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  • 基于UNet架构的精细化对流降水预报后处理模型研究及其在加那利群岛的应用

    降水预报一直是气象领域的重大挑战,特别是在加那利群岛这类地形复杂的区域。尽管数值天气预报(NWP)模型如WRF能够提供高分辨率的对流允许尺度预报,但由于初始条件误差、数值近似和物理过程参数化等限制,其降水预测仍存在显著偏差。更棘手的是,大气系统的混沌特性使得单一确定性模拟无法量化预测不确定性。为此,气象学界发展出集合预报系统,通过多物理参数组合(如MYJ/YSU边界层方案、Thompson/Morrison微物理方案)生成25种WRF模拟结果,但如何有效校准这些集合预报成为关键难题。传统后处理方法如采用截断平移伽马分布(CSGD)的集合模型输出统计(EMOS)和类比集合(AnEn)虽有一定效果

    来源:Ecological Informatics

    时间:2025-06-20

  • 中国西北干旱区生态系统健康多尺度调控路径探索:基于VORS模型与空间异质性驱动机制

    中国西北干旱区作为全球41%干旱带的重要组成部分,承载着2亿人口生存需求,却面临沙漠化扩张、灌溉型土壤盐渍化、生物多样性丧失等严峻挑战。这片占据国土面积41%的生态脆弱区,既是"一带一路"关键廊道,又是我国重要的能源基地——塔里木盆地蕴藏全国1/7石油和1/4天然气,新疆煤炭储量达1.6万亿吨。然而,传统评估方法如PSR、DPSIR模型存在系统反馈机制缺失缺陷,AHP权重计算主观性强,InVEST模型参数设置依赖经验,难以满足多尺度生态健康精准评估需求。针对这一科学难题,国内研究团队在《Ecological Indicators》发表创新性研究成果。研究团队通过整合遥感、气象、土壤等多元数据,

    来源:Ecological Indicators

    时间:2025-06-20

  • 长江中下游湖泊水体透明度十年变化趋势及其生态修复政策效应评估

    长江中下游地区作为中国淡水湖泊最密集的区域,近40年来因气候变化、城市化及水利工程建设等因素,面临着湖泊面积萎缩、水质恶化和富营养化等严峻挑战。尽管2011年起实施的"退垸还湖"等生态修复政策旨在改善水环境,但关于水体透明度(Secchi disk depth, Zsd)——这一反映湖泊生态健康的关键指标——的长期变化趋势仍存在争议。传统监测方法难以实现大范围高频次观测,而现有遥感模型在区域适用性上存在局限,亟需建立适用于长江流域的精准监测体系。针对这一科学问题,国内研究团队在《Ecological Indicators》发表论文,创新性地将Landsat卫星数据与机器学习算法相结合,构建了Z

    来源:Ecological Indicators

    时间:2025-06-20

  • 基于遗传算法优化的集成学习方法提升Talassemtane国家公园土地覆盖分类精度研究

    在全球气候变化和人类活动加剧的背景下,精准的土地覆盖/土地利用(LCLU)制图对保护区管理至关重要。摩洛哥Talassemtane国家公园作为地中海生物圈保护区的重要组成部分,面临着森林退化、非法耕作等威胁,但现有LCLU制图存在精度不足的问题。传统机器学习方法如随机森林(RF)和支持向量机(SVM)虽然广泛应用,但在处理光谱相似的地类时表现有限,且超参数优化常依赖效率低下的网格搜索(GS)方法。针对这些挑战,研究人员开展了一项创新性研究,将遗传算法(GA)与集成学习相结合,开发了一套优化的LCLU分类框架。研究采用Google Earth Engine(GEE)平台处理Sentinel-2影

    来源:Ecological Indicators

    时间:2025-06-20

  • 欧洲温带森林近实时干旱胁迫评估:遥感时序与连续原位树木测量的协同验证

    随着全球气候变化加剧,中欧地区频繁出现创纪录的高温和低降水事件,导致温带森林大面积树木水分胁迫和死亡。森林作为碳汇、生物多样性保护和经济资源的重要载体,其健康状况直接影响生态系统服务功能。传统植被指数如归一化差异植被指数(NDVI)和归一化水分指数(NDWI)虽被广泛用于森林监测,但缺乏与树木生理状态的直接验证。更棘手的是,现有研究多基于非连续地面观测或农业单一栽培体系,难以反映天然森林的复杂响应。这种知识缺口使得依赖遥感数据的"近实时"森林干旱评估系统面临重大挑战。瑞士联邦森林、雪与景观研究所(WSL)领衔的研究团队开展了一项开创性工作,通过整合高精度地理定位的树干微变化监测网络(TreeN

