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北京,这座拥有千年历史的城市,见证了无数历史的变迁和现代文明的飞跃。然而,随之而来的是空气质量问题,尤其是由机动车尾气排放引发的大气污染。据相关研究显示,机动车尾气中含有大量的有害物质,包括一氧化碳、氮氧化物、挥发性有机化合物以及细颗粒物等,这些污染物不仅对人体健康构成威胁,还会导致城市雾霾的形成,影响城市的视觉美感和居民的生活质量。在众多污染物中,氨气作为一种典型的碱性气体,其来源多样,包括农业活动、工业生产、生活垃圾处理等。在北京市城区车辆排放是否是氨气的主要来源?据此,来自中国科学院大气物理研究所的研究团队进行了相关研究。北京城区NH3排放源-机动车尾气背景介绍氨气是大气中重要的碱性气体,在中和酸性气体,形成二次气溶胶方面发挥着重要作用。NH3在大气中滞留时间短,因此NH3浓度日变化显著。一般特征为在早上大约07:00~10:00,NH3浓度到达峰值。然而以前的研究局限于单一季节,无法阐明该现象对于所有季节是否是普遍特征。且尚不清楚车辆排放是否是城市NH3主要源。研究方法来自中国科学院大气物理研究所的研究团队利用Picarro G2103氨气分析仪在中科院大气物理所一栋建筑物屋顶进行了NH3浓度年在线观测并通过离线方式在冬天以小时尺度测量了NH4+及δ15N。旨在表征NH3日动态变化并识别NH3的城市源。结 论北京市城区早晨NH3峰值的发生是一种普遍特征,平均发生频率为73.0%,冬季增长较快(20%)。同位素结果表明北京市区冬季早晨NH3浓度确实因车辆排放而增加,应在空气污染法规中予以考虑。请点击下方链接,阅读原文:https://mp.weixin.qq.com/s/ytgvCoThvr-6xAYh4cQFXg
发布时间: 2024 - 05 - 20
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土壤质量直接影响其有机体的健康。然而,土壤容易受到人类活动的干扰,如采矿、工业化和农业活动,导致严重的土壤污染。在各种土壤污染中,有毒元素会对人类和家畜健康以及食品安全造成威胁。因此,监测这些污染类型的浓度和分布对于土壤修复项目至关重要。然而,传统采样和实验室分析方法成本高、费事费力且局限于采样点位置,不能很好地具体化浓度的空间分布。因此,需要具有高空间效应的快速有效的技术。许多研究已经利用图像光谱和其它辅助数据或环境变量来预测有毒元素的分布。而由于卫星图像中云或阴影的存在,土壤采样和图像获取日期存在差距,这种情况下,需要用到具有不同光谱和空间特征图像的融合,以增加图像的时间分辨率。Sentinel-2A是“全球环境与安全监测”计划的第二颗卫星,其携带一枚多光谱成像仪,可覆盖13个光谱波段,从可见光和近红外到短波红外,具有不同的空间分辨率。Landsat 8是美国陆地卫星计划的第八颗卫星,其携带的陆地成像仪包括9个波段,空间分辨率为30 m。两者的协同应用将改进对地球表面的及时和准确观测,以及遥感不同学科的使用。基于此,在本研究中,来自捷克生命科学大学的研究团队于2015年8月12日在Sarcheshmeh矿山采集了120个土壤样品,在实验室进行化学(As、Pb、Zn和Cr)和光谱测量(ASD Fieldspec 3地物光谱仪)。并于2015年8月13日获取Landsat 8-OL...
