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中国北方旱地春玉米水分生产力与土壤肥力的定量关系及其驱动因素分析
在中国北方广袤的旱作农业区,春玉米作为主要粮食作物面临着双重挑战:年均降水量不足400毫米的水资源短缺,以及长期耕作导致的土壤肥力退化。更令人担忧的是,这片占全国耕地65%的区域仅拥有20%的水资源,却贡献着42%的粮食产量。传统研究多聚焦单一因素对作物产量的影响,而对土壤肥力与水分利用效率的协同机制认识不足,特别是缺乏定量化的关系模型。这种认知空白使得农民在有限水资源和土壤改良投入间难以取得平衡,严重制约着旱区农业的可持续发展。中国农业科学院农业资源与农业区划研究所的研究团队通过整合覆盖东北、华北和西北17个试验站点、跨度23-40年的844组数据,首次建立了土壤肥力指数(SFI)与春玉米水
来源:Agricultural Water Management
时间:2025-06-06
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灌溉与氮肥协同优化冬小麦根冠群体协调性提升产量及资源利用效率的机制研究
在黄淮海平原这个贡献全国69.3%小麦产量的核心产区,农民长期依赖高水高氮投入维持产量,导致氮肥利用率不足40%,同时引发严重的面源污染。更棘手的是,传统管理模式下作物群体结构失衡——要么地上部徒长导致冠层郁闭,要么根系发育不良影响深层养分吸收,这种根冠系统"各自为政"的状态成为限制产量和资源效率协同提升的关键瓶颈。针对这一难题,河南农业大学的研究团队在2020-2022年开展了系统的田间试验,创新性地将群体光合性能与根系三维构型纳入统一研究框架。他们发现,在拔节期和开花期各灌溉75mm(W1)配合180kg/ha分次施氮(N180)的处理,通过优化根干重密度(RWD)与冠层光合速率(CAP)
来源:Agricultural Water Management
时间:2025-06-06
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综述:自然友好型农业水坝
农业水坝的研究趋势与驱动因素全球农业水坝(Farm dams)是农业景观中不可或缺的水体,面积超75,000 km2,但其研究仅占淡水系统文献的0.1%。文献计量分析显示,美国(26.5%)和澳大利亚(21.6%)主导研究,且论文数量与国家农业产值显著相关(r=0.57)。关键词聚类揭示四大主题:生物多样性、水质与灌溉、管理实践及水生生态系统。值得注意的是,2014年后“保护”“遥感”等术语兴起,反映技术驱动的研究转型。管理不善的代价与可持续管理的效益未受管理的农业水坝是污染和害虫的温床,其单位面积的甲烷(CH4)排放量甚至超过自然水体。相反,围栏限牧可使水质提升,牲畜增重23%(Dobes
来源:Agricultural Water Management
时间:2025-06-06
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东北寒地黑土区水-热-碳通量多尺度变化特征及其驱动机制研究
全球气候变化正深刻改变着陆地生态系统的水-热-碳循环过程,而作为中国最重要商品粮基地的东北寒地黑土区,其农田生态系统既是粮食安全的"压舱石",又是潜在的碳汇热点区域。然而,该地区长期面临两个关键科学问题:一是传统Lloyd-Taylor模型在漫长冻融期的适用性不足,二是环境因子对水热碳通量的多尺度驱动机制不明。这些认知空白严重制约着该区域应对气候变化的精准农业管理决策。针对这些问题,东北农业大学寒区黑土数据融合与分析平台的研究团队,在哈尔滨阿城黑土保护综合试验站开展了为期两年的原位观测研究。通过引入温度系数改进Lloyd-Taylor模型(拟合优度提升11%),结合涡度相关系统(LI-7500
来源:Agricultural Water Management
时间:2025-06-06
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应对气候变暖与干旱:中国东北四种温带散孔材树种木质部结构的适应性调控
气候变化正以惊人的速度重塑地球生态系统,而温带森林作为重要的碳汇和生物多样性热点,其命运与树木的适应性紧密相连。中国东北的森林占全国森林总面积的三分之一,近年来却面临年均温上升(达3.0°C)与干旱频率增加的双重压力。有趣的是,此前研究发现,该地区的针叶树(如红松Pinus koraiensis)生长衰退,而环孔材阔叶树(如水曲柳Fraxinus mandshurica)却因生长季延长而受益。然而,占据森林生物量50%的散孔材树种——如色木槭(Acer mono)、白桦(Betula platyphylla)、山杨(Populus davidiana)和紫椴(Tilia amurensis)—
来源:Agricultural and Forest Meteorology
