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2018–2019年大興安嶺北部近地表土壤凍融期森林土壤CO2和CH4通量

高緯度苔原和針葉林、中緯度闊葉林和草原、高山和高原地區普遍存在季節性、晝夜性甚至持續數小時的凍融循環。北半球近55%的陸地面積經歷季節性凍融，土壤凍融循環持續時間從幾天到150天不等。頻繁的凍融循環改變了土壤微生物群落結構和代謝，加速土壤有機質的分解，并以溫室氣體（如CO2、CH4和N2O）或溶解有機碳（DOC）的形式排放。這些過程已成為生態學、凍土學和生物地球化學研究的重點。凍融循環對地表土壤CO2和CH4通量的影響備受關注。一項研究發現，積雪對冬季土壤呼吸的影響是短暫的，厚度變化對CO2通量影響小。了解活動層過程對多年凍土區土壤CO2和CH4動態的響應和反饋至關重要。凍融循環頻率和持續時間對高寒地區土壤碳通量具有重要調控作用。不同生態系統在融化期具有較高的CO2和CH4通量，研究表明，在近地表土壤凍結期間CO2通量達到峰值，隨后顯著下降。春季融化期（20-30天）的甲烷通量占全年總量的11%。本研究在內蒙古自治區大興安嶺生態系統國家野外觀測研究站（NFORS-DXAE）進行。該地區具有典型的大陸性季風半干旱氣候，多年平均氣溫為-4.4°C，年蒸發潛力800-1200毫米，年降水量450-550毫米，其中60%集中在7月和8月，降雪期為9月至次年5月，平均降雪厚度約30厘米。實驗地塊位于海拔820米的北坡落葉松林，主要喬木為興安落葉松和白樺，平均胸高10 cm，平均樹高10±4.90 m。主要灌木為杜香，平均株高0.31±0.07 m，平均植被蓋度39±8%。土壤為棕色針葉林土，土層厚度30-40 cm（包括10 cm的腐殖質層），有機質含量42.74±0.92 g·kg?1。根據2009-2011年地溫數據，活動層厚度為0.5至2.0 m。圖1. 內蒙古自治區大興安嶺生態系統國家野外科學觀測研究站研...

發布時間: 2024 - 10 - 21

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土壤呼吸 | 積雪對有/無凋落物的溫帶森林土壤CO2及其δ13C值的影響

在這銀裝素裹的世界里，下雪不僅帶來了詩意的畫卷，還為大地覆蓋了一層白色的絨毯，守護著生命的源泉，對土地土壤的呼吸也產生著影響。在漫長的冬季里，積雪和大地度過了一個又一個寧靜的時光。積雪不僅保護了土地的水分，還防止了土地溫度的劇烈變化；當春回大地，雪慢慢融化，雪水還會滋潤著大地。在這些過程中，積雪下土壤中的微生物是一場狂歡還是一片沉寂呢？接下來跟隨一篇優秀的文章來了解一下這些過程~積雪對有/無凋落物的溫帶森林土壤CO2及其δ13C值的影響永凍層和季節性積雪區域占全球陸地表面的60%左右，占全球土壤有機碳（C）儲量的70%以上。積雪直接影響表土和大氣之間的熱交換，減少土壤溫度波動的影響。在嚴寒條件下，較厚的積雪可防止土壤結霜，為地下微生物活動提供相對穩定的生活環境。然而，在全球氣候變化背景下，北半球春季陸地積雪面積正逐年減少，預計本世紀末將減少25%。季節性積雪模式對全球氣候變化具有復雜且多樣的響應，可能會通過光、熱、水和養分等資源再分配來影響森林生態系統的地上和地下過程。土壤呼吸作為土壤C循環的重要過程，占據森林生態系統呼吸的60%以上，氣候變化導致的土壤呼吸的微小變化甚至會引起森林生態系統呼吸的重大變化。積雪和氣溫升高之間的相互作用影響土壤凍融循環，導致土壤性質和土壤CO2排放的變化。作者認為冬季積雪會影響不同季節土壤微生物呼吸及其δ13C值，且會隨著林分和凋落物的存在而變化，然而...