发布时间: 2022 - 12 - 28
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近几十年来,北极气温上升超过全球平均气温的两倍,且在2100年以前,可能会增加2-8℃。近年来野火频繁发生和蔓延,它以不同的方式干扰着生态系统,包括破坏地上和地下植物生物量以及通过改变C、N和P有效性改变土壤性质。在高纬度地区苔原火灾的频率和范围与气候条件有关,火灾事件的增加与夏季变干变暖有关。气候变化会改变北极无冰区陆地生态系统土壤和大气之间CH4,CO2和N2O的交换。大约一半的全球土壤C沉积在北极中,气候变化和野火增加会导致大量C释放到大气中,影响全球C收支,导致气候正反馈。同时也有研究表明,野火会导致排水良好的针叶林土壤中CH4吸收速率增加。然而,野火对苔原生态系统C和N循环的短期和长期影响理解匮乏,且尚不清楚野火对苔原生态系统土壤CH4,CO2和N2O通量的影响。基于此,在本文中,来自哥本哈根大学的研究团队于2017-2019年在西格陵兰岛凯凯塔苏瓦克岛(69°16′N,53°27'W)南端的Blæsedalen原位调查了环境和增温条件下实验火烧对CO2,CH4(Picarro G4301)和N2O通量的影响。作者同时收集了气温和降水数据。燃烧过程中测量和记录了2和5 cm深度的土壤温度。2017年8月,2018年7月和2019年7月采集0-5 cm土壤,分析了其总和可溶性C、N和P。分析了2017年样品的pH和C:N比。提取潮湿土壤...
发布时间: 2022 - 12 - 20
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文章来源:Picarro Blog在Picarro公司,我们乐于听到研究小组如何将我们的系统运用到他们的项目中。来自圣彼德堡北极与南极研究所(AARI)的安娜·科萨切克(Anna Kozachek)撰写了一篇短文,其中讲述了她的团队如何在南极环航探险 (ACE) 项目中使用Picarro L2130-i和L2120-i的详情。南极环航探险(ACE)由萌睿基金会(ACE Foundation)、瑞士极地研究所(SPI)和俄罗斯圣彼得堡的北极与南极研究所(AARI)共同组织发起。探险队一起登上俄罗斯特列什尼科夫院士(Akademik Tryoshnikov)号考察船。探险队此行的主要目的是环航南极洲,沿着环航路线进行海洋观测和气象观测,同时对亚南极洲和南极诸岛进行陆地观测。探险队从开普敦(Cape Town)出发,将于92天后返航。详细路线图此次探险活动承载着来自七个不同国家和地区的55名科学家着手进行的22个项目。这个名为“亚南极岛屿生态系统的演变及其现状”的 AARI 项目涉及了若干项研究课题,包括湖泊沉积物取样、岛上土壤取样、过去海平面变化的地貌观测、大气中悬浮微粒的测量和大气水蒸汽的同位素组成。我们的实验室,即AARI的气候与环境研究实验室,此行的主要考察任务是研究冰芯数据中的古气候。在过去几个世纪,南极洲长期缺少气象站,人们记录高频气候变化的唯一途径就是测量南极洲不...
发布时间: 2022 - 12 - 08
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盐沼是地表过湿或季节性积水、土壤盐渍化并长有盐生植物的地段。滨海盐沼以草本植物为主,沿潮间带延伸,可忍受高盐条件和因涨潮引起的周期性淹水。盐沼植被生产力高,可为许多物种提供繁殖、觅食和越冬的场所。盐沼植被地上生物量(AGB)的估算为监测盐沼生态系统时空稳定性、生产力和地上碳储量提供了有用信息。然而,以往关于AGB的估算研究主要局限于站点水平,且通常基于单一植被类型。与野外地面调查方法相比,遥感(RS)卫星成本低、速度快、范围广,在盐沼植被结构和生物物理指标的空间估计方面更具优势。其中,UAV-LiDAR数据具有较高的时空分辨率,在滨海盐沼三维结构监测中具有很大潜力。然后目前,利用UAV-LiDAR数据估算盐沼植被AGB的研究有限。为了确定滨海盐沼潮沟对植被群落空间分布及其生物量的影响, 来自复旦大学的研究团队在上海崇明东滩滨海湿地(121°54′-121°55′E,31°27′-31°28′N)进行了研究,主要目的为:(1)探索UAV-LiDAR数据估算盐沼植物AGB的潜力;(2)研究潮沟对盐沼植物群落空间格局及其地上C储量的影响。作者于2019年9月基于DJI M600平台,利用LR1601-IRIS LiDAR传感器(北京理加联合科技有限公司,北京依锐思)收集UAV-LiDAR数据。于2019年9月27日和28日获取光学图像数据。于201...
