摘要 氧化亞氮（N2O）是一種在土壤和水生生態(tài)系統(tǒng)中產(chǎn)生出重要的溫室氣體。它的增溫潛力比二氧化碳高296倍。迄今為止，大多數(shù)N2O排放量的測(cè)量都受到時(shí)間和空間解析度的限制，造成全球N2O排放量預(yù)測(cè)的不確定性。而激光光譜技術(shù)的最新進(jìn)展則提供了一種極好的用于區(qū)域集成，直接和連續(xù)野外的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量N2O通量的渦度協(xié)方差法。通過(guò)在應(yīng)用四激光分析儀的農(nóng)業(yè)研究點(diǎn)使用這種技術(shù)，我們發(fā)現(xiàn)樣品與N2O交換的晝夜行為取決于土壤氮素可得性。施肥后土壤N含量較高，白天N2O排放量高于夜間。然而，當(dāng)土壤氮變得有限時(shí)，夜間的排放量要比白天高。由同位素分析支持的這些晝夜變化可能表明植物在與N2O交換相關(guān)的微生物過(guò)程中占主導(dǎo)地位。這項(xiàng)研究突出了新技術(shù)在改善全球N2O排放源預(yù)測(cè)方面的潛力。點(diǎn)擊閱讀原文：srep25739.pdf67d4729ca3951f427fc049468ba6d6f3.pdf (802.65 KB)ipangniu.cn/
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摘要 在北極，人為活動(dòng)導(dǎo)致了大規(guī)模的汞污染，但仍不確定的是，通過(guò)降水和海水鹽誘導(dǎo)的化學(xué)循環(huán)，汞的濕性沉積是否對(duì)北極的高汞負(fù)荷負(fù)有責(zé)任。本文對(duì)北極凍土帶的汞沉積和穩(wěn)定同位素資料進(jìn)行了一項(xiàng)大規(guī)模的研究，發(fā)現(xiàn)主要的汞來(lái)源實(shí)際上是由氣體元素汞產(chǎn)生的，而另外兩種來(lái)源則只有少量的貢獻(xiàn)。持續(xù)的高土壤汞濃度來(lái)自于從陸地到沿岸的氣體元素汞，這表明北極苔原可能是一個(gè)全球重要的水星接收器，也許可以解釋為什么北極的河流每年將大量的水銀輸送到北冰洋。點(diǎn)擊閱讀原文：www.nature.com/nature/journal/v547/n7662/full/nature22997.htmlipangniu.cn/
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摘要 浮游生物的呼吸作用產(chǎn)生的二氧化碳是全球二氧化碳總產(chǎn)量的主要組成部分之一，并預(yù)計(jì)隨著氣候的變暖,這種作用會(huì)在北極迅速增加。同時(shí)，北極現(xiàn)有的測(cè)試也評(píng)估了在黑暗中浮游生物的呼吸作用。有證據(jù)表明，浮游生物的呼吸作用可能會(huì)受到光的刺激，這對(duì)北極高緯度地區(qū)尤其重要，因?yàn)槟抢锏母∮紊锶郝湓诖禾旌拖奶於加谐掷m(xù)的日光照射。在這里，我們可以論證出浮游生物群落的呼吸作用在持續(xù)的日照條件下呈現(xiàn)的原位，往往比在黑暗中的測(cè)量結(jié)果要高。經(jīng)過(guò)測(cè)量,在光照條件下群落之間的呼吸比率(Rlight) 比在黑暗中呼吸比率(Rdark)多2/3 Rlight: Rdark比率從在此處的Rlight測(cè)量中值(3.62 Lµmol O2?1 d?1)處平均值1.37增加到在最高Rlight測(cè)量處(15.8 Lµmol O2?1 d?1) 的平均值17.56。因此，作為北極二氧化碳來(lái)源的呼吸作用被低估了，實(shí)際上這種作用比以前認(rèn)為的要重要得多，特別是在晚春，當(dāng)群落處于極晝下呼吸率最高的時(shí)候。介紹 群落呼吸是有機(jī)體降解有機(jī)物質(zhì)的過(guò)程，同時(shí)也是提取能量以支持生態(tài)系統(tǒng)中的生物的過(guò)程，因此提供對(duì)生態(tài)系統(tǒng)能源需求的綜合評(píng)估。海洋呼吸估計(jì)每年在全球釋放66 Gt 的C元素，雖然是生物圈中碳通量的主要成分之一，但仍然是海洋中大多數(shù)代謝，氣體交換和碳平衡中最...
