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基于机器学习的梭梭同化枝光合色素含量高光谱反演估算

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草地学报 2025年第1期33卷 250-261页

作者：黄轲盼杨雪梅刘志飞张忠王景瑞徐浩杰兰州大学草种创新与草地农业生态系统全国重点实验室/兰州大学农业农村部草牧业创新重点实验室/兰州大学草地农业教育部工程研究中心/兰州大学草地农业科技学院甘肃兰州730020 兰州文理学院甘肃兰州730010 甘肃省治沙研究所甘肃兰州733000 兰州大学寒旱区生态环境遥感研究中心甘肃兰州730000

基于民勤干旱荒漠区地面实测的人工梭梭同化枝高光谱反射率与光合色素数据,经光谱曲线处理和特征参数提取后,采用随机森林(RF)、反向传递人工神经网络(BP-ANN)、支持向量机(SVM)三种常见的机器学习模型模拟叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜... 详细信息

基于民勤干旱荒漠区地面实测的人工梭梭同化枝高光谱反射率与光合色素数据,经光谱曲线处理和特征参数提取后,采用随机森林(RF)、反向传递人工神经网络(BP-ANN)、支持向量机(SVM)三种常见的机器学习模型模拟叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素含量,确定梭梭同化枝光合色素含量的最优估算模型,揭示影响光合色素含量的光谱关键变量。结果表明,RF模型在模拟精度上表现最优,对三种光合色素的R^(2)值介于0.73至0.77,RMSE介于0.023至0.302 mg·g^(-1)。其中,RF对叶绿素b的预测精度最高,R^(2)为0.77,RMSE为0.023 mg·g^(-1)。不同光合色素对干旱胁迫的响应各异,导致影响它们的光谱变量也不同。叶绿素a与叶绿素b的最优模型受到吸收位置(Absorption position,AP)、红边位置(Red-edge position,REP)和红边拐点(Red-edge inflection point,REIP)的影响较多,而类胡萝卜素的最优模型更容易受REIP、Vogelmann红边指数(Vogelmann red-edge index 2,VOG2)与水波段指数(Water band index,WBI)的影响。该研究为基于高光谱遥感与机器学习模型反演梭梭同化枝光合色素含量提供依据,服务于人工梭梭林的旱情监测与抚育管理。

关键词：梭梭光合色素高光谱反射特性模型模拟变量重要性

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甘肃岷县猫尾草叶斑病及其危害

草地学报 2025年第1期33卷 62-69页

作者：申琴徐秋蕊李应德段廷玉草种创新与草地农业生态系统全国重点实验室/农业部草牧业创新重点实验室/兰州大学草地农业教育部工程研究中心/兰州大学草地农业科技学院甘肃兰州730020

猫尾草(Phleum pratense)是一种多年生丛生型禾本科牧草,兼具抗寒耐湿、优质高产等特点,具有良好的饲用价值。病害是限制猫尾草生产的重要因素之一,目前尚缺少对猫尾草病害的系统研究。本研究以甘肃省岷县猫尾草为对象,调查了梯牧草枝孢... 详细信息

猫尾草(Phleum pratense)是一种多年生丛生型禾本科牧草,兼具抗寒耐湿、优质高产等特点,具有良好的饲用价值。病害是限制猫尾草生产的重要因素之一,目前尚缺少对猫尾草病害的系统研究。本研究以甘肃省岷县猫尾草为对象,调查了梯牧草枝孢(Cladosporium phlei)引致的猫尾草叶斑病发病动态,评定了病害危害损失。结果表明:梯牧草枝孢叶斑病主要在猫尾草生长中后期发生,田间发病率最高可达83.2%,病情指数达42.2。叶斑病显著影响了猫尾草的产量和品质,致使猫尾草鲜重显著减少50.6%,锌元素含量显著减少35.21%,以及叶绿素含量显著降低58.09%,苯丙氨酸、异亮氨酸、天冬氨酸、丙氨酸、色氨酸、甘氨酸与精氨酸含量显著减少了42.45%~67.47%,干重、粗蛋白含量和绿原酸含量分别损失了34.0%,45.7%和23.29%。综上,本研究发现梯牧草枝孢引致的猫尾草叶斑病是影响岷县猫尾草生产的重要病害,亟需研发防治技术。

