水是地球上最豐富的天然資源之一，它是所有生物體的基本需求。水在地球上循環(huán)的過程中，植物水分吸收與蒸騰演繹著重要的角色。植物通過根系吸收水分，并將水分輸送到植物的各個部位。植物通過蒸騰作用釋放水分到大氣中，形成了大氣中的水蒸氣。植物水分的來源和分配是植物生長和發(fā)育過程中的重要環(huán)節(jié)，也是相關科研的重點，水同位素技術成為科研過程中十分重要的一種科研手段。今天推薦給大家的優(yōu)秀文章與此相關。利用同位素技術解析植物水分來源的不確定性因為蒸騰占據(jù)了61%-65%的陸地生態(tài)系統(tǒng)蒸散量，植物水分吸收在全球水循環(huán)中發(fā)揮著重要作用。植物是土壤和大氣水文過程的紐帶，這就是實施植物恢復可以改善區(qū)域環(huán)境的原因之一。在此背景下，研究植物水源劃分為如何提高植被生產(chǎn)力和水資源可持續(xù)管理提供重要信息。因為植物和環(huán)境條件相互作用，水分吸收是一個復雜的過程，這使得植物水源分配變得復雜。近幾十年來，同位素廣泛應用于植物水源劃分，因為它可以標記不同水源，且激光光譜技術使其測量更容易。然而，植物水分來源解析存在很大的不確定性（如示蹤劑選擇、修正方法及混合模型選擇）?；诖耍瑏碜晕鞅鞭r(nóng)林科技大學的研究團隊以陜西省長武黃土塬區(qū)蘋果樹（18和26年樹齡）為研究對象，在6月至10月的生長季節(jié)，每月采集0~6 m（20 cm間隔）的土壤樣品及土壤采樣點周圍四棵蘋果樹的1年生枝條（n=50），快速剝離樹皮和韌皮部以避免同位素分餾。同時收集...
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當今社會，人們越來越關注氣候變化和環(huán)境保護，而農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對這些問題有著重要的影響。GVP系統(tǒng)（Greenhouse Vegetable Production System）作為一種新型的蔬菜生長系統(tǒng)，被認為是減少化肥使用、提高農(nóng)作物產(chǎn)量、減少溫室氣體排放的有效途徑。那么，在GVP系統(tǒng)下蔬菜生長過程中產(chǎn)生的一氧化二氮（N2O）的排放量是怎樣的呢？對環(huán)境又會造成什么影響呢?下面這篇相關論文，一起來探討下。中國北方壽光設施蔬菜生產(chǎn)系統(tǒng)高土壤氧化亞氮排放中國的設施蔬菜生產(chǎn)（GVP）系統(tǒng)正在迅速發(fā)展，其面積已超過4百萬公頃，占全球的80%以上。山東省是中國蔬菜主產(chǎn)區(qū)，其中壽光地區(qū)被譽為“中國設施蔬菜之鄉(xiāng)”， GVP面積超過當?shù)赝恋孛娣e的四分之一（圖1b）。為了實現(xiàn)產(chǎn)量及利潤的最大化， GVP系統(tǒng)通常過量灌水和施肥，年灌水量約2000mm，年氮肥施用量通常在2000 kg N ha-1以上，是露天菜地的2～5倍，谷類作物的4～5倍。大量的灌水和施肥能夠促進硝化和反硝化作用的發(fā)生，有利于土壤氧化亞氮（N2O）的釋放。已有一些研究關注到GVP系統(tǒng)中N2O的排放，發(fā)現(xiàn)常規(guī)施肥條件下N2O的年排放量在3.9～63 kg N ha-1yr-1之間。這種差異一方面反映了GVP系統(tǒng)中N2O排放的空間異質性，另一方面也反映了對于頻繁灌溉的GVP系統(tǒng)，低頻率采樣可能帶來的不確定性。此外，先前多數(shù)研究只關注了作物的...
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水，我們生活中無處不在的重要元素。它潤澤著大地，孕育著生命。然而，水的旅程并不僅僅局限于地表，它通過蒸發(fā)和降水，與大氣、植被形成了緊密的互動。而這種互動的背后隱藏著一系列的謎題，需要科學家們通過不斷研究來揭示。水同位素研究便是一種重要的手段，通過分析水中的同位素元素，科學家們能夠了解水的來源、循環(huán)和變化。水同位素研究為科研人員提供了一種寶貴的工具，幫助他們更好地了解水、植被和氣候之間的復雜關系。一起來了解一下，來自西北師范大學的研究團隊，用全自動真空冷凝抽提系統(tǒng)（LI-2100，北京理加聯(lián)合科技有限公司）做的相關研究。水資源是制約干旱區(qū)社會發(fā)展的主要自然資源，山區(qū)是內陸干旱區(qū)重要的水源涵養(yǎng)區(qū)，山區(qū)冰川積雪融水對干旱區(qū)淡水供應至關重要。隨著氣候變暖，冰川積雪融化加速，地表蒸散發(fā)增強，降水變異性加劇，氣候變化將增強山區(qū)河流水文過程的復雜性。水穩(wěn)定同位素是深入了解區(qū)域水文過程的有效方法，研究內陸山區(qū)徑流同位素時空變化的主要控制因素，對認識內陸山區(qū)水文過程變化，合理調配干旱區(qū)水資源至關重要?；诖?，在本研究中，來自西北師范大學的研究團隊監(jiān)測了中亞干旱區(qū)典型的內陸山區(qū)流域-西營河流域不同水體同位素數(shù)據(jù)（地表水、降水、地下水以及積雪融水）和相關水文氣象數(shù)據(jù)，結合相關氣象觀測數(shù)據(jù)及植被覆蓋指數(shù)（NDVI)，評估氣候和景觀對內陸山區(qū)徑流穩(wěn)定同位素的影響。研究可以為厘清內陸山區(qū)徑流穩(wěn)定同位素的控制機...
