黃土高原“這片廣袤的土地已經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。”這是已故作家路遙在《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環境的真實寫照，水土流失嚴重，荒涼貧瘠。如今經過前輩們的不懈努力，這片土地上發生了翻天覆地的變化，植被恢復與人工造林成果顯著，生態環境大幅改善。現在的黃土高原“植被”與“水”已經成為這片土地上綁定的話題。生態改善的同時，人們對于此的研究也在不斷深入。關于植被在這片土地的恢復過程中，如何影響到生態水文的變化？今天來了解一篇中國科學院地球環境研究所研究團隊的相關論文。中國黃土高原天然草地和人工林地小流域生態水文分離——一年周期穩定同位素觀測的證據陸地生態水文是地球水文循環的重要組成部分，對于其功能和相關服務的理解至關重要。土壤可調節局部到全球范圍的生態水文過程。植物作為生態水文重要組成部分，在生態系統貢獻了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水文過程至關重要。生態水文分離假說是同位素生態水文關注的熱點問題，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水文分離調查。黃土高原一直進行人工林和自然恢復，顯著改變了土壤性質、植被群落、微生物群落和生態水文過程，然而植被恢復如何影響生態水文過程仍不清楚。基于此，來自中國科學院地球環境研究所的研究團隊對甘肅省慶陽市南小河溝...
發布時間:
2023
-
03
-
09
瀏覽次數：17
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是1976年蘇聯的月球24號美國在阿波羅十一號成功登月之后，進行了6次發射任務，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。地質學家將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，國際科學期刊《自然 · 通訊》（Nature Communications）在線發布我國嫦娥五號樣品的一項研究成果。中國科學院國家天文臺李春來、劉建軍研究員領導的團隊，結合嫦娥五號月球樣品的實驗室分析結果和遙感探測數據，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成分解譯結果。根據以往地基望遠鏡和月球軌道器遙感光譜數據的分析，普遍認為月球正面西部晚期月海玄武巖覆蓋的區域富含橄欖石，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暴洋東北部的玄武巖平原，返回樣品...
發布時間:
2023
-
02
-
28
瀏覽次數：12
蘋果是一種常見而又神奇的水果。很多人學會的第一個英語單詞可能就是Apple；從樹上掉下來，砸到牛頓，啟發牛頓的也是蘋果；引領消費時代數碼潮流的蘋果公司，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，后來伴隨人類活動擴散開來，果農們也一代代與蘋果樹斗智斗勇，通過雜交等方式把他們調教的越來越美味。現代農業，為滿足大家更多需求，蘋果的雜交育種依舊在進行，人類學會了利用更先進的技術，今天推薦大家了解一篇通過高光譜成像來預測蘋果雜交后香氣的優秀文章。基于Resonon PIKA XC2高光譜成像預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。質地、風味和營養是蘋果最重要的品質。一般來說，香氣在蘋果風味中發揮著重要的作用。提高蘋果香氣是育種和篩選的目標。因此，構建蘋果香氣成分評估模型至關重要。高光譜成像技術（HSI）結合二維成像技術實現光譜全圖像信息獲取，因其快速、有效和無損特征而廣泛應用在農業、食品和化學領域。基于此，在本文中，來自西北農林科技大學園藝學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測模型，初步實現了...
發布時間:
2023
-
02
-
21
瀏覽次數：10
車厘子，相信大家都不陌生，畢竟“車厘子自由”曾經也是風靡一時的網絡熱詞。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含量，不僅有美容功效，還可以預防出現貧血，可謂是值得多次購買的營養好物。但是購買時，我們只能通過樸素的雙眼判斷其好壞，如果從專業性的角度出發，該如何評估車厘茄的質量呢？答案就在下面這篇論文里，快一起來看看吧！基于深度學習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。可溶性固形物（SSC）和硬度是評估產品質量的兩個主要指標。現存的測量技術主要依賴于化學方法。然而，這種破壞性的方法不適用于大面積的測量。高光譜成像技術可以同時獲取光譜信息和空間信息，已廣泛應用于各個領域，如植物病害脅迫檢測、工業食品包裝、醫學圖像分類及水果質量分析。基于此，來自浙江工業大學和浙江省農業科學院的研究人員選擇當地主流的車厘茄（Zheyingfen-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）和相應的深度學習回歸模型開發了無損式測量技術。高光譜成像系統【結果】（A）校正的光譜反射率圖。（...
發布時間:
2023
-
02
-
13
瀏覽次數：18
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，在大氣水反應和云凝結核（CCN）形成中發揮著重要的作用，對全球和區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和顆粒有機質（OM）的光氧化中二次產生。目前，只進行了有限的測量來理解WSOC劃分機制。結果表明，氣體-顆粒物相劃分取決于很多因素，例如氣象參數、氣體物質組成和凝結相性質。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。基于此，在本文中，來自華東師范大學、上海市環境科學研究院和上海市環境監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系統野外科學觀測站（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的光學吸收，同時測量了PM2.5并調查了氣體-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的有機氣溶膠行為。【結果】研究區主要污染物的時間變化。ALWC和pH對WS...
