摘要：越來越多的證據(jù)表明，農(nóng)作物的鉀缺乏會增加它們對食草節(jié)肢動物的易感性。遙感檢測植物缺鉀的能力有利于節(jié)肢昆蟲的取樣和鉀肥的空間優(yōu)化，從而減少因節(jié)肢昆蟲引起的產(chǎn)量損失。本文在播種后的69天(幼苗)，96天(莖伸長)，和113天(早期開花)分階段的進(jìn)行土壤及植物中的養(yǎng)分進(jìn)行了測定。在相同的時間里，通過應(yīng)用無人機(UAV)多光譜獲取技于15和120米的距離獲得了8.1和65毫米的空間(像素)分辨率的多光譜圖像。并在69和96 天時，將野外植物被運送到一個帶有可控光源的實驗室里，并使用240通道的（390-890納米)高光譜攝影機對植物進(jìn)行了高光譜成像。在第113天時，發(fā)現(xiàn)所有的地塊都自然地布滿了綠色的桃子蚜蟲(半翅目:蚜蟲科)，并進(jìn)行了蚜蟲的計數(shù)工作。并得知植物缺鉀會造成:(1)剛成熟葉片的氮濃度增加(2)綠桃蚜蟲密度增加，(3)植被覆蓋減少，(4)歸一化植被指數(shù)(NDVI)減少以及油菜籽產(chǎn)量下降。通過分析可知，具有65毫米空間分辨率的無人機圖像具有很高的分類精度(72-100%)，8毫米空間分辨率的無人機影像則較低 (69-94%)，在實驗室條件下從野外植物獲得的高光譜圖像的分類精度為78-88%。當(dāng)從無人機數(shù)據(jù)中移除非葉像素時，96天及113天獲得的空間分辨率為8毫米，65毫米圖像的分類精度增大。研究表明，無人機影像具有提取植被營養(yǎng)缺失及節(jié)肢動物爆發(fā)范圍的潛力。...
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摘要 北極永凍層覆蓋了地下水庫中大量的古老的地質(zhì)甲烷(CH4)，而融化的永凍層為CH4的向表面遷移打開了通道。然而，地質(zhì)排放的發(fā)生及其對目前CH4儲量的促進(jìn)，以及除此外到目前為止,生物基因CH4還不確定。在這里,我們展示的是一個數(shù)據(jù)采集基于機載CH4通量（從2012年7月和2013年）位于加拿大麥肯齊三角洲高分辨率(100m×100m)地區(qū)(10000 km²)的CH4通量圖,。我們發(fā)現(xiàn)在永久凍土層的非連續(xù)帶，存在很強烈的可能是單獨的地質(zhì)排放.這些排放的峰值是典型的生物排放峰值的14倍。而微生物CH4的產(chǎn)生主要依賴于最近的空氣和土壤溫度，地質(zhì)CH4的產(chǎn)生超過了數(shù)百萬年，并且可以全年提供開放的通路。因此，即使它們只發(fā)生在大約1%的區(qū)域，地質(zhì)熱點對我們研究區(qū)域的年度CH4排放估計貢獻(xiàn)17%。我們認(rèn)為，如果永久凍土解凍開辟了新的途徑，這一比例可能會增加。我們的結(jié)論是，由于凍土解凍，在北極地區(qū)普遍存在的富含烴類物質(zhì)的地區(qū)，在未來可能會增加地質(zhì)CH4的排放，增加微生物CH4的產(chǎn)量。 相關(guān)文獻(xiàn)：s41598-017-05783-2.pdf280430340bf271c27f0a8e07c6fec6d3.pdf (1.43 MB)m.sdxnjf.com.cn
