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响应气候变化的棉花生长模拟与县域尺度产量评估

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核农学报 2021年第7期35卷 1648-1657页

作者：孟文博王德胜张楠楠费浩唐梓涯王涛白铁成塔里木大学南疆农业信息技术研究中心新疆阿拉尔843300 华中农业大学植物科学与技术学院湖北武汉430070

为评估气象变化对棉花生长和县域尺度产量的影响,使用校正的CROPGRO-Cotton模型实现棉花生长模拟和响应气候变化的年际籽棉产量评估。2018年和2019年的田间试验数据被用于校正和验证CROPGRO-Cotton模型,结果表明校正的CROPGRO-Cotton模... 详细信息

为评估气象变化对棉花生长和县域尺度产量的影响,使用校正的CROPGRO-Cotton模型实现棉花生长模拟和响应气候变化的年际籽棉产量评估。2018年和2019年的田间试验数据被用于校正和验证CROPGRO-Cotton模型,结果表明校正的CROPGRO-Cotton模型对物候发育期模拟精度较好,出苗期、开花期、结铃期和吐絮期的模拟误差分别为+1、+3、+1和-2 d。模拟的生长期地上总产量(TAGP)和叶面积指数(LAI)与实测值吻合较好,D值为0.99,模拟的RMSE值分别为718 kg·hm^(-2)和0.29 m^(2)·m^(-2),显示了较高的TAGP模拟精度(10%南疆19个县的官方统计产量被用于验证模型的区域模拟性能,结果表明,校正的棉花生长模型具有较高的全局估产性能,D值为0.55,NRMSE值为15.8%。不同年际籽棉产量评估的平均D值和NRMSE值分别为0.48和15.6%,不同区域的籽棉产量评估的平均D值和NRMSE值分别为0.44和16.8%,校正的模型均获得了较高的年际和区域产量评估精度(NRMSE≤20%)。研究结果可为分析气候变化对棉花生长和产量的影响提供一种定量分析方法。

关键词：棉花 CROPGRO-Cotton 气候变化产量估算生长模拟

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新疆核桃有机肥配施方案研究

现代园艺 2025年第3期48卷 43-46,49页

作者：南文斌张映霞任泉金强张锐新疆生产建设兵团塔里木盆地生物资源保护利用重点实验室/南疆特色果树高效优质栽培与深加工技术国家地方联合工程实验室新疆阿拉尔843300 塔里木大学园艺与林学学院新疆阿拉尔843300

为探索有机肥对核桃生长发育、光合特性、产量及品质的影响,以‘新温185’为材料,生育期以常规施肥为对照(CK),设不同有机肥处理,测定核桃生长、光合特性、产量、品质等指标。结果表明,施用有机肥能够有效促进核桃植株的生长发育,结果... 详细信息

为探索有机肥对核桃生长发育、光合特性、产量及品质的影响,以‘新温185’为材料,生育期以常规施肥为对照(CK),设不同有机肥处理,测定核桃生长、光合特性、产量、品质等指标。结果表明,施用有机肥能够有效促进核桃植株的生长发育,结果枝长度和茎粗均较CK处理有所增加。施用有机肥后,净光合速率明显提高,促进了产量提升,施用500 kg/667 m^(2)生物有机肥和施用炭基有机肥400 kg/667 m^(2)能够显著提升核桃叶片的净光合速率,改善了果实的外观品质,有效增加果实大小以及单果重,出仁率也明显提高。结合经济效益和施肥量等因素,施用炭基有机肥400 kg/667 m^(2)和施用生物有机肥500 kg/667 m^(2)在提升核桃叶片净光合速率、促进核桃生长发育以及提升产量方面效果显著,能够减少肥料的投入,降低生产成本。

关键词：有机肥核桃生长发育光合特性产量品质

基于去包络线和连续投影算法的枣园土壤电导率光谱检测研究

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干旱地区农业研究 2019年第5期37卷 193-199,217页

作者：王涛喻彩丽张楠楠王斐白铁成塔里木大学信息工程学院新疆阿拉尔843300 新疆南疆农业信息化研究中心新疆阿拉尔843300 Gembloux Agro-Bio Tech University of LiègeGemblouxBelgium 25030

选取新疆阿拉尔市典型极端干旱区为研究对象,利用土壤高光谱特征对土壤电导率进行反演。为了准确快速检测土壤电导率,通过获取南疆阿拉尔市红枣种植区土壤电导率和高光谱信息,在去包络线处理基础上,分别采用相关性分析法和连续投影算法(... 详细信息

