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森林約占全球土壤碳庫的70%，是調(diào)節(jié)大氣CO2濃度的關(guān)鍵因素。濕地作為陸地和水生系統(tǒng)的過渡區(qū)，通常地下水位接近地表。全球變暖導(dǎo)致北方低地森林被濕地取代，造成景觀破碎化，并可能改變碳通量。土壤CO2通量占大氣碳的20-38%，其主要來源是土壤呼吸，包括自養(yǎng)和異養(yǎng)呼吸。異養(yǎng)呼吸受溫度、濕度和溶解有機物（DOM）影響。低分子量化合物（LMW）更易降解，促進微生物活動和土壤呼吸。解凍期雨雪事件可將DOM輸送至濕地，影響土壤CO2通量。本研究假設(shè)，解凍期森林濕地集水區(qū)的土壤CO2通量受DOM運動的影響，目標(biāo)是分析CO2通量變化，確定DOM的影響， 并探索微生物在其中的作用。圖們江位于中國、朝鮮和俄羅斯的交界處，最終流入日本海，地處中高緯度地區(qū)，范圍為北緯41.99°到44.51°（圖1(a)）。布爾哈通河是圖們江的重要支流，其上游流域面積為1560平方公里。該流域以山地森林為主，森林、農(nóng)田和濕地的覆蓋率分別為81.7%、12.0%和2.0%（圖1(b)）。主要植被為蒙古櫟、白樺、紅松和苔草，分別分布在混交林和濕地中。土壤類型包括壤土、粉質(zhì)黏壤土和黏土，深度分別為0–11、11–34和34–64厘米。水東森林濕地流域（SFWC）是布爾哈通河流域的一個子流域，面積為0.98平方公里，其中森林、農(nóng)田和濕地面積比例分別為93.1%、0.7%和2.2%。此外，高地森林匯聚形成一條流經(jīng)下游濕地的溪流。因此，該流域為研究融化期間森林濕地內(nèi)DOM運動對土壤CO2通量變化特征的影響提供了一個理想的天然實驗室（圖1(c)）。圖 1. 圖們江流域地理位置（TRB，a）及BRW主要土地利用分布（b）。森林濕地流域內(nèi)現(xiàn)場站點（▲）、土壤呼吸站點（●）、水體采樣站點（▲）的空間分布及相應(yīng)的場景圖片（c）。上游水和下游水分別是流入濕地的上游水和流出濕地的下游水的簡稱。本研究使用便攜式...
發(fā)布時間: 2024 - 12 - 02
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太白山，坐落于陜西寶雞，是我國著名的秦嶺山脈的主峰，也是我國大陸東部的第一高峰。高達3767.2米的海拔，巨大的高山落差，明顯的氣候差異——自然的賦予讓太白山形成了獨特的垂直景觀。隨著海拔的變化，太白山容納了種類多樣的叢林、珍禽異獸、冰川奇石等豐富的自然景觀。不僅吸引了各地游客前來觀光，更有佳句“山腳盛夏山嶺春，山麓艷秋山頂寒，赤壁黃綠白蘭紫，春夏秋冬難分辯?！睆V為流傳。當(dāng)然，巨大的氣候差異和垂直景觀的形成，帶來的不僅僅是特色的旅游資源，更為專業(yè)領(lǐng)域內(nèi)的研究提供了豐富的樣本。依托太白山的天然差異，中國科學(xué)院地球環(huán)境研究所進行了同位素相關(guān)的調(diào)查研究。葉水氫和氧同位素的控制：跨季節(jié)和海拔的區(qū)域調(diào)查葉片水中穩(wěn)定的氧（δ18O）和氫 （δ2H）同位素充當(dāng)連接水文氣候與植物來源有機物的橋梁，然而，目前尚不清楚水源（枝條水、土壤水和降水）或氣象參數(shù)（溫度、相對濕度和降水）是否對其控制?；诖耍瑏碜灾袊茖W(xué)院地球環(huán)境研究所的研究團隊調(diào)查了太白山（33.96° N，107.77° E，海拔3767m）海拔梯度δ18Oleaf和δ2Hleaf、潛在水源同位素（LI-2100 Pro全自動真空冷凝抽提系統(tǒng)，北京理加聯(lián)合科技有限公司+Picarro L2130-i水同位素分析儀）和氣象參數(shù)的季節(jié)特征。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，葉片水氫和氧同位素對氣象參數(shù)（降雨、溫度和RH）和源水（木質(zhì)水、降雨）氫和...
