土壤是重要的自然資源，地球上95%的食物來源于土壤，土壤保存了至少四分之一的全球生物多樣性，不僅是糧食安全、水安全和更廣泛的生態(tài)系統(tǒng)安全的基礎(chǔ)，更是為人類提供多種服務(wù)、幫助抵御和適應(yīng)氣候變化的重要因素。由土壤組成造成的脅迫，例如鹽、重金屬和養(yǎng)分虧缺是作物減產(chǎn)的主要原因。作物土壤耐逆性是一種復(fù)雜性狀，涉及植物形態(tài)、代謝和基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)等多種遺傳和非遺傳因素的調(diào)控。傳統(tǒng)的作物表型研究通常在田間進(jìn)行，費(fèi)事費(fèi)力、勞動(dòng)密集、低通量、且受研究人員無法控制的自然環(huán)境因素的影響。在此情形下，難以獲得高精度的表型數(shù)據(jù)以滿足表型組學(xué)的研究需求。在過去幾十年，已經(jīng)開發(fā)了幾種HTP（高通量表型）平臺(tái)在現(xiàn)場(chǎng)或可控條件下使用，但其運(yùn)維成本極高。此外，作物表型相關(guān)研究通常只關(guān)注植物地上部分，而對(duì)根系形態(tài)數(shù)據(jù)的獲取有限。然而，根系是植物吸收水分和養(yǎng)分的主要途徑，也是碳水化合物的儲(chǔ)存器官和土壤脅迫的直接感知器官。因此，根系表型是土壤脅迫條件下植物表型研究的重要組成部分。就通量、環(huán)境可控性和根系表型獲取而言，現(xiàn)有的植物表型平臺(tái)無法完全滿足植物對(duì)土壤脅迫響應(yīng)的表型組學(xué)研究的特定需求?；诖耍诒疚闹?，來自山東大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院和濰坊農(nóng)科院的一組研究團(tuán)隊(duì)描述了其最近開發(fā)的高通量植物栽培和表型系統(tǒng)—WinRoots平臺(tái)。以大豆植物為研究對(duì)象，將其暴露在鹽脅迫中，證明了土壤鹽脅迫條件的一致性和可控性以及WinRoots系統(tǒng)的高通...
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顆粒物，又稱塵，是氣溶膠體系中均勻分散的各種固體或液體微粒?？諝庵械臍馊苣z也是COVID-19的主要傳播途徑之一。借助準(zhǔn)確的粒徑分析可得到準(zhǔn)確的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，Palas®憑借先進(jìn)的氣溶膠測(cè)量技術(shù)和空氣粒子測(cè)量解決方案，為計(jì)量院提供了SMPS掃描電遷移率粒徑譜儀、 Promo®氣溶膠粒徑譜儀，以及氣溶膠稀釋系統(tǒng)等監(jiān)測(cè)儀器。Palas®以其穩(wěn)定的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)結(jié)果、寬泛的粒徑范圍，為計(jì)量院的檢定業(yè)務(wù)和相關(guān)研究提供助力Palas®專業(yè)監(jiān)測(cè)，值得信賴的選擇計(jì)量院的顆粒物實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)對(duì)顆粒物監(jiān)測(cè)儀、塵埃粒子計(jì)數(shù)器、凝聚核計(jì)數(shù)器CPC、氣溶膠粒徑譜儀開展計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)、量值溯源。同時(shí)也開展對(duì)過濾材料、過濾器和空氣凈化器的檢測(cè)工作。如何應(yīng)對(duì)眾多的計(jì)量和校準(zhǔn)任務(wù)？計(jì)量院已選擇多款Palas®作為他們的得力助手。目前COVID-19主要的傳播途徑之一是通過空氣中的氣溶膠進(jìn)行傳播，佩戴口罩能有效阻斷病毒傳播的途徑。口罩的防護(hù)效果需要相關(guān)過濾效率測(cè)試儀來檢測(cè)，而對(duì)過濾效率測(cè)試儀的檢定和校準(zhǔn)就顯得更為重要。為此，計(jì)量院選擇了來自氣溶膠監(jiān)測(cè)專家Palas®的U-SMPS2100X 掃描電遷移率粒徑譜儀、DC 10000 氣溶膠稀釋系統(tǒng)和UF-CPC 100凝聚核計(jì)數(shù)器，Charme®靜電計(jì)等設(shè)備用于呼吸防護(hù)過濾效率測(cè)試儀的校準(zhǔn)和測(cè)試。Palas®...