选取新疆阿拉尔市典型极端干旱区为研究对象,利用土壤高光谱特征对土壤电导率进行反演。为了准确快速检测土壤电导率,通过获取南疆阿拉尔市红枣种植区土壤电导率和高光谱信息,在去包络线处理基础上,分别采用相关性分析法和连续投影算法(SPA)筛选特征波长,并建立特征波长与土壤电导率的偏最小二乘回归模型,使用均方根误差(RMSE)、决定系数(R 2)以及相对分析误差(RPD)对不同处理方法的模型效果进行评价。结果表明,基于原始光谱直接使用相关性分析法的预测精度RMSE=0.85566,R 2=0.7479,RPD=2.7569;通过去包络线处理使用相关性分析筛选特征波长后,模型的预测精度RMSE=0.44490,R 2=0.9500,RPD=6.4510;基于原始光谱使用SPA选择特征波长后,模型的预测精度RMSE=0.31178,R 2=0.9707,RPD=8.4445;通过去包络线处理使用SPA选择特征波长后,模型的预测精度RMSE=0.30173,R 2=0.9764,RPD=9.3215。综上,说明SPA方法具有较强的特征波长选择能力,基于去包络线处理+SPA的偏最小二乘回归反演模型的预测精度最好,可实现新疆阿拉尔地区土壤电导率的快速检测。

关键词：土壤电导率光谱检测连续投影算法去包络线预测

基于近红外光谱多种预处理的胡杨叶片含水量预测对比

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西北林学院学报 2020年第5期35卷 173-179页

作者：王涛白铁成朱彩蝶高贤强邬欢欢塔里木大学信息工程学院新疆阿拉尔843300 新疆南疆农业信息化研究中心新疆阿拉尔843300

通过比较5种不同光谱预处理方法(MSC、SNV、VN、一阶导数、二阶导数)提取胡杨叶片近红外光谱信息,分别采用遗传算法(GA)和连续投影算法(SPA)筛选特征波段,建立并比较偏最小二乘回归(PLS)模型对水分含量的预测效果,研究了胡杨叶片水分含... 详细信息

通过比较5种不同光谱预处理方法(MSC、SNV、VN、一阶导数、二阶导数)提取胡杨叶片近红外光谱信息,分别采用遗传算法(GA)和连续投影算法(SPA)筛选特征波段,建立并比较偏最小二乘回归(PLS)模型对水分含量的预测效果,研究了胡杨叶片水分含量与叶片光谱信息的关系。结果表明,基于5种预处理方法使用SPA-PLS回归模型预测的相关系数R分别为0.7644、0.86979、0.80601、0.77993、0.8168;预测均方根误差(RMSEP)分别为0.01787、0.014491、0.018547、0.020228、0.018089;所选取的特征波段个数分别为11、20、24、18、18,较GA-PLS选取的特征波段数少,且预测效果普遍优于GA-PLS,其中基于SNV的预测结果最好。研究表明,基于近红外光谱数据,SPA算法相比于GA算法具有更好的选择特征波长能力,并且SPA-PLS算法的回归预测结果普遍优于GA-PLS,采用SNV-SPA-PLS方法可实现胡杨叶片水分含量的快速检测。

关键词：近红外光谱多元散射校正变量标准化矢量归一化偏最小二乘法胡杨

基于百度迁徙数据的中国城市网络结构特征研究

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地球信息科学学报 2021年第10期23卷 1798-1808页

作者：张小东韩昊英唐拥军罗国娜塔里木大学水利与建筑工程学院阿拉尔843300 浙江大学城乡规划理论与技术研究所杭州310012 塔里木大学新疆南疆人居环境研究所阿拉尔843300

迁徙流作为互联网时代的新产物,信息流、资本流、交通流等流空间的基本载体,能客观地反映城市间地理行为关系,对于刻画城市网络结构具有重要意义。基于地级以上城市的百度迁徙大数据,本文尝试从全域和净迁徙的视角探索研究中国城市网络... 详细信息

迁徙流作为互联网时代的新产物,信息流、资本流、交通流等流空间的基本载体,能客观地反映城市间地理行为关系,对于刻画城市网络结构具有重要意义。基于地级以上城市的百度迁徙大数据,本文尝试从全域和净迁徙的视角探索研究中国城市网络结构特征,对其网络的层级、关联关系和影响因素等进行挖掘提取。研究发现:①全国城市网络呈现出稳定的、层级明确的三棱锥四顶点“钻石型”结构,与主要城市群的经济规模空间分布相吻合;②区域网络表现出向高级别行政中心集聚的“核心—外围”放射状结构;③以省会城市为核心的典型小世界特征比较凸出,小世界网络的可达性和连通性较高;周口、阜阳、赣州、上饶、重庆等作为主要劳动力输出型城市,深圳、东莞、广州、北京、上海等城市成为了主要的外来人口聚集地,并形成了对应的人口就近输送网络关系;④城市的行政地位、经济规模、交通枢纽建设、劳动力资源等因素都对其网络控制力和影响力起到了决定性作用。最后,研究结合中国城市网络结构特征及其主要影响因素,提出相关政策建议,以期为中国城市网络结构均衡发展与建设提供借鉴依据。