發(fā)布時間: 2023 - 03 - 21
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黃土高原“這片廣袤的土地已經(jīng)被水流剝蝕得溝壑縱橫、支離破碎、四分五裂，像老年人的一張粗糙的臉?！边@是已故作家路遙在《平凡的世界》里對黃土高原的描述，也是三、四十年前黃土高原生態(tài)環(huán)境的真實寫照，水土流失嚴重，荒涼貧瘠。如今經(jīng)過前輩們的不懈努力，這片土地上發(fā)生了翻天覆地的變化，植被恢復(fù)與人工造林成果顯著，生態(tài)環(huán)境大幅改善?，F(xiàn)在的黃土高原“植被”與“水”已經(jīng)成為這片土地上綁定的話題。生態(tài)改善的同時，人們對于此的研究也在不斷深入。關(guān)于植被在這片土地的恢復(fù)過程中，如何影響到生態(tài)水文的變化？今天來了解一篇中國科學(xué)院地球環(huán)境研究所研究團隊的相關(guān)論文。中國黃土高原天然草地和人工林地小流域生態(tài)水文分離——一年周期穩(wěn)定同位素觀測的證據(jù)陸地生態(tài)水文是地球水文循環(huán)的重要組成部分，對于其功能和相關(guān)服務(wù)的理解至關(guān)重要。土壤可調(diào)節(jié)局部到全球范圍的生態(tài)水文過程。植物作為生態(tài)水文重要組成部分，在生態(tài)系統(tǒng)貢獻了50%-90%的蒸散量。因此，研究植物和周圍土壤之間水的相互作用對于深入理解生態(tài)水文過程至關(guān)重要。生態(tài)水文分離假說是同位素生態(tài)水文關(guān)注的熱點問題，它涉及到兩個水世界。已有許多研究在不同氣候帶進行了生態(tài)水文分離調(diào)查。黃土高原一直進行人工林和自然恢復(fù)，顯著改變了土壤性質(zhì)、植被群落、微生物群落和生態(tài)水文過程，然而植被恢復(fù)如何影響生態(tài)水文過程仍不清楚?；诖?，來自中國科學(xué)院地球環(huán)境研究所的研究團隊對甘肅省慶陽市南小河溝...
發(fā)布時間: 2023 - 03 - 09
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2020年11月24日4時30分長征五號遙五運載火箭點火升空托舉嫦娥五號探測器送入預(yù)定軌道意味著人類時隔44年再次從月球帶回了巖石和土壤樣品上一次月球采樣返回任務(wù)是1976年蘇聯(lián)的月球24號美國在阿波羅十一號成功登月之后，進行了6次發(fā)射任務(wù)，其中有5次都獲得了成功，一共將12名宇航員送上了月球，帶回來了382公斤的月球土壤。中美兩國于1979年1月1日正式建交；而就在這前夕的1978年，美國國家安全事務(wù)顧問布熱津斯基訪華時，為表示友好，向中國贈送了1克月巖。地質(zhì)學(xué)家將1g月壤等分成兩份，每份重量0.5g，一份用于研究，另一份用來展覽。如今，我們自己從月球帶回1731克月壤！北京時間2022年10月10 日，國際科學(xué)期刊《自然 · 通訊》（Nature Communications）在線發(fā)布我國嫦娥五號樣品的一項研究成果。中國科學(xué)院國家天文臺李春來、劉建軍研究員領(lǐng)導(dǎo)的團隊，結(jié)合嫦娥五號月球樣品的實驗室分析結(jié)果和遙感探測數(shù)據(jù)，解答了過去對月球晚期玄武巖遙感光譜解譯的疑惑，糾正了月球晚期玄武巖獨特遙感光譜特征的物質(zhì)成分解譯結(jié)果。根據(jù)以往地基望遠鏡和月球軌道器遙感光譜數(shù)據(jù)的分析，普遍認為月球正面西部晚期月海玄武巖覆蓋的區(qū)域富含橄欖石，這是約束月球晚期玄武巖成因的重要因素。然而該推論是否正確，由于缺乏實際樣品的分析而無法證實。嫦娥五號成功著落于月球風(fēng)暴洋東北部的玄武巖平原，返回樣品...
