土壤水（SW）是調(diào)節(jié)地表過程和地表能量分配的重要狀態(tài)變量。由于與周圍環(huán)境復(fù)雜的相互作用，SW存在顯著的時空變化。近年來，隨著測量技術(shù)的發(fā)展，SW穩(wěn)定同位素組成（SWSIC；δD和δ18O）已越來越多地用于追蹤土壤-植物-大氣連續(xù)體中的SW運移，以更好地理解諸如量化SW停留時間、識別植物吸收水源和區(qū)分蒸騰和蒸發(fā)等相關(guān)過程。然而，由于受多種環(huán)境因素和過程的影響，如具有不同同位素組成的降水輸入、土壤蒸發(fā)、土壤基質(zhì)勢梯度或礦物質(zhì)-水相互作用造成的同位素分餾，SWSIC可能會隨著時間和空間而顯著變化，從而導(dǎo)致了在解釋不同研究中SWSIC數(shù)據(jù)時存在很大的不確定性。因此，通過解釋其時空變化格局及與其他因素（如土壤質(zhì)地、土壤深度和植被）的相關(guān)性來改善SWSIC示蹤技術(shù)至關(guān)重要。基于此，為更好地理解SWSIC的時空格局，在本研究中，來自天津大學(xué)的研究團隊在中國科學(xué)院欒城農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)試驗站（LAEES）進行了為期約2年的田間試驗。主要研究目標(biāo)為：（1）比較不同深度SWSIC和SWC的時空格局，以及（2）研究SWSIC空間結(jié)構(gòu)的時間特征并評估其影響因素。研究區(qū)和采樣點（用于土壤含水量和δD分析）地圖。作者于2018年12月1日、2019年4月1日、2019年6月4日、2019年7月18日、2020年4月26日、2020年6月28日和2020年8月23日收集了0、30和60 cm深度的土壤樣本。利用全自動...
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地下水是水文循環(huán)的重要組成部分，廣泛用于飲用水、工農(nóng)業(yè)活動以及戰(zhàn)略儲備。然而，人類活動的加?。ㄈ缢こ探ㄔO(shè)、地下水過度開采、農(nóng)藥和生活污水排放）以及天然劣質(zhì)地下水在大型流域中的廣泛分布，導(dǎo)致地下水環(huán)境惡化。因此，水資源的合理管理和水環(huán)境的有效保護至關(guān)重要，基于地下水流系統(tǒng)（GFS）理論，全面理解地下水流模式（即更新速率、流徑及演化趨勢）有助于準(zhǔn)確評估水文通量和預(yù)測污染物分布。漢江平原是長江流經(jīng)三峽后第一個接收沉積物的大型河湖盆地。復(fù)雜的沉積環(huán)境、地下水-地表水強烈相互作用以及人為改造自然環(huán)境的共同作用，形成了漢江平原獨特的GFS格局。了解漢江平原地下水循環(huán)演化及其控制機制，對于促進GFS的實際應(yīng)用和該地區(qū)地下水資源保護具有高度緊迫性和挑戰(zhàn)性?；诖?，在本研究中，來自中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）的研究團隊在漢江平原腹地和過渡區(qū)進行了相關(guān)研究，旨在：（1）基于沉積物粒度特征、粘土孔隙水穩(wěn)定同位素和古氣候指標(biāo)重建漢江平原第四紀(jì)含水層系統(tǒng)的沉積環(huán)境；（2）深入理解末次盛冰期（LGM）以來沉積環(huán)境驅(qū)動的GFS演化模式。作者于2015年和2017年在漢江平原腹地和過渡區(qū)鉆了兩個鉆孔G01和G05，深度分別為200 m和185 m。從鉆孔中收集沉積物樣品，分析其粒度分布，地球化學(xué)和礦物成分。并從鉆孔G01和G05中分別采集了19個和17個粘土樣品，利用全自動真空冷凝抽提系統(tǒng)（LI-2100，北京理加聯(lián)...
