【摘要】森林的長(zhǎng)期生產(chǎn)力和固碳能力受氣候變化影響，已成為全球關(guān)注的問(wèn)題。本研究中，我們提供了一種簡(jiǎn)單且無(wú)損的方法來(lái)研究多時(shí)間尺度上樹木CO2同化率。這種新的方法結(jié)合了樹干液流和穩(wěn)定碳同位素分辨率以估算碳同化率。我們通過(guò)分析變異性并進(jìn)行配對(duì)樣本t檢驗(yàn)，比較了氣體交換測(cè)量和新方法測(cè)得的CO2同化率，以驗(yàn)證其準(zhǔn)確性和適用性。氣體交換和同位素測(cè)量都表明早晨CO2同化率高于下午，峰值在10-11 am左右出現(xiàn)，可能是由于夜間的水儲(chǔ)存和早晨的高氣孔導(dǎo)度。側(cè)柏日，月，年尺度上CO2同化率的變異性與供水條件有關(guān)。與以往的研究相比，我們利用穩(wěn)定碳同位素分辨率（Δ13C）和樹干液流測(cè)量估算的年CO2同化率的結(jié)果與傳統(tǒng)方法結(jié)果相一致。側(cè)柏對(duì)供水可以有效的響應(yīng)，這就解釋了為什么它可以很好地適應(yīng)半干旱區(qū)環(huán)境。估算CO2同化率的新方法是準(zhǔn)確的，且適用于北京周邊的半干旱地區(qū)?！狙芯繀^(qū)域】位于燕山鷲峰國(guó)家森林生態(tài)系統(tǒng)研究站（NFERS，40°03′N，116°05′E）?！咎纪凰販y(cè)定】利用碳同位素分析儀（CCIA-36d-EP，LGR）結(jié)合廓線系統(tǒng)進(jìn)行長(zhǎng)期野外觀測(cè)。研究區(qū)域的地理位置（a）研究區(qū)域2013年-2016年三個(gè)土壤深度（30cm，60cm和90cm）的月土壤含水量（SWC）；（b）月降水量（P）和平均氣溫（Ta）；（c）月平均飽和水汽壓差（VPD）和光合有效輻射（PAR）。（a）...
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【摘要】最近研究發(fā)現(xiàn)，在混合落葉闊葉林中，相比于葉片氮含量，葉綠素含量可以更好地指示葉片的光合能力。葉片光合能力與葉綠素含量之間關(guān)系的一個(gè)關(guān)鍵概念就是光合成分（即光收集，光化學(xué)和生化成分）的協(xié)調(diào)調(diào)節(jié)。為了檢驗(yàn)該假設(shè)，作者在生長(zhǎng)季測(cè)量了水稻地葉片氮含量（NLeaf），葉片光合色素（即葉綠素（ChlLeaf），類胡蘿卜素（CarLeaf）和葉黃素（XanLeaf））以及葉片光合能力（即1,5-二磷酸核酮糖（RuBP）在25℃被羧化（Vcmax25）和再生（Jmax25）的最大速率）的季節(jié)性變化。同時(shí)還調(diào)查了NLeaf，葉片光合色素，晴天中午的葉片光化學(xué)植被指數(shù)（PRILeaf,noon）的有效性及其可能的組合，以估算水稻地的葉片光合能力（即Vcmax25和Jmax25）。ChlLeaf與Vcmax25和Jmax25高度相關(guān)（R2分別為0.89和0.87），優(yōu)于NLeaf（R2分別為0.80和0.85）。PRILeaf,noon與葉片色素的產(chǎn)物也與Vcmax25高度相關(guān)（R2=0.95-0.96）。而且葉綠素a和CarLeaf的產(chǎn)物可以很好地替代Vcmax25?？偠灾?，該研究支持了以前的發(fā)現(xiàn)，即葉綠素含量與Vcmax25的相關(guān)性比葉氮含量更好。而且，將PRILeaf,noon與葉片色素（即ChlLeaf，CarLeaf和XanLeaf）結(jié)合起來(lái)，為估算葉片光合能力（即Vcmax25）提...