发布时间: 2022 - 12 - 06
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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)(...
发布时间: 2022 - 11 - 18
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了解亚热带森林树种的准确信息对于森林可持续管理、生态系统服务评估、生物多样性监测以及生态环境保护至关重要。因此,亟待快速有效的方法对单个树种进行分类。传统的树种地面调查费事、费力、成本高,难以大面积实施。而遥感可以获取较大区域的特征信息。许多遥感数据,如超高分辨率RGB、机载高光谱和雷达数据,已广泛应用于单木分割和树种分类。然而以往都是利用其中一种或两种类型的数据进行研究,综合这三种遥感数据进行树种分类的研究十分有限。基于此,为填补研究空白, 研究者们于2019年8月在中国南方深圳的亚热带阔叶林聚龙山公园(114°23′28′′E,22°43′50′′N)基于UAV LiDAR,高光谱(Resonon Pika L高光谱成像仪)、超高分辨率RGB数据以及地面数据进行单个树种的分类。作者首次开发了watershed-spectral-textural-controlled normalized cut(WST-Ncut)算法进行单木分割。然后整合UAV LiDAR(提取结构特征),高光谱(提取光谱特征)和超高分辨率RGB数据(提取纹理特征)进行分类。最后通过总体精度(OA)和kappa系数(k)评估分类精度。主要研究目标为:(1)评估所提出的WST-Ncut算法在亚热带阔叶森林进行单木分割的准确性;(2)与单独使用这些数据相比,评估UAV LiDAR,高光谱和超高...
发布时间: 2022 - 11 - 14
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【摘要】土壤含水量的时空异质性影响着土壤水和植物茎木质部水的同位素组成。然而,土壤水分条件对广泛报道的土壤水-植物茎木质部水同位素偏差的影响尚缺乏系统地评估。为此,本研究连续两年在两个土壤水分条件不同的样地测定了柠条茎木质部水和土壤水的δ2H和δ18O值(利用全自动真空冷凝抽提系统LI-2100,北京理加联合科技有限公司)提取土壤和植物茎木质部中的水分,然后进行同位素测量)。结果表明,在较湿润的样地1,茎木质部水与土壤水在两年中都表现出明显的同位素偏差(两者的重叠率【研究区域】该试验是在中国黄土高原北部六道沟小流域 (38°46′-38°51′N,110°21′-110°23′E)进行。【研究方法】(1) 土壤束缚水同位素的计算本研究中,将张力计在−60 kPa压力下收集到的水分视为土壤移动水,而压力值大于−60 kPa时收集到的水分则视为土壤束缚水。在土壤水分特征曲线上,土壤水吸力为60 kPa时对应的土壤含水量被认为是土壤束缚水的最大含水量。土壤水的质量含水量可以通过野外试验测定。土壤水含水量与土壤束缚水最大含水量的差值为土壤移动水的含水量。最后,根据实测的土壤水与土壤移动水的同位素值,可以计算出土壤束缚水的同位素值。式中,δLMW 、δBW、δMW分别为土壤束缚水、土壤水和土壤移动水的同位素值,θLMW、θBW、θMW分别为土壤束缚水、...
发布时间: 2022 - 11 - 09
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在大气、陆地、海洋和湖泊环境中均已发现了微塑料(颗粒20-1400 kg/m3。相当一部分人造塑料比水重,当其进入到水环境中时,会进入到沉积物系统中。已有研究表明,海洋沉积物中微塑料的存在会改变沉积物微生物群落组成,显著影响N循环,并会影响沉积物生物地球化学过程等。在全球气候变暖的背景下,在沉积物-水-大气界面,湖泊生态系统的物质交换更频繁,其对环境变化更敏感,因此,应该重视微塑料对淡水沉积物的影响。此外,淡水湖泊,水库及其沉积物是温室气体排放的重要来源。应注意微塑料进入淡水沉积物中时是否会影响其生态环境、温室气体排放和微生物群落。近来,微塑料研究重点已逐渐从海洋水环境转向淡水和沉积环境。然而,很少有研究关注淡水沉积环境中微塑料的影响和生态效应。基于此,在本文中,来自南开大学环境科学与工程学院的研究团队选择5~2000 μm的微塑料进行实验。将六种不同直径的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)颗粒长期(90天)暴露在淡水沉积物中,研究其对温室气体排放(利用Picarro G2508温室气体分析仪测量CO2,CH4和N2O浓度)、养分循环和微生物群落的影响。作者假设:(1)不同粒径的PET可以在不同程度上促进淡水沉积物系统温室气体排放;(2)PET可以影响微观世界的生化环境和淡水沉积物中的微生物群落;(3)不同粒径的微塑料在不同培养期发挥着作用。【结果】温室气体排放率。生化变量主成分分析图...
