中國科學院南海海洋研究所熱帶海洋環境與島礁生態全國重點實驗室、邊緣海與大洋地質實驗室（OMG）邱強研究員團隊，聯合美國新墨西哥大學、新加坡南洋理工大學、中山大學、南方科技大學等機構，在俯沖帶地震孕震機理研究方向取得突破性進展。團隊開發出一種“兩步法”混合建模框架，完整揭示了印度尼西亞2007年蘇門答臘明古魯8.4級大地震如何通過三年震后蠕滑，準確“孵化”出2010年明打威7.8級海嘯地震，為俯沖帶淺部地震海嘯災害評估提供了新工具。該成果近日發表于《自然》旗下期刊?Communications Earth & Environment?（《通訊-地球與環境》）。南海海洋所邱強為論文第一作者兼通訊作者。全球最大的地震和海嘯往往發生在俯沖帶海溝附近的巨型逆沖斷層淺部。然而，受限于海底近場觀測的缺乏和模型分辨率的不足,傳統模型難以判斷該段未來是“安全蠕滑”還是“危險破裂”，從而使俯沖帶淺部成為海嘯預警的“盲區”。團隊將正演模擬與卡曼濾波反演方法耦合，形成“兩步法”震后模擬混合框架：第一步正演法，利用正演模擬方法，獲取斷層面蠕滑分布以及地幔粘性形變的時空分布特征；第二步反演法，將正演獲得的蠕滑和粘性形變作為卡曼濾波的輸入，進而利用大量地表形變測量數據（例如，GNSS,InSAR等）的約束完成輸入模型的提升，輸出的模型最終能更好地解釋測量數據。該方法充分利用正演和反演各自的優勢，顯著提升了對斷層震后蠕滑、地幔粘彈性松弛及其力學性質的辨析能力。模型清晰再現2007—2010年間斷層蠕滑演化（圖1）：2010年破裂區域深部（約5–10千米）為“速度強化”區，且在2007地震后持續蠕滑，累積滑動達0.4-0.8米；蠕滑向上擴展，持續加載上方海溝處約5千米深部內的“速度弱化”區，三年后使其庫侖應力增加達到0.2 bar，超過地震觸發通用閾值（0.1 bar），很可能最終導致2010年10月25日斷層淺部突發7.8級海嘯地震，產生超過8米滑動，觸發襲擊Pagai群島超過11米的海浪，最大爬高約17米。研究首次從物理機制層面描繪“大震—震后蠕滑—淺部破裂—海嘯”完整災害鏈，提出深部蠕滑可作為海嘯地震的“早期信號”。該框架可移植至阿留申-阿拉斯加、墨西哥、北智利等全球其它俯沖帶，全面評估大地震后周邊“地震空區”被深部蠕滑“加載”的速度與程度，提前數年至數十年識別潛在海嘯地震高危區，為沿海防災、國土空間規劃提供量化依據。研究獲中國-巴基斯坦地球科學研究中心、廣東省重大人才工程項目、國家基金面上基金、廣東省引進人才創新創業-大數據-數學地球科學與極端地質事件團隊、南方海洋科學與工程創新團隊珠海實驗室等項目資助。文章信息：Qiu Qiang,Lindsey Eric,Feng Lujia,Li Linlin,Zhang Peizhen,Lin Jian.?Tsunamigenic earthquake at the Sunda trench promoted by aseismic slip after a previous megathrust event.?Commun Earth Environ?6,888 (2025). https://doi.org/10.1038/s43247-025-02873-2原文鏈接：https://doi.org/10.1038/s43247-025-02873-2?圖1?印度洋東部蘇門答臘俯沖帶斷層面摩擦參數分布特征控制該區域地震破裂行為。
