Current management of eutrophic lakes primarily targets nutrient reduction and algal bloom control, often overlooking the organismal mechanisms that drive changes in community stability across multitrophic levels. This study employed environmental DNA (eDNA) to examine the seasonal dynamics of multitrophic communities in the typical shallow eutrophic lakes of Dianchi (plateau) and Taihu (plain), exploring how eutrophication stress influences community composition, organismal networks, and stability. We found that plateau and plain lakes had their respective dominant taxa and diversity changes across seasons. The structure of organismal networks composed of dominant taxa varied significantly across lakes and seasons, among which Taihu Lake exhibited 17.9% higher connectivity and 8.2% greater robustness compared to Dianchi Lake. Dominant taxa and their organismal networks played a critical role in determining the stability changes in plateau and plain lakes through different pathways; 30% of the stability variation in Dianchi Lake was attributed to bottom-up effects, with algae as the core pathway, while 40% of the variation in Taihu Lake was mainly explained by top-down effects, with fish as the core pathway. These findings underscore the lake-specific mechanisms of community stability changes, providing insights into tailored management strategies for eutrophic lakes based on their unique ecological processes.

In order to explore the variation in volatile compounds and aroma profiles of different varieties of sugarcane wine, volatile compounds of 14 different varieties of sugarcane wine were analyzed by headspace solid-phase microextraction–gas chromatography–mass spectrometry (HS-SPME-GC-MS) and an electronic sensory system. The differences in flavor substances of different cultivars of sugarcane were assessed by orthogonal partial least squares discriminant analysis (OPLS-DA) discriminant model and relative odor activity value (ROAV) combined with multivariate statistical methods. The results showed that a total of sixty major volatile compounds, i.e., 27 esters, 15 alcohols, eight acids, three phenols, four aldehydes and ketones, and four others, were identified in 14 types of sugarcane wine. Seven key aroma compounds were screened out: ethyl caprylate, ethyl caprate, ethyl acetate, ethyl laurate, n-decanoic acid, 2,4-di-tert-butylphenol, and 2-phenylethanol and three differential aromas, i.e., ethyl palmitate, isobutyl alcohol, and caprylic acid. The electronic nose and electronic tongue analysis technology can effectively distinguish the aroma and taste of 14 sugarcane wines. It is confirmed that the aroma and taste of 14 sugarcane wines have differences in distribution patterns, and the results are consistent with the analysis and assessment of volatile compounds of sugarcane wine. The results of this study provide technical support for the production and quality improvement of sugarcane wine.

Abstract This paper constructs a linear programming model for optimizing crop planting strategies in rural mountainous areas of North China by simulating data and predicting the planting scheme for each sample plot in the next six years. It sets decision variables as plot, year, season, and crop planting area, considering crop rotation and three-year legume planting restrictions. Applying an improved genetic algorithm for solving, which improves efficiency through multi-matrix chromosome coding and optimized crossover mutation operation, and deals with infeasible solutions through a rule-based repair mechanism to propose different optimal planting strategies. They are considering the fluctuating uncertainty of crop sales, yield, and planting cost based on the expected fluctuation range and reducing computational resources through orthogonal experimental design. A bi-objective robust optimization model was used to balance average profit maximization and profit minimization under different scenarios. This was solved by the improved NSGA-II algorithm. The final optimal planting scheme suggests increasing the planting proportion of vegetable crops and controlling the planting scale of crops with large cost fluctuations while guaranteeing grain crops like wheat and corn.