黃土高原“這片廣袤的土地已經(jīng)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?！边@是已故作家路遙在《平凡的世界》里對(duì)黃土高原的描述，也是三、四十年前黃土高原生態(tài)環(huán)境的真實(shí)寫照，水土流失嚴(yán)重，荒涼貧瘠。如今經(jīng)過(guò)前輩們的不懈努力，這片土地上發(fā)生了翻天覆地的變化，植被恢復(fù)與人工造林成果顯著，生態(tài)環(huán)境大幅改善。現(xiàn)在的黃土高原“植被”與“水”已經(jīng)成為這片土地上綁定的話題。生態(tài)改善的同時(shí)，人們對(duì)于此的研究也在不斷深入。關(guān)于植被在這片土地的恢復(fù)過(guò)程中，如何影響到生態(tài)水文的變化？今天來(lái)了解一篇中國(guó)科學(xué)院地球環(huán)境研究所研究團(tuán)隊(duì)的相關(guān)論文。中國(guó)黃土高原天然草地和人工林地小流域生態(tài)水文分離——一年周期穩(wěn)定同位素觀測(cè)的證據(jù)陸地生態(tài)水文是地球水文循環(huán)的重要組成部分，對(duì)于其功能和相關(guān)服務(wù)的理解至關(guān)重要。土壤可調(diào)節(jié)局部到全球范圍的生態(tài)水文過(guò)程。植物作為生態(tài)水文重要組成部分，在生態(tài)系統(tǒng)貢獻(xiàn)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(duì)于深入理解生態(tài)水文過(guò)程至關(guān)重要。生態(tài)水文分離假說(shuō)是同位素生態(tài)水文關(guān)注的熱點(diǎn)問題，它涉及到兩個(gè)水世界。已有許多研究在不同氣候帶進(jìn)行了生態(tài)水文分離調(diào)查。黃土高原一直進(jìn)行人工林和自然恢復(fù)，顯著改變了土壤性質(zhì)、植被群落、微生物群落和生態(tài)水文過(guò)程，然而植被恢復(fù)如何影響生態(tài)水文過(guò)程仍不清楚?；诖耍瑏?lái)自中國(guó)科學(xué)院地球環(huán)境研究所的研究團(tuán)隊(duì)對(duì)甘肅省慶陽(yáng)市南小河溝...
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2020年11月24日4時(shí)30分長(zhǎng)征五號(hào)遙五運(yùn)載火箭點(diǎn)火升空托舉嫦娥五號(hào)探測(cè)器送入預(yù)定軌道意味著人類時(shí)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(wù)是1976年蘇聯(lián)的月球24號(hào)美國(guó)在阿波羅十一號(hào)成功登月之后，進(jìn)行了6次發(fā)射任務(wù)，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(lái)了382公斤的月球土壤。中美兩國(guó)于1979年1月1日正式建交；而就在這前夕的1978年，美國(guó)國(guó)家安全事務(wù)顧問布熱津斯基訪華時(shí)，為表示友好，向中國(guó)贈(zèng)送了1克月巖。地質(zhì)學(xué)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(lái)展覽。如今，我們自己從月球帶回1731克月壤！北京時(shí)間2022年10月10 日，國(guó)際科學(xué)期刊《自然 · 通訊》（Nature Communications）在線發(fā)布我國(guó)嫦娥五號(hào)樣品的一項(xiàng)研究成果。中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)李春來(lái)、劉建軍研究員領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)，結(jié)合嫦娥五號(hào)月球樣品的實(shí)驗(yàn)室分析結(jié)果和遙感探測(cè)數(shù)據(jù)，解答了過(guò)去對(duì)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(dú)特遙感光譜特征的物質(zhì)成分解譯結(jié)果。根據(jù)以往地基望遠(yuǎn)鏡和月球軌道器遙感光譜數(shù)據(jù)的分析，普遍認(rèn)為月球正面西部晚期月海玄武巖覆蓋的區(qū)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(shí)際樣品的分析而無(wú)法證實(shí)。嫦娥五號(hào)成功著落于月球風(fēng)暴洋東北部的玄武巖平原，返回樣品...
