“森林”這兩個字一共由5個“木”字組成，正如同大自然中無數樹木相互依存，彼此交織，形成了一個龐大而有機的生態系統。森林具有調節氣候、保持水源、防止土壤侵蝕等重要功能，森林是地球上最寶貴的財富之一。然而，隨著人類社會的發展和氣候變化加劇，森林生態系統也在發生著變化。科研人員一直在努力了解并改善這些變化，隨著遙感技術的發展，新的技術手段也帶來了更多地研究可能。今天推薦大家了解的是北京林業大學和北京師范大學的研究團隊所做的研究。森林生態系統是最基本的陸地生態系統組成部分之一，在調節氣候變化、提供物種棲息地、維持生物多樣性及減緩全球變暖等方面發揮著重要的作用。隨著人類活動和氣候變化的加劇，生物和非生物森林干擾事件頻發。因此，有效監測影響森林健康的生物和非生物因素對于理解森林生態系統碳循環及監測全球變暖的影響至關重要。其中病蟲害是生物干擾事件中最主要的干擾因素之一。檢測早期病蟲害位置對于識別高風險林分及預防其大規模爆發和蔓延至關重要。然而，不同病蟲害在垂直結構的不同位置破壞樹木。了解如何監測和評估垂直冠層結構上不同病蟲害的異質脅迫對于提高森林質量至關重要。傳統的田間調查方法費時費力，難以在區域尺度上監測森林。近幾十年來，遙感技術的出現為森林病蟲害監測提供了新的途徑和技術手段。隨著地基、機載、星載平臺等多源遙感技術的快速發展，使得高效、動態地監測不同時空尺度的森林病蟲害成為可能。基于此，來自北...
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2023
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太白山，是秦嶺山脈最高峰，也是青藏高原以東第一高峰，如鶴立雞群之勢冠列秦嶺群峰之首，以高、寒、險、奇、富饒、神秘的特點聞名于世、稱雄華中。李白的“西上太白峰，夕陽窮登攀”，“西當太白有鳥道，可以橫絕峨眉巔”，形象地將太白山的雄峻高聳烘托而出。如今，更是有不少中外游客慕名前來，一覽拔仙絕頂和云海奇觀，領略太白峰的險峻神秘。2020年，來自中國科學院地球環境研究所的研究團隊分別于5月、7月和9月登上太白山，在奇觀景象之中收集土壤和植物，開啟了葉片水氫氧同位素的相關研究。葉片水氫氧同位素的控制因素氫氧穩定同位素（δ2H和δ18O）常被用作示蹤劑來跟蹤水從降水輸入運移到土壤，最終通過土壤蒸發和葉片蒸騰釋放的過程。葉片水蒸騰對于調節各種尺度的水平衡至關重要。陸地植物葉片水通過氣孔蒸發分餾導致重同位素富集，這在很大程度上取決于等大氣條件（溫度和相對濕度等）以及生物生理過程。葉片水同位素信號整合到植物有機物中，例如纖維素和葉蠟，成為研究古氣候重建的新方法。然而，盡管葉片水同位素在生態水文學和有機生物合成中很重要，但人們對葉片水同位素的控制因素以及源水和水文氣候在確定葉片水同位素中的作用仍然缺乏了解且葉片內同位素分餾所涉及過程的復雜性使得準確預測和測量變得困難。基于此，在本研究中，來自中國科學院地球環境研究所的研究團隊于2020年5、7和9月在太白山（33.96°N，107.77...
