海水富营养化是海洋水体中N、P等营养盐含量过多,导致水体中藻类等生物过度繁殖,从而引发水体生态系统的失衡现象。环境变化和水体富营养化是当前许多湖泊及水域面临的严峻挑战。为了及时发现湖泊水质变化,水体监测是关键所在。遥感监测技术的发展为水体监测带来了新机遇。遥感技术可以通过机载高光谱获取大范围的水体光谱信息,从而快速、准确了解水体的变化情况。遥感监测可以提高监测效率,减少人力和物力的投入,降低监测成本。在山东半岛南部胶州湾典型海水养殖区,学者们就利用高光谱遥感开展了海水富营养化的监测。利用Resonon Pika L估算胶州湾富营养化由于土地利用的不断变化、森林砍伐和化石燃料的燃烧,温室气体排放急剧增加,从而导致海洋富营养化、洪水泛滥等严重的全球性挑战。近年来,由于海产品消费的增加,海水养殖成为一个迅速扩大的全球市场。而不合理的养殖方式、过度的养殖生产,以及大量污染物直接排放到海洋养殖区中,会造成赤潮等其他灾害。这些问题会导致严重的环境污染、生态失衡和沿海水域富营养化。为了从源头上减少污染排放,阻止海水养殖水质恶化,需要快速准确地了解海水养殖水质参数浓度的时空特征、演变过程、影响因素等信息。随着遥感技术的不断进步,高光谱遥感技术因其精度高、波段多、信息量大等优点在遥感水质监测中得到了广泛的应用。而机载高光谱遥感具有空间分辨率高、时间分辨率高、图像采集灵活等优点,为区域水质监测的应用提...
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2023
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近日,强冷空气在山西、宁夏和陕西等地凶猛登陆,带来了降温降雪的天气。没有冤情的四月飞雪,大自然再一次向人类展现了它的深邃。除了突如其来的降雪,大自然赋予的特殊天气,还有极端而持续的干旱。在干旱区,由于水资源缺乏,植物的生存和生长受到严重胁迫,促使生态环境进一步恶化。为了应对干旱气候,治理生态环境,相关的研究数不胜数。基于干旱区河岸湿地这一特殊的生态系统,今天我们来了解一篇研究植物水分利用模式的论文。干旱区河岸湿地优势种植物的水分利用模式植物水分循环是研究陆地生态水文学的关键环节。在干旱区,由于有限降水和强烈蒸发,水资源是影响植物生存、生长和植被恢复可持续性的重要限制因素。近年来,由于高温和干旱等极端天气事件更加频繁,土地退化加剧,使河岸湿地生态系统面临降水减少、不同程度水位下降等干旱问题。极端干旱会降低水资源的可利用性和植被生产力,并给植物带来不可逆转的死亡风险。因此,了解植物水分利用模式可以揭示植物的生存策略和对不断变化的水文气候条件的反应,这是良好的生态管理和植被恢复的先决条件。湿地是连接水域生态系统和陆地生态系统的功能过渡区,其生态功能非常突出。因此,定量研究河岸湿地水分来源、补给途径及其植物水分利用模式,是了解湿地生态水文循环的前提条件,将为干旱区湿地环境治理和生态安全提供理论依据与决策支持。干旱区是全球生态系统的的重要组成部分,河岸湿地具有水源供给、水文调节和土壤保持等生...