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蘋果是一種常見而又神奇的水果。很多人學(xué)會(huì)的第一個(gè)英語(yǔ)單詞可能就是Apple；從樹上掉下來(lái)，砸到牛頓，啟發(fā)牛頓的也是蘋果；引領(lǐng)消費(fèi)時(shí)代數(shù)碼潮流的蘋果公司，logo是被咬了一口的蘋果~對(duì)于這種大家經(jīng)常吃的香甜水果，追本溯源，是來(lái)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(zhǎng)在我國(guó)新疆和中亞地區(qū)，后來(lái)伴隨人類活動(dòng)擴(kuò)散開來(lái)，果農(nóng)們也一代代與蘋果樹斗智斗勇，通過(guò)雜交等方式把他們調(diào)教的越來(lái)越美味?，F(xiàn)代農(nóng)業(yè)，為滿足大家更多需求，蘋果的雜交育種依舊在進(jìn)行，人類學(xué)會(huì)了利用更先進(jìn)的技術(shù)，今天推薦大家了解一篇通過(guò)高光譜成像來(lái)預(yù)測(cè)蘋果雜交后香氣的優(yōu)秀文章?；赗esonon PIKA XC2高光譜成像預(yù)測(cè)蘋果雜交后代香氣蘋果是世界上最受歡迎且有價(jià)值的水果之一。質(zhì)地、風(fēng)味和營(yíng)養(yǎng)是蘋果最重要的品質(zhì)。一般來(lái)說(shuō)，香氣在蘋果風(fēng)味中發(fā)揮著重要的作用。提高蘋果香氣是育種和篩選的目標(biāo)。因此，構(gòu)建蘋果香氣成分評(píng)估模型至關(guān)重要。高光譜成像技術(shù)（HSI）結(jié)合二維成像技術(shù)實(shí)現(xiàn)光譜全圖像信息獲取，因其快速、有效和無(wú)損特征而廣泛應(yīng)用在農(nóng)業(yè)、食品和化學(xué)領(lǐng)域?；诖?，在本文中，來(lái)自西北農(nóng)林科技大學(xué)園藝學(xué)院的研究人員利用高光譜成像（PIKA XC2 高光譜相機(jī)，Resonon Inc., Bozeman，MT，USA）建立了‘Honeycrisp’בMaodi’雜交后代的香氣成分預(yù)測(cè)模型，初步實(shí)現(xiàn)了...
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水溶性有機(jī)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(yīng)和云凝結(jié)核（CCN）形成中發(fā)揮著重要的作用，對(duì)全球和區(qū)域氣候變化有著重要影響。此外，某些WSOC是有毒的，它會(huì)影響人類健康。WSOC可從源中直接排放或從氣態(tài)和顆粒有機(jī)質(zhì)（OM）的光氧化中二次產(chǎn)生。目前，只進(jìn)行了有限的測(cè)量來(lái)理解WSOC劃分機(jī)制。結(jié)果表明，氣體-顆粒物相劃分取決于很多因素，例如氣象參數(shù)、氣體物質(zhì)組成和凝結(jié)相性質(zhì)。將氣相WSOC（WSOCg）分配到氣溶膠相（WSOCp）是大氣二次有機(jī)氣溶膠的主要形成路徑。然而，WSOC劃分過(guò)程的基本機(jī)制尚不清楚。基于此，在本文中，來(lái)自華東師范大學(xué)、上海市環(huán)境科學(xué)研究院和上海市環(huán)境監(jiān)測(cè)中心的研究團(tuán)隊(duì)于2019年冬季在長(zhǎng)江三角洲河口濕地生態(tài)系統(tǒng)野外科學(xué)觀測(cè)站（31°44′N，121°13′E）同時(shí)測(cè)量了氣體和顆粒物，包括NH3（Picarro G2103），有機(jī)酸（草酸、甲酸和乙酸）、無(wú)機(jī)離子（陽(yáng)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(jī)制，作者還測(cè)量了300-550 nm WSOCp的光學(xué)吸收，同時(shí)測(cè)量了PM2.5并調(diào)查了氣體-氣溶膠相劃分的影響因素以全面理解中國(guó)大氣，尤其是嚴(yán)重冬季霧霾區(qū)的有機(jī)氣溶膠行為?！窘Y(jié)果】研究區(qū)主要污染物的時(shí)間變化。ALWC和pH對(duì)WS...
