[六月热点] MDPI“环境与地球科学”领域前沿研究

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环境与地球科学领域前沿研究

“环境与地球科学领域前沿研究”旨在每月更新环境与地球科学领域内学术发展动态、热点话题和前沿研究，欢迎您的阅读与关注。

— June 2023 —

本期将为您介绍 6 月环境与地球科学领域的热点研究，主要包括：

1. 评估国际海事法规对北海南部空气质量的影响

2. 绿地维护产生的草废料可以用作沼气厂生产沼气的原料

3. 利用离散裂缝网络 (DFN) 分析量化钻孔衍生体积断裂强度的可靠性

4. 探讨美国第一代农民决定开办农场从事农业活动的驱动因素

5. 研究太平洋小颈蛤生长速率、壳形态与微量元素组成的关系

6. 探索北极海冰融化季节卫星海面温度和海冰浓度的一致性

7. 洪水频率对洪泛区表层土壤的影响

8. 工业 5.0 框架中的制造业——以人为本

1

评估国际海事法规对北海南部空气质量的影响

期刊：Atmosphere

空气污染对全球的气候和生态系统造成了深远的影响。远洋船舶 (OGV) 在运行过程中会产生大量空气污染物，鉴于此，已有相关的国际法规来限制 OGV 的空气污染物排放。经研究发现，国际船舶排放法规成功地减少了 OGV 的二氧化硫排放量，对公众健康和环境产生积极影响，但废气净化系统 (EGCS) 的功效未达到预期，使氮氧化物与二氧化硫的排放不降反增。因此修订相应条例，并规范 EGCS 的操作是如今的当务之急。

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2

绿地维护产生的草废料可以用作沼气厂生产沼气的原料

期刊：Energies

城市绿色基础设施的维护会产生大量的生物质，其中草废料被认为是可以进行沼气生产的宝贵原料。草是一种木质纤维素生物质，可以通过厌氧消化 (AD) 转化为电能和热能。除此之外草废料的厌氧消化过程中，温室气体与废料排放少，残留物 (沼渣) 可用作肥料，因此可能有助于城市地区的循环经济。本研究还探讨了湿法发酵与干发酵的区别，并指出湿法发酵更适合进行沼气生产。

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3

利用离散裂缝网络 (DFN) 分析量化钻孔衍生体积断裂强度的可靠性

期刊：Geosciences

体积断裂强度 (P₃₂) 是在岩体的机械和水力行为中起主要作用的参数。虽然探地雷达 (GPR) 等方法可用于绘制断裂的 3D 几何特征，但直接测量 P₃₂ 尚不可能达到与岩土工程应用程序兼容的分辨率。本研究旨在使用离散断裂网络 (DFN) 模型来解决估计体积断裂强度的问题，研究了 DFN 模型的边界效应，并提出了一种减轻 P₃₂ 边界效应的方法，重点提出了一种新的 P₃₂ 计算方法，该方法可以捕获强度的空间变化。

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4

探讨美国第一代农民决定开办农场从事农业活动的驱动因素

期刊：Land

这项研究旨在确定为什么没有农业背景的人会在高风险和低回报的环境中开办农场。研究者对在美国阿肯色州、佛罗里达州或佐治亚州经营有机农场的 40 名第一代农民进行了半结构化访谈，发现他们一方面受到了周围成功人士的启发，同时也受到了该领域有影响力人物的鼓励，并因此受到了启发并获得灵感，发展出了植根于食品正义的价值观。本研究确认了支持美国第一代农民发展的灵感与动力来源，并希望以此能够加强新兴农民培训和劳动力发展。

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5

研究太平洋小颈蛤生长速率、壳形态与微量元素组成的关系

期刊：Minerals

由于拥有坚硬的矿化碳酸钙壳，双壳类软体动物很容易在各种条件下保存，因此被越来越多地被用来高分辨率地记录遥远或近期的海洋学条件。本研究深入描述了太平洋小颈蛤 (Leukoma staminea) 的壳矿物学、微观结构、体型变异性和地球化学性质，并确定了生长速率和生命阶段的差异如何对应于贝壳结构和微量元素模式的变化。

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6

探索北极海冰融化季节卫星海面温度和海冰浓度的一致性

期刊：Remote Sensing

本研究重点在于利用现有观测结果和理论模拟来探索公海-海冰混合卫星像素内海面温度 (SST) 和海冰浓度 (SIC) 与网格分辨率的一致性和关系。一般来说冻结的海冰覆盖可以被视为冰块和开阔水域的矩阵。高纬度 (HL，>50 N/S 纬度) 卫星衍生的 L4 SST 分析是通过合并多个来源 (例如，卫星热红外 (IR)，卫星无源微波 (MW) 和原位数据) 并映射到空间上完整的网格得出的。研究者还利用独立的兆瓦卫星衍生海冰浓度 (SIC) 分析 (网格单元或像素内冰区域覆盖百分比的完整地图)，重新网格化为 L4 SST 网格，以标记可能包含海冰的像素。但研究结果表明北冰洋的 L4 SST 分析仍然存在显著差异。然而，高分辨率红外传感器和同化技术的最新进展已开始弥合这些差距。

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7

洪水频率对洪泛区表层土壤的影响

期刊：Soil Systems

洪泛区土壤会受到准周期性洪水干扰的影响。周期性洪水有助于丰富洪泛区土壤，增加其肥力，并使其成为农业的理想地点。然而，洪水的频率如何影响土壤肥力和土壤特征的多样性仍尚未可知。本研究调查了洪水频率如何影响澳大利亚新南威尔士州半干旱洪泛区湿地系统中洪泛区土壤的异质性。结果表明，与洪水干扰频发的地点相比，受中度洪水干扰的地点具有更大的土壤性质多样性。这些结果反映了中间干扰假说的结果，该假说是一种生态学理论，指出在中度扰动环境中也会发现最高的生物多样性，并表明在中度扰动洪泛区可能存在生物多样性的物理栖息地驱动因素。

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8

工业 5.0 框架中的制造业——以人为本

期刊：Sustainability

本文根据工业 5.0 框架中提供的新技术工具对制造类型进行了分类。敏捷、完整、灵活和可重新配置的制造类型可能会因此发生改变，并将受益于工业 4.0 技术和工业 5.0 以人为本的宗旨。此外，生命周期分析 (LCA) 的使用提供了一种整体方法，用于估计在执行制造决策期间产生的真实价值。因此，除了使用循环经济指标外，LCA 还可以用作制造决策的中央指导框架，这使决策者能够就当前和未来的生产需求做出明智的决策。本文的研究有助于在工业 5.0 的背景下对主要制造类型进行评估，并提供由 LCA 与现代生产方法支持的可持续且以人为本的发展建议。

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Environmental & Earth Sciences

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