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2001—2019年台风干扰下我国东南沿海地区植被抵抗力和恢复力评估

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生态学报 2024年第9期44卷 3802-3813页

作者：沈一凡舒浩然李安洁王佩尧代欣哲耿一琳张琦悦刚成诚西北农林科技大学草业与草原学院杨凌712100 西北农林科技大学林学院杨凌712100 西北农林科技大学水土保持研究所杨凌712100 中国科学院水利部水土保持研究所杨凌712100

台风是影响我国陆地生态系统结构和功能的主要自然灾害之一,尤其对东南沿海地区植被具有明显的干扰效应。为深入了解台风对我国沿海地区植被的影响及其响应,基于MODIS增强型植被指数(Enhanced Vegetation Index,EVI)和叶面积指数(Leaf A... 详细信息

台风是影响我国陆地生态系统结构和功能的主要自然灾害之一,尤其对东南沿海地区植被具有明显的干扰效应。为深入了解台风对我国沿海地区植被的影响及其响应,基于MODIS增强型植被指数(Enhanced Vegetation Index,EVI)和叶面积指数(Leaf Area Index,LAI),分析了2001—2019年间不同等级的台风对植被EVI和LAI的影响,评估台风登陆时植被的抵抗力及台风过后植被的恢复力。结果表明:(1)2001—2019年间,共有70个台风登陆我国东南沿海地区,其中,台风(TY)、强台风(STY)与超强台风(SuperTY)的数量分别为35、26和9个。我国台湾省的台风登陆次数最多,为26个,其次为广东省(20个);(2)在整个研究区范围内,台风(TY)、强台风(STY)与超强台风(SuperTY)登陆后的EVI净变化率分别为4.88%、-7.48%、-1.85%,LAI净变化率分别为22.28%、-65.70%、-17.60%;(3)在经历台风干扰后,沿海地区大部分植被可在3个月之内得到恢复,其中浙江省与广东省植被的恢复时间较长,海南省与台湾省植被的恢复时间较短。研究结果对我国沿海地区森林经营管理和生态环境保护具有重要意义。

关键词：台风增强型植被指数(EVI) 叶面积指数(LAI) 植被抵抗力植被恢复力

基于三维激光扫描技术的冻结黑土细沟发育模拟

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农业工程学报 2024年第10期40卷 117-127页

作者：毕鑫宇张哲源高航胡亚鲜张智韬栗现文西北农林科技大学水利与建筑工程学院杨凌712100 西北农林科技大学创新实验学院杨凌712100 西北农林科技大学旱区农业水土工程教育部重点实验室杨凌712100 西北农林科技大学水土保持科学与工程学院杨凌712100

为探究融雪径流与冻结状态对黑土细沟网络发育的影响,该研究开展了冻结与非冻结处理黑土坡面的融雪径流模拟冲刷试验,利用三维激光扫描技术获取多次定时径流冲刷并直至侵蚀形态稳定的坡面点云,结合数字表面模型差异(digital surface mod... 详细信息

为探究融雪径流与冻结状态对黑土细沟网络发育的影响,该研究开展了冻结与非冻结处理黑土坡面的融雪径流模拟冲刷试验,利用三维激光扫描技术获取多次定时径流冲刷并直至侵蚀形态稳定的坡面点云,结合数字表面模型差异(digital surface model of difference,DoD)微地形变化监测方法与点云逆向工程,获取细沟网络发育过程的侵蚀面积、侵蚀体积、细沟长度和细沟密度等侵蚀参数。结果表明,冻结因素与温度变化对细沟网络发育过程与程度有重要影响:1)冻结处理的黑土坡面更容易发展出细沟网络,达到坡面侵蚀形态基本稳定后的侵蚀面积、侵蚀体积以及侵蚀细沟长度是非冻结处理黑土坡面的291%、557%和437%。2)冻结处理与非冻结处理沿坡面细沟截面形态变化差异明显。冻结坡面细沟交叉时宽深比RW/D快速减小,下切速度加快,随后宽度与深度呈比例稳定增加;非冻结坡面汇水处的R_(W/D)随冲刷次数增加而增大,侧蚀速度加快,其他截面R_(W/D)随着冲刷次数的增加而减小,下切速度加快。3)采用ArcGIS与点云逆向工程模型联合获取的冻结状态下细沟形态参数与发育过程DoD相对误差范围为-12.70%~4.42%,提取精度在95%以上。该联合方法在冻结土体条件下获取细沟参数具有较高精度,可作为土壤侵蚀参数高精度提取的一种手段。