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【摘要】正確理解地下水循環(huán)模式及其可更新能力對(duì)地下水資源的評(píng)估、合理開(kāi)發(fā)和利用至關(guān)重要。在干旱或半干旱地區(qū)地下水補(bǔ)給量少且變異性高，因此難以估算。同位素研究和混合模型相結(jié)合可以直接估計(jì)含水層的可更新性。本文利用環(huán)境同位素方法研究了中國(guó)西北半干旱地區(qū)—銀川盆地的潛水循環(huán)模式以及更新能力，主要研究了不同水體的同位素特征，潛水同位素年齡，水循環(huán)模式以及更新速率。結(jié)果表明，銀川盆地主要有兩個(gè)補(bǔ)給源，即局部大氣降水（占13%）和黃河（占87%）。銀川盆地潛水的平均滯留時(shí)間是48年，平均更新速率是3.38%/a。潛水具有較強(qiáng)的更新能力，更新速率與同位素年齡一致?！狙芯繀^(qū)域】位于中國(guó)西北地區(qū)的銀川平原。圖1 銀川盆地位置圖【樣品收集和測(cè)量】收集了來(lái)自全球大氣降水監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)的30組降水?dāng)?shù)據(jù)，并收集了11個(gè)黃河水樣品，47個(gè)潛水樣品。利用LGR的液態(tài)水同位素分析儀測(cè)量所有水體的δ18O，δD和δT以分析其同位素特征?！窘Y(jié)果：地下水補(bǔ)給來(lái)源的確定】根據(jù)1988到2000的降水觀測(cè)，地區(qū)大氣降水線（LMWL）為δD = 7.22δ18O + 5.50（圖2）。降水δD和δ18O加權(quán)平均值分別為-45.59‰和-6.93‰。δ18O變異性范圍為-19.97‰~3.86‰，δD變異性范圍為-147.70‰~5.10‰。LMWL的斜率為7.22，略低于全球平均值8（δD = 8δ18O...
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【摘要】氫氧穩(wěn)定同位素可用于追蹤土壤水分的運(yùn)移。盡管我們對(duì)土壤剖面滲透的水的追蹤及其在徑流和地下水補(bǔ)給中運(yùn)移過(guò)程的研究已經(jīng)很完善了，但土壤水的運(yùn)動(dòng)也包括蒸發(fā)分餾。迄今為止，土壤水的分餾因子主要是基于經(jīng)驗(yàn)性的。與開(kāi)放型水分蒸發(fā)（溫度，濕度，蒸氣壓梯度定義的分餾）不同的是，土壤水蒸發(fā)包括土壤基質(zhì)效應(yīng)的分餾。我們對(duì)這些效應(yīng)特征的理解仍然很差。在這里，我們使用ABB LGR的水汽同位素分析儀（IWA-45-EP）提供了一個(gè)初步結(jié)果，實(shí)驗(yàn)使用了4種土壤混合物，粒度從砂粒到粉粒和黏粒。結(jié)果表明土壤張力可能控制著土壤水分的同位素分餾。土壤張力與平衡分餾的關(guān)系與土壤質(zhì)地?zé)o關(guān)，且得到熱力學(xué)理論的充分支持。雖然結(jié)果是初步的，認(rèn)為未來(lái)的工作應(yīng)該關(guān)注作為土壤水和水蒸氣分餾可能解釋因素的土壤張力的影響。插圖（a）顯示了4種添加土壤混合體的水分釋放曲線。在萎蔫點(diǎn)到吸著水范圍內(nèi)，2個(gè)石英砂樣品的重量含水量保持在0.05 g/g。但在同一范圍內(nèi)，粉砂的重量含水量高達(dá)0.15 g/g。在毛細(xì)管水范圍內(nèi)，黏土的最高重量含水量可達(dá)0.2 g/g。土壤張力為106 hpa時(shí)，砂土樣品I和II的重量含水量分別為0.01和0.005 g/g。在相同的土壤張力下，粉砂的重量含水量為0.05 g/g。重量含水量在0.05和0.005 g/g的粘質(zhì)土在105 hpa以上獲得了更多的數(shù)據(jù)點(diǎn)。（b）圖表明平衡分餾因子（aP/Q）與土壤...