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“倘若有什么植物妨礙了我們的計劃，或是擾亂了我們干凈整齊的世界，人們就會給它們冠上雜草之名。可如果你本沒什么宏偉大計或長遠藍圖，它們就只是清新簡單的綠影，一點也不面目可憎。” ——《雜草的故事》清新簡單的綠影自然面目可愛，惹人注目，但人類生存之下，繁多冗雜的一片蔓延，確是明目張膽地搶了農作物的地盤，傷了農業發展。世界上的雜草有1000多種，它們通常生長迅速、繁殖能力強，會對農業產生一定的影響。雜草不僅會與農作物爭奪土壤養分和水分，傳播病蟲害，從而影響農作物的生長和產量，含有毒素的雜草還會影響農作物品質。因此，對于農業生產來說，防治雜草對保證農作物的正常生長和產量至關重要。IRIS機載一體式激光雷達高光譜成像儀在評估雜草抗性方面的應用雜草防治是現代農業生產管理的重要組成部分。然而，過度依賴常用除草劑進行化學防治已導致大量抗性雜草的出現，對可持續農業構成重大威脅。因此，開發一種大面積準確評估和量化田間雜草抗性的方法對于農場管理和可持續發展至關重要。目前的方法，例如目視檢查，既費時又費力。酶測定雖然準確，但只能在實驗室環境中進行。熱成像技術可能會受到環境因素的影響，導致在室外使用時精度較低。因此，無法大規模應用。無人機（UAV）和各種傳感器已經成為植物表型研究中不可或缺的工具。在這項研究中，作者于2021年6月7日在中國黑龍江省哈爾濱市向陽農場（位于...
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2023
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霧霾問題，嚴重威脅人們的健康和生活質量，為了尋求解決方案，科學家們開始尋求各種可能的對策，其中之一就是從奶牛場中尋找突破口。這聽起來可能有些奇怪，但事實上，氨氣是霧霾形成的一個重要因素，而奶牛場和氨氣之間存在著奇妙的關聯。NH3氨氣（Ammonia）氨是大氣中的主要堿性物質，是細顆粒物的重要前驅體。它可以與硫酸鹽和硝酸鹽或其他化合物反應生成細顆粒物，造成各種環境和健康問題。氨沉降對于土壤酸化及水體富營養化也具有重要影響。人們越來越關注氨排放，以建立準確的排放清單并制定合理的減排措施。然而世界范圍內許多氨排放清單的排放因子（EFs）和活動數據存在很大的不確定性。中國是氨排放的重要源，約占亞洲總排放的55%，約占全球總排放的20%。而農業是最重要的排放源，畜牧業氨排放占人為總排放的50%以上。因此，準確量化其排放特征顯得尤為重要。科研團隊為此開展研究北京大學環境科學與工程學院蔡旭暉研究團隊于2016.6.29-7.18（2016S，探索階段）、2016.12.16-2017.1.10（2016W）、2018.6.1-7.2（2018S）三個試驗階段在北京西北郊區的一個開放式奶牛場（403±5頭荷斯坦奶牛，自由走動，具有“華北平原農場規模和奶牛類型”的代表性）利用微氣象方法估算了華北平原典型奶牛場的氨排放量。使用定制的9 m可伸縮塔作為每個觀測點的觀測平臺，所有儀器均安裝在塔上...
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2023
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一般說來，丘陵起伏的地形，造成河水不能外泄，常在河口低洼處停蓄起來成湖，也就是河口湖。河口湖又稱為“終點湖”、“尾閭湖”。指處于內流河河口、尾閭、終點的湖泊。由于氣候變化、人口增多、工農業發展，加之水資源總量不足、時空分布不均等因素，導致不少地區的尾閭湖出現地下水位下降、綠洲面積減少、沙塵暴天氣增加等問題。湖泊周邊的生態系統發生變化，植被的多樣性和數量減少，生態環境面臨嚴重破壞。為了改善尾閭湖的現狀，加強水資源管理，人工輸水成為首要選擇。基于此，生態輸水對湖區植被的影響成為不少科研團隊的研究方向。內陸河下游生態輸水區白刺灌叢的水分利用策略：基于穩定同位素數據在干旱地區，內陸河流域的尾閭湖通常是綠洲邊緣阻止風沙侵襲的天然屏障，其生態水文效應普遍表現為以地表水、地下水和天然降水為特征的植被水分關系。水分是尾閭湖周邊沙地植被穩定的關鍵制約因子，植物-土壤水分關系是沙地生態水文過程的重要組成部分。沙生植物通過根系吸收有限的水分之后通過根—莖—葉逐層向上傳輸，以滿足植物葉片光合和蒸騰等生理活動的需求，維持植物的正常生長。為適應持續干旱的生境條件，植物通過調節其生理特性等形成特定的抗旱機制。基于此，在本研究中，來自西北師范大學的研究團隊于2019年植物生長季在中國西北石羊河流域尾閭湖青土湖區收集了0–10，10–20，20–30，30–40，40–50和50–60 cm層的土壤、植物莖部、降水...