發布時間: 2024 - 01 - 08

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Resonon | 利用航空、地面遙感和機器學習進行西瓜霜霉病嚴重程度的識別和分類

被曬化的大地，被烘懶的萬物，被汗水侵蝕的燥熱......在烈日高懸的夏日，誰不想聽見一聲冰鎮西瓜裂開的清脆，讓清涼香甜的瓜瓤鎖住一整個夏天的炙熱。作為夏日最解暑的水果，西瓜集萬千寵愛于一身，也受到了霜霉病的青睞。霜霉病菌會在潮濕的環境中迅速繁殖，尤其是在溫暖的夏季。這種病害會對西瓜植株造成嚴重的危害，從而影響果實的品質和口感。在佛羅里達州的西瓜產量受到霜霉病的嚴重影響后，為了有效防治西瓜霜霉病，佛羅里達大學的研究團隊進行了相關研究。利用航空、地面遙感和機器學習進行西瓜霜霉病嚴重程度的識別和分類佛羅里達州的西瓜產量受到包括霜霉病（DM）在內的各種病害的不利影響。準確的病害識別對于實施及時有效的管理策略至關重要。遙感工具，例如無人機（UAV）和高光譜成像，已被用于作物病害檢測。先前的研究已成功利用遙感和機器學習（ML）對鱷梨和番茄等其他作物進行了病害檢測。但是，關于使用遙感檢測西瓜病害的研究有限。這項研究的目標是利用機器學習模型和光譜植被指數（VI）來檢測和分類西瓜中霜霉病的不同嚴重程度。在這項研究中，來自佛羅里達大學的研究團隊通過Resonon Pika L室內平臺系統（5個病害階段：低、中（1和2水平）、高和非常高）及野外機載系統（2個階段：低和高）分別測量了西瓜健康葉片和DM感染葉片的高光譜圖像，選擇感興趣區域（ROI），將各種植被指數（VI）作為識別病害階段的指標。利用多層感知...

發布時間: 2023 - 12 - 29

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Picarro | 千煙洲亞熱帶森林生態系統碳同位素廓線觀測系統應用案例

想象一下，你身處一片浩渺的森林中，陽光透過樹葉，灑在地面上，形成一片片斑駁的光影。每一棵大樹都像一座綠色的塔樓，分層堆積著生命的活力。此刻，你可能并不知道，你正在親眼目睹一個驚人的自然現象：碳的旅程。森林是地球上最重要的碳儲存器之一，在這個充滿生命力的舞臺上，每一片葉子、每一棵樹、每一片土壤都在向我們講述著碳的旅程的故事，積極地參與碳的儲存和釋放。科學家們對此也在進行著相關研究，在江西省千煙洲亞熱帶森林生態系統觀測研究站，有這樣一個研究...千煙洲亞熱帶森林生態系統碳同位素廓線觀測系統應用案例森林生態系統固定目前大氣中約三分之一的人為CO2排放；因此，準確評估森林碳匯對于更好理解全球碳收支至關重要。生態系統CO2的碳穩定同位素（δ13C）是追蹤碳循環及其與大氣交換的有力工具。森林生態系統CO2動態變化取決于冠層光合作用，不同組分（葉、莖、根和土壤微生物）呼吸作用及湍流混合過程的相互作用。然而，由于測量限制，大氣中CO2的δ13C模式尚未確定。千煙洲亞熱帶森林生態系統觀測研究站碳同位素廓線系統設置示意圖千煙洲亞熱帶森林生態系統觀測研究站基于Picarro G2201-i，搭建了碳同位素廓線觀測系統，旨在研究森林生態系統內部及上方大氣CO2及其δ13C的時間（晝夜和季節）和垂直變化，以及闡明環境和生理因素以及大氣條件對其變化的影響。該系統設置了7個觀測高度和3個已知濃度和同位素組分的標...

發布時間: 2023 - 12 - 27

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