水溶性有機(jī)物（WSOC）以氣體和顆粒物的形式大量存在于大氣中，在大氣水反應(yīng)和云凝結(jié)核（CCN）形成中發(fā)揮著重要的作用，對全球和區(qū)域氣候變化有著重要影響。此外，某些WSOC是有毒的，它會影響人類健康。WSOC可從源中直接排放或從氣態(tài)和顆粒有機(jī)質(zhì)（OM）的光氧化中二次產(chǎn)生。目前，只進(jìn)行了有限的測量來理解WSOC劃分機(jī)制。結(jié)果表明，氣體-顆粒物相劃分取決于很多因素，例如氣象參數(shù)、氣體物質(zhì)組成和凝結(jié)相性質(zhì)。將氣相WSOC（WSOCg）分配到氣溶膠相（WSOCp）是大氣二次有機(jī)氣溶膠的主要形成路徑。然而，WSOC劃分過程的基本機(jī)制尚不清楚。基于此，在本文中，來自華東師范大學(xué)、上海市環(huán)境科學(xué)研究院和上海市環(huán)境監(jiān)測中心的研究團(tuán)隊于2019年冬季在長江三角洲河口濕地生態(tài)系統(tǒng)野外科學(xué)觀測站（31°44′N，121°13′E）同時測量了氣體和顆粒物，包括NH3（Picarro G2103），有機(jī)酸（草酸、甲酸和乙酸）、無機(jī)離子（陽離子：Na+，NH4+，K+，Ca2+和Mg2+；陰離子：SO42?，NO3?和Cl?）和WSOC。為了全面理解WSOCp形成機(jī)制，作者還測量了300-550 nm WSOCp的光學(xué)吸收，同時測量了PM2.5并調(diào)查了氣體-氣溶膠相劃分的影響因素以全面理解中國大氣，尤其是嚴(yán)重冬季霧霾區(qū)的有機(jī)氣溶膠行為?！窘Y(jié)果】研究區(qū)主要污染物的時間變化。ALWC和pH對WS...
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土壤中重金屬是有害的，其遷移和累積會嚴(yán)重威脅生態(tài)環(huán)境安全和人類健康。砷（As）具有高神經(jīng)毒性和致畸性。人類活動，例如采礦和工業(yè)生產(chǎn)會導(dǎo)致大量As釋放到土壤中?？焖贉?zhǔn)確確定土壤中As濃度對As污染評估至關(guān)重要。傳統(tǒng)的重金屬調(diào)查方法旨在對野外采集的土壤樣品進(jìn)行化學(xué)性質(zhì)測試，費事費力、成本高。高光譜遙感具有高光譜分辨率、寬波段范圍和連續(xù)光譜信息等特點，已廣泛用于土壤重金屬濃度的估算。然而，現(xiàn)存的基于高光譜數(shù)據(jù)的土壤重金屬濃度估算模型忽視了土壤光譜和重金屬濃度之間的空間非穩(wěn)態(tài)?；诖?，來自首都師范大學(xué)的一組研究團(tuán)隊以北京東北部地區(qū)（40°10′0″-40°15′30″ N，116°58′4″-117°5′4″ E）為例，基于實驗室測得的光譜數(shù)據(jù)（ASD FieldSpec 4光譜儀），結(jié)合地理加權(quán)回歸（GWR）和XGBoost算法提出了一種新的模型（GW-XGBoost模型）來估算土壤重金屬濃度。并評估了所提出模型的有效性。研究區(qū)和采樣位置。As濃度估算過程流程圖?！窘Y(jié)果】As和光譜的相關(guān)圖。陰影快表示主要化學(xué)吸收范圍。As濃度實測值與預(yù)測值關(guān)系散點圖。As濃度實測值與預(yù)測值擬合比較圖。【結(jié)論】估算模型選擇的光譜波段與表面含有能與As形成復(fù)合物的官能團(tuán)的光譜活性物質(zhì)的吸收效應(yīng)有關(guān)。構(gòu)建模型時考慮該吸收機(jī)制可以有效降低高光譜數(shù)據(jù)的冗余。GW-XGBoo...
