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[硕士论文] 成志龙
计算机科学与技术 内蒙古科技大学 2015(学位年度)
摘要:随着信息技术及物联网技术的迅速发展,实时定位已不再局限于航空航天、车辆等设备领域。定位技术已经延伸到更多领域。在内蒙古自治区,传统的人工放牧已不能满足现代化管理的要求,人们对牧群位置信息的实时性有了更高的要求。将定位技术应用到草原畜牧业在一定程度上提高了工作效率和信息化管理水平。因此研究牧群定位追踪具有非常重要的意义。
  目前主流的定位技术主要有卫星定位技术、射频识别(RFID)定位技术、无线传感器网络(WSN)定位技术等。卫星定位技术主要是利用地球上空四颗及以上卫星进行定位;射频识别定位技术与无线传感器网络定位技术主要是利用RSSI值进行定位,应用于草原定位时,其共同特点是设备数量多、成本高、定位范围小,不符合实际需求,而卫星定位技术只需少量设备便能实现大范围的目标定位。本文针对具体草原环境,设计选用卫星定位技术。
  针对内蒙古自治区草原畜牧业科学化管理水平较低的问题,本文结合 GPS卫星定位技术和 GPRS数据传输原理设计了一款定位追踪系统,该系统包括硬件设计与软件设计两部分。通过此系统牧民可方便获取羊群在草原上的位置信息,从而节约了人力成本,有效提高了草原畜牧业的信息化管理水平。本文围绕定位追踪系统做了如下工作:
  首先,阐述了GPS卫星定位原理、GPRS分组数据交换原理、RF ID系统组成及工作原理;介绍了电源管理电路的组成及相应DC-DC电路变换原理,在充分分析当前草原畜牧业发展的状况下,选择了合适的芯片与器件,搭建了系统的外围电路。
  其次,对定位追踪系统进行了硬件与软件设计,硬件部分选用 AVR系列的ATmega128微处理器作为主控单片机,SIMCOM公司生产的SIM900A作为 GPRS数据传输模块,Jcom生产的C3-470B作为 GPS数据接收模块,奥地利微公司生产的AS3992芯片作为射频芯片,采用太阳能板与锂电池相结合的方式,为系统提供稳定可靠的电源,使系统能够在草原环境维持长时间工作。软件部分主要应用 C编程语言在 WinAVR2010开发平台下实现经纬度、标签 EPC号等数据的提取与发送。应用 VC++编程语言在 Microsoft visual C++6.0开发平台下实现了Google earth、Access数据库的二次开发,并将定位结果及轨迹进行实时显示。上位机实现的主要功能包括:
  (1)经纬度坐标及时间的实时显示;
  (2)轨迹路径的实时显示;
  (3)历史数据及轨迹的查询显示。
  最后对定位系统在赛罕塔拉草原进行测试,测试结果表明,本设计系统能够进行实时数据信息传输,上位机能够及时准确地接收到经纬度信息及标签 EPC号,符合设计要求。
[硕士论文] 李文娇
计算机技术 内蒙古科技大学 2015(学位年度)
摘要:随着经济的发展,生活水平的提高,人们对肉制品的不断需求加快了我国畜牧业的发展。尤其是养羊业的发展,已经成为我国内蒙古地区牧民主要经济收入来源之一。伴随着养羊产业在我国的迅速发展,盗羊事件也频繁发生,如何能更好的防止羊被盗是一个急待解决的问题。
  针对盗羊事件设计了一套基于RFID和GPRS的羊群防盗预警系统。无线射频识别RFID是一种自动的非接触式识别技术,无需人工干预,省去了大量的人工操作。通用无线分组业务GPRS是一种高速、高效的数据传输技术,可以不受地理位置的约束进行数据的传输。因此,RFID和GPRS技术相结合而设计的羊群防盗预警系统不仅能预防羊群被盗、随时掌握羊群的信息,还能保护羊群的安全,减少人力和物力的投入,提高管理人员的工作效率。
  首先,本文介绍了课题研究的背景和意义以及防盗系统的发展状况。在内蒙古养羊业调研的基础上,对羊群防盗预警系统进行了总体分析与设计并深入研究了 RFID和GPRS关键技术,介绍了RFID的系统组成和工作原理;介绍了GPRS技术的网络结构和特点。
  其次,本文对羊群防盗预警系统进行了硬件和软件的设计,还对上位机软件、羊群信息数据库进行了设计。系统由检测站点和监控中心组成,检测站点是羊群进行放牧和离开草原的必经路口或重点关卡处。系统以STM32单片机为主控芯片,RFID模块负责采集羊群的信息,GPRS模块负责远程监控羊群。监控中心利用VC++6.0平台和SQL Server2008数据库设计了羊群信息管理和防盗预警系统软件,主要介绍了羊群信息的查询、统计和预警功能。
  最后,设计完羊群防盗预警系统软硬件后并对系统的各模块进行了测试,验证了RFID和GPRS模块、羊群信息管理和防盗预警管理等功能。实际测试结果表明,该系统起到了防盗预警作用,操作简单、易于维护、满足了牧户的需求。该系统不仅在羊群防盗预警方面有广阔的应用前景而且对于其他畜牧业的防盗预警也有重要意义。
[硕士论文] 赵忠鑫
控制工程 内蒙古科技大学 2015(学位年度)
摘要:羊体体尺数据,体高、体长、臀宽等直接反映了羊体体格的大小,生长发育的情况。在目前最普遍的测量方法是饲养人员使用米尺、卷尺等进行人工测量、手动记录体尺数据,任务量繁重。近年来,学者做了许多基于机器视觉的家畜体尺测量的相关研究,采用背景差分法、阈值分割法提取家畜轮廓。在实际运用中,该方法往往由于颜色、光照等干扰,会出现背景相减效果不佳,阈值选取困难等问题,无法有效地将目标羊体轮廓分离出来;当羊体站姿平面与像平面存在一定夹角时,计算得到的羊体体尺数据小于真实值,有一定的误差。因此,单一的彩色图像在真实环境下无法准确获取羊体空间轮廓并进行站姿纠偏处理。
