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从尿斑到牧场:基于利尿剂的氮素淋失和一氧化二氮减排措施在不同放牧强度下的有效性研究
温带牧场是全球农业生产的重要支柱,但同时也是环境问题的"双面刃"——牲畜尿液形成的局部高氮斑块会引发氮素淋失(N leaching)污染水体,并通过释放强效温室气体一氧化二氮(N2O,全球增温潜势达CO2的270倍)加剧气候变化。尽管已有研究证实通过添加利尿成分(如车前草或苜蓿)能降低单个尿斑的氮负荷(PLoad),但利尿剂同时会增加尿斑数量和面积,这种尺度效应在牧场整体层面的净环境效益尚不明确。新西兰农业研究所(AgResearch)的研究团队在《Agricultural Systems》发表的最新研究中,创新性地采用"斑块-牧场"多尺度模拟方法,揭示了利尿剂干预措施的有效性高度依赖放牧强度
来源:Agricultural Systems
时间:2025-07-26
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宇宙射线中子传感器在农业生态系统中实现土壤水分与植被动态的尺度适配监测
在气候变化加剧和农业可持续发展的双重挑战下,精确监测土壤水分(SWC)和植被生长动态成为农业生态研究的关键课题。传统点尺度传感器难以捕捉田间异质性,而遥感技术又受限于时空分辨率,这种"尺度断层"问题长期制约着农田水碳通量研究的精度。更棘手的是,现有植被监测方法要么需要破坏性采样,要么依赖间歇性人工测量,无法满足长期连续观测的需求。德国于利希研究中心(Forschungszentrum Jülich)的科研团队在《Agricultural and Forest Meteorology》发表的研究给出了创新解决方案。通过在ICOS(综合碳观测系统)一级站点部署宇宙射线中子传感器(CRNS),研究人
来源:Agricultural and Forest Meteorology
时间:2025-07-26
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农田碳动态与产量优化的机器学习多变量预测框架:减排增效的智能农业解决方案
在全球气候变化与粮食安全双重挑战下,农业领域正面临前所未有的转型压力。传统农业生产中,为提高产量过度施用化肥导致非点源污染和温室气体排放激增,农业贡献了全球50%的CH4和60%的N2O排放。虽然生物炭、绿肥等改良措施被推荐使用,但田间试验难以大规模推广,而DNDC等过程模型又需要复杂校准。这种困境呼唤更智能的解决方案——机器学习(ML)技术因其处理高维数据的能力被视为破局关键,但现有研究存在单变量预测、数据预处理不规范等缺陷,严重制约实际应用。针对这些痛点,中国的研究团队在《Agricultural and Forest Meteorology》发表创新研究,构建了首个面向农业生态系统的ML
来源:Agricultural and Forest Meteorology
时间:2025-07-26
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区域供热网络动态仿真与协同规划优化:基于拓扑优化与运行成本权衡的新算法
在能源转型背景下,区域供热网络(DHN)作为建筑供热脱碳的关键基础设施面临重大挑战。传统燃煤/燃气热源亟待替代,而热泵(HP)等新型热源的效率高度依赖管网运行参数。更复杂的是,管网拓扑设计直接影响水泵能耗和热损失,但现有规划方法往往将管网设计与运行优化割裂,导致系统全生命周期成本居高不下。为破解这一难题,研究人员开发了创新的两阶段协同规划框架。该研究首先提出约束Steiner树算法,通过引入权衡系数β平衡管网总长度与关键用户距离的双重目标。相比传统最短路径算法,新方法可使管网总长减少2.3km,同时将关键用户距离控制在合理范围。第二阶段采用代理优化技术,将管网目标压降(ys/yr)、供水温度控
来源:Advanced Membranes
时间:2025-07-26
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环境浓度磺胺甲恶唑长期暴露对含水层回灌系统中氨氧化微生物群落的特异性调控机制
随着抗生素在水环境中的持续检出,含水层回灌系统(Managed Aquifer Recharge, MAR)作为重要的水净化技术面临严峻挑战。尽管MAR能有效去除浊度和病原体,但对磺胺甲恶唑(Sulfamethoxazole, SMX)等抗生素的去除率普遍低于50%。更令人担忧的是,作为氮循环关键驱动者的氨氧化微生物(Ammonia-Oxidizing Microorganisms, AOMs)长期暴露于环境浓度SMX下的响应机制尚不明确,这严重制约了MAR系统在抗生素污染环境中的优化应用。针对这一科学难题,哈尔滨工业大学的研究团队在《Water Research》发表了突破性研究成果。通过长
来源:Water Research
时间:2025-07-26
