人工神经网络与遗传算法相结合在作物估产中的应用——以吉林省玉米估产为例

在遗传算法(Genetic Algorithm)与误差反传(Back Propagation)网络结构模型相结合的基础上,设计了用遗传算法训练神经网络权重的新方法,并对吉林省梨树和德惠县的玉米进行了估产研究,同时与BP算法和灰色系统理论模型进行了比较.经检验,计算值与实际值接近,并优于灰色理论模型,具有良好的预测效果,从而为农作物估产提供了新方法.     

RS,GPS和GIS集成系统的新疆北部天然芥地估产技术中的应用进展

利用１９９１￣１９９６年在新疆天山北坡不同草地类型上观测的草地可食产量,环境与遥感资料等,使用ＲＳ技术、ＧＰＳ和ＧＩＳ集成系统进行了交重相关分析和遥感估产技术的深入研究,并在图象处理、信息提取、信息应用和ＲＳ－ＧＰＳ－ＧＩＳ一体化估产方法及遥感知识与草原生态专业知识结合方面获得一定研究进展。研究结果表明,４个草地类型的可食鲜干草产量与两种遥感绿度值间存在着极显著相关性（Ｐ〈０．０１）,ｒ值均在０．     

RS,GPS和GIS集成系统在新疆北部天然草地估产技术中的应用进展

利用１９９１～１９９６年在新疆天山北坡不同草地类型上观测的草地可食产量,环境与遥感资料等,使用ＲＳ技术、ＧＰＳ和ＧＩＳ集成系统进行了多重相关分析和遥感估产技术的深入研究,并在图象处理、信息提取、信息应用和ＲＳ－ＧＰＳ－ＧＩＳ一体化估产方法及遥感知识与草原生态专业知识结合方面获得一定研究进展。研究结果表明,４个草地类型的可食鲜干草产量与两种遥感绿度值间存在着极显著相关性（Ｐ＜０．０１）,ｒ值均在０．６７９以上,且通过Ｆ检查和精度分析。一般在类型Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ,是鲜草产量与ＲＶＩ相关性好于ＮＤＶＩ,而在类型Ⅰ则相反。进而从６种数学方程式中选优,建立了地学、光学和非线性遥感估产模型,并在实际估产中加以应用、检验和给出了生态学解释及机理分析,使大面积草地可食牧草遥感估产精度达到７５．８％以上,实现了遥感大面积估产目标和草地生态学意义及ＲＳ－ＧＰＳ－ＧＩＳ与草地专家系统一体化集成的应用。     

应用灰色系统模型对第二代棉铃虫灾变性预测的研究

本文应用灰色系统理论与方法,对山东省曹县1965～1986年第二代棉铃虫卵发生量构成的离散数列进行数据处理,用微分方程进行拟合,建立了第二代棉铃虫灰色系统GMI,l）长期灾变预测模型：X（’）（t）＝989773ie’“‘””（’－）－8997731并应用该模型对1987～1992年进行预测,结果与实况相吻合。     

基于作物生物量估计的区域冬小麦单产预测

基于2004年中国冬小麦主产区黄淮海平原典型区内石家庄、衡水和邢台3市45个县（市）83个地面典型样区冬小麦地面实测作物单产数据、光合有效辐射、光合有效辐射分量以及相应的气象和土壤湿度数据,建立了简化的冬小麦光能转化有机物效率系数模型,基于冬小麦关键生育期（3—5月）累积作物生物量并采用地面实测的冬小麦收获指数加以校正,建立了作物生物量与作物经济产量间的定量关系,预测了2004年河北和山东平原区235个县（市）的冬小麦单产,并依据国家公布的2004年各县冬小麦统计单产验证了估产的精度.结果表明：该模型预测的2004年研究区冬小麦单产的均方根误差（RMSE）为238.5 kg·hm^-2,平均相对误差为4.28%,达到了大范围估产的精度要求,证明利用以遥感数据估算作物生物量进而预测冬小麦单产的方法是可行的.     