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熱帶根狀植物和塊莖作物（木薯、甘薯、芋頭和山藥）在發(fā)展中國家還是主產(chǎn)作物，這些發(fā)展中國家的快速城鎮(zhèn)化使粉末狀食物的需求增加。本研究的目的是對近紅外光譜儀在測量常規(guī)粉末狀食物過程中進(jìn)行校準(zhǔn)，并測試其測量主要成分含量的準(zhǔn)確性。 摘要 熱帶根狀植物和塊莖作物（木薯、甘薯、芋頭和山藥）在發(fā)展中國家還是主產(chǎn)作物，這些發(fā)展中國家的快速城鎮(zhèn)化使粉末狀食物的需求增加。質(zhì)量控制技術(shù)依然在發(fā)展，與此同時實驗室分析比較昂貴。本研究的目的是對近紅外光譜儀在測量常規(guī)粉末狀食物過程中進(jìn)行校準(zhǔn)，并測試其測量主要成分含量的準(zhǔn)確性。準(zhǔn)備了472個粉末樣本（傳統(tǒng)品質(zhì)和育成品系），分析樣本的淀粉、總糖、纖維素、總氮和灰分含量（總礦物質(zhì)含量）。測量了所有樣本的近紅外光譜曲線（350-2500nm）。利用偏最小二乘法計算校準(zhǔn)方程，該校準(zhǔn)方程針對所有分析特性使用了交叉驗證和外部驗證。通過預(yù)測標(biāo)準(zhǔn)誤（SEP）和源于交叉驗證的測量值和預(yù)測值之間的r2指數(shù)，對94測試樣本（總樣本的20%）進(jìn)行質(zhì)量預(yù)報評價。淀粉、糖和總氮含量可進(jìn)行預(yù)測，置信度分別為87%, 86%和93%，然而，灰度（礦物質(zhì)）預(yù)測的置信度為71%，纖維素不能進(jìn)行預(yù)測（r2 = 0.31）。淀粉、糖和總氮的統(tǒng)計參數(shù)非常有助于控制粉狀樣本的質(zhì)量。這些...
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一、研究背景—研究現(xiàn)狀隨著世界范圍內(nèi)越來越多的渦度協(xié)方差塔的建立，凈生態(tài)系統(tǒng)CO2交換（NEE）的測量在多尺度氣候變化科學(xué)中變得越來越重要。但由于NEE是與光合作用和呼吸相關(guān)過程中抵消通量之間的凈信號，從而使利用這些數(shù)據(jù)建立的模型具有一定的爭論性。 研究方法目前使用最廣泛使用的NEE劃分方法是Reichstein方法，其使用夜間NEE的溫度敏感度來預(yù)測白天的Reco，然后通過從NEE中減去Reco來計算GPP。然而由于夜間葉呼吸通常高于日間葉呼吸（也稱為Kok效應(yīng)），從而導(dǎo)致高估了日間Reco和GPP。工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法（ANN）已成為劃分通量建模的另一重要方法，它使用多個可變變量來預(yù)測夜間測量的白天Reco。 ANN采用非線性回歸模型來估計獨立變量和從屬變量之間的互連，建立類似神經(jīng)通路的關(guān)系網(wǎng)絡(luò)，但由于其計算費用昂貴，因此在多個年份內(nèi)難以跨多個站點運行。 研究目的 由于上述調(diào)查的通量分配方法存在多種局限性，因此需要同時進(jìn)行評估和比較。 并需要大力評估和比較與其相關(guān)的不確定性。本研究在理想的氣象條件下，采用多重分割方法（即Reichstein、ANN、連續(xù)的測量、同位素分析），從而最大限度地減少與夜間湍流、復(fù)雜蓋度和異質(zhì)景觀有關(guān)的誤差。 由于數(shù)據(jù)和模型的不確定性，我們評估了每種方法的不確定性。 最后，我們通過采用生物...
