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黄河源区高寒草地植物组合对根-土复合体抗剪强度的影响 总被引：2，自引：0，他引：2
以位于黄河源区的青海河南县境内高寒草地作为研究区,通过野外现场勘察与取样及室内试验,探讨了区内6种不同植物组合类型草地的植物根-土复合体抗剪强度特征,旨在为防治草地退化引起的水土流失、浅层滑坡等灾害现象发生提供理论依据。结果表明：6种组合类型的根-土复合体抗剪强度随海拔高度降低而呈逐渐增大的变化趋势,即阳坡坡顶位置处紫花针茅（Stipa purpurea Griseb.）+高山嵩草（Kobresia pygmaea C.B.Clarke）组合的根-土复合体抗剪强度为27.76 kPa,至阳坡坡底位置处的垂穗披碱草（Elymus nutans Griseb.）其根-土复合体抗剪强度为37.53 kPa;从坡顶至坡底6种植物根-土复合体抗剪强度由小至大变化规律,与根-土复合体试样密度、含水率、根系干重等因素有关,即阳坡坡顶、坡中和坡底处根系平均含量分别为6.2%,5.5%和16.2%;阴坡坡顶、坡中、坡底处根系平均含量分别为8.0%,11.4%和31.6%。 相似文献
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为进一步探索紫色土埂坎草本根-土界面摩阻特性与土壤含水率的关系,以紫色土埂坎常见稗草、马唐和牛筋草3种草本根系为研究对象,设置不同土壤含水率（5%、10%、15%、20%和25%）,通过直剪和拉拔摩阻试验测定草本根-土复合体的摩阻特性指标（黏聚力、摩擦系数、最大抗拔力和抗拔强度）,分析了土壤含水率对不同草本根-土界面摩阻特性的影响。结果表明：1）当含水率为15%和20% 时,根-土界面黏聚力达到较小值,而摩擦系数、最大抗拔力和抗拔强度达到较大值。2）3种草本根-土界面拉拔摩阻特性差异显著（P<0.01）,牛筋草根-土界面平均最大抗拔力和抗拔强度分别是马唐的1.18和1.30倍,是稗草的1.14和1.10倍。3） 草本根-土界面间抗剪强度和垂直荷载的关系服从莫尔-库伦准则。当含水率为20%和25%时,根-土界面间抗拔力达到较大值。4）在相同垂直荷载和土壤含水率条件下,牛筋草根-土界面抗剪强度显著高于马唐和稗草（P<0.05）。由此可知,牛筋草根系能增强紫色土埂坎稳定性,其根系对埂坎的加固作用约在土壤含水率为15%时效果最佳。研究结果可为三峡库区紫色土埂坎固埂护坡草本植物的筛选提供参考。 相似文献
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种草和施用聚丙烯酰胺对荒坡紫色土抗剪和抗蚀性能的影响研究 总被引：1，自引：0，他引：1
为探究种植草类和施用聚丙烯酰胺(PAM)对荒坡紫色土抗侵蚀性的影响,尤其是对其抗剪和抗蚀性能的影响,选取狗牙根和三叶草进行盆栽试验,设计了对照、单植草类、单施PAM和复合措施("草类+PAM")4类处理开展研究,测定了根系指标和土壤理化性状指标,计算了土壤的抗剪强度指标和抗蚀性指标。