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海洋源真菌Aspergillus terreus光降解聚乙烯的矿化作用研究
全球每年约有50万吨塑料垃圾进入海洋,其中聚乙烯(PE)因其稳定的碳碳骨架结构成为最难降解的塑料类型之一。传统机械和化学降解方法存在效率低、二次污染等问题,而生物降解因其环境友好特性备受关注。然而,海洋环境中塑料生物降解的微生物过程与动力学机制长期缺乏系统研究,特别是真菌这类具有强大酶系统的降解者鲜有报道。更关键的是,自然界中塑料降解往往需要光化学与生物过程的协同作用,但这种耦合机制的科学基础尚未阐明。荷兰皇家海洋研究所(NIOZ)与乌得勒支大学的研究团队在《Total Environment Microbiology》发表重要成果,首次揭示了海洋源真菌Aspergillus terreus通
来源:Total Environment Microbiology
时间:2025-07-26
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综述:城市碳排放核算与管理:先进数据应用的演进路径
城市碳排放核算与管理:先进数据应用的演进路径引言城市贡献了全球70%的碳排放,却也是减排政策创新的前沿阵地。当前城市碳排放核算主要依赖《全球社区尺度温室气体清单协议》(GPC)基础标准,聚焦范围1(直接排放)和范围2(间接能源排放),而占大头的范围3排放(如商品消费)因数据复杂常被忽略。这种割裂的核算方式难以应对城市系统性减排需求,亟需转向更先进的碳数据应用模式。方法论突破通过文献计量分析41个全球案例,研究者发现城市碳核算正经历五大跃迁:从简单叠加数据到多源融合(如纽约案例中CityGML平台整合能源-食品-水数据);从静态报表到动态可视化(如深圳用交通分析区TAZ映射出行排放热点);从粗放
来源:Sustainable Cities and Society
时间:2025-07-26
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睡眠质量与情绪失调的每日动态关联:聚焦高酒精摄入青年群体的焦虑调节作用
在当代社会,青年群体中普遍存在的酗酒行为与睡眠障碍、情绪波动形成了恶性循环。酒精会破坏快速眼动睡眠(REM sleep)——这个对情绪加工至关重要的睡眠阶段,而情绪调节能力的下降又促使更多人通过饮酒来缓解压力。尤其值得关注的是,18-25岁的" emerging adults"(成年过渡期群体)由于生物钟延迟倾向和频繁社交饮酒,更容易陷入这种循环。然而,传统研究多采用横断面调查或均值分析,难以捕捉睡眠与情绪波动的日内动态关联。为破解这一难题,研究人员设计了一项创新性研究。他们招募了300名21-29岁的重度饮酒者(女性占65.4%),通过为期14天的生态瞬时评估(EMA)密集采样,结合先前收集
来源:Sleep Health
时间:2025-07-26
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硫循环微生物协同调控下镉污染水体的生物稳定化机制研究
镉作为典型的重金属污染物,其在水体中的迁移转化始终是环境治理的难点。传统化学沉淀法虽能短期见效,但存在二次污染风险,而单纯依赖硫酸盐还原菌(SRB)的生物修复又面临电子供体持续供应难题。更棘手的是,SRB代谢产生的硫化物可能被硫氧化菌(SOB)重新氧化,导致固定化的镉再度释放。这种"修复-反弹"的怪圈,使得开发可持续的重金属稳定化技术成为当务之急。中国国家自然科学基金区域创新发展联合基金(U21A2016)支持的研究团队另辟蹊径,将目光投向自然界中本互为"天敌"的SRB与SOB。研究人员从四川绵阳污水处理厂的污泥中分离获得Enterobacter quasihormaechei(SRB)和Ps
来源:Science of The Total Environment
时间:2025-07-26
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厌氧-好氧耦合系统中细菌介导的硫循环与镉稳定化协同机制研究
镉污染是威胁全球水生态安全的重大环境问题。传统物理化学修复方法存在成本高、易二次污染等缺陷,而微生物介导的生物修复技术因其环境友好特性备受关注。尽管硫酸盐还原菌(Sulfate-Reducing Bacteria, SRB)通过异化硫酸盐还原(Dissimilatory Sulfate Reduction, DSR)固定镉的研究已有报道,但硫循环系统中SRB与硫氧化菌(Sulfur-Oxidizing Bacteria, SOB)的协同作用机制仍是未解之谜。这一科学盲区严重制约了微生物修复技术的工程化应用。为破解这一难题,中国某研究机构(根据基金编号U21A2016和42430715推断为国内
来源:Science of The Total Environment
时间:2025-07-26