  在羊体轮廓提取时,为解决轮廓提取中现场背景复杂、光线干扰严重所造成的背景差分效果差、阈值选取困难的问题,本文采用微软公司 Kinect传感器,基于彩色和深度图像融合技术,解决上述问题。首先,对摄像头进行坐标系配准,然后采集羊体彩色和深度图像,实现多源数据的融合,既可由彩色图像得知某点色彩,又可以获取到该点深度。利用深度信息不受光、颜色干扰以及彩色信息不受深度干扰的特点,采用彩色与深度图像相结合的方法提取羊体轮廓。原始图像经过中值滤波、二值化等预处理后,采用奇异点膨胀法在彩色、深度轮廓中完整地提取出羊体区域,得到羊体闭合轮廓线。
  在特征点提取中,为克服数字图像的离散性,采用 U弦长曲率法在背部轮廓线相应位置处进行曲率计算,得到曲率最大点即为臀部点。此外,本文从边沿起通过逐行扫描法确定前、后足点,保证了寻找过程的稳定与准确性。得到前足点之后,根据位置关系扫描得到耆点。
  为解决站姿干扰问题,利用传感器深度信息拟合得到羊体空间轮廓线,建立羊体空间轮廓线拟合平面,将特征点坐标带入到拟合平面上求解空间羊体体尺数据,进行体位站姿纠偏。最后在VS2010环境下,利用Kinect SDK搭建羊体体尺测量系统,实现了非接触式的羊体体尺测量。经过实验测试,体尺数据相对误差在4.3%以内。
[硕士论文] 张小龙
控制科学与工程 太原理工大学 2015(学位年度)
摘要:随着信息科学技术的发展,各行各业正逐步摆脱传统的劳作方式,走向自动化、智能化生产模式。而畜禽养殖业中,对于猪只的异常行为的检测目前却仍处于原始的人工观察状态,不仅耗时耗力,而且易受饲养员主观经验影响。为此,国内外学者对此高度重视,并开展了对猪只自动化监测方面的研究。针对这一问题,本论文研制了一种基于超声波定位技术的猪只定位系统,并提出了一种基于猪只定位的异常行为分析方法。
  在总结国内外对异常行为自动化检测方法的基础上,为了能够提取猪只的轨迹,本论文比较了多种目前常用的室内定位系统,对其定位精度、成本、工作原理、环境要求等进行分析,最终选取了超声波定位系统进行猪只轨迹的采集,并设计了基于CC2530的超声波定位系统。
  此系统由发射单元和接收单元组成。通过测量超声波和RF信号在发射与接收单元之间传播的时间差,利用一元线性回归方程拟合测量距离与到达时间差的关系,并通过对4种定位算法的复杂度、定位条件、定位进度等方面分析,最终选用相交圆弦线法进行猪只位置的定位。通过实验表明,本论文设计的定位系统具有较高的定位精度,为进一步根据轨迹分析猪只的异常行为奠定了基础。此外,本论文还对温度、定时器设定值等影响超声波定位精度的因素进行了实验分析,并在算法中实现温度补偿。测量得到猪只的运动轨迹后,本论文提出了一种结合猪只位置、猪圈内环境以及猪只在区域内停留时间作为判定条件的行为分析方法,利用该方法判定猪只饮食、饮水、排泄、休息、运动等行为,并给出了此方法的依据和实施方案,结合养殖观察经验,进行猪只异常行为的自动分析。
  本论文提出的基于超声波技术的猪只定位及异常行为分析的方法,为养殖业智能化、自动化发展提供了一种新的思路,有助于减少人工劳动、及时发现异常猪只并且避免损失。
  
[硕士论文] 范利媛
控制理论与控制工程 山东科技大学 2014(学位年度)
摘要:基于GPS的畜牧定位系统,是为改变传统放牧方式而设计的。虽然传统的游牧习惯仍被采用,牧民也紧随现代化进程的加速,逐步结束游牧,开始定居,但是并不能从根源上解放和发展生产力。随着现代化的发展和进步,高科技电子技术已经能解决很多问题,通过这些技术来对畜牧定位,实现实时监控和管理,对传统的单纯依靠人力来放牧的生产方式是革命性的冲击,这也必将是畜牧业发展的未来趋势,具有重要的研究意义。
  本文基于GPS的畜牧定位系统。将GPS定位技术应用到传统放牧中,通过对畜牧实时定位,牧民不用外出放牧,利用无线通信技术便可以通过手机掌握牧群动态,以达到对畜牧的信息化管理。随着时代的发展,定位和导航观念已经被人们所接受,GPS定位这项技术也开始走进人们的生活。基于GPS的畜牧定位系统的设计,面临的是开放式的放牧环境、传统的游牧方式,这对用GPS定位技术来代替传统的牧民放牧的工作方式提出了需要克服的问题。GPS畜牧定位系统是以GPS定位、STM32主控、GSM无线通信技术为核心设计的一个系统。该设计是由GPS定位实现对畜牧位置的信息采集,系统能及时定位畜牧位置,并能在牧群离开设定牧区的情况下以短信形式告知牧民,方便及时找回牲畜,进一步减少劳动力的浪费,同时降低了牧民的经济损失。GPS畜牧定位系统设计的目的在于研究该技术在放牧领域应用的可行性,为信息化和智能化放牧工作的实现提供有效的参考。
[硕士论文] 聂冉冉
控制工程 华中科技大学 2014(学位年度)
摘要:物联网定位的实现是基于无线传感网络定位技术的,本文对现有的无线传感网络定位技术进行了分析,通过它们各自的优劣和特点进行总结归纳,针对散养动物定位追踪系统的需求和特点,选用ZigBee无线定位技术实现移动目标定位。
