 kg·hm^(-2)。各处理马铃薯氮素累积速率均在现蕾期前显著上升,之后下降,进入成熟期后再次上升,并且NF3处理成熟期后氮累积速率显著高于其他处理,达5.53 kg·hm^(-2)·d^(-1)。成熟期氮素累积量NF3显著大于NF2和CK处理,与NF1处理差异不显著。NF3处理马铃薯氮素表观利用率显著高于NF1和NF2处理,为39.69%,且农学效率显著大于NF2处理,为52.67 kg·kg^(-1)。NF3处理商品薯产量显著大于其他处理,为56688 kg·hm^(-2);总产量为59460 kg·hm^(-2),显著大于不施氮对照和NF2处理。综合来看,在河北省二季作区马铃薯施用酰胺态氮能够显著促进马铃薯氮素吸收和利用,并提高商品薯产量,为本试验条件下的最优处理。

关键词：不同氮素形态早熟马铃薯干物质累积氮素累积产量

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复杂场景下小农经营区地块级苹果园模块化制图方法框架

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地球信息科学学报 2024年第1期26卷 197-211页

作者：寇雯齐沈占锋王浩宇李硕焦淑慧雷雅婷中国科学院空天信息创新研究院国家遥感应用工程技术研究中心北京100101 中国科学院大学资源与环境学院北京100049 中国科学院大学电子电气与通信工程学院北京100049

实现复杂场景下地块级苹果园的精准制图,是中国苹果产业精细化管理面临的迫切需求。然而,传统的地块级分类制图框架在处理小农经营区内的大量细碎地块时,可靠性大幅度降低。本文提出一种适用于复杂场景下小农经营区的地块级苹果园模块... 详细信息

实现复杂场景下地块级苹果园的精准制图,是中国苹果产业精细化管理面临的迫切需求。然而,传统的地块级分类制图框架在处理小农经营区内的大量细碎地块时,可靠性大幅度降低。本文提出一种适用于复杂场景下小农经营区的地块级苹果园模块化制图方法框架。①基于模拟人类对目标场景视觉感知的分层策略,从深秋季的单幅超高空间分辨率(Very High Resolution,VHR)影像中提取冗余的候选地块;②利用非对称瓶颈网络(Depth-wise Asymmetric Bottleneck Network,DABNet)模型与长短期记忆(Long Short-Term Memory,LSTM)模型,分别从VHR影像与时间序列影像中提取苹果园的空间特征像素与时序特征像素。然后,构建元特征描述特征像素在候选地块中的分布情况,与地块的内在特征共同组成苹果园地块的分类特征;③使用随机森林(Random Forest,RF)将候选地块分类为苹果园地块和非苹果园地块。以山东省栖霞市西城镇为研究区,从43238个候选地块中提取出30292个苹果园地块,分类总体精度达到92.7%。利用RF算法自带的平均精度减少指标(Mean Decrease in Accuracy,MDA)对17种分类子特征进行特征重要性分析,证明本文提出的元特征比传统人工设计特征具有更强的信息抽象与特征表达能力。该框架成功实现场景复杂的小农经营区地块级苹果园制图,可推进精准果园农业的发展。

关键词：苹果园复杂场景地块级分类深度学习元特征时间序列数据超高空间分辨率影像

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不同生长时期玉米茎秆强度的无损检测研究

光谱学与光谱分析 2024年第6期44卷 1703-1709页

作者：张天亮张东兴崔涛杨丽解春季杜兆辉肖天璞中国农业大学工学院北京100083 农业部土壤-机器-植物系统技术重点实验室北京100083 河北省科学院应用数学研究所河北石家庄050081 河北省信息安全认证技术创新中心河北石家庄050081

针对传统玉米茎秆强度破坏式检测方法费时费力的问题,采用高光谱成像数据结合统计学习方法对灌浆期和蜡熟期的19个玉米品种的茎秆穿刺强度和折断力进行检测,给出适于进行玉米茎秆强度检测的特征提取和建模方法。试验在5000株·亩^(-1)... 详细信息

针对传统玉米茎秆强度破坏式检测方法费时费力的问题,采用高光谱成像数据结合统计学习方法对灌浆期和蜡熟期的19个玉米品种的茎秆穿刺强度和折断力进行检测,给出适于进行玉米茎秆强度检测的特征提取和建模方法。试验在5000株·亩^(-1)种植密度下种植了19个玉米品种,采集灌浆期和蜡熟期茎秆基部的高光谱图像,使用目标区域分割的方式自动进行光谱图像反射率校正和目标光谱曲线提取。对采集的样本数据使用主成分分析法(PCA)和包裹式特征提取法提取光谱特征,并分别建立了主成分回归(PCR)和偏最小二乘回归(PLSR)的茎秆强度预测模型。通过对各特征提取方法和各模型交叉验证预测结果的对比,找到适于进行玉米茎秆强度检测的特征提取和建模方法。试验结果表明:PCA方法提取光谱特征具有明显的降维效果,但用PCA方法提取特征建立的PCR模型对玉米茎秆强度的预测效果一般,用包裹式特征提取方法建立的PLSR模型在灌浆期和蜡熟期的模型预测效果均优于PCR模型,模型的剩余预测残差(RPD)在2.90~3.93之间,可以用于定量分析预测茎秆强度。