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青藏高原是地球上海拔最高的高原,被称为“世界屋脊”、“第三极”。青藏高原光照和地热资源充足。高原上冻土广布,植被多为天然草原。它扮演着重要的生态角色,影响着全球气候变化。这个区域的碳循环系统尤其引人注目。随着全球气候变暖,青藏高原的永冻层正在消融,导致大量的甲烷和其他温室气体被释放到大气中,从而影响了全球气候变化的速度。这种现象对人类社会和生态系统都产生了深远的影响,今天想向大家介绍的文章,正好与此相关。基于Picarro G2201-i碳同位素分析仪研究天然气水合物释放对青藏高原永冻层湿地甲烷排放的影响湿地甲烷排放是全球CH4收支中最大的自然来源,在推动21世纪气候变化方面发挥着日益重要的作用。多年冻土区碳库是受气候变化影响的大型储层,对气候变暖具有正反馈作用。在与气候相关的时间尺度上,融化的永久冻土中的甲烷排放是温室气体收支的关键。因此,多年冻土区湿地甲烷排放过程与湿地碳循环密切相关,对理解气候反馈、减缓全球变暖具有重要意义。青藏高原是地球上最大的高海拔永久冻土区,储存了大量的土壤有机碳和天然气水合物中的热生烃。湿地甲烷排放源识别是了解青藏高原湿地甲烷排放和碳循环过程与机制的重要问题。基于此,来自中国地质调查局的研究团队于2017年测量青藏高原木里永冻层近地表和天然气水合层钻井(DK-8)的CH4和CO2排放量及其碳同位素组成(Picarro G2201-i碳同位素分析仪)。并...
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2023
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据人类目前所知,昆虫的种类有100多万种,是地球上数量最多的动物群体。在《昆虫记》中,法布尔将昆虫世界化作供人类获得知识、趣味、美感和思想的美文,以文艺趣味的笔触记录了100多种昆虫的本能与习性,展现了一部“昆虫的史诗”。但种类繁多、形态各异的昆虫,除了法布尔笔下的灵性和趣味,还有不可忽视的侵害和威胁。1998年,我国在山西省首次发现红脂大小蠹,当地林木大面积受到侵害,生态环境和经济发展也严重受损。随着红脂大小蠹的扩散蔓延,我国科研人员对森林受到的侵害愈加重视,并通过相关研究,提供了对其进行监测的方向。利用机载高光谱成像进行树木水平红脂大小蠹侵染的早期监测森林在陆地生态系统中发挥着必不可少的作用,提供着水资源保存、侵蚀控制、缓和气候变化和碳固存等各种生态服务。同时也面临着生物和非生物因素的胁迫。入侵害虫红脂大小蠹(RTB)在中国东北部蔓延,造成严重的经济和生态损失。早期识别和侵染树木的处理对于避免其蔓延和侵染爆发至关重要。高空间分辨率的高光谱数据具有监测单木尺度树皮甲虫早期侵染的潜力,但尚未进行相关研究。基于此,为填补研究空白, 来自北京林业大学的研究者们利用DJI Matrice 600 UAV+Resonon Pika L高光谱相机在中国辽宁省进行了相关研究。首先调查了RTB侵染油松后光谱特征的变化。其次,利用RF分类器比较不同光谱特征区分RTB阶段的性能。最后,探索了深度学习...
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2023
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太白山,坐落于陕西宝鸡,是我国著名的秦岭山脉的主峰,也是我国大陆东部的第一高峰。高达3767.2米的海拔,巨大的高山落差,明显的气候差异——自然的赋予让太白山形成了独特的垂直景观。随着海拔的变化,太白山容纳了种类多样的丛林、珍禽异兽、冰川奇石等丰富的自然景观。不仅吸引了各地游客前来观光,更有佳句“山脚盛夏山岭春,山麓艳秋山顶寒,赤壁黄绿白兰紫,春夏秋冬难分辩。”广为流传。当然,巨大的气候差异和垂直景观的形成,带来的不仅仅是特色的旅游资源,更为专业领域内的研究提供了丰富的样本。依托太白山的天然差异,中国科学院地球环境研究所进行了同位素相关的调查研究。叶水氢和氧同位素的控制:跨季节和海拔的区域调查叶片水中稳定的氧(δ18O)和氢 (δ2H)同位素充当连接水文气候与植物来源有机物的桥梁,然而,目前尚不清楚水源(枝条水、土壤水和降水)或气象参数(温度、相对湿度和降水)是否对其控制。基于此,来自中国科学院地球环境研究所的研究团队调查了太白山(33.96° N,107.77° E,海拔3767m)海拔梯度δ18Oleaf和δ2Hleaf、潜在水源同位素(LI-2100 Pro全自动真空冷凝抽提系统,北京理加联合科技有限公司+Picarro L2130-i水同位素分析仪)和气象参数的季节特征。结果发现,叶片水氢和氧同位素对气象参数(降雨、温度和RH)和源水(木质水、降雨)氢和...
