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基于最优改进熵权法(OIEW)与模糊综合评价(FCE)的复杂环境系统评估:精准洞察土壤质量,助力可持续发展
分析实际环境多指标系统的有效评估方法是一项重要任务。然而,环境因素固有的复杂性和相互关联性给这项任务带来了巨大挑战。许多方法已被提出并验证用于解决这一问题,但权重确定不合理和单一指标评估限制了这些分析方法的实际应用。在本研究中,提出了一种最优改进熵权计算方法(OIEW),它将数学规划与熵权变化的一致性原则相结合,以确定每个指标的权重。仿真结果表明,该方法增强了对极端数据的鲁棒性,同时有效减轻了权重确定过程中对正常数据的过度校正。此外,通过将 OIEW 方法与模糊综合评价(FCE)方法相结合,OIEW-FCE 方法可用于评估土壤质量等级。本文选取中国十个省份的土壤数据作为研究样本,开发了包含两个
来源:Environmental and Ecological Statistics
时间:2025-04-06
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西南印度洋留尼汪岛中光层珊瑚生态系统珊瑚补充特征研究:深度差异与生态意义
珊瑚补充是支撑珊瑚礁群落结构和动态的重要种群机制,有助于珊瑚在受到干扰后恢复。然而,全球关于中光层珊瑚生态系统(MCEs)中珊瑚补充模式的信息十分匮乏,且尚无研究描述深度大于 60 米的下中光层区域的相关模式。研究人员在西南印度洋留尼汪岛周围的三个不同地点(九个站点),对浅海(15 米)、上中光层(45 米)和下中光层(75 米)的珊瑚补充空间变异性进行了量化。这项首次评估下中光层栖息地珊瑚补充模式的研究表明,不同地点的 MCEs 珊瑚补充率均显著下降。补充群体的组成随深度变化显著,鹿角珊瑚科(Pocilloporidae)在浅海栖息地占主导,而下中光层仅存在 “其他” 珊瑚科(即除了轴孔珊瑚
来源:Coral Reefs
时间:2025-04-06
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利用数据挖掘、主动学习和域适应高效发现先进析氧电催化剂:开启电催化研究新范式
在当今能源领域,可持续发展的需求日益迫切,其中通过质子交换膜(PEM)水电解产生氢气,被视为实现碳中性目标的关键一环,而这一过程中,酸性析氧反应(OER)的高效进行至关重要,其核心就在于先进电催化剂的开发。目前,基于 RuO2和 IrO2的材料虽有一定潜力,但在严苛酸性条件下,活性和稳定性之间的权衡问题始终难以突破。传统的试错法严重依赖有限的先验知识和主观直觉,面对多金属体系的复杂成分和参数空间,探索效率极为低下,难以找到最优的电催化系统。为了攻克这些难题,研究人员开启了一项极具创新的研究。他们旨在利用多阶段机器学习(ML)方法,对复杂多金属催化剂进行发现和优化。该研究成果发表在《SCIENC
来源:SCIENCE ADVANCES
时间:2025-04-05
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Simultaneous acclimation to nitrogen and iron scarcity in open ocean cyanobacteria revealed by sparse tensor decomposition of metatranscriptomes:海洋蓝细菌应对氮铁匮乏的协同适应机制新发现
在广袤的海洋世界里,微生物群落就像一个个看不见的 “小齿轮”,却在全球生物地球化学循环中发挥着至关重要的作用。其中,海洋中的蓝细菌Prochlorococcus和Synechococcus更是 “功勋卓著”,它们承担了约 20% - 25% 的海洋初级生产任务。然而,这些小家伙们也面临着营养物质匮乏的挑战,氮和铁的稀缺会严重影响它们的生长和代谢。一直以来,研究人员想要深入了解微生物如何应对环境变化,却困难重重。一方面,传统的分析技术面对复杂的元转录组数据常常 “束手无策”,数据中的有用信息被深深掩埋;另一方面,微生物的功能基因网络十分复杂,很多基因的功能还是未知的 “谜团”。为了揭开这些谜团,