应用灰色系统模型对三代棉红铃虫的灾变性预测研究

通过应用灰色系统理论和方法,对彭泽县1960～1986年第三代棉红铃虫百株孵量构成的离散数列进行数据处理,用微分方程进行拟合,并建立棉红铃虫灰色系统GM（1,1）长期灾变预测模型：x（t）＝53．60952e0.17851（i-1）1.97246e0.03736（i-1）－3．56687e－0.19052（i－1）－46.93949。应用该模型进行回测和预测,回测符合率可达100％,1987～1991年的预测结果与实况相吻合。     

利用PPR新方法建立草地产量增长模型及生态成因机理研究

利用新型的投影寻踪回归（PPR）统计方法,对新疆天山北坡蒿属荒漠草地上观测的3a草地产量和其它6个相关生态因子数据,进行了多元回归统计分析和PPR分析,建立了PPR新型牧草增长模型,并进而做了产量生态成因机理分析和理论解释,研究结果表明,在一般年份下,干草产量在不同年代不同季节约随降水量的分配状况而发生有规律的变化,产量分配呈现双峰模式;在降水量,积温和光照时数3个影响产量形成和高低的生态因子中,尤以降水量影响最明显,是主导生态因子,但牧草生长发育状况和增长类型则是水热因了,质地,牧草生态习性和种类组成共同作用的结果;在建立草地产量增长模型和成因机理分析过程中,充分运用PPR统计方法成功地克服了非正态非线性高维数据点稀疏所造成的“维数祸根”和自动排除了无关因子及人类因素的干扰,提高了建模的精度和效能,并给出各自变量因子对建模贡献率大小的效果,科学地揭示了用其它多元回归统计方法,所难以发现的数据内在的结构特征和规律性,进而,运用建立的PPR模型,较好地估测和拟合实测产量值,使模型估产精度达90％以上,并通过了效果检验和给出了贡献率统计分析,在6个自变量因子中,对牧草产量增长量贡献值最大的是生长时期（T）,其次为土壤含水量（SW）,降水量（PR）,气温（AT）和土壤温度（ST）,最小为草地类型（GT）值,多年研究结果为合理利用天山草地和深入了解草地生态系统形成机理,提供了坚实的科学依据和建模的新方法等。     

基于叶面积指数反演的区域冬小麦单产遥感估测

利用定量遥感技术反演的叶面积指数（LAI）在中国北方黄淮海地区典型县市进行冬小麦单产预测研究.为提高数据质量和减少估产误差,利用Savitzky-Golay滤波技术降低云对NDVI数据的影响及数据缺失;通过冬小麦实测LAI进行时序内插,模拟得到实测点每日冬小麦LAI,继而获得实测点主要生育时期平均LAI;在此基础上,建立了冬小麦主要生育时期平均LAI与作物单产关系模型,改变目前利用生育时期内某一时间点LAI代替整个生育时期LAI的方法;在模型择优基础上,得到最佳遥感估产关键期--开花期LAI与单产统计模型;最后,利用MODIS-NDVI经验模型反演得到的开花期平均LAI进行2008年冬小麦单产预测.结果表明：与地面实测的冬小麦单产相比,研究区估产平均相对误差为1.21%,RMSE达到257.33 kg·hm^-2,可以满足大范围估产的要求.利用上述方法可以在研究区冬小麦收获前20～30 d进行准确的单产估计.     

城市环境保护规划与生态建设指标体系实证

在回顾分析各类环境指标体系的基础上,将环境指标体系分为3类：（1）综合性的可持续发展指标体系;（2）区域一半规划与管理指标体系;（3）面向某一领域或专题研究的指标体系。结合案例研究提出了一种面向规划与管理的城市环境保护与生态建设指标体系。该体系综合考虑环境保护与污染控制、生态保护与建设、生态环境管理以及经济发展、城市与社会发展5个专题要素,前3个专题要素组成主体指标系统,后2个组成扩展指标系统。根据规划管理不同层次的需要,设置了核心指标和辅助指标两个复杂程度不同的指标集,分别对应宏观与中观层次的规划要求,并使用灰色关联法对指标体系进行评价。在实例研究中,通过专家咨询法,选择了39项核心指标,31项辅助指标组成上海浦东新区环境保护规划与生态建设指标体系,在计算各项指标现状的基础上,确立了各指标2005年、2010年和2020年的规划值,结合多级灰色关联法,提出了CIEE指数（Comprehensive Index for Environmental Protection and Ecological Construction）对各项指标的现状和变化趋势进行了评价。     

遗传算法——进化论思想与遗传学原理在工程优化中的应用

优胜劣汰是自然界物种进化的法则,近年来,生物科学中的进化论思想与遗传学原理被成功地应用于工程中优化问题的计算,于是产生了一种不同于传统算法的优化算法———遗传算法（ＧＡ）。本文介绍遗传算法所采用的进化论思想和遗传学原理,遗传算法的基本操作、算法步骤、不同于传统算法的特点以及遗传算法的发展历史与应用情况等,并对遗传算法对生物科学的可能应用作了简单的展望。     

