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基于改进ConvNeXt模型的黄羽鸡表皮层黑色素智能分级方法

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农业工程学报 2024年第3期40卷 165-174页

作者：肖德琴陈芳玲刘又夫谢青梅张新珩华南农业大学农业农村部华南热带智慧农业技术重点实验室广州510642 华南农业大学数学与信息学院广州510642 华南农业大学动物科学学院广州510642

为解决活体黄羽鸡表皮层黑色素分级方法成本高、效率低下、分级环境易受环境光干扰等问题,该研究探索一种基于ConvNeXt模型的黄羽鸡表皮层黑色素智能分级方法ConvNeXt-WPCA,用于实现活体黄羽鸡表皮层黑色素智能分级。ConvNeXt-WPCA模型... 详细信息

为解决活体黄羽鸡表皮层黑色素分级方法成本高、效率低下、分级环境易受环境光干扰等问题,该研究探索一种基于ConvNeXt模型的黄羽鸡表皮层黑色素智能分级方法ConvNeXt-WPCA,用于实现活体黄羽鸡表皮层黑色素智能分级。ConvNeXt-WPCA模型通过以下3点改进提高模型对黄羽鸡黑色素的识别效果:1)针对黄羽鸡黑色素图像RGB三通道内黑色素信息分布不均衡问题,改变输入图片通道权重来增强模型对黑色素特征的提取能力;2)使用部分卷积代替深度可分离卷积,减少模型计算量和内存访问次数提高对计算资源的利用率;3)引入坐标注意力机制,引导模型关注黄羽鸡胸腹部及肛门附近皮肤提升模型精度。同时,该研究还设计一种双光源图像获取装置,分别在自然光和偏振光条件下拍摄黄羽鸡样本,以减小分级结果受环境光干扰的影响,并探索偏振光在黑色素分级任务中的应用潜力。结果表明ConvNeXt-WPCA模型相较标准ConvNeXt模型,针对自然光下黄羽鸡黑色素图像数据集分级准确率提升9.68个百分点,最终达到89.03%的识别准确率,针对偏振光下黄羽鸡黑色素图像数据集分级准确率提升15.26个百分点,最终达到98.87%的识别准确率。该研究证实基于偏振光条件获取的黄羽鸡表皮层黑色素图像分级效果优于自然光条件,提出的ConvNeXt-WPCA黄羽鸡表皮层黑色素分级方法识别准确率高,同时模型参数量及浮点计算量均有降低,为黄羽鸡表皮层黑色素智能分级实际应用提供了理论基础及技术支持。

关键词：模型深度学习注意力机制黄羽鸡 ConvNeXt 品质分级偏振光

多尺度空间特征思考下的工业遗产差异化更新——以广州市两处食品加工类工业遗产为例

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南方建筑 2024年第1期 96-106页

作者：王凌郑俊禧叶昌东华南农业大学林学与风景园林学院华南农业大学自然资源部华南热带亚热带自然资源监测重点实验室

随着城市更新逐步进入高质量有机发展阶段,工业遗产如何通过差异化的更新手段实现未来可持续发展成为一个重要研究课题。通过引入空间句法的理论技术,结合POI数据、建筑功能及空间布局的分析等,从城市、片区、遗产本身的尺度对两处改造... 详细信息

随着城市更新逐步进入高质量有机发展阶段,工业遗产如何通过差异化的更新手段实现未来可持续发展成为一个重要研究课题。通过引入空间句法的理论技术,结合POI数据、建筑功能及空间布局的分析等,从城市、片区、遗产本身的尺度对两处改造背景相似的工业遗产更新项目的空间特征进行对比研究,并根据分析结果总结该类工业遗产差异化更新的一般路径。研究发现,遵循空间发展规律、制定适应空间特征更新策略的珠江琶醍,其遗产更新成效显著。因此,建议在进行工业遗产更新改造之前,应从多尺度探析所处区域的空间特征,研判区域可达性、区位价值等影响因素,宏观上确认园区发展方向,中观上判断准入业态类型及配置,微观上提升功能与空间的适应性,提高工业遗产更新的效率以及实施结果的可持续性。