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凈生態(tài)系統(tǒng)碳交換（NEE）中光合作用和呼吸作用的分配、區(qū)分，具有一定的挑戰(zhàn)性，而且它常與產(chǎn)生未知數(shù)量的不確定性假設(shè)相關(guān)聯(lián)，從而阻礙了模型的發(fā)展。這與我們使用的測量NEE的方程和方法有關(guān)。雖然有多種區(qū)分NEE的方法，由于這些技術(shù)通常不能同時實現(xiàn)，從而使每種方法都有難以評估的獨特局限性。本研究提出了在理想條件下，使用多種區(qū)分方法（Reichstein方法、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（ANN）方法、穩(wěn)定碳同位素方法和土壤呼吸Rsoil方法），建立非線性回歸模型分析。通過新的量子級聯(lián)激光（QCL）光譜儀測量了生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)C同位素的通量，將這些測量與物理學(xué)模型CANVEG相匹配，并解決總初級生產(chǎn)力（GPP）和生態(tài)系統(tǒng)呼吸（Reco）。結(jié)果表明：使用同位素區(qū)分方法的GPP和Reco平均值比使用Reichstein和ANN區(qū)分方法低10-13％。 這些結(jié)果表明，由于Reichstein 和ANN方法，使用夜間NEE來推測白天Reco，可能會高估當(dāng)天的Reco和 GPP。這是由于與白天相比，晚上的植物呼吸速率較高，否則稱為Kok效應(yīng)。 隨著同位素測量方法和應(yīng)用理論在不同生態(tài)系統(tǒng)的不斷發(fā)展，它將不僅僅是一種基準(zhǔn)測量技術(shù)，而且對進(jìn)一步了解碳循環(huán)具有一定的意義。未來有關(guān)評估這些技術(shù)在日益復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)中應(yīng)用的研究會不斷增加，通過這些研究來確定區(qū)分方法之間的差異，以及這些差異如何影響陸地碳...
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Combining denitrifying bacteria and laser spectroscopy for isotopic analyses (δ15N, δ18O) of dissolved nitrateDavid X. Soto,* Geoff Koehler, and Keith A. Hobson 本研究介紹一種可測量水中可溶硝酸鹽（δ15N、δ18O值）的新方法。這種新方法將人工培養(yǎng)反硝化細(xì)菌和離軸積分腔輸出光譜（OA-ICOS）技術(shù)相結(jié)合，基于NO3-轉(zhuǎn)換為N2O的量，進(jìn)行N2O同位素分析。這種分析方法采用注射器人工將頂部空間的N2O氣體注射進(jìn)入同位素激光分析儀中，樣品分析時間約為300秒。在考慮非線性問題時，OA-ICOS技術(shù)為可溶解的硝酸樣品提供了更加準(zhǔn)確和精度的δ15N和 δ18O測量結(jié)果。應(yīng)用OA-ICOS技術(shù)測量N2O同位素的優(yōu)點：（1）在沒有預(yù)富集的情況下，提高了δ15N和δ18O的測量精度；（2）消除了其它氣體物質(zhì)的干擾（如，水和二氧化碳）；（3）極大地減少了同位素比質(zhì)譜儀的花費成本和維護成本。 這種新方法（OA-ICOS技術(shù)）將極大地簡化水生系統(tǒng)中硝酸鹽來源的識別和量化。閱讀原文： Combining denitrifying bacteria and laser spectroscopy for i5059b...
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INVASIVE SPECIES MAPPING USING LOW COST HYPERSPECTRAL IMAGERY Steven Jay1 – Research AssistantDr. Rick Lawrence1 – Associate ProfessorDr. Kevin Repasky2 – Associate ProfessorCharlie Keith2 – Research Assistant1Department of Land Resources and Environmental Science Montana State University – Bozeman2Department of Electrical & Computer Engineering Montana State University – Bozeman 128 AJM Hall Montana State University Bozeman, MT 59717 入侵物種的監(jiān)測長久以來是一個耗時、昂貴且無效的工作。遙感是監(jiān)測入侵物種的一種手段，然而，由于經(jīng)費、時間和準(zhǔn)確度的問題，限制了這種方法。 本研究評估了一款性價比較高的高光譜成像儀監(jiān)測并區(qū)分坐落在草地生態(tài)系統(tǒng)的乳漿大戟（Euphorbia esul...
