研究背景森林固碳是缓解全球气候变化的重要途径。中国东北温带森林面积广、蓄积量大，在国家碳收支和区域气候调节中具有重要作用，准确评估其碳汇能力意义重大。然而，森林碳汇估算并不只是得到一个数值。观测方法、采样时序、空间异质性和组分测量误差都会影响结果可靠性。现有研究对不确定性来源及其贡献缺乏系统分析，限制了不同结果之间的比较，也制约了森林碳汇估算精度的提升。基于此，中国科学院沈阳应用生态研究所朱教君老师团队以东北典型次生林生态系统为对象，结合样地清查、土壤呼吸观测和长期土壤碳库监测，系统评估不同林分的碳汇强度及其不确定性来源，进一步提出低不确定性碳汇估算框架，为提高森林碳汇核算精度提供了重要参考。研究发表在《Journal of Forestry Research》。核心发现（1）三类林分的年均NPP分别为6.90±1.48、7.36±1.75和6.54±1.40 t ha⁻¹ a⁻¹，总体差异不显著。碳输入主要集中在地上部分；（2）三类林分的年均总Rs分别为7.21±1.04、8.66±0.58和5.24±0.33 t ha⁻¹ a⁻¹，Rh分别为4.91±0.98、5.49±1.09和3.86±0.21 t ha⁻¹ a⁻¹。蒙古栎林...
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2026
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研究背景全球变暖正在加速高寒地区冻土退化，也在改变河流的来水方式。青藏高原是世界上最大、海拔最高的多年冻土区，也是众多河流的重要源区。随着冻土活动层加深、季节性冻融过程增强，地表水、土壤水和地下水之间的联系被重新塑造，河流径流来源也随之发生变化。已有研究表明，降水、融雪水、土壤水和地下水是高寒河流的主要补给来源。但在冻融交替过程中，这些水源如何进入河道？不同阶段由谁主导补给？哪一层土壤水贡献更大？这些问题仍缺乏清晰的定量认识。近日，北京师范大学李小雁老师团队以青海湖流域最大的入湖河流——布哈河流域为对象，结合氢氧稳定同位素、水文气象观测和MixSIAR混合模型，系统解析了冻融过程中高寒河流径流来源组成及其输送路径变化，为理解气候变暖背景下高寒流域水循环响应提供了新的证据。 图1.图(a)、(b)和(c)分别展示了QTP和QLB的位置，以及BRB内采样点的空间分布和多年冻土的分布情况。研究方法研究区位于青海湖最大的入湖河流——布哈河流域。研究团队建立了系统的水文观测网络，结合2024年水文气象观测数据，并在2025年5——10月采集降水、河水、地下水及0–90 cm之间三个分层土壤水样品。通过测定δ²H和δ¹⁸O稳定同位素，并引入MixSIAR贝叶斯混合模型，定量解析了不同水源对河流径流的贡献比例；冻融期划分依据日尺度的气温和地温：融化期：日最高气温和土壤温度 ...
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氮肥增产背后的地下水风险氮肥是保障粮食安全的关键。然而，全球氮肥的平均利用率仅为30%-50%，大量未被作物吸收的氮素通过径流和淋溶进入土壤和地下水，引发一系列生态环境问题。铵态氮（NH₄⁺-N）和硝态氮（NO₃⁻-N）是土壤和地下水中最主要的无机氮形态。其中，NO₃⁻-N由于溶解度高、迁移性强，成为地下水氮污染的主要形式。不同施氮量如何改变土壤和地下水中NH₄⁺-N、NO₃⁻-N的分布？氮素主要滞留在哪些土层？作物不同生育期是否存在地下水氮素升高风险？环境因子又如何调控氮素转化与迁移？围绕这些问题，宁夏大学钟艳霞老师团队在中国西北旱区玉米种植区开展了连续两年的田间定位试验，系统分析不同施氮量下土壤—地下水系统中NH₄⁺-N和NO₃⁻-N的动态变化，为旱区农田氮肥管理与地下水污染防控提供了科学依据。相关成果发表在《Applied Water Science》。两年田间定位试验追踪氮素迁移（1）研究区域：位于宁夏北部，属于典型温带半干旱荒漠区；（2）实验设计：设置4个施氮水平：CK：0 kg·hm⁻²（不施氮）；F1：100 kg·hm⁻²（低氮）；F2：200 kg·hm⁻²（中氮）；F3：300 kg·hm⁻²（高氮）；每个处理3次重复，共12个小区。氮肥（尿素）分5次施用：播前、分蘖期、拔节期、抽雄...