解析全球生物多樣性在不同時空尺度上的形成機制是當前進化生物學中的重大科學問題之一，其核心是要揭示物種快速分化的驅動力。當前，主要有兩種觀點分別從生物與非生物因素方面來闡述物種快速分化的驅動機制。“宮廷小丑”模型（Court Jester model）認為非生物因素（如氣候波動、造山運動等）對大尺度的物種分化起主導作用，而“紅皇后”模型（Red Queen model）則認為生物因素（如性狀創新、生物間相互作用等）是促進物種快速分化的主要驅動力。但毫無疑問，在生命的長河中，生物的宏演化是受到了多種生物和非生物因素的共同作用。然而，以往的研究絕大多數往往僅聚焦在某一個或一類因素方面，尤其忽視了多種因素之間的協同作用，即多種非生物與生物因素通過時空耦合共同塑造多樣化格局。蜘蛛抱蛋屬（Aspidistra；又稱為一葉蘭）是單子葉植物天門冬科（Asparagaceae）的一個大屬。當前，該屬中已發表了超過200個物種，主要分布在亞洲的熱帶、亞熱地區，尤其是中越邊境的喀斯特石灰巖地區是其物種多樣性的中心。這個屬除了具有豐富的物種多樣性之外，其物種的地理分布式樣和花形態多樣性也呈現出顯著的特點，如廣泛的鄰域及同域分布，豐富的柱頭擬態性狀。蜘蛛抱蛋屬的這種地理分布模式一方面預示著生態物種形成的普遍存在，另一方面也暗示著物種間的競爭對其分化具有重要作用。另外，蜘蛛抱蛋屬極其豐富的花性狀多樣性也間接地反映了傳粉者選擇對該屬物種分化的作用；尤其是，其與蕈蚊的傳粉—哺育互利共生關系可以快速地促進雙方的快速分化。由此可見，蜘蛛抱蛋屬的物種分化可能受到多方面的生物與非生物因素的影響，但當前人們對該屬進化歷史的認識還知之甚少。科研團隊通過對123種蜘蛛抱蛋屬物種進行了簡化基因組測序，并重建該屬迄今取樣最多、分辨率最高的系統發育樹。基于該穩健的系統發育框架，研究團隊估算了該屬的分化時間，并基于多種方法分析了該屬物種形成速率演化動態。結果顯示蜘蛛抱蛋屬為一個年輕的類群，其起源于中新世和上新世的邊界期（5.49 Ma；95% HPD: 3.8–7.57 Ma），在上新世暖期（Mid Piacenzian Warm Period;2.6–3.6 Ma）其物種分化速率顯著加快，達到2.27個物種/百萬年（圖2a）。這一物種形成速率超過舊世界植物區系中所有已報道的物種形成速率。這也預示著蜘蛛抱蛋屬代表著舊世界植物區系中物種分化速率最快的類群之一。研究團隊進一步利用多種統計模型解析了蜘蛛抱蛋屬物種快速分化的驅動力，發現包括古溫度、東亞季風變化、物種競爭及傳粉共生等多種生物與非生物因素可以同時獨立又協同地促進蜘蛛抱蛋屬的物種形成及快速輻射（圖1-b,c）。?圖1.?多種生物與非生物因素協同作用于蜘蛛抱蛋屬的物種分化 ?圖2.?JIPB第67卷11期的封面中國科學院華南植物園康明研究員團隊和廣西壯族自治區中國科學院廣西植物研究所林春蕊研究員等合作研究成果以題為“The interplay of abiotic and biotic factors likely drove one of the fastest plant radiations from tropical-subtropical Asia”近期發表在國際學術期刊Journal of Integrative Plant Biology (JIPB)（《植物學報》）?上。該研究為理解植物物種快速分化提供了新的見解，并被選為期刊當期封面故事（圖2）。中國科學院華南植物園楊麗華博士為論文的第一作者，康明研究員和廣西植物研究所林春蕊研究員為論文共同通信作者。法國國家科學研究中心蒙彼利埃進化科學研究所Fabien L. Condamine研究員和廣西壯族自治區中國科學院廣西植物研究所劉演研究員參與了論文的指導工作。該研究得到了廣東省基礎與應用基礎旗艦項目、中國科學院戰略生物資源計劃項目和國家自然科學基金項目的資助。文章鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/jipb.70031
