摘要土壤有機質（SOM）在全球碳循環中起著非常重要的作用，而高光譜遙感已被證明是一種快速估算SOM含量的有前景方法。然而，由于忽略了土壤物理性質的光譜響應，SOM預測模型的準確性和時空可遷移性較差。本研究旨在通過減少土壤物理性質對光譜的耦合作用來提高SOM預測模型的時空可遷移性?；谛l星高光譜圖像和土壤物理變量，包括土壤濕度（SM）、土壤表面粗糙度（均方根高度，RMSH）和土壤容重（SBW），建立了基于信息解混方法的土壤光譜校正模型。選取中國東北的兩個重要糧食產區作為研究區域，以驗證光譜校正模型和SOM含量預測模型的性能和可遷移性。結果表明，基于四階多項式和XG-Boost算法的土壤光譜校正具有優異的準確性和泛化能力，幾乎所有波段的殘余預測偏差（RPD）均超過1.4?；赬G-Boost校正光譜的SOM預測精度最 高，決定系數（R2）為0.76，均方根誤差（RMSE）為5.74 g/kg，RPD為1.68。遷移后模型的預測精度、R2值、RMSE和RPD分別為0.72、6.71 g/kg和1.53。與模型直接遷移預測相比，采用基于四階多項式和XG-Boost的土壤光譜校正模型，SOM預測結果的RMSE分別降低了57.90%和60.27%。 這種性能比較凸顯了在區域尺度 SOM 預測中考慮土壤物理特性的優勢。Figure 1. Framework of the proposed SOM...
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2024
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北京，這座擁有千年歷史的城市，見證了無數歷史的變遷和現代文明的飛躍。然而，隨之而來的是空氣質量問題，尤其是由機動車尾氣排放引發的大氣污染。據相關研究顯示，機動車尾氣中含有大量的有害物質，包括一氧化碳、氮氧化物、揮發性有機化合物以及細顆粒物等，這些污染物不僅對人體健康構成威脅，還會導致城市霧霾的形成，影響城市的視覺美感和居民的生活質量。在眾多污染物中，氨氣作為一種典型的堿性氣體，其來源多樣，包括農業活動、工業生產、生活垃圾處理等。在北京市城區車輛排放是否是氨氣的主要來源？據此，來自中國科學院大氣物理研究所的研究團隊進行了相關研究。北京城區NH3排放源-機動車尾氣背景介紹氨氣是大氣中重要的堿性氣體，在中和酸性氣體，形成二次氣溶膠方面發揮著重要作用。NH3在大氣中滯留時間短，因此NH3濃度日變化顯著。一般特征為在早上大約07:00~10:00，NH3濃度到達峰值。然而以前的研究局限于單一季節，無法闡明該現象對于所有季節是否是普遍特征。且尚不清楚車輛排放是否是城市NH3主要源。研究方法來自中國科學院大氣物理研究所的研究團隊利用Picarro G2103氨氣分析儀在中科院大氣物理所一棟建筑物屋頂進行了NH3濃度年在線觀測并通過離線方式在冬天以小時尺度測量了NH4+及δ15N。旨在表征NH3日動態變化并識別NH3的城市源。結 論北京市城區早晨NH3峰值的發生是一種普遍特征，平均發生頻率為73....
