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基于多角度高光谱指数的花岗岩中长石含量反演研究

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地质学报 2024年第1期98卷 314-323页

作者：吴梦娟靳佳王金林王权南宁师范大学生态与遥感国际联合实验室广西南宁530001 南宁师范大学北部湾环境演变与资源利用教育部重点实验室广西南宁530001 南宁师范大学广西地表过程与智能模拟重点实验室广西南宁530001 中国科学院新疆生态与地理研究所新疆矿产资源研究中心新疆乌鲁木齐830011 静冈大学日本静冈422-8529

花岗岩中长石含量的定量估算有助于其定名和分类,为后续相关地质过程研究提供基础数据。在可见光—近红外—短波红外波段范围内(0.35~2.5μm),传统基于光谱吸收特征参数反演矿物种类和含量的方法,不适用于像长石这类无诊断性吸收特征的... 详细信息

花岗岩中长石含量的定量估算有助于其定名和分类,为后续相关地质过程研究提供基础数据。在可见光—近红外—短波红外波段范围内(0.35~2.5μm),传统基于光谱吸收特征参数反演矿物种类和含量的方法,不适用于像长石这类无诊断性吸收特征的矿物。同时,基于物理的辐射传输模型由于计算复杂,在较大程度上限制了该方法在矿物定量反演中的应用。本文基于多角度高光谱数据,通过不同光谱预处理方法及光谱指数类型的组合实验,创建用于估算花岗岩中长石比例的光谱指数模型。结果表明,使用2035 nm波段的反射率二重差分型(CRDDn_(2035))指数模型,在不同实测数据集中均具有良好表现,估算精度达到0.81。本研究创建了一种适用于估算长石占比的光谱指数模型,为定量反演具有弱吸收特征的岩矿信息提供了新的技术手段与思路。

关键词：多角度高光谱数据光谱指数花岗岩中长石定量反演 Hapke模型

新疆早熟棉花不同水分下临界氮稀释曲线的构建与验证

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植物营养与肥料学报 2024年第4期30卷 731-744页

作者：张雨鑫吕宁高志建李全胜张亚黎王国栋石河子大学农学院/新疆生产建设兵团绿洲生态农业重点实验室新疆石河子832003 新疆农垦科学院农业农村部西北绿洲节水农业重点实验室/水肥资源高效利用兵团重点实验室新疆石河子832000

[目的]基于临界氮浓度(Nc),构建不同水分条件下早熟棉花氮营养指数(NNI)、氮吸收量(N_(upt))和累积氮亏缺量(N_(and))模型,为棉花氮素营养诊断提供快捷准确的方法,以提高水肥利用效率。[方法]田间试验于2021和2022年在新疆石河子市进行... 详细信息

[目的]基于临界氮浓度(Nc),构建不同水分条件下早熟棉花氮营养指数(NNI)、氮吸收量(N_(upt))和累积氮亏缺量(N_(and))模型,为棉花氮素营养诊断提供快捷准确的方法,以提高水肥利用效率。[方法]田间试验于2021和2022年在新疆石河子市进行,供试棉花品种为当地主栽早熟品种‘新石K-18’。试验采用完全区组设计,设置4个灌溉水量(W):中度亏缺(W1,3000 m^(3)/hm^(2))、轻度亏缺(W2,3750 m^(3)/hm^(2))、正常水分(W3,4500 m^(3)/hm^(2))、水分盈余(W4,5250 m^(3)/hm^(2));5个氮素(N)水平:0、225、262.5、300、337.5 kg/hm^(2),记为N0、N1、N2、N3和N4,共20个处理。出苗后第60、75、90、105、120天,取棉株样品,分为茎、叶和铃,吐絮后棉铃又分为铃壳、棉籽、皮棉,测定干物质量和氮浓度。在吐絮期调查棉花株数、单株结铃数、单铃重,以及皮棉产量和衣分。以植株干重与含氮量构建不同水分条件下的临界氮浓度稀释曲线(Nc),采用均方根误差(root mean square error,RMSE)和标准化均方根误差(n-RMSE)对临界氮浓度稀释曲线的可靠性进行验证。基于Nc,建立棉株氮营养指数、氮吸收量、累积氮亏缺量模型,用于不同水分条件下的棉花氮素最佳用量推荐。[结果]棉花各生育期地上部干物质、棉花产量、氮含量均随灌水与施氮量的增加而增加,籽棉与皮棉产量均以W3N3处理最高,分别为5892与2747 kg/hm^(2)。W1~W4各水分条件下临界氮浓度稀释曲线R~2分别为0.999、0.912、0.952、0.974,RMSE分别为0.284、0.280、0.243和0.269,说明模型具有较高的精度。基于Nc的氮营养指数、氮吸收量与累积氮亏缺量模型,对不同水分条件滴灌棉花氮营养状况的诊断结果均表明N3 (300 kg/hm^(2))为最适施氮水平。综合棉花产量与氮含量,中度水分亏缺条件(W1)下的最佳施氮量为262.5 kg/hm^(2),轻度亏缺、正常水分和水分盈余(W2、W3和W4)条件下均为300 kg/hm^(2)。[结论]建立的滴灌棉花临界氮浓度稀释曲线和基于该模型建立的氮营养指数、氮吸收量和累积氮亏缺量模型,能够精准预测不同水分条件下滴灌棉花的氮素营养状况,为棉花氮营养诊断和高效施氮管理提供支撑。

