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【摘要】森林的长期生产力和固碳能力受气候变化影响,已成为全球关注的问题。本研究中,我们提供了一种简单且无损的方法来研究多时间尺度上树木CO2同化率。这种新的方法结合了树干液流和稳定碳同位素分辨率以估算碳同化率。我们通过分析变异性并进行配对样本t检验,比较了气体交换测量和新方法测得的CO2同化率,以验证其准确性和适用性。气体交换和同位素测量都表明早晨CO2同化率高于下午,峰值在10-11 am左右出现,可能是由于夜间的水储存和早晨的高气孔导度。侧柏日,月,年尺度上CO2同化率的变异性与供水条件有关。与以往的研究相比,我们利用稳定碳同位素分辨率(Δ13C)和树干液流测量估算的年CO2同化率的结果与传统方法结果相一致。侧柏对供水可以有效的响应,这就解释了为什么它可以很好地适应半干旱区环境。估算CO2同化率的新方法是准确的,且适用于北京周边的半干旱地区。【研究区域】位于燕山鹫峰国家森林生态系统研究站(NFERS,40°03′N,116°05′E)。【碳同位素测定】利用碳同位素分析仪(CCIA-36d-EP,LGR)结合廓线系统进行长期野外观测。研究区域的地理位置(a)研究区域2013年-2016年三个土壤深度(30cm,60cm和90cm)的月土壤含水量(SWC);(b)月降水量(P)和平均气温(Ta);(c)月平均饱和水汽压差(VPD)和光合有效辐射(PAR)。(a)16个树木样品的月平均林分蒸腾(Ts),误差线表示标准偏差;(b)每个样品的月林分蒸腾。TDP系统每月测得的树木每小时平均蒸腾值(Th)。负数的绝对值表示生长在阴坡的8棵树的平均蒸腾量,而正值表示生长在阳坡的8棵树的平均蒸腾量。阳坡和阴坡树木的月δ13Cls。每个点表示每月代表日(2天)的平均δ13Cls。误差线表示平均值的标准误差。Th和叶片δ13Cls估算的每个月树木每小时平均CO2同化率(A...
发布时间: 2020 - 09 - 11
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在除南极洲之外的所有大洲,在海拔-2m到70m范围内受到昼夜迁移的幽蚊虫害的人口已经达到130000人。与富营养化相联系的是,在白天的时候,迁徙的幽蚊会停留在缺氧的沉积物中,并在夜间以富氧的表层为食。我们的实验表明,在穴居到沉积物后,幽蚊虫害利用沉积物甲烷的高溶解气体给自己的分压气管囊充气。这种机制提供了一种明显的能量优势,使幼虫通过被动浮力进行迁移,而不是消耗更多能量去游动。幽蚊的幼虫,除了通过一天两次的释放沉积物甲烷气泡进入和离开沉积物,同时也会向内传输间隙水中甲烷气体囊泡进入水体,导致通量为0.01-2摩尔m/年(根据人口密度和水的深度)。幽蚊虫害每年新产生的成虫也会导致每年会有0.16摩尔碳从系统中逸出。发现湖泊富营养化的临界点,能够使这种甲烷驱动的迁移机制对最终重建大角藻的地域扩张和湖泊生物地球化学、碳循环和食物的相应变化起着至关重要的作用网络结构。点击链接阅读原文:srep44478.pdfa2f234d516bdf47e835fee463e75aeb6.pdf (1.06 MB)
发布时间: 2017 - 08 - 30
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摘要       非常规页岩气藏的天然气开采是一个有着相当大争议的公众话题,其中大家主要关注的是泄漏的自然气体对浅表地下水资源的影响。在开发之前,关于这些气体以及它们的同位素的分布、归宿和转移的基准数据处于一种缺乏的状态。这次,我们在加拿大的威利斯顿盆地白垩纪岩层的地下水位附近针对CH4的转移和归宿和早期细菌气体中的δ13C-CH4,进行了研究。我们的结果显示甲烷在深处生成而在扩散过程中通过上覆页岩时较为缓慢。我们结果还表明,δ13C-CH4(冰期后) 的扩散分馏作用将使逃逸出的气体成分复杂化。在冰川剖面上δ13C-CH4的敏感性表明,它可能是一个有价值的用于示踪描述地质变化中控制运输CH4(和其他溶质)和区分迅速向上迁移通过环形区的与通过其他管道向上自然扩散的CH4。本研究的结果已为设计基线调查提供了建议。  点击链接阅读原文:redirect-nature.pdf35953cc31ccf4f7753923274c6bdcca6.pdf (2.66 MB)
发布时间: 2017 - 08 - 10
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摘要    氧化亚氮(N2O)是一种在土壤和水生生态系统中产生出重要的温室气体。它的增温潜力比二氧化碳高296倍。迄今为止,大多数N2O排放量的测量都受到时间和空间解析度的限制,造成全球N2O排放量预测的不确定性。而激光光谱技术的最新进展则提供了一种极好的用于区域集成,直接和连续野外的现场测量N2O通量的涡度协方差法。通过在应用四激光分析仪的农业研究点使用这种技术,我们发现样品与N2O交换的昼夜行为取决于土壤氮素可得性。施肥后土壤N含量较高,白天N2O排放量高于夜间。然而,当土壤氮变得有限时,夜间的排放量要比白天高。由同位素分析支持的这些昼夜变化可能表明植物在与N2O交换相关的微生物过程中占主导地位。这项研究突出了新技术在改善全球N2O排放源预测方面的潜力。点击阅读原文:srep25739.pdf67d4729ca3951f427fc049468ba6d6f3.pdf (802.65 KB)www.li-ca.com/