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菱透浮萍綠錦池，夏鶯千囀弄薔薇透過浮萍，詩人的眼里看到的是其和水中菱葉相映成趣的景象，是夏日池塘的勃勃生機。而在科研學者的眼中，看到的是天南星目浮萍科的水生植物，是潛藏在水稻種植中的雙刃劍。營養物質的爭奪?自然光照的遮擋?生存空間的占據?在一片生機之下，浮萍和水稻之間塑造著另一番景象..由于氣候變暖/或灌溉水富營養化的影響，稻田中的浮萍（DGP）大幅增加。本研究考慮到生態因素、光合能力、光譜變化和植物生長等因素，對三個代表性水稻品種進行了田間試驗，以確定DGP對水稻產量的影響。結果表明，DGP顯著降低pH值0.6，日水溫降低0.6℃，水稻抽穗期提前1.6天，并平均增加了葉片的SPAD和光合速率分別為10.8%和14.4%。DGP還顯著提高了RARSc、MTCI、GCI、NDVI705、CI、CIrededge、mND705、SR705、GM等多種植被指數的數值，并且水稻冠層反射光譜的一階導數曲線在DGP處理后呈現出“紅移”現象。上述因素的改變可導致株高平均增加4.7%，干物質重量平均增加15.0%，每平方米穗數平均增加10.6%，千粒重平均增加2.3%，最終籽粒產量增加10.2%。 DGP誘導的籽粒增產可以通過降低稻田水的pH值和溫度來實現，從而提高SPAD值和葉片的光合作用，刺激水稻植株生長。這些成果可以通過水稻和浮萍之間的生物協同作用，為未來農業和環境的可持續發展提供有價值的理...
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在城市污水處理與農村生活廢棄物管理中，化糞池作為一種常見的糞便處理設施，承擔著重要角色。然而，化糞池在分解過程中會產生包括氨氣在內的惡臭氣體，這些氣體不僅對周圍環境造成異味污染，還可能對人體健康構成威脅。以下論文中，來自上海市環境科學研究院的研究團進行了化糞池的相關研究，以降低化糞池氨氣排放對環境的負面影響，促進生態平衡和可持續發展，為相關領域的政策制定和技術改進提供理論依據和實踐指導。中國城市潛在NH3排放源-化糞池背景介紹在中國高度污染的城市大氣中，大氣新粒子形成可能是由于硫酸和胺的成核機制，而目前尚不清楚為什么中國的城市大氣中富含胺。在城市中，盡管抽水馬桶的普及率接近100%，但人類排泄物大多儲存在建筑物下面的化糞池中，而不是直接運往污水處理廠?；S池中大量NH3是微生物分解的產物，可以通過連接屋頂的塑料管釋放到大氣中。鑒于胺與氨是共同排放的，有理由認為人類排泄物也可能是中國城市中胺的重要來源。除了解氨排放特性外，基于氨和胺同時測量來制定準確的氨排放清單是必要的。研究方法來自上海市環境科學研究院的研究團隊于2020年7月6日至30日在上海市環境科學研究院的化糞池及室外環境中利用Picarro G2103氨氣分析儀以1HZ高時間分辨率進行了NH3在線測量，同時測量了各種胺組分。結 論在人類活動的驅動下，持續觀測到強烈的C2-和C3-胺排放脈沖，其中（C3H7N）以前很少測量到，...
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目錄1. 后處理方法介紹1.1 Ustar閾值判斷（主要針對夜間NEE）1.2 數據插補1.2.1 查表法插補（LUT法）1.2.2 平均日變化曲線法（MDC法）1.2.3 樣本邊緣分布采樣法（MDS法）1.3 數據拆分2. REddyProc包處理數據格式介紹2.1 輸入需要處理數據的格式2.2 輸出處理完畢數據的格式3. REddyProc包的R代碼介紹3.1 準備—R程序包安裝、運行、目標數據導入和調整3.2 數據后處理3.2.1 Ustar閾值計算3.2.2 數據插補3.2.3 NEE拆分插補3.2.4整合處理結果并輸出數據渦動通量數據處理分為在線處理（online-processing）和后處理（post-processing）。其中在線處理針對高頻通量數據（e.g.10Hz data）通過一系列標準方法進行計算，最后得到帶有質量評價的低頻通量數據（e.g.half-hour data），后處理主要包括Ustar閾值估計、數據插補和碳通量（NEE）拆分（植被總生產力GPP和呼吸消耗Re）及其結果的可視化表達。當夜間大氣湍流運動較弱時，摩擦風速u?降低，渦動相關系統測量碳通量NEE時會出現低估的現象，數據漂移值增多。通常需要判斷出u?閾值，剔除這些低于u?閾值的NEE；對缺失的數據進行插補，有利于得到完整的時間序列并得到更長時間尺度（月或年）下的均值；NEE通過主流的模型方...