关键词：棉花滴灌临界氮浓度稀释曲线氮素诊断

适用于玉米螟虫蜕DNA提取方法的筛选与验证

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新疆农业科学 2024年

作者：孙健博丁新华贾尊尊高国文付开赟吐尔逊·阿合买提安尼瓦尔·库尔班郭文超新疆农业大学农学院新疆农业科学院植物保护研究所/农业农村部西北荒漠绿洲作物有害生物综合治理重点试验室/新疆农业生物安全重点试验室

【目的】新疆伊犁河谷地区是亚欧玉米螟混合发生区，在该地区开展亚欧玉米螟准确分离鉴定，同时采用一种对玉米螟无损伤的提取方法，高效建立纯系种群，对开展后期生物学生态学研究极为关键。以玉米螟虫蜕为材料，建立一套无形态特征损... 详细信息

【目的】新疆伊犁河谷地区是亚欧玉米螟混合发生区，在该地区开展亚欧玉米螟准确分离鉴定，同时采用一种对玉米螟无损伤的提取方法，高效建立纯系种群，对开展后期生物学生态学研究极为关键。以玉米螟虫蜕为材料，建立一套无形态特征损伤、经济适用、操作简单、快速且能满足后续PCR扩增检测技术的DNA提取方法。【方法】基于筛选试剂盒法（KM）、蛋白酶法（PM）、CTAB法（CM）等常用DNA提取方法，开展玉米螟虫蜕的DNA提取、靶标COI序列扩增、琼脂糖凝胶检测。【结果】对于虫蜕有效的提取方法为处理3、蛋白酶法，其中蛋白酶法提取虫蜕的DNA浓度最高，为23.03±0.01ng/μL，但其纯度不高，不利于后续PCR扩增。处理3提取虫蜕的DNA浓度平均值为8.46ng±0.22/μL，符合提取要求，纯度较高为1.86，满足后续PCR扩增试验。【结论】处理3与蛋白酶法可以用于大批量提取玉米螟虫蜕gDNA，同时开展种群鉴定与后续试验研究均有对玉米螟无损伤、成本低、步骤简单、避免氯仿、异丙醇伤害等优点，而处理3较蛋白酶法有较高的扩增效率。

关键词：玉米螟幼虫蜕 DNA提取试剂盒法蛋白酶法

施氮量对滴灌水稻根系形态构型和分形特征的影响

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作物学报 2024年第6期50卷 1540-1553页

作者：唐清芸杨晶晶赵蕾宋志文王国栋李玉祥石河子大学农学院/新疆生产建设兵团绿洲生态农业重点实验室新疆石河子832003 新疆农垦科学院/农业农村部西北绿洲节水农业重点实验室/水肥资源高效利用兵团重点实验室新疆石河子832000

旨在探明水稻在膜下滴灌下根系形态、构型、氮利用效率变化及其与分形维数的关系。于2021—2022年,以氮高效品种(T-43)和氮低效品种(垦-26)为材料,设置滴灌(drip irrigation,DI)、淹灌(flooding irrigation,FI)2种方式与4种施氮水平(0、... 详细信息