发布时间: 2017 - 08 - 02
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摘要    在北极,人为活动导致了大规模的汞污染,但仍不确定的是,通过降水和海水盐诱导的化学循环,汞的湿性沉积是否对北极的高汞负荷负有责任。本文对北极冻土带的汞沉积和稳定同位素资料进行了一项大规模的研究,发现主要的汞来源实际上是由气体元素汞产生的,而另外两种来源则只有少量的贡献。持续的高土壤汞浓度来自于从陆地到沿岸的气体元素汞,这表明北极苔原可能是一个全球重要的水星接收器,也许可以解释为什么北极的河流每年将大量的水银输送到北冰洋。点击阅读原文:www.nature.com/nature/journal/v547/n7662/full/nature22997.htmlwww.li-ca.com/
发布时间: 2017 - 08 - 02
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摘要    浮游生物的呼吸作用产生的二氧化碳是全球二氧化碳总产量的主要组成部分之一,并预计随着气候的变暖,这种作用会在北极迅速增加。同时,北极现有的测试也评估了在黑暗中浮游生物的呼吸作用。有证据表明,浮游生物的呼吸作用可能会受到光的刺激,这对北极高纬度地区尤其重要,因为那里的浮游生物群落在春天和夏天都有持续的日光照射。在这里,我们可以论证出浮游生物群落的呼吸作用在持续的日照条件下呈现的原位,往往比在黑暗中的测量结果要高。经过测量,在光照条件下群落之间的呼吸比率(Rlight) 比在黑暗中呼吸比率(Rdark)多2/3 Rlight: Rdark比率从在此处的Rlight测量中值(3.62 Lµmol O2−1 d−1)处平均值1.37增加到在最高Rlight测量处(15.8 Lµmol O2−1 d−1) 的平均值17.56。因此,作为北极二氧化碳来源的呼吸作用被低估了,实际上这种作用比以前认为的要重要得多,特别是在晚春,当群落处于极昼下呼吸率最高的时候。介绍    群落呼吸是有机体降解有机物质的过程,同时也是提取能量以支持生态系统中的生物的过程,因此提供对生态系统能源需求的综合评估。海洋呼吸估计每年在全球释放66 Gt 的C元素,虽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数代谢,气体交换和碳平衡中最...
发布时间: 2017 - 08 - 02
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摘要通过室内模拟实验,我们对三峡库区(TGR)湘西湾段的甲烷(CH4)的生成和消耗速率进行了研究。结果表明,CH4的形成和消耗速率与温度呈显著的正相关。而CH4的产出量由于其潜在的氧化速率的增加而降低。在表面沉积物中,CH4氧化产物占总产物的51.8%,而且在356C的条件下这个值甚至达到了77.4%。另外,水面上甲烷的氧化速率值的范围区间是从1.26到4.65毫克/(m2h),其中,在30米深水下和356C的条件下,平均和最大氧化速率分别为46.7%和73.9%。因此,在三峡库区的平均水位(160米)下,甲烷的氧化值可能增加41.04毫克/(m2h),而在水面上,大部分由沉积物产生的甲烷都可以被氧化。 点击阅读原文:srep04449.pdf79f6b08cb55d0de2d9a7f8c810e1fc8f.pdf (757.23 KB)www.li-ca.com/
发布时间: 2017 - 08 - 01
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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 摘要近年来,传感器的微型化能使单一的无人驾驶飞行系统(USA)平台上安装多个传感器。能在多个UAS平台上同步连接设备,这样可提升数据收集和应用的功能。本文讨论了一系列正在研究的新型传感器,并参考案例研究。参考目前的能力和将来的需求,有关防御和非防御的操作内容将进行讨论,文章介绍了一些目前正使用的传感器。并预测在未来几年内,我们将看到小型机动车辆的使用急剧增加,同时可使用的有效载荷的能力也会有所改善。 1.背景在未来十年里,遥感技术将成为数据获取的主要工具,其中机载数据的搜集将会成为一种重要的手段。目前的传感器由于尺寸大小和重量的限制,不适合搭载在小型无人机上;同时无人机的使用和所需的数据已有明确的说明,这就迫切需要研制微型传感器。文章总结了一些安装在Silver Fox 和Manta无人机上的传感器的性能,及其应用。 2.传感器类型特征2.1 红外线传感器    可观测到的范围:8um-12um; ...