来源:SCIENCE ADVANCES
时间:2025-04-05
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人类世全球内陆水氧循环变化:洞悉生态密码,守护地球之 “氧”
在地球的生态系统中,内陆水宛如一颗颗璀璨的明珠,不仅是重要的资源、多样的栖息地,更是全球生物地球化学循环的关键一环。而氧气,作为维持水生生物生命的关键要素,在其中扮演着举足轻重的角色。它影响着水体的氧化还原过程、营养物质的生物地球化学循环、温室气体的产生与消耗,还关乎水质、生物活动以及生态系统的健康。然而,长期以来,全球内陆水氧循环的变化却如同神秘的面纱,一直未被完全揭开。随着人口的不断增长、农业活动的日益扩张、化肥的大量使用以及废水的排放,大量营养物质从陆地涌入内陆水体,引发了水体富营养化和藻类爆发。这些藻类死亡后的分解过程会消耗大量氧气,进而导致鱼类死亡、生物多样性减少、群落结构改变等一系
来源:SCIENCE ADVANCES
时间:2025-04-05
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1% 日疏苗助力山区生态系统玉米高产:关键时期与增产策略解析
在山区,土地资源稀缺,人们对粮食和饲料的需求却与日俱增。玉米作为重要的粮食和饲料作物,在当地农业中占据着举足轻重的地位。然而,当玉米种植密度过高时,种内竞争激烈,加上复杂多变的农业气候条件,使得玉米的生长和产量受到严重影响 。以往研究虽知晓高密度种植会降低玉米产量,但对于不同日疏苗强度下玉米生长、发育和干物质分配在双周尺度上的变化,以及适宜的疏苗强度并不清楚 。为了解决这些问题,来自多个国家和地区研究机构的研究人员(如卡拉昆仑国际大学、拉合尔大学等)开展了相关研究,研究成果发表在《BMC Plant Biology》上。该研究对于指导山区玉米种植、保障粮食安全和饲料供应具有重要意义。研究人员采
来源:BMC Plant Biology
时间:2025-04-05
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环境因子对鱼类繁殖的分子调控机制及其在水产养殖中的应用研究
在水产养殖业快速发展的今天,鱼类繁殖效率低下成为制约产业发展的关键瓶颈。传统养殖模式下,养殖户往往忽视水质参数对鱼类性腺发育的深远影响,导致种苗质量参差不齐。更令人担忧的是,随着气候变化加剧,水温升高、水体酸化等环境问题正对鱼类繁殖系统造成不可逆的损伤。这些问题背后的科学机制是什么?如何通过精准调控环境参数提升繁殖成功率?这成为摆在科研人员面前的重要课题。针对这一系列问题,国内某高校渔业研究团队在《Blue Biotechnology》发表综述,系统阐明了环境因子通过神经内分泌途径调控鱼类繁殖的分子机制。研究人员通过文献计量学方法,检索了Google Scholar、PubMed等数据库中19
来源:Blue Biotechnology
时间:2025-04-05
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工程改造解脂耶氏酵母全细胞生物催化剂:基于 Lip2 脂肪酶细胞表面展示的生物柴油高效生产
在生物柴油的生产领域,传统的酶固定化方法存在诸多弊端,像是会导致酶的结构和功能发生改变,甚至使酶失活;而且酶的负载量低、容易解离,还存在传质限制以及材料成本高昂等问题。同时,与细胞表面展示(Cell Surface Display,CSD)技术相比,分泌到培养基中的游离酶在回收和功能保持方面也面临挑战,例如难以回收、在恶劣反应条件下功能易受影响等。为了突破这些困境,来自希腊研究与技术中心(Centre for Research and Technology Hellas)等机构的研究人员展开了深入研究。他们致力于开发新型解脂耶氏酵母(Yarrowia lipolytica)全细胞生物催化剂,期
