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  • 机器学习辅助预测性城市数字孪生技术在智能城市空气质量指数监测中的应用研究

    随着全球城市化进程加速,空气污染已成为威胁人类健康的重大环境问题。细颗粒物(PM2.5)、二氧化硫(SO2)等污染物不仅会导致呼吸系统疾病,还与心血管疾病和癌症密切相关。传统空气质量监测方法存在预测精度低、实时性差等问题,难以满足智能城市的管理需求。为此,研究人员开展了一项创新性研究,探索数字孪生(Digital Twin, DT)技术在空气质量监测中的应用。来自国内研究机构的研究团队在《Environmental Modelling》发表论文,提出了一种基于机器学习的预测性城市数字孪生系统。该研究以印度德里2015-2024年的空气质量数据为基础,开发了包含3D城市模型和深度学习算法的综合监

    来源:Environmental Modelling & Software

    时间:2025-06-05

  • 水文模型输入强迫变异性对全局敏感性分析的影响:基于PESHMELBA模型的土壤湿度敏感性研究

    水文模型是水资源管理和洪水预测的核心工具,但其可靠性常受制于参数不确定性和自然强迫变异性的双重影响。传统全局敏感性分析(GSA)通常将降雨等外部强迫视为固定输入,忽视了这些强迫固有的随机性,导致分析结果可能仅适用于特定气象条件。这种局限性在气候变化加剧水文极端事件的背景下尤为突出——当模型被用于预测从未观测到的气象场景时,基于单一强迫的敏感性结论可能失效。法国国家农业食品与环境研究院(INRAE)的Katarina Radišić团队在《Environmental Modelling》发表研究,创新性地将Sobol'敏感性指数重构为依赖降雨事件的随机变量,通过多项式混沌展开(PCE)降阶技术和

    来源:Environmental Modelling & Software

    时间:2025-06-05

  • FPQ-iTransformer:基于改进时空注意力与分位数损失的海水盐度精准预测模型

    海洋环境监测正面临气候变化的严峻挑战,海水盐度作为影响全球气候模式和海洋生态平衡的关键指标,其异常波动会导致养殖生物大规模死亡和渔业资源分布改变。然而,传统预测方法如卷积神经网络(CNN)和长短期记忆网络(LSTM)难以捕捉盐度的复杂时空特征,而标准Transformer模型又存在参数冗余和局部特征识别不足的缺陷。针对这一科学难题,山东的研究团队开发了FPQ-iTransformer模型,相关成果发表在《Environmental Modelling》期刊。研究采用三项核心技术:基于ProbSparse的自注意力机制优化编码器计算效率,混合解码器整合多元注意力与稀疏机制捕获时空依赖性,以及分位

    来源:Environmental Modelling & Software

    时间:2025-06-05

  • 基于无编码方法的河网与水文站拓扑关系自动分析技术及其在洪水预报中的应用

    水文系统的精准建模长期以来受制于河网与水文站拓扑关系分析的效率瓶颈。传统方法依赖人工操作或特定建模框架(如SWAT、VIC)的编码系统,不仅耗时费力,在跨流域应用时更面临兼容性挑战。随着全球气候变化加剧,流域面积超过105km2的大型河流系统对实时洪水预报的需求激增,亟需突破拓扑关系自动分析的技术壁垒。针对这一难题,中国某高校研究团队在《Environmental Modelling》发表创新成果,开发出无需预设编码的河网-水文站拓扑关系自动分析方法。该方法仅需水文站坐标和河网矢量数据,通过空间最近邻匹配、投影分割和有向图分析三大核心技术,在松辽流域191个河段、53个水文站的测试中实现全准确

    来源:Environmental Modelling & Software

    时间:2025-06-05

  • 微流控技术与水凝胶-纳米磁铁矿复合体协同调控锑的氧化还原与吸附机制研究

    锑(Sb)作为一种具有氧化还原敏感性的类金属元素,因其毒性和在自然与人为影响水域中的广泛存在,被美国环保署(USEPA)和欧盟列为优先污染物。饮用水中的锑浓度受到严格限制(WHO标准为20 μg/L),但其在工业制动片、阻燃剂等产品中的广泛应用导致环境排放量持续增加。更棘手的是,锑的毒性与其价态密切相关:三价Sb(III)比五价Sb(V)毒性更强但溶解度更低,而Sb(V)在自然水体中更稳定但难以去除。现有水处理技术对低浓度锑的去除效率不足,且缺乏对锑迁移转化机制的微观理解。针对这一挑战,欧洲研究团队在《Environmental Nanotechnology, Monitoring 》发表研究

