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土壤水力参数,如田间持水量(FC)和永久萎蔫点(PWP),在灌溉管理、干旱风险评估和土地利用规划等方面发挥着重要作用。这些水力特性是动态的,随土壤类型、作物类型和生长季而变化。传统方法估算大尺度水力特性费时费力,而土壤传递函数(PTF)作为一种替代方法,已被用于使用易测量的土壤特性(如土壤粒级、有机碳和容重)来估计土壤水力特性。这些预测参数在很大程度上受各种内在土壤特性如土壤质地、结构、有机质、容重和孔隙度的影响。随着光谱技术的不断发展,因其快速、低成本和无损测量,许多研究者已经利用可见近红外(Vis-NIR)光谱预测了土壤特性,而使用光谱数据绘制印度土壤类型水力特性的研究非常有限。基于此,在本研究中,一组研究团队在印度卡纳塔克邦高原北部地区收集了558个土壤样本,在实验室中测量了其FC, PWP和土壤含水量,并利用ASD FieldSpec光谱仪测量土壤光谱反射率。通过支持向量机、随机森林和偏最小二乘回归三个模型预测FC和PWP。其中,2/3的数据集用于校准(368个样品),1/3的数据集用于验证(190个样品)。本研究目标为通过不同统计技术检验实验室Vis-NIR光谱数据估算水力参数的有用性。研究区域图【结果】卡纳塔克邦高原北部土壤光谱反射率分布(平均值和标准偏差)(N = 558)。FC和PWP预测模型的性能(50 次迭代)验证集FC和PWP预测值和观测值散点图(RF方法)(变性土-绿点,淋溶土-红点,弱育土-蓝点,新成土-黄点)。传统PTF方法预测验证集FC和PWP含水量的性能。【结论】验证结果表明,与PLSR模型相比,RF和SVM性能较好。与田间持水量(R2=0.66-0.69和RMSE=7.25-7.51%)相比,永久萎蔫点预测良好(R2=0.70-0.74,RMSE=5.44-5.74%)。在土纲中,Vis-NIR光谱(R2=0.34&0.42)对变性...
发布时间: 2022 - 11 - 18
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2008年12月4日,著名的Nature杂志刊登了一个惊人的研究成果,苔原结冻期会释放大量的甲烷。    做为国际极地项目的一部分,科学家在格陵兰岛的东北部进行了一年的测量,结果发现苔原带在秋季解冻期会释放出甲烷。一般情况下在生长季结束后,科学家就会结束数据收集,这样就不会发现这一现象    “如果不是测量数据是如此的坚实,测量方法是这样的仔细严谨,那么可能没有人会相信会有这样的甲烷排放现象。”Lund大学的Torben Christensen说:“用一种经典的基础研究方法,发现了一个令人惊讶的结果。这种现象本来是非常常见的,但是此前没有针对苔原带气候可行的方法,包括适当的技术和高测量频率的仪器来发现这一现象。”    湿地排放是温室气体――甲烷最大的甲烷源。在高纬度地区,大气甲烷浓度在晚秋会有一个比较稳定高平台期现象,但是原因并不是很清楚。       Christensen和来自哥本哈根大学,奥尔胡斯大学,NOAA的地球系统研究实验室,SRON 荷兰,Utreche大学的合作者使用激光甲烷分析仪(FMA, LGR)结合自动呼吸室在Zackenberg山谷进行测量,得到这个惊人的结果。    科学家发现...
发布时间: 2009 - 01 - 22
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封面故事:物种形成可通过感官驱动而发生  非洲湖泊中的慈鲷鱼是教科书中关于物种快速形成的典型例子,但其中所涉及的机制仍然不是很清楚。现在,对维多利亚湖中的慈鲷鱼所作观测研究,揭示了导致(通过自然和性别选择进行的、由感官驱动的)物种形成过程的视觉系统趋异演化(表现为视觉基因的分化、雄性的彩色化和雌性的喜好)的生态及分子基础。感官驱动假说预测,感觉和信号系统中对不同环境的趋异适应,可在种群的第二接触点上引起交配前隔离。除了为证明物种形成可以通过感官驱动发生而不需要地理隔离提供明确证据外,这项工作还为在由人为原因造成的维多利亚湖富营养化期间慈鲷鱼物种多样性的崩溃提供了一个机制性的解释。 HIV/AIDS的过去和现在 来自金沙萨大学档案馆的一个历史性标本,被用来获取艾滋病出现之前的HIV基因序列。名为“DRC60”的样品来自1960年从当时比属刚果Léopoldville(即现在的刚果民主共和国首都金沙萨)的一位成年女性身上所取的一个淋巴结活检切片,它使得研究人员有可能对艾滋病出现之前的“化石”HIV-1序列首次进行演化分析,其办法是与来自同一时期的另一个病毒序列(来自1959年所取的一个血浆样品,也是在金沙萨)进行对比。 分析结果支持这样的观点:HIV-1在中―西非的多样化过程是早在人们发现艾滋病流行之前出现的。在近50年之后的今天,艾滋...