来源:Biotechnology for the Environment
时间:2025-04-05
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根际分泌物贯穿玉米全生育期,通过调控土壤关键微生物类群提升磷素利用效率的研究意义
根际分泌物是植物适应复杂土壤环境的媒介,但不同类型根际分泌物在玉米整个生长周期中提高产量和磷(P)利用效率(PUE)的机制尚不明确。本研究设计了一项实验,以探究在整个生长周期持续添加根际分泌物物质对玉米生长和磷吸收的影响。添加琥珀酸、木犀草素和肌醇显著增加了玉米生物量,尤其是根系生物量。具体而言,添加琥珀酸的处理使玉米产量提高了 11.6%,PUE 提高了 8%。此外,研究发现不同的分泌物物质显著改变了土壤细菌和真菌群落,从而提高了土壤磷的生物有效性。微生物共现网络显示,添加琥珀酸、木犀草素和肌醇富集的放线菌门(Actinobacteriota)和变形菌门(Proteobacteria)关键扩
来源:Biology and Fertility of Soils
时间:2025-04-05
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新型耐盐小麦品种KD808的创制及其分子机制解析
土壤盐渍化是威胁小麦种子萌发、生长及产量的重大环境问题。为挖掘耐盐基因并培育耐盐品种,研究者通过多维度表型分析成功创制了耐盐小麦KD808。RNA测序(RNA-seq)与实时定量PCR(RT-qPCR)显示,盐敏感品种(如KN199、Fielder)中TaSGR-5B基因表达受盐胁迫显著上调,而KD808中该基因的盐诱导效应被消除。尤为关键的是,功能缺失突变体Tasgr-aabbdd在保持主要农艺性状的前提下展现出显著耐盐表型。该研究不仅揭示了小麦耐盐分子机制,更为盐碱地农业可持续发展提供了理论与实践支撑。
来源:aBIOTECH
时间:2025-04-05
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美国太平洋西北部奥林匹克国家公园与北喀斯喀特山脉国家公园服务区山地氮沉降及化学特征评估
人类活动导致的氮沉降(Ndep)会破坏生态系统平衡,但山地环境中其空间分布与化学组成仍属研究盲区。精确测定Ndep对制定氮临界负荷标准至关重要。在仪器监测困难且模型不确定性高的偏远山区,附生地衣成为评估Ndep的理想生物指标。研究团队创新性地通过地衣组织分析,揭示了北喀斯喀特与奥林匹克国家公园的氮沉降格局。地衣全氮含量(%N)显示实际沉降量普遍低于生态临界值,这与预测大面积超标的空气质量模型形成鲜明对比。稳定同位素δ15N特征表明沉降氮以还原态(NHx)为主,尤其在邻近城市走廊的低海拔区域表现显著。现行环保政策主要管控化石燃料燃烧产生的氧化态氮,却忽视还原态氮源,导致沉降中还原态/氧化态比例持
来源:Oecologia
时间:2025-04-05
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在顶级食肉动物缺失的情况下,中型食腐动物对尸体的利用在不同改造景观中的差异及生态意义
在自然界中,腐肉就像是生态系统的 “营养宝库”,众多生物依赖它生存。它不仅为食腐动物、无脊椎动物和微生物提供食物,其分解过程对于生态系统的结构和群落的稳定也至关重要。然而,如今的生态环境正经历着巨大的变化,土地利用方式的改变,如森林被砍伐变为农田、道路不断扩张等,让腐肉的分布和可获取性变得复杂起来。原本在自然环境中,大型食肉动物会对食腐动物的行为产生影响,调节着腐肉的利用。但随着人类活动的加剧,许多大型食肉动物数量减少甚至灭绝,这使得中型食腐动物的生存环境发生了改变。在澳大利亚南部的巴斯海峡群岛,由于欧洲人占领后的大规模土地改造,超过三分之二的原生植被被清除用于农业,导致本土哺乳动物食肉动物灭
