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利用一种可推广的大样本框架,提升美国本土(CONUS)河流流域的河流温度预测精度
本文聚焦于开发一种可扩展的深度学习框架,用于预测美国本土未监测流域的日间河流水温。研究团队通过整合气象再分析数据与流域静态属性,构建了基于长短期记忆网络(LSTM)的模型,解决了传统模型在数据稀缺区域适用性不足的问题。以下从研究背景、方法创新、核心发现与局限性三个维度进行解读。### 一、研究背景与问题定位河流水温动态是影响水生生态系统和人类基础设施(如核电站冷却系统)的关键因子。传统方法包括:1. **物理过程模型**(如SNTEMP):需大量实测数据,计算成本高,且难以推广至未监测区域。2. **统计回归模型**(如地理加权回归):依赖局部观测数据,跨区域泛化能力弱。当前研究痛点在于,全国
来源:Journal of Hydrology X
时间:2025-12-21
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典型干旱和湿润流域中,植被与气候变化对径流响应时间的不同影响
本研究以中国四川省雅砻江流域的良olekom水电站(LHS)为对象,聚焦大坝核心墙在冬季施工过程中土壤温度(Tg)的动态变化及其影响因素。研究团队通过为期一年的实地观测(2016年11月23日至2017年3月31日),结合气象数据与土壤热力学参数,揭示了施工活动与自然条件共同作用下的冻融规律,为寒区水利工程的冬季施工提供了理论依据。### 一、研究背景与工程意义LHS是中国海拔最高、世界第二高的土石坝工程,其核心墙由砂砾土与黏土分层填筑构成。作为世界级水电项目,冬季施工期间频繁的冻融循环直接影响大坝压实质量、渗透稳定性及长期服役安全。研究显示,2016-2017年冬季施工期间,核心墙区域日均气
来源:Journal of Hydro-environment Research
时间:2025-12-21
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通过多指数方法对地中海沿海流域的地下水干旱状况进行评估
本文以意大利托斯卡纳Bruna River流域为研究对象,系统探讨了地中海气候区地下水干旱的时空演变特征及其与气象干旱的关联机制。研究团队通过整合标准化指标与区域水文模型,揭示了沿海 aquifer系统特有的干旱响应模式,为地中海地区水资源管理提供了重要依据。### 一、研究背景与科学问题地中海气候区面临气候变化与人类活动的双重压力,地下水系统稳定性成为关键挑战。Bruna河流域作为农业高值区,其地下水受降水波动、海水入侵和农业抽水等多重因素影响。现有研究多聚焦气象干旱与地表水响应,而地下水干旱的量化评估、空间异质性及其驱动机制仍存在知识空白。本研究突破传统单一指标分析框架,创新性地将标准化指
来源:Journal of Hydro-environment Research
时间:2025-12-21
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重新审视土壤特性与植物耐盐性:急性大气干旱和长期地下水下降所导致的水分与盐分胁迫对干旱地区生态系统稳定性的影响
该研究聚焦于中国古尔班通古特沙漠中耐盐植物与非耐盐植物生态系统在气候变化与地下水持续下降背景下的响应机制。研究团队通过构建新型耦合模型,结合野外实验数据,揭示了荒漠生态系统稳定性演变的核心驱动因素及其时空差异。研究以沙漠北缘的细粒土区(以耐盐白梭梭为主)和南缘的粗粒土区(以敏感柽柳为主)为对象,通过设置水盐梯度 transect并开展 lysimeter 实验监测,系统解析了降水格局变化、地下水埋深下降与土壤水分盐分动态的耦合效应。研究发现:土壤质地与植物耐盐性共同决定了水盐胁迫的传递路径——细粒土区因土壤毛细作用显著,导致盐分随地下水下降呈梯度累积,而粗粒土区因渗透性强,盐分迁移更依赖于降水
来源:Journal of Hydrology X
时间:2025-12-21
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一种基于物理知识的神经网络,用于预测含有水下植被的水流的深度平均流速:将解析公式与深度学习相结合
植被与水动力耦合作用研究中的新方法探索——基于物理信息神经网络的流速预测体系构建(摘要部分)水生植被对流速分布的影响机制研究是生态水文学领域的核心课题。当前研究普遍关注植被对水动力条件的调控作用,其生态效益主要体现在海岸带防风消浪和内陆河岸侵蚀防护两大方面。在潮间带湿地生态系统中,植被通过改变水动力场结构影响沉积物分布和生物栖息地质量;而在河流环境中,植被的阻水效应直接影响河床形态演变与生物多样性维持。现有研究多采用经验模型或纯数据驱动方法,但存在参数依赖性强、跨场景适用性差等固有缺陷。本研究创新性地将物理信息神经网络(PINN)引入植被水动力研究,通过构建双物理约束框架,实现了理论机制与数据