关键词：百度迁徙网络结构中心度影响因素净迁徙社会网络中国

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间伐在密闭果园改造中的应用综述

现代园艺 2025年第3期48卷 118-121页

作者：张映霞郭众仲张锐刘文静张建良新疆生产建设兵团塔里木盆地生物资源保护利用重点实验室/南疆特色果树高效优质栽培与深加工技术国家地方联合工程实验室新疆阿拉尔843300 塔里木大学园艺与林学学院新疆阿拉尔843300 新疆生产建设兵团第一师三团农业发展服务中心新疆阿拉尔843300

栽植密度高的果园,随着树龄的增加,树冠不断增大,果园生态环境郁闭,严重影响果园的通风透光性,果树的光合利用率降低,导致果实品质及产量的降低。间伐是密闭果园改造的核心技术,本研究综述了间伐在果园中的应用,分析了间伐对密闭果园相... 详细信息

栽植密度高的果园,随着树龄的增加,树冠不断增大,果园生态环境郁闭,严重影响果园的通风透光性,果树的光合利用率降低,导致果实品质及产量的降低。间伐是密闭果园改造的核心技术,本研究综述了间伐在果园中的应用,分析了间伐对密闭果园相关生理生态及果实品质与产量的影响,为间伐在果园改造中的应用提供参考。

关键词：间伐密闭果园果园改造

阿拉尔垦区土壤盐渍化遥感监测及时空特征分析

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干旱区地理 2022年第4期45卷 1176-1185页

作者：代云豪管瑶张钦凯孙峻杰贺兴宏塔里木大学水利与建筑工程学院新疆阿拉尔843300 塔里木大学南疆岩土工程研究中心新疆阿拉尔843000

及时准确掌握区域土壤盐渍化信息对盐渍土治理和土地利用可持续发展有着重要意义。以阿拉尔垦区Landsat 7 ETM+/8 OLI影像为数据源,采用盐分指数(Salinity index,SI)和归一化植被指数(Normalized difference vegetation index,NDVI)构... 详细信息

及时准确掌握区域土壤盐渍化信息对盐渍土治理和土地利用可持续发展有着重要意义。以阿拉尔垦区Landsat 7 ETM+/8 OLI影像为数据源,采用盐分指数(Salinity index,SI)和归一化植被指数(Normalized difference vegetation index,NDVI)构建遥感盐分监测指数(Salinization detection in⁃dex,SDI)模型,对阿拉尔垦区土壤盐渍化进行反演,分析近10 a垦区土壤盐渍化空间分布特征。结果表明:SDI模型与土壤实测电导率拟合度R2=0.7579,该模型可反演阿拉尔垦区土壤盐量;2011—2021年非盐渍土和轻度盐渍土面积分别增加318.22 km2和0.80 km2,中度、重度土壤盐渍化面积减少229.87 km2,盐土面积增加68.61 km2;阿拉尔垦区北部和南部地区的土壤盐渍化程度得到明显转好,中部和东部地区土壤盐渍化程度加重,垦区土壤盐渍化总体得到较好改善。SDI模型能较好反演阿拉尔垦区土壤盐渍化时空特征,可为阿拉尔垦区经济与社会发展提供一定的参考依据。

关键词：土壤盐渍化盐渍土遥感盐分监测指数(SDI)模型 SI-NDVI 阿拉尔垦区

基于校正WOFOST模型的枣树生长模拟与水分利用评价

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智慧农业（中英文） 2021年第2期3卷 55-67页

作者：白铁成王涛张楠楠塔里木大学信息工程学院/新疆南疆农业信息化研究中心新疆阿拉尔843300 中国农业大学信息与电气工程学院北京100083

为实现定量化分析温、光和水资源对果树生长的影响,本研究以成龄骏枣树为研究对象,提出了基于校正WOFOST模型的枣树生长和水分运移模拟方法。利用2016和2017年的田间试验观测数据,重点校正WOFOST模型的物候学发育、初始化、绿叶、CO_(2... 详细信息