来源:Oecologia
时间:2025-04-05
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综述:热带森林昆虫数量减少的原因和后果
热带森林昆虫数量减少:现状、原因与后果在生态系统的庞大网络中,昆虫占据着至关重要的地位,它们如同精密机器上的无数小齿轮,虽个体微小,却对整个生态系统的运转起着不可或缺的作用。然而,近年来全球昆虫数量似乎正面临着下降的严峻趋势,只是相关数据存在偏差,热带地区由于昆虫多样性和数量最为丰富,反而较少被关注到 。在这篇综述中,研究人员深入评估了热带地区昆虫种群的现状,并探讨了威胁热带昆虫生物多样性的主要因素。人类活动是影响热带昆虫生存的关键因素之一。随着全球人口的迅速增长,城市化进程不断加快,土地利用方式也发生了巨大变化。这些改变导致了昆虫栖息地的丧失和破碎化。原本大片连续的森林被分割成小块,就像把昆
来源:Nature Reviews Biodiversity
时间:2025-04-05
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中国湖泊与水库 2000 - 2023 年高分辨率水质数据集:解锁生态环境密码
湖泊与水库作为重要的淡水来源,在调节气候、维持生态平衡以及保障环境质量等方面发挥着不可替代的关键作用。它们不仅是人们生活中不可或缺的饮用水供应源,还在地球生态系统的稳定运行中扮演着重要角色。然而,湖泊与水库的水质状况却受到诸多因素的共同影响。像全球气候变暖,会让水体的热分层和溶解氧(DO)分层加剧,进而改变温室气体(GHG)的产生和消耗过程;土壤中的氮、磷等营养物质,会随着径流和淋溶进入水体,引发水体富营养化等一系列环境问题;而人类活动的影响更是不容小觑,人口的快速增长、氮肥的大量使用以及土地利用方式的改变,都会对湖泊和水库的水质造成干扰 。但在过去,水质研究存在不少问题。比如多数研究集中在河
来源:Scientific Data
时间:2025-04-05
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FIGARO-E3:构建高分辨率多区域投入产出数据库,精准解析环境与社会影响
在全球化浪潮下,世界经济格局发生了深刻变革。商品和服务贸易蓬勃发展,资本与人员在国际间频繁流动,这些变化深刻地影响着全球经济、社会和环境。从环境角度来看,全球化进程中,碳排放与生物多样性威胁不断加剧,空气和水污染、水资源短缺等问题也日益严重;在社会层面,童工等现象也受到全球化的影响。为了深入评估全球化在社会、经济和环境方面的影响,多区域投入产出(MRIO)数据库成为重要工具。然而,现有的 “官方” MRIO 数据库却存在诸多问题,如行业和产品的细分程度不足,在环境和社会方面的拓展不够完善,难以准确计算环境和社会足迹。这导致研究结果与实际情况存在偏差,政策制定者在参考这些数据时,难以做出精准决策
来源:Scientific Data
时间:2025-04-05
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家庭环境资源匮乏与精神分裂症门诊患者阴性症状的关联:为治疗困境破局
在精神分裂症的治疗领域,阴性症状一直是困扰医学界的难题。阴性症状表现为目标导向行为减少、社交动机降低、快感体验缺失、言语输出和语调变化,以及情感表达受限等,这些症状严重影响患者的生活功能,导致患者难以融入社会,生活质量大打折扣。尽管医学不断发展,研发出了不少治疗方法,但无论是药物治疗还是心理社会治疗,都无法持续、显著地减轻精神分裂症患者的阴性症状。这背后的原因之一,是人们对近端环境如何影响这些症状了解不足。以往研究多聚焦于个人层面因素,如奖励处理机制、消极信念等,却忽视了环境因素在阴性症状变化中的重要作用。直到近年,才有研究开始关注环境因素,但对于家庭环境中资源的可获取性与阴性症状之间的关系,