结果表明,狗牙根和三叶草根系均能显著降低土壤容重、提高土壤孔隙度和有机质含量(P0.05),有效增强土壤的抗剪和抗蚀性能;施加PAM能有效促进上述草类各径级根系的生长,显著改善土壤的微结构(P0.05),尤其是非毛管孔隙度(单施PAM为CK的1.15～1.31倍),提高土体抗剪强度及内摩擦角φ,增大粒径0.25 mm、0.5 mm的水稳性团聚体含量、平均重量直径和几何平均直径等抗蚀性指标;PAM对荒坡紫色土抗剪和抗蚀性能的增强效果存在最优浓度;草类根系对土壤抗剪性能的影响较抗蚀性能明显,能显著提高土体的抗剪性能(P0.05),尤其是增大土壤粘聚力;PAM对土壤抗蚀性能的影响较抗剪性能明显,能显著促进土壤团聚体大颗粒的形成和小颗粒的减少,显著提高土壤团聚度和改善土壤团聚结构等(P0.05);较单一措施,"草类+PAM"对荒坡紫色土抗剪和抗蚀性能的增强效果最为明显,其中狗牙根与30 g·m~(-3)的PAM混施时效果最优;0d(直径)≤0.2 mm是影响土壤抗剪和抗蚀性能的关键根系径级,而该径级的根长密度和根表面积密度、所有根系平均的根长密度和根体积密度则是影响上述性能的关键指标。 相似文献
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狗牙根和三叶草的根系特征及对荒坡紫色土抗剪性能的影响 总被引：1，自引：0，他引：1
为探讨草类根系对荒坡紫色土的固土性能及其影响因素,以该环境的紫色土为研究对象,设置了空白对照、盆栽狗牙根(Cynodon dactylon)和盆栽三叶草(Trifolium repens)3个处理,8个月后分别取样用常规方法测定土壤基本理化性质、Win RHIZO(Pro.2004c)根系分析系统测定根系指标、ZJ型应变控制式直剪仪测定根-土复合体抗剪强度。结果表明,狗牙根的根系指标优于三叶草,且在根系直径(d)≤0.2 mm径级范围内更为突出;较之三叶草,狗牙根更能有效改善土壤的理化性质;两种草类均能有效提高根-土复合体的抗剪性能。较之空白对照,狗牙根的内摩擦角(φ)和粘聚力(c)分别增加了10.37%和66.36%,三叶草的分别增加了1.14%和34.22%,其中狗牙根处理的土壤抗剪性能最优;影响根-土复合体抗剪性能的关键性指标有土壤容重、总孔隙度、毛管孔隙度和根长密度,根系直径≤0.2 mm是影响根-土复合体抗剪性能的关键性径级。 相似文献
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种草和施用聚丙烯酰胺对荒坡紫色土抗剪和抗蚀性能的影响研究 总被引：1，自引：0，他引：1
为探究种植草类和施用聚丙烯酰胺(PAM)对荒坡紫色土抗侵蚀性的影响,尤其是对其抗剪和抗蚀性能的影响,选取狗牙根和三叶草进行盆栽试验,设计了对照、单植草类、单施PAM和复合措施(“草类+PAM”)4类处理开展研究,测定了根系指标和土壤理化性状指标,计算了土壤的抗剪强度指标和抗蚀性指标。结果表明,狗牙根和三叶草根系均能显著降低土壤容重、提高土壤孔隙度和有机质含量(P<0.05),有效增强土壤的抗剪和抗蚀性能;施加PAM能有效促进上述草类各径级根系的生长,显著改善土壤的微结构(P<0.05),尤其是非毛管孔隙度(单施PAM为CK的1.15~1.31倍),提高土体抗剪强度及内摩擦角φ,增大粒径>0.25 mm、>0.5 mm的水稳性团聚体含量、平均重量直径和几何平均直径等抗蚀性指标;PAM对荒坡紫色土抗剪和抗蚀性能的增强效果存在最优浓度;草类根系对土壤抗剪性能的影响较抗蚀性能明显,能显著提高土体的抗剪性能(P<0.05),尤其是增大土壤粘聚力;PAM对土壤抗蚀性能的影响较抗剪性能明显,能显著促进土壤团聚体大颗粒的形成和小颗粒的减少,显著提高土壤团聚度和改善土壤团聚结构等(P<0.05);较单一措施,“草类+PAM”对荒坡紫色土抗剪和抗蚀性能的增强效果最为明显,其中狗牙根与30 g·m-3的PAM混施时效果最优;0相似文献
6.