    来源:Ecological Indicators

    时间:2025-06-20

  • 典型干旱区生态安全格局优化:多指标耦合评估与可持续管理路径

    在全球气候变暖与快速城市化的双重压力下,中国西北干旱区生态系统面临严峻挑战。这片占全球陆地面积40%的干旱带,每年因荒漠化造成的经济损失高达500亿美元,同时伴随着栖息地丧失、粮食安全危机和城市热岛效应加剧等连锁反应。传统生态安全评估方法往往聚焦单一指标,难以全面反映这个"山水林田湖草沙"复合系统的真实状态,而现有生态安全格局构建方案又常受制于主观参数设置和时空动态考量不足的局限。针对这些科学难题,来自中国的研究团队在《Ecological Indicators》发表了一项开创性研究。该团队创新性地将景观生态风险指数(ERI)、生态系统健康(EH)和综合生态系统服务指数(CESI)进行多维度耦

    来源:Ecological Indicators

    时间:2025-06-20

  • 大型浅水湖泊不同生境中细菌群落的组装、网络稳定性及主导功能:生境泛化者的关键作用

    在淡水生态系统中,微生物群落如同隐秘的工程师,默默推动着碳、氮等关键元素的循环。然而,这些微小生命在不同生境——水体、悬浮颗粒和沉积物中如何分布、相互作用并维持功能稳定性,仍是生态学领域的未解之谜。尤其令人困惑的是,为何某些微生物能跨越多种生境(被称为"生境泛化者"),而另一些则局限于单一环境("生境特化者")?这两种群体谁才是维持生态系统稳定的真正主角?这些问题对理解湖泊生态功能至关重要,却长期缺乏系统性研究。针对这一科学空白,中国科学院南京地理与湖泊研究所的研究团队选择中国第三大淡水湖太湖作为天然实验室,开展了跨越水-沉积物连续体的微生物生态研究。通过整合高通量测序、共现网络分析(Spar

    来源:Ecological Indicators

    时间:2025-06-20

  • 森林蝙蝠作为天然害虫控制者的生态服务功能:基于中国东北兴安岭的食性与害虫多样性研究

    森林作为地球重要的碳汇和生物多样性宝库,其健康状态直接影响全球生态安全。然而,森林害虫爆发和化学农药滥用正严重威胁生态系统稳定性——例如松材线虫(Bursaphelenchus xylophilus)通过媒介昆虫传播已导致全球松林大面积死亡,其造成的碳汇损失甚至超过野火影响。尽管蝙蝠作为农业害虫天敌的价值已被广泛认知,但关于森林蝙蝠在自然生态系统中的控害作用仍存在巨大知识空白,尤其在占全球蝙蝠物种10%的中国,相关研究近乎空白。针对这一科学问题,东北林业大学等机构的研究人员选择中国最大天然林区——大兴安岭(GKM)和小兴安岭(LKM)作为研究区域,通过两年野外调查采集8种92只蝙蝠粪便样本,运

    来源:Ecological Indicators

    时间:2025-06-20

  • 人类足迹梯度下的空间异质性模式及其生态启示:基于韩国案例的多尺度机器学习分析

    在人类世背景下,全球75%陆地表面已受到人类足迹(Human Footprint, HF)影响,导致生物多样性以空前速度丧失。传统保护策略面临严峻挑战:一方面,城市化使景观趋于均质化;另一方面,农业扩张等中度干扰却可能意外创造高异质性过渡带。这种"异质性-多样性悖论"引发学界争议——究竟人类活动塑造的异质性景观是生态陷阱还是避难所?韩国作为东亚快速城市化的典型代表,其山地-平原交错的地形为研究HF梯度下的空间异质性模式提供了天然实验室。为破解这一难题,研究人员开展了一项开创性研究。通过构建1 km2分辨率的HF地图(整合建成区、道路等8类压力因子),创新性地融合LISA空间自相关指标与GLCM

    来源:Ecological Indicators

    时间:2025-06-20

  • 季节性动态对矿区生态恢复的影响机制及RQI评估体系构建

    在全球矿产需求激增的背景下,矿区生态修复面临严峻挑战。巴西潘塔纳尔湿地作为世界最大热带湿地,其独特的洪水脉冲系统与矿区扰动形成的"技术成因土壤"(technogenic soils)相互作用机制尚不明确。传统单季监测难以捕捉动态修复过程,而现有Soil Quality Index(SQI)缺乏植被维度整合。巴西研究团队通过构建Rehabilitation Quality Index(RQI)评估体系,首次揭示了季节性水文波动对矿区修复的双刃剑效应。研究采用多学科交叉方法:1)建立包含6个矿区(S1-S6)和4个参照区(R1-R4)的观测网络;2)分层采集0-2.5cm和2.5-5cm土样进行理