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城市河流水資源是重要的生態(tài)資源，是城市生活和生態(tài)的根本保障。但是近年來，河流水污染問題日益突出，城市水污染監(jiān)測、水體保護、生態(tài)系統(tǒng)健康動態(tài)監(jiān)測以及修復(fù)方法已經(jīng)成為研究熱點。水質(zhì)監(jiān)測是水污染控制的基礎(chǔ)。傳統(tǒng)水質(zhì)監(jiān)測主要基于野外采樣后的實驗室檢測和分析，由于空間布局和采樣點密度限制，在分析污染物在水面的連續(xù)遷移過程或大面積污染時，難以獲得反映整個水體生態(tài)環(huán)境的總時空數(shù)據(jù)。遙感技術(shù)因其快速、實時和非接觸操作的獨特優(yōu)勢，逐漸成為水質(zhì)參數(shù)反演和水質(zhì)監(jiān)測的有效工具。其中，地面遙感監(jiān)測技術(shù)以其小范圍、高精度和點源信息獲取等優(yōu)點而取得較好效果。因此，該方法在小流域水質(zhì)監(jiān)測方面具有一定優(yōu)勢，可以實現(xiàn)河流水質(zhì)單一指標(biāo)的高精度定量反演。然而，基于地面遙感技術(shù)進行水質(zhì)監(jiān)測時，還存在以下問題亟待解決。一是反演水質(zhì)指標(biāo)過于簡單，反演精度較低，無法充分反映河流水質(zhì)信息。其次，常用的回歸和反演模型種類繁多，但對相關(guān)算法應(yīng)用效果的系統(tǒng)比較和科學(xué)評估較少。因此，急需通過對比分析研究，為模型合理選擇提供決策支持，提高水質(zhì)反演效果?；诖耍诒狙芯恐?，一組研究團隊以邯鄲市滏陽河為研究對象，通過室內(nèi)測量獲取水樣的高光譜數(shù)據(jù)（ASD FieldSpec 4光譜儀）以及通過化學(xué)實驗獲取相應(yīng)水質(zhì)檢測結(jié)果。然后引入偏最小二乘法（PLS）、隨機森林（RF）和最小絕對值收斂和選擇算子（Lasso）建立樣本高光譜數(shù)據(jù)和6個對應(yīng)水質(zhì)參數(shù)（...
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植被根系水分吸收在水分運移過程中發(fā)揮著重要作用，且在土壤-植物-大氣界面具有多重影響，尤其是半干旱和干旱生態(tài)系統(tǒng)中。具有高生態(tài)可塑性的各種荒漠物種的根系水分吸收模式適應(yīng)了有效水資源，從而產(chǎn)生了物種特異性抗旱機制。因此，測量根系活動和量化每個貢獻者大小的定性和定量方法，特別是在（半）干旱地區(qū)，尚未得到廣泛研究，并且仍然是當(dāng)前研究工作的挑戰(zhàn)。已有許多研究應(yīng)用水穩(wěn)定同位素方法研究了植物的吸水模式，但研究對象多集中在樹木和灌木上，且許多文獻提到干旱地區(qū)不可預(yù)測的降水事件對最常見的植物吸水模式的顯著影響?；诖耍诒狙芯恐?，來自中國地質(zhì)科學(xué)院水文地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)研究所和自然資源部地下水科學(xué)與工程重點實驗室的研究團隊以戟葉鵝絨藤-一種常見的荒漠共生藤本植物為研究對象，采用基于水穩(wěn)定同位素的多源線性混合模型識別和量化了其在生長期的水分吸收模式，同時消除了脈沖降水事件對根系吸水顯著的短期影響。旨在深入了解戟葉鵝絨藤和其他荒漠藤本物種的吸水模式，從而加深對干旱區(qū)生態(tài)水文地質(zhì)循環(huán)中水分運移過程的理解，并為可持續(xù)發(fā)展以及荒漠植被的管理和維護提供科學(xué)依據(jù)。民勤縣數(shù)字高程模型和河網(wǎng)，青土湖的相對地理位置 （即研究區(qū)，五角星）和采樣位置。作者于2019年8月12日收集了降雨。并于2019年8月20日、2019年8月22日和2019年8月24日收集了3個不同地點的戟葉鵝絨藤莖部和不同層土壤（0-10 cm、10-3...
