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  • 湖泊水文特征耦合简化水质模型的概率评估及其管理决策支持意义

    在全球水资源管理面临多重挑战的背景下,湖泊水质模型的简化应用成为平衡计算效率与精度的关键。然而,零维模型(0D)如连续搅拌釜反应器(CSTR)虽被广泛用于磷负荷预测,其忽略空间异质性的固有缺陷与未被量化的不确定性可能误导决策。尤其在水文波动显著的湖泊中,模型简化是否足以支撑长期管理仍存争议。为回答这一问题,巴西高等教育人才协调委员会(CAPES)资助的研究团队以四种水文动态差异化的湖泊为对象,首次系统解构了0D-CSTR模型的两大不确定性来源:数值解法差异(欧拉/Heun/龙格-库塔法)与参数变异性(蒙特卡洛抽样)。通过构建数值集合与参数概率分布,研究揭示了水库容积变化对不确定性格局的调控作用

    来源:Environmental Modelling & Software

    时间:2025-06-27

  • 振动辅助膜生物反应器强化城市污水脱氮效能与微生物协同机制研究

    随着城市化进程加速,城市生活污水处理已成为环境保护领域的重要议题。传统曝气膜生物反应器(AMBR)虽具有出水水质优、占地面积小等优势,却面临能耗高(60-80%能耗来自曝气)、总氮(TN)去除率低(仅30-50%)以及膜污染严重三大瓶颈。更棘手的是,城市污水普遍碳氮比(C/N)偏低(3-5),导致反硝化碳源不足。如何在"碳达峰、碳中和"背景下实现高效低碳污水处理,成为亟待突破的科学难题。苏州科技大学环境科学与工程学院研究团队在《Environmental Research》发表最新成果,构建了包含常规AMBR和振动膜生物反应器(VMBR)的低能耗部分硝化膜生物反应器(LEP-N-MBR)系统。

    来源:Environmental Research

    时间:2025-06-27

  • 毛竹入侵通过改变土壤微生物群落介导的公共卫生风险升高机制研究

    随着全球气候变化和人类活动加剧,植物入侵已成为威胁生态系统健康的重要驱动力。毛竹(Phyllostachys edulis)作为东亚地区典型的入侵物种,其通过地下根茎网络快速扩张的特性,已对亚热带森林生态系统造成显著影响。尽管前人研究多关注毛竹入侵对植被结构和土壤养分循环的影响,但其对土壤微生物群落功能特征,特别是与公共卫生密切相关的抗生素抗性基因(Antibiotic Resistance Genes, ARGs)和毒力因子(Virulence Factors, VFs)的潜在影响仍属未知领域。这一问题具有双重重要性:一方面,ARGs/VFs可能通过食物链(如竹笋食用)威胁人类健康;另一方面

    来源:Environmental Research

    时间:2025-06-27

  • 基于机器学习的城市极端温度暴露与早产风险时空预测及健康规划启示

    随着全球气候变化加剧,极端天气事件频发,城市热岛效应持续强化,孕妇群体正面临前所未有的环境健康威胁。早产(Preterm Birth, PTB)作为全球公共卫生难题,每年影响1340万新生儿,不仅导致婴儿死亡率和并发症风险骤增,更与成年期慢性疾病存在显著关联。尽管已知PTB病因涉及遗传、行为等多因素,约半数病例仍无法解释。近年研究发现,孕期温度暴露可能是关键环境诱因——孕妇因特殊的生理状态,体温调节能力下降而更易受极端温度影响,可能通过诱发胎膜早破、催产素分泌异常等机制导致PTB。然而,现有研究多局限于线性模型,难以捕捉温度-PTB关系的复杂非线性特征,更缺乏对风险空间分异规律的解析。针对这一

    来源:Environmental Research

    时间:2025-06-27

  • 微塑料对堆肥过程中抗生素抗性基因组风险的影响机制及水平基因转移调控研究

    随着中国成为全球最大畜禽养殖国,每年产生的粪便处理成为绿色发展的关键课题。堆肥技术因其能有效降解有机废物、减少病原体并生产有机肥料,被视为可持续解决方案。然而,现代农业中广泛使用的塑料薄膜和包装材料,在环境中逐渐破碎形成微塑料(<5 mm),与畜禽粪便中残留的抗生素抗性基因(ARGs)共同进入堆肥系统,形成复杂的生态风险。微塑料表面独特的"塑际圈"微生物群落,可能成为ARGs水平转移的"热点",但这一过程在堆肥环境中的具体机制尚不明确。中国农业科学院团队在《Environmental Research》发表的研究,通过33天鸡粪堆肥实验,系统分析了聚丙烯微塑料对ARGs动态的影响。研究采用宏基