    来源:Ecological Engineering

    时间:2025-06-20

  • 西北地区土地利用转移对生态系统服务功能的影响机制与量化评估

    在全球土地利用变化已影响32%陆地表面的背景下,西北地区作为生态脆弱区代表,其快速城市化进程正剧烈重塑着区域景观格局。尽管退耕还林等工程增加了植被覆盖,但由此引发的生态系统服务功能(Ecosystem Services, ES)协同与权衡关系尚不明晰——例如森林扩张可能提升碳储量(CS)却降低水产量(WY)。更关键的是,现有研究多关注单一地类净变化,对"草地→荒漠"等具体转移路径如何差异化影响ES缺乏系统量化,这严重制约了干旱区生态政策的精准制定。针对这一双重挑战,由中国国家自然科学基金资助的研究团队在《Ecological Engineering》发表最新成果。研究采用InVEST模型集成多

    来源:Ecological Engineering

    时间:2025-06-20

  • 寒冷气候下基于自然的混合系统对市政污水中氮及新兴污染物的去除效能研究

    在北极和亚北极地区,脆弱的水生生态系统正面临来自市政污水的双重威胁:营养盐(如氮、磷)过量排放会导致水体富营养化,而新兴污染物(包括药物、个人护理品、微塑料等)的持续输入则可能引发未知的生态风险。由于地广人稀、气候严寒,这些地区难以建设传统集中式污水处理厂,亟需开发适应寒冷气候、能同步去除营养盐和新兴污染物的分散式处理方案。芬兰拉普兰地区Kallo村的污水处理厂原系统存在总氮(TN)负去除问题(年均-30%)。为改善这一状况,研究团队设计了一套创新的混合处理系统:在原有设施内增设移动床生物反应器(MBBR)强化硝化作用;在排水沟渠中依次布置沉淀池、耐寒苔藓(Warnstorfia fluita

    来源:Ecological Engineering

    时间:2025-06-20

  • 超越碳足迹:瑞典企业实施循环经济的实践与评估工具研究

    在全球资源环境压力加剧的背景下,传统线性经济模式面临严峻挑战。循环经济(Circular Economy, CE)作为替代方案,强调通过减量化(Reduce)、再利用(Reuse)和再循环(Recycle)实现资源闭环流动。然而现实情况不容乐观——全球仅9%的经济活动符合循环标准,瑞典的循环率也仅为3.4%。更令人担忧的是,企业层面的CE实践仍处于初级阶段,且缺乏系统性评估工具。这种现状与欧盟"循环经济行动计划"和瑞典国家战略形成鲜明反差,凸显理论与实践之间的巨大鸿沟。针对这一关键问题,Halmstad大学的研究团队开展了一项开创性研究。他们选取瑞典水资源密集型和生物基行业的10家企业(包括乳

    来源:Cleaner Environmental Systems

    时间:2025-06-20

  • 社区主导型儿童保护干预措施(Seeds)在哥伦比亚拉瓜希拉地区的混合方法效果评估:预防暴力与增强儿童安全性的创新实践

    在当今世界,每两个2-17岁儿童中就有一人经历过情感、身体或性暴力,而低收入国家和冲突地区的儿童面临更高风险。哥伦比亚拉瓜希拉地区长期受武装冲突、气候危机和委内瑞拉移民潮影响,当地40%儿童遭受过暴力,且暴力经历与成年后的暴力行为显著相关。传统自上而下的儿童保护模式存在文化适应性差、可持续性弱等局限,而社区自主干预虽具潜力却缺乏严谨证据支持。为破解这一难题,War Child Alliance联合多国研究者开发了Seeds社区主导型儿童保护方案,并在《Child Protection and Practice》发表其混合方法评估成果。该研究创新性地采用等待名单对照的准实验设计,结合PSYCHL

    来源:Child Protection and Practice

    时间:2025-06-20

  • 粗粒石英颗粒降低山脊侵蚀的机制:花岗岩风化壳巨厚成因解析

    花岗岩作为大陆地壳的重要组成,在湿热气候区常形成厚度达40-100米的风化壳,但其巨厚成因长期存在争议。传统研究多聚焦坡面侵蚀,而作为风化壳最厚部位的山脊却因侵蚀隐蔽、观测困难成为研究空白。更矛盾的是,山脊既是流域最高点又常被视为"无侵蚀带",但其侵蚀速率实则直接控制风化壳厚度与地形稳定性。这一认知缺口阻碍了对花岗岩地貌演化的系统理解。5 mm)为研究靶点。这些颗粒因抗溅蚀性强(溅蚀量最低)、富集系数最高(富集系数反映颗粒在表层的聚集程度),成为重建历史侵蚀的关键档案。通过野外调查与室内模拟结合,团队首次量化了粗粒石英的溅蚀速率与风化速率,并构建山脊侵蚀估算模型。5 mm石英颗粒);2)自然条

