水是地球上最豐富的天然資源之一，它是所有生物體的基本需求。水在地球上循環(huán)的過(guò)程中，植物水分吸收與蒸騰演繹著(zhù)重要的角色。植物通過(guò)根系吸收水分，并將水分輸送到植物的各個(gè)部位。植物通過(guò)蒸騰作用釋放水分到大氣中，形成了大氣中的水蒸氣。植物水分的來(lái)源和分配是植物生長(cháng)和發(fā)育過(guò)程中的重要環(huán)節，也是相關(guān)科研的重點(diǎn)，水同位素技術(shù)成為科研過(guò)程中十分重要的一種科研手段。今天推薦給大家的優(yōu)秀文章與此相關(guān)。利用同位素技術(shù)解析植物水分來(lái)源的不確定性因為蒸騰占據了61%-65%的陸地生態(tài)系統蒸散量，植物水分吸收在全球水循環(huán)中發(fā)揮著(zhù)重要作用。植物是土壤和大氣水文過(guò)程的紐帶，這就是實(shí)施植物恢復可以改善區域環(huán)境的原因之一。在此背景下，研究植物水源劃分為如何提高植被生產(chǎn)力和水資源可持續管理提供重要信息。因為植物和環(huán)境條件相互作用，水分吸收是一個(gè)復雜的過(guò)程，這使得植物水源分配變得復雜。近幾十年來(lái)，同位素廣泛應用于植物水源劃分，因為它可以標記不同水源，且激光光譜技術(shù)使其測量更容易。然而，植物水分來(lái)源解析存在很大的不確定性（如示蹤劑選擇、修正方法及混合模型選擇）?；诖?，來(lái)自西北農林科技大學(xué)的研究團隊以陜西省長(cháng)武黃土塬區蘋(píng)果樹(shù)（18和26年樹(shù)齡）為研究對象，在6月至10月的生長(cháng)季節，每月采集0~6 m（20 cm間隔）的土壤樣品及土壤采樣點(diǎn)周?chē)目锰O(píng)果樹(shù)的1年生枝條（n=50），快速剝離樹(shù)皮和韌皮部以避免同位素分餾。同時(shí)收集...
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當今社會(huì )，人們越來(lái)越關(guān)注氣候變化和環(huán)境保護，而農業(yè)生產(chǎn)對這些問(wèn)題有著(zhù)重要的影響。GVP系統（Greenhouse Vegetable Production System）作為一種新型的蔬菜生長(cháng)系統，被認為是減少化肥使用、提高農作物產(chǎn)量、減少溫室氣體排放的有效途徑。那么，在GVP系統下蔬菜生長(cháng)過(guò)程中產(chǎn)生的一氧化二氮（N2O）的排放量是怎樣的呢？對環(huán)境又會(huì )造成什么影響呢?下面這篇相關(guān)論文，一起來(lái)探討下。中國北方壽光設施蔬菜生產(chǎn)系統高土壤氧化亞氮排放中國的設施蔬菜生產(chǎn)（GVP）系統正在迅速發(fā)展，其面積已超過(guò)4百萬(wàn)公頃，占全球的80%以上。山東省是中國蔬菜主產(chǎn)區，其中壽光地區被譽(yù)為“中國設施蔬菜之鄉”， GVP面積超過(guò)當地土地面積的四分之一（圖1b）。為了實(shí)現產(chǎn)量及利潤的最大化， GVP系統通常過(guò)量灌水和施肥，年灌水量約2000mm，年氮肥施用量通常在2000 kg N ha-1以上，是露天菜地的2～5倍，谷類(lèi)作物的4～5倍。大量的灌水和施肥能夠促進(jìn)硝化和反硝化作用的發(fā)生，有利于土壤氧化亞氮（N2O）的釋放。已有一些研究關(guān)注到GVP系統中N2O的排放，發(fā)現常規施肥條件下N2O的年排放量在3.9～63 kg N ha-1yr-1之間。這種差異一方面反映了GVP系統中N2O排放的空間異質(zhì)性，另一方面也反映了對于頻繁灌溉的GVP系統，低頻率采樣可能帶來(lái)的不確定性。此外，先前多數研究只關(guān)注了作物的...