来源:Schizophrenia
时间:2025-04-05
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基于道路穿越存活率的无尾两栖动物景观连通性建模工具:探究与应用意义
道路死亡率在降低无尾两栖动物的景观连通性方面起着重要作用,尤其是在大规模移动扩散事件期间。大多数无尾两栖动物连通性建模都集中在线性能量消耗上,但这种技术没有恰当地考虑到无尾两栖动物在穿越连续路段时存活率的乘积性降低。研究人员测试了一种替代传统抗性(TR)模型的方法,该方法使用道路穿越存活概率,应用不同的最大移动范围和生存阈值,并使用广义相加模型(GAM)比较模型性能。表现最佳的道路穿越存活(RCS)模型将 5000 米范围内、生存阈值为 5 - 25% 的可到达沼泽栖息地与春蛙和灰树蛙联系起来,但在相同距离下,其表现并不比 TR 模型更好,这表明 RCS 工具作为某些物种无尾两栖动物栖息地连通
来源:Wetlands
时间:2025-04-05
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城市化如何改变外来草本植物的抗逆性状:来自墨西哥尤卡坦半岛五座热带城市的研究
城市化的特征是不透水表面覆盖率(ISC)增加、温度升高和植被减少,这为研究植物对环境压力的反应既带来了挑战,也提供了机遇。本研究考察了在墨西哥尤卡坦半岛的五座热带城市中,城市化是如何影响外来草本植物(Ruellia nudiflora)功能性状的表型表达的。鉴于农村和城市地区的环境差异,研究人员预测不同城市间植物性状会出现一致的分化模式。研究结果证实,与农村环境相比,城市环境的 ISC 更高、植被覆盖率更低,干热程度增加。城市中的植物毛状体密度更低、叶片更薄、总酚含量和叶片碳(C)含量更高,碳氮比(C:N)更低,而不同环境下叶片氮(N)含量相似。然而,只有叶片更薄、C 含量更低和 C:N 更低
来源:Urban Ecosystems
时间:2025-04-05
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环境变量驱动下亚穆纳河枝角类多样性波动及其生态指示意义
亚穆纳河枝角类多样性受环境因子驱动的季节性波动研究揭示:作为水生生态系统的"微型哨兵",枝角类(Cladocera)群落动态能敏锐反映水体健康状况。研究团队在印度北方邦Mathura河段开展为期12个月的系统监测,测定溶解氧(DO)、二氧化碳(CO2)、pH值、电导率和温度等关键理化参数。共鉴定15种枝角类生物,采用PAST统计软件分析显示:夏季(3-5月)出现9种优势物种,此时水温维持在32.5±3.5℃的适宜区间,碱性环境(pH 8.1±0.1)配合最佳CO2(26±4.1 mg L−1)和DO(4.9±0.8 mg L−1)浓度,促使Shannon和Simpson多样性指数达到年度峰值;
来源:Limnology
时间:2025-04-05
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探秘大盐湖:环境因子如何塑造浮游植物群落结构的长期变化
大盐湖(Great Salt Lake,GSL)作为世界上第四或第五大的高盐湖,在生态系统中扮演着独特而重要的角色。长久以来,人们对高盐湖浮游植物相对丰度变化的驱动因素知之甚少,传统研究多为短期,且常聚焦于生物多样性分类和生态群落结构,简单认为盐度主导生态关系。对于大盐湖而言,过去的研究描述较为简单,其生态系统中浮游植物群落的变化存在诸多未解之谜,比如盐度变化是否能解释浮游植物丰度和组成的年际变化,以及浮游植物群落结构如何受多种环境因素共同影响等。为了深入了解这些问题,美国圣母大学(University of Notre Dame)的研究人员展开了一系列研究。研究人员通过长期的监测和实验,旨在
来源:Aquatic Ecology
时间:2025-04-05