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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(chǎn)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(yōu)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(jié)性積雪區(qū)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(wěn)定的生活環(huán)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(jié)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(yǎng)分等資源再分配來影響森林生態(tài)系統(tǒng)的地上和地下過程。土壤呼吸作為土壤C循環(huán)的重要過程，占據(jù)森林生態(tài)系統(tǒng)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(tài)系統(tǒng)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(huán)，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(jié)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...
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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(zhèn)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(huán)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(chǎn)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(chǎn)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(shù)（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(tǒng)（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(tǒng)（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(qū)域（ROI），將各種植被指數(shù)（VI）作為識別病害階段的指標。利用多層感知...
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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(xiàn)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?？茖W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(tài)系統(tǒng)觀測研究站，有這樣一個研究...千煙洲亞熱帶森林生態(tài)系統(tǒng)碳同位素廓線觀測系統(tǒng)應用案例森林生態(tài)系統(tǒng)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(tài)系統(tǒng)CO2的碳穩(wěn)定同位素（δ13C）是追蹤碳循環(huán)及其與大氣交換的有力工具。森林生態(tài)系統(tǒng)CO2動態(tài)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(tài)系統(tǒng)觀測研究站碳同位素廓線系統(tǒng)設置示意圖千煙洲亞熱帶森林生態(tài)系統(tǒng)觀測研究站基于Picarro G2201-i，搭建了碳同位素廓線觀測系統(tǒng)，旨在研究森林生態(tài)系統(tǒng)內部及上方大氣CO2及其δ13C的時間（晝夜和季節(jié)）和垂直變化，以及闡明環(huán)境和生理因素以及大氣條件對其變化的影響。該系統(tǒng)設置了7個觀測高度和3個已知濃度和同位素組分的標...
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檸條木是一種對水分需求較高的植物，它對土壤中的水分量非常敏感。而土壤有效水分和根系分布對檸條木質部水分有著重要的影響。當土壤中的有效水分不足時，檸條木的木質部水分會受到影響，導致植物生長緩慢甚至停滯。檸條木的根系通常較為發(fā)達，能夠深入土壤中尋找水分。如果根系分布廣泛且深入，那么檸條木就能夠吸收到更多的水分，從而保持木質部的水分平衡。因此，保持土壤中的適當水分對于檸條木的生長至關重要。下面這篇相關論文，我們來一探究竟。土壤有效水分與根系分布的協(xié)調改變了檸條的水源分配穩(wěn)定同位素已被廣泛應用于根系水分吸收(RWU)的鑒定，通過將潛在水源分類為不同的端元，并評估其對木質部水分的貢獻。然而，估計端元(主要是土層)的貢獻通常僅基于土壤水同位素的變化。土壤有效水分和根系分布是RWU的關鍵限制因子，但在水源分配中很少考慮?；谕寥浪滞凰仄骄怠⑼寥烙行Ш?AWC)和根重密度(RWD)加權值，比較了不同土層對檸條RWU的相對貢獻。我們使用三種貝葉斯混合模型(SIAR, simmr和MixSIAR)在三個不同土壤水條件的地點獲得了這些值(分別為平均值和加權貢獻)。我們計算了平均和加權貢獻(DC)的差異以及DC絕對值的累積(AADC)，以分析它們之間的差異及其與AWC和RWD的關系。加權和平均貢獻因地點和模型而異。我們得到以下AADC值:站點1-3使用SIAR分別為27.8%和11%;使用sim...
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“森林”這兩個字一共由5個“木”字組成，正如同大自然中無數(shù)樹木相互依存，彼此交織，形成了一個龐大而有機的生態(tài)系統(tǒng)。森林具有調節(jié)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(fā)展和氣候變化加劇，森林生態(tài)系統(tǒng)也在發(fā)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(fā)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(yè)大學和北京師范大學的研究團隊所做的研究。森林生態(tài)系統(tǒng)是最基本的陸地生態(tài)系統(tǒng)組成部分之一，在調節(jié)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(fā)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(fā)。因此，有效監(jiān)測影響森林健康的生物和非生物因素對于理解森林生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)及監(jiān)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(guī)模爆發(fā)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(jiān)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(tǒng)的田間調查方法費時費力，難以在區(qū)域尺度上監(jiān)測森林。近幾十年來，遙感技術的出現(xiàn)為森林病蟲害監(jiān)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(fā)展，使得高效、動態(tài)地監(jiān)測不同時空尺度的森林病蟲害成為可能?；诖?，來自北...
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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(huán)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(wěn)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(fā)和葉片蒸騰釋放的過程。葉片水蒸騰對于調節(jié)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(fā)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(tài)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?；诖耍诒狙芯恐?，來自中國科學院地球環(huán)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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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(lián)。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(huán)境和健康問題。氨沉降對于土壤酸化及水體富營養(yǎng)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(shù)據(jù)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(nóng)業(yè)是最重要的排放源，畜牧業(yè)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?？蒲袌F隊為此開展研究北京大學環(huán)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(qū)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(nóng)場規(guī)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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