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。研究背景：1...
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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
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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。这些粉末样品的化学成分在数量上是最重要的，淀粉含量和糖、总氮的含量是负相关的。近红外光谱技术是一种低成本技术可以很好的适用于发展...
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一、研究背景—研究现状随着世界范围内越来越多的涡度协方差塔的建立，净生态系统CO2交换（NEE）的测量在多尺度气候变化科学中变得越来越重要。但由于NEE是与光合作用和呼吸相关过程中抵消通量之间的净信号，从而使利用这些数据建立的模型具有一定的争论性。研究方法目前使用最广泛使用的NEE划分方法是Reichstein方法，其使用夜间NEE的温度敏感度来预测白天的Reco，然后通过从NEE中减去Reco来计算GPP。然而由于夜间叶呼吸通常高于日间叶呼吸（也称为Kok效应），从而导致高估了日间Reco和GPP。工神经网络方法（ANN）已成为划分通量建模的另一重要方法，它使用多个可变变量来预测夜间测量的白天Reco。 ANN采用非线性回归模型来估计独立变量和从属变量之间的互连，建立类似神经通路的关系网络，但由于其计算费用昂贵，因此在多个年份内难以跨多个站点运行。研究目的由于上述调查的通量分配方法存在多种局限性，因此需要同时进行评估和比较。 并需要大力评估和比较与其相关的不确定性。本研究在理想的气象条件下，采用多重分割方法（即Reichstein、ANN、连续的测量、同位素分析），从而最大限度地减少与夜间湍流、复杂盖度和异质景观有关的误差。 由于数据和模型的不确定性，我们评估了每种方法的不确定性。 最后，我们通过采用生物物理模型CANVEG来预测冠层尺度的参数，改进了以前的同位素分配方法。二、研...
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净生态系统碳交换（NEE）中光合作用和呼吸作用的分配、区分，具有一定的挑战性，而且它常与产生未知数量的不确定性假设相关联，从而阻碍了模型的发展。这与我们使用的测量NEE的方程和方法有关。虽然有多种区分NEE的方法，由于这些技术通常不能同时实现，从而使每种方法都有难以评估的独特局限性。本研究提出了在理想条件下，使用多种区分方法（Reichstein方法、人工神经网络（ANN）方法、稳定碳同位素方法和土壤呼吸Rsoil方法），建立非线性回归模型分析。通过新的量子级联激光（QCL）光谱仪测量了生态系统稳态C同位素的通量，将这些测量与物理学模型CANVEG相匹配，并解决总初级生产力（GPP）和生态系统呼吸（Reco）。结果表明：使用同位素区分方法的GPP和Reco平均值比使用Reichstein和ANN区分方法低10-13％。 这些结果表明，由于Reichstein 和ANN方法，使用夜间NEE来推测白天Reco，可能会高估当天的Reco和 GPP。这是由于与白天相比，晚上的植物呼吸速率较高，否则称为Kok效应。 随着同位素测量方法和应用理论在不同生态系统的不断发展，它将不仅仅是一种基准测量技术，而且对进一步了解碳循环具有一定的意义。未来有关评估这些技术在日益复杂的生态系统中应用的研究会不断增加，通过这些研究来确定区分方法之间的差异，以及这些差异如何影响陆地碳...
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Combining denitrifying bacteria and laser spectroscopy for isotopic analyses (δ15N, δ18O) of dissolved nitrateDavid X. Soto,* Geoff Koehler, and Keith A. Hobson本研究介绍一种可测量水中可溶硝酸盐（δ15N、δ18O值）的新方法。这种新方法将人工培养反硝化细菌和离轴积分腔输出光谱（OA-ICOS）技术相结合，基于NO3-转换为N2O的量，进行N2O同位素分析。这种分析方法采用注射器人工将顶部空间的N2O气体注射进入同位素激光分析仪中，样品分析时间约为300秒。在考虑非线性问题时，OA-ICOS技术为可溶解的硝酸样品提供了更加准确和精度的δ15N和 δ18O测量结果。应用OA-ICOS技术测量N2O同位素的优点：（1）在没有预富集的情况下，提高了δ15N和δ18O的测量精度；（2）消除了其它气体物质的干扰（如，水和二氧化碳）；（3）极大地减少了同位素比质谱仪的花费成本和维护成本。这种新方法（OA-ICOS技术）将极大地简化水生系统中硝酸盐来源的识别和量化。阅读原文： Combining denitrifying bacteria and laser spectroscopy for i5059bbbaa132cb484...