    来源:Environmental Research

    时间:2025-06-27

  • 综述:热带气旋与气候变化对公共卫生领域的影响概述

    Abstract热带气旋(TCs)对公共卫生系统构成严峻挑战,尤其随着沿海人口和基础设施的增长,其影响日益显著。海平面上升和海洋温度升高促使学界深入研究人为气候变化如何改变TC行为。本文综述了TC研究工具与气候关联性,重点探讨了对公共卫生最关键的TC-气候变化关系。现有证据表明,气候变化普遍加剧了TC洪水风险,暖化海洋为TC提供更多能量使其达到更高强度,且TC活动范围正向更高纬度扩展。但关于TC全球频率和小尺度特征(如伴随龙卷风风险)的研究仍存争议。IntroductionTCs是地球最具破坏力的天气系统之一,形成于热带/副热带海域(图1),对中低纬度沿海地区危害尤甚。尽管TC路径和强度预报技

    来源:Environmental Research

    时间:2025-06-27

  • 中国森林火灾小时级排放清单构建与时空特征解析——基于多源卫星数据融合与日变化模式

    全球森林火灾每年吞噬4695万公顷林地,释放339亿吨CO2,使大气CO2浓度上升4.35 ppm。中国作为森林覆盖大国,年均2400万吨碳排放给气候变化应对带来严峻挑战。传统火灾排放估算依赖月统计数据和人口分配模型,存在15-30天滞后性,无法捕捉火灾实时动态。虽然MODIS、VIIRS等极轨卫星提供每日观测,但受限于过境频率和云层干扰;静止卫星Himawari-8虽能10分钟监测一次,却因空间分辨率不足遗漏小火灾。这种"时空不可兼得"的困境,使得中国小时级森林火灾排放特征长期处于认知空白。中国科学院团队在《Environmental Pollution》发表的研究,创新性地融合三类卫星数据

    来源:Environmental Pollution

    时间:2025-06-27

  • 基于多源高分辨率数据与机器学习的城市工业区PM2.5估算模型构建及NDVI影响分析

    在城市化与工业化加速的背景下,细颗粒物PM2.5已成为威胁全球公共健康的隐形杀手。土耳其的马尔马拉地区作为典型范例,聚集了伊斯坦布尔等超大城市、密集工业带和复杂交通网,其PM2.5污染呈现高度时空异质性。传统监测手段因站点稀疏难以捕捉污染细节,而现有模型多依赖低分辨率数据,忽视植被覆盖(NDVI)与人口密度等关键因素。针对这一难题,来自土耳其的研究团队在《Environmental Pollution》发表研究,首次将1公里分辨率MAIAC AOD、EDGARv8.1排放清单等多元高分辨率数据与四种机器学习算法结合,构建了适用于超复杂城市环境的PM2.5预测框架。研究团队采用47个监测站201

    来源:Environmental Pollution

    时间:2025-06-27

  • 面向车载雾计算网络的自适应协同入侵检测系统(A-CIDS)设计与性能验证

    随着智能交通系统的快速发展,车载雾计算网络(Vehicular Fog Computing Networks, VFNs)成为支撑实时数据分析和决策的关键基础设施。然而,这种高度动态化的分布式网络正面临日益严峻的安全威胁,如时间敏感攻击、位置欺骗和分布式拒绝服务(DDoS)攻击。传统协同入侵检测系统(Collaborative Intrusion Detection System, CIDS)因静态拓扑假设和集中式架构,在VFNs中表现出检测延迟高、扩展性差等缺陷,难以满足安全关键场景的实时防护需求。为突破这一技术瓶颈,研究人员开发了自适应协同入侵检测系统(Adaptive-CIDS)。该系统

    来源:Engineering Applications of Artificial Intelligence

    时间:2025-06-27

  • 低成本传感器评估长新冠患者个人与居住区室外PM2.5暴露差异及其健康影响

    随着全球空气污染问题日益严峻,细颗粒物PM2.5(空气动力学直径≤2.5微米的颗粒)的健康危害备受关注。这类微粒可深入肺部甚至进入血液循环,与心血管疾病、神经退行性疾病和呼吸系统疾病密切相关。世界卫生组织(WHO)将PM2.5列为第二大环境死亡风险因素,但现有研究多聚焦普通人群,对特定患者群体如长新冠(Long COVID)患者的暴露特征知之甚少。更关键的是,传统流行病学常以居住区室外监测数据替代个人实际暴露,忽视了室内污染源和个体行为差异带来的偏差,这种"暴露错配"可能严重影响健康风险评估的准确性。荷兰阿姆斯特丹大学医学中心等机构的研究团队在《Environmental Advances》发