发布时间: 2008 - 10 - 13
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封面故事:利用海量数据的最新策略  研究人员怎样才能应对现代方法所产生的大量数据流?在本期的“Big data special”专题中,Nature记者对目前正在制订的、用以最为充分地利用海量数据的最新策略进行了探讨。 研究人造原子能级的新方法 历史上,研究人员通过观察原子的光谱线来了解基本物质的离散能级。该方法涉及对入射光线进行扫描,以寻找清晰的吸收线,后者是当一个频率与两个能级之间的间隙相匹配时出现的。从上世纪90年代开始,研究人员利用相干微波辐射源和频率光谱学方法对人造原子(具有原子一样的能量结构的量子系统)也进行了研究。然而,关于能级谱的很多信息仍然不清楚,因为该方法对高频率不适用。Berns等人研究出一种互补性方法,在这种方法中,一个人造原子的能级不是通过调频来扫描,而是通过调幅来扫描,同时又根据谱图中的一个特定特征对频率进行调制。通过这种方法可以获得大量新的光谱信息。这种方法普遍适用于一系列人造和天然原子。 微RNA在蛋白层面上对基因表达的调控程度 MicroRNAs可通过抑制一个信使RNA(mRNA)的转录或通过诱导其降解来调控基因表达。虽然以前的研究工作已经在mRNA层面上对这种调控进行了测量,但过去对有多少调控发生在蛋白层面上仍不知道。现在,由David Bartel和Nikolaus Rajewsky领...
发布时间: 2008 - 10 - 08
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对癌症转移的重新思索对小鼠的新研究提示,癌症在体内扩散到新的地方――这是最终引起大多数癌症患者死亡的过程――可能比人们过去所想的在疾病过程中所发生的时间更早。这一发现对例如为什么某些乳腺癌在最初的肿瘤已经得到治疗之后很久还会发生转移给出了一种解释。由于癌症转移牵涉到许多步骤――这些转移的细胞必须在条件具备之后才能在血流中行进时存活下来并且在它们的新环境中恶性生长,研究人员传统上认为转移是癌症进展中的一个晚期事件,即其发生时间在原发肿瘤细胞积累了一系列的基因变更之后才启动了癌症基因。新的结果提示,肿瘤的转移可能起自于在疾病早期就相对较早扩散的正常细胞,它们在新的器官转移处保持休眠状态,直到癌症基因被启动为止。 Katrina Podsypanina及其同事给小鼠注射了正常的乳腺细胞,这些细胞通过实验处理使研究人员可以在注射之后的不同的时间激活其中的某些癌症基因(或称肿瘤基因)。研究人员发现,这些正常的乳腺细胞能够通过血流行进到肺部,并在那里存活长达16个星期而不表达任何肿瘤基因。这些细胞在肿瘤基因被激活之前在肺中不会开始活跃的生长。文章的作者提出,对癌症转移过程的每一步骤进行调查,其中包括那些正常细胞的转移,可能会使科学家们找到摧毁引起癌症在体内转移的细胞的新策略。 幼儿园经历提高数学分数 英国研究人员发现,进过幼儿园学习的10岁孩子与那些没有进过幼儿园...
发布时间: 2008 - 09 - 03
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封面故事:病毒在深海沉积物生态系统中的作用  深海沉积物含有大量以微生物质形式存在的碳,这一生态系统的动态只是到现在才正在被确定。上期Nature上的一篇论文指出,在一个大面积的沉积物真核生物群落中,古细菌相对于细菌来说居支配地位。在本期Nature上,Danovaro等人报告了病毒感染在这一生态系统中的影响。来自232个沉积样品的数据表明,病毒的产量是非常高的。病毒感染能使真核生物质产量减少80%以上(在1000米深度之下接近100%),从而将大量溶解的有机碳释放进深海中。在因其他原因缺乏资源的水域,营养物的这种注入尤为重要。因此,病毒在全球生物地球化学循环、深海代谢和我们生物圈最大生态系统的总体功能方面似乎扮演一个重要角色。本期封面图片所示为深海病毒和细菌之间的争斗,在这一争斗中,被病毒破坏的细菌为其他细菌提供食物。 人类利他和合作行为形成的时间 小孩子在特殊设计的测试(比如说游戏)中进行互动的方式,可以帮助了解人类利他和合作行为背后的机制。Fehr等人提供的证据表明,小孩子们替他人着想的偏好(在一个分享游戏和一个嫉妒游戏中,研究人员用不同的糖果作为奖赏)表现为一个特别的形式――对不平等的反感。这种行为模式在3岁和8岁之间形成。三四岁的小孩大多数都行为自私,而到了七八岁,他们绝大多数都更愿意接受可消除不平等的资源分配。但如果对自己有优势的...
