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AI增强的个体基模型(ABMs)在野生动物种群管理中的应用与挑战
野生动物种群管理正面临前所未有的挑战。气候变化、栖息地破碎化、人兽共患病(zoonotic diseases)等多重压力交织,使得传统管理方法难以应对。尤其在小种群中,疾病传播可能导致灭绝风险激增,而环境变化又可能加速遗传多样性流失。这些复杂系统的动态交互,亟需一种能够整合生态、进化和人类活动因素的新型建模工具。奥本大学林业、野生动物与环境学院的研究团队在《Landscape Ecology》发表研究,提出将人工智能(AI)与个体基模型(Agent-based models, ABMs)结合,构建更高效的野生动物管理框架。ABMs通过模拟个体行为(如移动、繁殖)的简单规则,涌现出种群层面的复杂
来源:Landscape Ecology
时间:2025-07-03
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多尺度栖息地关系揭示半水栖哺乳动物在高度调控淡水生态系统中的生存策略
在气候变化与人类活动双重压力下,全球淡水生态系统正面临前所未有的挑战。湿地面积持续萎缩,河流连通性急剧下降,依赖水陆交界环境的半水栖哺乳动物首当其冲。这类仅占哺乳动物2.5%的珍稀类群,因其独特的进化地位和生态功能被视为淡水健康的"哨兵物种"。然而,当前对它们栖息地需求的认识仍存在显著空白,特别是在水文调控频繁的人工改造流域中。澳大利亚东南部Murrumbidgee流域的案例极具代表性——这里经历了持续干旱、洪水交替以及大规模水资源调配,构成了研究半水栖动物适应机制的天然实验室。rakali(澳洲水鼠)作为该区域的指示物种,虽然分布广泛,却在局部区域出现种群衰退,其生存状况直接反映生态系统的健
来源:Landscape Ecology
时间:2025-07-03
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北美沿海北方森林复合干扰下碳储量的预测模型构建与生态管理启示
气候变化加剧背景下,北方森林作为全球重要碳汇的功能正面临多重威胁。这片横跨北半球、占全球森林面积30%的生态系统,每年吸收约12%的人为碳排放。然而,火灾、虫害和大型草食动物等干扰因素的叠加效应,使得森林碳动态预测变得异常复杂。尤其当干扰形成的林窗(open forest)遭遇驼鹿(Alces alces)选择性采食时,可能导致碳储量恢复延迟数十年——这一现象在加拿大纽芬兰岛的案例中尤为显著。纽芬兰纪念大学联合格罗斯莫恩国家公园的研究团队在《Landscape Ecology》发表的研究,首次量化了复合干扰对 maritime boreal forests(沿海型北方森林)碳储量的协同影响。通
来源:Landscape Ecology
时间:2025-07-03
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动态斑块空间显式转换表征方法DynamicPATCH:景观生态格局动态分析的新范式
景观生态学研究长期面临一个关键挑战:传统指标如FRAGSTATS只能捕捉时间点之间的净变化,却无法揭示时间区间内发生的总变化动态。就像观察者仅看到剧场的开场与落幕,却错过了中间精彩的剧情转折。这种局限性在Plum Island Ecosystems(PIE)等敏感生态系统的监测中尤为突出——盐沼和池塘的斑块可能经历分裂、合并、扩张等多种动态过程,但传统方法仅能呈现简单的面积增减结果。为突破这一局限,Clark University的Aiyin Zhang、Robert Gilmore Pontius Jr.团队在《Landscape Ecology》发表了创新性方法DynamicPATCH。该
来源:Landscape Ecology
时间:2025-07-03
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采伐区形态特征对森林大中型哺乳动物群落的影响机制研究
森林作为地球上最重要的陆地生态系统之一,正面临着前所未有的采伐压力。全球每年约有1000万公顷森林因木材采伐、农业扩张和自然灾害 mitigation 而消失,这种趋势至今仍在持续。传统研究多关注采伐导致的直接栖息地丧失,却忽视了采伐区空间形态特征(Morphology of Logged Areas, MLA)这一关键因素——那些被砍伐区域与残留未采伐斑块共同构成的特殊空间结构,可能通过改变边缘复杂度和斑块连通性,深刻影响着野生动物的生存策略。在韩国七座山脉的六处研究区域,由庆北国立大学动物科学与生物技术系领衔的研究团队开展了一项开创性工作。他们首次将景观生态学的量化指标应用于MLA研究,通
来源:Landscape Ecology
时间:2025-07-03