    来源:Environmental Advances

    时间:2025-06-27

  • 基于Retinex理论与Mamba架构的低照度水下图像增强方法研究

    水下机器人技术的快速发展为海洋资源开发提供了重要支持,但水下复杂的光学环境导致拍摄的图像普遍存在颜色失真、细节模糊和能见度低等问题。尤其低照度条件下,光线衰减和散射效应加剧,传统增强方法难以有效恢复图像质量。尽管基于深度学习的方案取得进展,现有方法在光照退化严重的场景中仍表现不佳。针对这一挑战,闽江大学的研究团队创新性地将Retinex理论与前沿的Mamba架构结合,提出了RM-UIE模型,相关成果发表于《Engineering Applications of Artificial Intelligence》。研究团队采用三项关键技术:1)多尺度Retinex估计器(MRE)将输入图像分解为反

    来源:Engineering Applications of Artificial Intelligence

    时间:2025-06-27

  • 综述:十年Mizer:水生生态系统中体型谱模型进展与应用的系统回顾

    引言水生生态系统的复杂动态一直是生态学研究的核心挑战。体型谱模型(Size Spectrum Models, SSMs)通过刻画生物量随体型大小的分布规律,为能量传递和营养级联提供了关键视角。Mizer作为基于R语言的SSMs实现工具,自2014年问世以来,已成为连接理论生态学与渔业管理实践的重要桥梁。其理论基础可追溯至Sheldon等学者提出的生物量-体型幂律分布,通过代谢尺度理论(如West提出的3/4代谢率标度律)将个体体型与种群动态机制关联。方法论演进Mizer的核心优势在于用连续体型分布替代传统年龄结构模型,通过模块化设计整合能量获取、分配等生理过程。区别于Ecopath等基于营养级

    来源:Ecological Modelling

    时间:2025-06-27

  • 破碎化斑块格局加速高寒草甸蒸散发:对青藏高原生态恢复的启示

    在全球气候变化和人类活动加剧的背景下,青藏高原(QTP)作为"亚洲水塔"正面临严峻的生态挑战。高寒草甸占QTP总面积一半以上,其独特的草毡层是水源涵养的关键载体。然而,近40年来约三分之一的高寒草地出现退化,形成由孤立植被斑块(IV)、裸土斑块(BP)和原生植被斑块(OV)组成的破碎化景观。这种斑块化会通过改变能量和物质流动重新分配水资源,但关于其对蒸散发(ET)这一关键生态水文过程的影响机制仍缺乏直接观测证据,特别是在样地尺度上的研究近乎空白。针对这一科学问题,中国某研究机构的研究人员Wei Zhang和Jinglin Zhang在《Ecological Indicators》发表创新性研究

    来源:Ecological Indicators

    时间:2025-06-27

  • 放牧对两种草原生态系统表层与深层土壤碳氮储量的驱动机制研究

    草原生态系统作为全球陆地碳库的重要组成部分,其土壤碳氮动态直接影响气候调节功能。然而,放牧活动通过牲畜采食、践踏和排泄物输入等复杂过程,对土壤养分产生"双刃剑"效应——既可能促进碳氮沉积,也可能加速其流失。更关键的是,传统研究多聚焦表层土壤(0-30 cm),而占草原碳库40%的深层土壤(30-100 cm)的响应机制长期处于"黑箱"状态。这种认知空白严重制约了我们对草原碳汇功能的准确评估。针对这一科学难题,中国科学院相关团队在内蒙古草甸草原和典型草原设置了围封与放牧对比试验,系统分析了0-100 cm六个土层的碳氮储量、水解酶活性及微生物特征。研究采用等效土壤质量法计算SOC和TN储量,通过

    来源:Ecological Indicators

    时间:2025-06-27

  • 气候变化与土地利用对全球大型食肉动物栖息地适宜性的跨范围预测研究

    在全球气候变化与人类活动加剧的背景下,大型食肉动物的生存面临前所未有的挑战。这些物种不仅是生态系统的关键组成部分,还与人类存在复杂的互动关系。然而,过去的研究多局限于局部尺度,且较少整合气候与土地利用的双重影响。为此,研究人员开展了一项全球范围的研究,旨在揭示21种大型食肉动物在未来环境变化下的栖息地命运。研究团队利用国际自然保护联盟(IUCN)的物种分布数据和全球生物多样性信息设施(GBIF)的物种出现记录,结合WorldClim的气候变量和Globio4的土地利用数据,通过MaxEnt(最大熵模型)预测了2050年两种气候情景(SSP1-2.6和SSP5-8.5)下的栖息地适宜性变化。研究