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土壤中重金屬是有害的，其遷移和累積會(huì)嚴(yán)重威脅生態(tài)環(huán)境安全和人類健康。砷（As）具有高神經(jīng)毒性和致畸性。人類活動(dòng)，例如采礦和工業(yè)生產(chǎn)會(huì)導(dǎo)致大量As釋放到土壤中?？焖贉?zhǔn)確確定土壤中As濃度對(duì)As污染評(píng)估至關(guān)重要。傳統(tǒng)的重金屬調(diào)查方法旨在對(duì)野外采集的土壤樣品進(jìn)行化學(xué)性質(zhì)測(cè)試，費(fèi)事費(fèi)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(xù)光譜信息等特點(diǎn)，已廣泛用于土壤重金屬濃度的估算。然而，現(xiàn)存的基于高光譜數(shù)據(jù)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(wěn)態(tài)?；诖耍瑏?lái)自首都師范大學(xué)的一組研究團(tuán)隊(duì)以北京東北部地區(qū)（40°10′0″-40°15′30″ N，116°58′4″-117°5′4″ E）為例，基于實(shí)驗(yàn)室測(cè)得的光譜數(shù)據(jù)（ASD FieldSpec 4光譜儀），結(jié)合地理加權(quán)回歸（GWR）和XGBoost算法提出了一種新的模型（GW-XGBoost模型）來(lái)估算土壤重金屬濃度。并評(píng)估了所提出模型的有效性。研究區(qū)和采樣位置。As濃度估算過(guò)程流程圖?！窘Y(jié)果】As和光譜的相關(guān)圖。陰影快表示主要化學(xué)吸收范圍。As濃度實(shí)測(cè)值與預(yù)測(cè)值關(guān)系散點(diǎn)圖。As濃度實(shí)測(cè)值與預(yù)測(cè)值擬合比較圖?！窘Y(jié)論】估算模型選擇的光譜波段與表面含有能與As形成復(fù)合物的官能團(tuán)的光譜活性物質(zhì)的吸收效應(yīng)有關(guān)。構(gòu)建模型時(shí)考慮該吸收機(jī)制可以有效降低高光譜數(shù)據(jù)的冗余。GW-XGBoo...
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中國(guó)是最大的溫室蔬菜生產(chǎn)國(guó)，約占世界生產(chǎn)面積的83%。由于全年生產(chǎn)和大量施肥，溫室蔬菜產(chǎn)量高，但也導(dǎo)致了土壤質(zhì)量的惡化和嚴(yán)重的環(huán)境問題。近來(lái)，無(wú)土栽培系統(tǒng)（SCS）在溫室蔬菜生產(chǎn)中逐漸發(fā)展起來(lái)，它可以減少甚至消除傳統(tǒng)栽培方式的許多問題，。在SCS中，無(wú)土栽培基質(zhì)，也稱為無(wú)土栽培生長(zhǎng)介質(zhì)，可代替土壤固定根系系統(tǒng)，為植物提供水分和養(yǎng)分，為根區(qū)提供充足的通風(fēng)。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(yīng)，加劇全球變暖，在大氣中存留時(shí)間長(zhǎng)，可輸送到平流層，導(dǎo)致臭氧層破壞，引起臭氧空洞。無(wú)土栽培基質(zhì)已成為SCS中N2O排放的主要載體，但尚不清楚其產(chǎn)生和消耗的相關(guān)途徑，因此亟待研究SCS無(wú)土栽培基質(zhì)的N2O排放源。且無(wú)土栽培基質(zhì)與土壤理化和生物性質(zhì)高度不同，其具有更準(zhǔn)確的水和養(yǎng)分分布，因此也有必要確定管理措施對(duì)SCS中N2O排放的影響?；诖?，在本文中，來(lái)自中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院的一組研究團(tuán)隊(duì)基于穩(wěn)定同位素技術(shù)結(jié)合qPCR分析在兩種灌溉模式下（滴灌和潮汐灌溉）對(duì)成都市農(nóng)林科學(xué)院（(103°86′E，30°71′N）溫室里兩種無(wú)土栽培基質(zhì)（60%泥炭+20%珍珠巖+20%蛭石+少量植物纖維/商用椰殼纖維基質(zhì)）進(jìn)行了相關(guān)研究，共設(shè)置4種處理：滴灌+泥炭基質(zhì)（PD），滴灌+椰殼基質(zhì)（CD），潮汐灌溉+泥炭基質(zhì)（PT）以及潮汐灌溉+椰殼基質(zhì)（CT）。旨在...