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植物和微生物生長繁殖均需要氮。盡管這通常導(dǎo)致兩者對氮的競爭，但在數(shù)百萬年的共同進化中，植物和微生物已發(fā)展成了互利共生的相互關(guān)系。微生物固定和植物吸收之間的時間耦合在氮循環(huán)維持中起著關(guān)鍵作用。植物和微生物生物量的不同季節(jié)動態(tài)很大程度上決定了不同生態(tài)系統(tǒng)組分間的氮流動。值得注意的是，冬季微生物氮固定可能直接影響生長季植物氮供應(yīng)。氣候變化極大地改變了全球降雪格局，進而改變土壤溫度、土壤水分和凍融頻率，這不僅會影響覆雪期氮循環(huán)，還會影響凍融期氮流失。最終，在冬季氣候變化下，植物和微生物之間氮交換的時間耦合可能會重塑。然而，目前尚不清楚積雪深度的變化是否會影響植物和微生物氮利用之間的時間聯(lián)系以及如何影響。在過去的40年，北極濤動和大氣環(huán)流的變化增加了中國東北地區(qū)冬季積雪深度。為了探索冬季氣候變化下植物和微生物氮循環(huán)之間季節(jié)內(nèi)和季節(jié)間相互作用如何影響生態(tài)系統(tǒng)氮固持，中科院植物所劉玲莉研究團隊在中國科學(xué)院內(nèi)蒙古草原生態(tài)系統(tǒng)定位研究站（IMGERS，43°38′N，116°42′E；1200 m a.s.l.）依托長期降雪控制實驗平臺，結(jié)合15N示蹤試驗以及N2O高通量監(jiān)測手段，旨在檢驗以下假設(shè)：1）微生物在冬季有較強的氮獲取能力，而植物則在生長季表現(xiàn)出更高的氮競爭能力；2）生長季植物氮吸收與非生長季土壤微生物氮固定量呈正相關(guān)，以及3）凍融階段增雪通過增加氣態(tài)氮排放和淋溶流失來...
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蜥蜴，俗稱“四腳蛇”又稱“蛇舅母”，棲息環(huán)境廣布世界各地。蜥蜴是爬行動物綱中最龐大的家族，其種類繁多，我國已知的有150余種，大多分布在熱帶和亞熱帶，其生活環(huán)境多種多樣，生活于水中、棲息于沙漠、潛藏于地下、攀爬于樹林、甚至是飛翔在空中，而且會為了環(huán)境的差異而演化出各種不同形態(tài)。蜥蜴是變溫動物，在溫帶及寒帶生活的蜥蜴于冬季進入休眠狀態(tài)，表現(xiàn)出季節(jié)活動的變化。在熱帶生活的蜥蜴，由于氣候溫暖，可終年進行活動。但在特別炎熱和干燥的地方，也有夏眠的現(xiàn)象，以度過高溫干燥和食物缺乏的惡劣環(huán)境。因為蜥蜴是變溫動物，沒有體內(nèi)調(diào)溫系統(tǒng)，大部分蜥蜴通過曬太陽來提高體溫，需要一定溫度才能活化身體，在身體曬暖之后才易于活動和進食。因此“曬太陽”吸收太陽光的能量這件事，對蜥蜴來說也尤為重要。種類繁多的蜥蜴，有各種各樣的體表顏色，甚至有部分蜥蜴在不同環(huán)境下還可以通過改變膚色來保護自己。那么蜥蜴的體表顏色在氣候變化時對其影響怎樣呢？今天給大家推薦了解論文是“黑化型如何影響蜥蜴對氣候變化的敏感性”。氣候變化對全球生物多樣性的影響已確立，但氣候變化對同一物種內(nèi)種群的不同影響很少考慮。在變溫動物中，黑化型（即由于黑色素沉積較重，皮膚顏色較深）會顯著影響體溫調(diào)節(jié)，因此，深色變溫動物可能更容易受到氣候變化的影響。基于此，在本研究中，研究者們于2018年12月至2019年4月期間，以來自南非五個地點的56個健康成年多色蜥蜴 ...