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中國是最大的溫室蔬菜生產(chǎn)國，約占世界生產(chǎn)面積的83%。由于全年生產(chǎn)和大量施肥，溫室蔬菜產(chǎn)量高，但也導(dǎo)致了土壤質(zhì)量的惡化和嚴(yán)重的環(huán)境問題。近來，無土栽培系統(tǒng)（SCS）在溫室蔬菜生產(chǎn)中逐漸發(fā)展起來，它可以減少甚至消除傳統(tǒng)栽培方式的許多問題，。在SCS中，無土栽培基質(zhì)，也稱為無土栽培生長介質(zhì)，可代替土壤固定根系系統(tǒng)，為植物提供水分和養(yǎng)分，為根區(qū)提供充足的通風(fēng)。然而，由于N肥的大量輸入，N2O排放較高。N2O是一種溫室氣體，具有溫室效應(yīng)，加劇全球變暖，在大氣中存留時間長，可輸送到平流層，導(dǎo)致臭氧層破壞，引起臭氧空洞。無土栽培基質(zhì)已成為SCS中N2O排放的主要載體，但尚不清楚其產(chǎn)生和消耗的相關(guān)途徑，因此亟待研究SCS無土栽培基質(zhì)的N2O排放源。且無土栽培基質(zhì)與土壤理化和生物性質(zhì)高度不同，其具有更準(zhǔn)確的水和養(yǎng)分分布，因此也有必要確定管理措施對SCS中N2O排放的影響?；诖?，在本文中，來自中國農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院的一組研究團(tuán)隊基于穩(wěn)定同位素技術(shù)結(jié)合qPCR分析在兩種灌溉模式下（滴灌和潮汐灌溉）對成都市農(nóng)林科學(xué)院（(103°86′E，30°71′N）溫室里兩種無土栽培基質(zhì)（60%泥炭+20%珍珠巖+20%蛭石+少量植物纖維/商用椰殼纖維基質(zhì)）進(jìn)行了相關(guān)研究，共設(shè)置4種處理：滴灌+泥炭基質(zhì)（PD），滴灌+椰殼基質(zhì)（CD），潮汐灌溉+泥炭基質(zhì)（PT）以及潮汐灌溉+椰殼基質(zhì)（CT）。旨在...
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松材線蟲?。≒WD），是由松材線蟲（Bursaphelenchus xylophilus）引起的具有毀滅性的國際森林病害之一，可以在幾個月內(nèi)對松林造成快速、大面積的危害，已對我國造成了巨大的生態(tài)和經(jīng)濟(jì)損失。因此，及時的監(jiān)測措施非常必要。高光譜遙感可以獲取數(shù)百個波段和連續(xù)波長的數(shù)據(jù)來捕獲受危害樹木的生理變化，有助于檢測早期病蟲害。而基于無人機(jī)的高光譜成像儀可以準(zhǔn)確觀測樹木冠層的變化，成為評估森林健康情況的有效工具。然而，以往的研究大多使用單日的無人機(jī)高光譜數(shù)據(jù)，難以監(jiān)測病害發(fā)生的時間變化并確定最佳的監(jiān)測時期。基于此，在本研究中，來自北京林業(yè)大學(xué)的研究團(tuán)隊于2021年5-10月使用多時態(tài)的數(shù)據(jù)在中國遼寧省撫順市東洲區(qū)（124°12′36′′ -124°13′48′′ E，41°56′53′′ -41°57′46′′）進(jìn)行了研究。在PWD爆發(fā)期間，作者于2021年5月9日、6月9日、7月11日、8月11日、9月13日和10月21日對紅松林進(jìn)行了地面調(diào)查（通過形態(tài)和分子鑒定確定59棵樹攜帶松材線蟲，另外選擇59棵未被感染的樹木作為對照）。于2021年5月11日、6月10日、7月12日、8月18日、9月15日和10月23日晴朗無云的天氣條件下利用DJI Matrice 600 Pro無人機(jī)搭載Resonon Pika L高光譜相機(jī)以及LR1601-IR...
