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Authors
1. chinaXiv:202305.00248 [pdf]
吴惠敏
Subjects: Agriculture, Forestry,Livestock & Aquatic Products Science >> Soil Science
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为探究荒漠灌丛及其伴生种对灌丛下土壤粒径、养分空间异质性的影响，以西鄂尔多斯国家级自然保护区内沙冬青（Ammopiptanthus mongolicus）-霸王（Sarcozygium xanthoxylon）混生群落、单株沙冬青为研究对象，以周围无植被覆盖的裸沙地为对照（CK），对比分析不同灌丛分布类型下土壤粒度特征、养分积累变化及养分与粒度组成的作用关系。结果表明：（1）单株沙冬青土壤黏粒、粉粒、细砂的体积百分含量较沙冬青-霸王分别增加0.8%、0.8%、0.71%。随灌丛种类减少，土壤粒径依次变细，分选性变差，分形维数变小，土壤颗粒分布逐渐不对称，颗粒组成向细粒物质集中。（2）土壤有机质、碱解氮含量随灌丛种类的增多分别增加了1.85 g·kg-1、8.18 mg·kg-1。单株沙冬青对有机质、速效磷的富集作用较沙冬青-霸王更强，对碱解氮的积累效果较沙冬青-霸王稍差。（3）沙冬青-霸王土壤速效磷含量与细砂含量呈显著正相关（P<0.05），沙冬青土壤碱解氮、速效钾与粗砂呈显著正相关（P<0.05）。沙冬青-霸王、沙冬青可有效促进土壤颗粒细粒化、显著改善土壤养分，但伴生种霸王的存在降低了沙冬青对有机质和速效磷的富集作用。 |
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2. chinaXiv:202305.00249 [pdf]
吉吉佳门
Subjects: Agriculture, Forestry,Livestock & Aquatic Products Science >> Soil Science
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在科尔沁沙地采用“两行一带”种植模式低密度栽培樟子松进行生态修复后，林地土壤水分动态及其对降雨的响应影响了同类型地区是否可以持续使用樟子松进行生态修复。为了研究科尔沁沙地南缘植被修复后土壤水分动态特征，本研究综合运用原位观测、数值模拟的方法，基于土壤水分实测数据校正Hydrus-1D模型，探究降雨-土壤水分响应关系。结果表明：（1）樟子松人工林显著改变了地区水分分布，裸沙地2.0 m处深层渗漏量占降雨量的44.16%，而樟子松林地深层渗漏量仅占降雨量的0.7%。（2）监测期内，0.4 m深度以下土壤水分对小雨无响应，土壤水分对中雨的响应深度可达1.0 m，对大雨和暴雨的响应深度涉及整个观测剖面。随着土壤深度的增加，水分波动幅度呈现减小的趋势。（3）降雨量和深度较浅的土壤体积含水量之间存在较强的相关关系，周期为周、半月的累计降雨量与各层土壤体积含水量显著相关；降雨量大于50 mm时，能保证对2.0 m处土壤水分的补给。（4）模型的决定系数范围在0.61~0.85，均方根误差范围在0.0061~0.0096 cm3·cm-3，能较好地模拟研究区土壤水分的动态变化特征，且深层模拟精度高于浅层。研究结果对科尔沁沙地雨养型植被造林、生态恢复和水资源管理具有重要的意义。 |
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3. chinaXiv:202305.00250 [pdf]
魏亚娟
Subjects: Agriculture, Forestry,Livestock & Aquatic Products Science >> Soil Science
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为了科学评价吉兰泰盐湖防护体系对土壤养分积累的影响。以吉兰泰盐湖防护体系不同防护体系类型（流沙固阻带、封沙育草带、防风阻沙带和盐湖防护林带）为研究对象，采用野外取样与室内实验相结合的方法，对其土壤养分积累状况进行对比研究，从而为吉兰泰盐湖防护林的管理提供理论依据。结果表明：（1）土壤有机碳（SOC）、全氮（TN）、全磷（TP）、碱解氮（AN）和速效磷（AP）含量增加量分别介于0.45~1.92 g·kg-1、0.03~0.58 g·kg-1、0.15~0.43 g·kg-1、1.33~13.31 mg·kg-1和0.12~12.94 mg·kg-1，且土层深度、防护体系类型及其二者的相互作用对土壤SOC、TN、TP和AP含量增加影响显著。（2）盐湖防护体系营建对0~100 cm土层土壤养分有显著正效应，且土层深度、防护体系类型及其二者的相互作用对土壤TP相对相互作用强度（RIITP）、AN相对相互作用强度（RIIAN）、AP相对相互作用强度（RIIAP）和总相对相互作用强度（RII总）影响显著。（3）土壤养分恢复指数表明盐湖防护体系内不同防护体系类型土壤养分均有不同程度提高，流沙固阻带、封沙育草带、防风阻沙带和盐湖防护林带土壤养分恢复指数分别为7.83%、37.72%、185.12%和252.36%。吉兰泰盐湖防护体系经过38 a的营建能有效促进土壤养分累积，有利于吉兰泰盐湖周边生态恢复和重建。 |