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水分是植物生長(zhǎng)不可或缺的因素，水分有效性的波動(dòng)直接影響植物的生長(zhǎng)、數(shù)量和空間分布。在全球氣候變化下，區(qū)域降水格局已經(jīng)發(fā)生了改變。植物不同水源的貢獻(xiàn)率反映了生態(tài)系統(tǒng)對(duì)氣候變化的響應(yīng)程度。因此，追蹤和分析植物水源可以為研究全球氣候變化提供參考。祁連山位于青藏高原東北緣，是中國(guó)西北地區(qū)重要的生態(tài)屏障。因此，研究亞高山生境植物水源對(duì)于理解祁連山生態(tài)和水文過程具有重要意義。已有很多學(xué)者利用氫氧穩(wěn)定同位素（δ2H和δ18O）進(jìn)行了諸如此類的研究，但關(guān)于亞高山生境不同坡向植物水源的研究鮮少報(bào)道?；诖?，在本研究中，來自西北師范大學(xué)和中科院西北生態(tài)環(huán)境資源研究所的研究團(tuán)隊(duì)監(jiān)測(cè)了青藏高原東北緣祁連山東段冷龍嶺北坡的上池溝（37°38′10″N，101°51′9″E，3080 m a.s.l.，圖1）的降水、土壤水、木質(zhì)部水、降水和泉水的穩(wěn)定同位素組成以及相關(guān)環(huán)境變量（氣象和土壤水變量），利用LI-2100全自動(dòng)真空冷凝抽提系統(tǒng)（北京理加聯(lián)合科技有限公司）提取土壤和木質(zhì)部中的水分，并利用ABB LGR T-LWIA-45-EP液態(tài)水同位素分析儀測(cè)定所有水樣的δ2H值和δ18O值?；谶@些數(shù)據(jù)，分析了不同水體穩(wěn)定同位素的變化，并利用多源線性混合模型（IsoSource）計(jì)算不同水源對(duì)植物的相對(duì)貢獻(xiàn)率。本研究目標(biāo)是：（1）觀察相同和不同生境下亞高山灌木的水源以及（2）研究亞高山灌木對(duì)水...
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全球變暖增加了當(dāng)?shù)卮髿鈱?duì)水分的需求，導(dǎo)致許多地區(qū)降水減少，兩者都會(huì)導(dǎo)致干旱。水汽可以在輻射冷卻到露點(diǎn)溫度以下的表面凝結(jié)成露水。露水因其對(duì)地表水平衡的重要貢獻(xiàn)而被認(rèn)為是一個(gè)重要水源，尤其是在半干旱和干旱地區(qū)。干旱地區(qū)，年露水量占降雨量的9%-23%。在熱帶島嶼旱季，露水可以作為一種替代水源。露水對(duì)干旱地區(qū)或干旱期植物的生存、生長(zhǎng)和發(fā)育十分重要，例如帶來夜間水分以及通過植物氣孔或特殊的物理特征（如氣生植物）直接被葉片吸收利用。因此，露水可以增加葉片的凈光合產(chǎn)物積累，提高植物水分利用效率。露水還參與了大氣中的化學(xué)過程，例如亞硝酸鹽氧化物的晝夜（和夜間）循環(huán)。從1961-2010，中國(guó)露水頻率降低了5.2天/10年，這主要是因?yàn)榻乇碓鰷睾拖鄬?duì)濕度（RH）下降。此外，中國(guó)干旱區(qū)露水頻率下降率（50%）高于半濕潤(rùn)和濕潤(rùn)地區(qū)（40%和28%）。因此，隨著全球氣候變化，不同地區(qū)露水具有不同的趨勢(shì)，需了解不同氣候區(qū)域的露水特征以更好地預(yù)測(cè)未來露水動(dòng)態(tài)變化。δ2H和δ18O是天然和傳統(tǒng)的水文示蹤劑，在追蹤與不同類型水（例如降雨、降雪、露水、霧、地表水、植物水和冰芯）相關(guān)的不同水文氣象過程中發(fā)揮著重要作用。兩種質(zhì)量分餾過程，平衡分餾和動(dòng)力學(xué)分餾，是水相變過程中同位素差異的根本原因。它們分別由飽和水汽壓和不同同位素的擴(kuò)散速率決定。17O-excess（17O-excess = ln（δ17O + 1）-...
