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土壤呼吸 | 森林中溶解有機(jī)物的移動在解凍期間影響下游土壤的二氧化碳通量

森林約占全球土壤碳庫的70%，是調(diào)節(jié)大氣CO2濃度的關(guān)鍵因素。濕地作為陸地和水生系統(tǒng)的過渡區(qū)，通常地下水位接近地表。全球變暖導(dǎo)致北方低地森林被濕地取代，造成景觀破碎化，并可能改變碳通量。土壤CO2通量占大氣碳的20-38%，其主要來源是土壤呼吸，包括自養(yǎng)和異養(yǎng)呼吸。異養(yǎng)呼吸受溫度、濕度和溶解有機(jī)物（DOM）影響。低分子量化合物（LMW）更易降解，促進(jìn)微生物活動和土壤呼吸。解凍期雨雪事件可將DOM輸送至濕地，影響土壤CO2通量。本研究假設(shè)，解凍期森林濕地集水區(qū)的土壤CO2通量受DOM運動的影響，目標(biāo)是分析CO2通量變化，確定DOM的影響，并探索微生物在其中的作用。圖們江位于中國、朝鮮和俄羅斯的交界處，最終流入日本海，地處中高緯度地區(qū)，范圍為北緯41.99°到44.51°（圖1(a)）。布爾哈通河是圖們江的重要支流，其上游流域面積為1560平方公里。該流域以山地森林為主，森林、農(nóng)田和濕地的覆蓋率分別為81.7%、12.0%和2.0%（圖1(b)）。主要植被為蒙古櫟、白樺、紅松和苔草，分別分布在混交林和濕地中。土壤類型包括壤土、粉質(zhì)黏壤土和黏土，深度分別為0–11、11–34和34–64厘米。水東森林濕地流域（SFWC）是布爾哈通河流域的一個子流域，面積為0.98平方公里，其中森林、農(nóng)田和濕地面積比例分別為93.1%、0.7%和2.2%。此外，高地森林匯聚形成一條流經(jīng)下游濕地的溪流。因此，該流域為研究融化期間森林濕地內(nèi)DOM運動對土壤CO2通量變化特征的影響提供了一個理想的天然實驗室（圖1(c)）。圖 1. 圖們江流域地理位置（TRB，a）及BRW主要土地利用分布（b）。森林濕地流域內(nèi)現(xiàn)場站點（▲）、土壤呼吸站點（●）、水體采樣站點（▲）的空間分布及相應(yīng)的場景圖片（c）。上游水和下游水分別是流入濕地的上游水和流出濕地的下游水的簡稱。本研究使用便攜式...

發(fā)布時間: 2024 - 12 - 02

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ASD | 利用新鮮葡萄漿果的反射光譜測量估算葡萄漿果中的可溶性固形物總含量

在葡萄栽培與釀酒工業(yè)中，可溶性固形物總含量（Total Soluble Solids, TSS）是衡量果實成熟度和品質(zhì)的關(guān)鍵指標(biāo)。不同品種的葡萄因其遺傳特性和生長環(huán)境的差異，其TSS含量存在顯著變化。準(zhǔn)確估算各品種葡萄的TSS含量，對于預(yù)測酒的品質(zhì)、調(diào)整釀造工藝以及確定最佳采收時機(jī)均具有重要意義。那么，如何能夠準(zhǔn)確估算葡萄的TSS含量呢？跟隨小編，一起來看看下面這篇論文給出了怎樣的答案。摘要 · ABSTRACT可溶性固形物總含量（TSS）是決定葡萄最佳成熟度的關(guān)鍵變量之一。在這項工作中，基于漫反射光譜測量，開發(fā)了偏最小二乘（PLS）回歸模型，用于估算Godello、Verdejo（白葡萄）、Mencía 和Tempranillo（紅葡萄）等葡萄品種的TSS含量。為了確定TSS預(yù)測的最適合光譜范圍，對四個數(shù)據(jù)集進(jìn)行了回歸模型的校準(zhǔn)，其中包括以下光譜范圍：400–700 nm（可見光）、701–1000 nm（近紅外）、1001–2500 nm（短波紅外）和400–2500 nm（全光譜范圍）。我們還測試了標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)變量變換技術(shù)。使用留一交叉驗證評估了回歸模型，評估指標(biāo)包括均方根誤差（RMSE）、決定系數(shù)（R2）、性能與偏差比（RPD）和因子數(shù)（F）。紅葡萄品種的回歸模型通常比白葡萄品種的模型更準(zhǔn)確。最佳的回歸模型是針對Mencía（紅葡萄）得到...