有性繁殖是生命世界的主流。與高等動物性別相對固定不同，植物的“性別表現”可謂花樣百出。然而，為了最大限度地促進不同個體間的雜交，避免“近親結婚”，一些植物演化出了與動物類似的雌雄單性的策略—即一株植物只開雌花，另一株只開雄花。雖然這類植物在種類上不算多數，但它們卻廣泛分布在超過一半的被子植物科中，說明這種策略在演化史上獨立發生了許多次。近十年來，隨著基因測序技術的飛速發展，科學家們得以深入解析許多植物的性別決定機制和性染色體演化。植物的性別決定方式主要有三種：XY型、ZW型和UV型。其中，XY型最為常見。顧名思義，雄性個體攜帶X和Y兩種不同的性染色體，而雌性則有兩條X染色體。在植物中，XY型性染色體的形成可以經歷三種主要途徑（圖1-A）：同型性染色體階段—X和Y染色體仍很相似，大部分區域可以自由重組；異型性染色體階段，Y染色體可能因為長期缺乏重組而積累突變、重復序列或轉座元件，并且發生基因丟失，最終變得巨大或退化。在石竹科的蠅子草屬（Silene）植物中，科學家詳細研究了巨型Y染色體的起源與演化。以Silene latifolia為例，它的Y染色體約有5.1億堿基（510 Mb），比許多植物整個基因組還大。研究發現，該物種的X和Y染色體之間的重組抑制并非一次發生，而是逐步形成，就像地質學中的地層一樣，留下了清晰的“演化層”。根據同源基因的比較，三個演化層的分化時間分別約為1180萬年、540萬年和440萬年前。在最古老的一層中，Y染色體上超過70%的基因已經丟失，而靠近假常染色體區域（PAR）的基因則保存得較好。經典模型認為，植物性別的形成通常需要兩個關鍵突變：一個突變促進雄蕊發育（雄性功能）；另一個突變抑制雌蕊發育（雌性功能）。在Silene latifolia中，科學家找到了與這兩個功能相對應的候選基因—SlCLV3（雌蕊抑制因子）和TWD1等（雄蕊促進因子）。這證實了“兩次突變模型”在植物雌雄異株形成中的合理性。基于這些發現，科學家提出了Silene latifolia?Y染色體逐步演化的模型（圖1-B）：最初，性別決定基因和某些相關基因都位于一個普通的染色體上，還能自由交換基因。為了將有利的基因組合“捆綁”在一起，自然選擇首先“凍結”了核心區域（演化層S1）的基因交流。隨后，這種“凍結”效應像漣漪一樣向外擴張，每一次擴張都伴隨著染色體結構的重排。每一個新形成的“演化層”都開始顯現退化的跡象：轉座元件大量堆積、有用基因逐漸丟失、重復序列不斷擴張，最終塑造了我們今天看到的龐大而復雜的Y染色體結構（見圖1-B）。植物性染色體的研究已達到與動物系統相當的精細水平。科學家們越來越認識到，性染色體的演化并非單一模式，而是一個由多種途徑、不同時間尺度和復雜機制共同塑造的動態過程。在這其中，仍有若干關鍵問題尚待解決。（1）基因劑量補償問題：在動物中，通常存在平衡性染色體基因表達的機制，但在植物中，這種補償機制是否普遍存在仍不清楚。（2）性別拮抗選擇的證據缺乏：在理論上，性別相關基因之間的“沖突”被認為推動了重組抑制的產生，但植物中的直接證據十分有限。（3）XY與ZW系統的演化偏向：被子植物中既有雄性異配型（XY）也有雌性異配型（ZW），但為何某些譜系偏向某一種系統，仍是一個謎。未來，隨著更多植物物種的基因組被測序，研究者將進一步揭示植物性別決定和性染色體的演化規律。這不僅有助于我們更深入地理解生命多樣性的起源，也將為關鍵農作物的育種和氣候變化下物種存續提供新的啟示。相關研究結果以“Understanding the evolution of giant Y chromosomes and sex determination mechanisms in plants”?