    来源:Environmental Nanotechnology, Monitoring & Management

    时间:2025-06-05

  • 深部煤矿开采引发地表沉陷对景观影响的定量评估方法——以波兰南部Jastrzębie矿区为例

    在波兰上西里西亚地区,几个世纪以来的深部煤矿开采活动留下了深刻的地貌伤痕。地表沉陷形成的凹陷、建筑损毁和生态失衡,让这片土地成为"人为地貌模型"的典型代表。随着Jastrzębska Coal Company申请新的采矿特许权,如何量化评估地下开采对景观的潜在影响,成为环境审批中亟待解决的科学难题。传统环境影响评估(Environmental Impact Assessment, EIA)中的景观影响评估(Landscape Impact Assessment, LIA)多聚焦于风电设施等地面建筑,对地下开采引发的地形变化缺乏系统方法。波兰的研究团队为此开发了创新性评估框架。研究选取Boryn

    来源:Environmental Impact Assessment Review

    时间:2025-06-05

  • 河岸植被作为天然屏障对塑料颗粒滞留机制的实验研究:基于柔性植被与湍流动能(TKE)的定量分析

    在全球塑料污染日益严重的背景下,河流作为陆地与海洋之间的关键纽带,每年向海洋输送数百万吨塑料垃圾。其中尺寸小于5毫米的微塑料(MPs)因其持久性和潜在生态风险备受关注。尽管已有研究指出河岸植被可能截留这些"隐形杀手",但关于柔性植被的叶片分布、湍流特征与塑料颗粒滞留的动态关系仍属空白。更棘手的是,环境中常见的盘状塑料碎片(主要来自包装材料)的滞留行为从未被系统研究过。意大利佛罗伦萨大学的研究团队在《Environmental Advances》发表的研究填补了这一空白。通过精确控制的水槽实验,研究人员模拟了白杨(Populus alba)幼株在固定沙丘床上的生长环境,采用7种不同密度(1.04

    来源:Environmental Advances

    时间:2025-06-05

  • 巴西帕拉州绿色市政计划对森林砍伐的抑制效应:基于双向固定效应模型的长期政策评估

    亚马逊雨林作为地球最大的碳汇之一,其持续萎缩正引发全球生态危机。最新数据显示,巴西境内亚马逊森林面积已减少13%,其中帕拉州作为 deforestation hotspot(森林砍伐热点区域),2001-2022年间损失了相当于6个上海市面积的原始森林。这种生态灾难不仅导致CO2排放激增(占巴西总排放量的62%),更造成难以估量的生物多样性损失。尽管巴西自2004年实施多项保护政策,但针对具体政策工具的实证研究仍显不足,特别是对帕拉州2011年启动的绿色市政计划(Programa Municípios Verdes, PMV)的长期效果缺乏系统评估。来自中国研究机构的环境经济学家团队在《Env

    来源:Environmental Development

    时间:2025-06-05

  • 水-能源-食物-生态系统纽带框架下环境决策中系统性利益相关者参与的综合方法学

    在全球气候变化和资源竞争加剧的背景下,水-能源-食物-生态系统(WEFE)的复杂相互作用成为可持续发展的重要挑战。超过70%的淡水资源被用于农业生产,而能源需求持续增长加剧了资源过度开发。地中海地区的Nestos/Mesta跨境流域更面临洪水风险、生态流量维持和部门间用水冲突等复合问题。传统分割管理模式已无法应对这些系统性挑战,亟需建立整合多方利益的决策框架。欧盟NEXOGENESIS项目团队开发了创新性方法框架,通过结合定性研讨与定量分析工具,首次将层次分析法(AHP)和多政策评估法(MULTIPOL)协同应用于WEFE纽带管理。研究选取希腊-保加利亚边境的Nestos/Mesta流域为示范

    来源:Environmental Development

    时间:2025-06-05

  • 中国消费侧耕地利用的结构性驱动路径解析:基于生态投入产出与多模型整合的实证研究

    随着中国城镇化与工业化进程加速,耕地资源面临人均面积持续下降(2020年仅0.091公顷/人)与供需矛盾加剧的双重压力。尽管政府实施基本农田保护等政策,但传统生产侧管理忽视消费端通过供应链传导的间接耕地占用,导致政策效果受限。这一背景下,中国研究人员通过整合多学科方法,首次系统解析了消费侧耕地利用(CLU)的结构性驱动机制。研究团队采用2002-2020年中国土地利用数据与国家投入产出表,构建生态投入产出模型衔接最终消费与耕地足迹,结合结构分解分析(SDA)量化驱动因子贡献度,运用结构路径分析(SPA)追踪供应链传导路径。关键技术包括:1)生态投入产出分析建立部门间资源流动矩阵;2)SDA分解