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作物收獲指數(shù)（HI）是評價作物產(chǎn)量和栽培效果的重要生物學(xué)參數(shù)，是進一步提高作物產(chǎn)量的重要決定因素。對作物育種、作物生長模擬、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)作物管理、作物產(chǎn)量估算及其它方面的應(yīng)用研究具有重要意義。近年來，遙感憑借其在速度、精度和覆蓋范圍等方面的優(yōu)勢已逐漸成為獲取大尺度作物HI的有效技術(shù)手段。而無人機（UAV）遙感技術(shù)也迅速發(fā)展，成為農(nóng)業(yè)遙感監(jiān)測的新手段。目前，UAV遙感傳感器主要包括數(shù)碼相機、多光譜相機和高光譜相機。其中，高光譜相機具有較多的波段，可以獲取與作物生長狀況密切相關(guān)的波段信息，可以為作物動態(tài)生長監(jiān)測提供豐富的信息源，并可靠收集作物HI動態(tài)變化信息。然而，目前利用UAV高光譜遙感估算作物HI并無相關(guān)報道?；诖耍谒轿恼轮?，來自中國農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院的一組研究團隊以冬小麥為研究對象，充分考慮其開花期至成熟期生物量和灌漿過程的變化以獲取作物動態(tài)HI（D-HI）的空間信息。動態(tài)fG（D-fG）參數(shù)估算為開花期至成熟期期間不同生長期累積的地上生物量與對應(yīng)時期地上生物量的比值。作者基于無人機高光譜遙感（DJI M600 Pro UAV+ Resonon Pika L 高光譜成像）數(shù)據(jù)進行了D-fG參數(shù)估算，提出了一種獲取冬小麥D-HI空間信息的技術(shù)方法，并驗證了所提出方法的精度。通過UAV高光譜數(shù)據(jù)計算的歸一化差異光譜指數(shù)（NDSI）和D-fG測量值之間的相關(guān)關(guān)系篩選出D?fG估算的敏感波...
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位于青藏高原東北部的青海湖，擁有著豐富的自然景觀，既優(yōu)美壯麗又獨具特色。然而，在氣候變化和人類過度開墾畜牧等因素的影響下，青海湖的環(huán)境逐漸惡化，生態(tài)遭到破壞，沙漠化面積也日益擴大。據(jù)統(tǒng)計，青海湖周邊地區(qū)現(xiàn)有沙化土地170.7萬畝、占區(qū)域土地總面積的11.7%。在植被恢復(fù)的過程中，青海湖地區(qū)的典型固沙植物沙蒿、沙棘和烏柳等對土壤養(yǎng)分及土壤有機質(zhì)的提高發(fā)揮了較大的作用，其中自然植被沙蒿對土壤養(yǎng)分的改良效果最明顯。沙蒿 (學(xué)名:Artemisia desertorum)是菊科蒿屬多年生半灌木狀植物，天然生長在沙漠地區(qū)，分布甚廣。在我國主要分布在黑龍江、內(nèi)蒙古、陜西、寧夏、甘肅、青海、新疆、四川、西藏等地，多生長于草原、草甸、森林草原、高山草原、荒坡、礫質(zhì)坡地、干河谷、河岸邊、林緣及路旁等。沙蒿枝條匍匐生長，有利于防風(fēng)阻沙，具有適應(yīng)性強、耐干早、抗風(fēng)蝕、喜沙埋、生長快、固沙作用強等特點，為固沙先鋒植物。接下來我們來了解一篇關(guān)于青藏高原東北部高寒沙地沙蒿根系在沙丘不同地貌部位的吸水策略的論文。沙漠化是青藏高原東北部的主要土地退化問題之一。青海湖位于青藏高原東北部，屬于高寒半干旱氣候影響下的生態(tài)脆弱區(qū)和全球氣候變化敏感區(qū)，青海湖周邊土地沙漠化嚴(yán)重。以前針對本區(qū)固沙植物的研究主要集中在植物的防風(fēng)固沙機理與生態(tài)功能上，對植物與水分關(guān)系的關(guān)注較少，尤其是本土物種在不同微地貌導(dǎo)致的不同供水條件下?；?..