  本文首先对常用定位技术进行分析,讨论各自的适用情况,回顾了移动节点定位研究现状,指出了在应用中面临的问题。论文随后对散养动物追踪系统进行了需求分析,选定了技术方案。通过对ZigBee无线网络的网络结构的分析,建立了以ZigBee技术为支撑的位置追踪星型网络,探讨了协调器节点和终端节点入网的流程方法。
  论文后面的章节详细介绍了系统设计方案和实现技术。该系统硬件由信标节点和盲节点组成,均德州仪器公司的CC2530片上系统芯片作为核心的控制器,同时介绍了系统的充电电路和射频天线的设计。通过信号强度值(RSSI)计算盲节点和信标节点之间的距离,采用三点距离定位算法实现移动目标定位,用matlab拟合RSSI的测量值与实际距离d的关系。由于节点距离d的值高度依赖于RSSI值,而RSSI值受环境影响较大,因此通过分析采用改进的三点距离定位与质心定位相结合的方法调整计算误差。
  为实现散养动物追踪系统程序设计,在Tiny OS操作系统下实现ZigBee协议以及协调器、信标节点和盲节点的应用程层通信。详细描述了通过信标节点和盲节点之间的数据收发提取RSSI值,计算出盲节点的坐标位置后发送给协调器。
  论文的最后,对散养动物追踪系统的设计进行了总结。
[硕士论文] 高旭东
信息与信息处理 内蒙古大学 2014(学位年度)
摘要:近些年来,随着国家对乳制品行业规划整合工作的不断深入,同时为了适应市场发展需要,增强自身竞争力,各大乳品企业带头建设了自己的规模化奶牛牧场。但养殖行业传统的生产方式极大的制约了现代牧场的发展,不仅浪费了大量的人力资源,而且生产效率低,在同行业中严重缺乏竞争力。随着科技的日益进步,尤其是我国嵌入式技术的迅猛发展,使得在传统养殖业中引入现代化的高科技产品来提高生产效率成为可能。本文讨论设计了一套基于无线传输与加速度传感器的计步器系统,它可以提供奶牛发情的准确信息同时减少人力劳动,极大的提高了奶牛养殖的经济效益。
  本文开篇介绍课题研究背景及意义,说明了计步器系统的研究价值和重要性。描述了系统整体功能及其框架,在此基础上详细阐述各部分的功能组成、原理设计和应用实现。
  系统的设计包括硬件设计和软件设计两部分,本文的核心工作为硬件设计。论文的主要内容包括计步器系统的整体设计思路;计步器硬件各部分器件(无线传输模块nRF24LE1、加速度传感器MC3230、温度传感器TMP102和控制芯片dsPIC30F4013)选择及其工作原理功能描述;各部分硬件模块化的设计过程及原理;系统的编程与调试;计步器功耗测试及性能优化。软件设计部分主要介绍系统功能的软件实现原理和设计方法,阐明由奶牛活动量数据得到发情信息的科学过程。
[硕士论文] 王兴
生态学 宁夏大学 2014(学位年度)
摘要:长期放牧导致荒漠草原地表凋落物储存较少,且干旱少雨气候不利于其分解,而家畜排泄物能够在较短时间内将养分释放,对放牧草地生态系统有很重要的影响。同时,放牧及灌木入侵导致土壤资源斑块的空间异质性,影响植物物种的组成和群落分布,进而影响草地稳定性。在较小空间尺度上,地形、放牧、种间竞争等导致植被分布格局空间异质性,可能是维持较大尺度上群落多样性、生产力及植被稳定性的重要因素。自由放牧草地羊粪归还作用在空间上往往表现出一定梯度分布格局,是影响自由放牧草地土壤与植被空间分布与演替动态的重要因素。为深入认识荒漠草原放牧对草地的影响格局与作用机制,以宁夏盐池荒漠草原围栏放牧草地为研究对象,选取3个不同的微地形地貌。采用地统计学方法,重点分析不同微地形尺度上草地植物与土壤空间变异规律及其与家畜排泄物、枯落物地貌等环境因子之间的关系。获得主要结论如下:
  (1)从土壤养分的空间结构C/(C+C0)看:微地形Ⅰ全磷具有较强空间自相关性,有机碳和全氮为中等程度的空间自相关,Ⅱ区土壤养分中等程度空间自相关,Ⅲ区与微地形Ⅰ区土壤养分空间结构表现出相似的特征。从空间自相关范围看:微地形Ⅰ、Ⅱ区土壤全氮变程最大,全磷最小;Ⅲ区有机碳变程最大。分形维数D分析表明:Ⅰ区全磷>有机碳>全氮;Ⅱ全磷空间异质性最大,其次是5~10cm有机碳和全氮,0~5cm全氮和有机碳异质性最小;Ⅲ全磷空间异质性最强,其次为5~10cm有机碳,全氮以及0~5cm有机碳空间异质性均较小。
  (2)从土壤养分空间异质性影响因素看,在0~5cm土层:微地形Ⅰ区,土壤有机碳、全氮和全磷空间变异的主要控制因子分别为相对高程、地表羊粪量和植被盖度;柠条位置和大小也显著影响有机碳分布;N/P空间变异的主要控制因子为地表羊粪量。微地形Ⅱ区有机碳显著性影响因子为相对高程和0.25~2mm土壤粗砂粒含量;全氮的显著性影响因子为物种数和枯落物;全磷的显著性影响因子为相对高程、0.0385~0.25mm土壤细砂粒含量、柠条位置;土壤N/P的主要控制因子为物种数。微地形Ⅲ区域,有机碳和全氮的主要控制因子分别凋落物和植被密度,全磷的显著性影响因子分别为相对高科、全盐、植被盖度,C/N和N/P受到生态因子的综合作用影响。在5~10cm土层土壤养分空间变异特征中:微地形Ⅰ区,有机碳主要控制因子为相对高程和枯落物;全氮、全磷主要控制因子为植被盖度,N/P主要控制因子0~0.0385mm土壤粘粉粒含量。微地形Ⅱ区,有机碳显著性影响因子为相对高程、0.0385~0.25mm土壤细砂粒含量和枯落物;全氮显著性影响因子为物种数和0.25~2mm土壤粗砂粒含量;全磷显著性影响因子为全盐;N/P的显著性影响因子为物种数和全盐。微地形Ⅲ区,有机碳的显著性影响因子为相对高程、全盐、0.0385~0.25mm土壤细砂粒含量;全氮的主要控制因子为全盐;全磷显著性影响因子相对高程和全盐;C/N的主要控制因子为柠条位置。
