摘要 过度的河岸侵蚀是许多河流系统中细沉积物和相关营养物的重要来源,同时也对基础设施构成威胁。使用高分辨率地形数据进行地貌变化检测是监测河流沿线河岸侵蚀程度的有效方法。无人机系统 (UAS) 和运动结构 (SfM) 摄影测量技术的最新进展使得获取高分辨率地形数据成为可能,这也是本研究中使用的方法。为了评估基于 UAS 的摄影测量对河岸侵蚀监测的有效性,一架固定翼 UAS 在两年内多次被部署在美国东北部佛蒙特州中部的 20 公里河流走廊进行勘测。数字高程模型 (DEM) 和差异 DEM 可以量化发生明显侵蚀的勘测区域中选定部分的体积变化。结果表明,只要调查是在早春(融雪后但夏季植被生长之前)进行的,UAS 就能够以高分辨率收集高质量的地形数据,即使是在植被茂密的河流走廊沿线。使用 UAS 对河岸运动的长期估计与之前收集的机载激光雷达调查结果相比具有良好的可比性,并且可以可靠地量化河流沿岸的重大地貌变化。
当前的环境和气候变化对植物 - 病因相互作用的结果有明显的影响,进一步强调了非生物应力强烈影响各级生物相互作用。例如,生理参数(例如植物结构和组织组织)以及原发性和专业的代谢受环境限制的影响,并且这些结合使单个植物成为给定病原体的或多或少适合的宿主。此外,非生物应力会影响植物防御和病原体毒力的及时表达。的确,几项研究表明,温度的变化以及水和矿物营养物的可用性会影响植物防御基因的表达。毒力基因的表达(已知对于疾病爆发至关重要)也受环境条件的影响,可能会修饰现有的病原体,并为新兴的病原体铺平道路。在这篇综述中,我们总结了我们当前对植物和相互作用病原体一侧转录水平上生物相互作用的影响的知识。我们还对非生物和生物胁迫的四种不同组合进行了元数据分析,该组合鉴定了197个常见的调制基因,其基因本体论术语中具有强烈富集的基因。我们还描述了选定的防御相关基因的多元素特定响应。
传统农业实践会产生非点源水污染。在流域实施最佳管理实践 (BMP) 对改善水质至关重要。评估 BMP 的有效性需要监测和建模。明尼苏达州引入了一项非点源管理水政策变更,对小型流域进行了 16 年的监测和建模,以确定 BMP 的有效性。单独监测小型流域并未显示水质改善;由于景观 BMP 的碎片化和滞后时间,水质改善不明显。多宾斯溪被选为哨兵流域,以追踪超过几年的水质变化,以解释滞后时间。多宾斯溪是位于雪松河源头的一个小型农业流域。这是一个重要的大型流域,是导致墨西哥湾缺氧的原因之一。2016 年实施了一项监测和建模计划,其中包括对流域战略位置的沉积物和营养物进行分析。我们主要演示如何在主要最佳管理措施 (BMP) 实施之前,在暴雨径流期间证明水质超标。我们预计,随着时间的推移,土地利用变化和财政激励措施将导致水质变化,但必须设计适当的方法并获得财政支持才能真正有效。
膜曝气生物膜反应器 (MABR) 是一种新兴的营养物去除技术;然而,其去除率和氧转移效率之间仍然存在权衡。本研究比较了主流废水氨水平下在连续和间歇曝气模式下运行的硝化流通式 MABR。间歇曝气 MABR 保持最大硝化速率,包括在无曝气期间允许膜气体侧的氧分压大幅下降的条件下。所有反应器的一氧化二氮排放量相当,约占转化氨的 20%。间歇曝气增加了阿替洛尔的转化速率常数,但不影响磺胺甲恶唑的去除。另外七种微量有机化学物质均未被任何反应器生物降解。间歇曝气 MABR 中的氨氧化细菌以亚硝化螺菌为主,此前研究表明,亚硝化螺菌在低氧浓度下数量丰富,可在变化的条件下提供反应器稳定性。我们的研究结果表明,间歇曝气流通式 MABR 可实现高硝化速率和氧转移效率,突出了空气供应中断对一氧化二氮排放和痕量有机化学生物转化的可能影响。