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隨著人類社會(huì)工農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化、城市化的發(fā)展，人為因素造成土壤重金屬污染是當(dāng)今世界越來越不容忽視的環(huán)境問題。盡管煤礦資源的開發(fā)對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)至關(guān)重要，但其對(duì)自然環(huán)境產(chǎn)生的不利影響也是不可避免的。因此，我們有必要調(diào)查露天煤礦的土壤重金屬分布，以發(fā)現(xiàn)受污染的農(nóng)田，提供和制定土地復(fù)墾策略以及進(jìn)一步的公共健康策略。原位土壤采樣與實(shí)驗(yàn)室化學(xué)分析方法（利用高精度的原子吸收光譜法（AAS）和電感耦合等離子體質(zhì)譜法（ICP-MS））相結(jié)合，已廣泛應(yīng)用于土壤重金屬濃度的調(diào)查和制圖。然而，該方法難以獲得連續(xù)的土壤重金屬濃度制圖、耗時(shí)費(fèi)力、成本高、效率低，適用范圍小，且可能會(huì)再次對(duì)環(huán)境產(chǎn)生不利影響。遙感技術(shù)的發(fā)展為快速、高效、大尺度監(jiān)測(cè)重金屬含量提供了新的視角。而部分所使用的高光譜傳感器存在數(shù)據(jù)質(zhì)量差、圖像連續(xù)性受限、光譜范圍窄、空間分辨率低、需要輔助環(huán)境變量、易受大氣干擾等問題。與現(xiàn)有高光譜衛(wèi)星傳感器相比，GF-5 AHSI高光譜成像儀的空間分辨率、光譜分辨率、光譜范圍、時(shí)間分辨率等明顯增強(qiáng)。然而，關(guān)于使用GF-5 AHSI高光譜影像反演土壤重金屬含量的相關(guān)研究報(bào)道較少?；诖?，在本研究中，來自西安科技大學(xué)的張波（第一作者）、郭斌（通訊作者）課題組聯(lián)合其它研究團(tuán)隊(duì)針對(duì)高分5號(hào)高光譜衛(wèi)星影像反演中國(guó)北部某露天煤礦區(qū)（圖1）土壤重金屬含量問題進(jìn)行了研究。旨在（1）利用直接校正（DS）算法在實(shí)驗(yàn)室測(cè)量的和GF-5 A...
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【溫室氣體】人類活動(dòng)造成溫室氣體排放急劇增加，全球地表溫度持續(xù)上升，顯著改變了自然生態(tài)系統(tǒng)碳水循環(huán)格局。極端氣候事件，尤其是極端干旱事件發(fā)生的頻率和強(qiáng)度不斷升高，對(duì)土壤含水量、土壤微生物群落結(jié)構(gòu)和功能、土壤異養(yǎng)呼吸（Rh）以及土壤甲烷（CH4）通量具有重要影響。高寒泥炭地?fù)碛芯薮蟮奶純?chǔ)量，對(duì)氣候變化高度敏感。雖然目前圍繞高寒泥炭地碳排放開展了一些研究，但對(duì)高寒泥炭地生態(tài)系統(tǒng)碳排放對(duì)極端干旱響應(yīng)的微生物機(jī)制仍不清楚?；诖耍袊?guó)林業(yè)科學(xué)研究院濕地研究所的研究團(tuán)隊(duì)以青藏高原東部若爾蓋國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)高寒泥炭地（33°47′56.62′′ N，102°57′28.44′′ E，3430 m.a.s.l.）為研究對(duì)象，依托模擬極端干旱的野外控制實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，通過原位觀測(cè)和室內(nèi)試驗(yàn)相結(jié)合，旨在解決以下問題：（1）不同植物生長(zhǎng)期，極端干旱如何影響Rh和CH4通量?（2）極端干旱如何影響土壤微生物群落結(jié)構(gòu)和功能群?以及（3）驅(qū)動(dòng)Rh和CH4通量變化的主要因素是什么？作者于2019年6月18日至9月25日測(cè)量了Rh（PS-9000便攜式土壤碳通量自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)（北京理加聯(lián)合科技有限公司））和CH4通量（一個(gè)閉路靜態(tài)室（0.5×0.5×0.5 m）+ABB LGR便攜式溫室氣體分析儀（UGGA，GLA132-GGA））。試驗(yàn)三個(gè)生長(zhǎng)期結(jié)束時(shí)，作者測(cè)量了樣地0-20 ...