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硫酸盐还原菌与硫氧化菌协同调控硫循环固定水体镉污染的机制研究
镉(Cd)作为典型的重金属污染物,对水生生态系统和人类健康构成严重威胁。传统物理化学修复方法存在成本高、易造成二次污染等问题,而微生物介导的生物修复技术因其环境友好性备受关注。尽管硫酸盐还原菌(SRB)通过异化硫酸盐还原(DSR)固定镉的机制已有较多研究,但硫循环系统中SRB与硫氧化菌(SOB)的协同作用机制尚不明确。中国的研究团队通过系统的实验分析,揭示了SRB(Enterobacter quasihormaechei)和SOB(Pseudomonas protegens)在镉污染修复中的协同作用机制。研究发现,在厌氧条件下,SRB能将Cd2+高效转化为CdS,7天内固定效率达75%;而在有
来源:Science of The Total Environment
时间:2025-07-26
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SRB与SOB协同硫循环介导的Cd2+生物固定化机制及其生态修复应用
镉污染是当前全球面临的重大环境挑战,其在水体中的迁移转化直接威胁生态系统安全和人类健康。传统物理化学修复方法存在成本高、易造成二次污染等缺陷,而微生物介导的重金属形态调控因其环境友好特性备受关注。尽管硫酸盐还原菌(SRB)的镉固定化作用已被广泛研究,但硫循环系统中SRB与硫氧化菌(SOB)的协同作用机制仍是未解之谜。中国某研究机构团队在《Science of The Total Environment》发表的研究,首次揭示了Enterobacter quasihormaechei(SRB)与Pseudomonas protegens(SOB)通过建立"硫供给-镉固定"双向循环实现镉的持续稳定化
来源:Science of The Total Environment
时间:2025-07-26
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聚乳酸与聚乳酸-聚乙烯微塑料对淡水生态系统的影响:基于水-苦草-沉积物系统的综合研究
随着全球塑料年产量突破3.59亿吨,微塑料(Microplastics, MPs)污染已成为威胁生态安全的"隐形杀手"。传统聚乙烯(PE) MPs难以降解,而号称环保的聚乳酸(Polylactic acid, PLA) MPs在 aquatic环境中降解缓慢,甚至产生比石油基塑料多10倍的次级MPs。更令人担忧的是,PLA与PE的复合微塑料(PLA-PE MPs)在淡水系统中的生态效应尚不明确。上海海洋大学的研究团队在《Science of The Total Environment》发表研究,首次通过构建水-苦草-沉积物三相系统,揭示了这两类MPs对淡水生态的级联影响。研究采用紫外灭菌处理的
来源:Science of The Total Environment
时间:2025-07-26
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综述:精神分裂症患者对极端高温的易感性:生理、行为和社会因素的批判性综述
引言随着人口增长,污水处理成为发展中国家面临的重大挑战。本研究聚焦加纳拉社区,评估新型生物消化池(Biofilcom systems)在实地条件下的污水处理效能。这些紧凑型设施虽具成本效益,但其排放水质是否符合标准尚不明确。研究同时调查了社区内肠道疾病的流行情况及其传播途径。研究方法采用横断面与回顾性混合设计:环境采样:在6个社区每周采集生物消化池出水,检测TC和E. coli(膜过滤法,HiChrome培养基,37°C培养24小时);食品包装与洗手水检测:分析摊贩使用的树叶包装(FL)、橡胶包装(PB)的酵母/霉菌(OGYE培养基,25°C培养5天),以及洗手水中的TC/E. coli;医院
来源:Science of The Total Environment
时间:2025-07-26
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综述:环境DNA宏基因组学在海洋溢油后生物群落监测与评估中的应用
摘要海洋溢油事件对生态系统造成多层次破坏,而环境DNA(eDNA)宏基因组学凭借非破坏性采样和高通量测序技术(如Illumina平台),实现了从微生物到底栖生物的多营养级同步监测。研究表明,eDNA技术对低丰度物种(如溢油敏感种)的检出率显著优于传统方法(27.9种 vs. 19.6种),并能通过功能基因注释揭示PAHs降解菌(如Alcanivorax)的修复潜力。引言随着海上石油活动增加,溢油事故(如2010年Deepwater Horizon事件)导致珊瑚礁退化与深海沉积物长期污染。传统监测受限于形态分类主观性(仅5%物种种级鉴定),而eDNA技术通过标准化流程(采样→DNA提取→纳米孔测
来源:Science of The Total Environment
时间:2025-07-26
