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(lèi)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?；诖耍诒疚闹?，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(xiāo)，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(lèi)健康。砷（As）具有高神經(jīng)毒性和致畸性。人類(lèi)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(wèn)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(wèn)題，。在SCS中，無(wú)土栽培基質(zhì)，也稱(chēng)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?；诖耍诒疚闹?，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(xiāo)）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(chóng)?。≒WD），是由松材線蟲(chóng)（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(shù)木的生理變化，有助于檢測(cè)早期病蟲(chóng)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(shù)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?；诖耍诒狙芯恐?，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(shù)攜帶松材線蟲(chóng)，另外選擇59棵未被感染的樹(shù)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(lèi)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(lèi)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(lèi)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(jiàn)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?，在本文中，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(xiāo)，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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文章來(lái)源：Picarro Blog在Picarro公司，我們樂(lè)于聽(tīng)到研究小組如何將我們的系統(tǒng)運(yùn)用到他們的項(xiàng)目中。來(lái)自圣彼德堡北極與南極研究所(AARI)的安娜·科薩切克(Anna Kozachek)撰寫(xiě)了一篇短文，其中講述了她的團(tuán)隊(duì)如何在南極環(huán)航探險(xiǎn) (ACE) 項(xiàng)目中使用Picarro L2130-i和L2120-i的詳情。南極環(huán)航探險(xiǎn)(ACE)由萌?；饡?huì)(ACE Foundation)、瑞士極地研究所(SPI)和俄羅斯圣彼得堡的北極與南極研究所(AARI)共同組織發(fā)起。探險(xiǎn)隊(duì)一起登上俄羅斯特列什尼科夫院士(Akademik Tryoshnikov)號(hào)考察船。探險(xiǎn)隊(duì)此行的主要目的是環(huán)航南極洲，沿著環(huán)航路線進(jìn)行海洋觀測(cè)和氣象觀測(cè)，同時(shí)對(duì)亞南極洲和南極諸島進(jìn)行陸地觀測(cè)。探險(xiǎn)隊(duì)從開(kāi)普敦(Cape Town)出發(fā)，將于92天后返航。詳細(xì)路線圖此次探險(xiǎn)活動(dòng)承載著來(lái)自七個(gè)不同國(guó)家和地區(qū)的55名科學(xué)家著手進(jìn)行的22個(gè)項(xiàng)目。這個(gè)名為“亞南極島嶼生態(tài)系統(tǒng)的演變及其現(xiàn)狀”的 AARI 項(xiàng)目涉及了若干項(xiàng)研究課題，包括湖泊沉積物取樣、島上土壤取樣、過(guò)去海平面變化的地貌觀測(cè)、大氣中懸浮微粒的測(cè)量和大氣水蒸汽的同位素組成。我們的實(shí)驗(yàn)室，即AARI的氣候與環(huán)境研究實(shí)驗(yàn)室，此行的主要考察任務(wù)是研究冰芯數(shù)據(jù)中的古氣候。在過(guò)去幾個(gè)世紀(jì)，南極洲長(zhǎng)期缺少氣象站，人們記錄高頻氣候變化的唯一途徑就是測(cè)量南極洲不...
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鹽沼是地表過(guò)濕或季節(jié)性積水、土壤鹽漬化并長(zhǎng)有鹽生植物的地段。濱海鹽沼以草本植物為主，沿潮間帶延伸，可忍受高鹽條件和因漲潮引起的周期性淹水。鹽沼植被生產(chǎn)力高，可為許多物種提供繁殖、覓食和越冬的場(chǎng)所。鹽沼植被地上生物量（AGB）的估算為監(jiān)測(cè)鹽沼生態(tài)系統(tǒng)時(shí)空穩(wěn)定性、生產(chǎn)力和地上碳儲(chǔ)量提供了有用信息。然而，以往關(guān)于AGB的估算研究主要局限于站點(diǎn)水平，且通?；趩我恢脖活?lèi)型。與野外地面調(diào)查方法相比，遙感（RS）衛(wèi)星成本低、速度快、范圍廣，在鹽沼植被結(jié)構(gòu)和生物物理指標(biāo)的空間估計(jì)方面更具優(yōu)勢(shì)。其中，UAV-LiDAR數(shù)據(jù)具有較高的時(shí)空分辨率，在濱海鹽沼三維結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)中具有很大潛力。然后目前，利用UAV-LiDAR數(shù)據(jù)估算鹽沼植被AGB的研究有限。為了確定濱海鹽沼潮溝對(duì)植被群落空間分布及其生物量的影響， 來(lái)自復(fù)旦大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)在上海崇明東灘濱海濕地（121°54′-121°55′E，31°27′-31°28′N(xiāo)）進(jìn)行了研究，主要目的為：（1）探索UAV-LiDAR數(shù)據(jù)估算鹽沼植物AGB的潛力；（2）研究潮溝對(duì)鹽沼植物群落空間格局及其地上C儲(chǔ)量的影響。作者于2019年9月基于DJI M600平臺(tái)，利用LR1601-IRIS LiDAR傳感器（北京理加聯(lián)合科技有限公司，北京依銳思）收集UAV-LiDAR數(shù)據(jù)。于2019年9月27日和28日獲取光學(xué)圖像數(shù)據(jù)。于201...