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![使用NASA格倫高光譜成像儀進(jìn)行實(shí)時(shí)HAB制圖]( "使用NASA格倫高光譜成像儀進(jìn)行實(shí)時(shí)HAB制圖")
有害藍(lán)藻（cyanoHABs）通常生長(zhǎng)在世界各地的水生環(huán)境中，包括北美五大湖的淡水湖。營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)豐富或過(guò)量（例如N和P）的水體可以支持藍(lán)藻的快速生長(zhǎng)。除此之外，水溫，風(fēng)，浪和水流都會(huì)影響水華的形成和垂直分布。一些藍(lán)藻會(huì)產(chǎn)生有毒化合物從而危害動(dòng)物和人類健康。因此對(duì)有害藻華的預(yù)先監(jiān)測(cè)顯得尤為重要?！菊坷妹绹?guó)航空航天局（NASA）格倫研究中心開(kāi)發(fā)的高光譜成像系統(tǒng)于2015年至2017年在伊利湖和俄亥俄河采集高空間分辨率數(shù)據(jù)。配合密歇根理工學(xué)院實(shí)施的替代校正方法，將HSI系統(tǒng)采集的輻亮度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為高質(zhì)量的反射率數(shù)據(jù)，并使用現(xiàn)有算法實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)有害藻華。替代校正方法依賴于成像光譜恒定的目標(biāo)以歸一化大氣和儀器校準(zhǔn)信號(hào)的高光譜數(shù)據(jù)。對(duì)伊利湖西部盆地附近的一個(gè)大型瀝青停車場(chǎng)進(jìn)行光譜特征分析，確定為一個(gè)合適的校正目標(biāo)。機(jī)載HIS可以提供對(duì)水質(zhì)狀況的獨(dú)特見(jiàn)解。飛機(jī)可以在云層下運(yùn)行，并且可以根據(jù)需要選擇和更改飛行路線，這比基于空間平臺(tái)的靈活性更大。HIS能以較高的空間分辨率（~1 m）采集數(shù)據(jù)，從而可以監(jiān)測(cè)小型水體，檢測(cè)小塊的表面浮渣，以及監(jiān)測(cè)水華與感興趣目標(biāo)（例如進(jìn)水口）的接近程度。借助這種新的快速周轉(zhuǎn)時(shí)間，機(jī)載數(shù)據(jù)可以作為現(xiàn)有衛(wèi)星平臺(tái)的補(bǔ)充監(jiān)測(cè)工具，針對(duì)關(guān)鍵區(qū)域并按需響應(yīng)水華事件。2015年NASA GRC HIS停車場(chǎng)反射率。粗紅線表示ASD FieldSpec III的原位反射率。校正前，HIS...
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雪反照率可用于估算雪崩，美國(guó)國(guó)家航空航天局機(jī)載降雪觀測(cè)臺(tái)將其與激光雷達(dá)聯(lián)合用于測(cè)量雪深。反照率（或“白度”）是單位時(shí)間，單位面積上各方向出射的總輻射能量與入射的總輻射能量之比，其測(cè)量范圍從0（對(duì)應(yīng)于吸收所有入射輻射的黑體）到1（對(duì)應(yīng)于反射所有入射輻射體）。根據(jù)Wikipedia的說(shuō)法“雪反照率變化很大，可以從0.9（剛落下的雪）到0.4（融化的雪）到0.2（臟雪）。南極洲平均雪反照率略高于0.8。如果積雪區(qū)域邊緣變暖，雪易于融化，會(huì)降低反照率，因此積雪吸收了更多的輻射導(dǎo)致了更多的融雪?！痹谒降奈恼轮小癟he Airborne Snow Observatory: Fusion of scanning lidar, imaging spectrometer, and physically-based modeling for mapping snow water equivalent and snow albedo”特別提到了ITRES CASI在測(cè)量雪反照率上的重要性?！菊吭谑澜缭S多山區(qū)，積雪覆蓋和融化主導(dǎo)著區(qū)域氣候和水資源。山區(qū)的融雪時(shí)間和量級(jí)主要受太陽(yáng)輻射的吸收和雪水當(dāng)量（SWE）的分布控制，但是即使在全球儀器設(shè)備最完善的山區(qū)，對(duì)其了解和認(rèn)識(shí)仍不充分。本研究中我們描述并介紹了機(jī)載降雪觀測(cè)臺(tái)（ASO）的結(jié)果，它耦合了成像光譜儀，掃描激光雷達(dá)以及積雪分布模型以測(cè)定積雪光譜反照率...