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2023
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黄土高原“这片广袤的土地已经被水流剥蚀得沟壑纵横、支离破碎、四分五裂,像老年人的一张粗糙的脸。”这是已故作家路遥在《平凡的世界》里对黄土高原的描述,也是三、四十年前黄土高原生态环境的真实写照,水土流失严重,荒凉贫瘠。如今经过前辈们的不懈努力,这片土地上发生了翻天覆地的变化,植被恢复与人工造林成果显著,生态环境大幅改善。现在的黄土高原“植被”与“水”已经成为这片土地上绑定的话题。生态改善的同时,人们对于此的研究也在不断深入。关于植被在这片土地的恢复过程中,如何影响到生态水文的变化?今天来了解一篇中国科学院地球环境研究所研究团队的相关论文。中国黄土高原天然草地和人工林地小流域生态水文分离——一年周期稳定同位素观测的证据陆地生态水文是地球水文循环的重要组成部分,对于其功能和相关服务的理解至关重要。土壤可调节局部到全球范围的生态水文过程。植物作为生态水文重要组成部分,在生态系统贡献了50%-90%的蒸散量。因此,研究植物和周围土壤之间水的相互作用对于深入理解生态水文过程至关重要。生态水文分离假说是同位素生态水文关注的热点问题,它涉及到两个水世界。已有许多研究在不同气候带进行了生态水文分离调查。黄土高原一直进行人工林和自然恢复,显著改变了土壤性质、植被群落、微生物群落和生态水文过程,然而植被恢复如何影响生态水文过程仍不清楚。基于此,来自中国科学院地球环境研究所的研究团队对甘肃省庆阳市南小河沟...
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2020年11月24日4时30分长征五号遥五运载火箭点火升空托举嫦娥五号探测器送入预定轨道意味着人类时隔44年再次从月球带回了岩石和土壤样品上一次月球采样返回任务是1976年苏联的月球24号美国在阿波罗十一号成功登月之后,进行了6次发射任务,其中有5次都获得了成功,一共将12名宇航员送上了月球,带回来了382公斤的月球土壤。中美两国于1979年1月1日正式建交;而就在这前夕的1978年,美国国家安全事务顾问布热津斯基访华时,为表示友好,向中国赠送了1克月岩。地质学家将1g月壤等分成两份,每份重量0.5g,一份用于研究,另一份用来展览。如今,我们自己从月球带回1731克月壤!北京时间2022年10月10 日,国际科学期刊《自然 · 通讯》(Nature Communications)在线发布我国嫦娥五号样品的一项研究成果。中国科学院国家天文台李春来、刘建军研究员领导的团队,结合嫦娥五号月球样品的实验室分析结果和遥感探测数据,解答了过去对月球晚期玄武岩遥感光谱解译的疑惑,纠正了月球晚期玄武岩独特遥感光谱特征的物质成分解译结果。根据以往地基望远镜和月球轨道器遥感光谱数据的分析,普遍认为月球正面西部晚期月海玄武岩覆盖的区域富含橄榄石,这是约束月球晚期玄武岩成因的重要因素。然而该推论是否正确,由于缺乏实际样品的分析而无法证实。嫦娥五号成功着落于月球风暴洋东北部的玄武岩平原,返回样品...