發(fā)布時間: 2024 - 02 - 01

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LI-2100 |利用同位素技術(shù)解析植物水分來源的不確定性

水是地球上最豐富的天然資源之一，它是所有生物體的基本需求。水在地球上循環(huán)的過程中，植物水分吸收與蒸騰演繹著重要的角色。植物通過根系吸收水分，并將水分輸送到植物的各個部位。植物通過蒸騰作用釋放水分到大氣中，形成了大氣中的水蒸氣。植物水分的來源和分配是植物生長和發(fā)育過程中的重要環(huán)節(jié)，也是相關(guān)科研的重點，水同位素技術(shù)成為科研過程中十分重要的一種科研手段。今天推薦給大家的優(yōu)秀文章與此相關(guān)。利用同位素技術(shù)解析植物水分來源的不確定性因為蒸騰占據(jù)了61%-65%的陸地生態(tài)系統(tǒng)蒸散量，植物水分吸收在全球水循環(huán)中發(fā)揮著重要作用。植物是土壤和大氣水文過程的紐帶，這就是實施植物恢復(fù)可以改善區(qū)域環(huán)境的原因之一。在此背景下，研究植物水源劃分為如何提高植被生產(chǎn)力和水資源可持續(xù)管理提供重要信息。因為植物和環(huán)境條件相互作用，水分吸收是一個復(fù)雜的過程，這使得植物水源分配變得復(fù)雜。近幾十年來，同位素廣泛應(yīng)用于植物水源劃分，因為它可以標(biāo)記不同水源，且激光光譜技術(shù)使其測量更容易。然而，植物水分來源解析存在很大的不確定性（如示蹤劑選擇、修正方法及混合模型選擇）?；诖耍瑏碜晕鞅鞭r(nóng)林科技大學(xué)的研究團(tuán)隊以陜西省長武黃土塬區(qū)蘋果樹（18和26年樹齡）為研究對象，在6月至10月的生長季節(jié)，每月采集0~6 m（20 cm間隔）的土壤樣品及土壤采樣點周圍四棵蘋果樹的1年生枝條（n=50），快速剝離樹皮和韌皮部以避免同位素分餾。同時收集...

發(fā)布時間: 2024 - 01 - 30

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土壤呼吸 | 中國北方壽光設(shè)施蔬菜生產(chǎn)系統(tǒng)高土壤氧化亞氮排放

當(dāng)今社會，人們越來越關(guān)注氣候變化和環(huán)境保護(hù)，而農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對這些問題有著重要的影響。GVP系統(tǒng)（Greenhouse Vegetable Production System）作為一種新型的蔬菜生長系統(tǒng)，被認(rèn)為是減少化肥使用、提高農(nóng)作物產(chǎn)量、減少溫室氣體排放的有效途徑。那么，在GVP系統(tǒng)下蔬菜生長過程中產(chǎn)生的一氧化二氮（N2O）的排放量是怎樣的呢？對環(huán)境又會造成什么影響呢?下面這篇相關(guān)論文，一起來探討下。中國北方壽光設(shè)施蔬菜生產(chǎn)系統(tǒng)高土壤氧化亞氮排放中國的設(shè)施蔬菜生產(chǎn)（GVP）系統(tǒng)正在迅速發(fā)展，其面積已超過4百萬公頃，占全球的80%以上。山東省是中國蔬菜主產(chǎn)區(qū)，其中壽光地區(qū)被譽(yù)為“中國設(shè)施蔬菜之鄉(xiāng)”， GVP面積超過當(dāng)?shù)赝恋孛娣e的四分之一（圖1b）。為了實現(xiàn)產(chǎn)量及利潤的最大化， GVP系統(tǒng)通常過量灌水和施肥，年灌水量約2000mm，年氮肥施用量通常在2000 kg N ha-1以上，是露天菜地的2～5倍，谷類作物的4～5倍。大量的灌水和施肥能夠促進(jìn)硝化和反硝化作用的發(fā)生，有利于土壤氧化亞氮（N2O）的釋放。已有一些研究關(guān)注到GVP系統(tǒng)中N2O的排放，發(fā)現(xiàn)常規(guī)施肥條件下N2O的年排放量在3.9～63 kg N ha-1yr-1之間。這種差異一方面反映了GVP系統(tǒng)中N2O排放的空間異質(zhì)性，另一方面也反映了對于頻繁灌溉的GVP系統(tǒng)，低頻率采樣可能帶來的不確定性。此外，先前多數(shù)研究只關(guān)注了作物的...