化学分配了磷及其最多的氧化形式,无机磷酸盐,在生命的所有领域推动生物能和代谢方面的独特作用,可能是因为它起源于益生元地球。对于植物而言,获得重要的矿物营养物会深刻影响生长,发展和活力,从而限制了自然生态系统中净初级生产力和现代农业作物产量。与其他主要的生物元素不同,磷酸盐在地壳中的低丰度和不均匀分布是由于磷宇宙化学和地球化学的特殊性所致。在这里,我们追踪元素的化学演化,地球化学磷循环及其在地球历史上的加速度,直到现在(人类世)以及陆地植物的演变和上升。我们重点介绍了磷酸动员和获取的化学和生物学过程,首先在细菌中进化,在真菌和藻类中精炼,并在土地植物定殖过程中扩展为强大的磷酸盐培养策略。此外,我们回顾了从细菌到陆生植物的遗传和分子网络的演变,它们监测细胞内和细胞外磷酸盐的可用性,并协调适当的反应和调整,以调整磷酸盐供应的波动。最后,我们讨论了现代的全球磷循环,这些周期被人类活动和未来的挑战危险。本文是主题问题“植物代谢的进化和多样性”的一部分。
靠近水生食物链底部的纤毛微生物要么游动去寻找猎物,要么附着在基质上并产生摄食流来捕获路过的颗粒。在这里,我们使用一种流行的粘性流体球形模型来表示附着和游动的纤毛虫,其滑动表面速度可以提供纤毛流动的解析表达式。我们求解了溶解营养物浓度的平流扩散方程,其中佩克莱特数 (Pe) 反映了扩散与平流时间尺度的比率。对于固定的流体动力学功率消耗,我们问什么纤毛表面速度可以最大化微生物表面的营养通量。我们发现优化进食的表面运动取决于 Pe。对于在有限 Pe 下自由游动的微生物来说,采用“跑步机”表面运动来游动是最佳选择,但在 Pe 较大的极限下,这种跑步机解与保持生物体静止的对称偶极表面速度之间没有区别。对于附着的微生物,在 Pe 低于临界值时,跑步机解决方案是最佳的进食方式,但在 Pe 值较大时,偶极表面运动是最佳的。我们在开环数值模拟和渐近分析中验证了这些结果,并使用了基于伴生的优化方法。我们的研究结果挑战了现有的“最佳进食就是在所有佩克莱特数上最佳游动”的说法,并为海洋微生物中附着和游动解决方案的普遍性提供了新的见解。
牡蛎被认为是生态系统的建设者,它通过循环颗粒物和浮游植物来稳定脆弱的河口养分循环并促进更高营养级的生长 [1,2]。此外,牡蛎养殖业是沿海地区的宝贵经济资源 [3]。水产养殖的发展往往伴随着疾病的爆发,造成经济损失和海洋生态系统的紊乱 [4-8]。血细胞是抵御病原体的主要防线 [9-12],也参与许多其他生理事件,包括营养物运输、解毒和伤口修复(参见参考文献 [13])。原生动物寄生虫海洋帕金森病是“皮肤病”的罪魁祸首 [14]。 P. marinus 利用半乳糖凝集素 CvGal1 进入血细胞 [ 10 , 12 , 15 , 16 ] ,并利用粘膜血细胞的跨上皮迁移进入循环血淋巴 [ 17 , 18 ] 。由于缺乏遗传上可处理的系统,对血细胞在这些过程中的作用的理解受到阻碍。对于遗传上可处理的系统来产生机制假设和遗传传递系统来在细胞水平上检验这些假设来说,一个注释良好的基因组是必不可少的。随着 Crassostrea virginica 基因组 (C_virginica-3.0; GCF_002022765.2) 的现成可用 [ 19 ],强大的遗传传递系统将为从基因组到表型组提供独特的机会。将遗传物质导入牡蛎原代细胞培养物和胚胎的开创性工作是在 20 多年前进行的,当时使用的是异源启动子和可用的商业