    来源:Ecological Indicators

    时间:2025-06-27

  • 内生菌增强沉水植物耐富营养化能力但降低微生物网络稳定性

    湖泊富营养化正成为全球水生态系统的"隐形杀手",藻类暴发、水体缺氧等问题导致沉水植物大面积消亡,进而引发"清水-浊水"状态不可逆转变。在这一生态危机中,沉水植物与体内共生微生物的"秘密同盟"关系鲜为人知。云南高原湖泊的研究团队在《Ecological Indicators》发表的研究,首次揭示了内生菌如何像"植物保镖"般帮助宿主应对富营养化胁迫,却又在长期保护中埋下生态隐患。研究团队采用跨营养级湖泊对比采样(Fuxian湖-贫营养、Erhai湖-中营养、Xingyun湖-富营养),结合16S rRNA基因测序(V3-V4区)、共现网络分析(Gephi软件)和功能预测(PICRUSt2),通过结

    来源:Ecological Indicators

    时间:2025-06-27

  • 日本西部陡峭流域森林生长动态与气候变化对地下水补给和蒸散发的长期影响研究

    在全球水资源需求激增的背景下,地下水作为关键淡水资源的可持续性正面临严峻挑战。日本西部陡峭的旭川流域作为典型人工林与天然林混交区,其水文过程同时受到森林发育阶段和气候变化的双重影响。然而,传统研究多聚焦单一因素作用,且缺乏对森林从种植到成熟全生命周期的连续观测数据,导致难以量化植被动态与气候因子的协同效应。日本广岛大学等机构的研究团队在《Ecological Indicators》发表论文,创新性地整合遥感数据(MODIS-LAI)、森林清查资料和PML_V2蒸散发产品,通过改进SWAT模型的植被生长模块,重建了1955-2021年间流域内常绿针叶林(FOEN)和落叶阔叶林(FODB)的完整发

    来源:Ecological Indicators

    时间:2025-06-27

  • 青藏高原东南缘优势灌木海拔生长策略对水热因子的响应机制:植被类型的调节作用

    在全球气候变暖的背景下,高海拔生态系统的植被分布正经历着深刻变化,其中灌木的持续扩张尤为显著。作为生态系统功能的关键驱动者,灌木的生长策略和功能性状如何响应环境变化,成为生态学研究的重要议题。青藏高原作为"地球第三极",其独特的压缩气候带和脆弱生态环境,使得该区域成为研究植被-气候相互作用的天然实验室。然而,目前对于不同生活型(落叶与常绿)灌木在海拔梯度上的适应策略差异及其驱动机制仍缺乏系统认识。针对这一科学问题,中国科学院成都生物研究所等机构的研究人员Ning Zhang、Jinniu Wang等团队在《Ecological Frontiers》发表研究,选取青藏高原东南缘岷江源区三种典型亚

    来源:Ecological Frontiers

    时间:2025-06-27

  • 基于ESP-GMOP-PLUS耦合模型的大城市郊区乡村景观格局弹性优化与多情景模拟研究

    随着城市化进程加速,大城市郊区乡村正面临生态空间退化与功能失衡的双重压力。这些区域既承载着城市扩张的产业转移,又担负着维系城乡生态安全的重要使命,却因规划滞后、空间结构复杂,成为生态保护的薄弱环节。传统景观模拟方法如Markov模型缺乏空间约束接口,FLUS模型难以处理非线性关系,而单一生态约束策略更无法适应多元化发展需求。如何构建兼顾生态保护与经济发展的弹性规划机制,成为当前城乡空间治理的核心挑战。浙江省科研团队以典型城郊乡村富春江流域(4524 km2)为研究对象,创新性提出ESP-GMOP-PLUS耦合模型框架。该研究通过整合基线/满意/理想三级生态安全格局(Ecological Sec

    来源:Ecological Frontiers

    时间:2025-06-27

  • 综述:中国海河流域植被动态归因分析的可解释机器学习模型研究

    植被动态监测的智能解析新范式中国海河流域作为人口密集的生态敏感区,其植被覆盖度(FVC)变化深刻影响着区域水文循环与碳氮平衡。基于SPOT NDVI数据的分析显示,2001-2019年生长季FVC以0.063/10a的速率显著上升,其中夏季增幅最大(0.074/10a),山区恢复趋势尤为明显。机器学习驱动的多因子归因研究突破性地构建了包含15个环境因子的XGBoost模型(R2=0.82),通过SHAP值解析发现:耕地与森林对FVC变化的敏感性最高,而气候因子影响相对较弱。值得注意的是,GDP等人类活动因子的贡献率超越传统气候驱动,揭示了生态工程实施的经济支撑作用。非线性关系的科学阐释模型首次

    来源:Ecological Frontiers

    时间:2025-06-27


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