关键词：工业遗产创意产业园差异化更新多尺度空间句法

广东省贫困县土地利用多功能与脱贫成效耦合协调关系及障碍诊断

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农业资源与环境学报 2024年第4期41卷 976-988页

作者：蔡怀滨王枫华南农业大学公共管理学院广州510642 自然资源部华南热带亚热带自然资源监测重点实验室广州510700

为探究2014—2020年广东省贫困县土地利用多功能与脱贫成效耦合协调关系及其障碍因素,本研究基于土地利用多功能与脱贫成效耦合协调机理构建评价指标体系,运用熵权法、耦合协调度模型和障碍度模型测度二者的耦合协调关系及障碍因素。结... 详细信息

为探究2014—2020年广东省贫困县土地利用多功能与脱贫成效耦合协调关系及其障碍因素,本研究基于土地利用多功能与脱贫成效耦合协调机理构建评价指标体系,运用熵权法、耦合协调度模型和障碍度模型测度二者的耦合协调关系及障碍因素。结果表明:土地利用多功能与脱贫成效水平均呈增长态势且增幅水平基本相当;土地利用多功能综合评价指数均值由0.2397上升到0.2681,增长11.85%,空间上呈“核心-边缘”分布格局;脱贫成效综合评价指数均值由0.3567上升到0.3987,增长11.77%,空间上由均匀散布转向中部集聚增长;耦合协调度从0.5290上升到0.5598,增长5.82%,均以初级协调为主,空间上由整体均匀散布转向局部高等级提升;耦合协调类型以土地利用多功能滞后型为主,较为均匀散布全域;制约二者耦合协调的主要障碍因素(障碍度大于5%)相对稳定,集中于文化和社会类指标,但其障碍度呈现不同幅度上升或下降的演变态势。研究表明,广东省贫困县土地利用多功能与脱贫成效整体尚处于初级协调水平,未来促进二者耦合协调应强化对障碍因素的控制与管理,结合不同耦合协调类型分类施策,有序推进全域土地综合整治、有效衔接脱贫成果与乡村振兴、有力支撑同步协调联动机制。

关键词：土地利用多功能脱贫成效耦合协调度时空分异障碍因素贫困县广东省

不同类型土壤上玉米生长对低磷和施磷肥的响应

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华南农业大学学报 2024年第4期45卷 516-524页

作者：逯路文杨飞王倩倩王秀荣华南农业大学根系生物学研究中心/亚热带农业生物资源保护与利用国家重点实验室广东广州510642

[目的]通过在酸性和石灰性土壤上种植玉米,探究在不同类型土壤上,缺磷和施用磷肥对玉米生长、磷吸收、根系性状、菌根侵染率以及根际指标的影响。[方法]分别利用2种不同来源的酸性土壤(NX和WY)与2种不同来源的石灰性土壤(SP和CP)进行不... 详细信息

[目的]通过在酸性和石灰性土壤上种植玉米,探究在不同类型土壤上,缺磷和施用磷肥对玉米生长、磷吸收、根系性状、菌根侵染率以及根际指标的影响。[方法]分别利用2种不同来源的酸性土壤(NX和WY)与2种不同来源的石灰性土壤(SP和CP)进行不施磷肥(低磷,LP)与施磷肥(高磷,HP)的玉米盆栽试验,对玉米的植株干质量、磷质量、根系性状(总根长、根表面积、根体积、平均根直径)、菌根侵染率、以及根际指标(根际pH、根际磷酸酶活性、根际羧酸盐含量)进行测定分析。[结果]缺磷严重影响玉米植株生长,施磷显著增加了酸性和石灰性土壤上玉米植株干质量和磷质量;在2种酸性土壤和CP石灰性土壤中,施磷显著增加了玉米总根长、根表面积、根体积、平均根直径,降低了玉米菌根侵染率和根际羧酸盐含量;施磷显著降低了NX酸性土壤中根际酸性磷酸酶活性和CP石灰性土壤根际pH。主成分分析表明,在低磷条件下,根系性状与植株干质量和磷质量呈正相关关系,根际羧酸盐含量、菌根侵染率与植株干质量和磷质量均呈负相关关系;在高磷条件下,菌根侵染率、碱性磷酸酶活性、根际pH、平均根直径与植株干质量和磷质量均呈正相关关系。[结论]施用磷肥可促进不同类型土壤上玉米植株的生长和磷吸收,玉米对施磷的响应很大程度上受到土壤本底养分含量的影响,有效磷含量低的土壤对施用磷肥的响应更加明显。在低磷条件下,玉米主要通过改变根系性状促进磷吸收。