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摘要通過(guò)室內(nèi)模擬實(shí)驗(yàn)，我們對(duì)三峽庫(kù)區(qū)(TGR)湘西灣段的甲烷(CH4)的生成和消耗速率進(jìn)行了研究。結(jié)果表明，CH4的形成和消耗速率與溫度呈顯著的正相關(guān)。而CH4的產(chǎn)出量由于其潛在的氧化速率的增加而降低。在表面沉積物中，CH4氧化產(chǎn)物占總產(chǎn)物的51.8%，而且在356C的條件下這個(gè)值甚至達(dá)到了77.4%。另外,水面上甲烷的氧化速率值的范圍區(qū)間是從1.26到4.65毫克/(m2h)，其中，在30米深水下和356C的條件下，平均和最大氧化速率分別為46.7%和73.9%。因此,在三峽庫(kù)區(qū)的平均水位(160米)下，甲烷的氧化值可能增加41.04毫克/(m2h)，而在水面上，大部分由沉積物產(chǎn)生的甲烷都可以被氧化。 點(diǎn)擊閱讀原文：srep04449.pdf79f6b08cb55d0de2d9a7f8c810e1fc8f.pdf (757.23 KB)ipangniu.cn/
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A. Brescia21--Department of Engineering at the university of Arizona in Tucson, Arizona，USA2--Naval Air Systems Command (NAVAIR) in Patuxent River, MD，USA 摘要近年來(lái)，傳感器的微型化能使單一的無(wú)人駕駛飛行系統(tǒng)（USA）平臺(tái)上安裝多個(gè)傳感器。能在多個(gè)UAS平臺(tái)上同步連接設(shè)備，這樣可提升數(shù)據(jù)收集和應(yīng)用的功能。本文討論了一系列正在研究的新型傳感器，并參考案例研究。參考目前的能力和將來(lái)的需求，有關(guān)防御和非防御的操作內(nèi)容將進(jìn)行討論，文章介紹了一些目前正使用的傳感器。并預(yù)測(cè)在未來(lái)幾年內(nèi)，我們將看到小型機(jī)動(dòng)車(chē)輛的使用急劇增加，同時(shí)可使用的有效載荷的能力也會(huì)有所改善。 1.背景在未來(lái)十年里，遙感技術(shù)將成為數(shù)據(jù)獲取的主要工具，其中機(jī)載數(shù)據(jù)的搜集將會(huì)成為一種重要的手段。目前的傳感器由于尺寸大小和重量的限制，不適合搭載在小型無(wú)人機(jī)上；同時(shí)無(wú)人機(jī)的使用和所需的數(shù)據(jù)已有明確的說(shuō)明，這就迫切需要研制微型傳感器。文章總結(jié)了一些安裝在Silver Fox 和Manta無(wú)人機(jī)上的傳感器的性能，及其應(yīng)用。 2.傳感器類(lèi)型特征2.1 紅外線傳感器 可觀測(cè)到的范圍：8um-12um； ...
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摘要：越來(lái)越多的證據(jù)表明，農(nóng)作物的鉀缺乏會(huì)增加它們對(duì)食草節(jié)肢動(dòng)物的易感性。遙感檢測(cè)植物缺鉀的能力有利于節(jié)肢昆蟲(chóng)的取樣和鉀肥的空間優(yōu)化，從而減少因節(jié)肢昆蟲(chóng)引起的產(chǎn)量損失。本文在播種后的69天(幼苗)，96天(莖伸長(zhǎng))，和113天(早期開(kāi)花)分階段的進(jìn)行土壤及植物中的養(yǎng)分進(jìn)行了測(cè)定。在相同的時(shí)間里，通過(guò)應(yīng)用無(wú)人機(jī)(UAV)多光譜獲取技于15和120米的距離獲得了8.1和65毫米的空間(像素)分辨率的多光譜圖像。并在69和96 天時(shí)，將野外植物被運(yùn)送到一個(gè)帶有可控光源的實(shí)驗(yàn)室里，并使用240通道的（390-890納米)高光譜攝影機(jī)對(duì)植物進(jìn)行了高光譜成像。在第113天時(shí)，發(fā)現(xiàn)所有的地塊都自然地布滿了綠色的桃子蚜蟲(chóng)(半翅目:蚜蟲(chóng)科)，并進(jìn)行了蚜蟲(chóng)的計(jì)數(shù)工作。并得知植物缺鉀會(huì)造成:(1)剛成熟葉片的氮濃度增加(2)綠桃蚜蟲(chóng)密度增加，(3)植被覆蓋減少，(4)歸一化植被指數(shù)(NDVI)減少以及油菜籽產(chǎn)量下降。通過(guò)分析可知，具有65毫米空間分辨率的無(wú)人機(jī)圖像具有很高的分類(lèi)精度(72-100%)，8毫米空間分辨率的無(wú)人機(jī)影像則較低 (69-94%)，在實(shí)驗(yàn)室條件下從野外植物獲得的高光譜圖像的分類(lèi)精度為78-88%。當(dāng)從無(wú)人機(jī)數(shù)據(jù)中移除非葉像素時(shí)，96天及113天獲得的空間分辨率為8毫米，65毫米圖像的分類(lèi)精度增大。研究表明，無(wú)人機(jī)影像具有提取植被營(yíng)養(yǎng)缺失及節(jié)肢動(dòng)物爆發(fā)范圍的潛力。...