来源:Journal of Hydrology X
时间:2025-12-21
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湖泊表面水温对大气干旱的动态响应:以中国为例
气候变化背景下湖泊水温对干旱事件的响应机制研究中国湖泊系统在干旱事件中的温度响应特征及其驱动机制研究取得重要进展。该研究基于2001-2020年国家气候中心的GLAST全球湖泊水温数据集和HSPEI干旱指数,系统揭示了我国湖泊水温在干旱事件中的响应规律。研究发现,我国湖泊系统在干旱期间普遍表现出显著的水温异常波动,其中超过60%的湖泊在干旱事件中记录到极端水温异常值,这一发现突破了以往研究多聚焦于单一湖泊或特定区域的局限。研究团队构建了多维度分析框架,通过事件耦合分析发现,干旱事件与极端水温异常存在显著时空关联性。特别值得注意的是,不同地理单元的湖泊系统呈现出差异化响应特征:青藏高原深水湖泊表
来源:Journal of Hydrology X
时间:2025-12-21
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验证策略和地质复杂度对基于机器学习的地下结构建模的影响
地质建模中的机器学习验证策略研究及其地质意义分析(全文共2280个中文字符,不含标点)一、研究背景与核心问题当前地质建模领域正经历从传统统计方法向机器学习技术的重要转型。研究团队在《Earth and Planetary Sciences Letters》发表的这项研究,聚焦于机器学习模型性能评估的关键方法论问题。随着生成对抗网络(GANs)、变分自编码器(VAEs)等深度学习模型在地质建模中的应用日益广泛,如何科学评估这些模型的实际效能已成为制约技术落地的重要瓶颈。研究团队通过系统性对比实验,揭示了传统随机交叉验证(R-CV)在地质数据应用中的固有缺陷。该缺陷源于地质数据与普通机器学习数据在
来源:Journal of Hydrology X
时间:2025-12-21
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中国黄河流域生态系统水分利用效率的关键驱动因素及相互作用机制
黄河流域生态系统水分利用效率(WUE)的驱动机制与空间响应研究摘要 本研究以黄河流域为对象,系统分析了2001-2020年间WUE时空演变特征及其驱动机制。通过整合多源遥感数据、随机森林(RF)与部分最小二乘结构方程模型(PLS-SEM),揭示了以下核心发现: 1. 流域WUE呈现持续提升趋势,年均增幅达0.02 gC·m⁻²·mm⁻¹·yr⁻¹,2020年达到最高值1.81 gC·m⁻²·mm⁻¹ 地理环境(0.070) 3. 驱动因素间存在复杂的协同与拮抗效应:地理环境通过直接负向效应(-0.084)与多路径间接效应(0.457)形成复合作用;辐射-温度通过直接正效应(0.071
来源:Journal of Hydro-environment Research
时间:2025-12-21
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消费者对培养肉的估值:中国多个城市的选择实验
本文基于对中国消费者支付意愿(WTP)的调查数据,结合选择实验模型与潜在类别分析,系统研究了信息干预对合成肉接受度的影响机制及消费者异质性特征。研究通过分层抽样,在2020年1月于北京、上海、广州三地开展在线问卷,最终收集有效样本571份,其中285份为对照组(NOINFO),286份为信息干预组(INFO)。通过构建包含生产方式、碳标签、抗生素使用等核心属性的实验框架,结合随机参数Logit模型(RPL)与潜在类别Logit模型(LCL),揭示了消费者对合成肉的价值认知特征。### 一、研究背景与核心问题全球肉类消费预计2050年将增长76%,但传统生产模式面临多重挑战:70%耕地用于饲料种
来源:Journal of the Agricultural and Applied Economics Association
时间:2025-12-21
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社交媒体使用后产生的情绪及其与年轻人心理健康之间的关系:一项生态瞬时评估研究
阿贾·默里(Aja Murray)| 朱欣欣(Xinxin Zhu)| 肖卓妮(Zhouni Xiao)| 莉莉·沙纳汉(Lilly Shanahan)| 曼努埃尔·艾斯纳(Manuel Eisner)| 埃德蒙德·索努加-巴克(Edmund Sonuga-Barke)| 丹尼斯·里博(Denis Ribeaud)英国爱丁堡大学心理学系摘要最新理论认为,年轻人的情绪反应在社交媒体使用对其心理健康的影响中起着重要作用。本研究通过生态瞬时评估(EMA)数据来探讨这一现象,这些数据来自为期两周的“从几十年到几分钟”(Decades-to-minutes,简称D2M)研究(样本量n=255)。动态结构