发布时间: 2022 - 10 - 27
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玉米是世界上最重要的作物之一。在玉米生长过程中,氮(N)是最重要的营养元素之一。玉米叶片中N转运主要以谷氨酰胺的形式进行。玉米产量与灌浆期叶片中的谷氨酰胺、谷氨酸、丙氨酸、天冬氨酸和天冬酰胺等氨基酸具有很好的相关性。因此,准确快速估算玉米叶片氨基酸含量对于提高玉米产量和N利用效率至关重要。分光光度法、化学分析法和质谱法是确定氨基酸含量的主要方法,具有高灵敏度和高准确度。然而,这些方法会破坏样品,且需要复杂的样品处理过程,通量低,成本高。高光谱成像技术因其快速、高通量和无损式测量成为估算作物生理生化参数的新方法,且已广泛用于作物表型性状的高通量筛选。然而,目前利用高光谱数据估算新鲜玉米叶片氨基酸含量的研究十分有限。基于此,为填补研究空白,在所附的文章中,中国农业大学的研究团队以新鲜玉米叶片为研究对象,探索了高光谱成像技术估算其氨基酸含量的可行性。考虑到施氮量对玉米叶片氨基酸含量的极大影响,作者设置了两个变量施氮实验。利用Resonon Pika L高光谱成像仪(光谱范围为400-1000 nm)采集玉米叶片的高光谱图像,并测量了玉米叶片24种氨基酸含量。作者利用NDVI从背景中分离出绿色叶片(高光谱图像预处理),利用Savitzky-Golay滤波进行去噪(数据预处理)。在模型建立过程中,作者首先通过样本变异系数(CV)和偏最小二乘回归(PLSR)筛选了各氨基酸含量的敏感波段范围和特...
发布时间: 2022 - 10 - 24
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陆地生态系统土壤每年释放大量二氧化碳(CO2),主要来源于凋落物和土壤C分解。养分有效性,尤其是N和P,在凋落物和土壤C分解中发挥着重要作用。一般来说,热带森林是P受限的生态系统,凋落物和土壤C分解动态对P添加响应程度大于N添加。大量研究表明,在热带森林中P添加会加速土壤C和凋落物分解,从而减少土壤C储量。但也有一些研究结果与此不同,这种不确定响应需要我们进一步详细研究以了解其潜在机制。目前,大多数研究主要集中在凋落物或土壤C分解上,鲜少进行凋落物和土壤C分解的综合实地研究。基于此,在本文中,一组研究团队通过中国广东省西南部中国科学院小良热带海岸带生态系统定位研究站(21°270′N,110°540′E)11年长期N和P添加试验,结合自然丰度C同位素(G2201-i Isotopic CO2/CH4, Picarro, Santa Clara, CA, USA)研究,以同时量化N和P添加对凋落物分解和土壤C矿化作用的影响。作者利用干燥的玉米叶片和玉米根系(两者木质素浓度不同)作为凋落物输入。将凋落物和N/P添加土壤混合以监测叶片凋落物和SOC分解。作者假设:(H1)N添加会减慢总CO2释放,P添加会加速总CO2释放;(H2)N添加会阻碍凋落物和土壤C分解,而P添加会加速凋落物和土壤C分解;(H3)玉米叶片比玉米根系分解更快。为验证假设,作者测量了总CO2通量,并...
发布时间: 2022 - 10 - 20
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