    来源:CATENA

    时间:2025-06-20

  • 65年植被恢复时序揭示干旱区土壤有机碳加速累积机制:植被-微生物协同驱动的稳定性碳库形成

    在全球气候变化与土地荒漠化加剧的背景下,干旱区作为占陆地面积45%的特殊生态系统,其土壤中储存着646 Pg有机碳(OC),相当于全球土壤碳库的32%。然而,这些区域正面临严重退化,历史碳损失高达10-29 Pg。植被恢复虽被证实能有效遏制荒漠化并提升土壤有机碳(SOC)储量,但长期恢复过程中碳库稳定性机制始终成谜——SOC究竟如何从活跃态向稳定态转化?哪些生物与非生物因素主导这一过程?这些问题直接关系到全球碳汇潜力的准确评估。中国科学院团队以腾格里沙漠东南缘65年植被恢复时序为天然实验室,通过化学连续分馏技术将SOC解构为功能差异的碳组分,结合植被调查与微生物群落分析,首次揭示34年是SOC

    来源:CATENA

    时间:2025-06-20

  • 青藏高原东南部草本泥炭地600年气候变迁下的持久恢复力与双模态稳定性研究

    10 cm(Lourenco et al., 2023),这使得评估其稳定性更为复杂。为解决这些问题,中国科学院东北地理与农业生态研究所的研究团队选取青藏高原东南部两个典型草本泥炭地——五龙布(Wulongbu, WLB)和南措(Nancuo, NC)为研究对象,通过多指标古生态记录分析,重建了约600年来的生态演替轨迹。研究发现,WLB泥炭地约在498 cal yr BP因温湿度上升而发育,其从fen(富营养沼泽)向bog(贫营养沼泽)的转变揭示了双模态稳定性机制,相关成果发表在《CATENA》上。关键技术方法研究团队整合了210Pb和AMS 14C测年建立年代框架,通过硅藻(diatom)

    来源:CATENA

    时间:2025-06-20

  • "荧光响应-接触杀菌协同自抛光防污涂层的研发及其在海洋环境中的长效应用"

    海洋环境中,船舶、管道等设施表面常被藻类、细菌等生物附着,这种现象被称为海洋生物污损(biofouling)。它不仅增加航行阻力、加速设备腐蚀,还会传播入侵物种。传统防污涂料多含重金属或有机锡,虽有效但污染环境。如何在长效防污与环境友好间取得平衡,成为全球海洋科技领域的重大挑战。针对这一难题,中国的研究团队创新性地将自然界松香的特性与合成化学相结合,开发出具有"攻防一体"功能的智能防污涂层。该研究发表在《Applied Surface Science》,通过赋予材料紫外荧光响应和接触杀菌双重能力,同时实现表面自更新,完美解决了防污持久性与生态安全的矛盾。研究采用自由基聚合法合成丙烯酸酯预聚物,

    来源:Applied Surface Science

    时间:2025-06-20

  • 镍基MOFs中配体推拉效应调控晶格氧活化路径实现高效水氧化

    随着全球能源结构转型加速,开发高效水分解制氢技术成为实现碳中和的关键。其中析氧反应(OER)作为水分解的阳极半反应,因其复杂的四电子转移过程导致动力学缓慢,成为制约整体效率的瓶颈。传统吸附质演化机制(AEM)受限于中间体吸附能的线性关系,理论过电位下限为0.37 V。近年来发现的晶格氧机制(LOM)通过直接利用晶格氧参与O-O耦合,突破了AEM的限制,但如何有效活化晶格氧仍是重大挑战。针对这一难题,中国的研究团队创新性地设计了一种镍基金属有机框架(Ni MOF)模型体系Ni NxF10-x。通过引入含-F(σm=0.34)和-NH2(σm=-0.16)的双配体构建电子推拉效应,精确调控Ni活性

    来源:Applied Catalysis B: Environment and Energy

    时间:2025-06-20

  • 钼碳化物催化剂在甘油加氢脱氧反应中的活性位点识别与反应机制研究

    随着全球对化石燃料污染问题的关注,生物质作为可持续能源的转化利用成为研究热点。然而,生物质分子中顽固的C-O键难以高效断裂,传统贵金属催化剂成本高昂且易失活。钼碳化物(Mo2C)虽展现出优异的C-O键断裂能力,但其活性位点识别和反应机制尚不明确,严重制约催化剂设计。针对这一挑战,美国南卡罗来纳大学等机构的研究团队在《Applied Catalysis B: Environment and Energy》发表研究,通过实验与理论计算揭示了Mo2C催化甘油HDO的分子机制。研究采用流动反应器实验结合密度泛函理论(DFT)计算和微动力学模拟。通过程序升温碳化法制备Mo2C粉末催化剂,在453 K、3

    来源:Applied Catalysis B: Environment and Energy

    时间:2025-06-20


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