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水，我們生活中無(wú)處不在的重要元素。它潤澤著(zhù)大地，孕育著(zhù)生命。然而，水的旅程并不僅僅局限于地表，它通過(guò)蒸發(fā)和降水，與大氣、植被形成了緊密的互動(dòng)。而這種互動(dòng)的背后隱藏著(zhù)一系列的謎題，需要科學(xué)家們通過(guò)不斷研究來(lái)揭示。水同位素研究便是一種重要的手段，通過(guò)分析水中的同位素元素，科學(xué)家們能夠了解水的來(lái)源、循環(huán)和變化。水同位素研究為科研人員提供了一種寶貴的工具，幫助他們更好地了解水、植被和氣候之間的復雜關(guān)系。一起來(lái)了解一下，來(lái)自西北師范大學(xué)的研究團隊，用全自動(dòng)真空冷凝抽提系統（LI-2100，北京理加聯(lián)合科技有限公司）做的相關(guān)研究。水資源是制約干旱區社會(huì )發(fā)展的主要自然資源，山區是內陸干旱區重要的水源涵養區，山區冰川積雪融水對干旱區淡水供應至關(guān)重要。隨著(zhù)氣候變暖，冰川積雪融化加速，地表蒸散發(fā)增強，降水變異性加劇，氣候變化將增強山區河流水文過(guò)程的復雜性。水穩定同位素是深入了解區域水文過(guò)程的有效方法，研究?jì)汝懮絽^徑流同位素時(shí)空變化的主要控制因素，對認識內陸山區水文過(guò)程變化，合理調配干旱區水資源至關(guān)重要?；诖?，在本研究中，來(lái)自西北師范大學(xué)的研究團隊監測了中亞干旱區典型的內陸山區流域-西營(yíng)河流域不同水體同位素數據（地表水、降水、地下水以及積雪融水）和相關(guān)水文氣象數據，結合相關(guān)氣象觀(guān)測數據及植被覆蓋指數（NDVI)，評估氣候和景觀(guān)對內陸山區徑流穩定同位素的影響。研究可以為厘清內陸山區徑流穩定同位素的控制機...
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在這銀裝素裹的世界里，下雪不僅帶來(lái)了詩(shī)意的畫(huà)卷，還為大地覆蓋了一層白色的絨毯，守護著(zhù)生命的源泉，對土地土壤的呼吸也產(chǎn)生著(zhù)影響。在漫長(cháng)的冬季里，積雪和大地度過(guò)了一個(gè)又一個(gè)寧靜的時(shí)光。積雪不僅保護了土地的水分，還防止了土地溫度的劇烈變化；當春回大地，雪慢慢融化，雪水還會(huì )滋潤著(zhù)大地。在這些過(guò)程中，積雪下土壤中的微生物是一場(chǎng)狂歡還是一片沉寂呢？接下來(lái)跟隨一篇優(yōu)秀的文章來(lái)了解一下這些過(guò)程~積雪對有/無(wú)凋落物的溫帶森林土壤CO2及其δ13C值的影響永凍層和季節性積雪區域占全球陸地表面的60%左右，占全球土壤有機碳（C）儲量的70%以上。積雪直接影響表土和大氣之間的熱交換，減少土壤溫度波動(dòng)的影響。在嚴寒條件下，較厚的積雪可防止土壤結霜，為地下微生物活動(dòng)提供相對穩定的生活環(huán)境。然而，在全球氣候變化背景下，北半球春季陸地積雪面積正逐年減少，預計本世紀末將減少25%。季節性積雪模式對全球氣候變化具有復雜且多樣的響應，可能會(huì )通過(guò)光、熱、水和養分等資源再分配來(lái)影響森林生態(tài)系統的地上和地下過(guò)程。土壤呼吸作為土壤C循環(huán)的重要過(guò)程，占據森林生態(tài)系統呼吸的60%以上，氣候變化導致的土壤呼吸的微小變化甚至會(huì )引起森林生態(tài)系統呼吸的重大變化。積雪和氣溫升高之間的相互作用影響土壤凍融循環(huán)，導致土壤性質(zhì)和土壤CO2排放的變化。作者認為冬季積雪會(huì )影響不同季節土壤微生物呼吸及其δ13C值，且會(huì )隨著(zhù)林分和凋落物的存在而變化，然而...