关键词：黑土侵蚀冻融细沟网络融雪径流三维激光扫描

基于色味指标光谱特性的贺兰山东麓干红葡萄酒产地细分

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农业工程学报 2024年第15期40卷 253-261页

作者：白雪冰陈鑫龙刘乾鑫葛颖张旭董树萌杨佳宁陶永胜西北农林科技大学葡萄酒学院杨凌712100 西北农林科技大学宁夏贺兰山东麓葡萄酒试验示范站永宁750104 西北农林科技大学经济管理学院杨凌712100

贺兰山东麓被认为是全球最适宜种植葡萄和生产优质葡萄酒的区域之一。贺兰山东麓葡萄酒产区自北向南已形成石嘴山、银川、永宁、青铜峡和红寺堡等5个产地的区划格局,但因产地风土各异,尚未建立科学规范的葡萄酒产地细分管理方法。为了... 详细信息

贺兰山东麓被认为是全球最适宜种植葡萄和生产优质葡萄酒的区域之一。贺兰山东麓葡萄酒产区自北向南已形成石嘴山、银川、永宁、青铜峡和红寺堡等5个产地的区划格局,但因产地风土各异,尚未建立科学规范的葡萄酒产地细分管理方法。为了协助宁夏贺兰山东麓产区强化干红葡萄酒产品区划管理,该研究以贺兰山东麓干红葡萄酒为研究对象,分析葡萄酒色味理化指标的相关性和产地差异性,并依据随机森林的节点权值确定了可反映产地信息的关键色味理化指标。然后,基于近红外光谱和化学计量学方法构建了各项指标的定量分析模型,并以光谱预测结果为输入量,训练了以ReLU为最佳激活函数的人工神经网络产地判别模型,实现了贺兰山东麓干红葡萄酒的产地细分。结果表明,酒石酸酯和pH值的产地差异性最为显著,多项色味理化指标之间存在较强的相关性,通过去低权值指标分析确定了酒石酸酯、多聚体花色苷、pH值、红/绿通道a^(*)、黄/蓝通道b^(*)、总单宁、单体花色苷、明度L^(*)、黄酮醇、滴定酸、离子化指数、乙醇指数、色度C_(ab)^(*)、总花色苷等14项关键色味理化指标。每项指标的光谱定量模型决定系数(r^(2))均高于0.90,相对分析误差(RPD)高于2.5,具有准确的定量分析能力;人工神经网络模型对石嘴山酒样判别的灵敏度(sensitivity,SEN)为100%,准确率(accuracy,CCR)为100%;对银川酒样判别的SEN为100%,CCR为90%;对永宁酒样判别的SEN为87.5%,CCR为93.33%;对青铜峡酒样判别的SEN为94.74%,CCR为100%;对红寺堡酒样判别的SEN为92.31%,CCR为92.31%,具有可靠的产地判别能力。该方法可为贺兰山东麓干红葡萄酒的产品区划管理提供技术支撑,有助于中国葡萄酒原产地保护制度的建立与发展。

关键词：干红葡萄酒近红外光谱机器学习色味指标贺兰山东麓产地细分

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考虑作物冠层高度的屋脊形大棚形状优化

农业工程学报 2024年第15期40卷 194-203页

作者：高飞张锐朱德兰辛科涂泓滨赵航西北农林科技大学水利与建筑工程学院杨凌712100 西北农林科技大学中国旱区节水农业研究院杨凌712100 龙岩市农业农村局龙岩364000

为提高屋脊形大棚太阳辐射利用率,增强保温蓄热能力。该研究依据大棚内部作物对采光和蓄热保温的需求,提出了基于冠层高度和恒定体积约束的屋脊形大棚形状优化模型,设置大棚采光面捕获太阳辐射量大及有效种植面积尽可能大的约束条件,在... 详细信息