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CO2和CH4排放增加是全球變暖的主要原因（IPCC，2013），人類活動(dòng)導(dǎo)致大約44%和60%的CO2和CH4排放到大氣中。人類活動(dòng)如攔河筑壩干擾濕地的結(jié)構(gòu)和功能，引發(fā)大量土壤CO2和CH4排放。然而，目前對(duì)濕地水庫CO2和CH4排放及其碳同位素特征的影響機(jī)制知之甚少?；诖耍瑸榱颂钛a(bǔ)研究空白，在本研究中，來自云南大學(xué)和中科院武漢植物園的研究團(tuán)隊(duì)在三峽消落區(qū)原位條件下調(diào)查了4個(gè)海拔梯度（即不同淹水狀態(tài)）（175 m，160–175 m，145–160 m和＜147 m）飽和和排干狀態(tài)下CO2和CH4排放模式及其碳同位素特征，以及相關(guān)的控制因子。他們作出了如下假設(shè)：1）由于淹水下優(yōu)勢(shì)植物種的轉(zhuǎn)變，土壤條件（例如土壤基質(zhì)質(zhì)量，土壤水分和溫度）的變化將會(huì)改變CO2排放以及CO2的δ13C值；2）CH4排放模式及其同位素特征對(duì)淹水更敏感，反映了土壤厭氧環(huán)境的增加；3）不同淹水狀態(tài)下（例如飽和和排干狀態(tài)下）將會(huì)導(dǎo)致酶表達(dá)和微生物屬性的改變，進(jìn)而極大影響CO2和CH4排放。圖1 重慶忠縣研究區(qū)位置（a）；三峽消落區(qū)采樣地衛(wèi)星圖像及沿海拔梯度詳細(xì)的靜態(tài)通量室放置圖（b）。作者于2017年6-8月測(cè)量了土壤/水大氣界面CO2和CH4的交換率。利用ABB LGR CO2同位素分析儀分析CO2的濃度及δ13C，并利用ABB LGR甲烷碳同位素分析儀分析CH4的濃度及δ13C。【結(jié)果】高海拔地區(qū)CO2...
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追蹤生長(zhǎng)季和地理區(qū)域中葉片性狀的變化是理解陸地生態(tài)系統(tǒng)功能的關(guān)鍵。野外光譜法是原位監(jiān)測(cè)葉片功能性狀的有力工具，在農(nóng)業(yè)、林業(yè)和生態(tài)學(xué)中都有許多應(yīng)用，例如，葉片光譜已用于表征許多葉片理化特性，預(yù)測(cè)倍體水平，估計(jì)葉齡，甚至可以預(yù)測(cè)入侵植物對(duì)凋落物分解的影響。但目前尚不清楚是否可以開發(fā)通用統(tǒng)計(jì)模型來根據(jù)光譜信息預(yù)測(cè)性狀，或是否需要根據(jù)條件變化進(jìn)行重新校準(zhǔn)。特別是，生長(zhǎng)季多個(gè)葉片性狀同時(shí)變化，是否可以從高光譜數(shù)據(jù)成功預(yù)測(cè)這些時(shí)間變化是一個(gè)懸而未決的問題?；诖?，為了填補(bǔ)研究空白，在本研究中，一組國(guó)際研究團(tuán)隊(duì)利用標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室方法（包括光捕獲和生長(zhǎng)：N（%），δ15N（‰），δ13C（‰），葉綠素，可溶性C（%）和葉片含水量（LWC）；防御和結(jié)構(gòu)：每單位面積的葉片質(zhì)量（LMA g m-2）、總C（%）、半纖維素（%）、纖維素（%）、木質(zhì)素（%）、總酚類（mg g-1）和單寧（mg g-1）；巖石衍生營(yíng)養(yǎng)素：P（%）、K（%）、Ca（%）、Mg（%）、Fe（μg g-1）、Mn（μg g-1）、Zn（μg g-1）和B（μg g-1））和葉片光譜（利用光譜范圍為350-2500 nm的ASD FieldSpec 3進(jìn)行測(cè)量，在350-1000 nm，采樣間隔為1.4 nm，在1000-2500 nm，采樣間隔為2 nm）追蹤了整個(gè)生長(zhǎng)季的變化，研究了溫帶落葉樹木多種葉片性狀和光譜特性之間的聯(lián)系。旨在...