时间:2025-06-06
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卫星与通量塔协同解析农业蒸散发空间异质性及其模型验证研究
农业生态系统中,蒸散发(ET)作为连接水-能量循环的核心环节,其精确量化对水资源管理和作物监测至关重要。然而,当前卫星ET产品在异质性农业景观中的验证存在两大瓶颈:一是通量塔观测受动态通量足迹(Flux Footprint, FFP)影响导致代表性不足,二是不同模型对高分辨率输入数据的响应机制不明。针对这些问题,国内某研究机构团队在《Agricultural and Forest Meteorology》发表研究,通过独特的双高度通量塔实验设计(25m/10m),结合ECOSTRESS 70m分辨率ET产品(PT-JPL瞬时/日尺度、disALEXI日尺度),系统评估了模型对玉米-大豆轮作系统
来源:Agricultural and Forest Meteorology
时间:2025-06-06
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森林生态系统土壤微生物碳利用效率的垂直分布格局及其驱动机制
土壤作为地球上最大的有机碳库,储存着约1500 Pg碳,其中超过50%隐藏在30厘米以下的深层土壤中。这些"沉睡的碳"如何响应气候变化,一直是全球碳循环研究的核心难题。微生物作为土壤碳转化的"守门人",其碳利用效率(CUE,即微生物将吸收碳转化为生物量而非呼吸释放的比例)直接决定了碳的归宿——是被封存还是以CO2形式重返大气。然而现有研究多聚焦表层土壤,对深层土壤中微生物CUE的认知仍如"盲人摸象",导致全球碳模型预测存在显著偏差。为破解这一科学难题,中国科学院城市环境研究所联合国内外多家机构的研究人员,在《Nature Communications》发表了突破性成果。研究团队横跨热带至寒带森
来源:Nature Communications
时间:2025-06-06
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悬浮MoSe2
中载流子的瞬态超快与负扩散:从多层到单层的突破性发现
在二维材料研究领域,过渡金属二硫属化物(TMDCs)因其独特的电子和光学性质成为热点,但载流子的超快传输机制仍存在争议。尤其是环境介电效应和缺陷态对载流子扩散的影响尚未明晰,制约了其在柔性电子和光电器件中的应用。为此,西班牙ICFO研究所、德国马普所等机构的研究团队在《Nature Communications》发表论文,通过悬浮MoSe2的厚度梯度实验,揭示了载流子从非热化到缺陷捕获的全过程动力学。研究采用超快时空显微镜(时间分辨率400 fs)和微观理论模型,结合悬浮与支撑样品的对比实验,系统分析了不同厚度MoSe2的载流子扩散行为。样本队列包括机械剥离的1-20层悬浮单晶,通过干转移技术
来源:Nature Communications
时间:2025-06-06
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综述:超越主权边界:从“人类共同关切”视角看印度生物多样性法律中的获取与惠益分享框架
印度ABS框架的法律演进2023年对《生物多样性法》的修正标志着印度在实施《生物多样性公约》(CBD)三大目标——保护、可持续利用及惠益分享方面取得突破性进展。修正案特别关注数字序列信息(Digital Sequence Information, DSI)的权属界定,将基因数据纳入国家管辖范围,这直接回应了CBD缔约方大会(COP16)关于"遗传资源数字序列信息"的全球谈判僵局。主权与责任的动态平衡《国家生物多样性战略与行动计划(2024-2030)》(NBSAP)创新性地引入"人类共同关切"原则,在承认国家对自然资源永久主权的前提下,建立跨国惠益共享机制。典型案例包括通过"生物多样性遗产地"
来源:Biodiversity and Conservation
时间:2025-06-06
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中华绒螯蟹热应激响应中microRNAs的调控机制及TGF-β信号通路作用解析
全球气候变暖背景下,中国主要水产养殖品种中华绒螯蟹(Eriocheir sinensis)夏季常遭遇热应激威胁。这项研究通过构建热应激组与对照组的小RNA(sRNA)文库,利用Illumina高通量测序分别获得32,988,452和32,341,291条reads。通过与miRBase数据库比对及软件预测,在6个文库中共鉴定出128个miRNAs(98个已知miRNA+30个新miRNA)。通过表达量分析发现9个显著差异表达的miRNAs(DEMs),采用miRanda和RNAhybrid软件预测其靶基因,并经GO和KEGG注释揭示DEMs显著调控TGF-β(转化生长因子-β)信号通路。特别值
来源:Aquaculture International