旨在探明水稻在膜下滴灌下根系形态、构型、氮利用效率变化及其与分形维数的关系。于2021—2022年,以氮高效品种(T-43)和氮低效品种(垦-26)为材料,设置滴灌(drip irrigation,DI)、淹灌(flooding irrigation,FI)2种方式与4种施氮水平(0、150、300和450 kg hm^(–2))的盆栽试验。基于盒维数法结合根系图像分形分析程序计算根系形态的分形维数和分形丰度,研究滴灌及施氮对水稻产量、氮素利用效率、根系形态、构型、分形维数、分形丰度的影响。结果表明,(1)在相同施氮水平下,与淹灌相比,滴灌处理下T-43和垦-26细根百分比、根长密度(root length density,RLD)β值、氮肥农学利用效率(nitrogen agronomic efficiency,NAE)显著提高(分别为6.8%~14.5%和9.9%~17.2%、0.65%~5.45%和0.32%~3.43%、12.1%~22.4%和12.2%~20.5%);>0.5 mm RLD、0~40 cm土层表面积密度(surface area density,SAD)和根体积密度(RLD)、分形维数(fractal dimension,FD)、分形丰度(fractal abundance,FA)显著降低,造成产量降低(3.8%~37.4%和7.6%~48.3%)。(2)滴灌模式下,施氮显著提高了水稻根系FD和FA,T-43在施氮量为300 kg hm^(–2)时,FD和FA最高(分别为1.55和14.07);垦-26在施氮量为450 kg hm^(–2)时最高(分别为1.62和14.78)。(3)相关分析表明,FD、FA与直径0.1~0.3 mm RLD、0~10 cm土层根长和根质量密度、产量、氮素稻谷生产效率呈显著正相关,与30~40 cm土层表面积密度呈显著负相关。因此,在滴灌条件下,氮高效品种“T-43”配施300 kg hm^(–2)氮肥,能够增加细根根长密度比例,优化表层根系形态分布,提高根系分形维数和丰度,进而实现滴灌水稻产量和氮肥利用效率协同提高。

关键词：水稻滴灌施氮量根系形态分形维数

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响应面优化超声提取绿色棉纤维总黄酮

新疆农业科学 2024年第3期61卷 576-583页

作者：陈沛鲍军秀王斐汤寿伍刘海峰李鸿彬石河子大学生命科学学院新疆石河子832003 绿洲城镇与山盆系统生态兵团重点实验室新疆石河子832000 新疆植物药资源利用教育部重点实验室新疆石河子832000 中国彩棉(集团)股份有限公司乌鲁木齐830001

【目的】优化超声提取绿色棉纤维中总黄酮工艺条件,为合理利用及鉴别天然绿色棉纤维提供依据。【方法】以天然绿色棉纤维为原料,利用超声空化效应加速黄酮溶解于乙醇中,在单因素试验基础上,结合Box-Benhnken中心组合原理及响应面设计优... 详细信息

【目的】优化超声提取绿色棉纤维中总黄酮工艺条件,为合理利用及鉴别天然绿色棉纤维提供依据。【方法】以天然绿色棉纤维为原料,利用超声空化效应加速黄酮溶解于乙醇中,在单因素试验基础上,结合Box-Benhnken中心组合原理及响应面设计优化试验条件。【结果】料液比为1∶50 g/mL时,总黄酮得率达到最大值,提取最适料液比为1∶50 g/mL,响应面试验中建立的模型的CV值=0.87%,影响绿色棉纤维总黄酮得率的顺序为提取时间>乙醇浓度>料液比,A料液比为1∶50 g/mL、B乙醇浓度50%、C提取时间50 min为最佳提取条件。【结论】超声波法提取绿色棉纤维总黄酮的最佳条件参数为料液比1∶50 g/mL、乙醇浓度50%、提取时间50 min;获得平均总黄酮得率为5.25%。

关键词：绿色棉纤维总黄酮响应面法最佳提取条件超声波细胞破碎

东昆仑鲸鱼湖流域冰川、湖泊对气候变化的响应

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干旱区地理 2024年

作者：陈丽花车彦军曹昀张明军谷来磊吴佳康吕卫卫江西师范大学地理与环境学院宜春学院地理科学系西北师范大学地理与环境科学学院西北师范大学甘肃省绿洲资源环境与可持续发展重点实验室

以东昆仑鲸鱼湖流域为研究区，通过解译Landsat系列影像获取1990—2023年流域内冰川和湖泊范围，同时利用内陆水域水文时间序列数据库水位数据集和全球冰川物质平衡数据集，分析鲸鱼湖流域冰川面积、储量和物质平衡及鲸鱼湖面积、水位... 详细信息