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土壤是重要的自然資源，地球上95%的食物來源于土壤，土壤保存了至少四分之一的全球生物多樣性，不僅是糧食安全、水安全和更廣泛的生態(tài)系統(tǒng)安全的基礎(chǔ)，更是為人類提供多種服務(wù)、幫助抵御和適應(yīng)氣候變化的重要因素。由土壤組成造成的脅迫，例如鹽、重金屬和養(yǎng)分虧缺是作物減產(chǎn)的主要原因。作物土壤耐逆性是一種復(fù)雜性狀，涉及植物形態(tài)、代謝和基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)等多種遺傳和非遺傳因素的調(diào)控。傳統(tǒng)的作物表型研究通常在田間進行，費事費力、勞動密集、低通量、且受研究人員無法控制的自然環(huán)境因素的影響。在此情形下，難以獲得高精度的表型數(shù)據(jù)以滿足表型組學(xué)的研究需求。在過去幾十年，已經(jīng)開發(fā)了幾種HTP（高通量表型）平臺在現(xiàn)場或可控條件下使用，但其運維成本極高。此外，作物表型相關(guān)研究通常只關(guān)注植物地上部分，而對根系形態(tài)數(shù)據(jù)的獲取有限。然而，根系是植物吸收水分和養(yǎng)分的主要途徑，也是碳水化合物的儲存器官和土壤脅迫的直接感知器官。因此，根系表型是土壤脅迫條件下植物表型研究的重要組成部分。就通量、環(huán)境可控性和根系表型獲取而言，現(xiàn)有的植物表型平臺無法完全滿足植物對土壤脅迫響應(yīng)的表型組學(xué)研究的特定需求?；诖?，在本文中，來自山東大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院和濰坊農(nóng)科院的一組研究團隊描述了其最近開發(fā)的高通量植物栽培和表型系統(tǒng)—WinRoots平臺。以大豆植物為研究對象，將其暴露在鹽脅迫中，證明了土壤鹽脅迫條件的一致性和可控性以及WinRoots系統(tǒng)的高通...
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水分是植物生長不可或缺的因素，水分有效性的波動直接影響植物的生長、數(shù)量和空間分布。在全球氣候變化下，區(qū)域降水格局已經(jīng)發(fā)生了改變。植物不同水源的貢獻率反映了生態(tài)系統(tǒng)對氣候變化的響應(yīng)程度。因此，追蹤和分析植物水源可以為研究全球氣候變化提供參考。祁連山位于青藏高原東北緣，是中國西北地區(qū)重要的生態(tài)屏障。因此，研究亞高山生境植物水源對于理解祁連山生態(tài)和水文過程具有重要意義。已有很多學(xué)者利用氫氧穩(wěn)定同位素（δ2H和δ18O）進行了諸如此類的研究，但關(guān)于亞高山生境不同坡向植物水源的研究鮮少報道?；诖?，在本研究中，來自西北師范大學(xué)和中科院西北生態(tài)環(huán)境資源研究所的研究團隊監(jiān)測了青藏高原東北緣祁連山東段冷龍嶺北坡的上池溝（37°38′10″N，101°51′9″E，3080 m a.s.l.，圖1）的降水、土壤水、木質(zhì)部水、降水和泉水的穩(wěn)定同位素組成以及相關(guān)環(huán)境變量（氣象和土壤水變量），利用LI-2100全自動真空冷凝抽提系統(tǒng)（北京理加聯(lián)合科技有限公司）提取土壤和木質(zhì)部中的水分，并利用ABB LGR T-LWIA-45-EP液態(tài)水同位素分析儀測定所有水樣的δ2H值和δ18O值。基于這些數(shù)據(jù)，分析了不同水體穩(wěn)定同位素的變化，并利用多源線性混合模型（IsoSource）計算不同水源對植物的相對貢獻率。本研究目標(biāo)是：（1）觀察相同和不同生境下亞高山灌木的水源以及（2）研究亞高山灌木對水...
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