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長江，全長6300余千米，中國第一大河，干流自西而東橫貫中國中部，數百條支流輻輳南北，于崇明島以東注入東海，流域面積180萬平方千米，約占全國總面積的1/5，年入海水量9513億立方米，占全國河流總入海水量的1/3以上。長江承載著豐富的生態系統和人類活動，對于全球氣候變化的干預具有重要意義。在全球溫室氣體變化成為全球關注焦點的當下，長江作為世界上最大的亞熱帶河流，碳氮存儲量備受科研研究所關注。今天的推薦的文章將帶大家揭秘中國長江流域溶解溫室氣體（CO2、CH4和N2O）的空間分布和調控因素。河流，尤其是（亞）熱帶地區的大型河流，在全球溫室氣體預算中起著重要作用。在大尺度溫室氣體預算中忽略水生成分可能會高估陸地生態系統中碳和氮的儲存量，但由于河流數據集的空間分布偏差，對潛在生態過程的理解不足，河流溫室氣體排放的估計存在很大的不確定性。長江是世界上最大的亞熱帶河流，近幾十年來面臨著密集的人類活動。三峽大壩（TGD）不同時空尺度的溫室氣體排放和河口河流碳輸出受到廣泛關注。然而，目前還缺乏關于長江流域溫室氣體濃度大尺度縱向模式和驅動因素的研究。長江從青藏高原流入大海，其水文形態和生物地球化學配置梯度較大，為理清大尺度格局的調控機制提供了理想系統。為生成溶解溫室氣體濃度的空間數據集，了解和預測溫室氣體的空間趨勢，以及深入了解不同溫室氣體來源在大型河流尺度上的作用。研究人員于2020年10月1...
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農業土壤中潛在有毒元素的存在對農作物生長和人類健康具有重要影響。不僅會直接影響農作物的生長和產量，還有可能通過農作物被吸收進入食物鏈，對人類健康產生潛在威脅。這些元素在食物中的積累可能導致慢性中毒，對人體的神經系統、肝臟、腎臟等器官造成損害。特別是對于兒童和孕婦來說，潛在有毒元素的攝入可能對他們的發育和健康產生更大的影響。因此，精準監測土壤中潛在有毒元素的含量，對管理土壤環境和減輕污染風險至關重要，對于生態環境安全以及農產品的安全和質量保障具有重要意義，對于人們的健康來說，更是不容忽視的問題。接下來，一起來了解一下篇與農業土壤中潛在有毒元素（PTEs）相關的論文。ASD Fieldspec 4地物光譜儀在估計干旱農業土壤中關鍵潛在有毒元素方面的應用農業土壤中潛在有毒元素（PTEs）的積累嚴重影響著人類健康，并對生態系統產生負面影響。有毒元素如鎘、鉻、鈷、銅、鉛和鋅，是土壤污染物的重要組成部分，這些元素通過進入水、土壤、植物和食物鏈，危害人類和動物健康。由于它們具有持久性和較長的生物半衰期，其會破壞土壤中的營養平衡，抑制植物生長。因此，對土壤中PTEs的定量測量對于有效監測和土壤修復至關重要。PTEs的定量測量在傳統上使用濕化學方法，此方法耗時、昂貴，并且不適用于大樣本土壤。因此，人們對能夠在現場并實時使用的檢測測量設備的需求日益增加，這推進了可見光和近紅外光譜（Vis-NIRS）等...
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從明朝的萬戶飛天，到前蘇聯的宇航員尤里·加加林登上太空，再到如今的天問一號火星探測。人類對宇宙的探索從未停止，始終激發著我們的好奇心和無限想象力。宇宙，是一個神秘而廣袤的領域，它孕育著無數的星球、星系和星云，仿佛是一個巨大的宇宙圖書館，等待著我們去閱讀其中的每一頁。火星，與地球相似度極高，具有相似的地貌環境、大氣環境和季節變化，都擁有衛星和環形山。在太陽系內被認為是除了地球之外，第二個最適合人類居住的星球。眾多的科幻影視作品中有不少涉及到火星，實際上火星也是人類對地外星球探索的一個重點。隨著科技的發展和進步，人類對火星探索的技術也在升級，今天推薦給大家的文章就與此相關。ASD Fieldspec 4地物光譜儀在了解火星表面斜長石VNIR特征方面的應用衛星上的遙感儀器有助于了解行星表面的地質情況。火星遙感任務以前利用火星全球勘測者、火星軌道相機、MGS火星軌道激光高度計、火星快車高分辨率立體相機和火星奧德賽熱輻射成像系統等設備發現了水流特征，而利用火星快車觀測站光譜成像儀探測到了水合礦物。最近，火星勘測軌道飛行器上的緊湊型勘測成像光譜儀在可見光-近紅外（VNIR）范圍內檢測到了火星表面的斜長石特征。火星表面斜長石的檢測引發了對行星上運作的基本過程問題的思考，這些特征的確切起源（即含長石巖石的性質）對理解火星的形成和演化具有明顯不同的意義。之前基于可見光-近紅外反射光譜研究了...
