摘要土壤有機(jī)質(zhì)（SOM）在全球碳循環(huán)中起著非常重要的作用，而高光譜遙感已被證明是一種快速估算SOM含量的有前景方法。然而，由于忽略了土壤物理性質(zhì)的光譜響應(yīng)，SOM預(yù)測(cè)模型的準(zhǔn)確性和時(shí)空可遷移性較差。本研究旨在通過(guò)減少土壤物理性質(zhì)對(duì)光譜的耦合作用來(lái)提高SOM預(yù)測(cè)模型的時(shí)空可遷移性?；谛l(wèi)星高光譜圖像和土壤物理變量，包括土壤濕度（SM）、土壤表面粗糙度（均方根高度，RMSH）和土壤容重（SBW），建立了基于信息解混方法的土壤光譜校正模型。選取中國(guó)東北的兩個(gè)重要糧食產(chǎn)區(qū)作為研究區(qū)域，以驗(yàn)證光譜校正模型和SOM含量預(yù)測(cè)模型的性能和可遷移性。結(jié)果表明，基于四階多項(xiàng)式和XG-Boost算法的土壤光譜校正具有優(yōu)異的準(zhǔn)確性和泛化能力，幾乎所有波段的殘余預(yù)測(cè)偏差（RPD）均超過(guò)1.4?；赬G-Boost校正光譜的SOM預(yù)測(cè)精度最 高，決定系數(shù)（R2）為0.76，均方根誤差（RMSE）為5.74 g/kg，RPD為1.68。遷移后模型的預(yù)測(cè)精度、R2值、RMSE和RPD分別為0.72、6.71 g/kg和1.53。與模型直接遷移預(yù)測(cè)相比，采用基于四階多項(xiàng)式和XG-Boost的土壤光譜校正模型，SOM預(yù)測(cè)結(jié)果的RMSE分別降低了57.90%和60.27%。 這種性能比較凸顯了在區(qū)域尺度 SOM 預(yù)測(cè)中考慮土壤物理特性的優(yōu)勢(shì)。Figure 1. Framework of the proposed SOM...
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北京，這座擁有千年歷史的城市，見(jiàn)證了無(wú)數(shù)歷史的變遷和現(xiàn)代文明的飛躍。然而，隨之而來(lái)的是空氣質(zhì)量問(wèn)題，尤其是由機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣排放引發(fā)的大氣污染。據(jù)相關(guān)研究顯示，機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣中含有大量的有害物質(zhì)，包括一氧化碳、氮氧化物、揮發(fā)性有機(jī)化合物以及細(xì)顆粒物等，這些污染物不僅對(duì)人體健康構(gòu)成威脅，還會(huì)導(dǎo)致城市霧霾的形成，影響城市的視覺(jué)美感和居民的生活質(zhì)量。在眾多污染物中，氨氣作為一種典型的堿性氣體，其來(lái)源多樣，包括農(nóng)業(yè)活動(dòng)、工業(yè)生產(chǎn)、生活垃圾處理等。在北京市城區(qū)車(chē)輛排放是否是氨氣的主要來(lái)源？據(jù)此，來(lái)自中國(guó)科學(xué)院大氣物理研究所的研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了相關(guān)研究。北京城區(qū)NH3排放源-機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣背景介紹氨氣是大氣中重要的堿性氣體，在中和酸性氣體，形成二次氣溶膠方面發(fā)揮著重要作用。NH3在大氣中滯留時(shí)間短，因此NH3濃度日變化顯著。一般特征為在早上大約07:00~10:00，NH3濃度到達(dá)峰值。然而以前的研究局限于單一季節(jié)，無(wú)法闡明該現(xiàn)象對(duì)于所有季節(jié)是否是普遍特征。且尚不清楚車(chē)輛排放是否是城市NH3主要源。研究方法來(lái)自中國(guó)科學(xué)院大氣物理研究所的研究團(tuán)隊(duì)利用Picarro G2103氨氣分析儀在中科院大氣物理所一棟建筑物屋頂進(jìn)行了NH3濃度年在線(xiàn)觀(guān)測(cè)并通過(guò)離線(xiàn)方式在冬天以小時(shí)尺度測(cè)量了NH4+及δ15N。旨在表征NH3日動(dòng)態(tài)變化并識(shí)別NH3的城市源。結(jié) 論北京市城區(qū)早晨NH3峰值的發(fā)生是一種普遍特征，平均發(fā)生頻率為73....