循环经济 (CE) 越来越多地被视为实现可持续经济增长的关键途径,因为它旨在满足全球对食物、水和能源日益增长的需求,同时保护环境和保护自然资源。随着卫生和废物管理战略的重点从以处置为导向的方法转向以业务为导向的方法,强调创造价值和创收,从家庭和农业工业废物流中回收营养物、水和能源在低收入国家正获得发展势头。要取得 CE 领域的成功,需要私营部门的参与以及政府机构的支持,这些机构主要通过促进此类市场并以适当的政策和基础设施的形式提供商业支持来提供有利的环境。这促使人们需要更深入地了解 CE 企业经营的商业环境,以促进创业。2023 年,尼日利亚进行了一项公司层面的调查,涉及 83 家从事各种回收产品生产和销售的正规 CE 企业。在访谈中,企业被要求确定影响其业务活动的主要制约因素。除了企业对各种投资环境指标的看法外,企业还提供了与这些指标相关的客观数据。投资环境标准基于世界银行的营商环境 (EoDB) 框架。对于 CE 行业,相关标准包括政策、商业基础设施、金融、商业支持和市场。该分析没有区分不同的 CE 行业,例如可再生能源和塑料回收。然而,由于 CE 概念可以应用于许多行业,因此所确定的许多挑战广泛适用于整个经济领域。
维生素B 12(钴胺,本文B 12)是大多数原核,真核微生物和动物的氨基酸合成和碳补给TCA循环的必不可少的辅助因。尽管大多数人都要求,但B 12仅由少量的原核生物产生,因此导致原子营养和辅助营养物之间的复杂相互作用。然而,未知B 12是如何由概念营养提供的。在这项研究中,在与Thalassiosira pseudonana(A B 12富营养硅藻)的共同培养中生长了33 B 12个原型型植物菌株,以确定通过共享B 12来支持硅藻生长的细菌能力。被鉴定为与硅藻共享B 12,而9个被鉴定为保留B 12,并且不支持硅藻的生长。其他细菌仅在添加底物的情况下与硅藻共享B 12,或者抑制了硅藻的生长。细胞外B 12测量B 12 -provider和b 12-取消菌株证实,只能在经过测试的B 12 -provider菌株的环境中检测到辅助因子。通过LC -MS测量细胞内B 12,并表明不同B 12-构造剂和B 12的retainer菌株的浓度有很大不同。尽管B 12对于绝大多数微生物至关重要,但导出该基本辅助因子的机制仍然未知。我们的结果表明,可以合成b 12 de Novo的大部分细菌不能与环境共享辅助因子。
• 到本世纪末,夏季平均气温可能比 1980 年至 2009 年的历史平均气温高出 11°F。极端热浪也可能变得更加频繁,给人类健康、基础设施和电网带来额外压力。• 当地影响包括干旱• 市政府认识到,由于气候变化导致极端降水频率和强度增加,将加剧雨水径流和携带许多最令人担忧的污染物(包括细菌、氯化物、沉积物和营养物)的沙砾悬浮固体。• 渗透是一种低影响的补充地下水的方式,而不是将径流直接输送到地表水体。• 气候变化将导致气温升高,这会增加地面臭氧的形成,并可能随着空气质量差的天数而增加。• 随着气温升高,夏季热浪将变得更长、更频繁。面对这些更长的炎热时期以及人口增加和需求不断增长,区域电网和能源供应商将面临提供足够电力的挑战。极端高温时期还会降低发电厂的效率,给系统带来额外压力,尤其是在电力需求最高的时候。多佛最城市化的地区,即市中心,可能会出现城市热岛效应(由于人类活动,城市地区比周围的农村地区温度高得多)。这会给在那里生活和工作的人们带来额外的压力。• 服务不足和脆弱的人群——包括低收入者和家庭、老年人和残疾人——可能对气候变化相关的影响更为敏感。• 在市中心景观和其他市属物业中种植更多树木和本地植被,同时保留成熟的树木,以便通过提供遮荫来帮助降低地表和空气温度。