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4. chinaXiv:202305.00251 [pdf]
高君亮
Subjects: Agriculture, Forestry,Livestock & Aquatic Products Science >> Soil Science
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为探讨乌兰布和沙漠典型防沙治沙生态工程实施后对土壤水分物理性质及持水性能的影响，以流沙地为对照、选择草方格沙障+两种乡土树种（梭梭、花棒）为主的防沙治沙工程为研究对象，采用野外取样与室内分析相结合的方法，对各样地0~100 cm深度内不同土层的土壤粒度组成、水分含量、容重、孔隙度、持水性能等进行了分析。结果表明：营建以草方格沙障+乡土树种为主的防沙治沙生态工程对沙地土壤水分物理性质及持水性能均有一定的改良作用。（1）表层土壤粒度组成整体出现细化趋势，土壤容重减小，土壤孔隙度增大，土壤持水量和贮水量增大，土壤持水性能明显提升。（2）乌兰布和沙漠典型防沙治沙生态工程实施后，土壤成土作用较明显、持水性能明显提升，沙化土地治理效果良好。研究结果可为区域防沙治沙的成效评估提供基础数据，同时也可为区域防沙治沙生态工程的类型选择提供科学依据和参考。 |
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5. chinaXiv:202305.00266 [pdf]
石建周
Subjects: Agriculture, Forestry,Livestock & Aquatic Products Science >> Soil Science
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在宁夏六盘山外围半干旱区，土壤含水量是影响林木成活与生长的关键因子，需深入理解森林坡面不同坡位的土壤含水量对降雨量的响应差异。本文在宁夏六盘山叠叠沟小流域，选择一个华北落叶松人工林典型坡面，于2021年5—10月利用自动气象站和土壤水分仪连续监测降雨等气象条件和坡面土壤含水量变化，分析土壤含水量的坡位差异及对降雨量级的响应。观测期间总降水量为443.7 mm，虽然接近多年平均值，但夏季干旱严重。结果表明：（1）土壤含水量存在明显的生长季内变化，整体表现为先降低后升高的趋势，8月最低（0.112 m3·m-3）。（2）土壤含水量存在明显的坡位差异，整体表现为：上坡（[ 0.191±0.044）m3·m-3]＞中坡（[ 0.158±0.045）m3·m-3]＞下坡（[ 0.146±0.034) m3·m-3]，表明土壤含水量的坡位变化因处于干旱年，主要受植被蒸散耗水量大小的影响，而受坡面汇流影响不大。（3）在同一降雨量级时，因受土壤孔隙度和持水能力、林下草本截持、优先流等的影响差异，中坡的土壤含水量对降雨量增加的响应最敏感，其次是上坡，下坡最不敏感。（4）在本研究区，降雨以<10 mm的小降雨事件为主，7 mm是形成有效降雨的阈值，超过此阈值的降雨才有可能缓解0~20 cm土层土壤干旱和补给该层土壤水分。本研究有助于理解半干旱山区森林坡面的土壤含水量大小变化与分布特征，指导确定基于坡面土壤水分的植被承载力和进行林水综合管理。 |
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6. chinaXiv:202305.00267 [pdf]
薛智暄
Subjects: Agriculture, Forestry,Livestock & Aquatic Products Science >> Soil Science