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研究背景天然湿地是重要碳库。长期淹水环境减缓了有机质分解，使大量碳储存在土壤中，因此湿地在全球碳循环与温室气体调控中具有关键作用。但随着土地开发与粮食生产扩张，越来越多天然湿地被开垦为水田。这不仅改变土地类型，也会重塑土壤水分、氧化还原状态和微生物群落，进而影响甲烷（CH₄）与二氧化碳（CO₂）的排放。那么，湿地变水田后，生态系统碳收支会如何变化？这种变化由环境直接驱动，还是受微生物调控？近日，延边大学朱卫红老师的研究团队以图们江流域的天然湿地及其转变的水田为研究对象，系统评估了湿地转水田对CH₄和CO₂通量及土壤微生物群落的影响，旨在揭示农业开垦导致的湿地碳排放风险。研究成果发表于《Ecological Processes》期刊。为什么关注“湿地改水田”？湿地是“水文—土壤—微生物—碳循环”高度耦合的生态系统。长期淹水形成的厌氧环境既有利于有机碳保存，也促进产甲烷过程，使湿地成为重要的CH₄排放源。天然湿地转为水田后，耕作、排水、施肥和单一种植会改变土壤环境与微生物群落，进而影响CH₄和CO₂通量。已有研究表明，湿地改水田通常会降低CH₄排放，但可能增加CO₂释放，其背后的微生物调控机制仍有待明确。 图1.研究区域概况：景新湿地的地理位置（a）、土地利用（b）。研究方法（1）研究区位于中国吉林省珲春市东南部图们江流域敬信湿地及其周边改造水田，以天然湿地为对照，以由湿地开垦形成的水...
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研究背景：高分辨率监测的必要性与现实瓶颈浅海生态系统是海岸防护、生物多样性维持和生态服务供给的重要基础。水深信息和底栖生境分布，是认识浅海生态格局、评估环境变化和制定保护策略的关键数据。过去，水深与底栖信息主要依靠实地勘测获取，该方式成本高、效率低，难以满足大范围、高频次和精细化监测需求。遥感技术为浅海制图提供了新路径：卫星多光谱影像覆盖广、连续性强，无人机高光谱影像则兼具厘米级空间细节和丰富光谱信息。尽管已有研究推动了卫星与无人机平台在浅海测绘中的融合应用，但一个核心问题仍待明确：在浅海水体监测中，空间分辨率与光谱分辨率究竟如何影响制图精度？围绕这一问题，西班牙拉斯帕尔马斯大学海洋学与全球变化研究所的团队近日在《Scientific Reports》发表研究，系统比较了无人机高光谱、卫星多光谱和RGB影像在浅海水深反演与底栖生境制图中的表现。该研究为海岸带生态监测中的平台选择、数据配置和方法优化提供了重要参考。 图1.研究区域：(a) Las Canteras海滩位于西班牙加那利群岛拉斯帕尔马斯市内。(b) Las Canteras海滩的航拍照片。 图2.本研究在Las Canteras海滩检测到的主要海洋植被：(a) 小片死亡的Cymodocea nodosa，(b) 须状Cymopolia barbata，(c) 伴生有须状Cymopolia barbata的死亡Cymodo...