發布時間:
2023
-
02
-
09
瀏覽次數：18
土壤中重金屬是有害的，其遷移和累積會嚴重威脅生態環境安全和人類健康。砷（As）具有高神經毒性和致畸性。人類活動，例如采礦和工業生產會導致大量As釋放到土壤中。快速準確確定土壤中As濃度對As污染評估至關重要。傳統的重金屬調查方法旨在對野外采集的土壤樣品進行化學性質測試，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，現存的基于高光譜數據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態。基于此，來自首都師范大學的一組研究團隊以北京東北部地區（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據（ASD FieldSpec 4光譜儀），結合地理加權回歸（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。研究區和采樣位置。As濃度估算過程流程圖。【結果】As和光譜的相關圖。陰影快表示主要化學吸收范圍。As濃度實測值與預測值關系散點圖。As濃度實測值與預測值擬合比較圖。【結論】估算模型選擇的光譜波段與表面含有能與As形成復合物的官能團的光譜活性物質的吸收效應有關。構建模型時考慮該吸收機制可以有效降低高光譜數據的冗余。GW-XGBoo...
發布時間:
2023
-
02
-
07
瀏覽次數：19
中國是最大的溫室蔬菜生產國，約占世界生產面積的83%。由于全年生產和大量施肥，溫室蔬菜產量高，但也導致了土壤質量的惡化和嚴重的環境問題。近來，無土栽培系統（SCS）在溫室蔬菜生產中逐漸發展起來，它可以減少甚至消除傳統栽培方式的許多問題，。在SCS中，無土栽培基質，也稱為無土栽培生長介質，可代替土壤固定根系系統，為植物提供水分和養分，為根區提供充足的通風。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，加劇全球變暖，在大氣中存留時間長，可輸送到平流層，導致臭氧層破壞，引起臭氧空洞。無土栽培基質已成為SCS中N2O排放的主要載體，但尚不清楚其產生和消耗的相關途徑，因此亟待研究SCS無土栽培基質的N2O排放源。且無土栽培基質與土壤理化和生物性質高度不同，其具有更準確的水和養分分布，因此也有必要確定管理措施對SCS中N2O排放的影響。基于此，在本文中，來自中國農業科學研究院的一組研究團隊基于穩定同位素技術結合qPCR分析在兩種灌溉模式下（滴灌和潮汐灌溉）對成都市農林科學院（(103°86′E，30°71′N）溫室里兩種無土栽培基質（60%泥炭+20%珍珠巖+20%蛭石+少量植物纖維/商用椰殼纖維基質）進行了相關研究，共設置4種處理：滴灌+泥炭基質（PD），滴灌+椰殼基質（CD），潮汐灌溉+泥炭基質（PT）以及潮汐灌溉+椰殼基質（CT）。旨在...
發布時間:
2023
-
02
-
02
瀏覽次數：10
松材線蟲病（PWD），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和經濟損失。因此，及時的監測措施非常必要。高光譜遙感可以獲取數百個波段和連續波長的數據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據，難以監測病害發生的時間變化并確定最佳的監測時期。基于此，在本研究中，來自北京林業大學的研究團隊于2021年5-10月使用多時態的數據在中國遼寧省撫順市東洲區（124°12′36′′ -124°13′48′′ E，41°56′53′′ -41°57′46′′）進行了研究。在PWD爆發期間，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查（通過形態和分子鑒定確定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...
發布時間:
2022
-
12
-
30
瀏覽次數：23
土壤質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、工業化和農業活動，導致嚴重的土壤污染。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，監測這些污染類型的濃度和分布對于土壤修復項目至關重要。然而，傳統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的快速有效的技術。許多研究已經利用圖像光譜和其它輔助數據或環境變量來預測有毒元素的分布。而由于衛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“全球環境與安全監測”計劃的第二顆衛星，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是美國陸地衛星計劃的第八顆衛星，其攜帶的陸地成像儀包括9個波段，空間分辨率為30 m。兩者的協同應用將改進對地球表面的及時和準確觀測，以及遙感不同學科的使用。基于此，在本研究中，來自捷克生命科學大學的研究團隊于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（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...
發布時間:
2022
-
12
-
28
瀏覽次數：20
近幾十年來，北極氣溫上升超過全球平均氣溫的兩倍，且在2100年以前，可能會增加2-8℃。近年來野火頻繁發生和蔓延，它以不同的方式干擾著生態系統，包括破壞地上和地下植物生物量以及通過改變C、N和P有效性改變土壤性質。在高緯度地區苔原火災的頻率和范圍與氣候條件有關，火災事件的增加與夏季變干變暖有關。氣候變化會改變北極無冰區陸地生態系統土壤和大氣之間CH4，CO2和N2O的交換。大約一半的全球土壤C沉積在北極中，氣候變化和野火增加會導致大量C釋放到大氣中，影響全球C收支，導致氣候正反饋。同時也有研究表明，野火會導致排水良好的針葉林土壤中CH4吸收速率增加。然而，野火對苔原生態系統C和N循環的短期和長期影響理解匱乏，且尚不清楚野火對苔原生態系統土壤CH4，CO2和N2O通量的影響。基于此，在本文中，來自哥本哈根大學的研究團隊于2017-2019年在西格陵蘭島凱凱塔蘇瓦克島(69°16′N，53°27'W)南端的Blæsedalen原位調查了環境和增溫條件下實驗火燒對CO2，CH4（Picarro G4301）和N2O通量的影響。作者同時收集了氣溫和降水數據。燃燒過程中測量和記錄了2和5 cm深度的土壤溫度。2017年8月，2018年7月和2019年7月采集0-5 cm土壤，分析了其總和可溶性C、N和P。分析了2017年樣品的pH和C:N比。提取潮濕土壤...
發布時間:
2022
-
12
-
20
瀏覽次數：12