关键词：猫尾草梯牧草枝孢叶斑病严重度饲草品质

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我国玉米种业与产业政策演进及其对草地农业发展的启示

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草业学报 2025年第3期34卷 189-203页

作者：樊有鹤岳思妤南志标范玉兵草种创新与草地农业生态系统全国重点实验室中国草业发展战略研究中心兰州大学草地农业科技学院

玉米是我国最重要的粮食作物和饲料作物之一，发展玉米种业对稳定玉米产量、提高农民收入，促进家畜生产与养殖业发展具有现实意义，玉米种业与产业政策演进对草地农业提质增效具有重要的启示作用。通过梳理1982-2023年的中央一号文件... 详细信息

玉米是我国最重要的粮食作物和饲料作物之一，发展玉米种业对稳定玉米产量、提高农民收入，促进家畜生产与养殖业发展具有现实意义，玉米种业与产业政策演进对草地农业提质增效具有重要的启示作用。通过梳理1982-2023年的中央一号文件和国家涉农政策文件，总结了我国玉米种业、玉米秸秆和青贮玉米饲草料利用的发展历程，分析在政策支持、技术进步、产业规模、市场需求等方面取得的进展，并探讨其对草地农业发展的支撑作用。研究发现：通过推广高产优质玉米品种，提高了农牧业的生产效率，为畜牧业提供了更多的饲草资源，促进粮食安全和草地农业的协调、可持续发展；玉米秸秆和青贮玉米饲草的综合利用，为畜牧业生产及其草地农业发展提供了有益补充，适当缓解了农业生态环境的负面影响。通过国家政策促进饲草与玉米制种基地建设，加强跨区域草畜耦合，促进草地畜牧业生产和天然草原生态修复。同时，积极构建饲草与玉米种业的协同发展机制，推动草种业与玉米种业的共同振兴，实现草地农业生态与经济效益的双赢。未来我国玉米制种业发展应注重继续推进科技创新、提高种子质量、保护生态环境和促进资源可持续利用，以实现玉米产业与草地农业的协调发展。

关键词：草地农业玉米种业可持续发展政策演进中央一号文件

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加工方式对猫尾草化学成分及其含量的影响

草业科学 2025年第2期42卷 494-503页

作者：郭永莎刘玉叶梅大海魏旭红陈训锋李彦忠宋秋艳兰州大学草地农业科技学院甘肃兰州730020

猫尾草(Phleum pratense)适口性好且富含天然油脂,是饲用价值较高的优良牧草。牧草干燥加工是储存牧草的主要方式,能有效缓解冬春季牧草供给不足的问题。而此过程会导致化学成分损失,影响牧草品质。本研究以岷山猫尾草为研究对象,探讨... 详细信息

猫尾草(Phleum pratense)适口性好且富含天然油脂,是饲用价值较高的优良牧草。牧草干燥加工是储存牧草的主要方式,能有效缓解冬春季牧草供给不足的问题。而此过程会导致化学成分损失,影响牧草品质。本研究以岷山猫尾草为研究对象,探讨烘干、风干和压缩对岷山猫尾草化学成分及其含量的影响。结果表明,烘干处理条件,猫尾草总脂肪含量最高,为9.82 mg·g^(−1);风干处理条件,猫尾草总黄酮和多酚含量最高,分别为24.16和0.45 mg·g^(−1)。气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)分析发现,3种加工方式条件,共鉴定出46种挥发油化合物,包括酯类、烷烃类、烯烃类、醇类、酮类、醛类、酸类和苯的衍生物;每种加工方式的挥发油中均含亚硫酸环己基甲基庚酯和邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯,表明这两种化合物是猫尾草挥发油的主要化学成分。研究结果为猫尾草干燥加工方式的选择提供了理论参考。

关键词：猫尾草加工方式化学成分总脂肪总黄酮多酚

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基于高光谱反射特征的荒漠类型可分性评价

干旱区研究 2025年第1期42卷 141-153页

作者：刘志飞杨雪梅王景瑞黄轲盼徐浩杰兰州大学草种创新与草地农业生态系统全国重点实验室农业农村部草牧业创新重点实验室草地农业教育部工程研究中心草地农业科技学院甘肃兰州730020 兰州文理学院旅游学院甘肃兰州730010 甘肃省治沙研究所甘肃兰州730070 兰州大学资源环境学院甘肃兰州730000 兰州大学寒旱区生态环境遥感研究中心甘肃兰州730000