發(fā)布時間: 2023 - 02 - 28
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蘋果是一種常見而又神奇的水果。很多人學(xué)會的第一個英語單詞可能就是Apple；從樹上掉下來，砸到牛頓，啟發(fā)牛頓的也是蘋果；引領(lǐng)消費時代數(shù)碼潮流的蘋果公司，logo是被咬了一口的蘋果~對于這種大家經(jīng)常吃的香甜水果，追本溯源，是來自薔薇科蘋果屬的雜交水果。蘋果的祖先，是一種叫做“新疆野蘋果”的植物，生長在我國新疆和中亞地區(qū)，后來伴隨人類活動擴散開來，果農(nóng)們也一代代與蘋果樹斗智斗勇，通過雜交等方式把他們調(diào)教的越來越美味?，F(xiàn)代農(nóng)業(yè)，為滿足大家更多需求，蘋果的雜交育種依舊在進行，人類學(xué)會了利用更先進的技術(shù)，今天推薦大家了解一篇通過高光譜成像來預(yù)測蘋果雜交后香氣的優(yōu)秀文章?；赗esonon PIKA XC2高光譜成像預(yù)測蘋果雜交后代香氣蘋果是世界上最受歡迎且有價值的水果之一。質(zhì)地、風(fēng)味和營養(yǎng)是蘋果最重要的品質(zhì)。一般來說，香氣在蘋果風(fēng)味中發(fā)揮著重要的作用。提高蘋果香氣是育種和篩選的目標(biāo)。因此，構(gòu)建蘋果香氣成分評估模型至關(guān)重要。高光譜成像技術(shù)（HSI）結(jié)合二維成像技術(shù)實現(xiàn)光譜全圖像信息獲取，因其快速、有效和無損特征而廣泛應(yīng)用在農(nóng)業(yè)、食品和化學(xué)領(lǐng)域?；诖?，在本文中，來自西北農(nóng)林科技大學(xué)園藝學(xué)院的研究人員利用高光譜成像（PIKA XC2 高光譜相機，Resonon Inc., Bozeman，MT，USA）建立了‘Honeycrisp’בMaodi’雜交后代的香氣成分預(yù)測模型，初步實現(xiàn)了...
發(fā)布時間: 2023 - 02 - 21
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車厘子，相信大家都不陌生，畢竟“車厘子自由”曾經(jīng)也是風(fēng)靡一時的網(wǎng)絡(luò)熱詞。但是車厘茄是什么呢?車厘子的變種？車厘子和茄子的結(jié)合？空想不如實干，看看度娘怎么說......嚯，原來車厘茄就是常見的小番茄！另外，小加還了解到車厘茄含有豐富的維他命和十分高的鐵質(zhì)含量，不僅有美容功效，還可以預(yù)防出現(xiàn)貧血，可謂是值得多次購買的營養(yǎng)好物。但是購買時，我們只能通過樸素的雙眼判斷其好壞，如果從專業(yè)性的角度出發(fā)，該如何評估車厘茄的質(zhì)量呢？答案就在下面這篇論文里，快一起來看看吧！基于深度學(xué)習(xí)和高光譜圖像估算車厘茄可溶性固形物含量及硬度車厘茄（Solanum lycopersicum）因其特殊的香味深受世界各地消費者喜愛?？扇苄怨绦挝铮⊿SC）和硬度是評估產(chǎn)品質(zhì)量的兩個主要指標(biāo)?，F(xiàn)存的測量技術(shù)主要依賴于化學(xué)方法。然而，這種破壞性的方法不適用于大面積的測量。高光譜成像技術(shù)可以同時獲取光譜信息和空間信息，已廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域，如植物病害脅迫檢測、工業(yè)食品包裝、醫(yī)學(xué)圖像分類及水果質(zhì)量分析?；诖?，來自浙江工業(yè)大學(xué)和浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院的研究人員選擇當(dāng)?shù)刂髁鞯能嚴迩眩╖heyingfen-1）為研究對象，測量其硬度和SSC，并基于高光譜圖像（PIKA XC 高光譜相機，Resonon Inc.，Bozeman，MT，USA）和相應(yīng)的深度學(xué)習(xí)回歸模型開發(fā)了無損式測量技術(shù)。高光譜成像系統(tǒng)【結(jié)果】（A）校正的光譜反射率圖。（...
