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基于Sentinel-2多模态深度学习的连云港湖库叶绿素a浓度遥感估算模型构建与时空动态分析
随着全球气候变化和人类活动加剧,湖泊富营养化已成为威胁水生生态系统的重大环境问题。叶绿素a(Chl-a)作为浮游植物生物量的关键指标,其浓度变化直接反映水体营养状态。传统监测依赖耗时耗力的现场采样,而常规遥感模型又难以捕捉水体复杂的非线性特征。如何突破技术瓶颈,实现湖泊Chl-a的高精度动态监测,成为当前环境遥感领域的核心挑战。针对这一科学问题,研究人员创新性地提出了四模态深度神经网络(Quad-Modality Deep Neural Network, QM-DNN)。该模型巧妙融合了Sentinel-2卫星的双波段、三波段和四波段光谱特征组合,同时整合了时间序列数据和环境辅助变量,构建起多
来源:Water Research
时间:2025-07-19
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营养水平对淡水生态系统中附生藻类-沉水植物互作关系的影响机制研究
在清澈见底的贫营养湖泊中,沉水植物与附着在其表面的附生藻类(periphyton)上演着微妙的生存博弈——前者需要光照进行光合作用,后者却会形成"生物遮光帘";两者既竞争氮磷等营养物质,又可能因基质的提供而形成共生关系。这种动态平衡的打破往往导致水体生态系统剧变,例如沉水植物衰退引发的藻类水华。然而,当前对营养水平梯度下(尤其是贫营养到中营养过渡阶段)二者互作机制的认知仍存在空白。为揭示这一生态黑箱,研究人员设计了一项创新性的大规模中宇宙(mesocosm)实验。通过精确控制沉积物中的营养梯度,并引入13种具有不同生态特性的沉水植物,系统观测了附生藻类的生物量变化及其生态化学计量学(ecolo
来源:Water Biology and Security
时间:2025-07-19
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复杂海底地形促进深海纤毛虫种群扩张但维持群落高度相似性与稳定性
在淡水生态系统中,水库建设带来的环境变化正深刻影响着生物群落的结构与功能。当河流被大坝拦截形成人工水库时,水文特征、水质参数和栖息地条件都发生了显著改变,这些变化最终会通过环境过滤作用重塑浮游植物等水生生物的群落组成。特别是在水库的沿岸带(littoral zone)——这个水陆交界的生态过渡区,其复杂的环境梯度为研究环境过滤作用提供了理想场所。然而,目前对水库沿岸带浮游植物群落的构建机制仍缺乏系统认知,这限制了我们预测和管理水库生态系统变化的能力。针对这一科学问题,巴西农牧业研究公司东部亚马逊分公司的研究人员在《Water Biology and Security》发表了重要研究成果。该团队
来源:Water Biology and Security
时间:2025-07-19
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硝酸盐、水温、电导率和透明度驱动欣古河两座水库沿岸浮游植物物种组成与生物量的变化
在热带河流生态系统中,水库建设会显著改变原有的水文特征和生物群落结构,而沿岸带作为水陆交错的关键区域,其生态功能却长期被忽视。欣古河上的贝洛蒙特水电站形成了两座特征迥异的水库——保留原始河道的欣古水库(RX)和人工开挖的中间水库(RI),这为研究环境过滤对浮游植物群落的调控机制提供了理想模型。巴西的研究人员通过系统的采样分析,首次揭示了两座水库沿岸浮游植物群落对NO3、水温、电导率和透明度的差异化响应。研究发现,虽然两库浮游植物物种丰富度无显著差异,但生物量和优势类群呈现明显分化:RX以硅藻(Bacillariophyceae)和接合藻(Zygnematophyceae)为主,而RI则被蓝藻(
来源:Water Biology and Security
时间:2025-07-19
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微塑料与抗生素复合污染对水生生态系统的协同毒性机制研究——以中国北洛河为例
随着塑料产量的指数级增长,全球每年有数百万吨塑料垃圾进入环境,其中直径小于5微米的微塑料(MPs)因其特殊的物理化学性质,已成为威胁水生生态系统健康的新型污染物。更令人担忧的是,这些MPs在水环境中会像"海绵"一样吸附抗生素等有机污染物,形成具有潜在协同毒性的复合污染物。中国北洛河作为渭河流域重要支流,长期承受着农业面源污染和城市污水排放的双重压力,是研究这类新兴污染物生态效应的理想场所。陕西师范大学的研究团队在《Water Biology and Security》发表的最新研究中,创新性地采用环境DNA(eDNA)宏条形码技术,结合液相色谱-质谱(LC-MS)和拉曼光谱分析,系统解析了北洛
来源:Water Biology and Security
时间:2025-07-19