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近年來，采用渦動相關(eddy-covariance，EC)方法測量溫室氣體通量的站點數量在迅速增加，但是要在科學目的、工程標準、安裝運行成本和實用性之間做出平衡，尋找到最佳的解決方法，仍是一個具有挑戰的工作。從觀測結果準確性和精確度來說，選址、建塔等站點設計的環節是重中之重。1、位置選擇站點選址的基本原則是，該站點能夠盡量觀測到全部的研究對象，這涉及到兩個問題，一個是方向，一個是架設高度。首先是確定觀測區域近幾年的主風向，可以參考近幾年的氣象數據。由于中國大部分地區是季風氣候，一般在春夏和秋冬會有兩個主風向，這時候要考慮通量儀器的架設方向，實驗觀測的主要周期等。如果儀器架設方向可以隨主風向的改變方便調整，或者實驗周期是明確區分了春夏或者秋冬，那么在選址時可以選在觀測對象的下風向，這樣可以盡可能多的觀測到目標對象；如果不能改變通量儀器的架設方向，且是長期定位觀測，那盡量將觀測地點選址在觀測對象的中央位置，或者沿主風向的中點位置，這樣可以盡可能的在不改變儀器方向和位置的前提下，觀測到盡可能多的研究對象。確定架設高度要滿足通量儀器的基本觀測條件， 即滿足湍流運動的充分交換。一般的架設高度是下墊面冠層高度的1.5到2倍（具體確定觀測高度的經驗法則見圖 1）；在相對平坦和均勻的下墊面條件下，觀測距離大約是觀測有效高度的100倍（風浪區原理），具體范圍需要根據footprint源區計算，隨著...
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大興安嶺地處中國東北，這里的氣候寒冷干燥，冬季漫長而嚴寒，夏季則短暫而涼爽，適宜白樺的生長。亭亭白樺，悠悠碧空，微微南來風。春天，是大興安嶺的白樺樹復蘇的季節。雪融水潤，大地回春，在這神秘而美麗的土地上，白樺樹以其獨特的水分利用能力，展現出了大自然魅力。大興安嶺南部白樺的水分利用規律及其對干旱環境的適應性本研究旨在考察大興安嶺南部天然次生林中主要植物白樺（Betula platyphylla）的水分利用模式。該調查利用氧穩定同位素技術，時間跨度涵蓋2019年7月至2020年9月。東北地區研究區的位置及其森林分布（綠色）?！捌渌笔侵噶值兀ɑ疑┮酝獾耐恋乩妙愋?。在兩年的時間里，在純白樺林內建立的 30 m × 30 m 的樣地內進行了季節性田間試驗。作者選擇了五棵健康的白樺木，其高度和胸徑接近研究區域的平均值。樣地土壤剖面較淺（厚度約為 40-70 厘米）土壤采樣在每月中旬無雨的日子或降雨后的幾天進行。每月系統采集10 cm、20 cm、30 cm、40 cm、60 cm深度的樹木木質部水和土壤水樣本，進行穩定同位素分析。成熟植物體內水的同位素組成可以反映植物水分來源的同位素組成。2019年和2020年（5月至10月）在樣樹上取樣，每棵樣樹取樣3個重復。使用手動螺旋鉆獲取土壤水樣，并用封口膜密封在玻璃容器中，用于隨后的同位素分析。為了減輕蒸發對同位素含量的影響，所有土壤...