發(fā)布時間: 2023 - 02 - 13
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水溶性有機物（WSOC）以氣體和顆粒物的形式大量存在于大氣中，在大氣水反應(yīng)和云凝結(jié)核（CCN）形成中發(fā)揮著重要的作用，對全球和區(qū)域氣候變化有著重要影響。此外，某些WSOC是有毒的，它會影響人類健康。WSOC可從源中直接排放或從氣態(tài)和顆粒有機質(zhì)（OM）的光氧化中二次產(chǎn)生。目前，只進行了有限的測量來理解WSOC劃分機制。結(jié)果表明，氣體-顆粒物相劃分取決于很多因素，例如氣象參數(shù)、氣體物質(zhì)組成和凝結(jié)相性質(zhì)。將氣相WSOC（WSOCg）分配到氣溶膠相（WSOCp）是大氣二次有機氣溶膠的主要形成路徑。然而，WSOC劃分過程的基本機制尚不清楚?；诖?，在本文中，來自華東師范大學(xué)、上海市環(huán)境科學(xué)研究院和上海市環(huán)境監(jiān)測中心的研究團隊于2019年冬季在長江三角洲河口濕地生態(tài)系統(tǒng)野外科學(xué)觀測站（31°44′N，121°13′E）同時測量了氣體和顆粒物，包括NH3（Picarro G2103），有機酸（草酸、甲酸和乙酸）、無機離子（陽離子：Na+，NH4+，K+，Ca2+和Mg2+；陰離子：SO42?，NO3?和Cl?）和WSOC。為了全面理解WSOCp形成機制，作者還測量了300-550 nm WSOCp的光學(xué)吸收，同時測量了PM2.5并調(diào)查了氣體-氣溶膠相劃分的影響因素以全面理解中國大氣，尤其是嚴重冬季霧霾區(qū)的有機氣溶膠行為。【結(jié)果】研究區(qū)主要污染物的時間變化。ALWC和pH對WS...
發(fā)布時間: 2023 - 02 - 09
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土壤中重金屬是有害的，其遷移和累積會嚴重威脅生態(tài)環(huán)境安全和人類健康。砷（As）具有高神經(jīng)毒性和致畸性。人類活動，例如采礦和工業(yè)生產(chǎn)會導(dǎo)致大量As釋放到土壤中?？焖贉蚀_確定土壤中As濃度對As污染評估至關(guān)重要。傳統(tǒng)的重金屬調(diào)查方法旨在對野外采集的土壤樣品進行化學(xué)性質(zhì)測試，費事費力、成本高。高光譜遙感具有高光譜分辨率、寬波段范圍和連續(xù)光譜信息等特點，已廣泛用于土壤重金屬濃度的估算。然而，現(xiàn)存的基于高光譜數(shù)據(jù)的土壤重金屬濃度估算模型忽視了土壤光譜和重金屬濃度之間的空間非穩(wěn)態(tài)。基于此，來自首都師范大學(xué)的一組研究團隊以北京東北部地區(qū)（40°10′0″-40°15′30″ N，116°58′4″-117°5′4″ E）為例，基于實驗室測得的光譜數(shù)據(jù)（ASD FieldSpec 4光譜儀），結(jié)合地理加權(quán)回歸（GWR）和XGBoost算法提出了一種新的模型（GW-XGBoost模型）來估算土壤重金屬濃度。并評估了所提出模型的有效性。研究區(qū)和采樣位置。As濃度估算過程流程圖?！窘Y(jié)果】As和光譜的相關(guān)圖。陰影快表示主要化學(xué)吸收范圍。As濃度實測值與預(yù)測值關(guān)系散點圖。As濃度實測值與預(yù)測值擬合比較圖。【結(jié)論】估算模型選擇的光譜波段與表面含有能與As形成復(fù)合物的官能團的光譜活性物質(zhì)的吸收效應(yīng)有關(guān)。構(gòu)建模型時考慮該吸收機制可以有效降低高光譜數(shù)據(jù)的冗余。GW-XGBoo...
發(fā)布時間: 2023 - 02 - 07
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中國是最大的溫室蔬菜生產(chǎn)國，約占世界生產(chǎn)面積的83%。由于全年生產(chǎn)和大量施肥，溫室蔬菜產(chǎn)量高，但也導(dǎo)致了土壤質(zhì)量的惡化和嚴重的環(huán)境問題。近來，無土栽培系統(tǒng)（SCS）在溫室蔬菜生產(chǎn)中逐漸發(fā)展起來，它可以減少甚至消除傳統(tǒng)栽培方式的許多問題，。在SCS中，無土栽培基質(zhì)，也稱為無土栽培生長介質(zhì)，可代替土壤固定根系系統(tǒng)，為植物提供水分和養(yǎng)分，為根區(qū)提供充足的通風(fēng)。然而，由于N肥的大量輸入，N2O排放較高。N2O是一種溫室氣體，具有溫室效應(yīng)，加劇全球變暖，在大氣中存留時間長，可輸送到平流層，導(dǎo)致臭氧層破壞，引起臭氧空洞。無土栽培基質(zhì)已成為SCS中N2O排放的主要載體，但尚不清楚其產(chǎn)生和消耗的相關(guān)途徑，因此亟待研究SCS無土栽培基質(zhì)的N2O排放源。且無土栽培基質(zhì)與土壤理化和生物性質(zhì)高度不同，其具有更準確的水和養(yǎng)分分布，因此也有必要確定管理措施對SCS中N2O排放的影響?；诖?，在本文中，來自中國農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院的一組研究團隊基于穩(wěn)定同位素技術(shù)結(jié)合qPCR分析在兩種灌溉模式下（滴灌和潮汐灌溉）對成都市農(nóng)林科學(xué)院（(103°86′E，30°71′N）溫室里兩種無土栽培基質(zhì)（60%泥炭+20%珍珠巖+20%蛭石+少量植物纖維/商用椰殼纖維基質(zhì)）進行了相關(guān)研究，共設(shè)置4種處理：滴灌+泥炭基質(zhì)（PD），滴灌+椰殼基質(zhì)（CD），潮汐灌溉+泥炭基質(zhì)（PT）以及潮汐灌溉+椰殼基質(zhì)（CT）。旨在...