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基于Landsat时间序列与元分析的亚洲象栖息地年际动态研究揭示中国野生象生境退化格局
在生物多样性保护的前沿阵地——中国云南,亚洲象(Elephas maximus)的生存正面临前所未有的挑战。作为热带生态系统的旗舰物种,这些庞然大物不仅维系着森林生态平衡,其迁徙路线更成为检验人类与自然和谐共处的"试金石"。然而,快速扩张的橡胶园、茶园与基础设施,正不断蚕食着象群世代栖息的领地。更令人忧心的是,现有保护体系面临两大困境:全球土地覆盖数据集分辨率不足,难以捕捉栖息地细微变化;传统物种分布模型(SDMs)依赖存在/缺失数据,在数据稀缺区域适用性受限。这些问题严重制约着保护政策的精准制定,使得人象冲突愈演愈烈。针对这一科学难题,云南大学国际河流与生态安全研究所联合西南林业大学等机构的
来源:Landscape Ecology
时间:2025-07-03
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基于无人机系统的山地草甸溪流地貌变化检测与低技术过程修复效果评估
山地草甸作为水源涵养区的关键生态系统,长期面临因过度放牧、采矿等人类活动导致的河道下切、水文连通性丧失等生态退化问题。美国地质调查局西部地理科学中心的Raymond L. LeBeau团队联合旧金山州立大学,在《Landscape Ecology》发表研究,通过无人机(UAS)搭载结构光运动(SfM)摄影测量技术,对加州红三叶草谷两条实施河狸坝模拟结构(BDA)修复的溪流进行高精度监测,揭示了低技术过程修复(LT-PBR)对地貌复杂性的调控机制。研究采用UAS-SfM生成厘米级数字高程模型(DEM),结合地貌变化检测(GCD)软件和地貌单元(GUT)三级分类体系,量化了2021-2023年间侵
来源:Landscape Ecology
时间:2025-07-03
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能量景观与生活史需求共同塑造极端翱翔专家安第斯神鹫的栖息地利用格局
在广袤的南美洲西部,体重可达15公斤的安第斯神鹫(Vultur gryphus)正面临着生存挑战。作为世界上最重的翱翔鸟类,它们仅用1%的飞行时间拍打翅膀,创造了现存鸟类的节能飞行纪录。然而,这种极端的适应性也使其对地形和气候条件异常敏感——陡峭的山坡产生上升气流,温暖的气流形成热柱,这些都是维持其巨大身躯飞行的关键。随着气候变化加剧和人类活动扩张,理解这些"空中巨人"如何利用能量景观变得尤为重要。由德国哥廷根大学Julián Padró领衔的国际研究团队在《Landscape Ecology》发表的研究,首次将能量景观理论框架与景观遗传学相结合。通过分析61只GPS标记个体和182个遗传样本
来源:Landscape Ecology
时间:2025-07-03
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综述:半自然生境通过授粉和害虫控制对作物生产力的贡献:系统性综述
引言全球人口激增与农业集约化导致半自然生境(SNHs)锐减,威胁生物多样性和关键生态系统服务。SNHs作为非生产性区域(如树篱、野花带),通过支持传粉者和天敌昆虫,成为平衡农业生产与生态保护的关键。然而,其经济效益的分散证据和尺度效应阻碍了政策推广。研究方法通过系统分析68项研究(355组数据),聚焦SNHs对授粉(传粉者丰度、访花率)和害虫控制(天敌数量、虫害压力)的影响,并评估其与生产力(产量、利润)的关联。研究区分了局地尺度(田间相邻)与景观尺度(1 km半径),采用直接(果实结实率)与间接指标(物种丰富度)。主要发现授粉服务:70%研究证实SNHs提升传粉者多样性,但仅间接指标(如访花
来源:Landscape Ecology
时间:2025-07-03
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基于高分辨率遥感数据的比斯利自然保护区灌木侵占动态监测与生态影响评估
在全球自然保护地面临木本植被侵占草地的生态危机背景下,比斯利自然保护区正经历着显著的景观转型。这种被称为"灌木侵占"(Bush encroachment)的现象不仅威胁着非洲稀树草原生态系统的平衡,更通过减少牧草资源、改变野生动植物栖息地、降低景观游憩价值等途径,直接影响保护区的核心功能。传统监测方法难以应对这种空间异质性强的生态过程,而中低分辨率遥感数据又无法满足小尺度保护区的精细化管理需求。针对这一挑战,南非夸祖鲁-纳塔尔大学地理与环境科学系的Ntuthuko Prosperous Mncwabe团队创新性地采用高时空分辨率遥感技术,通过融合RapidEye(5m)和PlanetScope
来源:Landscape Ecology
时间:2025-07-03
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热带地区高分辨率树木覆盖动态研究:揭示未检测树木对全球碳循环的关键影响