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SMAP(Soil Moisture Active Passive，SMAP)产品空间分辨率低的特征限制了在地表高异质性的干旱区沙漠稀疏植被区的适用性。考虑到干旱区沙漠植被区特殊的环境特征，在地表温度(Land Surface Temperature，LST)、归一化植被指数(Normalized Difference Vegetation Index，NDVI)、数字高程模型(Digital Elevation Model，DEM)等传统降尺度因子的基础上，增加了与荒漠地表土壤水分关联性更强的增强型修改土壤植被指数(Enhanced Modified Soil-Adjusted Vegetation Index，EMSAVI)与比值沙地亮度指数(Ratio Sand Brightness Index，RSBI)分别作为反映研究区植被盖度和裸沙分布状况的降尺度因子，利用随机森林算法(Random Forest，RF)，构建了干旱区土壤水分降尺度模型。结果表明：（1）由相关性分析可知，EMSAVI（r 干=－0.37，r 湿=－0.34）、RSBI（r 干=－0.42，r 湿=－0.25）对荒漠土壤水分均有较好的指示作用且效果优于NDVI（r 干=－0.21，r 湿=0.08）；（2）EMSAVI 和NDVI 重要性分别为18.7%、13.2%，EMSAVI在构建降尺度模型时贡献度更高。（3）构建的干、湿季干旱区土壤水分降尺度模型得到的结果与SMAP产品的R2分别达到了0.916，0.910，RMSE分别达到了0.0075 cm3·cm-3、0.0063 cm3·cm-3，较传统模型的RMSE均降低了0.0013 cm3·cm-3。（4）通过计算LBP(Local Binary Patterns)的差值（LBPC）对空间一致性评价，新构建降尺度模型的结果（0.0585）优于传统降尺度（0.0645）。研究结果将短波红外波段引入到植被指数建立的EMSAVI，可较好地应用于干旱区沙漠稀疏植被区土壤水分降尺度研究。 |
submitted time 2023-05-30 Cooperative journals:《干旱区研究》 Hits48， Downloads4， Comment 0
7. chinaXiv:202305.00273 [pdf]
徐炳杰; 刘一鸣; 连昌朋; 吴韬; 潘英
Subjects: Agriculture, Forestry,Livestock & Aquatic Products Science >> Other Disciplines of Agriculture, Forestry,Livestock & Aquatic Products Science
| 本研究采用解剖观察、卵巢组织切片和透射电镜技术对广西北部湾海域织锦巴非蛤（Paphia textile）的卵巢发育、卵子发育及卵黄粒合成过程及特点进行探讨。结果表明，织锦巴非蛤在1周年内具有1个繁殖周期，将卵巢发育时期划分为增殖期（5月—7月）、生长期（7月—9月）、成熟期（9月—11月）、排放期（11月—翌年1月)、休止期（翌年1月—4月）共5个时期。根据织锦巴非蛤卵子发育的相关特点，可将其划分4个主要阶段，第一阶段为卵原细胞，第二阶段为小生长期卵母细胞，第三阶段为大生长期卵母细胞，第四阶段为成熟卵子。根据透射电镜观察织锦巴非蛤卵黄的合成，可将卵黄的合成分为卵黄合成前期、卵黄合成期、卵黄合成后期共3个主要时期，其中卵黄合成期是卵黄粒生成的重要时期，在此期线粒体、内质网、高尔基体、溶酶体等细胞器通过不同的方式合成卵黄粒。此外，海区水温与织锦巴非蛤卵巢发育密切相关，是影响织锦巴非蛤卵巢发育的重要因素。广西北部湾海域织锦巴非蛤为雌雄异体，未发现有雌雄同体现象。研究结果为织锦巴非蛤的繁殖生物学、人工繁育、养殖及种质资源保护和利用等提供基础资料。 |
8. chinaXiv:202305.00234 [pdf]
毛克彪; 张晨阳; 施建成; 王旭明; 郭中华; 李春树; 董立新; 吴门新; 孙瑞静; 武胜利; 姬大彬; 蒋玲梅; 赵天杰; 邱玉宝; 杜永明; 徐同仁
Subjects: Agriculture, Forestry,Livestock & Aquatic Products Science >> Basic Disciplines of Agriculture
| 人工智能 （Artificial Intelligence） 技术已在学术领域和工程应用掀起了研究高潮，在地球物理参数和农业气象遥感参数反演方面也表现出了强大的应用潜力。目前大部分人工智能技术在地学和农学的应用还是“黑箱”，应用没有物理意义或缺乏可解释性及通用性。本研究提出基于人工智能耦合物理和统计方法的地球物理参数反演范式理论，即先基于物理能量平衡方程进行物理逻辑推理，从理论上构造反演方程组，然后基于物理推导构建泛化的统计方法。通过物理模型模拟获得物理方法的代表性解以及利用多源数据获得统计方法代表性的解作为深度学习的训练和测试数据库，最后利用深度学习进行优化求解。判定形成具有通用性和物理可解释的范式条件包括：（1） 输入与输出变量 （参数） 之间必须存在因果关系；（2） 输入和输出变量 （参数） 之间理论上可以构建闭合的方程组 （未知数个数少于或等于方程组个数），也就是说输出参数可以被输入参数唯一确定。如果输入参数 （变量） 和输出参数 （变量） 之间存在很强的因果关系，则可以直接使用深度学习进行反演。如果输入参数和输出参数之间存在弱相关性，则需要添加先验知识来提高输出参数的反演精度。此外，本研究以农业遥感中的关键参数地表温度、发射率、近地表空气温度和大气水汽含量联合反演作为案例对理论进行了证明，分析结果表明本理论是可行的，并且可以辅助优化设计卫星传感器波段组合。本理论和判定条件的提出在地球物理参数反演史上具有里程碑意义。 |