来源:Journal of Affective Disorders
时间:2025-12-21
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森林培育措施对埃塞俄比亚北部Yeraba森林中人工种植和自然再生嘅Cupressus lusitanica(Mill.)物种早期生长表现的影响
该研究以埃塞俄比亚耶拉巴州立森林为对象,针对 Cupressus lusitanica 树种,系统评估了不同疏林管理措施对人工林与自然再生林早期生长性能的影响。研究采用随机完全区组设计(RCBD),设置四组处理:人工林(AR)、自然再生加强疏林(NRST)、自然再生中度疏林(NRMT)及自然再生无干预(NRWOI)。经过三年观测,发现疏林管理显著提升林木生长指标,为优化该树种栽培管理提供科学依据。### 一、研究背景与意义Cupressus lusitanica 作为埃塞俄比亚重要的工业树种,已种植约7.6万公顷。但长期存在栽培效益低下、木材质量不达标等问题,主要归因于疏林管理粗放。研究显示,
来源:International Journal of Forestry Research
时间:2025-12-21
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埃塞俄比亚南沃洛地区Borena Sayint国家公园土地利用与土地覆盖变化的动态测绘与分析
本研究以埃塞俄比亚博雷纳赛因特国家公园(BSNP)为对象,通过整合多源遥感数据与地面调查,系统分析了1985至2022年间土地覆盖与土地利用的时空演变特征,揭示了自然与人为驱动因素对生态系统的影响机制。研究采用Landsat卫星影像与Google Earth数据构建了五期(1985、1999、2009、2017、2022)遥感分类数据库,结合变化检测矩阵与精度评估模型,实现了对森林、灌木丛和草地三大植被类型的动态追踪。结果显示,研究区域在近四十年间经历了显著的土地覆盖重构,其中森林面积从1985年的1845.19公顷增至2022年的2337.37公顷,增幅达26.7%,而草地面积同期锐减71.
来源:International Journal of Forestry Research
时间:2025-12-21
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邻苯二甲酸酯暴露与泰国老年人群焦虑风险增加的相关性研究
随着全球人口老龄化进程的加速,老年健康问题日益成为公共卫生关注的焦点。衰老不仅伴随着生理功能的衰退,也是心理健康问题的高发期。除了高血压、糖尿病等常见慢性病,抑郁、焦虑和压力等心理健康问题同样严重影响着老年人的生活质量。值得注意的是,与许多生理性病变不同,心理健康问题是可以通过积极的促进和预防策略进行干预和改善的。然而,当前针对影响老年心理健康的环境因素研究仍相对有限。在众多环境因素中,邻苯二甲酸酯(Phthalates)作为一种广泛存在的环境污染物,近年来因其潜在健康风险而受到越来越多的关注。这类化合物是邻苯二甲酸的酯类衍生物,主要作为增塑剂用于增强塑料的柔韧性和耐久性,普遍存在于食品包装、
来源:Discover Mental Health
时间:2025-12-21
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通过离子交换和双极膜电渗析技术对海水淡化浓缩液进行脱饱和处理和化学回收,实现零液体排放的目标
纸浆行业废水处理技术创新及经济性分析摘要纸浆制造作为全球性高耗水产业,其废水处理面临严峻挑战。本研究提出一种集成化水处理系统,通过离子交换预处理、脉冲电渗析脱盐和双极膜电渗析技术实现废水零液排放(ZLD),同时生产高附加值的化学品。实验数据显示,该系统在脱盐效率和运行成本方面均优于传统蒸发结晶法,为行业可持续发展提供新路径。1. 行业背景与问题分析纸浆行业年消耗水量超过50亿立方米,其中漂白阶段占用水量的50%以上。传统处理方式依赖物理化学方法,存在能源消耗大(蒸发结晶法能耗达62.6 kWh/m³)、化学药剂污染(次氯酸盐残留)、固废处置成本高等问题。尤其在高盐废水中,离子交换膜易结垢堵塞,
来源:Environmental Science: Water Research & Technology
时间:2025-12-21
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蓝绿基础设施能否通过密集城市化水道中的休闲活动来降低水传播感染的风险?