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松材線蟲?。≒WD），是由松材線蟲（Bursaphelenchus xylophilus）引起的具有毀滅性的國(guó)際森林病害之一，可以在幾個(gè)月內(nèi)對(duì)松林造成快速、大面積的危害，已對(duì)我國(guó)造成了巨大的生態(tài)和經(jīng)濟(jì)損失。因此，及時(shí)的監(jiān)測(cè)措施非常必要。高光譜遙感可以獲取數(shù)百個(gè)波段和連續(xù)波長(zhǎng)的數(shù)據(jù)來(lái)捕獲受危害樹木的生理變化，有助于檢測(cè)早期病蟲害。而基于無(wú)人機(jī)的高光譜成像儀可以準(zhǔn)確觀測(cè)樹木冠層的變化，成為評(píng)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(wú)人機(jī)高光譜數(shù)據(jù)，難以監(jiān)測(cè)病害發(fā)生的時(shí)間變化并確定最佳的監(jiān)測(cè)時(shí)期?；诖?，在本研究中，來(lái)自北京林業(yè)大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)于2021年5-10月使用多時(shí)態(tài)的數(shù)據(jù)在中國(guó)遼寧省撫順市東洲區(qū)（124°12′36′′ -124°13′48′′ E，41°56′53′′ -41°57′46′′）進(jìn)行了研究。在PWD爆發(fā)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(duì)紅松林進(jìn)行了地面調(diào)查（通過(guò)形態(tài)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(duì)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(wú)云的天氣條件下利用DJI Matrice 600 Pro無(wú)人機(jī)搭載Resonon Pika L高光譜相機(jī)以及LR1601-IR...
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土壤質(zhì)量直接影響其有機(jī)體的健康。然而，土壤容易受到人類活動(dòng)的干擾，如采礦、工業(yè)化和農(nóng)業(yè)活動(dòng)，導(dǎo)致嚴(yán)重的土壤污染。在各種土壤污染中，有毒元素會(huì)對(duì)人類和家畜健康以及食品安全造成威脅。因此，監(jiān)測(cè)這些污染類型的濃度和分布對(duì)于土壤修復(fù)項(xiàng)目至關(guān)重要。然而，傳統(tǒng)采樣和實(shí)驗(yàn)室分析方法成本高、費(fèi)事費(fèi)力且局限于采樣點(diǎn)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(yīng)的快速有效的技術(shù)。許多研究已經(jīng)利用圖像光譜和其它輔助數(shù)據(jù)或環(huán)境變量來(lái)預(yù)測(cè)有毒元素的分布。而由于衛(wèi)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(shí)間分辨率。Sentinel-2A是“全球環(huán)境與安全監(jiān)測(cè)”計(jì)劃的第二顆衛(wèi)星，其攜帶一枚多光譜成像儀，可覆蓋13個(gè)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(guó)陸地衛(wèi)星計(jì)劃的第八顆衛(wèi)星，其攜帶的陸地成像儀包括9個(gè)波段，空間分辨率為30 m。兩者的協(xié)同應(yīng)用將改進(jìn)對(duì)地球表面的及時(shí)和準(zhǔn)確觀測(cè)，以及遙感不同學(xué)科的使用。基于此，在本研究中，來(lái)自捷克生命科學(xué)大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)于2015年8月12日在Sarcheshmeh礦山采集了120個(gè)土壤樣品，在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行化學(xué)（As、Pb、Zn和Cr）和光譜測(cè)量（ASD Fieldspec 3地物光譜儀）。并于2015年8月13日獲取Landsat 8-OL...
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近幾十年來(lái)，北極氣溫上升超過(guò)全球平均氣溫的兩倍，且在2100年以前，可能會(huì)增加2-8℃。近年來(lái)野火頻繁發(fā)生和蔓延，它以不同的方式干擾著生態(tài)系統(tǒng)，包括破壞地上和地下植物生物量以及通過(guò)改變C、N和P有效性改變土壤性質(zhì)。在高緯度地區(qū)苔原火災(zāi)的頻率和范圍與氣候條件有關(guān)，火災(zāi)事件的增加與夏季變干變暖有關(guān)。氣候變化會(huì)改變北極無(wú)冰區(qū)陸地生態(tài)系統(tǒng)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(huì)導(dǎo)致大量C釋放到大氣中，影響全球C收支，導(dǎo)致氣候正反饋。同時(shí)也有研究表明，野火會(huì)導(dǎo)致排水良好的針葉林土壤中CH4吸收速率增加。然而，野火對(duì)苔原生態(tài)系統(tǒng)C和N循環(huán)的短期和長(zhǎng)期影響理解匱乏，且尚不清楚野火對(duì)苔原生態(tài)系統(tǒng)土壤CH4，CO2和N2O通量的影響?；诖耍诒疚闹?，來(lái)自哥本哈根大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)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(diào)查了環(huán)境和增溫條件下實(shí)驗(yàn)火燒對(duì)CO2，CH4（Picarro G4301）和N2O通量的影響。作者同時(shí)收集了氣溫和降水?dāng)?shù)據(jù)。燃燒過(guò)程中測(cè)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...
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