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基于渔民访谈的目击历史数据在评估近岸海豚种群相对丰度中的应用与验证
在海洋生态保护领域,准确评估野生动物种群数量是制定管理策略的基础,但传统方法如个体计数、标志重捕和距离采样往往需要耗费大量时间和资金。尤其对于中华白海豚(Sousa chinensis)这样的近岸物种,其栖息地与人类活动高度重叠,种群监测面临更大挑战。更棘手的是,现有调查方法对稀有物种的检测准确度有限,且难以在大时空尺度上持续开展。面对这些困境,科学家开始探索利用本地生态知识(Local Ecological Knowledge, LEK)这种低成本替代方案,但此前尚未在海洋物种丰度评估中得到系统验证。中国科学院深海科学与工程研究所的研究人员开展了一项开创性研究,他们选择中国沿海四种省份的中华
来源:Water Biology and Security
时间:2025-07-19
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揭示南美洲肝片形吸虫中间宿主螺类的生态位与分布格局:潜在疫区风险预警
在南美洲广袤的土地上,一种名为肝片形吸虫(Fasciola hepatica)的寄生虫正通过淡水螺类悄然传播,威胁着1.8亿人的健康和6亿头牲畜的安全。这种被忽视的热带病近年来因气候变化和牧场扩张呈现扩散态势,巴西塞拉多和亚马逊等生态敏感区尤为突出。然而,作为关键传播媒介的淡水螺类,其分布规律与环境适应机制始终成谜,这给疫病防控带来了巨大挑战。巴西奥斯瓦尔多·克鲁兹基金会(Fiocruz)的研究团队在《Veterinary Parasitology》发表的重要研究,首次系统绘制了南美洲四种主要媒介螺类的生态位图谱。通过整合国际文献797个分布点和FIOCRUZ研究所的贝类标本库数据,团队运用M
来源:Veterinary Parasitology
时间:2025-07-19
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综述:导航可持续转型:科学指导政策的路径
引言全球正面临气候变迁、生物多样性锐减和污染的"三重行星危机",这些交织的挑战威胁着可持续发展目标(SDGs)的实现。传统经济模式与自然系统的冲突日益凸显——经济活动的正反馈循环(更多产品→更高生活质量→更大资源需求)与生态负反馈(环境退化→制约发展)形成致命矛盾。生态经济学指出,主流经济学忽视的"物理规模"问题正是危机的核心。诊断:系统性危机的根源社会代谢理论揭示,现代经济体通过"开采-生产-废弃"的线性代谢(Societal Metabolism)持续透支自然资本。数据显示,1950年代以来劳动生产率的提升以牺牲资源效率为代价,当前全球材料使用量已达1000亿吨/年。同时,生态调控(Eco
来源:Sustainable Production and Consumption
时间:2025-07-19
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揭示成品织物生产中的隐性环境成本与可持续最佳可行技术(BATs)优化筛选:基于生命周期评估(LCA)的综合研究
纺织业的繁荣背后隐藏着触目惊心的环境代价——全球20%工业水污染、60-80%纺织价值链温室气体排放源自织物生产,每公斤纤维加工需消耗100-150升水。在快时尚与人口增长的双重驱动下,中国贡献了全球42.1%的纺织品出口,但传统生产工艺对SDG 9(产业创新)、SDG 12(负责任消费)和SDG 13(气候行动)的实现构成严峻挑战。尤其令人担忧的是,当前最佳可行技术(BATs)的筛选往往聚焦显性经济效益,忽视全生命周期视角下的隐性环境成本,可能导致污染转移或环境负担低估。针对这一困局,东华大学研究人员在《Sustainable Production and Consumption》发表突破性
来源:Sustainable Production and Consumption
时间:2025-07-19
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AA-co-PEOMA共聚物吸附剂:可持续去除水中阳离子染料的高效解决方案
随着工业废水排放加剧,水体中阳离子染料污染已成为全球性环境挑战。这类污染物不仅破坏水生生态系统,其生物累积性更对人类健康构成潜在威胁。传统吸附材料普遍存在效率低、不可重复利用等问题,亟需开发新型环保解决方案。在此背景下,研究人员创新性地设计出丙烯酸(AA)与聚乙二醇甲基丙烯酸酯(PEOMA)共聚物吸附剂,通过分子结构调控实现了材料性能的突破性提升。研究采用自由基聚合法合成AA-co-PEOMA共聚物,通过傅里叶变换红外光谱(FTIR)和X射线光电子能谱(XPS)表征材料化学结构,结合Zeta电位分析揭示吸附机制。针对亚甲基蓝(MB)等典型阳离子染料,系统考察了pH值、接触时间、初始浓度等参数对
来源:Sustainable Chemistry for Climate Action
时间:2025-07-19