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![ASD | ASD FieldSpec光譜儀在預(yù)測(cè)土壤水力特性上的應(yīng)用]( "ASD | ASD FieldSpec光譜儀在預(yù)測(cè)土壤水力特性上的應(yīng)用")
土壤水力參數(shù)，如田間持水量（FC）和永久萎蔫點(diǎn)（PWP），在灌溉管理、干旱風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和土地利用規(guī)劃等方面發(fā)揮著重要作用。這些水力特性是動(dòng)態(tài)的，隨土壤類(lèi)型、作物類(lèi)型和生長(zhǎng)季而變化。傳統(tǒng)方法估算大尺度水力特性費(fèi)時(shí)費(fèi)力，而土壤傳遞函數(shù)（PTF）作為一種替代方法，已被用于使用易測(cè)量的土壤特性（如土壤粒級(jí)、有機(jī)碳和容重）來(lái)估計(jì)土壤水力特性。這些預(yù)測(cè)參數(shù)在很大程度上受各種內(nèi)在土壤特性如土壤質(zhì)地、結(jié)構(gòu)、有機(jī)質(zhì)、容重和孔隙度的影響。隨著光譜技術(shù)的不斷發(fā)展，因其快速、低成本和無(wú)損測(cè)量，許多研究者已經(jīng)利用可見(jiàn)近紅外（Vis-NIR）光譜預(yù)測(cè)了土壤特性，而使用光譜數(shù)據(jù)繪制印度土壤類(lèi)型水力特性的研究非常有限?；诖?，在本研究中，一組研究團(tuán)隊(duì)在印度卡納塔克邦高原北部地區(qū)收集了558個(gè)土壤樣本，在實(shí)驗(yàn)室中測(cè)量了其FC， PWP和土壤含水量，并利用ASD FieldSpec光譜儀測(cè)量土壤光譜反射率。通過(guò)支持向量機(jī)、隨機(jī)森林和偏最小二乘回歸三個(gè)模型預(yù)測(cè)FC和PWP。其中，2/3的數(shù)據(jù)集用于校準(zhǔn)（368個(gè)樣品），1/3的數(shù)據(jù)集用于驗(yàn)證（190個(gè)樣品）。本研究目標(biāo)為通過(guò)不同統(tǒng)計(jì)技術(shù)檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)室Vis-NIR光譜數(shù)據(jù)估算水力參數(shù)的有用性。研究區(qū)域圖【結(jié)果】卡納塔克邦高原北部土壤光譜反射率分布（平均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差）（N = 558）。FC和PWP預(yù)測(cè)模型的性能（50 次迭代）驗(yàn)證集FC和PWP預(yù)測(cè)值和觀測(cè)值散點(diǎn)圖（RF方法）（...
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了解亞熱帶森林樹(shù)種的準(zhǔn)確信息對(duì)于森林可持續(xù)管理、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)評(píng)估、生物多樣性監(jiān)測(cè)以及生態(tài)環(huán)境保護(hù)至關(guān)重要。因此，亟待快速有效的方法對(duì)單個(gè)樹(shù)種進(jìn)行分類(lèi)。傳統(tǒng)的樹(shù)種地面調(diào)查費(fèi)事、費(fèi)力、成本高，難以大面積實(shí)施。而遙感可以獲取較大區(qū)域的特征信息。許多遙感數(shù)據(jù)，如超高分辨率RGB、機(jī)載高光譜和雷達(dá)數(shù)據(jù)，已廣泛應(yīng)用于單木分割和樹(shù)種分類(lèi)。然而以往都是利用其中一種或兩種類(lèi)型的數(shù)據(jù)進(jìn)行研究，綜合這三種遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行樹(shù)種分類(lèi)的研究十分有限。基于此，為填補(bǔ)研究空白， 研究者們于2019年8月在中國(guó)南方深圳的亞熱帶闊葉林聚龍山公園（114°23′28′′E，22°43′50′′N(xiāo)）基于UAV LiDAR，高光譜（Resonon Pika L高光譜成像儀）、超高分辨率RGB數(shù)據(jù)以及地面數(shù)據(jù)進(jìn)行單個(gè)樹(shù)種的分類(lèi)。作者首次開(kāi)發(fā)了watershed-spectral-textural-controlled normalized cut（WST-Ncut）算法進(jìn)行單木分割。然后整合UAV LiDAR（提取結(jié)構(gòu)特征），高光譜（提取光譜特征）和超高分辨率RGB數(shù)據(jù)（提取紋理特征）進(jìn)行分類(lèi)。最后通過(guò)總體精度（OA）和kappa系數(shù)（k）評(píng)估分類(lèi)精度。主要研究目標(biāo)為：（1）評(píng)估所提出的WST-Ncut算法在亞熱帶闊葉森林進(jìn)行單木分割的準(zhǔn)確性；（2）與單獨(dú)使用這些數(shù)據(jù)相比，評(píng)估UAV LiDAR，高光譜和超高...
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