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被曬化的大地，被烘懶的萬(wàn)物，被汗水侵蝕的燥熱......在烈日高懸的夏日，誰(shuí)不想聽(tīng)見(jiàn)一聲冰鎮西瓜裂開(kāi)的清脆，讓清涼香甜的瓜瓤鎖住一整個(gè)夏天的炙熱。作為夏日最解暑的水果，西瓜集萬(wàn)千寵愛(ài)于一身，也受到了霜霉病的青睞。霜霉病菌會(huì )在潮濕的環(huán)境中迅速繁殖，尤其是在溫暖的夏季。這種病害會(huì )對西瓜植株造成嚴重的危害，從而影響果實(shí)的品質(zhì)和口感。在佛羅里達州的西瓜產(chǎn)量受到霜霉病的嚴重影響后，為了有效防治西瓜霜霉病，佛羅里達大學(xué)的研究團隊進(jìn)行了相關(guān)研究。利用航空、地面遙感和機器學(xué)習進(jìn)行西瓜霜霉病嚴重程度的識別和分類(lèi)佛羅里達州的西瓜產(chǎn)量受到包括霜霉?。―M）在內的各種病害的不利影響。準確的病害識別對于實(shí)施及時(shí)有效的管理策略至關(guān)重要。遙感工具，例如無(wú)人機（UAV）和高光譜成像，已被用于作物病害檢測。先前的研究已成功利用遙感和機器學(xué)習（ML）對鱷梨和番茄等其他作物進(jìn)行了病害檢測。但是，關(guān)于使用遙感檢測西瓜病害的研究有限。這項研究的目標是利用機器學(xué)習模型和光譜植被指數（VI）來(lái)檢測和分類(lèi)西瓜中霜霉病的不同嚴重程度。在這項研究中，來(lái)自佛羅里達大學(xué)的研究團隊通過(guò)Resonon Pika L室內平臺系統（5個(gè)病害階段：低、中（1和2水平）、高和非常高）及野外機載系統（2個(gè)階段：低和高）分別測量了西瓜健康葉片和DM感染葉片的高光譜圖像，選擇感興趣區域（ROI），將各種植被指數（VI）作為識別病害階段的指標。利用多層感知...
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想象一下，你身處一片浩渺的森林中，陽(yáng)光透過(guò)樹(shù)葉，灑在地面上，形成一片片斑駁的光影。每一棵大樹(shù)都像一座綠色的塔樓，分層堆積著(zhù)生命的活力。此刻，你可能并不知道，你正在親眼目睹一個(gè)驚人的自然現象：碳的旅程。森林是地球上最重要的碳儲存器之一，在這個(gè)充滿(mǎn)生命力的舞臺上，每一片葉子、每一棵樹(shù)、每一片土壤都在向我們講述著(zhù)碳的旅程的故事，積極地參與碳的儲存和釋放?？茖W(xué)家們對此也在進(jìn)行著(zhù)相關(guān)研究，在江西省千煙洲亞熱帶森林生態(tài)系統觀(guān)測研究站，有這樣一個(gè)研究...千煙洲亞熱帶森林生態(tài)系統碳同位素廓線(xiàn)觀(guān)測系統應用案例森林生態(tài)系統固定目前大氣中約三分之一的人為CO2排放；因此，準確評估森林碳匯對于更好理解全球碳收支至關(guān)重要。生態(tài)系統CO2的碳穩定同位素（δ13C）是追蹤碳循環(huán)及其與大氣交換的有力工具。森林生態(tài)系統CO2動(dòng)態(tài)變化取決于冠層光合作用，不同組分（葉、莖、根和土壤微生物）呼吸作用及湍流混合過(guò)程的相互作用。然而，由于測量限制，大氣中CO2的δ13C模式尚未確定。千煙洲亞熱帶森林生態(tài)系統觀(guān)測研究站碳同位素廓線(xiàn)系統設置示意圖千煙洲亞熱帶森林生態(tài)系統觀(guān)測研究站基于Picarro G2201-i，搭建了碳同位素廓線(xiàn)觀(guān)測系統，旨在研究森林生態(tài)系統內部及上方大氣CO2及其δ13C的時(shí)間（晝夜和季節）和垂直變化，以及闡明環(huán)境和生理因素以及大氣條件對其變化的影響。該系統設置了7個(gè)觀(guān)測高度和3個(gè)已知濃度和同位素組分的標...