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菱透浮萍綠錦池，夏鶯千囀弄薔薇透過(guò)浮萍，詩(shī)人的眼里看到的是其和水中菱葉相映成趣的景象，是夏日池塘的勃勃生機(jī)。而在科研學(xué)者的眼中，看到的是天南星目浮萍科的水生植物，是潛藏在水稻種植中的雙刃劍。營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的爭(zhēng)奪?自然光照的遮擋?生存空間的占據(jù)?在一片生機(jī)之下，浮萍和水稻之間塑造著另一番景象..由于氣候變暖/或灌溉水富營(yíng)養(yǎng)化的影響，稻田中的浮萍（DGP）大幅增加。本研究考慮到生態(tài)因素、光合能力、光譜變化和植物生長(zhǎng)等因素，對(duì)三個(gè)代表性水稻品種進(jìn)行了田間試驗(yàn)，以確定DGP對(duì)水稻產(chǎn)量的影響。結(jié)果表明，DGP顯著降低pH值0.6，日水溫降低0.6℃，水稻抽穗期提前1.6天，并平均增加了葉片的SPAD和光合速率分別為10.8%和14.4%。DGP還顯著提高了RARSc、MTCI、GCI、NDVI705、CI、CIrededge、mND705、SR705、GM等多種植被指數(shù)的數(shù)值，并且水稻冠層反射光譜的一階導(dǎo)數(shù)曲線(xiàn)在DGP處理后呈現(xiàn)出“紅移”現(xiàn)象。上述因素的改變可導(dǎo)致株高平均增加4.7%，干物質(zhì)重量平均增加15.0%，每平方米穗數(shù)平均增加10.6%，千粒重平均增加2.3%，最終籽粒產(chǎn)量增加10.2%。 DGP誘導(dǎo)的籽粒增產(chǎn)可以通過(guò)降低稻田水的pH值和溫度來(lái)實(shí)現(xiàn)，從而提高SPAD值和葉片的光合作用，刺激水稻植株生長(zhǎng)。這些成果可以通過(guò)水稻和浮萍之間的生物協(xié)同作用，為未來(lái)農(nóng)業(yè)和環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展提供有價(jià)值的理...
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在城市污水處理與農(nóng)村生活廢棄物管理中，化糞池作為一種常見(jiàn)的糞便處理設(shè)施，承擔(dān)著重要角色。然而，化糞池在分解過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生包括氨氣在內(nèi)的惡臭氣體，這些氣體不僅對(duì)周?chē)h(huán)境造成異味污染，還可能對(duì)人體健康構(gòu)成威脅。以下論文中，來(lái)自上海市環(huán)境科學(xué)研究院的研究團(tuán)進(jìn)行了化糞池的相關(guān)研究，以降低化糞池氨氣排放對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響，促進(jìn)生態(tài)平衡和可持續(xù)發(fā)展，為相關(guān)領(lǐng)域的政策制定和技術(shù)改進(jìn)提供理論依據(jù)和實(shí)踐指導(dǎo)。中國(guó)城市潛在NH3排放源-化糞池背景介紹在中國(guó)高度污染的城市大氣中，大氣新粒子形成可能是由于硫酸和胺的成核機(jī)制，而目前尚不清楚為什么中國(guó)的城市大氣中富含胺。在城市中，盡管抽水馬桶的普及率接近100%，但人類(lèi)排泄物大多儲(chǔ)存在建筑物下面的化糞池中，而不是直接運(yùn)往污水處理廠(chǎng)。化糞池中大量NH3是微生物分解的產(chǎn)物，可以通過(guò)連接屋頂?shù)乃芰瞎茚尫诺酱髿庵?。鑒于胺與氨是共同排放的，有理由認(rèn)為人類(lèi)排泄物也可能是中國(guó)城市中胺的重要來(lái)源。除了解氨排放特性外，基于氨和胺同時(shí)測(cè)量來(lái)制定準(zhǔn)確的氨排放清單是必要的。研究方法來(lái)自上海市環(huán)境科學(xué)研究院的研究團(tuán)隊(duì)于2020年7月6日至30日在上海市環(huán)境科學(xué)研究院的化糞池及室外環(huán)境中利用Picarro G2103氨氣分析儀以1HZ高時(shí)間分辨率進(jìn)行了NH3在線(xiàn)測(cè)量，同時(shí)測(cè)量了各種胺組分。結(jié) 論在人類(lèi)活動(dòng)的驅(qū)動(dòng)下，持續(xù)觀(guān)測(cè)到強(qiáng)烈的C2-和C3-胺排放脈沖，其中（C3H7N）以前很少測(cè)量到，...