本研究采用裸土高光谱反射曲线细节所提取的特征变量评价不同荒漠类型可分性,选择石羊河下游盐漠、砾漠、泥漠和沙漠为研究对象,运用累积差值、一阶微分、包络线去除、植被指数计算、主成分分析法等,辨别不同荒漠类型的高光谱反射特征,... 详细信息

本研究采用裸土高光谱反射曲线细节所提取的特征变量评价不同荒漠类型可分性,选择石羊河下游盐漠、砾漠、泥漠和沙漠为研究对象,运用累积差值、一阶微分、包络线去除、植被指数计算、主成分分析法等,辨别不同荒漠类型的高光谱反射特征,提取关键分类变量,量化不同荒漠类型区分度。结果表明:(1)各荒漠类型在446~600 nm和2150~2285 nm处存在差异明显的吸收谷。(2)Carter指数1、绿度指数(GI)、绿色归一化植被指数(GNDVIh2)等在不同荒漠类型间存在显著差异。(3)改进叶绿素吸收指数(MCARI)、土壤调整植被指数(SAVI)、2265 nm与1790~1810 nm反射率在主成分指标构建中的权重值较大。(4)各荒漠类型区分度:沙漠&盐漠>沙漠&泥漠>泥漠&盐漠>砾漠&盐漠>沙漠&砾漠>泥漠&砾漠。研究结果可为西北干旱区荒漠遥感监测提供地面验证和数据支持。

关键词：荒漠土壤高光谱特征波段特征提取主成分分析类别可分性

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EMS处理对老芒麦种子萌发和生理生化指标的影响

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草地学报 2025年

作者：王惠知廖志敏张哲谢文刚王召明刘志鹏兰州大学草种创新与草地农业生态系统全国重点实验室/兰州大学草地农业科技学院国家草业技术创新中心(筹)

为确定‘同德’老芒麦（Elymus sibiricus）的最佳诱变体系，本研究采用甲基磺酸乙酯（Ethyl Methanesulfonate， EMS）对种子进行浸泡处理，设置了5个浓度梯度（0%、0.4%、0.8%、1.2%、1.6%）和3个处理时间梯度（12 h、16 h、20 h），... 详细信息

为确定‘同德’老芒麦（Elymus sibiricus）的最佳诱变体系，本研究采用甲基磺酸乙酯（Ethyl Methanesulfonate， EMS）对种子进行浸泡处理，设置了5个浓度梯度（0%、0.4%、0.8%、1.2%、1.6%）和3个处理时间梯度（12 h、16 h、20 h），通过测定种子发芽率、发芽势、存活率及主要生理生化指标，系统解析了不同EMS处理对种子活力和生理生化的影响。结果表明，随着EMS浓度和处理时间的增加，种子发芽率、发芽势及温室存活率显著下降；不同浓度与时间的交互作用对内源激素含量、酶活性及丙二醛含量产生显著影响。综合发芽率、发芽势和温室存活率，确定了‘同德’老芒麦的最佳诱变体系为0.4% EMS处理16 h。研究为老芒麦的化学诱变育种及新品种选育提供了理论依据和技术支撑。

关键词：老芒麦 EMS处理种子萌发生理生化指标诱变体系

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胆道狭窄内镜外科诊治现状与进展

中国普通外科杂志 2025年第02期 229-237页

作者：仲富鹏岳平李汛兰州大学第一临床医学院兰州大学第一医院普通外科甘肃省兰州大学第一医院生物治疗与再生医学重点实验室兰州大学医学院肿瘤防治中心甘肃省肝胆胰外科研究所甘肃省兰州大学第一医院普通外科临床医学研究中心甘肃省普兰州大学第一医院通外科临床医学研究中心

胆道外科的历史悠久，胆道狭窄作为其中常见的临床问题，主要包括良性狭窄、恶性狭窄以及不明原因的狭窄。胆道狭窄的性质直接决定治疗方式，对于CT和MRCP/MRI难以明确性质的狭窄，ERCP、超声内镜及其相关技术是诊断和治疗的重要手段，... 详细信息

胆道外科的历史悠久，胆道狭窄作为其中常见的临床问题，主要包括良性狭窄、恶性狭窄以及不明原因的狭窄。胆道狭窄的性质直接决定治疗方式，对于CT和MRCP/MRI难以明确性质的狭窄，ERCP、超声内镜及其相关技术是诊断和治疗的重要手段，共聚焦激光显微内镜、光学相干断层成像术、二代测序等技术的兴起丰富了胆道狭窄的诊治手段。同时掌握内镜技术和外科手术的内镜外科医生或诊疗团队，在处理复杂解剖结构、可切除胆道肿瘤等胆道狭窄问题上具有独特的优势。尽管胆道外科近年来在内镜技术、外科手术等诊疗方面有了长足发展，但仍存在一些亟待解决的问题，笔者就胆道狭窄的内镜外科诊治现状、进展及存在的问题进行评述，以期为临床工作提供参考。