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檸條木是一種對水分需求較高的植物，它對土壤中的水分量非常敏感。而土壤有效水分和根系分布對檸條木質(zhì)部水分有著(zhù)重要的影響。當土壤中的有效水分不足時(shí)，檸條木的木質(zhì)部水分會(huì )受到影響，導致植物生長(cháng)緩慢甚至停滯。檸條木的根系通常較為發(fā)達，能夠深入土壤中尋找水分。如果根系分布廣泛且深入，那么檸條木就能夠吸收到更多的水分，從而保持木質(zhì)部的水分平衡。因此，保持土壤中的適當水分對于檸條木的生長(cháng)至關(guān)重要。下面這篇相關(guān)論文，我們來(lái)一探究竟。土壤有效水分與根系分布的協(xié)調改變了檸條的水源分配穩定同位素已被廣泛應用于根系水分吸收(RWU)的鑒定，通過(guò)將潛在水源分類(lèi)為不同的端元，并評估其對木質(zhì)部水分的貢獻。然而，估計端元(主要是土層)的貢獻通常僅基于土壤水同位素的變化。土壤有效水分和根系分布是RWU的關(guān)鍵限制因子，但在水源分配中很少考慮?；谕寥浪滞凰仄骄?、土壤有效含水量(AWC)和根重密度(RWD)加權值，比較了不同土層對檸條RWU的相對貢獻。我們使用三種貝葉斯混合模型(SIAR, simmr和MixSIAR)在三個(gè)不同土壤水條件的地點(diǎn)獲得了這些值(分別為平均值和加權貢獻)。我們計算了平均和加權貢獻(DC)的差異以及DC絕對值的累積(AADC)，以分析它們之間的差異及其與AWC和RWD的關(guān)系。加權和平均貢獻因地點(diǎn)和模型而異。我們得到以下AADC值:站點(diǎn)1-3使用SIAR分別為27.8%和11%;使用sim...
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“森林”這兩個(gè)字一共由5個(gè)“木”字組成，正如同大自然中無(wú)數樹(shù)木相互依存，彼此交織，形成了一個(gè)龐大而有機的生態(tài)系統。森林具有調節氣候、保持水源、防止土壤侵蝕等重要功能，森林是地球上最寶貴的財富之一。然而，隨著(zhù)人類(lèi)社會(huì )的發(fā)展和氣候變化加劇，森林生態(tài)系統也在發(fā)生著(zhù)變化?？蒲腥藛T一直在努力了解并改善這些變化，隨著(zhù)遙感技術(shù)的發(fā)展，新的技術(shù)手段也帶來(lái)了更多地研究可能。今天推薦大家了解的是北京林業(yè)大學(xué)和北京師范大學(xué)的研究團隊所做的研究。森林生態(tài)系統是最基本的陸地生態(tài)系統組成部分之一，在調節氣候變化、提供物種棲息地、維持生物多樣性及減緩全球變暖等方面發(fā)揮著(zhù)重要的作用。隨著(zhù)人類(lèi)活動(dòng)和氣候變化的加劇，生物和非生物森林干擾事件頻發(fā)。因此，有效監測影響森林健康的生物和非生物因素對于理解森林生態(tài)系統碳循環(huán)及監測全球變暖的影響至關(guān)重要。其中病蟲(chóng)害是生物干擾事件中最主要的干擾因素之一。檢測早期病蟲(chóng)害位置對于識別高風(fēng)險林分及預防其大規模爆發(fā)和蔓延至關(guān)重要。然而，不同病蟲(chóng)害在垂直結構的不同位置破壞樹(shù)木。了解如何監測和評估垂直冠層結構上不同病蟲(chóng)害的異質(zhì)脅迫對于提高森林質(zhì)量至關(guān)重要。傳統的田間調查方法費時(shí)費力，難以在區域尺度上監測森林。近幾十年來(lái)，遙感技術(shù)的出現為森林病蟲(chóng)害監測提供了新的途徑和技術(shù)手段。隨著(zhù)地基、機載、星載平臺等多源遙感技術(shù)的快速發(fā)展，使得高效、動(dòng)態(tài)地監測不同時(shí)空尺度的森林病蟲(chóng)害成為可能?；诖?，來(lái)自北...