关键词：玉米酸性土壤石灰性土壤磷处理低磷

基于改进YOLOv5l的轻量化鸭蛋裂纹检测算法

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农业工程学报 2024年第5期40卷 216-223页

作者：殷建军康俊琪肖德琴华南农业大学数学与信息学院广州510642 农业农村部华南热带智慧农业技术重点实验室广州510642

鸭蛋裂纹检测技术对于禽蛋加工工厂实现智能化蛋品检测、分级具有重要意义。该研究针对鸭蛋裂纹检测流程复杂、计算量大、模型尺寸大等问题,提出了一种基于改进YOLOv5l(you only look once version5 large)的轻量裂纹检测算法,通过在黑... 详细信息

鸭蛋裂纹检测技术对于禽蛋加工工厂实现智能化蛋品检测、分级具有重要意义。该研究针对鸭蛋裂纹检测流程复杂、计算量大、模型尺寸大等问题,提出了一种基于改进YOLOv5l(you only look once version5 large)的轻量裂纹检测算法,通过在黑暗条件下使用LED灯照射鸭蛋,根据裂纹蛋壳与完好蛋壳透光性不同产生的图像差异进行检测。通过在YOLOv5中引入Ghost_conv模块,大大减少了模型的浮点计算量和参数量,并在模型的骨干网络中加入ECA(efficient channel attention)注意力机制以及使用多尺度特征融合方法 BIFPN(bi-directional feature pyramid network),增加模型对有效信息的关注度,以提高算法检测精度。同时使用CIoU与α-IoU损失函数融合后替代YOLOv5原始GIoU函数加速回归预测。利用自建的鸭蛋裂纹数据集验证改进后模型的性能,结果表明,本研究提出的改进YOLOv5l网络模型检测精准率为93.8%,与原始YOLOv5l模型相比,检测精度提高了6.3个百分点,参数量和浮点计算量分别减少了30.6%、39.4%。检测帧速率为28.954帧/s,较原始YOLOv5l模型仅下降3.824帧/s。与其他的目标检测常用网络SSD(single shot multibox detector)、YOLOv4、Faster-RCNN(faster region convolutional neural networks)相比,精度分别提高了13.1、12.5、8.2个百分点。本研究提出的方法能够在低硬件资源条件下进行高精度检测,可为实际场景应用提供解决方案和技术支持。

关键词：计算机视觉图像识别裂纹检测注意力机制鸭蛋

蔗糖对柱花草根尖类边缘细胞形成及耐铝功能的影响

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华南农业大学学报 2024年第3期45卷 329-335页

作者：郭雪琼林雁蔡泽菲陈倩倩田江陆星梁翠月华南农业大学亚热带农业生物资源保护与利用国家重点实验室/资源环境学院/根系生物学研究中心广东广州510642

【目的】根尖边缘细胞在植物对生物与非生物胁迫适应中起重要作用,但其形成的生理机制仍需进一步探究。本研究旨在探究蔗糖对柱花草Stylosanthes guianensis根尖类边缘细胞的形成及其铝毒耐受能力的影响。【方法】以圭亚那柱花草‘热研... 详细信息