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苹果是一种常见而又神奇的水果。很多人学会的第一个英语单词可能就是Apple;从树上掉下来,砸到牛顿,启发牛顿的也是苹果;引领消费时代数码潮流的苹果公司,logo是被咬了一口的苹果~对于这种大家经常吃的香甜水果,追本溯源,是来自蔷薇科苹果属的杂交水果。苹果的祖先,是一种叫做“新疆野苹果”的植物,生长在我国新疆和中亚地区,后来伴随人类活动扩散开来,果农们也一代代与苹果树斗智斗勇,通过杂交等方式把他们调教的越来越美味。现代农业,为满足大家更多需求,苹果的杂交育种依旧在进行,人类学会了利用更先进的技术,今天推荐大家了解一篇通过高光谱成像来预测苹果杂交后香气的优秀文章。基于Resonon PIKA XC2高光谱成像预测苹果杂交后代香气苹果是世界上最受欢迎且有价值的水果之一。质地、风味和营养是苹果最重要的品质。一般来说,香气在苹果风味中发挥着重要的作用。提高苹果香气是育种和筛选的目标。因此,构建苹果香气成分评估模型至关重要。高光谱成像技术(HSI)结合二维成像技术实现光谱全图像信息获取,因其快速、有效和无损特征而广泛应用在农业、食品和化学领域。基于此,在本文中,来自西北农林科技大学园艺学院的研究人员利用高光谱成像(PIKA XC2 高光谱相机,Resonon Inc., Bozeman,MT,USA)建立了‘Honeycrisp’בMaodi’杂交后代的香气成分预测模型,初步实现了...
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车厘子,相信大家都不陌生,毕竟“车厘子自由”曾经也是风靡一时的网络热词。但是车厘茄是什么呢?车厘子的变种?车厘子和茄子的结合?空想不如实干,看看度娘怎么说......嚯,原来车厘茄就是常见的小番茄!另外,小加还了解到车厘茄含有丰富的维他命和十分高的铁质含量,不仅有美容功效,还可以预防出现贫血,可谓是值得多次购买的营养好物。但是购买时,我们只能通过朴素的双眼判断其好坏,如果从专业性的角度出发,该如何评估车厘茄的质量呢?答案就在下面这篇论文里,快一起来看看吧!基于深度学习和高光谱图像估算车厘茄可溶性固形物含量及硬度车厘茄(Solanum lycopersicum)因其特殊的香味深受世界各地消费者喜爱。可溶性固形物(SSC)和硬度是评估产品质量的两个主要指标。现存的测量技术主要依赖于化学方法。然而,这种破坏性的方法不适用于大面积的测量。高光谱成像技术可以同时获取光谱信息和空间信息,已广泛应用于各个领域,如植物病害胁迫检测、工业食品包装、医学图像分类及水果质量分析。基于此,来自浙江工业大学和浙江省农业科学院的研究人员选择当地主流的车厘茄(Zheyingfen-1)为研究对象,测量其硬度和SSC,并基于高光谱图像(PIKA XC 高光谱相机,Resonon Inc.,Bozeman,MT,USA)和相应的深度学习回归模型开发了无损式测量技术。高光谱成像系统【结果】(A)校正的光谱反射率图。(...
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2023
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水溶性有机物(WSOC)以气体和颗粒物的形式大量存在于大气中,在大气水反应和云凝结核(CCN)形成中发挥着重要的作用,对全球和区域气候变化有着重要影响。此外,某些WSOC是有毒的,它会影响人类健康。WSOC可从源中直接排放或从气态和颗粒有机质(OM)的光氧化中二次产生。目前,只进行了有限的测量来理解WSOC划分机制。结果表明,气体-颗粒物相划分取决于很多因素,例如气象参数、气体物质组成和凝结相性质。将气相WSOC(WSOCg)分配到气溶胶相(WSOCp)是大气二次有机气溶胶的主要形成路径。然而,WSOC划分过程的基本机制尚不清楚。基于此,在本文中,来自华东师范大学、上海市环境科学研究院和上海市环境监测中心的研究团队于2019年冬季在长江三角洲河口湿地生态系统野外科学观测站(31°44′N,121°13′E)同时测量了气体和颗粒物,包括NH3(Picarro G2103),有机酸(草酸、甲酸和乙酸)、无机离子(阳离子:Na+,NH4+,K+,Ca2+和Mg2+;阴离子:SO42−,NO3−和Cl−)和WSOC。为了全面理解WSOCp形成机制,作者还测量了300-550 nm WSOCp的光学吸收,同时测量了PM2.5并调查了气体-气溶胶相划分的影响因素以全面理解中国大气,尤其是严重冬季雾霾区的有机气溶胶行为。【结果】研究区主要污染物的时间变化。ALWC和pH对WS...
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