    来源:Ecological Modelling

    时间:2025-06-05

  • 巴西大豆贸易动态评估:基于能值分析的资源依赖性与可持续发展路径研究

    在全球农产品贸易格局中,巴西作为最大的大豆出口国,其年产量的70%以上用于出口,中国和欧洲是核心贸易伙伴。然而,这种"大豆外交"背后隐藏着严峻的生态经济学(Ecological Economics)悖论:一方面大豆出口带来外汇收入,另一方面初级农产品出口导致资源流失和环境成本转嫁。更值得关注的是,化肥、农药等非可再生资源(Non-renewable inputs)的过度使用,使得巴西每公顷大豆田的生态足迹持续扩大。这种"高产出-高损耗"模式引发学界对贸易公平性与可持续发展目标的深度思考。在此背景下,由Cláudia Leão和Luiz C. Terra dos Santos领衔的研究团队在《E

    来源:Ecological Modelling

    时间:2025-06-05

  • 基于智能体模型模拟苏格兰野猪重引入种群动态与栖息地扩张的长期预测研究

    野猪重引入作为全球生态恢复的重要举措,却因非法释放和生态影响评估不足引发持续争议。苏格兰地区自1970年代出现的野猪种群,其来源、分布和未来趋势长期缺乏科学数据支撑,导致管理政策制定陷入两难——既需平衡生态系统功能恢复的道德责任,又面临农作物损害、疾病传播等现实冲突。传统研究多聚焦短期种群建立阶段,对长期空间动态的预测工具严重缺失,这种知识断层使得政策制定者难以预判未来50年可能出现的生态经济影响。针对这一科学难题,研究人员开发了基于NetLogo平台的智能体模型(Agent-Based Model, ABM),通过整合10类土地覆盖数据、25个历史养殖场位置和文献获取的生命史参数,构建了1

    来源:Ecological Informatics

    时间:2025-06-05

  • 跨代表观遗传修饰关联研究:从出生到青春期的母婴DNA甲基化异常传递机制及健康影响

    表观遗传学近年成为解析环境与健康关联的关键领域,其中DNA甲基化(DNAm)作为重要调控机制,与多种疾病发展密切相关。然而,关于表观遗传变异是否及如何跨代传递,特别是人类母婴间的动态关联规律,仍存在巨大知识空白。更关键的是,这种传递对子代长期健康的影响机制尚未阐明。传统研究多聚焦单时间点或动物模型,缺乏从出生到成年的连续观测数据,使得环境与生物因素的贡献难以剥离。为破解这些难题,研究人员利用英国ALSPAC队列中746对母婴的纵向数据,通过Illumina 450K甲基化芯片检测三个时间点(出生、7.5岁、17岁)的DNAm谱,创新性地采用表观遗传突变负荷(EML)指标——即异常高/低甲基化C

    来源:Economics & Human Biology

    时间:2025-06-05

  • 黄河流域水沙-生态-社会经济复合系统耦合协调时空演化特征及影响因素研究

    黄河作为中华民族的母亲河,承载着亿万人口的生命线和经济命脉,却长期面临“水少沙多、水沙异源”的治理难题。近年来,随着人类活动加剧和气候变化影响,黄河流域生态退化、水资源短缺、土壤侵蚀等问题日益严峻,严重制约了区域高质量发展。如何协调水沙输移(Flood-Sediment transport, FS)、生态环境(Eco-Environment, EE)和社会经济(Socio-Economy, SE)三大子系统的关系,成为实现黄河流域生态保护和高质量发展的核心挑战。针对这一科学问题,国内研究人员基于流域系统科学理论,创新性地构建了包含25项指标的FS-EE-SE复合系统评价体系。研究通过熵权法确定

    来源:Ecological Indicators

    时间:2025-06-05

  • 综述:1963-2024年水生生物中金属(类金属)生物累积趋势的文献计量分析

    引言水生生态系统作为人为污染物的关键汇,金属(类金属)通过摄食行为进入食物链,经营养级传递影响高营养级消费者健康。尽管相关研究已持续60年,但缺乏跨时段的文献计量分析。本文结合Web of Science和Scopus数据库的15,379篇文献,揭示了该领域从基础调查到机制研究的演变轨迹。研究方法采用VOSviewer对1963-2024年文献进行关键词共现、国家合作网络和共被引分析。通过语义整合消除冗余术语(如"heavy metals"与"metals"统一),并补充专家关键词,最终生成816个精炼关键词用于热点挖掘。全球发文趋势2005年为关键转折点:此前年均发文量平缓增长,此后因同步辐