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土壤質(zhì)量直接影響其有機(jī)體的健康。然而，土壤容易受到人類活動的干擾，如采礦、工業(yè)化和農(nóng)業(yè)活動，導(dǎo)致嚴(yán)重的土壤污染。在各種土壤污染中，有毒元素會對人類和家畜健康以及食品安全造成威脅。因此，監(jiān)測這些污染類型的濃度和分布對于土壤修復(fù)項目至關(guān)重要。然而，傳統(tǒng)采樣和實驗室分析方法成本高、費事費力且局限于采樣點位置，不能很好地具體化濃度的空間分布。因此，需要具有高空間效應(yīng)的快速有效的技術(shù)。許多研究已經(jīng)利用圖像光譜和其它輔助數(shù)據(jù)或環(huán)境變量來預(yù)測有毒元素的分布。而由于衛(wèi)星圖像中云或陰影的存在，土壤采樣和圖像獲取日期存在差距，這種情況下，需要用到具有不同光譜和空間特征圖像的融合，以增加圖像的時間分辨率。Sentinel-2A是“全球環(huán)境與安全監(jiān)測”計劃的第二顆衛(wèi)星，其攜帶一枚多光譜成像儀，可覆蓋13個光譜波段，從可見光和近紅外到短波紅外，具有不同的空間分辨率。Landsat 8是美國陸地衛(wèi)星計劃的第八顆衛(wèi)星，其攜帶的陸地成像儀包括9個波段，空間分辨率為30 m。兩者的協(xié)同應(yīng)用將改進(jìn)對地球表面的及時和準(zhǔn)確觀測，以及遙感不同學(xué)科的使用。基于此，在本研究中，來自捷克生命科學(xué)大學(xué)的研究團(tuán)隊于2015年8月12日在Sarcheshmeh礦山采集了120個土壤樣品，在實驗室進(jìn)行化學(xué)（As、Pb、Zn和Cr）和光譜測量（ASD Fieldspec 3地物光譜儀）。并于2015年8月13日獲取Landsat 8-OL...
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2022
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近幾十年來，北極氣溫上升超過全球平均氣溫的兩倍，且在2100年以前，可能會增加2-8℃。近年來野火頻繁發(fā)生和蔓延，它以不同的方式干擾著生態(tài)系統(tǒng)，包括破壞地上和地下植物生物量以及通過改變C、N和P有效性改變土壤性質(zhì)。在高緯度地區(qū)苔原火災(zāi)的頻率和范圍與氣候條件有關(guān)，火災(zāi)事件的增加與夏季變干變暖有關(guān)。氣候變化會改變北極無冰區(qū)陸地生態(tài)系統(tǒng)土壤和大氣之間CH4，CO2和N2O的交換。大約一半的全球土壤C沉積在北極中，氣候變化和野火增加會導(dǎo)致大量C釋放到大氣中，影響全球C收支，導(dǎo)致氣候正反饋。同時也有研究表明，野火會導(dǎo)致排水良好的針葉林土壤中CH4吸收速率增加。然而，野火對苔原生態(tài)系統(tǒng)C和N循環(huán)的短期和長期影響理解匱乏，且尚不清楚野火對苔原生態(tài)系統(tǒng)土壤CH4，CO2和N2O通量的影響?；诖耍诒疚闹?，來自哥本哈根大學(xué)的研究團(tuán)隊于2017-2019年在西格陵蘭島凱凱塔蘇瓦克島(69°16′N，53°27'W)南端的Blæsedalen原位調(diào)查了環(huán)境和增溫條件下實驗火燒對CO2，CH4（Picarro G4301）和N2O通量的影響。作者同時收集了氣溫和降水?dāng)?shù)據(jù)。燃燒過程中測量和記錄了2和5 cm深度的土壤溫度。2017年8月，2018年7月和2019年7月采集0-5 cm土壤，分析了其總和可溶性C、N和P。分析了2017年樣品的pH和C:N比。提取潮濕土壤...