基于MODIS-NDVI的区域冬小麦遥感估产——以山东省济宁市为例

以黄淮海平原冬小麦主产区山东省济宁市为研究实例,利用遥感方法,采用250 m分辨率经过Savitzky-Golay滤波技术平滑处理的MODIS-NDVI遥感数据对冬小麦产量进行预测.研究选取了冬小麦关键生育期内0.2～0.8范围的旬NDVI数据,并建立了其与冬小麦产量的关系.同时,采用逐步回归方法筛选建立冬小麦关键生育期旬NDVI与冬小麦产量间关系的估产模型.利用地面实测冬小麦产量数据,对所建的估产模型进行精度检验,结果表明,估产相对误差在-3.6％～3.9％之间.表明利用Savitzky-Golay滤波技术平滑后的作物关键生育期内MODIS-NDVI遥感数据进行冬小麦估产,其方法精度较高,具有一定的可行性.     

PRM谱特征作为分子标签评估精子质量的研究

不孕不育症已成为严重的健康问题,全世界约有15%的育龄夫妇患有这一疾病。辅助生殖技术（ART）和精准医疗是解决这一问题的关键,评估人类精子质量是其中的一个重要环节,但是现行世界卫生组织（WHO）标准诊断手册（第5版）具有不确定性。为了提高评估精子质量的精准性,在本研究中,基于精蛋白（PRM）谱特征和PRM值的评估人类精子质量的新方法,对临床上的病例进行了检测。分析结果表明,运用新方法的精子评估结果与临床结局相一致,优于WHO标准（第5版）的检测结果。这一前瞻性的研究工作对于ART和精准医疗有实际意义：能够在临床应用中提高其成功率和增强其安全性。     

观赏海棠杂交后代萌芽期观察及花期预测的灰色关联度分析

以‘国光’苹果（Malus domestica‘Rails’）为母本,以10个观赏海棠品种（Malus spp．）为父本进行杂交育种,对杂交后代实生群体的萌芽期进行了观察,并根据9株2年即开花单株的童期性状对观赏海棠的花期进行了灰色关联度分析。结果显示,所有观赏海棠杂交后代的萌芽期（3月12日以后）均晚于父本,93．89％的杂交后代萌芽期（3月下旬至4月上旬）与母本相近或稍晚于母本。在观赏海棠杂交后代花期的叶片叶绿素含量、可溶性蛋白质含量、叶面积、株高、地径等指标以及童期的萌芽期和展叶期等7个性状中,萌芽期和展叶期与花期的灰色关联度最大。因此,在童期利用叶片萌芽期对观赏海棠的花期进行预测极具可行性。     

中温型和暖温型草原五种植物构件生长与水热组合关系研究

在暖温型和中温型草原对大针茅（Stipa grandis）、羊草（Leymus chinensis）、糙隐子草（Cleisto-genes squorrosa）、达乌里胡枝子（Lespedeza dahurica）和阿尔泰狗哇花（Heteropappus altaicus）5个共有植物种群的构件生长特征进行了比较研究,并应用种群统计的生长分析指标与研究站点的月平均温度、降水量和湿润度进行了灰色关联分析。结果表明,中温型草原各共有种的相对生长速率（DRGR&;DRGRa）和单位叶速率（DULA）均高于暖温型草原,显示出对中温型草原生长季短、热量条件不足的生态适应特征;而暖温型草原则以较长的叶面积及构件持续时间适应该草原区生长季长、热量较为充足的气修条件。暖温型草原各共有种的构件生长指标与湿润度之间的灰色关联度普遍高于中温型草原,即暖温型草原植物的构件生长对生长季内的水热组合更为敏感,显示出不同热量型草原区植物构件生长的响应特征。     

闽西稻瘿蚊发生程度的灾变预测模型

80年代中期以来,稻瘦蚊Orseoliaoryzae（Wood-Mason）在我区的为害逐渐加重,已成为我区中、晚稻的主要害虫之一。以前多利用前一年冬季气温、当年早稻后期出葱情况对发生程度作中、短期预测,利用灰色系统理论建立测报模型,则可对发生程度作出超长期预测,对于做好药物的贮备、及早宣传发动、适时的防治、减少损失等均有重要意义。灰色系统建模是把影响系统（发生程度）的环境因子看成一种干扰,并最终将反映到系统的行为特征上。对系统行为特征超出某个阈值（界限值）的异常值将在何时再出现的预测即为灾变预测。本文利用我区稻瘦蚊发…     