    来源:Ecological Indicators

    时间:2025-06-05

  • 中国城市群生态韧性动态评估:多维度整合框架与空间溢出效应分析

    在中国快速城市化的背景下,城市群正面临前所未有的生态挑战:土地扩张吞噬自然空间、空气污染加剧、生物多样性锐减。这些压力像多米诺骨牌般引发连锁反应——生境破碎化削弱了生态系统的自我调节能力,而气候变化更如同"灰犀牛"不断冲击着城市的防御底线。尽管全球都在讨论韧性城市理念,但现有研究存在明显断层:要么聚焦单一生态指标而忽视系统关联,要么采用静态模型难以捕捉动态演变,尤其缺乏针对中国城市群这种特殊空间单元的多维度、长周期评估工具。为填补这一空白,研究人员开发了融合空间计量与多准则决策的创新框架。研究选取了最具代表性的19个城市群,包括长三角、珠三角和京津冀等区域,时间跨度覆盖2000至2023年——

    来源:Ecological Indicators

    时间:2025-06-05

  • 城市生态系统中绿色与蓝色基础设施对无脊椎动物群落的影响:人为驱动因素的局限性分析

    随着全球城市化进程加速,城市生态系统常被视为"生态荒漠",但近年研究发现其可能成为生物多样性的潜在庇护所。然而,城市物种分布机制仍不明确,尤其对无脊椎动物这类关键生态功能群的研究更为匮乏。传统观点认为人为压力是主要限制因素,但荷兰莱顿大学等机构的研究团队在《Ecological Indicators》发表的研究颠覆了这一认知,揭示绿色与蓝色基础设施(Green and Blue Infrastructure)才是塑造城市无脊椎动物群落的核心驱动力。研究团队创新性地结合两种DNA技术:传统批量诱捕法(n=205)和环境DNA(eDNA)采样(n=207),通过COI基因测序和操作分类单元(OTU

    来源:Ecological Indicators

    时间:2025-06-05

  • 内蒙古高原湖泊硅藻群落演替揭示流域压力驱动的水生态系统退化机制

    在广袤的内蒙古高原,湖泊如同镶嵌在干旱草原上的蓝宝石,维系着脆弱的生态平衡。然而,这些寒冷干旱区的湖泊正面临前所未有的挑战——气候变暖加剧蒸发(Evp),城镇化扩张带来人口(Pop)激增和建筑用地(CST)扩张,畜牧业(LVS)发展导致营养盐(TN/TP)输入增加。这些变化如何影响湖泊生态?历史演变的驱动机制是什么?这些问题亟待解答。传统监测数据的时间跨度有限,而湖泊沉积物中的硅藻化石恰好能填补这一空白,它们如同"水下史书",记录着百年来的生态变迁。中国环境科学研究院的研究团队选取内蒙古三大典型湖泊——呼伦湖(HL)、岱海(DH)和乌梁素海(WLSH),创新性地将沉积物硅藻群落分析与流域压力评

    来源:Ecological Indicators

    时间:2025-06-05

  • 基于知识驱动的毛竹林大小年周期遥感分类算法开发及其碳汇管理应用

    毛竹作为中国南方重要的生态经济竹种,其独特的"大小年"生长周期直接影响碳汇功能和经济效益。然而,传统遥感监测方法存在两大瓶颈:一是依赖特定物候期影像,难以实现连续监测;二是区域适应性差,难以应对复杂地形和气候差异。这些问题严重制约了竹林资源的精准管理和碳汇交易。为解决这些挑战,来自中国的研究团队在《Ecological Indicators》发表了创新性研究成果。他们利用Sentinel-2时间序列数据,开发了知识驱动的毛竹林大小年分类算法KB-OFBC。该研究通过整合植被生理特征与遥感特征,构建了毛竹时间序列指数MTSI和物候差异指数PDIbamboo,实现了92%的总体分类精度,显著优于现

    来源:Ecological Indicators

    时间:2025-06-05

  • 环境可预测性与季节性驱动的时空生态位丰度量化:生物多样性评估新框架

    全球气候变化与人类活动正加速生物多样性丧失,传统评估方法受限于样本覆盖度和数据多样性,难以满足大尺度保护需求。尤其在大规模评估中,现有技术如红外相机监测耗时费力,而卫星遥感和机器学习虽高效却面临数据库构建难题。更关键的是,当前主流方法如InVEST模型和物种分布模型(SDMs)常混淆栖息地适宜性与生物多样性概念,且依赖有限物种数据可能导致系统性偏差。针对这些挑战,中国某研究机构团队在《Ecological Indicators》发表研究,创新性地融合移动生态学与生态位理论,提出以环境可预测性和季节性量化时空生态位丰度的新框架。研究选取祁连山南麓为案例区,通过Colwell指数分解温度降水的季节

    来源:Ecological Indicators

    时间:2025-06-05


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