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基于支持向量回归的混凝剂虚拟测试方法提升地表水处理中有机物去除效率研究
在饮用水处理领域,混凝工艺是去除颗粒物和天然有机物(NOM)的核心环节。传统烧杯试验虽能确定最佳混凝剂投加量,但耗时长达数小时,难以应对降雨等突发水质变化。更棘手的是,许多水厂缺乏独立调控混凝pH的能力,导致残余铝超标风险。这些痛点严重制约水处理效率,亟需开发实时优化的智能解决方案。研究人员创新性地将机器学习引入水处理领域,提出基于支持向量回归(SVR)的虚拟测试框架。通过建立UV254去除率和混凝pH的双重预测模型,仅需输入水质参数即可秒级输出最优混凝剂组合投加方案。特别值得注意的是,该方法独创性地将pH预测值与残余铝控制标准联动,形成闭环决策系统。这项突破性成果发表于环境科学顶级期刊《Sc
来源:Science of The Total Environment
时间:2025-07-19
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孕期有机磷酸酯及替代溴化阻燃剂暴露与新生儿DNA甲基化的全表观基因组关联研究
在现代生活中,阻燃剂是隐藏在沙发、电子产品乃至建筑材料中的"隐形守护者",但它们的替代品——有机磷酸酯(OPEs)和新型溴化阻燃剂(RBFRs)可能正在改写胎儿的生命密码。随着多溴联苯醚(PBDEs)因环境持久性被淘汰,OPEs和RBFRs的使用量激增,其通过家居灰尘和母体尿液进入孕妇体内的浓度甚至超过PBDEs鼎盛时期的水平。更令人担忧的是,这些化学物质能够穿越胎盘屏障,在胚胎发育这个DNA合成最活跃、表观遗传编程最敏感的时期,干扰至关重要的DNA甲基化(DNAm)过程——这种在CpG位点添加甲基的生化修饰,犹如基因表达的"开关",调控着从胚胎形成到器官发育的全过程。美国辛辛那提大学(Uni
来源:Science of The Total Environment
时间:2025-07-19
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生命早期DDT暴露与成年期生殖系统癌症风险升高:基于台湾历史人群队列的实证研究
20世纪50年代,全球疟疾防控战役中,一种名为滴滴涕(DDT)的有机氯杀虫剂被大规模使用。这种被称为"奇迹农药"的化合物虽有效控制了蚊媒传播,但其作为典型的内分泌干扰物(Endocrine Disrupting Chemicals, EDC)和持久性有机污染物(Persistent Organic Pollutants, POP)的特性逐渐显现——它能模拟雌激素作用,干扰人体正常激素功能,更因其在环境中难以降解的特性,可通过食物链富集并在人体脂肪组织中长期蓄积。1952-1957年间,台湾地区为应对战后疟疾大流行,开展了覆盖全岛93%乡镇的大规模室内滞留喷洒(Indoor Residual S
来源:Science of The Total Environment
时间:2025-07-19
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福岛核事故后土壤-水稻/大豆体系中放射性铯(137Cs)迁移的关键调控因素解析及其农业安全意义
2011年福岛第一核电站事故向环境中释放了大量放射性物质,其中半衰期达30.2年的铯-137(137Cs)因其与钾(K)的化学相似性,极易通过食物链威胁人类健康。尽管日本实施了耕地禁用、土壤净化等措施,但不同作物对137Cs的富集差异机制不明,特别是大豆与水稻的污染程度存在显著差异——监测数据显示大豆超标率更高,但传统指标"土壤总铯浓度"无法解释这种差异。更棘手的是,农田修复措施成本高昂,若不能精准把握关键控制因子,可能造成资源浪费或防护不足的双重风险。为破解这一难题,日本农业环境技术研究所等机构的研究团队历时9年(2012-2020),收集福岛县590块农田的1588组数据,创新性地将交换态
来源:Science of The Total Environment
时间:2025-07-19
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全球气候驱动因子与纳米比亚埃托沙盐沼粉尘排放动态的耦合机制研究
在全球气候变化背景下,短暂性湖泊作为重要的矿物粉尘源区,其排放动态的时空异质性长期困扰着科学界。纳米比亚的埃托沙盐沼(Etosha Pan)作为南半球最活跃的粉尘源之一,其排放过程与区域水文气候的复杂关联尚未被系统揭示。传统模型因缺乏对气候-水文-地表过程耦合机制的理解,导致粉尘负荷预测存在显著偏差。牛津大学(University of Oxford)的研究团队通过整合22年(2000-2022)的多源数据,首次构建了埃托沙盐沼粉尘排放的全链条驱动模型。研究采用MSG-SEVIRI(15分钟分辨率)和MODIS(500米分辨率)卫星数据追踪粉尘事件,结合ERA5-Land再分析风场数据和GPM
来源:Science of The Total Environment
时间:2025-07-19