紫色土坡耕地香根草根系的固土抗蚀效应 总被引：1，自引：0，他引：1
本试验以坡度3°和25°下的自然生草和香根草(Vetiveria zizanioides)为研究对象,采用室内直剪试验和原状土冲刷试验,分析紫色土坡耕地上香根草根系的固土抗蚀效应。结果表明,1)香根草根系改变了土壤结构,土壤容重与根长密度、根表面积密度极显著负相关(P0.01),与根重密度显著负相关(P0.05),土壤含水率与根长密度、根表面积密度显著正相关;2)土壤抗剪强度与根重密度、根表面积密度极显著正相关,与根长密度、含水率显著正相关,土壤抗冲性指数与根重密度、根长密度和根表面积密度极显著正相关;3)同级荷载(100、200、300、400 k Pa),土壤抗剪强度表现为,香根草3°香根草25°自然生草3°自然生草25°,土壤抗冲指数表现为,香根草3°香根草25°自然生草3°自然生草25°;4)与自然生草相比,含香根草土体结构稳定,抗剪、抗冲能力强,在3°和25°坡耕地上均表现出一定的固土抗蚀效应。 相似文献
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为探索西北旱区利于维护农田土壤良好的理化性质的种植制度,采用大田试验,以休闲处理为对照,研究了100% Flax、50% Flax（Ⅰ）、50% Flax（Ⅱ）和25% Flax 4个胡麻种植频率,100% Flax（Cont F）,50% Flax（Ⅰ）：WFPF、FPFW、PFWF、FWFP,50% Flax（Ⅱ）：FWPF、WPFF、PFFW、FFWP,25% Flax：WPWF、PWFW、WFWP、FWPW,其中F为胡麻,P为马铃薯,W为小麦,共13个种植模式下农田土壤团聚体稳定性及其氮素含量的分布状况。结果表明：土壤团聚体平均重量直径（MWD）和几何平均直径（GMD）与分形维数（D）、团聚体破坏率（PAD）之间呈极显著负相关关系,与0.5~1.0 mm粒径中NH4+-N含量和>2 mm粒径中NO3--N含量呈显著正相关关系,团聚体稳定性的增大显著提高了土壤中硝铵态氮含量。50% Flax（Ⅰ）胡麻种植频率以及马铃薯茬口显著增加了>0.25 mm粒径大团聚体含量、MWD和GMD,显著降低了土壤的D、PAD和土壤可蚀性（K）;不同轮作模式下FWFP处理显著提高0.25~2.00 mm粒径水稳性大团聚体含量,显著增加土壤团聚体MWD和GMD和抗侵蚀能力,降低分形维数和团聚体破坏率,使其土壤团聚体结构越稳定。由此表明,FWFP轮作模式可显著提高土壤水稳性大团聚体含量,促进土壤大团聚体的形成,增加土壤团聚体稳定性,对我国北方胡麻轮作可持续发展具有重要指导意义。 相似文献
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为探索草篱在紫色土坡地的水土保持价值及其根系固土的力学性能特征,在重庆市北碚区"西南大学紫色丘陵区坡耕地水土流失监测基地"种植了2种草篱(紫花苜蓿和拉巴豆),定量研究了草篱根系形态、纤维含量、抗拉特性以及根-土复合体的抗剪/冲性能,明确了根系对其根-土复合体抗剪/冲性能的影响及主要影响因素.结果表明:1)紫花苜蓿和拉巴豆根-土复合体中有超过90％的根系直径小于1.0 mm,紫花苜蓿根系的纤维含量较高,拉巴豆根系的根长密度、根表面积密度、根体积密度较优;2)同一径级下根系平均极限抗拉力和抗拉强度均表现为拉巴豆(19.76 N,32.70 MPa)>紫花苜蓿(14.32 N,26.66 MPa).极限抗拉力与根系直径呈幂函数正相关,抗拉强度与根系直径呈幂函数负相关;3)2种草篱根系均能显著提高根-土复合体的粘聚力和抗冲指数(P<0.05),尤其是拉巴豆.拉巴豆根-土复合体平均粘聚力达22.88 kPa,较对照提高了71.06％,最大抗冲指数达19.00 L·g-1,是对照的2.60倍;4)主成分分析表明根系通过根长密度、半纤维素含量以及极限抗拉力来影响根-土复合体的抗剪/冲性能,拉巴豆草篱根-土复合体抗剪/冲性能的综合得分均高于紫花苜蓿草篱.综上,紫色土坡地上拉巴豆草篱根-土复合体抗剪/冲性能显著优于紫花苜蓿草篱. 相似文献