关键词：胆道疾病缩窄,病理性胰胆管造影术,内窥镜逆行腔内超声检查

单链DNA退火蛋白介导细菌基因组同源重组的机制及应用研究进展

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生物技术通报 2025年第1期41卷 39-48页

作者：尹号尤留超韩瑞高鹏程付磊储岳峰中国农业科学院兰州兽医研究所兰州大学动物医学与生物安全学院动物疫病防控全国重点实验室兰州730000 甘肃省病原生物学基础学科研究中心兰州730046

基因组编辑技术是研究细菌等微生物在基因功能、耐药机制及致病机制等方面的重要工具,而同源重组是细菌基因组编辑的重要方式之一,传统的细菌内源性重组途径存在效率低下的问题,而一种来自噬菌体的单链DNA退火蛋白(SSAP)表现出了远超内... 详细信息

基因组编辑技术是研究细菌等微生物在基因功能、耐药机制及致病机制等方面的重要工具,而同源重组是细菌基因组编辑的重要方式之一,传统的细菌内源性重组途径存在效率低下的问题,而一种来自噬菌体的单链DNA退火蛋白(SSAP)表现出了远超内源性重组途径的基因组编辑效率,该蛋白具有单链DNA结合活性、介导基因组定向重组的特点,使其成为目前极具潜力的基因组编辑工具。本文主要对同源重组基本原理、噬菌体源SSAP介导的同源重组途径的基本元件、重组机制模型以及应用策略展开概述,旨在为进一步解析单链DNA退火蛋白介导的同源重组过程提供帮助,为研究更多细菌基因功能、致病机制以及开发工程菌株提供技术支撑,也为缺乏基因编辑方法的细菌提供技术参考。

关键词：细菌单链DNA退火蛋白同源重组机制应用

基于机器学习的高精度耕地识别模型构建--以甘肃省张掖市为例

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草业学报 2025年第2期34卷 149-162页

作者：麦晶晶冯琦胜王瑞泾封森耀金哲人张忠雪梁天刚金加明兰州大学草种创新与草地农业生态系统全国重点实验室兰州大学草地农业科技学院兰州大学寒旱区生态环境遥感研究中心甘肃兰州730020 北京师范大学地表过程与资源生态国家重点实验室北京师范大学地理科学学部北京100875 清华大学深圳国际研究生院环境与生态研究院广东深圳518055 苏州市吴江区七都镇农业服务中心江苏苏州215200 甘肃省草原技术推广总站甘肃兰州730070

耕地是农业生产和保障粮食安全问题重要的物质基础,耕地的准确识别对耕地资源的保护和农业生产可持续发展有着重要意义。为了构建高精度的耕地识别模型,本研究基于空间云计算平台使用Sentinel-1/2数据,构建不同特征类型组合,通过特征重... 详细信息

耕地是农业生产和保障粮食安全问题重要的物质基础,耕地的准确识别对耕地资源的保护和农业生产可持续发展有着重要意义。为了构建高精度的耕地识别模型,本研究基于空间云计算平台使用Sentinel-1/2数据,构建不同特征类型组合,通过特征重要性分析对耕地识别特征进行筛选,形成最优特征集合,使用随机森林(random forest,RF)、支持向量机(support vector machine,SVM)和分类回归树(classification and regression tree,CART)模型对甘肃省张掖市2021年度的耕地进行识别,同时对比分析了各分类器的分类精度。结果表明,使用植被指数特征、雷达特征和地形特征的特征类型组合能够把分类精度提升到91.32%;在研究区耕地识别中表现较好的特征有海拔(elevation)、雷达VH极化通道及归一化水指数(normalized difference water index,NDWI)等;在张掖市耕地识别中,RF算法优势明显,总精度达90.04%,Kappa系数为0.79,基于RF模型得到的张掖市耕地面积为58.5万hm^(2),面积占比为15.4%。本研究实现了张掖市耕地的精确识别,可为该地区耕地制图提供参考。

关键词：耕地识别机器学习随机森林哨兵卫星