發(fā)布時間: 2024 - 01 - 22

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LI-2100 | 內(nèi)陸山區(qū)徑流穩(wěn)定同位素的氣候與景觀控制

水，我們生活中無處不在的重要元素。它潤澤著大地，孕育著生命。然而，水的旅程并不僅僅局限于地表，它通過蒸發(fā)和降水，與大氣、植被形成了緊密的互動。而這種互動的背后隱藏著一系列的謎題，需要科學(xué)家們通過不斷研究來揭示。水同位素研究便是一種重要的手段，通過分析水中的同位素元素，科學(xué)家們能夠了解水的來源、循環(huán)和變化。水同位素研究為科研人員提供了一種寶貴的工具，幫助他們更好地了解水、植被和氣候之間的復(fù)雜關(guān)系。一起來了解一下，來自西北師范大學(xué)的研究團(tuán)隊，用全自動真空冷凝抽提系統(tǒng)（LI-2100，北京理加聯(lián)合科技有限公司）做的相關(guān)研究。水資源是制約干旱區(qū)社會發(fā)展的主要自然資源，山區(qū)是內(nèi)陸干旱區(qū)重要的水源涵養(yǎng)區(qū)，山區(qū)冰川積雪融水對干旱區(qū)淡水供應(yīng)至關(guān)重要。隨著氣候變暖，冰川積雪融化加速，地表蒸散發(fā)增強(qiáng)，降水變異性加劇，氣候變化將增強(qiáng)山區(qū)河流水文過程的復(fù)雜性。水穩(wěn)定同位素是深入了解區(qū)域水文過程的有效方法，研究內(nèi)陸山區(qū)徑流同位素時空變化的主要控制因素，對認(rèn)識內(nèi)陸山區(qū)水文過程變化，合理調(diào)配干旱區(qū)水資源至關(guān)重要。基于此，在本研究中，來自西北師范大學(xué)的研究團(tuán)隊監(jiān)測了中亞干旱區(qū)典型的內(nèi)陸山區(qū)流域-西營河流域不同水體同位素數(shù)據(jù)（地表水、降水、地下水以及積雪融水）和相關(guān)水文氣象數(shù)據(jù)，結(jié)合相關(guān)氣象觀測數(shù)據(jù)及植被覆蓋指數(shù)（NDVI)，評估氣候和景觀對內(nèi)陸山區(qū)徑流穩(wěn)定同位素的影響。研究可以為厘清內(nèi)陸山區(qū)徑流穩(wěn)定同位素的控制機(jī)...

發(fā)布時間: 2024 - 01 - 15

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土壤呼吸 | 積雪對有/無凋落物的溫帶森林土壤CO2及其δ13C值的影響

在這銀裝素裹的世界里，下雪不僅帶來了詩意的畫卷，還為大地覆蓋了一層白色的絨毯，守護(hù)著生命的源泉，對土地土壤的呼吸也產(chǎn)生著影響。在漫長的冬季里，積雪和大地度過了一個又一個寧靜的時光。積雪不僅保護(hù)了土地的水分，還防止了土地溫度的劇烈變化；當(dāng)春回大地，雪慢慢融化，雪水還會滋潤著大地。在這些過程中，積雪下土壤中的微生物是一場狂歡還是一片沉寂呢？接下來跟隨一篇優(yōu)秀的文章來了解一下這些過程~積雪對有/無凋落物的溫帶森林土壤CO2及其δ13C值的影響永凍層和季節(jié)性積雪區(qū)域占全球陸地表面的60%左右，占全球土壤有機(jī)碳（C）儲量的70%以上。積雪直接影響表土和大氣之間的熱交換，減少土壤溫度波動的影響。在嚴(yán)寒條件下，較厚的積雪可防止土壤結(jié)霜，為地下微生物活動提供相對穩(wěn)定的生活環(huán)境。然而，在全球氣候變化背景下，北半球春季陸地積雪面積正逐年減少，預(yù)計本世紀(jì)末將減少25%。季節(jié)性積雪模式對全球氣候變化具有復(fù)雜且多樣的響應(yīng)，可能會通過光、熱、水和養(yǎng)分等資源再分配來影響森林生態(tài)系統(tǒng)的地上和地下過程。土壤呼吸作為土壤C循環(huán)的重要過程，占據(jù)森林生態(tài)系統(tǒng)呼吸的60%以上，氣候變化導(dǎo)致的土壤呼吸的微小變化甚至?xí)鹕稚鷳B(tài)系統(tǒng)呼吸的重大變化。積雪和氣溫升高之間的相互作用影響土壤凍融循環(huán)，導(dǎo)致土壤性質(zhì)和土壤CO2排放的變化。作者認(rèn)為冬季積雪會影響不同季節(jié)土壤微生物呼吸及其δ13C值，且會隨著林分和凋落物的存在而變化，然而...