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草甘膦抗性和敏感性的长芒苋（苋科苋属植物）：利用植物的高光谱反射特性对其分类的可行性Glyphosate-resistant and glyphosate-susceptible Palmer amaranth (Amaranthus palmeri S.Wats.): hyperspectral reflectance properties of plants and potential for classificationKrishna N Reddy,a*Yanbo Huang,aMatthew A Lee,aVijay K Nandula,aReginald S Fletcher,aSteven J Thomsonaand Feng Zhaob研究背景：草甘膦是目前世界上广泛应用的一种除草剂（高效、安全、环境友好），但是由于耐草甘膦转基因作物的应用，使其大量、频繁的应用，产生很高的选择压力，致使抗性杂草的进化，长芒苋是25个抗草甘膦品种中的一个，2006年就发现了抗性植株。长芒苋是玉米、棉花、大豆田中一种常见的杂草，在作物生长季节它能快速生长能高达2m，严重影响农作物的产量。抗性品种和感性品种很相似，通常无法区分。当前只能用草甘膦处理和看其生理生化变化来区分，过程比较麻烦，而利用高光谱技术可以简单方便的区分。长芒苋是美国南部的农业生产中的一种比较难治理的杂草（超级...
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In Situ Measurement of Dissolved Methane and Carbon Dioxide in Freshwater Ecosystems by Off-Axis Integrated Cavity Output Spectroscopy应用LGR OA-ICOS技术原位测量淡水生态系统中的溶解性气体：CH4和CO2Rodrigo Gonzalez-Valencia,† Felipe Magana-Rodriguez,† Oscar Gerardo-Nieto,†Armando Sepulveda-Jauregui,‡ Karla Martinez-Cruz,†,‡ Katey Walter-Anthony,‡ Doug Baer,§ and Frederic Thalasso*,†,‡†Biotechnology and Bioengineering Department, Cinvestav, Avenida IPN 2508, Mexico City, San Pedro Zacatenco, D.V. 07360,Mexico‡Water and Environmental Research Center, University of Alaska Fairbanks, Fairbanks, Alaska 07360, Un...
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摘要：在纳米比亚Cuvelai–Etosha半干盆地采用液体水同位素分析仪（LGR可调节离轴积分腔输出光谱技术）及商用土壤气体探头测量土壤水分的稳定同位素（氘，2H, oxygen-18, 18O）。结果证实了原位测量土气水分稳定同位素的可行性。在研究区域获得了合理而准确的高时空分辨率数据。测量结果与低温真空萃取及后腔衰荡激光光谱学同位素分析的实验室数据一致。在2014年6月-10月连续两次野外活动经过140次测量，原位同位素数据的漂移和跨度修正后的精度分别为：δ2H：1.8，δ18O：0.48 ‰ 。使用质量检查标准得到平均测量准确结果分别为δ2H ：5 ，δ18O ：0.3 ‰。定量同位素剖面深度来计算土壤水分平衡。水蒸发量占总地表水蒸发量72-92%。降雨后蒸发量立即降低至35-50%范围。激光光谱仪的原位系统存在与环境条件相关的潜在局限性，可通过使用温度调节室最小化。而且使用烘箱预先干燥的土壤原料，土壤的理化性质（即粘土矿物）可能会使系统适用性受到限制。通过改良校准程序以及进一步研究影响土壤水分同位素比值的数据，可减少原位系统的不确定性，尤其在低含水量条件下。此外，无法从数据推断出土壤呼吸二氧化碳对根区同位素值的影响。引用文献：Gaj, M., Beyer, M., Koeniger, P., Wanke, H., Hamutoko, J., and Himmel...
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2016
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J.B. Leen, G. Sornsen, R. Provencal, K. Owen, M. Gupta, D. Baer; ABB – Los Gatos Research摘要基于最新的光腔增强型激光吸收技术—OA-ICOS（离轴积分腔输出光谱技术），美国能源部应用两种不同商业气体分析仪测量NH3。分析仪#1（型号：914-0012），搭载于美国能源部在Yakima山谷Gulfstream-1研究飞机上，采用中红外量子级联激光器测量NH3。通过调节高分辨率吸收光谱的激光波长振动带近9.7um,测量NH3。在宽动态范围（0-101ppb）内获得了线性度:响应速率（1 / e）8 Hz，精度±0.09ppb（1σ，1秒）。一共执行两次飞行研究：飞行# 1，分析器在低风平稳大气条件下，采用高垂直分辨率和空间分辨率用来确定奶牛场牲畜排泄物特征。飞行# 2，分析仪在有风条件下捕获到动物粪便特征。分析仪# 2（型号：911-0016），采用近红外二极管激光测定空气中的氨。通过调节高分辨率吸收光谱激光波长接近1.52um的NH3结合带进行测量。线性度在宽动态范围（0-0.1ppm）内获得：响应速率（T90-10, 10-90）分别为＜8秒和＜9秒，精度±0.3ppb（10秒1σ）±0.8ppb（1秒1σ）。通过带水气/不带水气测量得到的两次结果，来量化仪器的精...
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