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文章來源：Picarro Blog在Picarro公司，我們樂于聽到研究小組如何將我們的系統(tǒng)運用到他們的項目中。來自圣彼德堡北極與南極研究所(AARI)的安娜·科薩切克(Anna Kozachek)撰寫了一篇短文，其中講述了她的團(tuán)隊如何在南極環(huán)航探險 (ACE) 項目中使用Picarro L2130-i和L2120-i的詳情。南極環(huán)航探險(ACE)由萌?；饡?ACE Foundation)、瑞士極地研究所(SPI)和俄羅斯圣彼得堡的北極與南極研究所(AARI)共同組織發(fā)起。探險隊一起登上俄羅斯特列什尼科夫院士(Akademik Tryoshnikov)號考察船。探險隊此行的主要目的是環(huán)航南極洲，沿著環(huán)航路線進(jìn)行海洋觀測和氣象觀測，同時對亞南極洲和南極諸島進(jìn)行陸地觀測。探險隊從開普敦(Cape Town)出發(fā)，將于92天后返航。詳細(xì)路線圖此次探險活動承載著來自七個不同國家和地區(qū)的55名科學(xué)家著手進(jìn)行的22個項目。這個名為“亞南極島嶼生態(tài)系統(tǒng)的演變及其現(xiàn)狀”的 AARI 項目涉及了若干項研究課題，包括湖泊沉積物取樣、島上土壤取樣、過去海平面變化的地貌觀測、大氣中懸浮微粒的測量和大氣水蒸汽的同位素組成。我們的實驗室，即AARI的氣候與環(huán)境研究實驗室，此行的主要考察任務(wù)是研究冰芯數(shù)據(jù)中的古氣候。在過去幾個世紀(jì)，南極洲長期缺少氣象站，人們記錄高頻氣候變化的唯一途徑就是測量南極洲不...
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鹽沼是地表過濕或季節(jié)性積水、土壤鹽漬化并長有鹽生植物的地段。濱海鹽沼以草本植物為主，沿潮間帶延伸，可忍受高鹽條件和因漲潮引起的周期性淹水。鹽沼植被生產(chǎn)力高，可為許多物種提供繁殖、覓食和越冬的場所。鹽沼植被地上生物量（AGB）的估算為監(jiān)測鹽沼生態(tài)系統(tǒng)時空穩(wěn)定性、生產(chǎn)力和地上碳儲量提供了有用信息。然而，以往關(guān)于AGB的估算研究主要局限于站點水平，且通?；趩我恢脖活愋?。與野外地面調(diào)查方法相比，遙感（RS）衛(wèi)星成本低、速度快、范圍廣，在鹽沼植被結(jié)構(gòu)和生物物理指標(biāo)的空間估計方面更具優(yōu)勢。其中，UAV-LiDAR數(shù)據(jù)具有較高的時空分辨率，在濱海鹽沼三維結(jié)構(gòu)監(jiān)測中具有很大潛力。然后目前，利用UAV-LiDAR數(shù)據(jù)估算鹽沼植被AGB的研究有限。為了確定濱海鹽沼潮溝對植被群落空間分布及其生物量的影響， 來自復(fù)旦大學(xué)的研究團(tuán)隊在上海崇明東灘濱海濕地（121°54′-121°55′E，31°27′-31°28′N）進(jìn)行了研究，主要目的為：（1）探索UAV-LiDAR數(shù)據(jù)估算鹽沼植物AGB的潛力；（2）研究潮溝對鹽沼植物群落空間格局及其地上C儲量的影響。作者于2019年9月基于DJI M600平臺，利用LR1601-IRIS LiDAR傳感器（北京理加聯(lián)合科技有限公司，北京依銳思）收集UAV-LiDAR數(shù)據(jù)。于2019年9月27日和28日獲取光學(xué)圖像數(shù)據(jù)。于201...