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中國農業發生于新石器時代。中國農業的生產結構包括種植業、林業、畜牧業、漁業和副業；但數千年來一直以種植業為主。東北地區的黑土地，是寶貴的農業資源。黑土地的土壤富含有機質，深黑色的沃土，沉甸甸的感覺讓人感受到這片土地的肥沃。在現代農業生產中，科技的應用在這片沃土上也發揮著至關重要的作用，科研團隊利用機載高光譜對黑土地的土壤有機質做了相關研究。使用無人機高光譜圖像和小型校準數據集對田間土壤有機質進行高分辨率測繪快速獲取田間尺度土壤有機質（SOM）的高分辨率空間分布對于精準農業至關重要。無人機成像高光譜技術以其高空間分辨率和時效性，可以填補地面監測和遙感的研究空白。本研究旨在測試在中國東北典型低地勢黑土地區使用無人機高光譜數據（400–1000 nm）和小型校準樣本集進行1 m分辨率SOM繪圖的可行性。該實驗在大約20公頃的土地上進行。為了進行校準，使用 100 × 100 m 網格采樣策略收集了 20 個樣品，同時隨機收集了 20 個樣品進行獨立驗證。無人機捕獲空間分辨率為0.05×0.05 m的高光譜圖像。然后對每 1 × 1 m 內提取的光譜進行平均以代表該網格的光譜。在應用各種光譜預處理（包括吸光度轉換、多重散射校正、Savitzky-Golay 平滑濾波和一階微分）后，SOM 光譜相關系數的絕對最大值從 0.41 增加到 0.58。最佳隨機森林（R...
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有機蔬菜，是指在蔬菜生產過程中嚴格按照有機生產規程，禁止使用任何化學合成的農藥、化肥、生長調節劑等化學物質，以及基因工程生物及其產物，而是遵循自然規律和生態學原理，采取一系列可持續發展的農業技術，協調種植平衡，維持農業生態系統持續穩定，且經過有機食品認證機構鑒定認證，并頒發有機食品證書的蔬菜產品。關于如何快速鑒別有機蔬菜與非有機蔬菜，光譜儀器的應用提供了新的思路。一起來了解一下今日推薦的文章。使用 VIS-NIR 光譜儀通過特征波長和線性判別分析法快速區分有機和非有機葉菜（空心菜、莧菜、生菜和小白菜）當前有機葉類蔬菜面臨著可能被非有機產品替代以及容易脫水和變質的挑戰。為了解決這些問題，本研究采用ASD FieldSpec 4 便攜式地物光譜儀 結合線性判別分析 (LDA) 來快速區分有機和非有機葉菜。有機類包括有機空心菜 (Ipomoea Aquatica Forsskal)、莧菜 (Amaranthus tricolor L.)、生菜 (Lactuca sativa var. ramosa Hort.) 和小白菜 (Brassica rapa var. chinensis (Linnaeus) Kitamura)，而非有機類別由四種對應的非有機類別組成。分別對這些蔬菜的葉子和莖的反射光譜進行二元分類。鑒于 VIS-NIR 光譜范圍廣泛，使用穩定性選擇 (SS)、隨機森林 (RF)...
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微塑料是指直徑小于5毫米的塑料顆粒，它們主要來源于塑料制品的磨損、降解和破碎，對環境和生態系統產生了不容忽視的影響。微塑料廣泛分布在河流、湖泊、海洋等水體中，對水環境會造成污染，也可被水生生物攝取，進而在食物鏈中傳遞，最終影響到人類健康。此外，微塑料還可能影響浮游動物的攝食、生長和繁殖，從而影響整個生態系統的功能。針對微塑料是否會影響生物擾動活動，國外的一組團隊展開了研究。淡水沉積物中的微塑料影響主要生物擾動者在生態系統功能中的作用 微塑料（粒徑≤5mm）是塑料廢物中的一部分，會通過沿海徑流和河流進入到海洋。根據其密度差異，或漂浮在水中或進入沉積物中。沉積物-水界面是水中生物主要活動區，通過生物地球化學過程在生態系統功能中發揮著重要作用。這些生物地球化學過程主要由微生物活動驅動，而底棲無脊椎動物生物擾動作用明顯，可憑借進食、排泄、推土、掘穴以及建造洞穴、土堆和坑等行為影響各界面間的養分動態及微生物過程。但目前尚不清楚微塑料的存在是否會影響生物擾動者在沉積物中的生理和活動?；诖?，為填補研究空白，國外的一組研究團隊在法國東南部Lone des Pe?cheurs河床收集沉積物，過篩后，于-20℃儲存以殺死微生物。然后測量了沉積物樣品的顆粒物粒徑分布、總有機碳（TOC）和總氮含量（TN）。將沉積物和微塑料在玻璃瓶中混合以形成4個微塑料濃度（0 顆粒物/kg沉積物干物質（對照）...
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