时间:2025-06-06
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多酚类化合物通过调控β-1,3-葡聚糖结合蛋白(β-GBP)通路降低凡纳滨对虾氧化应激的分子机制及生产应用
多酚作为植物源生物活性物质,凭借其抗氧化、抗炎和免疫调节特性,在凡纳滨对虾(Penaeus vannamei)养殖中展现出独特价值。这些化合物能与β-1,3-葡聚糖结合蛋白(β-GBP)特异性结合,进而激活酚氧化酶原(proPO)级联反应等关键免疫通路。这种分子相互作用不仅显著提升超氧化物歧化酶等抗氧化酶的活性,还能有效清除活性氧自由基(ROS),维持机体氧化还原平衡。研究团队采用计算机辅助药物设计手段,对万级规模的植物化学成分库进行系统性分子对接筛选,最终锁定10个与β-GBP具有强结合力的多酚类配体。其中姜黄素(Curcumin)和姜酚(Gingerol)表现尤为突出,分别获得-8.34
来源:Aquaculture International
时间:2025-06-06
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不同碳源对北方河虾(Cryphiops caementarius)生物絮团技术(BFT)养殖系统中絮团粒径与沉降速率的影响机制研究
在水产养殖领域,生物絮团技术(Biofloc Technology, BFT)作为兼顾生产效益与生态友好的新兴技术,通过添加碳源刺激异养细菌(Heterotrophic bacteria)生长来调控氨氮积累。本研究以北方河虾(Cryphiops caementarius)为模型,在107×63×45 cm矩形养殖系统中,系统比较了糖蜜(molasses)、粗蔗糖(chancaca)和海藻粉(seaweed meal)三种碳源对生物絮团特性的影响。实验维持碳氮比(C/N ratio)为15时发现:使用糖蜜和粗蔗糖的体系,70-1.2µm粒径絮团占比分别达64.63%和59.6%,而海藻粉组20-
来源:Aquaculture International
时间:2025-06-06
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凡纳滨对虾家系低氧耐受能力的分子机制与代谢通路解析
这项研究揭开了凡纳滨对虾(Penaeus vannamei)不同家系应对低氧环境的生存密码。通过测定7个家系在不同溶解氧条件下的半数致死时间(LT50),科研团队锁定了两个低氧耐受"冠军"家系(HR A/B和HR C/D)和一个"敏感型"家系(FG I/J)。96小时低氧暴露实验显示,耐受家系的鳃组织中藏着三大生存法宝:超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性飙升,缺氧诱导因子-1α(HIF-1α)蛋白水平显著提升,还有细胞色素b-c1(b-c1)和细胞色素c氧化酶亚基5b(COX5b)基因的强力表达。转录组分析更发现有趣现象:在1 mg/L超低氧环境下,耐受家系像开了"代谢外挂"—
来源:Aquaculture International
时间:2025-06-06
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中华绒螯蟹野生与池塘养殖大眼幼体消化、抗氧化、免疫特性及微生物组成的比较研究
这项研究深入探究了长江流域中华绒螯蟹(Eriocheir sinensis)野生大眼幼体(WM)与池塘养殖群体(PM)的生理特性差异。结果显示,PM组在消化系统方面表现突出——胰蛋白酶和脂肪酶活性显著提升,同时展现出更强的抗氧化防御体系(总抗氧化能力T-AOC和超氧化物歧化酶T-SOD)以及免疫屏障功能(碱性磷酸酶AKP)。通过非度量多维标度(nMDS)分析,研究人员发现蟹体微生物群落与其生活环境水体微生物形成四个独立聚类。有趣的是,虽然两组蟹苗均富含变形菌门(Proteobacteria),但PM组拟杆菌门(Bacteroidota)丰度更高,并特异性富集Albimonas和黄杆菌属(Fla
来源:Aquaculture International
时间:2025-06-06
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太平洋长牡蛎缺氧应激下HIF-1α调控无氧代谢的关键作用
在海洋低氧环境挑战下,太平洋长牡蛎(Crassostrea gigas)展现出了令人惊叹的生存智慧。科学家们在这项研究中发现,当溶解氧(DO)降至1.3±0.1 mg/L时,一种名为CgHIF-1α的缺氧诱导因子(HIF-1α)开始大显身手。这个拥有bHLH结构域和PAS结构域的转录因子,在肝胰腺中的mRNA表达量在缺氧6-72小时内持续攀升,其重组蛋白rCgHIF-1α的表达也同步上调。更有趣的是,CgHIF-1α像一位精准的代谢指挥家,调控着无氧代谢交响曲:缺氧48小时后,己糖激酶(CgHK)、丙酮酸激酶(CgPK)和磷酸烯醇丙酮酸羧激酶(CgPEPCK)等关键酶基因表达显著增强;而24小