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【基本原理】硝酸鹽水溶液（NO3?）的氮氧穩(wěn)定同位素組成（δ15N，δ18O，δ17O）以及亞硝酸鹽（NO2?）的δ15N值是土壤、雨水、地表水、地下水以及海水養(yǎng)分來(lái)源和動(dòng)態(tài)變化的重要示蹤劑。硝酸鹽同位素還用于評(píng)估水生生態(tài)系統(tǒng)循環(huán)N的能力以及通過(guò)地下細(xì)菌反硝化等過(guò)程修復(fù)被硝酸鹽污染的含水層。用疊氮化鎘還原法將NO3?或NO2?轉(zhuǎn)為N2O，用N2O激光光譜法進(jìn)行N和O同位素分析。將激光頂空同位素分析法與同位素比質(zhì)譜法進(jìn)行比較。激光法可直接測(cè)量17O異常，有助于追蹤大氣N來(lái)源。基于此，在所附的文章中“N and O isotope (δ15Nα，δ15Nβ，δ18O，δ17O) analyses of dissolved NO3? and NO2? by the Cd‐azide reduction method and N2O laser spectrometry”，國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)（IAEA）同位素水文學(xué)實(shí)驗(yàn)室主任Leonard I. Wassenaar及其團(tuán)隊(duì)利用N2O同位素分析儀（N2OIA‐23e‐EP Model 914‐0060；Los Gatos Research，Mountain View，CA，USA）開(kāi)展了相關(guān)實(shí)驗(yàn)?！痉椒ā坑茂B氮化鎘法和頂空N2O激光光譜法將其轉(zhuǎn)化為N2O，在N/O穩(wěn)定同位素標(biāo)準(zhǔn)物（IAEA，USGS）上測(cè)量δ15N，δ18O，δ17O。15N示蹤...
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北極苔原位于北半球，是多風(fēng)無(wú)樹的平原。因其溫度低，生長(zhǎng)季短，在冬季土壤下層（向下25-90 cm）被永久凍結(jié)（“多年凍土層”），阻礙了樹木的生長(zhǎng)。在夏季，多年凍土層融化僅足夠用于植物的生長(zhǎng)和繁殖，由于下層土壤凍結(jié)，水分無(wú)法下沉并形成湖泊和沼澤。苔原凍土地區(qū)占世界土壤結(jié)合碳的很大一部分（是當(dāng)今大氣中碳的1.5倍），湖泊和濕地中植被腐爛會(huì)產(chǎn)生CH4。過(guò)去幾十年，人們認(rèn)為北極苔原是碳匯，因?yàn)樗梢酝ㄟ^(guò)光合作用捕獲大氣中大量的CO2，而如今受氣候變化的影響，它已經(jīng)成為重要的碳源，將溫室氣體釋放到大氣中。因此，對(duì)環(huán)境科學(xué)家而言，理解該生態(tài)系統(tǒng)中季節(jié)，植被，氣候因子對(duì)CH4排放的影響至關(guān)重要。大量研究表明，由于多年凍土層的季節(jié)性融化，在北極地區(qū)夏季CH4從大量不穩(wěn)定有機(jī)質(zhì)中排放。然而，很少有研究去理解秋季，冬季和春季（代表了北極地區(qū)一年中的70-80%）的CH4排放現(xiàn)象。以往的幾個(gè)研究表明秋季甲烷通量高，而春冬季節(jié)無(wú)甲烷通量。在所附的文章中“ Cold season emissions dominate the Arctic tundra methane budget”，一組國(guó)際跨學(xué)科的科學(xué)家們報(bào)道了全年CH4排放，包括從沿著阿拉斯加北坡300公里緯度樣帶上的5個(gè)阿拉斯加北極苔原渦度協(xié)方差（EC）站點(diǎn)測(cè)得的通量數(shù)據(jù)，旨在理解CH4通量的季節(jié)性變化。此項(xiàng)目中，EC塔上安裝了開(kāi)路分析儀和閉路LGR...