發(fā)布時間: 2024 - 01 - 08

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Resonon | 利用航空、地面遙感和機(jī)器學(xué)習(xí)進(jìn)行西瓜霜霉病嚴(yán)重程度的識別和分類

被曬化的大地，被烘懶的萬物，被汗水侵蝕的燥熱......在烈日高懸的夏日，誰不想聽見一聲冰鎮(zhèn)西瓜裂開的清脆，讓清涼香甜的瓜瓤鎖住一整個夏天的炙熱。作為夏日最解暑的水果，西瓜集萬千寵愛于一身，也受到了霜霉病的青睞。霜霉病菌會在潮濕的環(huán)境中迅速繁殖，尤其是在溫暖的夏季。這種病害會對西瓜植株造成嚴(yán)重的危害，從而影響果實的品質(zhì)和口感。在佛羅里達(dá)州的西瓜產(chǎn)量受到霜霉病的嚴(yán)重影響后，為了有效防治西瓜霜霉病，佛羅里達(dá)大學(xué)的研究團(tuán)隊進(jìn)行了相關(guān)研究。利用航空、地面遙感和機(jī)器學(xué)習(xí)進(jìn)行西瓜霜霉病嚴(yán)重程度的識別和分類佛羅里達(dá)州的西瓜產(chǎn)量受到包括霜霉病（DM）在內(nèi)的各種病害的不利影響。準(zhǔn)確的病害識別對于實施及時有效的管理策略至關(guān)重要。遙感工具，例如無人機(jī)（UAV）和高光譜成像，已被用于作物病害檢測。先前的研究已成功利用遙感和機(jī)器學(xué)習(xí)（ML）對鱷梨和番茄等其他作物進(jìn)行了病害檢測。但是，關(guān)于使用遙感檢測西瓜病害的研究有限。這項研究的目標(biāo)是利用機(jī)器學(xué)習(xí)模型和光譜植被指數(shù)（VI）來檢測和分類西瓜中霜霉病的不同嚴(yán)重程度。在這項研究中，來自佛羅里達(dá)大學(xué)的研究團(tuán)隊通過Resonon Pika L室內(nèi)平臺系統(tǒng)（5個病害階段：低、中（1和2水平）、高和非常高）及野外機(jī)載系統(tǒng)（2個階段：低和高）分別測量了西瓜健康葉片和DM感染葉片的高光譜圖像，選擇感興趣區(qū)域（ROI），將各種植被指數(shù)（VI）作為識別病害階段的指標(biāo)。利用多層感知...

發(fā)布時間: 2023 - 12 - 29

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Picarro | 千煙洲亞熱帶森林生態(tài)系統(tǒng)碳同位素廓線觀測系統(tǒng)應(yīng)用案例

想象一下，你身處一片浩渺的森林中，陽光透過樹葉，灑在地面上，形成一片片斑駁的光影。每一棵大樹都像一座綠色的塔樓，分層堆積著生命的活力。此刻，你可能并不知道，你正在親眼目睹一個驚人的自然現(xiàn)象：碳的旅程。森林是地球上最重要的碳儲存器之一，在這個充滿生命力的舞臺上，每一片葉子、每一棵樹、每一片土壤都在向我們講述著碳的旅程的故事，積極地參與碳的儲存和釋放?？茖W(xué)家們對此也在進(jìn)行著相關(guān)研究，在江西省千煙洲亞熱帶森林生態(tài)系統(tǒng)觀測研究站，有這樣一個研究...千煙洲亞熱帶森林生態(tài)系統(tǒng)碳同位素廓線觀測系統(tǒng)應(yīng)用案例森林生態(tài)系統(tǒng)固定目前大氣中約三分之一的人為CO2排放；因此，準(zhǔn)確評估森林碳匯對于更好理解全球碳收支至關(guān)重要。生態(tài)系統(tǒng)CO2的碳穩(wěn)定同位素（δ13C）是追蹤碳循環(huán)及其與大氣交換的有力工具。森林生態(tài)系統(tǒng)CO2動態(tài)變化取決于冠層光合作用，不同組分（葉、莖、根和土壤微生物）呼吸作用及湍流混合過程的相互作用。然而，由于測量限制，大氣中CO2的δ13C模式尚未確定。千煙洲亞熱帶森林生態(tài)系統(tǒng)觀測研究站碳同位素廓線系統(tǒng)設(shè)置示意圖千煙洲亞熱帶森林生態(tài)系統(tǒng)觀測研究站基于Picarro G2201-i，搭建了碳同位素廓線觀測系統(tǒng)，旨在研究森林生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部及上方大氣CO2及其δ13C的時間（晝夜和季節(jié)）和垂直變化，以及闡明環(huán)境和生理因素以及大氣條件對其變化的影響。該系統(tǒng)設(shè)置了7個觀測高度和3個已知濃度和同位素組分的標(biāo)...

發(fā)布時間: 2023 - 12 - 27

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