为提高屋脊形大棚太阳辐射利用率,增强保温蓄热能力。该研究依据大棚内部作物对采光和蓄热保温的需求,提出了基于冠层高度和恒定体积约束的屋脊形大棚形状优化模型,设置大棚采光面捕获太阳辐射量大及有效种植面积尽可能大的约束条件,在内部能量需求恒定的条件下分析大棚高度比及方位角对太阳辐射捕获量的影响规律,并优选出不同脊位比大棚在不同地区下的最优参数组合。结果表明:1)大棚所捕获的太阳辐射量大多随高度比减小而逐渐减小,在高度比k=5时为最大值;相同高度比下,脊位比越大,大棚所捕获的太阳辐射量越大;当高度比k=5时,沈阳地区脊位比为0.65、0.75和0.85的大棚相对于脊位比为0.50时的增长率分别为2.67%、4.42%和6.17%。2)大棚太阳辐射捕获量大多随方位角增加呈先减小后增加趋势,在方位角0°~90°的范围内,脊位比越大,大棚所捕获的太阳辐射量越多,在90°~180°的范围内相反;当大棚脊位比为0.65、0.75和0.85时,随着地区纬度的增加,大棚太阳辐射捕获量最低值点所对应的方位角值逐渐减小,不同脊位比之间的差异逐渐减小。3)大棚在不同地区优选得到的高度比值仅与作物冠层高度有关;地区纬度越高,脊位比及高度比越大,大棚优选得到的方位角相对于南北走向偏转的角度越大。该研究可依据作物冠层高度大小在大棚捕获太阳辐射量尽可能多的前提下减少大棚供热成本,为推进塑料大棚的整体规划发展提供理论依据。

关键词：太阳辐射光照屋脊形大棚冠层高度恒定体积大棚高度比大棚方位角

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基于地面高光谱遥感的大豆产量估算模型研究

农业机械学报 2024年第1期55卷 145-153,240页

作者：唐子竣张威黄向阳向友珍张富仓陈俊英西北农林科技大学旱区农业水土工程教育部重点实验室陕西杨凌712100 西北农林科技大学中国旱区节水农业研究院陕西杨凌712100

为在田间管理中对作物产量进行估测,通过两年大田试验收集了大豆生殖生长期的高光谱数据及产量数据,基于各生育期一阶微分光谱反射率计算了7个光谱指数:比值指数(Ratio index, RI)、差值指数(Difference index, DI)、归一化光谱指数(Nor... 详细信息

为在田间管理中对作物产量进行估测,通过两年大田试验收集了大豆生殖生长期的高光谱数据及产量数据,基于各生育期一阶微分光谱反射率计算了7个光谱指数:比值指数(Ratio index, RI)、差值指数(Difference index, DI)、归一化光谱指数(Normalized difference vegetation index, NDVI)、土壤调整光谱指数(Soil-adjusted iegetation index, SAVI)、三角光谱指数(Triangular vegetation index, TVI)、改进红边归一光谱指数(Modified normalized difference index, mNDI)和改进红边比值光谱指数(Modified simple ratio, mSR),使用相关矩阵法将光谱指数与大豆产量数据进行相关性分析并提取最佳波长组合,随后将计算结果作为与大豆产量相关的最佳光谱指数,最后将各生育期筛选出的与大豆产量相关系数最高的5个光谱指数作为模型输入变量,利用支持向量机(Support vector machine, SVM)、随机森林(Random forest, RF)和反向神经网络(Back propagation neural network, BPNN)构建大豆产量估算模型并进行验证。结果表明,各生育期(全花期(R2)、全荚期(R4)和鼓粒期(R6))计算的光谱指数与产量的相关系数均高于0.6,相关性较好,其中全荚期的光谱指数FDmSR与大豆产量的相关系数最高,达到0.717;大豆产量最优估算模型的方法是输入变量为全荚期构建的一阶微分光谱指数和RF组合的建模方法,模型验证集R2为0.85,RMSE和MRE分别为272.80 kg/hm^(2)和5.12%。本研究成果可为基于高光谱遥感技术的作物产量估测提供理论依据和应用参考。