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摘要：了解再生物種的水分利用特征對(duì)于理解土壤與植物之間的相互作用機(jī)制以及指導(dǎo)水資源受限生態(tài)系統(tǒng)中的生態(tài)恢復(fù)策略具有深遠(yuǎn)的意義。盡管植樹造林是改善退化生態(tài)系統(tǒng)功能和服務(wù)的重要途徑，但對(duì)不同人工林類型中優(yōu)勢(shì)種的水分利用特征的了解甚少。作者調(diào)查了黃土高原三種代表性人工林（三種落葉樹種刺槐、山杏和臭椿組成的混合人工林，純刺槐人工林，純山杏人工林）的植物水分利用特征。作者測(cè)量了每種人工林中優(yōu)勢(shì)種葉片的δ13C以及木質(zhì)部和土壤（400 cm）水分的δ2H和δ18O。結(jié)果表明，混合人工林中三個(gè)主要樹種在水源貢獻(xiàn)比例上表現(xiàn)出顯著的差異（P＜0.05），表明植物具有水源隔離作用。與純山杏人工林相比，混合人工林中的山杏利用更大比例的淺層土壤水，相應(yīng)地減少了對(duì)深層土壤水的消耗。然而，在不同人工林中，刺槐水分吸收比例未表現(xiàn)出顯著差異?；旌先斯ち种兄参锶~片的δ13C顯著高于純?nèi)斯ち值?。不同人工林中，刺槐葉片的δ13C與SWC呈正相關(guān)關(guān)系，而山杏中未觀察到這種關(guān)系。結(jié)果表明人工林類型會(huì)影響植物水分利用特征，具有對(duì)人工林類型的物種特異性響應(yīng)，以及種間競(jìng)爭(zhēng)和種內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)之間不同的水源競(jìng)爭(zhēng)效應(yīng)。研究區(qū)域該研究是在陜西省羊圈溝流域進(jìn)行的（36°42′45″ N，109°31′45″）。該流域是黃土高原中部的黃土丘陵溝壑區(qū)。樣品采集作者于2016年植物生長(zhǎng)季節(jié)5-9月采集了植物葉片樣品用于δ13C的測(cè)定...
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摘要：采礦后地區(qū)受到大規(guī)模和嚴(yán)重的干擾，會(huì)對(duì)周圍生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生重要的影響。原本的生態(tài)系統(tǒng)被破壞，而植樹造林可以恢復(fù)這些生態(tài)系統(tǒng)。但其成功和速度取決于所挖出棄土基質(zhì)的特性。熱紅外遙感為棄土基質(zhì)的標(biāo)測(cè)和分類帶來(lái)了優(yōu)勢(shì)，從而確定了其特性。棄土基質(zhì)庫(kù)包含光譜發(fā)射率（Designs and Prototypes Model 102便攜式FTIR光譜儀）和化學(xué)性質(zhì)，可以促進(jìn)遙感活動(dòng)。該研究提供了從捷克共和國(guó)褐煤開(kāi)采場(chǎng)提取的棄土基質(zhì)發(fā)射率的光譜庫(kù)。通過(guò)干燥和篩分將提取的樣品均質(zhì)化。每個(gè)樣品的光譜發(fā)射率通過(guò)光譜平滑算法來(lái)確定，該算法適用于傅立葉變換紅外（FTIR）光譜儀測(cè)得的數(shù)據(jù)。同時(shí)測(cè)量了每個(gè)樣品的化學(xué)參數(shù)（pH、電導(dǎo)率、Na、K、Al、Fe、灼燒損失和多酚含量）和毒性。本文中光譜基因庫(kù)以地理坐標(biāo)的形式提供了獲取位置的有價(jià)值的信息，呈現(xiàn)的數(shù)據(jù)本質(zhì)上是唯一的，可以在長(zhǎng)波紅外電磁頻波中為許多遙感活動(dòng)提供服務(wù)。1總結(jié)露天采礦過(guò)程中，煤層上方大量的基質(zhì)被清除并重新堆放，覆蓋了廣闊的區(qū)域，這些從幾百米深處挖出的材料被稱為棄土基質(zhì)。其物理和化學(xué)特性會(huì)發(fā)生變化，異質(zhì)性很大程度上受地質(zhì)及采礦和堆放方法的影響，由于這個(gè)原因，基質(zhì)與最近的土壤有很大的不同。它們有極端的pH值，高濃度的重金屬、多酚（即煤分解產(chǎn)物）和鹽含量。這些性質(zhì)會(huì)影響采礦后地區(qū)植被發(fā)展的成功和速度。因此，在土地...
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