热带地区作为地球最重要的碳汇之一,其树木覆盖动态直接影响全球气候变化。然而,传统森林监测系统存在显著缺陷:现有10米分辨率数据(如World Cover)无法准确识别非森林区域的零散树木,导致约17%的树木覆盖被系统性低估。这些"隐形"树木在碳储存、生物多样性维持等方面具有不可替代的作用,但长期缺乏大尺度精准量化方法。与此同时,全球热带地区正面临森林持续退化的严峻挑战,而气候变化与人类活动的相对贡献仍存争议。中国科学院等机构的研究团队通过融合机器学习与自动采样技术,首次实现了泛热带地区5米分辨率树木覆盖制图。研究创新性地提出"先前未检测树木覆盖"(PUTC)概念,系统评估了2015-2022年
来源:Nature Communications
时间:2025-07-03
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气候与物种依赖性视角下凋落物累积的二次方与指数模型再评估:基于澳大利亚大陆尺度的生态动力学研究
气候与物种特性对凋落物模型的调控机制回复Sharples & Towers的质疑中,研究团队详细阐释了选择二次方模型(quadratic function)而非传统指数模型的理论基础。基于澳大利亚大陆尺度数据,揭示出凋落物累积呈现典型的"峰-降"模式:在火后时间(Tsf)0-40年间,桉树(Eucalyptus spp.)林分凋落物量先增后减,与净初级生产力(NPP)的年龄相关变化趋势一致。这种非线性关系直接挑战了Olson于1963年提出的平衡态理论。数据特征与模型选择依据研究采用的 continental data set 存在显著采样偏差:温暖干燥林区数据集中在Tsf<10年(含
来源:Nature Communications
时间:2025-07-03
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自适应可编程超表面(APM)在复杂环境中实现智能无线通信的环境感知与动态调控
在摩天大楼林立的现代都市,电磁波传播如同迷宫中的探险者,经历着无数次反射、折射和散射的折磨。这种复杂环境导致无线信号严重衰减和畸变,即使采用可编程超表面(RIS)技术,传统方案仍依赖人工预设环境信息,难以实时适应动态变化的电磁环境。东南大学崔铁军、程强团队在《Nature Communications》发表的突破性研究,通过赋予超表面"环境感知"与"智能调控"的双重能力,为6G通信开辟了新路径。研究团队采用三项核心技术:1)基于变容二极管的相位连续可调电路设计,实现0-360°全相位覆盖且反射损耗≤1.45dB;2)弱耦合微带线传感链路的元素级场强相位检测架构;3)融合环境感知数据的自适应优化
来源:Nature Communications
时间:2025-07-03
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北美河狸(Castor canadensis)的领地占据动态:饮食与湖泊面积的关键驱动作用
在广袤的 boreal forest(北方森林)中,北美河狸(Castor canadensis)被称为"生态系统工程师",它们通过筑坝行为创造湿地,改变森林结构与功能。然而,这种具有重要生态意义的物种,其领地占据的时空模式却长期缺乏研究。尤其随着气候变化导致温带树种北移,河狸与人类基础设施的冲突日益加剧,理解其生态策略变得至关重要。加拿大魁北克大学阿比蒂比-泰米斯卡曼格分校的研究团队在《Global Ecology and Conservation》发表论文,首次系统揭示了河狸领地动态的驱动机制。研究人员创新性地结合 dendroecological(树木年代学)和 stable isoto
来源:Global Ecology and Conservation
时间:2025-07-03
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毛竹入侵对北亚热带森林草本多样性、土壤养分及酶活性的季节性动态影响
在全球气候变化背景下,毛竹作为中国南方特有的高大型禾本科植物,其分布区正持续向北扩展。这种扩张态势引发了一系列生态隐忧——毛竹通过网状根系快速侵占邻近森林,改变植被群落结构,但学界对其入侵过程中林下草本层动态及土壤微环境响应的认识仍存在显著空白。南京林业大学的研究团队在《Global Ecology and Conservation》发表的研究,首次系统揭示了毛竹入侵北亚热带落叶阔叶林过程中,草本多样性、土壤养分与酶活性的季节性互作机制。研究团队在江苏句容下蜀林场建立时空替代样带,设置未入侵(QF)、部分入侵(MF)和完全入侵(BF)三种样地,进行为期一年的四季采样。采用重要性值(IV)量化入
来源:Global Ecology and Conservation
时间:2025-07-03