submitted time 2023-05-30 Cooperative journals:《智慧农业（中英文）》 Hits67， Downloads12， Comment 0
9. chinaXiv:202305.00202 [pdf]
秦英栋; 贾文珅
Subjects: Agriculture, Forestry,Livestock & Aquatic Products Science >> Other Disciplines of Agriculture, Forestry,Livestock & Aquatic Products Science
| 为满足兔舍环境监测调控需求，同时摆脱传统布线网络局限性，缩减网络资费、电路元件和控制系统成 本，本研究提出一种基于窄带物联网（Narrow Band Internet of Things，NB-IoT） 的兔舍环境实时监测系统。系统 基于Arduino 开发板，使用移远BC260Y 模块与消息队列遥测传输协议（Message Queuing Telemetry Transport， MQTT） 实现网络连接，利用SGP30、MQ137、5516光敏电阻传感器等多种传感器实现兔舍内部声、光、水、温、 气五方面实时监测。数据在本地、云端存储的同时，系统可根据阈值报警，协助创造兔的最佳生存环境。研究中 对比了NB-IoT网络与Wi-Fi、LoRa等其他网络的异同，根据物联网三层架构详细介绍了系统搭建技术与过程，并 系统分析了元器件价格，经核算，整机成本不超过400元。设备在空舍测试中，检测到CO2浓度为420~440 ppm； MQ系列传感模组电压比值稳定于1；温度处于22~24 ℃；湿度上下波动10％；日光灯亮灭引起电压差2.6 V。进 行了系统的网络与能耗测试，通过不同时间、场地、网络连接方式的对比，验证了本系统传输稳定可靠，能耗合 理。系统使用MQTT通信协议的NB-IoT网络，平均每秒消息处理量（Transactions Per Second，TPS） 为0.57，每分 钟收发34.2条，上下浮动1条。系统运行时，电压约为12.5 V，电流约为0.42 A，平均功率为5.3 W。发生通信时， 没有产生额外功耗，适用于实际养殖生产。本研究可为偏远或较大规模的养殖监测设备选取提供设备成本与网络 选择参考价值。 |
submitted time 2023-05-15 Cooperative journals:《智慧农业（中英文）》 Hits107， Downloads16， Comment 0
10. chinaXiv:202305.00203 [pdf]
王鹏飞; 高原源; 李爱学
Subjects: Agriculture, Forestry,Livestock & Aquatic Products Science >> Other Disciplines of Agriculture, Forestry,Livestock & Aquatic Products Science
| 为实现农副产品中黄曲霉毒素B1（AFB1） 的现场快速检测，设计了一款基于差分脉冲伏安法（Differen? tial pulse voltammetry，DPV）、以STM32F103ZET6为核心处理器的便携式检测系统。系统主要包括硬件检测设备和 手机App两部分，二者通过Wi-Fi通信连接。硬件检测设备主要包括DPV波形生成电路、恒电位电路及微电流检 测模块；上位机App在安卓环境下开发，主要完成信号采集、数据存储等任务。应用实验室自制的AFB1传感器， 在0.1 fg/ml~100 pg/ml范围内系统可以对 AFB1实现有效检测。标准溶液中的测试结果与电化学工作站CHI760e相 比，最大相对误差为7.37%。对加入不同浓度AFB1的花生油样品进行检测，以CHI760e检测结果为标准，回收率 为96.8%~106%；对发霉程度不同的花生样品中进行测试，与CHI760e相比，最大相对误差为7.10%。本便携式检 测系统在农副产品中AFB1的现场快速检测中具有广阔的应用前景。 |
submitted time 2023-05-15 Cooperative journals:《智慧农业（中英文）》 Hits95， Downloads9， Comment 0
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