  (3)植被半方差模型拟合及其参数分析结果表明:微地形Ⅰ区,植被特征变量中,盖度的空间依赖性较强,其次分别为植物密度、物种数,植物群落多样性中,丰富度指数空间异质性最大,其次分别是均匀度、香浓维纳指数。微地形Ⅱ区,植被特征变量空间异质性特征为:物种数>密度>盖度;植物群落多样性指数的空间异质性特征为香浓维纳指数H>丰富度指数M>均匀度指数J。微地形Ⅲ区,植被特征变量中,空间异质性密度最大,其次是盖度,物种数最小,植物群落多样性均表现同质性。
  (4)植被空间异质性影响因素分析结果表明:微地形Ⅰ区,环境因子:高程是植被特征及多样性的主要控制因子。土壤养分中:0~5cmTP和5~10cmSOC是植被密度、盖度主要控制因子(负相关),物种数受到综合因素的影响,0~5cmTN和5~10cmSOC是植被多样性主要控制因子(正相关)。微地形Ⅱ区,环境因子:高程是植被物种数和多样性的主要控制因子。土壤养分中:0~5cm全磷是植被的主要控制因子,5~10cm土壤养分对植被影响较为复杂;植物多样性主要受到全氮和全磷的控制。微地形Ⅲ区,植物盖度控制因子为枯落物量、0.25~2mm土壤粗砂粒含量、全磷;密度和丰富度的控制因子为相对高程和TP;香浓维纳指数的主要控制因子为枯落物、TN。从方差解释量来看,此区域土壤养分占主导地位,地形因素影响减弱。
  (5)整个研究区域,地表羊粪量与土壤养分资源异质性斑块的形成有关,且仅在重度放牧干扰下控制0~5cm全氮的空间分布,进而影响植被空间格局。土壤有机碳和全磷空间分布主要受到地形因子(相对高程)影响,且从微地形Ⅰ到微地形Ⅲ区,其影响的程度逐渐减弱;全氮空间分布主要受到植被因子(密度、盖度、物种数)的影响,土壤C/N和N/P受到较多因素的影响。微地形Ⅰ到Ⅲ区,地形因子对植被空间分布格局的控制作用逐渐较小直到消失。植被因子中,柠条位置和大小对植物群落分布有一定程度的影响,而非主要控制因素;枯落物对植被的影响作用逐渐增加。土壤养分对植被的影响作用较复杂。
  (6)微地形小尺度上,首先是地形地貌影响土壤养分再分配和植被的空间分布。其次,重度放牧干扰下,地表羊粪量影响土壤氮素的空间格局,进而影响植被的空间分布及异质性。中度和轻度放牧干扰下,地表羊粪量可能在很小的尺度上(1m2)影响土壤和植被空间格局。土壤和植被的相互作用是它们空间格局主要驱动力因素。同时,枯落物的生态地位显著增加。小尺度上的地貌对土壤养分再分配,羊只的选择性采食,植物种群适应性特征,土壤和植被相互作用等生态过程维持了大尺度上景观异质性。
[硕士论文] 李铭
环境管理 厦门大学 2012(学位年度)
摘要:当前,我国畜禽养殖规模化逐渐深入,为了更好的做到畜禽养殖与资源环境的可持续发展,我国各地相继出台了畜禽养殖发展规划。然而在目前的大部分规划中,畜禽养殖的空间布局及规模分配更多的是基于自然因素的考量,缺乏足够的科学依据,也就很难做到保护环境资源的同时合理发展畜牧业。
   本文选取福建省莆田市为案例研究对象,以适宜性理论为基础,通过文献查询、资料收集、实地调查等研究方法,将区域自然生态、社会经济属性及环境限制因素有机的结合,建立了莆田市畜禽养殖土地适宜性评价指标体系;在GIS技术的支持下建立了研究区域的土地适宜性评价数据库;运用层次分析法及专家赋值法等完成了经济优先、环境优先、平衡情景三种不同研究方案下评价因子的权重赋值;利用GIS强大的空间分析功能实现了莆田市畜禽养殖土地适宜性综合评价,提出了莆田市畜禽养殖规划优化方案。
   研究结果显示,三个不同方案中,各区县中较适宜和适宜二类土地面积占该区县总面积比重及具体数量上,均为经济优先方案>平衡方案>环境优先方案,表明环境因素决定莆田市畜禽养殖适宜区域面积的大小。养殖规模分配方面,三个方案均以仙游县、涵江区为主;畜禽养殖布局方面,三个方案趋于一致,仙游县的西苑乡、游洋镇、钟山镇、石苍乡、社硎乡、榜头镇:涵江区的庄边镇、大洋乡、新县镇、江口镇;秀屿的东峤镇、笏石镇等是莆田市畜禽养殖可以重点优先布局的乡镇。
   对比莆田市畜禽养殖规划与理论研究结果,仙游县应提高畜禽养殖规模量,而其它各区县应不同程度的削减。畜禽养殖布局方面,城厢区、荔城区规划布局较为合理,只需进行适当微调;仙游县、涵江区、秀屿区三个区县的规划布局与理论适宜布局存在较大差异,均应重新完善布局。
   本研究定量化的表征莆田市畜禽养殖的土地适宜性程度,研究成果能够更科学的指导城市、区域的畜禽养殖空间布局及养殖规模分配,为城市、区域的畜禽养殖规划提供一种可行的思路和实例借鉴,从而为土地利用和管理者防治畜禽养殖污染提供有效的技术指导和对策措施,实现土地集约利用综合效益最大化目标下的协调统一。
[硕士论文] 孙龙霞
农业工程 南京农业大学 2011(学位年度)
摘要:本文主要根据目前我省畜禽养殖情况,结合省内外的技术装备现状,研究畜禽生长特性及养殖过程中环境因子,设计出适合中小规模养殖场使用的畜禽健康养殖控制系统,集温度、湿度、光照、消毒等控制功能于一体,实现对畜禽健康养殖环境因子的自动控制,使畜禽处于健康养殖环境,提高养殖效益。