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青藏高原是全球最大的高原，也是世界上最大的冰川聚集地之一。然而，近年來，隨著全球溫室氣體排放的增加和降水量的減少，青藏高原的冰川融化速度加快，引起了廣泛關注。青藏高原的冰川融化對環境和人類社會產生了廣泛的影響。不僅導致水資源供應不穩定，還加劇了洪水和干旱的風險。同時，冰川融化減少了冰川的蓄水功能，使得干旱時期的水資源供應更加困難。此外，冰川融化還會影響有機/無機碳和CO2之間的碳平衡，但其中緣由，目前尚不清楚，科研學者對此進行了相關研究。青藏高原冰川湖中CO2和CH4同位素組成及排放特征河流、湖泊、濕地和水庫等內陸水域被認為是大氣中溫室氣體 (GHG) 的重要來源。內陸水域排放的二氧化碳 (CO2) 和甲烷 (CH4) 會影響當地大氣中的溫室氣體水平，并影響不同生態系統之間的熱交換。冰凍圈融化產生的溫室氣體排放在全球范圍內引起了廣泛關注，但目前對冰川化地區的研究有限。青藏高原 (TP) 的冰川面積在低緯度和中緯度最大，平均海拔高于 4000 m，由于快速變暖和降水模式的變化，TP的冰川正在經歷嚴重的融化和迅速退縮。這就導致了大量冰川湖的形成和發展。從2008年到2017年，TP中的冰川湖數量以306個/年的速度增加，2017年有15,348個湖泊。在TP的冰川化地區進行的多項研究表明，冰川大量融化期間，會釋放CH4并主要吸收CO2，這對全球碳預算具有重要影響。但是，目前尚不清楚冰川...
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2023
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小麥作為人類重要的糧食來源之一，你對它的印象是什么？是夜來南風起，小麥覆隴黃的生機景象，還是大麥干枯小麥黃，婦女行泣夫走藏的悲切畫面?風吹麥浪的一片金黃往往讓人神往，然而隨著全球氣候的變化，干旱逐漸開始威脅小麥的生長及產量，各地小麥紛紛減產，繼而引起價格的上漲。久旱麥粒細，終久不成穗......如今，小麥在干旱環境下的生存和適應能力備受關注。葉綠素作為植物生長的基本生化過程之一，與干旱適應性之間的關系引發了廣泛的研究興趣。下面這篇論文聚焦干旱脅迫下小麥的葉綠素含量，通過研究一種新型的監測方法，有望提高對小麥葉綠素含量評估的準確性，對推動糧食安全與生態環境的平衡發展具有重要意義。Resonon Pika L在干旱脅迫下小麥葉綠素快速無損評價方面的應用研究背景小麥是對全球糧食安全至關重要的主要糧食作物。然而，小麥作物遭受著許多非生物脅迫，包括低溫、干旱、高溫和干熱風，這強烈影響其生長、發育和生產力。干旱是世界范圍內最嚴重的非生物脅迫之一，可顯著降低小麥的分蘗數、每穗粒數和千粒重。2021年，美國和巴西都遭受了歷史性的嚴重干旱，這使全球糧食價格上漲至近十年來的最高水平。因此，有效監測小麥生長過程中干旱脅迫的影響對提高產量、品種和糧食安全至關重要。葉綠素是植物光合作用的基礎，直接決定植物凈初級生產力和碳收支，葉綠素含量可以反映植物的生長狀況。而干旱脅迫會降低作物的葉綠素含量，破壞光合機制，...
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