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土壤水力參數(shù)，如田間持水量（FC）和永久萎蔫點（PWP），在灌溉管理、干旱風(fēng)險評估和土地利用規(guī)劃等方面發(fā)揮著重要作用。這些水力特性是動態(tài)的，隨土壤類型、作物類型和生長季而變化。傳統(tǒng)方法估算大尺度水力特性費時費力，而土壤傳遞函數(shù)（PTF）作為一種替代方法，已被用于使用易測量的土壤特性（如土壤粒級、有機(jī)碳和容重）來估計土壤水力特性。這些預(yù)測參數(shù)在很大程度上受各種內(nèi)在土壤特性如土壤質(zhì)地、結(jié)構(gòu)、有機(jī)質(zhì)、容重和孔隙度的影響。隨著光譜技術(shù)的不斷發(fā)展，因其快速、低成本和無損測量，許多研究者已經(jīng)利用可見近紅外（Vis-NIR）光譜預(yù)測了土壤特性，而使用光譜數(shù)據(jù)繪制印度土壤類型水力特性的研究非常有限。基于此，在本研究中，一組研究團(tuán)隊在印度卡納塔克邦高原北部地區(qū)收集了558個土壤樣本，在實驗室中測量了其FC， PWP和土壤含水量，并利用ASD FieldSpec光譜儀測量土壤光譜反射率。通過支持向量機(jī)、隨機(jī)森林和偏最小二乘回歸三個模型預(yù)測FC和PWP。其中，2/3的數(shù)據(jù)集用于校準(zhǔn)（368個樣品），1/3的數(shù)據(jù)集用于驗證（190個樣品）。本研究目標(biāo)為通過不同統(tǒng)計技術(shù)檢驗實驗室Vis-NIR光譜數(shù)據(jù)估算水力參數(shù)的有用性。研究區(qū)域圖【結(jié)果】卡納塔克邦高原北部土壤光譜反射率分布（平均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差）（N = 558）。FC和PWP預(yù)測模型的性能（50 次迭代）驗證集FC和PWP預(yù)測值和觀測值散點圖（RF方法）（...
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了解亞熱帶森林樹種的準(zhǔn)確信息對于森林可持續(xù)管理、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)評估、生物多樣性監(jiān)測以及生態(tài)環(huán)境保護(hù)至關(guān)重要。因此，亟待快速有效的方法對單個樹種進(jìn)行分類。傳統(tǒng)的樹種地面調(diào)查費事、費力、成本高，難以大面積實施。而遙感可以獲取較大區(qū)域的特征信息。許多遙感數(shù)據(jù)，如超高分辨率RGB、機(jī)載高光譜和雷達(dá)數(shù)據(jù)，已廣泛應(yīng)用于單木分割和樹種分類。然而以往都是利用其中一種或兩種類型的數(shù)據(jù)進(jìn)行研究，綜合這三種遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行樹種分類的研究十分有限?；诖耍瑸樘钛a研究空白， 研究者們于2019年8月在中國南方深圳的亞熱帶闊葉林聚龍山公園（114°23′28′′E，22°43′50′′N）基于UAV LiDAR，高光譜（Resonon Pika L高光譜成像儀）、超高分辨率RGB數(shù)據(jù)以及地面數(shù)據(jù)進(jìn)行單個樹種的分類。作者首次開發(fā)了watershed-spectral-textural-controlled normalized cut（WST-Ncut）算法進(jìn)行單木分割。然后整合UAV LiDAR（提取結(jié)構(gòu)特征），高光譜（提取光譜特征）和超高分辨率RGB數(shù)據(jù)（提取紋理特征）進(jìn)行分類。最后通過總體精度（OA）和kappa系數(shù)（k）評估分類精度。主要研究目標(biāo)為：（1）評估所提出的WST-Ncut算法在亞熱帶闊葉森林進(jìn)行單木分割的準(zhǔn)確性；（2）與單獨使用這些數(shù)據(jù)相比，評估UAV LiDAR，高光譜和超高...
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