发布时间: 2017 - 07 - 31
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摘要:越来越多的证据表明,农作物的钾缺乏会增加它们对食草节肢动物的易感性。遥感检测植物缺钾的能力有利于节肢昆虫的取样和钾肥的空间优化,从而减少因节肢昆虫引起的产量损失。本文在播种后的69天(幼苗),96天(茎伸长),和113天(早期开花)分阶段的进行土壤及植物中的养分进行了测定。在相同的时间里,通过应用无人机(UAV)多光谱获取技于15和120米的距离获得了8.1和65毫米的空间(像素)分辨率的多光谱图像。并在69和96 天时,将野外植物被运送到一个带有可控光源的实验室里,并使用240通道的(390-890纳米)高光谱摄影机对植物进行了高光谱成像。在第113天时,发现所有的地块都自然地布满了绿色的桃子蚜虫(半翅目:蚜虫科),并进行了蚜虫的计数工作。并得知植物缺钾会造成:(1)刚成熟叶片的氮浓度增加(2)绿桃蚜虫密度增加,(3)植被覆盖减少,(4)归一化植被指数(NDVI)减少以及油菜籽产量下降。通过分析可知,具有65毫米空间分辨率的无人机图像具有很高的分类精度(72-100%),8毫米空间分辨率的无人机影像则较低 (69-94%),在实验室条件下从野外植物获得的高光谱图像的分类精度为78-88%。当从无人机数据中移除非叶像素时,96天及113天获得的空间分辨率为8毫米,65毫米图像的分类精度增大。研究表明,无人机影像具有提取植被营养缺失及节肢动物爆发范围的潜力。...
发布时间: 2017 - 07 - 27
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摘要     北极永冻层覆盖了地下水库中大量的古老的地质甲烷(CH4),而融化的永冻层为CH4的向表面迁移打开了通道。然而,地质排放的发生及其对目前CH4储量的促进,以及除此外到目前为止,生物基因CH4还不确定。在这里,我们展示的是一个数据采集基于机载CH4通量(从2012年7月和2013年)位于加拿大麦肯齐三角洲高分辨率(100m×100m)地区(10000 km²)的CH4通量图,。我们发现在永久冻土层的非连续带,存在很强烈的可能是单独的地质排放.这些排放的峰值是典型的生物排放峰值的14倍。而微生物CH4的产生主要依赖于最近的空气和土壤温度,地质CH4的产生超过了数百万年,并且可以全年提供开放的通路。因此,即使它们只发生在大约1%的区域,地质热点对我们研究区域的年度CH4排放估计贡献17%。我们认为,如果永久冻土解冻开辟了新的途径,这一比例可能会增加。我们的结论是,由于冻土解冻,在北极地区普遍存在的富含烃类物质的地区,在未来可能会增加地质CH4的排放,增加微生物CH4的产量。 相关文献:s41598-017-05783-2.pdf280430340bf271c27f0a8e07c6fec6d3.pdf (1.43 MB)www.li-ca.com
发布时间: 2017 - 07 - 26
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热带根状植物和块茎作物(木薯、甘薯、芋头和山药)在发展中国家还是主产作物,这些发展中国家的快速城镇化使粉末状食物的需求增加。本研究的目的是对近红外光谱仪在测量常规粉末状食物过程中进行校准,并测试其测量主要成分含量的准确性。      摘要      热带根状植物和块茎作物(木薯、甘薯、芋头和山药)在发展中国家还是主产作物,这些发展中国家的快速城镇化使粉末状食物的需求增加。质量控制技术依然在发展,与此同时实验室分析比较昂贵。本研究的目的是对近红外光谱仪在测量常规粉末状食物过程中进行校准,并测试其测量主要成分含量的准确性。准备了472个粉末样本(传统品质和育成品系),分析样本的淀粉、总糖、纤维素、总氮和灰分含量(总矿物质含量)。测量了所有样本的近红外光谱曲线(350-2500nm)。利用偏最小二乘法计算校准方程,该校准方程针对所有分析特性使用了交叉验证和外部验证。通过预测标准误(SEP)和源于交叉验证的测量值和预测值之间的r2指数,对94测试样本(总样本的20%)进行质量预报评价。淀粉、糖和总氮含量可进行预测,置信度分别为87%, 86%和93%,然而,灰度(矿物质)预测的置信度为71%,纤维素不能进行预测(r2 = 0.31)。淀粉、糖和总氮的统计参数非常有助于控制粉状样本的质量。这些...
发布时间: 2017 - 07 - 20
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