发布时间: 2008 - 09 - 03
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2008年7月24日,《自然》(NATURE)第454期以“世界第三极”的标题大幅报道了青藏高原气候与环境研究的最新进展。中国科学家的研究工作是这一报道的主体。这充分说明了我国青藏高原研究受到了世界高度关注,也说明了中国青藏高原研究在国际科学研究的地位在进一步提高。以下是全文译文(未删减)。世界第三极   相对于南北两极而言,世界对青藏高原的关注明显小得多,但青藏高原却蕴藏着世界上除两极以外最大的冰雪储量;而青藏高原的冰雪正在快速消融。在过去的半个世纪中,青藏高原的冰川退缩面积达82%(译者注:此数据有误)。在过去的十年中,高原上的冻土消失了10%。而气候变化的加剧所带来的影响将不仅仅限于青藏高原,它还将影响数十亿人的正常生活所需的水资源,甚至改变北半球的大气环流格局。   高原的作用主要在于它的高度。它平均海拔在四千米以上,因而成为同纬度最冷的地区,也是极地以外最冷的地区。拉萨作为西藏自治区的首府,其海拔相对于整个西藏而言还是较低的,约为3650m。孰不知,这个高度比玻利维亚这个世界上最高的首都拉帕斯的高度还要高。拉萨的年均温为8℃,而位于同纬度的休斯顿、德克萨斯的年均温都在21℃。高海拔使西藏变冷,特别是冬季更为显著;那里的雪和冰川反射太阳光,更加剧了寒冷的程度。高原隆升面积巨大,也影响了高空风的流动,同时,这样的海拔使其地表更接近平流层...
发布时间: 2008 - 08 - 29
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地震灾区地表水环境质量与集中式饮用水水源监测技术指南(暂行) 第一章  总  则  第一条  在地震灾区重点地表水集中式饮用水源地、重要城市上下游设立监测断面。有关省市可视当地情况增设监测断面。    第二条  监测频次为每日一次,可根据灾后重建进展进行适当调整。    第三条  为保证水质监测工作的时效性,优先采用快速监测方法和设备,把现场的快速排查和实验室的确认分析有机结合起来。分析方法可参考附表。    第四条  密切监视各种潜在污染源,重点监测对人体有毒害作用的污染物质,可根据当地企业生产情况、污染源现场排查最新的信息,确定特征污染物质。    第五条  应当在显著地点和位置建立水源地保护标识,并把有关水源地保护的规定通告有关部门、单位。 第二章  水质常规监测要求  第六条  建立重要监测断面和饮用水源地的定时巡查制度,无特殊情况每天不少于1次。对水质变化的指示性指标pH、电导率以及高锰酸盐指数(有条件的可以包括TOC)等进行重点监测,具备条件的监测站,视情况可增加氨氮、酚类等其他常规监测项目。    第七条  现场巡查时要注意观察与记录水体的颜色、气味及漂浮物等感...
发布时间: 2008 - 05 - 30
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引自国家节水灌溉中心杨凌工程技术中心网站作者:张燕            我国是水资源十分匮乏的农业大国,而水对作物的生长至关重要,在保证农业稳产、高产的前提下,大力发展节水灌溉是一项十分紧迫而重要的任务。      作物根系从土壤中吸取水S,通过茎杆输送到叶面供给蒸腾Z,在一般情况下S=Z,作物正常生长,如果出现S1.叶片外观     叶面积指数可以反映棉花生长发育状态,水分亏缺下叶片狭小。学者研究认为植株叶子的叶尖运动状况能反映缺水状况,只要保证测量时叶尖轨迹在控制区内,用计算机视觉技术可实现对叶尖实时、有效的监测。缺水条件下作物出现叶片增厚、下垂、颜色变深、变暗,下部叶子叶尖枯死不易折断,叶片卷曲等萎蔫现象。叶片卷曲由叶片细胞膨压降低所引起,是内部水势状况和渗透调节结果的外部形态表现,能直观地反映作物对土壤水分胁迫的敏感程度。水稻叶片卷曲度与土壤、植株含水量、水势和叶片表皮细胞的膨压的关系已有相关研究,作为鉴定水稻抗旱能力的指标在育种和栽培上已有应用。梁银丽等(1999年)研究表明,水分胁迫使小麦生长速度、叶片伸展速度降低,植株叶面积减小。张宪法等(2002年)试验得出,水分过高...
发布时间: 2007 - 09 - 19
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