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大興安嶺地處中國(guó)東北，這里的氣候寒冷干燥，冬季漫長(zhǎng)而嚴(yán)寒，夏季則短暫而涼爽，適宜白樺的生長(zhǎng)。亭亭白樺，悠悠碧空，微微南來(lái)風(fēng)。春天，是大興安嶺的白樺樹(shù)復(fù)蘇的季節(jié)。雪融水潤(rùn)，大地回春，在這神秘而美麗的土地上，白樺樹(shù)以其獨(dú)特的水分利用能力，展現(xiàn)出了大自然魅力。大興安嶺南部白樺的水分利用規(guī)律及其對(duì)干旱環(huán)境的適應(yīng)性本研究旨在考察大興安嶺南部天然次生林中主要植物白樺（Betula platyphylla）的水分利用模式。該調(diào)查利用氧穩(wěn)定同位素技術(shù)，時(shí)間跨度涵蓋2019年7月至2020年9月。東北地區(qū)研究區(qū)的位置及其森林分布（綠色）?！捌渌笔侵噶值兀ɑ疑┮酝獾耐恋乩妙?lèi)型。在兩年的時(shí)間里，在純白樺林內(nèi)建立的 30 m × 30 m 的樣地內(nèi)進(jìn)行了季節(jié)性田間試驗(yàn)。作者選擇了五棵健康的白樺木，其高度和胸徑接近研究區(qū)域的平均值。樣地土壤剖面較淺（厚度約為 40-70 厘米）土壤采樣在每月中旬無(wú)雨的日子或降雨后的幾天進(jìn)行。每月系統(tǒng)采集10 cm、20 cm、30 cm、40 cm、60 cm深度的樹(shù)木木質(zhì)部水和土壤水樣本，進(jìn)行穩(wěn)定同位素分析。成熟植物體內(nèi)水的同位素組成可以反映植物水分來(lái)源的同位素組成。2019年和2020年（5月至10月）在樣樹(shù)上取樣，每棵樣樹(shù)取樣3個(gè)重復(fù)。使用手動(dòng)螺旋鉆獲取土壤水樣，并用封口膜密封在玻璃容器中，用于隨后的同位素分析。為了減輕蒸發(fā)對(duì)同位素含量的影響，所有土壤...