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研究背景海洋漂浮碎片是全球海洋环境治理中的重要污染问题。其在海面长期迁移和聚集，不仅威胁海洋生物与生态系统健康，也可能影响航运安全和近岸经济活动。由于漂浮碎片分布范围广、时空变化快，传统人工巡查、船舶观测和现场拍摄难以满足大范围、快速化监测需求。遥感技术为其监测提供了新路径，但不同材质碎片的光谱特征差异明显，且容易与背景海水和大型漂浮藻类混淆，限制了遥感识别的准确性与稳定性。基于此，南京信息工程大学孙德勇老师团队从多类型漂浮碎片的高光谱响应特征入手，结合卫星影像，构建了面向海洋漂浮碎片快速识别的遥感检测方法，为海洋污染监测、漂浮垃圾识别及海洋环境管理提供了新的技术支撑。相关成果发表在《Ecological Indicators》期刊。 图1. (a) 实验设备设计图；(b) 实验设备实物图；(c)-(y) 覆盖率。研究方法（1）研究设计：选取泡沫板、PVC浮标、PP塑料瓶和木板四类典型海洋漂浮碎片，利用ASD FieldSpec地物光谱仪开展室内控制实验，获取不同材质碎片及背景水体的高光谱反射特征；配置含海盐、叶绿素a和悬浮泥沙的模拟海水背景，并调控漂浮碎片在水面的覆盖比例，分析不同覆盖度下漂浮碎片的光谱响应变化；（2）数据分析及应用验证：在实测光谱基础上，研究利用混合光谱模型模拟不同覆盖度下的水面反射特征，并进一步构建漂浮碎片识别方法。随后，研究将该方法应用于温州近海、中沙群岛附...
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研究背景在森林生态系统中，氮（N）和磷（P）是影响植物生长与养分循环的关键元素。树木获取养分主要依赖两种途径：一是通过细根从土壤中吸收，二是从衰老叶片中回收并再利用。前者代表外部获取，后者体现内部节约。二者之间的权衡，是植物维持养分稳态的重要策略。然而，在氮沉降增加和林分持续发育的背景下，不同林龄森林如何调整这种权衡，仍有待深入认识。近日，山西农业大学郭晋平老师团队在《BMC Plant Biology》期刊上发表的论文对此进行了深入探讨。研究团队以华北地区重要树种——油松（Pinus tabuliformis）为对象，系统揭示了林分发育与氮沉降交互作用下，树木氮磷利用策略的动态变化规律。 图1.研究区域。研究方法研究在山西关帝山森林区孝文山林场开展，选取了42年、55年和65年三个林龄的天然油松林分，设置5个氮添加水平（0、5、10、15、20 g N·m⁻²·yr⁻¹），每个处理3次重复；测量指标及数据分析：不同组织（针叶、枝条、细根）的N、P含量及N:P 比；养分回收效率（NRE）：从衰老针叶中回收N、P的能力；养分获取能力（NAC）：细根从土壤中获取N、P的能力；植物综合N:P比（INPS）：通过主成分分析整合针叶、枝条和细根的N:P比，反映植物整体的养分限制状况；在该研究中，研究人员采用Smartchem 450全自动化学分析仪对...
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研究背景毛竹（Phyllostachys edulis）是亚热带森林生态系统中的重要物种，兼具经济价值与生态功能。但单一毛竹林长期发展易面临土壤养分循环受限、地力下降和生产力衰退等问题。相比之下，毛竹—阔叶混交林有助于改善土壤环境、提升林分稳定性和生产力。但若缺乏有效管控，毛竹可通过地下茎快速扩张，改变群落结构并抑制阔叶树更新。由此，一个关键问题值得关注：毛竹入侵如何影响阔叶树的水分与养分获取，并维持二者的短暂共存？近期，南京林业大学的姜老师团队在《Catena》上发表了研究，团队以毛竹入侵麻栎（Quercus acutissima）阔叶林为对象，结合稳定氢氧同位素、根系生物量调查、土壤水分与养分分析，系统揭示了毛竹入侵过程中植物水分利用策略与地下生态位竞争机制。 图1.研究区样地设置及样点分布。研究方法研究设计：研究在长三角生态定位观测站进行，研究对象包括入侵样地中的毛竹和麻栎，以及未受毛竹入侵影响的麻栎对照样地。沿毛竹入侵梯度设置样地，分别在受入侵的阔叶林区和未受入侵的对照区各设3个30 m × 400 m样方;样品采集：采集不同土层土壤、植物枝条和土壤水样，测定土壤含水量、水储量及C、N、P等指标；同时提取植物木质部水和土壤水，并测定δ²H和δ¹⁸O值，以解析植物水分来源。值得一提的是，研究团队采用LI-2100全自动真空冷凝抽提系统（北京理加联...