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摘要 北極永凍層覆蓋了地下水庫(kù)中大量的古老的地質(zhì)甲烷(CH4)，而融化的永凍層為CH4的向表面遷移打開(kāi)了通道。然而，地質(zhì)排放的發(fā)生及其對(duì)目前CH4儲(chǔ)量的促進(jìn)，以及除此外到目前為止,生物基因CH4還不確定。在這里,我們展示的是一個(gè)數(shù)據(jù)采集基于機(jī)載CH4通量（從2012年7月和2013年）位于加拿大麥肯齊三角洲高分辨率(100m×100m)地區(qū)(10000 km²)的CH4通量圖,。我們發(fā)現(xiàn)在永久凍土層的非連續(xù)帶，存在很強(qiáng)烈的可能是單獨(dú)的地質(zhì)排放.這些排放的峰值是典型的生物排放峰值的14倍。而微生物CH4的產(chǎn)生主要依賴(lài)于最近的空氣和土壤溫度，地質(zhì)CH4的產(chǎn)生超過(guò)了數(shù)百萬(wàn)年，并且可以全年提供開(kāi)放的通路。因此，即使它們只發(fā)生在大約1%的區(qū)域，地質(zhì)熱點(diǎn)對(duì)我們研究區(qū)域的年度CH4排放估計(jì)貢獻(xiàn)17%。我們認(rèn)為，如果永久凍土解凍開(kāi)辟了新的途徑，這一比例可能會(huì)增加。我們的結(jié)論是，由于凍土解凍，在北極地區(qū)普遍存在的富含烴類(lèi)物質(zhì)的地區(qū)，在未來(lái)可能會(huì)增加地質(zhì)CH4的排放，增加微生物CH4的產(chǎn)量。 相關(guān)文獻(xiàn)：s41598-017-05783-2.pdf280430340bf271c27f0a8e07c6fec6d3.pdf (1.43 MB)ipangniu.cn
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熱帶根狀植物和塊莖作物（木薯、甘薯、芋頭和山藥）在發(fā)展中國(guó)家還是主產(chǎn)作物，這些發(fā)展中國(guó)家的快速城鎮(zhèn)化使粉末狀食物的需求增加。本研究的目的是對(duì)近紅外光譜儀在測(cè)量常規(guī)粉末狀食物過(guò)程中進(jìn)行校準(zhǔn)，并測(cè)試其測(cè)量主要成分含量的準(zhǔn)確性。 摘要 熱帶根狀植物和塊莖作物（木薯、甘薯、芋頭和山藥）在發(fā)展中國(guó)家還是主產(chǎn)作物，這些發(fā)展中國(guó)家的快速城鎮(zhèn)化使粉末狀食物的需求增加。質(zhì)量控制技術(shù)依然在發(fā)展，與此同時(shí)實(shí)驗(yàn)室分析比較昂貴。本研究的目的是對(duì)近紅外光譜儀在測(cè)量常規(guī)粉末狀食物過(guò)程中進(jìn)行校準(zhǔn)，并測(cè)試其測(cè)量主要成分含量的準(zhǔn)確性。準(zhǔn)備了472個(gè)粉末樣本（傳統(tǒng)品質(zhì)和育成品系），分析樣本的淀粉、總糖、纖維素、總氮和灰分含量（總礦物質(zhì)含量）。測(cè)量了所有樣本的近紅外光譜曲線（350-2500nm）。利用偏最小二乘法計(jì)算校準(zhǔn)方程，該校準(zhǔn)方程針對(duì)所有分析特性使用了交叉驗(yàn)證和外部驗(yàn)證。通過(guò)預(yù)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)誤（SEP）和源于交叉驗(yàn)證的測(cè)量值和預(yù)測(cè)值之間的r2指數(shù)，對(duì)94測(cè)試樣本（總樣本的20%）進(jìn)行質(zhì)量預(yù)報(bào)評(píng)價(jià)。淀粉、糖和總氮含量可進(jìn)行預(yù)測(cè)，置信度分別為87%, 86%和93%，然而，灰度（礦物質(zhì)）預(yù)測(cè)的置信度為71%，纖維素不能進(jìn)行預(yù)測(cè)（r2 = 0.31）。淀粉、糖和總氮的統(tǒng)計(jì)參數(shù)非常有助于控制粉狀樣本的質(zhì)量。這些...