【目的】根尖边缘细胞在植物对生物与非生物胁迫适应中起重要作用,但其形成的生理机制仍需进一步探究。本研究旨在探究蔗糖对柱花草Stylosanthes guianensis根尖类边缘细胞的形成及其铝毒耐受能力的影响。【方法】以圭亚那柱花草‘热研2号’为试验材料,采用外源添加糖源的方法,分析柱花草根尖类边缘细胞的形态特征,研究蔗糖对柱花草幼苗耐铝能力的影响。【结果】蔗糖和葡萄糖均能明显促进柱花草根尖类边缘细胞的形成。添加蔗糖处理的根尖类边缘细胞鲜质量、长度和宽度与无糖处理相比分别增加50%、14%和62%,细胞层数增加3~4层。保留根尖类边缘细胞的柱花草具有较强的耐铝能力;与无糖处理相比,蔗糖处理后形成的根尖类边缘细胞具有更强的吸铝能力,根尖铝累积明显减少,根系相对生长速率增加45%。【结论】蔗糖可以促进柱花草根尖类边缘细胞的形成,增强铝处理下根尖类边缘细胞对柱花草的保护作用。本研究结果为进一步探究柱花草根尖类边缘细胞发育及其适应铝毒胁迫的机制提供了理论依据。

关键词：柱花草根尖类边缘细胞蔗糖铝毒害

主体功能区视角下湖北省耕地利用转型时空分异特征

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农业工程学报 2024年

作者：朱庆莹王玉琳陈坤陈银蓉华南农业大学公共管理学院自然资源部华南热带亚热带自然资源监测重点实验室华中农业大学公共管理学院

明晰不同主体功能区耕地利用转型时空分异特征对耕地资源可持续管理与利用具有重要意义。该研究在基于要素诱致性替代理论阐述耕地利用转型机理的基础上，以湖北省所有区（县）为研究对象，采用社会经济、自然地理、农业生产等数据对199... 详细信息

明晰不同主体功能区耕地利用转型时空分异特征对耕地资源可持续管理与利用具有重要意义。该研究在基于要素诱致性替代理论阐述耕地利用转型机理的基础上，以湖北省所有区（县）为研究对象，采用社会经济、自然地理、农业生产等数据对1995—2019年间不同主体功能区耕地利用转型时空分异特征进行研究。结果表明：1）湖北省耕地功能转型随时间主要呈“V”型变化特征，各主体功能区早中期主要发生负转型，后期主要发生正转型；空间上呈现鄂西山区及武汉城市圈少数地区转型程度较为剧烈，其余地区相对平缓；生态功能区转型最为剧烈，而重点发展区转型最缓和。2）湖北省耕地空间转型随时间呈“N”型变化特征，各主体功能区随时间正负转型交错；空间上呈现江汉平原及武汉城市圈的部分地区转型较剧烈而鄂西等山区转型较弱的特征，农产品主产区转型最剧烈，重点发展区次之，生态功能区最平缓；3）湖北省耕地利用总转型随时间呈M”型变化特征，各主体功能区早中期主要发生负转型，后期主要发生正转型；空间上表现为江汉平原及武汉城市圈的部分地区转型剧烈程度强于鄂西等地区，农产品主产区强于重点发展区和生态功能区。不同主体功能区在社会经济条件、耕地资源禀赋等方面异质性明显，应采取差异化的政策设计引导耕地利用转型，服务湖北省社会经济可持续发展需要。

关键词：土地利用耕地利用转型功能转型空间转型时空分异主体功能区

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多尺度行政区平衡视角下耕地空间布局优化

农业工程学报 2024年第6期40卷 319-329页

作者：赵乐松陈莉珍肖瑶程迎轩聂嘉琦王红梅刘光盛华南农业大学公共管理学院广州510640 自然资源部华南热带亚热带自然资源监测重点实验室广州510700 广东省土地利用与整治重点实验室广州510640 广东省土地调查规划院广州510075