关键词：穿刺强度折断力高光谱成像主成分回归偏最小二乘回归

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谷子中矮秆资源创制、遗传解析和育种利用

作物学报 2024年第2期50卷 265-279页

作者：刁现民王立伟智慧张俊李顺国程汝宏作物基因资源与育种全国重点实验室/中国农业科学院作物科学研究所北京100081 河北省农林科学院谷子研究所河北石家庄050035

谷子是旱作生态农业的主栽作物和应对气候变化的战略储备作物,也是新时期功能基因研究的模式作物。谷子品种的中矮秆化是产业发展的必然趋势。国内外目前已报道的谷子矮秆材料达70多个,从形态上谷子矮秆种质可以分为叶穗直立的紧凑型和... 详细信息

谷子是旱作生态农业的主栽作物和应对气候变化的战略储备作物,也是新时期功能基因研究的模式作物。谷子品种的中矮秆化是产业发展的必然趋势。国内外目前已报道的谷子矮秆材料达70多个,从形态上谷子矮秆种质可以分为叶穗直立的紧凑型和叶穗下披的常规型2类;赤霉素(GA)敏感性测定发现4个材料对GA不敏感,其他均是GA敏感型;显隐性分析表明,多数矮秆材料为隐性单基因控制,但矮88株高为多基因控制。利用自然群体关联分析和双亲杂交分离群体合计发掘了109个控制株高的QTL,精细定位了7个矮秆基因,半显性矮秆材料84133的矮化基因SiDW1是唯一克隆并进行功能分析的矮化基因。对谷子中矮秆品种选育的梳理表明,利用矮88和其衍生系为亲本已培育出139个中矮品种(系),实现了谷子株高的显著矮化,满足了机械化收获对抗倒伏降株高的要求。本文综述了国内外谷子株高矮化基因的研究进展,梳理了已经定位和克隆的谷子矮秆基因,讨论了谷子矮秆遗传和育种研究中的问题,展望了未来发展方向。

关键词：谷子株高矮秆 GA敏感性矮88

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表型可塑性的研究进展

科学通报 2024年第14期69卷 1881-1892页

作者：孔源杜茁赵毅强中国农业大学生物学院畜禽生物育种全国重点实验室北京100193 中国科学院遗传与发育生物学研究所北京100101

表型可塑性是指同一基因型个体在不同环境下表现不同表型的现象,或生物体为响应不同环境条件而产生不同表型的能力,是生物体的基本属性,也是适应环境的重要途径.生物体对遗传变异和环境扰动的鲁棒性则被称为渠道化,体现了生物体适应环... 详细信息

表型可塑性是指同一基因型个体在不同环境下表现不同表型的现象,或生物体为响应不同环境条件而产生不同表型的能力,是生物体的基本属性,也是适应环境的重要途径.生物体对遗传变异和环境扰动的鲁棒性则被称为渠道化,体现了生物体适应环境变化的不同策略.现代表型可塑性的研究起始于1965年,如今已成为一个热门的研究领域.为了对表型可塑性进行定量,研究者往往使用具有相同遗传背景的群体,在包含对照环境的两种以上不同环境下量化可塑性反应.经典的表型可塑性量化方法在群体或个体水平上比较表型值的差异或表型值与环境的回归斜率.随着研究的进步,目前的可塑性量化方法正在逐步完善,遗传背景、G×E等也被加入到定量策略中.表型可塑性被认为受到遗传信息和表观遗传两方面的影响,但其背后的机制仍未被阐明.同样地,表型可塑性与适应性之间的关系存在一定的争议,其意义具有高度可变性,应做到具体问题具体分析.本文系统地介绍了表型可塑性的概念、发展简史、机制、量化方法及其与适应性的关系,结合动物、植物以及微生物的例子,总结了该领域目前的研究进展与存在的问题,并对未来的发展进行展望,以期为表型可塑性的相关研究提供较为全面的参考.

关键词：表型可塑性机制量化指标渠道化

国内外科学数据共享平台安全管理策略及典型做法研究

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中国科技论坛 2024年第4期 179-188页

作者：张贵兰王健潘云涛杨代庆中国科学技术信息研究所北京100038 中国农业科学院农业信息研究所北京100083

在数字化浪潮和开放科学持续发展的大背景下,科学数据的规模总量与综合价值将长期处于增长通道,数据安全的监管力度也将持续提升,这些因素在客观上决定了科学数据安全工作的重要性和紧迫性。本文围绕如何有效提升中国科学数据安全管理... 详细信息

在数字化浪潮和开放科学持续发展的大背景下,科学数据的规模总量与综合价值将长期处于增长通道,数据安全的监管力度也将持续提升,这些因素在客观上决定了科学数据安全工作的重要性和紧迫性。本文围绕如何有效提升中国科学数据安全管理能力的必然需求,以科学数据共享生态系统为基本出发点,通过梳理ICPSR、UKDA、国家地球系统科学数据中心等国内外代表性科学数据共享平台的相关经验和典型做法,初步勾勒科学数据安全治理整体样貌,重点描述了科学数据共享平台数据安全管理策略的细节,总结了科学数据安全管理的举措,并根据安全治理水平,将科学数据共享平台分为深度安全管理、中度安全管理与浅度安全管理三个类型。通过对比国内外科学数据共享平台的安全管理策略,为中国科学数据安全管理提供经验借鉴。

关键词：科学数据科学数据共享平台安全管理典型举措