为实现定量化分析温、光和水资源对果树生长的影响,本研究以成龄骏枣树为研究对象,提出了基于校正WOFOST模型的枣树生长和水分运移模拟方法。利用2016和2017年的田间试验观测数据,重点校正WOFOST模型的物候学发育、初始化、绿叶、CO_(2)同化、干物质分配、呼吸作用和水分利用参数。在田间尺度,完成总地上生物量(TAGP)、叶面积指数(LAI)和土壤水分含量的动态模拟和精度验证;在县域尺度,使用55个果园的最大LAI、单产、实际蒸散量(ET_(a))和水分利用效率(WUE)数据评价模型区域尺度的模拟性能。结果表明,在田间尺度,校正模型模拟不同灌溉梯度TAGP的决定系数R^(2)范围为0.92~0.98,归一化均方根误差NRMSE为8.7%~20.5%;模拟LAI的R^(2)范围为0.79~0.97,NRMSE为8.3%~21.1%;模拟土壤水分含量的决定系数R^(2)范围为0.29~0.75,NRMSE为4.1%~6.1%。在县域尺度,两年模拟最大LAI与实测LAI的R^(2)分别为0.64和0.78,NRMSE分别为13.3%和10.7%;模拟单产的R^(2)分别为0.48和0.60,NRMSE分别是12.1%和11.9%;模拟ET_(a)均方根误差分别为36.1 mm(7.9%)和30.8 mm(7.4%);模型也表现了较高的WUE模拟精度(10%

关键词：作物生长模型参数校正 WOFOST 枣树水分利用效率

利用CARS-BPNN模型的南疆枣园土壤有机质高光谱反演

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光谱学与光谱分析 2023年第8期43卷 2568-2573页

作者：蔡海辉周岭史舟纪文君罗德芳彭杰冯春晖塔里木大学农学院新疆阿拉尔843300 塔里木大学机械电气化工程学院新疆阿拉尔843300 浙江大学农业遥感与信息技术应用研究所浙江杭州310058 中国农业大学土地科学与技术学院北京100083 塔里木大学园艺与林学学院新疆阿拉尔843300

土壤有机质(SOM)含量是制定枣园土壤施肥方案的主要依据。合理的施肥方案对提升红枣品质、减少农户投入和增加枣园产出有重要意义。利用传统方法获取枣园SOM含量耗费时间和资源,不符合枣园精准施肥管理的需求,土壤有机质高光谱检测是一... 详细信息

土壤有机质(SOM)含量是制定枣园土壤施肥方案的主要依据。合理的施肥方案对提升红枣品质、减少农户投入和增加枣园产出有重要意义。利用传统方法获取枣园SOM含量耗费时间和资源,不符合枣园精准施肥管理的需求,土壤有机质高光谱检测是一种有效的替代方法。为筛选南疆枣园SOM的高光谱快速检测模型,采用网格布点法采集158个枣园土壤样品,测定风干土样的室内高光谱数据和SOM含量。分别将400~2400 nm全波段(R)和通过竞争自适应加权算法(CARS)、连续投影算法(SPA)、粒子群优化算法(PSO)三种数据降维算法筛选的数据集与偏最小二乘回归(PLSR)、反向传播神经网络(BPNN)、卷积神经网络(CNN)三种建模方法结合构建12种枣园SOM含量的组合反演模型,通过对比模型的精度评价指标和训练时间,筛选枣园SOM含量最优光谱反演模型。结果表明:(1)CARS、SPA、PSO三种降维算法都能将光谱数据压缩至原来的10%以下,筛选波长数分别由原来的2001个变量降为98、156、102个,降维组合模型的验证集RPD均大于1.50,均能实现对枣园SOM含量的反演,与R组合模型相比,降维组合模型至少能节省30%的时间成本,特别是与BPNN和CNN等构建的组合模型,能节省90%的训练时间,且模型稳定性更强,模型效果更优。(2)CARS数据集构建组合模型的验证集R^(2)均大于0.85,RPD均大于2.50,RPIQ均大于1.60,在三种降维算法中效果最好;PSO数据集的组合模型验证效果略低于CARS数据集,但优于R数据集,R^(2)均大于0.80、RPD均大于2.00;SPA数据集构建组合模型的验证效果要低于R数据集,在三种降维算法中效果最差。(3)BPNN和CNN两种方法的反演模型验证效果均优于PLSR模型,而在模型训练时间和模型验证效果等方面,BPNN模型优于CNN模型,其结合CARS数据集的验证效果最优,R^(2)为0.91、PRD为3.34、RPIQ为3.17、nRMSE%为11.93,训练时间为58.00 s,模型符合快速检测枣园SOM含量的要求。CARS-BPNN模型为反演南疆枣园SOM的最优模型,研究结果能够为南疆枣园土壤养分快速检测与制定施肥方案提供参考。

关键词：枣园土壤有机质 CARS算法 CNN模型 BPNN模型检测模型