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![使用 VIS-NIR 光譜儀通過(guò)特征波長(zhǎng)和線(xiàn)性判別分析法快速區(qū)分有機(jī)和非有機(jī)葉菜（空心菜、莧菜、生菜和小白菜）]( "使用 VIS-NIR 光譜儀通過(guò)特征波長(zhǎng)和線(xiàn)性判別分析法快速區(qū)分有機(jī)和非有機(jī)葉菜（空心菜、莧菜、生菜和小白菜）")
有機(jī)蔬菜，是指在蔬菜生產(chǎn)過(guò)程中嚴(yán)格按照有機(jī)生產(chǎn)規(guī)程，禁止使用任何化學(xué)合成的農(nóng)藥、化肥、生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑等化學(xué)物質(zhì)，以及基因工程生物及其產(chǎn)物，而是遵循自然規(guī)律和生態(tài)學(xué)原理，采取一系列可持續(xù)發(fā)展的農(nóng)業(yè)技術(shù)，協(xié)調(diào)種植平衡，維持農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)持續(xù)穩(wěn)定，且經(jīng)過(guò)有機(jī)食品認(rèn)證機(jī)構(gòu)鑒定認(rèn)證，并頒發(fā)有機(jī)食品證書(shū)的蔬菜產(chǎn)品。關(guān)于如何快速鑒別有機(jī)蔬菜與非有機(jī)蔬菜，光譜儀器的應(yīng)用提供了新的思路。一起來(lái)了解一下今日推薦的文章。使用 VIS-NIR 光譜儀通過(guò)特征波長(zhǎng)和線(xiàn)性判別分析法快速區(qū)分有機(jī)和非有機(jī)葉菜（空心菜、莧菜、生菜和小白菜）當(dāng)前有機(jī)葉類(lèi)蔬菜面臨著可能被非有機(jī)產(chǎn)品替代以及容易脫水和變質(zhì)的挑戰(zhàn)。為了解決這些問(wèn)題，本研究采用ASD FieldSpec 4 便攜式地物光譜儀 結(jié)合線(xiàn)性判別分析 (LDA) 來(lái)快速區(qū)分有機(jī)和非有機(jī)葉菜。有機(jī)類(lèi)包括有機(jī)空心菜 (Ipomoea Aquatica Forsskal)、莧菜 (Amaranthus tricolor L.)、生菜 (Lactuca sativa var. ramosa Hort.) 和小白菜 (Brassica rapa var. chinensis (Linnaeus) Kitamura)，而非有機(jī)類(lèi)別由四種對(duì)應(yīng)的非有機(jī)類(lèi)別組成。分別對(duì)這些蔬菜的葉子和莖的反射光譜進(jìn)行二元分類(lèi)。鑒于 VIS-NIR 光譜范圍廣泛，使用穩(wěn)定性選擇 (SS)、隨機(jī)森林 (RF)...
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微塑料是指直徑小于5毫米的塑料顆粒，它們主要來(lái)源于塑料制品的磨損、降解和破碎，對(duì)環(huán)境和生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生了不容忽視的影響。微塑料廣泛分布在河流、湖泊、海洋等水體中，對(duì)水環(huán)境會(huì)造成污染，也可被水生生物攝取，進(jìn)而在食物鏈中傳遞，最終影響到人類(lèi)健康。此外，微塑料還可能影響浮游動(dòng)物的攝食、生長(zhǎng)和繁殖，從而影響整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的功能。針對(duì)微塑料是否會(huì)影響生物擾動(dòng)活動(dòng)，國(guó)外的一組團(tuán)隊(duì)展開(kāi)了研究。淡水沉積物中的微塑料影響主要生物擾動(dòng)者在生態(tài)系統(tǒng)功能中的作用 微塑料（粒徑≤5mm）是塑料廢物中的一部分，會(huì)通過(guò)沿海徑流和河流進(jìn)入到海洋。根據(jù)其密度差異，或漂浮在水中或進(jìn)入沉積物中。沉積物-水界面是水中生物主要活動(dòng)區(qū)，通過(guò)生物地球化學(xué)過(guò)程在生態(tài)系統(tǒng)功能中發(fā)揮著重要作用。這些生物地球化學(xué)過(guò)程主要由微生物活動(dòng)驅(qū)動(dòng)，而底棲無(wú)脊椎動(dòng)物生物擾動(dòng)作用明顯，可憑借進(jìn)食、排泄、推土、掘穴以及建造洞穴、土堆和坑等行為影響各界面間的養(yǎng)分動(dòng)態(tài)及微生物過(guò)程。但目前尚不清楚微塑料的存在是否會(huì)影響生物擾動(dòng)者在沉積物中的生理和活動(dòng)?；诖?，為填補(bǔ)研究空白，國(guó)外的一組研究團(tuán)隊(duì)在法國(guó)東南部Lone des Pe?cheurs河床收集沉積物，過(guò)篩后，于-20℃儲(chǔ)存以殺死微生物。然后測(cè)量了沉積物樣品的顆粒物粒徑分布、總有機(jī)碳（TOC）和總氮含量（TN）。將沉積物和微塑料在玻璃瓶中混合以形成4個(gè)微塑料濃度（0 顆粒物/kg沉積物干物質(zhì)（對(duì)照）...