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草甘膦抗性和敏感性的長芒莧（莧科莧屬植物）：利用植物的高光譜反射特性對其分類的可行性Glyphosate-resistant and glyphosate-susceptible Palmer amaranth (Amaranthus palmeri S.Wats.): hyperspectral reflectance properties of plants and potential for classificationKrishna N Reddy,a* Yanbo Huang,a Matthew A Lee,a Vijay K Nandula,a Reginald S Fletcher,a Steven J Thomsona and Feng Zhaob研究背景：草甘膦是目前世界上廣泛應(yīng)用的一種除草劑（高效、安全、環(huán)境友好），但是由于耐草甘膦轉(zhuǎn)基因作物的應(yīng)用，使其大量、頻繁的應(yīng)用，產(chǎn)生很高的選擇壓力，致使抗性雜草的進(jìn)化，長芒莧是25個抗草甘膦品種中的一個，2006年就發(fā)現(xiàn)了抗性植株。長芒莧是玉米、棉花、大豆田中一種常見的雜草，在作物生長季節(jié)它能快速生長能高達(dá)2m，嚴(yán)重影響農(nóng)作物的產(chǎn)量。抗性品種和感性品種很相似，通常無法區(qū)分。當(dāng)前只能用草甘膦處理和看其生理生化變化來區(qū)分，過程比較麻煩，而利用高光譜技術(shù)可以...
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In Situ Measurement of Dissolved Methane and Carbon Dioxide in Freshwater Ecosystems by Off-Axis Integrated Cavity Output Spectroscopy應(yīng)用LGR OA-ICOS技術(shù)原位測量淡水生態(tài)系統(tǒng)中的溶解性氣體：CH4和CO2Rodrigo Gonzalez-Valencia,? Felipe Magana-Rodriguez,? Oscar Gerardo-Nieto,?Armando Sepulveda-Jauregui,? Karla Martinez-Cruz,?,? Katey Walter-Anthony,? Doug Baer,§ and Frederic Thalasso*,?,??Biotechnology and Bioengineering Department, Cinvestav, Avenida IPN 2508, Mexico City, San Pedro Zacatenco, D.V. 07360,Mexico?Water and Environmental Research Center, University of Alaska Fairbanks, Fairbanks, Alaska 07360, Un...
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摘要： 在納米比亞Cuvelai–Etosha半干盆地采用液體水同位素分析儀（LGR可調(diào)節(jié)離軸積分腔輸出光譜技術(shù)）及商用土壤氣體探頭測量土壤水分的穩(wěn)定同位素（氘，2H, oxygen-18, 18O）。結(jié)果證實了原位測量土氣水分穩(wěn)定同位素的可行性。在研究區(qū)域獲得了合理而準(zhǔn)確的高時空分辨率數(shù)據(jù)。測量結(jié)果與低溫真空萃取及后腔衰蕩激光光譜學(xué)同位素分析的實驗室數(shù)據(jù)一致。 在2014年6月-10月連續(xù)兩次野外活動經(jīng)過140次測量，原位同位素數(shù)據(jù)的漂移和跨度修正后的精度分別為：δ2H：1.8，δ18O：0.48 ‰ 。使用質(zhì)量檢查標(biāo)準(zhǔn)得到平均測量準(zhǔn)確結(jié)果分別為δ2H ：5 ，δ18O ：0.3 ‰。定量同位素剖面深度來計算土壤水分平衡。水蒸發(fā)量占總地表水蒸發(fā)量72-92%。降雨后蒸發(fā)量立即降低至35-50%范圍。激光光譜儀的原位系統(tǒng)存在與環(huán)境條件相關(guān)的潛在局限性，可通過使用溫度調(diào)節(jié)室最小化。而且使用烘箱預(yù)先干燥的土壤原料，土壤的理化性質(zhì)（即粘土礦物）可能會使系統(tǒng)適用性受到限制。通過改良校準(zhǔn)程序以及進(jìn)一步研究影響土壤水分同位素比值的數(shù)據(jù)，可減少原位系統(tǒng)的不確定性，尤其在低含水量條件下。此外，無法從數(shù)據(jù)推斷出土壤呼吸二氧化碳對根區(qū)同位素值的影響。引用文獻(xiàn)：Gaj, M., Beyer, M., Koenige...
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