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黄河源区高寒草地植被根-土复合体抗剪强度试验及退化程度阈值确定 总被引：1，自引：0，他引：1
为研究黄河源区高寒草地不同退化程度的植物根-土复合体抗剪强度特征,以青海河南县境内的黄河源区高寒草地作为研究区,进行了根-土复合体试样抗剪强度试验研究,系统分析了区内草地不同退化类型的根-土复合体抗剪强度特征及其不同退化程度之间的阈值。结果表明,区内草地其平面形态呈现不规则状椭圆形退化形态,且愈近于圆心部位草地退化相对愈严重,其退化程度表现出由外至内可依次划分为未退化区、轻度退化区、中度退化区、重度退化区;随着退化程度的加剧,原生植物种类及数量呈减少的趋势,次生植物则逐渐取代原生植物并构成优势植物种类,其结果使得根-土复合体的根系含量表现出逐渐减少的特征,根-土复合体抗剪强度亦逐渐减小;同时,根据4种类型退化区草地根-土复合体抗剪强度特征,分别确定出各退化区交替界限之间的根-土复合体抗剪强度阈值,即表现在未退化区与轻度退化区之间植物根-土复合体的黏聚力阈值为28.07 kPa,轻度退化区与中度退化区复合体的黏聚力阈值为20.46 kPa,中度退化区与重度退化区复合体的黏聚力阈值为9.21 kPa。该项研究成果通过由力学强度角度出发定量研究草地不同退化程度的根-土复合体强度变化规律,从而对科学有效地防治该区草地退化具有重要理论研究价值和实际指导意义。 相似文献
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坪床结构对草坪草根系和草坪使用质量的影响很大。为探讨5种坪床基质对兰引Ⅲ号结缕草（Zoysia japonica ‘LanyinNo. III’）根系生长的影响,试验设计5种坪床基质：100% 纯砂（A）,砂：泥炭（85%：15%）（B）,砂：土（85%：15%）（C）,砂：土：泥炭（85%：7.5%：7.5%）（D）,100% 纯土（E）。结果表明：根长密度、根表面积密度随坪床深度的加深而减小,纯土坪床的上述根系指标显著小于砂基坪床;一级根在0～5 cm的根层中分布最多l而二级根在5～10 cm根层分布最多;3种砂质混合基质中,砂+泥炭混合基质好于砂+土和砂+土+泥炭2种混合基质。在土壤各层深度中,砂基坪床的根平均直径显著大于纯土坪床。纯砂坪床的地下生物量最大,而纯土坪床0～5 cm根层内根系生物量所占比例最大。综合分析认为,砂基坪床适合做运动场草坪,其中以砂与泥炭混合基质最好,纯土坪床则排水不良,不适宜做运动场草坪。 相似文献
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为探索喀斯特区地埂草篱根-土复合体抗剪性能的差异、变化规律及影响因素，在重庆酉阳喀斯特顺层坡分上、中、下坡位分别布设二月兰、光叶苕子和沿阶草3种草篱，测定复合体抗剪强度、根区土壤基本理化性质和复合体内根系的形态指标和化学成分指标，计算复合体黏聚力和内摩擦角。结果表明：1）在抗剪强度方面，上/中坡复合体抗剪强度表现为沿阶草显著大于二月兰、光叶苕子（P<0.05），下坡三者之间则无显著差异；在不同坡位之间，仅沿阶草复合体抗剪强度存在显著差异，表现为中坡>上坡>下坡（P<0.05）；2）各坡位复合体黏聚力和中坡内摩擦角均为沿阶草、光叶苕子显著大于二月兰（P<0.05）；沿阶草复合体黏聚力、内摩擦角和光叶苕子复合体黏聚力均表现为中坡显著大于上、下坡（P<0.05），二月兰则各坡位间无显著差异；3）相关性分析表明，光叶苕子和沿阶草复合体黏聚力与其根区土壤有机质均呈极显著正相关，相关系数分别为0.91、0.83，二月兰则无显著相关关系；这3种草篱复合体黏聚力与根系形态指标呈显著或极显著正相关，相关系数最高达0.99。综上所述，沿阶草抗剪性能最好，最优坡位为中坡。二月兰、光叶苕子和沿阶草草篱主要通过影响复合体黏聚力来影响其抗剪性能。 相似文献
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PAM和草类根系对荒坡紫色土物理性质与抗剪性能的影响 总被引：2，自引：0，他引：2