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一、研究背景—研究現(xiàn)狀隨著世界范圍內(nèi)越來(lái)越多的渦度協(xié)方差塔的建立，凈生態(tài)系統(tǒng)CO2交換（NEE）的測(cè)量在多尺度氣候變化科學(xué)中變得越來(lái)越重要。但由于NEE是與光合作用和呼吸相關(guān)過(guò)程中抵消通量之間的凈信號(hào)，從而使利用這些數(shù)據(jù)建立的模型具有一定的爭(zhēng)論性。 研究方法目前使用最廣泛使用的NEE劃分方法是Reichstein方法，其使用夜間NEE的溫度敏感度來(lái)預(yù)測(cè)白天的Reco，然后通過(guò)從NEE中減去Reco來(lái)計(jì)算GPP。然而由于夜間葉呼吸通常高于日間葉呼吸（也稱(chēng)為Kok效應(yīng)），從而導(dǎo)致高估了日間Reco和GPP。工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法（ANN）已成為劃分通量建模的另一重要方法，它使用多個(gè)可變變量來(lái)預(yù)測(cè)夜間測(cè)量的白天Reco。 ANN采用非線性回歸模型來(lái)估計(jì)獨(dú)立變量和從屬變量之間的互連，建立類(lèi)似神經(jīng)通路的關(guān)系網(wǎng)絡(luò)，但由于其計(jì)算費(fèi)用昂貴，因此在多個(gè)年份內(nèi)難以跨多個(gè)站點(diǎn)運(yùn)行。 研究目的 由于上述調(diào)查的通量分配方法存在多種局限性，因此需要同時(shí)進(jìn)行評(píng)估和比較。 并需要大力評(píng)估和比較與其相關(guān)的不確定性。本研究在理想的氣象條件下，采用多重分割方法（即Reichstein、ANN、連續(xù)的測(cè)量、同位素分析），從而最大限度地減少與夜間湍流、復(fù)雜蓋度和異質(zhì)景觀有關(guān)的誤差。 由于數(shù)據(jù)和模型的不確定性，我們?cè)u(píng)估了每種方法的不確定性。 最后，我們通過(guò)采用生物...
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凈生態(tài)系統(tǒng)碳交換（NEE）中光合作用和呼吸作用的分配、區(qū)分，具有一定的挑戰(zhàn)性，而且它常與產(chǎn)生未知數(shù)量的不確定性假設(shè)相關(guān)聯(lián)，從而阻礙了模型的發(fā)展。這與我們使用的測(cè)量NEE的方程和方法有關(guān)。雖然有多種區(qū)分NEE的方法，由于這些技術(shù)通常不能同時(shí)實(shí)現(xiàn)，從而使每種方法都有難以評(píng)估的獨(dú)特局限性。本研究提出了在理想條件下，使用多種區(qū)分方法（Reichstein方法、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（ANN）方法、穩(wěn)定碳同位素方法和土壤呼吸Rsoil方法），建立非線性回歸模型分析。通過(guò)新的量子級(jí)聯(lián)激光（QCL）光譜儀測(cè)量了生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)C同位素的通量，將這些測(cè)量與物理學(xué)模型CANVEG相匹配，并解決總初級(jí)生產(chǎn)力（GPP）和生態(tài)系統(tǒng)呼吸（Reco）。結(jié)果表明：使用同位素區(qū)分方法的GPP和Reco平均值比使用Reichstein和ANN區(qū)分方法低10-13％。 這些結(jié)果表明，由于Reichstein 和ANN方法，使用夜間NEE來(lái)推測(cè)白天Reco，可能會(huì)高估當(dāng)天的Reco和 GPP。這是由于與白天相比，晚上的植物呼吸速率較高，否則稱(chēng)為Kok效應(yīng)。 隨著同位素測(cè)量方法和應(yīng)用理論在不同生態(tài)系統(tǒng)的不斷發(fā)展，它將不僅僅是一種基準(zhǔn)測(cè)量技術(shù)，而且對(duì)進(jìn)一步了解碳循環(huán)具有一定的意義。未來(lái)有關(guān)評(píng)估這些技術(shù)在日益復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)中應(yīng)用的研究會(huì)不斷增加，通過(guò)這些研究來(lái)確定區(qū)分方法之間的差異，以及這些差異如何影響陸地碳...
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