發(fā)布時間: 2023 - 02 - 02
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松材線蟲?。≒WD），是由松材線蟲（Bursaphelenchus xylophilus）引起的具有毀滅性的國際森林病害之一，可以在幾個月內(nèi)對松林造成快速、大面積的危害，已對我國造成了巨大的生態(tài)和經(jīng)濟損失。因此，及時的監(jiān)測措施非常必要。高光譜遙感可以獲取數(shù)百個波段和連續(xù)波長的數(shù)據(jù)來捕獲受危害樹木的生理變化，有助于檢測早期病蟲害。而基于無人機的高光譜成像儀可以準確觀測樹木冠層的變化，成為評估森林健康情況的有效工具。然而，以往的研究大多使用單日的無人機高光譜數(shù)據(jù)，難以監(jiān)測病害發(fā)生的時間變化并確定最佳的監(jiān)測時期?；诖耍诒狙芯恐?，來自北京林業(yè)大學(xué)的研究團隊于2021年5-10月使用多時態(tài)的數(shù)據(jù)在中國遼寧省撫順市東洲區(qū)（124°12′36′′ -124°13′48′′ E，41°56′53′′ -41°57′46′′）進行了研究。在PWD爆發(fā)期間，作者于2021年5月9日、6月9日、7月11日、8月11日、9月13日和10月21日對紅松林進行了地面調(diào)查（通過形態(tài)和分子鑒定確定59棵樹攜帶松材線蟲，另外選擇59棵未被感染的樹木作為對照）。于2021年5月11日、6月10日、7月12日、8月18日、9月15日和10月23日晴朗無云的天氣條件下利用DJI Matrice 600 Pro無人機搭載Resonon Pika L高光譜相機以及LR1601-IR...
發(fā)布時間: 2022 - 12 - 30
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土壤質(zhì)量直接影響其有機體的健康。然而，土壤容易受到人類活動的干擾，如采礦、工業(yè)化和農(nóng)業(yè)活動，導(dǎo)致嚴重的土壤污染。在各種土壤污染中，有毒元素會對人類和家畜健康以及食品安全造成威脅。因此，監(jiān)測這些污染類型的濃度和分布對于土壤修復(fù)項目至關(guān)重要。然而，傳統(tǒng)采樣和實驗室分析方法成本高、費事費力且局限于采樣點位置，不能很好地具體化濃度的空間分布。因此，需要具有高空間效應(yīng)的快速有效的技術(shù)。許多研究已經(jīng)利用圖像光譜和其它輔助數(shù)據(jù)或環(huán)境變量來預(yù)測有毒元素的分布。而由于衛(wèi)星圖像中云或陰影的存在，土壤采樣和圖像獲取日期存在差距，這種情況下，需要用到具有不同光譜和空間特征圖像的融合，以增加圖像的時間分辨率。Sentinel-2A是“全球環(huán)境與安全監(jiān)測”計劃的第二顆衛(wèi)星，其攜帶一枚多光譜成像儀，可覆蓋13個光譜波段，從可見光和近紅外到短波紅外，具有不同的空間分辨率。Landsat 8是美國陸地衛(wèi)星計劃的第八顆衛(wèi)星，其攜帶的陸地成像儀包括9個波段，空間分辨率為30 m。兩者的協(xié)同應(yīng)用將改進對地球表面的及時和準確觀測，以及遙感不同學(xué)科的使用?；诖耍诒狙芯恐?，來自捷克生命科學(xué)大學(xué)的研究團隊于2015年8月12日在Sarcheshmeh礦山采集了120個土壤樣品，在實驗室進行化學(xué)（As、Pb、Zn和Cr）和光譜測量（ASD Fieldspec 3地物光譜儀）。并于2015年8月13日獲取Landsat 8-OL...
發(fā)布時間: 2022 - 12 - 28
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