以东昆仑鲸鱼湖流域为研究区，通过解译Landsat系列影像获取1990—2023年流域内冰川和湖泊范围，同时利用内陆水域水文时间序列数据库水位数据集和全球冰川物质平衡数据集，分析鲸鱼湖流域冰川面积、储量和物质平衡及鲸鱼湖面积、水位和储量变化特征。此外，结合ERA5再分析资料，探讨流域内冰川和湖泊的变化，及其对气候变化的响应过程。结果表明：（1）1990—2023年，鲸鱼湖呈现显著扩张趋势，从266.00 km2扩张至399.304 km2，面积扩张了133.30 km2，扩张速率为4.66 km2·a-1；2013—2023年湖泊水位上升5.19 m，水位上升速率为0.55 m·a-1；湖泊水量增加1.31 km3，年增量为0.16 km3。（2）1990—2023年流域内冰川呈现显著退缩趋势，冰川面积减小4.59 km2，变化速率为-0.12 km2·a-1，冰川储量减少0.38 km3，变化速率为-0.01 km3·a-1；2000—2020年冰川多年平均物质平衡为-1.22×10-4m w.e.。（3）1990—2021年流域内年平均气温显著升高，年升温率为0.02 ℃·a-1，但是夏季升温不显著。年降水量显著增多，速率为2.11 mm·a-1，降水集中在夏季，夏季降水占年降水量的78.9%。（4）流域内降水是导致湖泊扩张的主要因素。研究揭示了鲸鱼湖流域冰川、湖泊对气候变化的响应，可为当地政府优化水资源配置和管理提供参考。

关键词：鲸鱼湖冰川气候变化东昆仑

山西运城盐湖土壤沉积物细菌多样性及影响因素分析

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微生物学报 2024年第6期64卷 1891-1905页

作者：郭浩然王帆田连祥王传旭李文均房保柱李新王卓山西农业大学食品科学与工程学院山西太谷030801 运城学院运城盐湖生态保护与资源利用厅市共建山西省重点实验室山西运城044000 中山大学生命科学学院有害生物控制与资源利用国家重点实验室广东广州510275 中国科学院新疆生态与地理研究所荒漠与绿洲生态国家重点实验室新疆乌鲁木齐830011

地处山西省西南部的运城盐湖历史悠久,气候特征与地理环境独特,蕴藏着丰富的微生物资源,研究其土壤沉积物生态系统对了解盐碱地土壤细菌多样性及其功能具有重要意义。【目的】探究运城盐湖土壤与沉积物中细菌的多样性,分析其影响因素,... 详细信息

地处山西省西南部的运城盐湖历史悠久,气候特征与地理环境独特,蕴藏着丰富的微生物资源,研究其土壤沉积物生态系统对了解盐碱地土壤细菌多样性及其功能具有重要意义。【目的】探究运城盐湖土壤与沉积物中细菌的多样性,分析其影响因素,为盐碱地土壤生态系统的可持续管理和纯培养物挖掘提供科学依据与参考。【方法】对运城盐湖6个采样点的18个样品进行土壤理化分析,结合16S rRNA基因的扩增子高通量测序,分析环境因素对细菌多样性的影响。【结果】假单胞菌门(Pseudomonadota)、拟杆菌门(Bacteroidota)和芽孢杆菌门(Bacillota)为运城盐湖土壤微生物的优势类群,多样性和群落组成分析显示不同采样点间的微生物存在明显差异。典型相关分析(canonical correlation analysis,CCA)表明,总溶解固体(total dissolved solids,TDS)、总氮(total nitrogen,TN)、总碳(total carbon,TC)和SO_(4)^(2−)对土壤微生物多样性的影响最大,其次为Na^(+)、Ca^(2+)、Cl^(−)、土壤有效磷(available phosphorous,A-P)和pH,HCO_(3)^(−)、硝态氮(nitrate nitrogen,NO_(3)^(−)-N)、氨态氮(ammonia nitrogen,NH_(4)^(+)-N)、K^(+)和Mg^(2+)的影响较小。【结论】运城盐湖土壤微生物拥有较高的多样性,与环境因子关系密切。本研究完善了运城盐湖土壤细菌资源的生物信息,为盐湖细菌资源的挖掘和研究提供了理论依据。

关键词：运城盐湖土壤沉积物高通量测序细菌多样性土壤理化

基于PMF模型的吉木萨尔县土壤重金属空间分布特征与来源解析

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新疆大学学报（自然科学版中英文） 2024年第3期41卷 354-363,374页

作者：张锦明张建泽王洲瑜汪世轩赵东阳阿不都艾尼·阿不里新疆大学地理与遥感科学学院新疆乌鲁木齐830017 新疆大学新疆绿洲生态重点实验室新疆乌鲁木齐830017 新疆大学智慧城市与环境建模自治区普通高校重点实验室新疆乌鲁木齐830017