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研究背景在全球变化研究中，河流、湖泊等内陆水体并非只是碳从陆地输送到海洋的通道，也是重要的碳转化与温室气体释放界面。进入水体的有机碳，一部分在水体中滞留埋藏，另一部分则通过微生物分解、厌氧产甲烷和气体扩散等过程转化为CO₂和CH₄，并释放到大气中。在快速城市化地区，土地利用变化、生活污水输入、河网改造和营养盐富集会进一步改变水体理化环境与碳循环过程。然而，不同类型城市水体的温室气体排放差异及其驱动机制仍有待明确。围绕这一问题，中国科学院南京地理与湖泊研究所程俊翔老师团队在国际期刊 《Science of the Total Environment》发表研究成果。研究以高度城市化地区苏州河湖系统为对象，开展 CH₄ 和 CO₂ 通量原位监测，并同步测定水体理化指标，系统揭示了不同类型城市水体温室气体排放的时空格局及主要驱动因素，为城市水体碳循环评估与排放管控提供了实测依据。 图1.苏州市土地覆盖图，展示了河流与湖泊的采样点位。根据汇水区内的主要景观组成，这42个采样点被划分为四种类型：城市（U）、农业（A）和混合（M）区域内的河流，以及湖泊（L）。研究方法研究区域：苏州市，长三角核心城市，城市化率77%，水域面积占比34.6%。采样时间：2021年5月、7月、9月（因疫情取消冬季采样）；样点设置：共42个断面：27条河流 + 5个湖泊；根据流域景观类型划分：城市型河流（U）、农业型河...
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研究背景哈密瓜的风味品质和商品价值与甜度密切相关，而可溶性固形物含量（SSC）是评价果实甜度的重要指标。传统SSC检测多依赖折光仪测定，虽结果可靠，但需取样、榨汁或切片，具有破坏性，难以满足批量化、连续化和在线分选对快速无损检测的需求。高光谱成像技术融合了图像与光谱信息，能够间接反映果实内部化学成分（如糖、水分、酸度）的分布与含量，为非破坏性检测提供了新路径。然而，现有研究多集中于单一品种，跨品种检测的模型泛化能力仍面临挑战，尤其是哈密瓜这类果皮差异大、糖分分布不均的厚皮甜瓜。近日，青岛农业大学赵磊老师团队在《Symmetry》发表了一项研究，系统探索了高光谱成像结合机器学习在哈密瓜多品种可溶性固形物（SSC）无损检测中的应用，提出了一种基于RPD加权的集成模型，显著提升了跨品种预测的鲁棒性和准确性。 图1.光谱采集过程。研究方法样本准备：品种：西州蜜、伽师瓜、金凤凰、黑眉毛（各40个，共160个）；采样位置：赤道部位果肉，分别测量近核部（BRIX1）和近皮部（BRIX2）的SSC；数据集划分：每品种30个训练，10个测试；高光谱数据采集：通过穹顶光源 + 精密电动平移台搭载Resonon Pika L高光谱成像仪，结合150 W石英钨卤素灯、输送装置等进行高光谱数据采集；光谱参数：波长范围：400–1000 nm；光谱分辨率：2.7 nm；参数设置：帧率16 Hz，物距 978 ...
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