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冻土区土壤碳氮比(C:N)空间垂直分异特征量化研究及其生态意义
在气候变化加剧的背景下,冻土区正经历着前所未有的快速变化,这些变化深刻影响着碳(C)和氮(N)的生物地球化学循环。作为有机质质量的关键指标,土壤碳氮比(C:N)直接调控着微生物分解过程、温室气体排放和植被动态,但冻土区土壤C:N关系的空间量化研究长期滞后。这种知识缺口严重制约着我们对冻土碳库稳定性及其气候反馈的预测能力。美国能源部阿贡国家实验室等机构的研究人员选择阿拉斯加典型纬度样带(163,797 km2),创新性地对比了直接与间接数字土壤制图(DSM)方法在预测0-30 cm、30-60 cm和60-100 cm三个深度土壤C:N比中的表现。研究发现:间接方法(通过分别预测SOC和TN储量
来源:Geoderma
时间:2025-07-03
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盐度对PVA凝胶珠固定化脱硫弧菌属菌株上流式厌氧流化床反应器去除锑的影响机制研究
锑(Sb)作为广泛应用于阻燃剂、半导体和电池制造的有毒类金属,其工业废水处理一直是环境领域的重大挑战。更棘手的是,来自采矿、垃圾填埋场和纺织业的含锑废水往往伴随高盐度特性——澳大利亚矿区废水含5.6-7.9 g/L溶解固体,中国某垃圾渗滤液甚至含有25-100 g/L NaCl。传统物化处理方法成本高昂且易造成二次污染,而基于硫酸盐还原菌(SRB)的生物处理虽具环保优势,却面临高盐环境下性能骤降的瓶颈。针对这一技术空白,日本研究团队在《Environmental Technology》发表创新成果,通过实验室规模的上流式厌氧流化床反应器(FBR)系统,首次明确了盐度对SRB介导锑去除的剂量效应
来源:Environmental Technology & Innovation
时间:2025-07-03
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源分离废物流中高纯度挥发性脂肪酸的回收:混合培养发酵与膜技术的概念验证
在全球推进循环经济的背景下,如何将废弃物转化为高附加值化学品成为可持续发展的重要课题。挥发性脂肪酸(VFAs)作为平台化学品,在生物塑料、生物燃料等领域具有广泛应用,但目前主要依赖石油化工生产。源分离的有机废弃物如黑水(包含粪便、尿液等)和餐厨垃圾富含有机质,但传统厌氧消化技术仅关注沼气生产,未能充分挖掘其资源价值。更关键的是,现有研究对废弃物衍生VFAs的分离纯化关注不足,难以满足工业应用对高纯度产品的需求。瑞典皇家理工学院的研究团队在《Environmental Technology》发表创新研究,系统评估了黑水与餐厨垃圾的VFA生产潜力,并开发了膜分离纯化工艺。研究采用混合培养发酵技术,
来源:Environmental Technology & Innovation
时间:2025-07-03
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短时水热发酵改良剂对深层土壤活性有机碳的协同增强效应:碳-酶-微生物互作机制
随着农业集约化发展,化学肥料(CF)的长期使用导致土壤有机碳库流失、深层养分匮乏等问题日益突出。与此同时,餐厨垃圾等有机废弃物的处理压力催生了将其转化为土壤改良剂的需求。传统研究多聚焦表层土壤,对深层(>20 cm)碳循环与微生物互作机制的认识严重不足。针对这一空白,中国的研究团队通过三年田间试验,系统解析了短时水热发酵产物(SHF)对土壤活性有机碳(Labile Organic Carbon, LOC)和微生物功能的纵向影响,成果发表于《Environmental Technology》。研究采用高通量测序、酶活性荧光检测及碳组分分析等技术,对比了SHF与CF处理下柑橘园0-40 cm
来源:Environmental Technology & Innovation
时间:2025-07-03
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长期氮添加重塑紫色土磷有效性及解磷菌群落的生态机制研究
在集约化农业背景下,氮肥的过量施用已成为全球性难题。中国西南地区特有的酸性紫色土对磷的固定作用显著,而微生物驱动的磷循环机制尚不明确。四川农业大学等机构的研究团队通过6年玉米田间试验,系统解析了不同氮肥梯度(0-360 kg·hm-2)对土壤磷形态、功能基因及微生物群落的调控机制,相关成果发表于《Environmental Technology》。研究采用qPCR定量磷循环功能基因(phoD/phoA/phoX/pqqC/gcd),结合高通量测序分析phoD/pqqC菌群结构,通过结构方程模型和随机森林算法揭示关键驱动因子。样本来自四川雅安试验基地(北纬29°58′),设置5个氮梯度处理,每个
来源:Environmental Technology & Innovation
时间:2025-07-03