这篇研究聚焦于蓝绿基础设施(BGI)在应对气候变化对城市水环境及公共卫生的影响方面的潜力。研究以奥地利维也纳某流域为案例,通过耦合水文模型与微生物风险评估模型,系统评估了不同比例BGI实施(从0%到50%)对合流污水溢流(CSOs)后水体微生物污染及感染风险的缓解效果。以下从研究背景、方法创新、核心发现及实践启示四个维度进行解读。### 一、研究背景与问题提出城市合流污水系统(CSOs)在雨季或融雪期超载时,会向河道排放未经处理的污水,导致病原体(如隐孢子虫、贾第鞭毛虫)浓度激增。这类溢流不仅威胁饮用水安全,更因夏季高温与频繁降雨,加剧了城市亲水空间的健康风险。数据显示,欧洲每年CSO排放量达
来源:Environmental Science: Water Research & Technology
时间:2025-12-21
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克里族土地使用者对Eeyou Istchee地区鱼类栖息地补偿项目实施效果的看法
本文聚焦加拿大魁北克省北部的克里族传统领地Eeyou Istchee地区,针对工业开发对淡水生态系统造成的负面影响及现有鱼栖息地补偿项目的成效展开研究。通过整合科学知识与克里族原住民知识(IK),研究揭示了当前补偿机制存在的结构性缺陷,并提出具有地方适应性的改进路径。一、研究背景与问题提出Eeyou Istchee作为克里族祖先的故土,正经历着以木材、水力发电和矿业为代表的大型工业开发。尽管加拿大通过《渔业法》建立鱼栖息地补偿制度,旨在实现"净零栖息地生产力损失",但现有评估体系主要依赖科学指标,忽视了原住民在环境管理中的核心价值。研究发现在工业开发中,原住民承担了超过80%的环境代价(O'F
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中国农村生活污水治理能力提升与温室气体排放的权衡:一项多污染物通量与碳排放的综合评估
随着全球可持续发展议程的推进,环境治理与气候变化的协同增效成为重要课题。当前全球43%人口居住在农村地区,其生活污水排放对水环境构成持续压力,而污水处理过程中的温室气体(Greenhouse Gas, GHG)排放问题在乡村地区长期被忽视。中国作为农村人口占全球14.3%的国家,正大力推进农村污水治理设施建设,计划到2025年将处理率提升至40%。这种治理能力的快速提升是否会导致碳排放激增,成为亟待解答的科学问题。以往研究多聚焦城市集中式污水处理厂,对分散式农村系统的碳排放特征认知不足。中国污染普查数据未涵盖8855座日处理量小于500立方米的农村设施,造成重要数据缺口。更关键的是,现有研究往
来源:npj Clean Water
时间:2025-12-21
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通过食用海洋鱼类接触全氟和多氟烷基物质的风险
全氟和多氟烷基物质(PFAS)作为持久性有机污染物,因其环境持久性和生物累积性特性引发全球关注。近年来,随着海洋鱼类国际贸易的扩大,PFAS通过食物链传递对人类健康的潜在威胁日益凸显。该研究通过整合海洋食物网模型、全球渔业捕捞数据与国际贸易信息,首次系统构建了覆盖212种食用海鱼的PFAS暴露评估体系,揭示了国际贸易对污染物空间分布的再塑造作用,为制定针对性防控策略提供了科学依据。研究显示,全球海洋鱼类中C8类PFAS(以PFOS和PFOA为代表)的浓度呈现显著地域差异。亚洲和太平洋地区因工业活动密集及近海污染问题突出,鱼类中PFAS中位数浓度达到1.03 ng/g,较全球平均水平高出三倍。其
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空气环境DNA捕获北方 boreal 森林生态系统三十年的生物多样性动态
随着生物多样性丧失日益威胁生态系统功能和人类福祉,准确、大规模且长期的生物多样性监测变得至关重要。传统的生物多样性评估方法,如视觉调查和诱捕,通常劳动密集、成本高昂且范围有限,难以全面捕捉生态系统对环境变化的响应。环境DNA(eDNA)技术的出现为这一挑战提供了新的解决方案,它能够从水、土壤等环境介质中间接检测物种存在,而无需直接观察生物体。近年来,空气作为一种有效的传播介质,显示出追踪从昆虫到哺乳动物等陆地生物的巨大潜力,成为水环境eDNA监测在陆地生态系统中的理想类比。然而,陆地eDNA的来源通常稀少、短暂或异质性高,难以提供全面的生物多样性数据。相比之下,空气如同水一样,是生物颗粒的有效
来源:Nature Communications
时间:2025-12-20
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遗传与饮食因素调控BXD小鼠肠道菌群-胆汁酸互作机制及其对人类代谢健康的影响
在人体这个复杂的生态系统中,肠道犹如一个隐藏的"指挥中心",通过数以万亿计的微生物与宿主进行着不间断的对话。其中,胆汁酸(Bile Acids, BAs)作为胆固醇衍生的信号分子,不仅负责乳化膳食脂肪,更在肠道菌群与宿主代谢的交流中扮演关键信使角色。这种被称为肠道菌群-胆汁酸互作(gut microbiome-BA crosstalk, gMxB)的对话网络,其失调与肥胖、2型糖尿病等代谢性疾病的发展密切相关。然而,遗传背景、饮食因素及其交互作用如何影响gMxB,仍是当前研究的盲区。为解开这一谜题,来自洛桑联邦理工学院(EPFL)和西安交通大学的研究团队在《Nature Communicati
来源:Nature Communications
时间:2025-12-20