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姜黃素是一種天然化合物，具有良好的抗炎、降血脂、抗氧化和抗癌等特性。姜黃素是從姜科、天南星科中一些植物的根莖中提取的一種二酮類化合物。其中，姜黃中約含姜黃素3%～6%，是植物界很稀少的具有二酮結(jié)構(gòu)的色素。了解栽培根莖中姜黃素的水平并確定高產(chǎn)品種非常重要。傳統(tǒng)上測(cè)量姜黃素是通過從新鮮根莖或干粉中將其提取出來，并使用高效液相色譜（HPLC）或紫外-可見分光光度法進(jìn)行分析。從植物材料中分離姜黃素費(fèi)事、費(fèi)力、成本高，且需要專門的實(shí)驗(yàn)室設(shè)備和有經(jīng)驗(yàn)的操作人員。而高光譜成像（HSI）是一種快速且無損的技術(shù)，已成功用于土壤和農(nóng)產(chǎn)品（堅(jiān)果、水果和蔬菜）各種化學(xué)成分和質(zhì)量指標(biāo)的評(píng)估。然而，目前尚未探索使用新鮮姜黃根莖的HIS圖像來預(yù)測(cè)姜黃素。基于此，為了填補(bǔ)研究空白，在本文中，來自澳大利亞的一組研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了相關(guān)研究，旨在(1) 比較澳大利亞東部不同采樣點(diǎn)3個(gè)姜黃品種（黃色、橙色和紅色）的總姜黃素濃度和不同類姜黃素的分布；（2）評(píng)估利用可見-近紅外（Vis/NIR）光譜（400-1000 nm）建立的PLSR模型預(yù)測(cè)新鮮姜黃根莖中總姜黃素濃度的潛力。作者在2018年11月至2019年11月，從五個(gè)研究地點(diǎn)共收集了190個(gè)樣本，以捕捉生長(zhǎng)周期的變化。利用光譜范圍為400-1000 nm，光譜采樣間隔為1.3 nm，光譜分辨率為2.3 nm的Resonon Pika XC2高光譜相機(jī)獲取樣品的高光譜圖像...
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![ASD | 利用短波紅外波段通過干燥過程分割來估計(jì)土壤含水量]( "ASD | 利用短波紅外波段通過干燥過程分割來估計(jì)土壤含水量")
土壤水分是直接影響蒸發(fā)、入滲和徑流等多種環(huán)境過程的重要因素。而且，土壤水分在農(nóng)業(yè)蒸散與糧食安全、濕地退化、干旱、陸氣界面的能量交換等相關(guān)研究領(lǐng)域發(fā)揮著重要的作用。地面測(cè)量能夠提供易于校準(zhǔn)和長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)獲取的數(shù)據(jù)，但該種方法僅針對(duì)單個(gè)小區(qū)域，難以支持空間變化研究或?qū)嵉匮芯俊；谒屯寥澜殡娞匦缘木薮蟛町?，微波遙感被廣泛應(yīng)用于大空間尺度的土壤水分監(jiān)測(cè)，但不適用于精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)等多種研究。熱遙感可以根據(jù)地表溫度來估算土壤水分，但熱遙感信號(hào)不單受到土壤含水量（SMC）的影響，濕度、風(fēng)速、大氣條件等其他參數(shù)也會(huì)影響估計(jì)結(jié)果。而光學(xué)遙感由于其精細(xì)的空間分辨率和利用諸如MODIS、Landsat系列和Sentinel任務(wù)等衛(wèi)星數(shù)據(jù)進(jìn)行大尺度監(jiān)測(cè)潛力之間的平衡而引起了諸多關(guān)注。目前已經(jīng)提出了許多指標(biāo)和模型來闡明反射率特征隨SMC的變化，并利用實(shí)驗(yàn)室、實(shí)地、機(jī)載和衛(wèi)星數(shù)據(jù)從窄帶和寬帶的反射率來估計(jì)SMC。這些方法/指標(biāo)主要針對(duì)從飽和到風(fēng)干的各級(jí)SMC；然而，作者發(fā)現(xiàn)飽和到風(fēng)干的單一關(guān)系映射會(huì)導(dǎo)致準(zhǔn)確估計(jì)的錯(cuò)誤印象。在整個(gè)干燥過程中，光譜反射率特征和SMCs之間的回歸關(guān)系不一致導(dǎo)致對(duì)相對(duì)較低的SMCs估計(jì)的精度較低?；诖?，在本研究中， 來自南京大學(xué)、康奈爾大學(xué)和河南農(nóng)業(yè)大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)提出了一種分割方法以更準(zhǔn)確的估計(jì)SWC。作者監(jiān)測(cè)了代表不同土壤特性的三種土壤樣品的整個(gè)干燥過程，并通過蒸發(fā)速率變化確定其過渡點(diǎn)...
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