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中小企业循环经济成熟度评估框架(CEMAF)的构建与应用研究
在全球资源环境约束日益严峻的背景下,传统"获取-制造-废弃"的线性经济模式已难以为继。作为国民经济重要支柱的中小企业(SMEs),虽然贡献了OECD国家70-95%的企业数量,却产生了约70%的工业污染。尽管循环经济(CE)理念通过"蝴蝶模型"提出了生物循环与技术循环的双轨路径,但中小企业受限于资源、认知和评估工具短缺,在CE转型中面临巨大挑战。研究显示,98%的新西兰中小企业未将环境实践纳入正式报告,凸显评估体系缺失的普遍性问题。针对这一科学空白,研究人员开发了循环经济成熟度框架(CEMAF)。该研究采用三阶段混合方法:第一阶段通过系统文献综述(SLR)筛选51篇核心文献,识别出CE实施的5
来源:Resources, Conservation & Recycling Advances
时间:2025-07-19
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长江河口盐沼区游泳动物群落特征及其季节性变化研究
在全球气候变化和人类活动加剧的背景下,沿海湿地生态系统正面临前所未有的威胁。作为连接陆地和海洋的关键过渡带,盐沼(salt marsh)虽然仅占海洋面积的7%,却支撑着全球50%以上的渔业产量。然而令人担忧的是,长江河口——这个中国最大的河口渔场正经历着游泳动物(nekton)资源锐减、生物多样性下降和营养级简化(trophic downgrading)的严峻挑战。尽管已有研究关注河口开放水域和潮沟的游泳动物群落,但对植被覆盖的盐沼区这一特殊生境的研究仍属空白。针对这一知识缺口,华东师范大学的研究团队在《Regional Studies in Marine Science》发表了创新性研究成果
来源:Regional Studies in Marine Science
时间:2025-07-19
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综述:巴布亚新几内亚复杂自然与人文景观中红树林保护的遥感技术整合挑战与机遇
Understanding the challenges to remote sensing applications in Papua New Guinea巴布亚新几内亚(PNG)拥有全球6%的红树林面积(约4525 km2),其高达58米的冠层高度位列世界第13位。然而,遥感技术(如卫星影像/Landsat-8、无人机UAV和激光雷达LiDAR)在该地的应用却显著滞后于亚太其他红树林富集区。自然挑战首当其冲:茂密的冠层导致光学卫星(如Sentinel-2)穿透性不足,而年均2000毫米的降雨量使云层覆盖率高达70%,严重限制数据获取。更棘手的是,西部省与海湾省等红树林核心区存在活跃的部落冲
来源:Regional Studies in Marine Science
时间:2025-07-19
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黄海东南部近岸浅水区海洋酸化研究:文石饱和度(ΩAR)的时空特征与生态风险
海洋酸化正以"静默危机"的形式重塑全球海洋生态系统,而黄海这一半封闭陆架海更是首当其冲。尽管黄海西北部和西南部的酸化研究已取得进展,但水深不足20米的近岸浅水区——这片连接陆地与海洋、承载渔业养殖和蓝碳功能的关键地带,却长期缺乏系统研究。更棘手的是,近岸水域受河流输入、海底地下水排放(SGD)和潮汐混合等多重因素影响,其碳酸盐体系比外海复杂得多。韩国海洋环境管理公团(KOEM)的常规监测也未能覆盖关键参数如文石饱和度(ΩAR),导致政策制定者难以评估酸化对贝类等经济生物的潜在威胁。为填补这一空白,韩国大学等机构的研究团队在《Regional Studies in Marine Science》
来源:Regional Studies in Marine Science
时间:2025-07-19
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阿拉伯湾达曼海岸沉积物重金属污染特征及健康-生态风险评估
在阿拉伯湾碧蓝的海岸线旁,达曼至朱拜勒的100公里海岸带正面临着一场看不见的威胁。作为全球石油运输的重要通道,这里密布着商业港口和油轮航线,而快速发展的旅游业和城市化进程更让重金属(HMs)污染风险与日俱增。虽然这些金属元素本是地壳的天然组分,但人类活动正使其从必需微量元素蜕变为潜在毒源——工业排放、船舶作业甚至海滩游客的防晒霜都可能成为污染推手。更令人担忧的是,沉积物作为重金属的"蓄水池",会通过食物链累积威胁人类健康,引发从贫血到癌症的系列疾病。King Saud University的研究团队在《Regional Studies in Marine Science》发表的最新研究中,对这
来源:Regional Studies in Marine Science
时间:2025-07-19