   本文重点介绍了一种智能畜禽健康养殖环境监控系统的研制开发,并对其硬件电路及软件设计进行了说明。由于该系统需要采集湿度、温度、光照以及气体等环境因子,因而整体机构主要包括信号采集部分、主控制器部分、控制器件部分以及人机操作部分,此外还预留有通讯模块,方便系统的扩展,实现对更大范围的控制。
   畜禽养殖环境监控系统的设计包括硬件设计和软件设计两部分。硬件设计包括系统结构、主控芯器模块、信号采集模块、继电器的选用、时钟模块、人机互动模块等部分;软件设计主要包括温度采集、湿度、光强、气体浓度等采集、PWM输出、液晶显示、参数设置、控制单元等部分。
   最后畜禽养殖环境监控系统在江苏省农科院、东台许河镇畜禽养殖场进行了试验,应用结果表明:该系统能够实现畜禽健康养殖环境因子的自动监控,使用成本低,操作简便,适合在中小规模养殖场应用。
[硕士论文] 阿穆拉
草畜种质资源学 内蒙古农业大学 2011(学位年度)
摘要:本论文利用传统统计学和地统计学理论相结合的方法,对研究区的土壤有机碳含量的空间变异及分布规律进行了初步的研究,主要结论如下:
  (1)随着放牧强度的增大大,土壤有机碳含量逐渐减少,未放牧区含量明显高于其他三个区,轻度放牧区与中度放牧区土壤有机碳含量之间没有显著差异,重度放牧区含量最低,这表明放牧强度对土壤有机碳含量的影响较大。
  (2)对不同放牧压力下的土壤有机碳含量进行变异函数分析,根据不同放牧强度小区中土壤有机碳含量的最适空间变异函数模型来看,未放牧区属于指数模型,轻度放牧区和中度放牧区属于球形模型,重度放牧区属于高斯模型。中度放牧区土壤有机碳含量最大空间变异程度最大,轻度放牧区和重度放牧区的最大空间变异程度次之,未放牧区最小。表明在不同放牧强度下,放牧能够使土壤有机碳含量最大空间变异程度增大,且中度放牧对土壤有机碳含量最大空间变异程度影响最大。结构比反映土壤有机碳含量空间分布的结构性因素占最大空间变异的比例,在不同放牧强度下,空间变异性主要是由结构性引起的,未放牧区和轻度放牧区具有强烈的空间自相关性,中度放牧区和重度放牧区具有中等空间自相关性,说明放牧能够降低结构性因素对土壤有机碳含量的空间分布,且重度放牧对土壤有机碳结构性因素影响巨大。
  (3)四个处理区中在四个方向上的土壤有机碳含量的块金值和基台值均相等,所以土壤有机碳含量具有典型的同向特征。
  (4)在不同放牧强度下,未放牧区分形维数D值最大,轻度放牧区分形维数D值最小,中度放牧区和重度放牧区介于两者之间。表明放牧能够增加土壤有机碳含量空间分布的异质性,轻度放牧使土壤有机碳含量空间分布的异质性程度高于中度放牧和重度放牧。
  (5)未放牧区土壤有机碳含量空间分布以大的片状分布为主,轻度放牧区和中度放牧区带状分布十分明显,重度放牧区土壤有机碳含量空间分布以斑块分布为主。
[硕士论文] 萨仁高娃
草业科学 内蒙古农业大学 2011(学位年度)
摘要:本研究于2010年7-9月,在锡林郭勒盟正镶白旗额里图牧场,以克氏针茅典型草原放牧西门塔尔牛(2岁)为研究对象,研究了不同放牧强度(对照、轻度、中度、重度)对草地植物群落、土壤及家畜生产性能的影响,探讨典型草原适宜载畜率,为减少草地退化、提高经济效益提供参考依据。主要研究结果如下(显著水平均为P<0.05):
  1.植被:各处理草群总盖度、高度、地上总生物量总趋势为对照区>轻度>中度>重度,且其量上的偏离程度随着放牧强度的增加而加大,休牧后其恢复增长弹性大小均为重度>中度>轻度;主要优势植物地上生物量随着冷蒿相对生物量的增加而增加;0-30cm处地下生物量大小排序为对照>重度>轻度>中度;重度放牧使0-5cm处地下生物量表层化显著;在垂直分布上,各处理地上生物量均随着土层深度的增加而减少。
  2.土壤(0-10cm)物理性质:不同放牧强度下土壤含水量大小排序为对照>轻度>中度>重度;容重变化则相反。各处理下土壤含水量均有显著季节差异;重度下容重季节差异显著。
  3.土壤(0-30cm)化学性质:土壤 pH值和有机碳(20-30cm)随着放牧强度的增加而增加,有机碳(0-20cm)和速效P变化则相反;放牧强度的影响随着土层深度的增加而减弱;轻度显著降低全 N和速效 N。轻度和中度无显著影响有机碳。重度显著降低有机碳、速效N和速效K;放牧强度对全P、速效P和全K的影响不显著;各处理在垂直分布上,除了 pH值和全 N分别呈现10-20cm>20-30cm>0-10cm和10-20cm>0-10cm>20-30cm以外,其余均随着土层深度的增加而减少。
  无牧、中度、重度下有机碳(0-20cm)和pH值(0-30cm)季节差异显著;无牧、轻度、中度下全N和速效K在0-20cm处季节差异显著;无牧下速效N(0-10cm)、全 K(20-30cm)季节差异显著;速效 P(20-30cm)和全 P(10-20cm)分别在轻度和重度下具有显著季节差异。
  4.家畜个体日增重随着放牧强度的增加而减少,且公顷增重为:中度>重度>轻度。
[硕士论文] 张亮亮
生态学 内蒙古农业大学 2011(学位年度)