用GM(n,h)模型预测森林资源发展趋势

应用灰色系统理论,对森林资源的主要指标进行了预测,建立了灰色动态预测模型GM（1,1）．其预测结果误差小,精度高,为林业宏观决策,森林经营管理提供了科学依据和方法．     

血流向量图评价扩张性心肌病患者左室收缩功能的研究

目的：应用血流向量图（VFM）对扩张性心肌病（DCM）患者收缩期左室心腔血液流场变化情况进行检测,初步探讨VFM技术在评价DCM患者左心室收缩功能方面的临床价值。方法：选择临床诊断为DCM患者30例作为病例组,另选30例体检健康者作为对照组。在血流向量图条件下测量两组取样线上收缩期负向总流量（SystoleQ-,SQ-）在涡流条件下测量涡流的最大流量（Qmax）、半值面积（S）、涡流半径（r）以及涡流强度（Qmax／S）,并比较两组差异。应用Simpson双平面法获取左心室射血分数（EF）,并与SQ-、Qmax／S进行相关性分析。结果：两组比较病例组基底段、中间段、心尖段收缩期负向总流量SQ-、两组组内比较基底段、中间段、心尖段收缩期负向总流量SQ．均呈逐渐递减变化趋势（P均〈0．01）。收缩期涡流最大流量Qmax及涡流强度Qmax／S测值均低于对照组（P〈0．01）;收缩期涡流半值面积S、涡流半径r均大于对照组（P〈0．01）：Qmax／S与EF呈正相关,（r=0．78,P〈0．01）;结论：VFM技术可以定量分析DCM患者左室心腔内血流流场的变化情况,有望为临床提供一种较为准确检测DCM患者左心功能的新方法。     

产漆酶灰色葡萄孢霉培养条件的研究

通过对培养灰色葡萄孢霉（Botrytis cinerea）不同培养基产漆酶酶活力大小的比较,筛选出了产漆酶灰色葡萄孢霉的最佳培养方法。结果表明：灰色葡萄孢霉在蛋白胨5g/L,酵母提取物20 g/L,蔗糖20 g/L,MgSO4 1.5 g/L,CuSO4 0.006 g/L的培养基中生长最好。最佳的培养条件为：pH值4.9,温度25℃,转速100 r/min。     

种群生存力分析研究进展和趋势

种群生存力分析（PVA）是正在迅速发展的新方法,已成为保护生物学研究的热点。它主要研究随机干扰对小种群绝灭的影响,其目的是制定最小可存活种群（MVP）,把绝灭减少到可接受的水平。随机干扰可分四类;统计随机性,环境随机性,自然灾害和遗传随机性。确定MVP的方法有三种：理论模型,模拟模型,模拟模型和岛屿生物地理学方法。理论模型主要研究理想或特定条件下随机因素对种群的影响;模拟模型是利用计算机模拟种群绝灭过程;岛屿生物地理学方法主要分析岛屿物种的分布和存活,证实分析模型和模拟模型。已有大量的文献研究统计随机性,环境随机性和自然灾害的行为特征,但遗传因素与种群生存力之间的关系还不清楚。建立包括四种随机性的综合性模型,广泛地检验PVA模型,系统地研制目标种的遗传和生态特性以及MVP的实际应用是PVA的发展趋势。     

家蚕灰色卵的基因所属连锁群的研究（初报）

关于家蚕灰色卵的遗传研究已有许多报 道。到目前为止,已知的有：灰色卵(Gr, 2- 6.9),欧16灰色卵(Gr 16, 2-6.9),淡灰色卵 (GrL,2-6.9), X线诱发灰色卵（Grx-1, 2-6.9 ), 第二X线诱发灰色卵（Grx-a, 2-6.9),斑灰色 卵(mgr, 6-?）及腹白卵(Se, 15-?）等。 日本九州大学农学部家蚕遗传研究所保存 的coil系统的蚕卵卵形正常,卵色灰色,卵 壳呈中度不透明乳白色,是新的自然突变。作 者在此学习期间,就这灰色卵的基因未知所属 连锁群进行了研究,现将结果报告如下