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在青藏高原的腹地，巍峨的唐古拉山脈佇立于世界之巔，其冰川如同大自然的年輪，默默記錄著地球氣候的每一次微妙變化。冰川之中，那些被冰封的氣泡，就像是時(shí)間的容器，保存著過(guò)去氣候的密碼。冰芯氣泡，是冰川積累過(guò)程中空氣被困于冰層之中形成的。它們不僅僅是簡(jiǎn)單的空氣囊泡，而是攜帶著過(guò)去氣候信息的寶貴資源。當(dāng)雪花飄落并逐漸積累成冰時(shí)，其中的空氣被封存，形成了氣泡。這些氣泡中的空氣成分，包括溫室氣體如二氧化碳和甲烷，以及它們的濃度，都是反映當(dāng)時(shí)大氣成分的重要指標(biāo)?？茖W(xué)家們通過(guò)分析這些冰芯中的氣泡，揭示了氣候變化的歷史，而冰芯中的δ18O值更是成為了解這一歷史的關(guān)鍵線(xiàn)索。青藏高原中部冰芯氣泡δ18O指示晚全新世冰川變化 冰芯中的氣泡是冰初形成時(shí)的地球大氣，蘊(yùn)含了關(guān)于過(guò)去的無(wú)窮訊息，是研究古大氣環(huán)境最直接的方法，且已廣泛用于區(qū)域或全球氣候重建。極地和高山冰川冰芯中空氣含量的變化除了與積雪速率和氣溫變化有關(guān)，主要與太陽(yáng)輻射強(qiáng)度有關(guān)，已用于建立冰芯年代學(xué)。冰芯氣泡的氧同位素比率（δ18Obub）可以指示氣溫高低的變化。然而，由于缺乏長(zhǎng)期連續(xù)的數(shù)據(jù)記錄，人們對(duì)其在山地冰川中的氣候影響知之甚少。基于此，在本文中，來(lái)自中國(guó)科學(xué)院青藏高原研究所的研究團(tuán)隊(duì)在青藏高原中部的唐古拉冰山（33°06'36.6' N，92°04'24.4' E）鉆取了190.3 ...