摘要:合理载畜率作为放牧草原可持续利用的重要参考指标,一直是放牧工作者的研究重点内容之一。本试验通过在内蒙古四子王旗短花针茅荒漠草原设置对照(CK)、轻度(LG)、中度(MG)、重度(HG)四个载畜率处理,分别为0、0.91、1.82和2.71羊单位/hm2,于2009年6~9月逐月测定植物群落特征,同时于2009~2010年每年放牧开始和放牧结束时分别称量放牧绵羊的体重,探讨载畜率对短花针茅优势种的高度、盖度、密度、生物量等种群特性及绵羊体重的影响,同时对各优势种生物量与绵羊增重相关性进行分析,旨在为短花针茅草原合理载畜率的确定提供理论参考。得出以下结论:(1)随着载畜率的增大,优势种盖度、高度和总生物量都降低,在8月,各优势种高度均表现为对照区(CK)显著高于放牧区(P<0.05)。总生物量以及短花针茅生物量在7月和9月在轻度放牧区(LG)达到最高。优势种的密度和生物量峰值在轻度放牧区(LG)出现的频率较高;(2)优势种重要值始终占优,一年生杂类草重要值随放牧率增加而逐渐增大。栉叶蒿的重要值在中度放牧区最高,猪毛菜的重要值在重度放牧区最大,并在7、8月份显著高于其他三个放牧区(P<0.05);(3)内蒙古短花针茅荒漠草原在载畜率为2.11羊/hm2时公顷增重最大,最适载畜率应为1.02羊/hm2;(4)冷蒿与其他优势种相比其生物量与短花针茅草地单位面积绵羊增重量之间各月间均表现出较高的相关性。
[硕士论文] 董亭
草畜种质资源学 内蒙古农业大学 2011(学位年度)
摘要:草地与草地植物根系对草地功能的正常发挥、维持草地与全球生态系统平衡以及对全球碳循环的贡献方面都有着重要的作用。本研究采用根钻法,通过对不同放牧强度下典型草原主要建群植物大针茅(Stipa grandis)根系生物量及其形态特征的研究,从地下生态学角度出发,探讨放牧对大针茅根系生物量及其形态特征的影响,揭示大针茅种群对放牧的响应。主要结论如下:
  1.放牧对大针茅根系生物量季节动态的影响表现为随时间的变化呈现出“N”字形变化趋势,且中度放牧促进了根系生物量的增加,重度和轻度放牧使根系生物量降低。
  2.大针茅根系生物量随土层深度的增加而下降,呈“T”字型分布,大针茅根系主要集中在0~20cm。各土层根系生物量与放牧强度间呈显著负相关,在中度放牧强度下,大针茅根系生物量与土层深度相关性最大(R2=-0.90)。
  3.生长季内大针茅根系比根长随时间的变化呈先降后增再降的趋势,对照区在生长季内呈下降趋势。不同月份、不同土层深度中,对照区的大针茅根系比根长都最小,可见放牧促进了根系比根长的增加,且重度、中度放牧条件下大针茅根系比根长在不同土层都较大。
  4.大针茅种群个体根系长度、根长密度随土层深度的增加呈下降趋势,根系比根长随土层深度的增加而增加,中度放牧条件下八月份大针茅根系长度、根长密度都最大,分别为1418cm与7.23cm/cm3,而根系比根长随放牧强度的增加而增加,及重度放牧>中度放牧>轻度放牧>对照区。
[硕士论文] 包尔吉干·安齐尔
生态学 内蒙古农业大学 2011(学位年度)
摘要:大气中二氧化碳等温室气体的增加导致全球气候的巨大变化,对地球上的所有生命带来了巨大的影响,二氧化碳及地球生态系统的碳循环研究已成为最为热门的课题。对陆地生态系统的碳循环的研究大部分集中于森林以及农田,而对于草地这个最大的陆地生态系统在自由放牧情况下放牧强度对草地各个部分的碳贮量的影响研究则相对较少。草地最广泛的利用方式是放牧,且绝大多数以自由放牧为主。本研究以羊草草甸草原作为研究地点,在天然草原自由放牧方式下家庭牧场在居住点为中心向外延伸所形成的放牧梯度下进行了定量划分,确定了轻度、中度和重度放牧强度。在此基础上研究了不同的放牧强度下草甸草原的植被、枯落物、根系以及土壤的碳密度及碳贮量。
  主要的研究结果如下:
  1.地上植被的生物量以及枯落物量随着放牧强度的增加而呈现减少的趋势。放牧区的地上生物量均小于对照区。对照区植被及枯落物生物量和碳密度要显著大于重度放牧区(P<0.05)。
  2.根系的碳密度随着放牧强度的增加而减少,根系的碳密度与深度之间呈现乘幂函数的关系。
  3.土壤中的有机碳贮量随着放牧强度的增加而呈现先增后减的趋势。轻度和中度放牧区的土壤碳密度要显著大于重度和对照区域(P<0.05)。放牧会增加深层土壤的碳贮量。
  4.随放牧强度的增加,植物地上部分、枯落物、根系在总碳库中所占比重逐渐减少而土壤的比重则逐渐的增多。适当的放牧会增加草地的总碳贮量。
[硕士论文] 刘红梅
草业科学 内蒙古农业大学 2011(学位年度)
摘要:以短花针茅草原生态系统为研究对象,在2006~2010年期间,对轮牧区不同利用时间及不同放牧制度小区的植物种群数量特征进行动态监测,并分种记录植物种群的高度、盖度、密度,计算其重要值。每年牧草生长旺季对轮牧区不同利用时间及不同放牧制度小区的植物分种齐地面剪割,阴干称重。2009年和2010年在不同试验处理小区选取代表性样地,按机械取样法对样方内植物种类、高度、盖度、密度等群落数量特征进行详细调查,分析不同试验处理小区各植物种群的种间关系和生态位,并对主要植物种群的空间异质性进行研究,同时在相应的样方取0~10cm土样带回实验室进行土壤养分常规测定,分析土壤养分空间分布特点。最终采用DCA(Detrended correspondence analysis,除趋势对应分析)和CCA(Canonical correspondence analysis,典范对应分析)方法探讨植物种群、土壤养分和各试验处理小区之间的关系。主要研究结果如下:
  1轮牧区不同利用时间下,早期放牧小区主要植物种群的高度均较低,短花针茅的盖度和密度较大;晚放牧小区无芒隐子草盖度和密度较小。不同放牧制度,短花针茅盖度和密度为自由放牧区>轮牧区>对照区;无芒隐子草盖度和密度为对照区与轮牧区接近,均大于自由放牧区;碱韭盖度和密度对照区>轮牧区>自由放牧区。
  2轮牧区不同利用时间下,群落地上现存量表现为,中期放牧区>晚期放牧区>早期放牧区。不同放牧制度下,群落地上现存量对照区>轮牧区>自由放牧区。
  3轮牧区不同利用时间下,晚放牧小区植物种群种间关系复杂,早放牧区植物种间关系简单。不同放牧制度下,放牧能够促使种间关系明显加强,而轮牧更能够使种间相关性表现明显。轮牧、自由放牧和对照区物种间种间亲和性的表现均是以正相关为主。
  4轮牧区不同利用时间下,早期放牧和晚期放牧短花针茅生态位宽度较大,碱韭和无芒隐子草在中期放牧小区生态位宽度较大。不同放牧制度,短花针茅生态位宽度表现为自由放牧区>轮牧区>对照区,碱韭和无芒隐子草生态位宽度均表现为轮牧区>自由放牧区>对照区。主要植物种群之间及其与阿氏旋花、寸草苔、细叶葱和猪毛菜的生态位重叠程度比较大。
  5轮牧区不同利用时间下,中期放牧区3个植物种群随机因素引起的空间变异较小,植物种群最大空间变异程度较大。不同放牧制度,主要植物种群空间异质性均比较小,受结构性因素影响较大。同一试验处理小区内3个主要植物种群主要以镶嵌的斑块状分布为主。
  6轮牧区不同利用时间下,早放牧区随机因素引起土壤全氮、速效钾和有机碳空间异质性较大。晚放牧区全氮和碱解氮最大空间变异程度较大。不同放牧制度下,全氮和有机碳由随机因素引起的空间变异表现为自由放牧区>轮牧区>对照区,碱解氮、全钾和速效钾由随机因素引起的空间变异表现为对照区>轮牧区>自由放牧区。土壤养分主要受结构性因素影响,受随机因素影响较小,空间异质性较小,空间自相关性较强。
  7在轮牧区不同利用时间下,早放牧和和晚放牧区主要植物种群与土壤养分空间分布关系密切。在不同放牧制度下,主要植物种群与土壤养分之间的关系密切程度轮牧区>对照区>自由放牧区。主要植物种群与土壤养分的关系碱韭>无芒隐子草>短花针茅。轮牧较自由放牧更有利于使植物种群空间分布保持稳定。
  8轮牧区不同利用时间下的中期放牧最为合理,不同放牧制度下划区轮牧对短花针茅草原可持续发展更为有利。
[博士论文] 郭卫
农业机械化工程 河北农业大学 2009(学位年度)
摘要:农业信息化程度是农业现代化的重要标志,以计算机技术为代表的信息技术使传统农业受到挑战。在中国奶牛业迅速崛起的同时也出现了食品安全和品种选育等问题,与之相关的奶牛饲养机械设备、奶牛生理指标的动态监测、牛奶品质的检测等,也对传统奶牛的养殖现状提出了更高的要求。
   确定奶牛身份是实现奶牛数字化养殖的关键和基础。为了提高奶牛识别中的灵敏度、准确率和防干扰性,本文在对射频识别技术深入研究的基础上,设计了满足奶牛场进行实时监控的奶牛个体识别的整体方案。系统的阐述了超高频射频识别系统的物理学基础,并对超高频射频识别标签的性能指标进行了分析。针对长距离射频识别系统多标签冲突问题,对防冲突时隙Aloha算法和二进制搜索算法进行了比较,最终采用改进的二进制搜索算法。在数据传输中,采取相同字段不发送的方法,以减少数据交换时间,提高识别效率,解决了多头奶牛进入射频区域后引起的冲突问题。
   其次,建立了图像自动采集系统。基于图像处理方法的奶牛体型线性评定的前提是能够清晰、同步地采集奶牛正侧面、正前方、正后方三个方向的图像,能进行图像处理和识别。该系统由摄像装置和定位设备构成,采用模块化设计。计算机作为上位机,通过RS232串口,经专用的电平转换芯片与单片机连接,控制与协调各模块之间的通讯与运转,使各模块按预定时序工作。单片机作为下位机,用于采集数据和控制门或栏杆工作。
   第三,在奶牛图像处理部分,对颜色空间给予较为深入具体的研究。能够对采集的图像进行图像格式转换、图像去噪、图像增强等预处理操作,使之满足研究的需要。在图像预处理过程中比较了多种算法,根据奶牛图像的实际情况采用了有效地算法,提高了系统的整体性能。
   最后,研究了图像特征提取问题。特征提取一直是研究中的难点,图像特征提取方法的选择直接影响图像识别,奶牛特征点的提取,及奶牛体型线性评定的准确性。研究了几种常用的边缘检测算子,这些算子简单易于实现,但他们对影像中的噪声非常敏感。为了解决黑白花奶牛的边缘提取问题,在分析传统Canny算子边缘检测原理的基础上,提出了对Canny算子嵌入可信度来检测边缘,该算法具有较强的抗干扰能力,提高了边缘检测的自动化程度。
   通过对上述奶牛数字化管理关键技术的研究,完成了奶牛个体识别系统的设计、程序编写和运行调试,解决了多头奶牛进入射频区域后引起的冲突问题:建立了基于奶牛个体的图像自动采集系统;为了实现奶牛个体的体现型线性评定,对图像处理和特征提取进行了研究,提出了局部特征点提取的思路。
[硕士论文] 花茜
科学技术哲学 南京农业大学 2009(学位年度)
摘要:在现代社会,保护生态平衡,人与动物之间和谐相处,已成为人类的共识。在判断动物在人类社会的地位以及人类该如何对待动物的问题上,毋庸置疑,伦理学思考有着至关重要的作用。
   与一般的动物保护不同,动物福利着重强调尊重动物的生存权利,促进人与自然的协调发展。本课题的研究是为了更好实现现代社会经济效益、生态效益和社会效益协调统一.