关键词：大豆产量估算模型高光谱光谱指数机器学习

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既患寡也患不均:相对生活水平与居民幸福感

劳动经济研究 2024年第2期12卷 46-70页

作者：刘金典吴春燕西北农林科技大学经济管理学院西北农林科技大学高等教育研究所

本文基于2021年中国社会状况综合调查数据,实证研究相对生活水平对居民幸福感的影响,并采用工具变量法、倾向得分匹配法和替换变量法进行内生性处理和稳健性检验。结果表明:相对生活水平提升对幸福感具有显著的促进效应;夏普利分解法表... 详细信息

本文基于2021年中国社会状况综合调查数据,实证研究相对生活水平对居民幸福感的影响,并采用工具变量法、倾向得分匹配法和替换变量法进行内生性处理和稳健性检验。结果表明:相对生活水平提升对幸福感具有显著的促进效应;夏普利分解法表明,相对生活水平对居民幸福感的解释力居于首位,贡献率高达57.53%;相对生活水平提升居民的社会公平感知和社会宽容水平,进而促进居民幸福感状况的改善。此外,基于不同参照群体形成的相对生活水平评价均对居民幸福感有显著正向影响,且随着参照群体范围的扩大,影响强度趋于下降。群体异质性分析显示,城乡间和性别间在相对生活水平对居民幸福感的影响强度上不具有显著的异质性。因此,优化收入分配状况、改善居民生活水平、缩小居民收入差距、扩大中等收入群体、增强居民公平感知和社会宽容度,是提高居民幸福感的重要途径。

关键词：相对生活水平社会公平感知社会宽容度幸福感

青藏高原典型冰川小流域土壤微生物生物量及胞外酶活性分布特征

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生态学报 2024年第4期44卷 1700-1716页

作者：敖登贺琬婷冯程龙陈圆佳王宝荣李会军安韶山西北农林科技大学资源环境学院杨凌712100 西北农林科技大学水土保持研究所杨凌712100 西北农林科技大学草业与草原学院杨凌712100 中国科学院大学北京100049 西北农林科技大学黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室杨凌712100

土壤微生物释放的胞外酶是决定碳(C)、氮(N)、磷(P)生物地球化学循环的关键因素,为了阐明青藏高原典型小流域土壤微生物生物量和胞外酶活性沿海拔和土层的分布特征并揭示影响该分布格局的主要养分限制状况,于2021年8月采集了青藏高原廓... 详细信息

土壤微生物释放的胞外酶是决定碳(C)、氮(N)、磷(P)生物地球化学循环的关键因素,为了阐明青藏高原典型小流域土壤微生物生物量和胞外酶活性沿海拔和土层的分布特征并揭示影响该分布格局的主要养分限制状况,于2021年8月采集了青藏高原廓琼岗日冰川小流域5个海拔梯度(4900 m;5000 m;5100 m;5200 m;5300 m)中4个土壤发生层(A层:腐殖质层、E层:淋溶层、B层:淀积层和C层:母质层)的土壤样品,定量分析了土壤基本理化性质、微生物生物量、胞外酶活性等指标。结果表明:1)微生物生物量碳氮磷的海拔差异变化规律不同,随着土层加深微生物生物量碳氮磷随海拔变化越小。同时,各海拔之间微生物生物量均有随土层加深而显著降低的趋势(P<0.05);2)四种酶活性的海拔间变化规律各异,但整体呈现随海拔升高而升高的趋势且在表层(A和E层)增长趋势更明显,而且随土层加深显著降低(P<0.05);3)该区域土壤微生物受到碳和磷共同限制,土层越深限制越高,而且海拔越高C限制越强,但P限制降低;4)青藏高原典型冰川小流域土壤微生物生物量和胞外酶活性在海拔和土层之间存在较明显的差异,可能是由于土壤养分含量的差别造成的。整体而言,青藏高原典型冰川小流域土壤养分含量影响土壤微生物生物量和胞外酶活性在海拔和土层之间的分布特征。为深入理解青藏高原冰川小流域土壤养分循环提供了数据基础和科学依据。