为探讨PAM(聚丙烯酰胺)和草类根系对荒坡紫色土物理性质与抗剪性能的影响,选取荒坡紫色土为研究对象,制备了单施PAM、单植草类和“草类+PAM”等试验处理,采用WinRHIZO(Pro.2004c)根系分析系统和ZJ型应变控制式直剪仪分别测定根系指标和土壤/根-土复合体抗剪强度,结合土壤基本物理性质指标,分析了各处理中PAM、草类根系、土壤物理性质及抗剪性能间的关系。结果表明:1)上述处理均能够显著提高土壤通气持水能力,其中“草类+PAM”对土壤孔隙度和含水率的改善效果最好,其次是单植草类;2)各处理的大粒级范围(1~0.25 mm、0.25~0.05 mm)微团聚体含量增加,小粒级范围(<0.01 mm)的则减少;3)较之CK,单植草类和“草类+PAM”可使土壤内摩擦角φ平均值分别提高37.12%和36.59%,黏聚力c平均值分别提高69.47%和83.64%,且根表面积密度(RSAD)和0.7 mm相似文献
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为深入研究草本植物根系分布对土壤固土能力的影响。通过堆积试验对植物根系-土壤接触参数进行标定,利用EDEM离散元软件研究不同根系形状,根系长度,根系间距以及根系数量对土壤固土能力的影响。结果表明：根土复合体剪应力大于无根土体剪应力,植物根系对土壤有加固的作用,提高抗剪强度;均布形根系较于三角形根系,对根土复合体抗剪强度的提升更明显;根系长度越长,根土复合体剪应力越大,固土能力越强,200 mm的根系阻力最大值比150 mm的根系阻力最大值增加5.34%,150 mm根系阻力最大值比100 mm根系阻力最大值增加18.44%;当根系间距等于两根系最长根毛长度(两根系根毛不重叠)时,根系固土能力最强;一定数量范围内,植物根系数量越多,固土能力越好。 相似文献
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高寒草甸斑块的根-土复合体对局部水土流失过程具有调控作用,为研究其特征及抗侵蚀效应,本研究选取三江源区达日县境内典型中度退化草甸的植被斑块为研究对象,调查草甸斑块中心与边缘植物群落特征,测定斑块边缘0～10 cm土层和斑块中心0～20 cm土层的容重、含水率、毛管孔隙度等土壤物理性质,并开展单根拉伸和根-土复合体直剪试验。结果表明：受优势种矮嵩草的分布影响,地上生物量主要分布在斑块中心,根系主要分布在0～10 cm土层;斑块中心区域土壤抗剪强度、内摩擦角和粘聚力均随土层深度的增加而减小;斑块边缘区域土壤粘聚力,抗剪强度明显高于斑块中心区域,草甸斑块植物根系是土壤抗剪强度的主要影响因素。草甸斑块根-土复合体能明显增加退化草甸土壤的抗侵蚀能力,研究结果可为深入研究高寒草甸根系固土功能及水土流失调控提供科学依据。 相似文献
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PAM和草类根系对荒坡侵蚀劣地紫色土微团聚体的影响 总被引：1，自引：0，他引：1
为探讨PAM(聚丙烯酰胺)和草类根系对侵蚀劣地土壤的改良效果,试验以该环境的紫色土为研究对象,设置了空白对照(CK)以及单施PAM、单植草类、“狗牙根+PAM”、“三叶草+PAM”4个试验处理类别,6个月后测定了土壤微团聚体组成,分析了土壤微团聚体分布、结构及分形特征。结果表明,1)各试验处理的大粒径微团聚体含量增加,小粒径的则减少;2)各试验处理的MWSSA(平均重量比表面积)、分散系数和分散率均显著减小(各指标最小值分别为CK的0.30、0.15和0.60倍),MWD(平均重量直径)、团聚状况和团聚度均显著增大(各指标最大值分别为CK的1.17、1.49和1.28倍);3)各试验处理的微团聚体分形维数均减小;4)GY-PAM1(狗牙根+液施PAM,浓度:30 g/m3)土壤的各项微团聚体结构指标均优于其他试验处理,表现出较好的抗侵蚀性;5)“草类+PAM”的根系指标均优于单植草类,平均根长密度(RLD)和d(直径)≤0.2 mm径级分别是影响该紫色土结构稳定性和抗侵蚀性的主要因子和关键径级。 相似文献
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香根草和马唐的根系特征及对坡地紫色土抗侵蚀性的影响 总被引：1，自引：0，他引：1