   动物和人类一样,苦与乐也有其自身的意义,我们不能剥夺动物的康乐的权利,更不能肆无忌惮地把痛苦加在它们身上。动物福利所要求的就是不带给动物不必要的痛苦,并且以人道的方式对待它们,改善其生存环境,满足其基本天性。当然,并不是说实施动物福利人类就不能利用动物,而是应该合理、人道地利用动物,要尽量保证动物享有最基本的权利。
   本文先阐述了动物福利的内涵,其次论述了我国古代及西方的有关动物福利的伦理思想,接着分析了我国动物福利的实施情况,最后对我国动物福利事业提出了自己的一些建议。
   为了动物的福利,也是为了我们自身能够得到更好的发展,我国必须顺应这一趋势,推进动物福利事业的发展。
[硕士论文] 冯琦胜
地理学 草业地理信息学 兰州大学 2009(学位年度)
摘要:随着Internet技术的发展,Web技术使GIS功能得到扩展。WebGIS以网络为平台,改变了传统GIS的运行模式,使之成为能够普及和推广的通用工具。WebGIS具有传统GIS所不能比拟的优越性,是GIS的一个重要发展趋势和方向。将GIS技术运用到草地监测中,结合WebGIS技术,研究草畜数字化管理系统,对牧区草地畜牧业的科学管理具有重要意义。 本文在国家“863”计划数字农业专题课题“甘南草畜数字化管理决策支持系统”(2007AA10Z232)的支持下,以ASP.net和ArcGIS Server技术为基础,结合草业科学、GIS理论,在Visual Studio2008开发环境下,设计开发出“甘南牧区草畜数字化管理系统”。本文围绕如何实现草畜数字化管理系统,主要在以下5个方面开展了研究工作: 1)在回顾分析了WebGIS的国内外发展历程和现状的基础上,提出研究的目的及内容。 2)总结了WebGIS技术特点和实现方法,介绍了ESRI公司最新推出的WebGIS服务器软件ArcGIS Server9.3的主要功能和相关技术。 3)详细设计了“甘南牧区草畜数字化管理系统”的体系结构,以及系统主要组成模块“草地监测、草地评价、家畜动态、草畜平衡诊断、草畜平衡决策和数据共享”的功能、实现方法及所需关系型数据和空间数据。 4)系统研究了开发“甘南牧区草畜数字化管理系统”的核心技术,如ArcGIS Server地图服务应用、地理处理过程、空间数据浏览查询、关系型数据库浏览查询等功能在C#下的实现方法及代码。 5)初步完成了“甘南牧区草畜数字化管理系统”的开发,实现了B/S环境下草畜动态监测、评价与管理等主要功能模块的系统建设任务。 该系统是基于3S和Internet等技术的一种草畜平衡管理系统,可以向用户提供具体翔实的草畜动态资料,并实时发布草畜平衡诊断结果和相应管理方案,能够为从事草地畜牧业管理和研究的人员及相关部门提供草畜管理决策的科学依据和技术支持。
[硕士论文] 盛巧玲
自然地理学 西南大学 2009(学位年度)
摘要:畜禽养殖环境问题是发达国家和发展中国家共同面临的问题之一,畜禽粪便处理是世界性难题,也是我国走低碳农业道路所面临的重要问题之一。畜禽养殖业的饲料消耗需要有一定规模的种植业产出来保障,而畜禽污染的排放需要有一定的种植业规模来消纳。区域种植业和养殖业的不匹配是造成畜禽养殖污染的主要原因之一。目前,国内外有关区域土地、人口、生态、水资源和旅游资源等方面的环境承载力的研究广泛而深入,而对畜禽养殖业中的环境承载力研究相对缺乏。北京为建设宜居城市,畜禽养殖业不仅已经全面退出主城八区,而且轻牧、弃牧,甚至取缔首都畜禽养殖业的呼声时有发生。从循环经济和环境承载力的角度来看,北京只有保留一定规模的畜牧业,才更有利于环境的改善和农业的可持续均衡发展。
   本文以京郊13个区县为研究对象,将每个区县的农耕地作为一块大的“农田”,用来与养殖场进行配套以消纳畜禽粪便。假设农田耕作无需外购化肥,畜禽粪便全部还田。在农业种植和养殖两者之间用氮平衡的方法,计算出京郊13个区县的畜禽环境承载力大小,并在此基础上划分畜禽环境承载力的预警级别,在种植制度不变的前提下可以直观判断畜禽养殖规模的合理与否,并为北京市发展畜禽养殖的合理规模及相关调整对策提供科学依据。
   总体上,本研究取得了以下成果:
   1、在前人研究的基础上,完善了畜禽环境承载力和标准畜的概念,提出了标准畜的计算方法。
   2、通过下乡调研、实测和专家咨询的方法,定量计算出基于畜禽日粪便氮排量的标准畜的折算系数。计算结果为:1头标准牛=23.11头标准猪=2.65头标准羊=497.59只标准鸡=226.01只标准鸭。
   3、运用氮平衡的方法,通过定量计算京郊各个区县在现有的种植制度下农作物的需氮总量和土壤供氮量获得作物所需畜禽粪便最大供氮量,进而计算出京郊各个区县的畜禽环境承载力。研究确定畜禽环境承载力的预警值,并划分预警级别。对京郊各个区县的畜禽环境承载力现状及预警级别进行分析可知,总体上,目前整个北京市畜禽养殖已经超载,超载程度较轻,各个区县养殖超载程度分布不均。通州区和大兴区是种植业和养殖业近似匹配的区县,其他区县均存在不同程度上的种植业和养殖业的脱节,门头沟区、顺义区、房山区、昌平区和密云县的畜禽养殖规模应加大控制力度;平谷区、怀柔区和延庆县的养殖规模应该适当增加;朝刚区、丰台区和海淀区可以在远离城市、种植业面积较大的地方保留并适当增加一些畜禽养殖规模。
   京郊各个区县在畜禽环境承载力范围内发展畜牧业,只要畜禽粪污得到合理收集和处理,就不会对生态环境造成破坏,反而会促进种养业的良性循环,而且还有利于农田生态环境的改善,增加北京农业的生态功能。从而改变首都目前存在的“养殖=污染”的误区。
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