关键词：青藏高原微生物生物量胞外酶活性微生物碳利用效率养分限制土壤养分

温室气体排放与番茄产量对水肥气耦合的响应机制研究

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农业机械学报 2024年第5期55卷 312-322页

作者：孙亚楠段琳博钟华昱蔡焕杰王晓云赵政鑫西北农林科技大学水利与建筑工程学院陕西杨凌712100 西北农林科技大学中国旱区节水农业研究院陕西杨凌712100 河海大学水利水电学院南京210098

为探求温室番茄节水减排优产的灌溉模式,以番茄(金鹏8号)为研究对象,设置I1和I2(对应作物-皿系数kcp为0.8和1.0)2个灌水水平,F1和F2(对应施氮量180 kg/hm^(2)和240 kg/hm^(2))2个施氮水平,A1、A2和CK(1倍和2倍文丘里加气量,不加气CK作... 详细信息

为探求温室番茄节水减排优产的灌溉模式,以番茄(金鹏8号)为研究对象,设置I1和I2(对应作物-皿系数kcp为0.8和1.0)2个灌水水平,F1和F2(对应施氮量180 kg/hm^(2)和240 kg/hm^(2))2个施氮水平,A1、A2和CK(1倍和2倍文丘里加气量,不加气CK作为对照处理)3个加气水平,采用3因素完全随机设计,共10个处理,每个处理重复3次,采用静态暗箱-气相色谱法对番茄全生育期温室气体排放进行监测分析,探究土壤CO_(2)、N_(2)O、CH_(4)排放与番茄产量的变化规律;分析灌水水平、施氮水平和加气水平对温室番茄产量和温室气体排放的影响,综合全球净增温潜势(Net global warming potential,NGWP)和温室气体排放强度(Greenhouse gas intensity,GHGI),提出以节水减排高产为目标的温室番茄水肥气一体化滴灌管理模式。结果表明:灌溉水平和施氮水平增大均会增加土壤CO_(2)、N_(2)O排放通量,I2处理较I1处理平均增加24.8%(P0.05),F2处理比F1处理平均增加8.6%(P>0.05)与34.9%(P0.05)和20.9%、62.9%(P西北地区温室番茄较优灌溉模式。

关键词：温室气体番茄产量加气灌溉水肥气耦合全球净增温潜势

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压榨处理对美乐葡萄汁CO_(2)浸渍发酵特性及品质的影响

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中国食品学报 2024年第6期24卷 177-189页

作者：程艺超姜娇秦义刘延琳宋育阳西北农林科技大学葡萄酒学院陕西杨凌712100 西北农林科技大学宁夏贺兰山东麓葡萄酒试验示范站宁夏永宁750104

在CO_(2)浸渍法(CM)酿造中,压榨处理有利于活性物质和香气前体物质的释放,而这些物质是影响第2阶段发酵进程和最终质量的关键因素。为了研究压力对压榨处理后葡萄酒品质的影响,以美乐葡萄为原料,分别进行酒脚分离和不同压强(0.02~1.70 k... 详细信息

在CO_(2)浸渍法(CM)酿造中,压榨处理有利于活性物质和香气前体物质的释放,而这些物质是影响第2阶段发酵进程和最终质量的关键因素。为了研究压力对压榨处理后葡萄酒品质的影响,以美乐葡萄为原料,分别进行酒脚分离和不同压强(0.02~1.70 kPa)的压榨处理,对照自流汁分析样品的理化指标、香气物质,并做感官评价,探究不同压强下美乐葡萄汁发酵特性及其品质的变化。结果表明:施加1.09 kPa有利于控制葡萄酒中的碳/氮比值(0.43)和葡萄糖/果糖比值(0.97),降低了葡萄汁发酵缓慢或停滞的风险。积累活性物质总酚(47.52±2.97)mg/L和总花色苷(188.76±10.33)mg/L,分别提高了7.01%和0.96%。改善颜色,增强葡萄汁红色色调和饱和度。GC-MS分析和感官分析表明,自流汁具有更丰富的香气,1.09~1.70 kPa的压榨处理赋予葡萄酒爽脆的酸度和饱满的酒体,增加乙酸酯和醛类化合物等香气,增强葡萄酒中水果、香料和脂肪的味道。结论:压榨压强影响葡萄酒的成分,有望应用于优质CM葡萄酒的工业生产。

关键词：美乐葡萄 CO_(2)浸渍法压榨压强发酵特性香气