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太白山，是秦嶺山脈最高峰，也是青藏高原以東第一高峰，如鶴立雞群之勢冠列秦嶺群峰之首，以高、寒、險、奇、富饒、神秘的特點(diǎn)聞名于世、稱(chēng)雄華中。李白的“西上太白峰，夕陽(yáng)窮登攀”，“西當太白有鳥(niǎo)道，可以橫絕峨眉巔”，形象地將太白山的雄峻高聳烘托而出。如今，更是有不少中外游客慕名前來(lái)，一覽拔仙絕頂和云海奇觀(guān)，領(lǐng)略太白峰的險峻神秘。2020年，來(lái)自中國科學(xué)院地球環(huán)境研究所的研究團隊分別于5月、7月和9月登上太白山，在奇觀(guān)景象之中收集土壤和植物，開(kāi)啟了葉片水氫氧同位素的相關(guān)研究。葉片水氫氧同位素的控制因素氫氧穩定同位素（δ2H和δ18O）常被用作示蹤劑來(lái)跟蹤水從降水輸入運移到土壤，最終通過(guò)土壤蒸發(fā)和葉片蒸騰釋放的過(guò)程。葉片水蒸騰對于調節各種尺度的水平衡至關(guān)重要。陸地植物葉片水通過(guò)氣孔蒸發(fā)分餾導致重同位素富集，這在很大程度上取決于等大氣條件（溫度和相對濕度等）以及生物生理過(guò)程。葉片水同位素信號整合到植物有機物中，例如纖維素和葉蠟，成為研究古氣候重建的新方法。然而，盡管葉片水同位素在生態(tài)水文學(xué)和有機生物合成中很重要，但人們對葉片水同位素的控制因素以及源水和水文氣候在確定葉片水同位素中的作用仍然缺乏了解且葉片內同位素分餾所涉及過(guò)程的復雜性使得準確預測和測量變得困難?；诖?，在本研究中，來(lái)自中國科學(xué)院地球環(huán)境研究所的研究團隊于2020年5、7和9月在太白山（33.96°N，107.77...
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霧霾問(wèn)題，嚴重威脅人們的健康和生活質(zhì)量，為了尋求解決方案，科學(xué)家們開(kāi)始尋求各種可能的對策，其中之一就是從奶牛場(chǎng)中尋找突破口。這聽(tīng)起來(lái)可能有些奇怪，但事實(shí)上，氨氣是霧霾形成的一個(gè)重要因素，而奶牛場(chǎng)和氨氣之間存在著(zhù)奇妙的關(guān)聯(lián)。NH3氨氣（Ammonia）氨是大氣中的主要堿性物質(zhì)，是細顆粒物的重要前驅體。它可以與硫酸鹽和硝酸鹽或其他化合物反應生成細顆粒物，造成各種環(huán)境和健康問(wèn)題。氨沉降對于土壤酸化及水體富營(yíng)養化也具有重要影響。人們越來(lái)越關(guān)注氨排放，以建立準確的排放清單并制定合理的減排措施。然而世界范圍內許多氨排放清單的排放因子（EFs）和活動(dòng)數據存在很大的不確定性。中國是氨排放的重要源，約占亞洲總排放的55%，約占全球總排放的20%。而農業(yè)是最重要的排放源，畜牧業(yè)氨排放占人為總排放的50%以上。因此，準確量化其排放特征顯得尤為重要?？蒲袌F隊為此開(kāi)展研究北京大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院蔡旭暉研究團隊于2016.6.29-7.18（2016S，探索階段）、2016.12.16-2017.1.10（2016W）、2018.6.1-7.2（2018S）三個(gè)試驗階段在北京西北郊區的一個(gè)開(kāi)放式奶牛場(chǎng)（403±5頭荷斯坦奶牛，自由走動(dòng)，具有“華北平原農場(chǎng)規模和奶牛類(lèi)型”的代表性）利用微氣象方法估算了華北平原典型奶牛場(chǎng)的氨排放量。使用定制的9 m可伸縮塔作為每個(gè)觀(guān)測點(diǎn)的觀(guān)測平臺，所有儀器均安裝在塔上...
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