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![Resonon | 使用高光譜成像儀和機(jī)器學(xué)習(xí)對(duì)新鮮和凍融牛肉進(jìn)行分類(lèi)]( "Resonon | 使用高光譜成像儀和機(jī)器學(xué)習(xí)對(duì)新鮮和凍融牛肉進(jìn)行分類(lèi)")
肉類(lèi)富含豐富的蛋白質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，不僅能夠滿(mǎn)足我們的味蕾，還能夠提供我們身體所需的能量和營(yíng)養(yǎng)。隨著肉類(lèi)需求的增加，大規(guī)模的肉類(lèi)生產(chǎn)和運(yùn)輸過(guò)程中，肉類(lèi)的速凍可以一定程度保持食物的新鮮度和口感。然而，關(guān)于速凍解凍的肉類(lèi)，和新鮮肉類(lèi)的混淆，讓人難以分辨。首爾大學(xué)的研究人員利用高光譜成像技術(shù)，做了相關(guān)的研究。使用高光譜成像儀和機(jī)器學(xué)習(xí)對(duì)新鮮和凍融牛肉進(jìn)行分類(lèi)由于對(duì)安全、可食用肉類(lèi)的需求的不斷增加，冷凍儲(chǔ)存技術(shù)得到了不斷改進(jìn)。然而目前存在解凍肉在處理和銷(xiāo)售過(guò)程中被進(jìn)行了錯(cuò)誤的標(biāo)記，宣稱(chēng)為新鮮肉類(lèi)，這可能導(dǎo)致消費(fèi)者受到誤導(dǎo)或產(chǎn)生安全隱患。在這項(xiàng)研究中，使用高光譜圖像數(shù)據(jù)構(gòu)建了一個(gè)機(jī)器學(xué)習(xí)（ML）模型，用于區(qū)分新鮮冷藏、長(zhǎng)期冷藏和解凍的牛肉樣本。通過(guò)四種預(yù)處理方法，共準(zhǔn)備了五個(gè)數(shù)據(jù)集來(lái)構(gòu)建ML模型。使用PLS-DA和SVM技術(shù)構(gòu)建了模型，其中應(yīng)用散點(diǎn)校正和RBF核函數(shù)的SVM模型性能最佳。結(jié)果表明，利用高光譜圖像數(shù)據(jù)立方體，可以構(gòu)建區(qū)分新鮮肉類(lèi)和非新鮮肉類(lèi)的預(yù)測(cè)模型，這可以成為肉類(lèi)儲(chǔ)存狀態(tài)常規(guī)分析的快速、非侵入性方法。安裝在暗室中的高光譜數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的配置示意圖基于此，來(lái)自首爾大學(xué)的研究人員使用Resonon Pika L 高光譜成像儀，在近紅外光譜的400-1000 nm波段內(nèi)獲取高光譜圖像數(shù)據(jù)立方體，進(jìn)行了相關(guān)研究。在本研究中，圖像采集系統(tǒng)安裝在暗室中，以確保完全消除外部光并能夠采集高光譜圖像...
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在葡萄栽培與釀酒工業(yè)中，可溶性固形物總含量（Total Soluble Solids, TSS）是衡量果實(shí)成熟度和品質(zhì)的關(guān)鍵指標(biāo)。不同品種的葡萄因其遺傳特性和生長(zhǎng)環(huán)境的差異，其TSS含量存在顯著變化。準(zhǔn)確估算各品種葡萄的TSS含量，對(duì)于預(yù)測(cè)酒的品質(zhì)、調(diào)整釀造工藝以及確定最佳采收時(shí)機(jī)均具有重要意義。那么，如何能夠準(zhǔn)確估算葡萄的TSS含量呢？跟隨小編，一起來(lái)看看下面這篇論文給出了怎樣的答案。摘要 · ABSTRACT可溶性固形物總含量（TSS）是決定葡萄最佳成熟度的關(guān)鍵變量之一。在這項(xiàng)工作中，基于漫反射光譜測(cè)量，開(kāi)發(fā)了偏最小二乘（PLS）回歸模型，用于估算Godello、Verdejo（白葡萄）、Mencía 和Tempranillo（紅葡萄）等葡萄品種的TSS含量。為了確定TSS預(yù)測(cè)的最適合光譜范圍，對(duì)四個(gè)數(shù)據(jù)集進(jìn)行了回歸模型的校準(zhǔn)，其中包括以下光譜范圍：400–700 nm（可見(jiàn)光）、701–1000 nm（近紅外）、1001–2500 nm（短波紅外）和400–2500 nm（全光譜范圍）。我們還測(cè)試了標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)變量變換技術(shù)。使用留一交叉驗(yàn)證評(píng)估了回歸模型，評(píng)估指標(biāo)包括均方根誤差（RMSE）、決定系數(shù)（R2）、性能與偏差比（RPD）和因子數(shù)（F）。紅葡萄品種的回歸模型通常比白葡萄品種的模型更準(zhǔn)確。最佳的回歸模型是針對(duì)Mencía（紅葡萄）得到...
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