土壤重金属污染对区域土壤环境和人类健康构成严重威胁,因此土壤重金属污染评价和预警在土壤资源保护和区域可持续发展中至关重要.共采集了48个土壤样本,并测定了其中六种重金属含量,运用潜在生态风险指数法、地累积指数法和克里金插值... 详细信息

土壤重金属污染对区域土壤环境和人类健康构成严重威胁,因此土壤重金属污染评价和预警在土壤资源保护和区域可持续发展中至关重要.共采集了48个土壤样本,并测定了其中六种重金属含量,运用潜在生态风险指数法、地累积指数法和克里金插值分别对该区域土壤中Zn、Cu、Cr、Pb、Hg和As六种重金属元素的污染状况和空间分布特征进行了分析,并利用PMF模型对土壤重金属来源进行解析.1)研究区土壤Cu、Pb和As含量均超出中国新疆土壤背景值和全国土壤背景值,Zn和Cr的含量未超过这两种标准.2)污染评价结果显示:土壤未受到Zn、Cu和Cr的污染,Hg处于轻-中污染,Pb和As处于中等和中-强污染.结合潜在生态风险指数分析可知,Zn、Cu、Cr和Pb为低风险状态,Hg和As为中风险状态.3)从重金属元素空间分布来看,Zn元素的空间分布呈中心区域低、四周高的格局;Cu和Hg元素的分布规律存在一定的相似性,均为从西北向东南递减的变化趋势;Cr元素的空间分布呈现从西向东递减的趋势;Pb元素在研究区的分布较均匀.4)PMF模型结果显示:煤炭开采、煤化工和一系列煤电等人类活动容易引起土壤中Hg和As的积累;Cr和Pb主要来自汽车排放;Zn和Cu主要与土壤母质等自然因素密切相关;煤矿开采和工业活动对土壤重金属的贡献最高.吉木萨尔县土壤受到Hg、Pb和As不同程度污染,且该区域污染来源主要为工业生产和汽车尾气.

关键词：土壤重金属污染特征空间分布 PMF模型

2003—2022年昆仑山北坡典型湖泊水位变化及其归因

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干旱区地理 2024年

作者：刘玉婷陈亚宁朱成刚张淑花黄心垚喀什大学生命与地理科学学院/新疆维吾尔自治区帕米尔高原生物资源与生态重点实验室中国科学院新疆生态与地理研究所荒漠与绿洲生态国家重点实验室西安科技大学测绘科学与技术学院

湖泊水位变化是湖泊系统动态变化的重要指标，对湖泊生态环境和水资源管理具有重要意义。基于ICESat-1、CryoSat-2、Envisat/RA-2以及ICESat-2多源测高卫星提取2003—2022年阿克赛钦湖、阿牙克库木湖、阿其克库勒湖、鲸鱼湖、长虹湖、... 详细信息

湖泊水位变化是湖泊系统动态变化的重要指标，对湖泊生态环境和水资源管理具有重要意义。基于ICESat-1、CryoSat-2、Envisat/RA-2以及ICESat-2多源测高卫星提取2003—2022年阿克赛钦湖、阿牙克库木湖、阿其克库勒湖、鲸鱼湖、长虹湖、萨利吉勒干南库勒湖的水位、湖泊集水区气温、降水及土地利用数据，利用趋势分析、Mann-Kendall和Pearson相关性等方法，定量分析湖泊水位变化特征，探讨湖泊水位变化的影响机制。结果表明：（1）多源测高卫星水位与水位数据集进行精度检验，变化趋势一致且相关性分析均通过显著性F检验。（2）近20 a，除萨利吉勒干南库勒湖外，其余湖泊水位呈显著上升趋势，长虹湖水位上升速率最大，以0.71 m·a-1的速率变化，阿克赛钦湖水位上升速率最小，以0.29 m·a-1的速率变化。（3）湖泊集水区气候要素差异较大，气温都呈上升速率的变化而降水量变化不一，而阿其克库勒湖、阿牙克库木湖、鲸鱼湖水位和降水呈正相关，除萨利吉勒干南库勒湖，典型湖水位与气温正相关。利用多源测高卫星数据，对湖泊水位变化进行分析，旨在揭示昆仑山北坡湖泊的水文变化规律，并为湖泊生态环境管理提供科学依据。

关键词：卫星测高湖泊水位气温降水土地利用昆仑山北坡