来源:Aquaculture International
时间:2025-06-06
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基于计算机视觉的大黄鱼形态特征评估与品质分级研究
作为中国最重要的海洋经济养殖物种,大黄鱼(Larimichthys crocea)年产量超过25万吨。研究发现,在相同体重条件下,市场价值与体形、尾鳍长度和胸鳍尺寸等形态特征显著相关——那些展现优雅流线型体态的个体往往能卖出数倍于普通个体的高价。传统人工检测采用游标卡尺和机械秤,存在三大痛点:耗时费力、主观性强、精度不足。更棘手的是,胸鳍因透明特性常导致自动化系统漏检。研究团队创新性地构建了YOLMA(整合YOLO、MobileNet和AFPN)智能网络,重点攻克两大形态指标:体长/体宽比(BL/BW)和胸鳍长/眼距比(PFL/PEL)——后者与游泳能力和肉质紧密相关。技术亮点包括:1)在YO
来源:Aquaculture International
时间:2025-06-06
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综述:巴西亚马逊洪泛区可可农林复合系统的研究
Abstract亚马逊洪泛区的可可(Theobroma cacao)农林复合系统(Agroforestry Systems, AFS)通过多作物协同种植,实现了生物多样性保护与粮食安全的平衡。研究表明,当地ribeirinho(河岸居民)、原住民和quilombola(逃亡黑奴后裔)社区沿用传统提取式管理,维持了野生可可的高遗传多样性,其基因扩散与土著迁徙及河流网络密切关联。生态整合与创新模式传统caboclo系统将可可与多年生/一年生作物分层配置,形成高农业生物多样性景观。针对退化洪泛区,新型AFS通过可持续集约化(sustainable intensification)实现生产力提升,单产
来源:Agroforestry Systems
时间:2025-06-06
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白海沿岸苔藓共生蓝藻的超微结构特征与分类多样性及其生态指示意义
在北方森林生态系统中,自由生活与共生的固氮蓝藻(diazotrophic cyanobacteria)扮演着关键角色。最新研究聚焦白海沿岸羽藓(Hylocomium splendens)表面栖息的蓝藻群落,通过高分辨率显微技术观察到令人惊奇的细胞特征:形成球形幼年菌体的蓝藻细胞展现出非平行分裂面排列、细胞壁退化型营养细胞,以及在隔膜形成区出现微管复合体等独特现象。这些"微型工程师"的细胞内富含磷和多种金属元素的包涵体,暗示着特殊的元素循环功能。研究团队首次运用16SrRNA基因原位代谢条形码技术,解码了苔藓共生蓝藻(cyanobionts)的生物多样性密码。系统发育分析显示,Nostocace
来源:Symbiosis
时间:2025-06-06
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综述:植物生物钟基因转录调控网络复杂性的建模方法研究
Abstract植物生物钟是由复杂的转录调控网络(TRN)驱动的精密计时系统,通过协调基因表达响应环境变化,调控植物生理过程与昼夜节律的同步。本文综述了ODE模型、布尔网络、随机微分方程(SDE)等计算方法在模拟生物钟核心组分(如CCA1、LHY、TOC1)动态互作中的优劣,指出环境信号(如红光/远红光受体phytochrome、温度传感器)通过调控转录因子(TF)的反馈环路影响时钟输出。Main conclusion多尺度建模(从分子到组织水平)结合机器学习(ML)是未来方向。例如,空间模型揭示生物钟在根尖分生组织中的梯度分布,而ODE模型成功预测了TOC1蛋白的振荡相位延迟现象。需注意现有
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土壤微生境调控下人工林火后生态系统多功能性恢复机制研究
这项研究揭示了计划火烧(prescribed burning)后森林生态系统恢复的有趣现象。在中国东北典型针叶林和阔叶林中,科学家们发现虽然生态系统多功能性(ecosystem multifunctionality)在4年内基本恢复,但土壤养分支持功能却出现戏剧性下降——针叶林降低约14倍,阔叶林降低8倍。特别值得注意的是,计划火烧像"生态开关"般改变了不同功能间的相互关系:在针叶林中彻底逆转了协同(synergy)与权衡(trade-off)关系,而在阔叶林中则起到缓和作用。研究发现真正主导这一过程的并非植物多样性指标(包括分类学、系统发育和功能多样性),而是土壤微生境条件——尤其是土壤容重
来源:Plant and Soil
时间:2025-06-06