优化耕地空间布局对提升耕地生产能力、促进农业可持续发展具有重要意义。该研究以广东封开县为例,基于“现状耕地调出-可恢复地类调入”的微观调整逻辑,综合运用空间叠加、综合评价及蚁群优化算法,构建了耕地空间布局调整模型,以调入... 详细信息

优化耕地空间布局对提升耕地生产能力、促进农业可持续发展具有重要意义。该研究以广东封开县为例,基于“现状耕地调出-可恢复地类调入”的微观调整逻辑,综合运用空间叠加、综合评价及蚁群优化算法,构建了耕地空间布局调整模型,以调入调出数量平衡为约束条件实现了不同行政区尺度下的耕地布局优化。结果表明:(1)研究区共调出耕地1689.89 hm^(2),占耕地总面积的7.62%,整体上呈现出“全局零散、局部聚集”的分布特征。(2)研究区可恢复地类农业生产适宜性均值为67.04,具有开展作物种植的良好禀赋条件。(3)不同行政区尺度平衡情景下,调入结果在研究区北部空间差异显著,与镇内平衡情景相比,县内平衡情景下,调入耕地的农业生产适宜性均值提高了2.08,综合生态系统服务均值下降了0.67。(4)两种情景下,耕地的连片性、质量及稳定性均得到提升,因不受调入规模和行政单元空间范围限制,县内平衡情景下的提升效果更加明显,适当扩大可恢复地类筛选范围有利于提升整体耕地质量并降低重要生态用地筛选概率。该研究构建的耕地空间布局调整模型具有良好的适用性,可为制定农用地布局优化与整治提升方案提供参考依据。

关键词：土地利用耕地空间布局优化多尺度行政区县内平衡优化算法农业生产适宜性

不同基因型大豆与玉米间作对土壤磷组分与作物磷吸收的影响

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应用生态学报 2024年第6期35卷 1583-1589页

作者：祝晓慧谭婧琳周慧颖王天琪张兵兵陆星田纪辉梁翠月田江华南农业大学资源环境学院广州510642 农业农村部华南热带农业环境重点实验室广州510642

合理的大豆-玉米间作模式可有效促进土壤磷周转与作物磷吸收,减少磷肥投入。为优化大豆与玉米间作系统对磷素的利用效率,本研究选用两种不同基因型大豆与玉米间作,探究其影响土壤磷组分及作物磷吸收的关键根际过程及机制。结果表明:间... 详细信息

合理的大豆-玉米间作模式可有效促进土壤磷周转与作物磷吸收,减少磷肥投入。为优化大豆与玉米间作系统对磷素的利用效率,本研究选用两种不同基因型大豆与玉米间作,探究其影响土壤磷组分及作物磷吸收的关键根际过程及机制。结果表明:间作显著消耗了大豆‘粤春03-3’根际可溶性无机磷(CaCl_(2)-P),而对大豆‘Essex’根际磷组分无显著影响。间作显著增加了大豆‘粤春03-3’的生物量和磷吸收量,比单作分别显著增加42.2%和46.9%,而对大豆‘Essex’和玉米磷吸收量和生物量无显著影响。间作显著增加了‘粤春03-3’总根长和根系分泌物总量,比单作分别增加了19.7%和138.1%,且粤春‘03-3’磷吸收量与总根长呈显著正相关,与可溶性无机磷含量呈显著负相关。综上,大豆-玉米间作对土壤磷组分与作物磷吸收的影响存在基因型差异,间作通过增加磷高效大豆根长与根系分泌物等促进磷吸收及根际土壤磷周转,从而提高其磷利用效率。本研究明确了大豆-玉米间作体系磷素利用的基因型差异及潜在机制,为优化大豆-玉米间作体系品种搭配、实现磷素高效利用与化肥减施增效提供了科学依据。

关键词：间作大豆基因型土壤磷组分磷酸酶磷利用效率