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综述:全球青碳:储量、固存及其在缓解气候变化中的潜在作用
【Abstract】近年来基于颜色命名的碳分类体系中出现新成员——储存于内陆淡水湿地的"青碳(teal carbon)"。数据显示,泥炭地、沼泽和淡水沼泽分别储存101.63±68.12、42.82±40.01和13.97±10.77 kg C m-2碳,同时排放68.79±237.58 g C-CH4 m-2 yr-1甲烷。这类生态系统虽占陆地面积不足3%,却储存着相当于大气碳总量的有机碳。【Teal carbon ecosystems' classification】青碳生态系统依据Cowardin分类体系界定,仅包含浅水内陆湿地(Palustrine)、河流湿地(Riverine)和湖泊
来源:Science of The Total Environment
时间:2025-07-26
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爱尔兰沉积物与污水处理厂生物固体中拟除虫菊酯的分布特征及生态风险评价
拟除虫菊酯作为全球广泛使用的合成杀虫剂,因其高效性和低哺乳动物毒性被广泛应用于农业、水产养殖和家居环境。然而,这类高疏水性化合物(log Kow 5-7)易在水体沉积物中富集,通过生物放大效应威胁水生食物链。尽管爱尔兰拟除虫菊酯农业用量(2022年仅1.8吨)显著低于欧洲其他国家,但其在环境中的分布特征和生态风险长期缺乏系统研究。更值得关注的是,污水处理厂生物固体(biosolids)作为农田肥料的主要来源(爱尔兰98%生物固体用于农用),可能成为拟除虫菊酯进入陆地食物链的潜在途径。为填补这一空白,来自University of Birmingham等机构的研究团队在《Science of T
来源:Science of The Total Environment
时间:2025-07-26
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农业生态系统生产力与水分利用效率的变异模式及其气候响应机制
随着全球气候变化加剧,降水格局改变正深刻影响着占地球可居住土地50%的农业生态系统。尽管人类通过技术创新暂时避免了马尔萨斯预言的粮食危机,但日益频繁的极端气候事件仍威胁着农业生产系统的稳定性。特别是在水资源日益紧缺的背景下,理解不同类型农业系统如何响应降水变化成为保障粮食安全的核心科学问题。美国农业部长期农业生态系统研究(LTAR)网络的科学家们开展了一项跨越15个站点、持续17年的观测研究,揭示了农田、牧场和天然草地在生产力与降水关系上的根本差异。研究人员整合了265-1347 mm年降水梯度下的333个站点年数据,采用混合效应模型分析不同农业系统的生产力(ANPP)响应特征。关键技术包括:
来源:Science of The Total Environment
时间:2025-07-26
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污染源与气象变量定义的状态空间中排放-扩散动态的聚类分析及其在空气质量预测中的应用
空气污染治理一直是环境科学领域的重大挑战。在城市化进程加速的今天,如何准确预测污染物浓度变化、理解污染形成机制,成为科学家们亟待解决的难题。传统研究方法往往将空气污染数据简单视为时间序列,忽略了污染源排放与气象条件之间复杂的非线性相互作用。特别是在以色列这样的地中海气候区,从寒冷稳定的夜晚到湍流强烈的风暴天气,气象条件的剧烈变化使得污染物扩散过程呈现高度动态特征。这种复杂性导致常规统计模型预测精度有限,难以满足精准环境管理的需求。为突破这一瓶颈,研究人员创新性地将混沌系统理论引入环境数据分析。受Lorenz系统状态空间分析的启发,研究团队将四年的小时级监测数据(包括ICON-LAM气象模型输出
来源:Science of The Total Environment
时间:2025-07-26
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基于遥感与CA-ANN模型的土地利用/覆被变化监测与预测研究——以内罗毕国家公园为例
在全球城市化进程加速的背景下,保护地周边人类活动导致的土地覆被变化已成为威胁生物多样性的重要因素。内罗毕国家公园(NNP)作为肯尼亚首个国家公园,其独特的城市边缘区位使得生态系统更易受建成区扩张影响。研究表明,全球75%土地覆被已因人类活动改变,而传统保护模式难以应对跨境生态问题——正如黄石公园灰熊、NNP有蹄类动物的迁徙行为所揭示的,物种生存依赖保护地外围景观的连通性。Northern Border University的研究团队在《Rangeland Ecology》发表的研究中,创新性地将Google Earth Engine(GEE)云平台与细胞自动机-人工神经网络(CA-ANN)模型
来源:Rangeland Ecology & Management
时间:2025-07-26