为探讨紫色土区草类根系特征及对土壤抗侵蚀性的影响,本试验选取坡地香根草和马唐为研究对象,分0~10 cm、10~20 cm和20~30 cm土层采集根系和土壤样品,分别采用WinRHIZO(Pro.2004c)根系分析系统、ZJ型应变控制式直剪仪和改进的原状土冲刷水槽测定根系指标、根-土复合体抗剪和抗冲性能,研究了不同土层香根草和马唐的根系特征及与土壤抗侵蚀性之间的关系。结果表明,0~30 cm土层范围内,香根草根系的总体指标和径级指标(根长密度、根表面积密度、根体积密度和根重密度)均优于马唐;较之马唐,香根草更有利于降低土壤容重,改善土壤微团聚体组成状况和提高土壤有机碳含量;上述2种草类根-土复合体的抗冲剪性能均表现为:0~10 cm土层最优,10~20 cm土层次之,20~30 cm土层最差,且各土层均表现为香根草的优于马唐的;相关分析表明,1.0相似文献
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东祁连山不同退化程度高寒草甸土壤氮素与团聚体特征及关系研究 总被引：2，自引：0，他引：2
为探明高寒草甸土壤团聚体与氮素的关系，本试验研究了祁连山东段不同退化程度的高寒草甸上的不同土层土壤氮素和团聚体的变化特征，探讨了团聚体与土壤氮素的关系。结果表明：随着土层的加深和退化程度的加重，全氮、非颗粒有机氮、颗粒有机氮、铵态氮、硝态氮含量逐渐减小，有机氮含量降低75.82%，无机氮含量降低59.36%，说明与无机氮相比有机氮对草地退化的响应更敏感；随着退化程度的加重，土壤大团聚体数量降低91.09%，小团聚体数量增加70.62%，团聚体组分由大团聚体向小团聚体转变为主；随着退化程度的加重，有机氮含量降低影响土壤团聚体的形成，土壤团聚体平均重量直径逐渐降低，土壤团聚体分形维数逐渐增大，土壤团聚体稳定性逐渐下降，降低团聚体对氮素的固定能力，从而导致氮素流失，进而影响土壤氮库的储量。 相似文献
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为了解决羊只称重时因应激反应过大导致测量不精准问题,试验搭建了羊群动态称重系统并设计了一种改进GA-PSO-BP神经网络的羊群动态称重方法,即利用滑动平均滤波算法对干扰数据进行平稳处理,采用改进GA-PSO混合算法优化BP神经网络的权值和阈值;并对BP神经网络、PSO-BP神经网络、改进GA-PSO-BP神经网络三种模型进行训练和性能比较。结果表明：改进GA-PSO-BP神经网络的预测准确度最高,预测误差在1.00 kg内的体重值占85%;平均绝对百分比误差为0.679 6%,较BP神经网络(1.007 4%)和PSO-BP神经网络(0.975 2%)都有明显提升,但测量单只羊只所需时间为11.2 s,较PSO-BP神经网络(10.5 s)稍低。说明改进GA-PSO-BP神经网络的羊群动态称重方法可满足牧场智能化饲养需求。 相似文献
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为探究降水数据产品的高精度空间插值方法及其应用差异,以BP神经网络和支持向量机模型为研究对象,选取甘肃省为研究区域,构建降水量空间插值模型,分别完成基于两种模型的甘肃省降水量空间插值结果,并划分西区、中区、东区3个建模分区,对比分析两种模型空间插值的精度和应用差异。结果表明:支持向量机模型的插值精度显著高于BP神经网络模型,且支持向量机模型在降水空间分布中能体现更多细节;西区平均相对误差最大,其中,BP神经网络模型32.32%,支持向量机模型仅23.74%;东区平均相对误差最小,BP神经网络为8.28%,支持向量机模型为6.15%;另外,分区建模的插值精度有所提高,但两种模型的提高幅度存在差异,BP神经网络的平均相对误差降低了5.08%,支持向量机模型仅降低0.66%,表明支持向量机模型更加稳定,对影响降水量的经纬度和高程等因子自身变异性的适应能力更强。此研究解决了常用的反距离权重、样条函数、克里金插值等方法在降水量插值过程中准确性差,精度低的问题,为提高降水量空间插值的精度提供了新方法和思路。 相似文献