為題，作為評論文章發表在學術期刊Science China. Life Science（《中國科學：生命科學》）上。中國科學院華南植物園袁帥副研究員為論文第一作者，袁帥副研究員和羅世孝研究員為論文共同通訊作者。文章鏈接：https://link.springer.com/article/10.1007/s11427-025-3080-2圖1. XY系統中Y染色體的演化路徑，包括巨型Y染色體形成途徑。（A）Y染色體的三種廣義演化路徑；（B）Silene latifolia 巨型Y染色體形成過程示意圖。
在專性傳粉-寄生系統中，動植物生活史緊密關聯，二者之間存在高度特化的互作關系，即一種植物依賴特定的一種動物傳粉，同時該動物以植物作為唯一寄主。而在群落尺度上，動植物互作呈現出模塊化的網絡結構。這種極端特化的生物互作關系通常被認為是脆弱且易滅絕的，但專性傳粉-寄生系統在長期的演化歷程中仍然保持可持續存在，其內部的維持機制仍缺乏檢驗。中國科學院華南植物園羅世孝研究員團隊以協同演化的專性傳粉-種子寄生系統葉下珠-葉下珠蛾（leafflowers–leafflower moths）為研究對象，在不同地理尺度上針對熱帶和亞熱帶地區的三個大陸群落和五個海島群落中算盤子屬植物與葉下珠蛾（頭細蛾）的互作模式進行比較研究，揭示了專性互惠關系維持的宏觀機制。主要結果為：（1）局部和區域尺度下，動植物之間均存在顯著的交互特化關系；（2）大陸群落中動植物互作網絡呈現出顯著的模塊化，但海島群落互作網絡的模塊化屬性存在變異；（3）局部尺度的動植物互作網絡不存在嵌套，但區域尺度下的互作網絡呈現出顯著的嵌套性，這種嵌套性主要是由物種水平的寄主遷移所導致的。這種宏觀尺度下的嵌套促進了專性互惠關系在長期演化過程中的可持續性。研究成果以“Network structure variation across scales offers clues to the macroevolutionary persistence of specialized mutualisms”為題在線發表于英國皇家學會的旗艦刊物Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences（《英國皇家學會學報 B：生物科學》，自然指數期刊，生物和進化領域top期刊）中國科學院華南植物園已畢業碩士張連婕為論文第一作者，羅世孝研究員為通訊作者，園外合作副導師David H. Hembry（James Madison University）為共同第一作者和共同通訊。中國科學院華南植物園助理研究員郝凱，博士生孫啟林，已畢業碩士吳有恒、劉婷婷，以及華南農業大學副教授姚綱為共同作者。該工作得到國家自然科學基金的資助。文章鏈接：https://royalsocietypublishing.org/doi/10.1098/rspb.2025.0926圖1. 該研究的八個研究地點，包括三個大陸群落和五個海島群落。圖2. 大陸和海島群落的算盤子屬Glochidion植物多樣性圖3. 不同地理尺度下的葉下珠（算盤子屬）與葉下珠蛾（頭細蛾）的互作網絡
近日，中國科學院華南植物園恢復生態學團隊在熱帶造林碳匯研究方面取得重要進展。研究發現，在熱帶退化海岸臺地進行多樹種混交造林比單一樹種人工林能更有效地促進土壤有機碳的積累，而土壤中磷元素的活化與可利用性提升是這一過程的關鍵驅動因素。圖1. 不同造林方式下土壤有機碳（SOC，a）、微生物殘體碳（MRC，b）、鋁/鐵結合態有機碳（Al/Fe-SOC，c）、木質素與酚類相對豐度（d）、MRC占SOC比例（e）及Al/Fe-SOC占SOC比例（f）。樣地類型包括：裸地（BL）、桉樹人工林（EP）、次生混交林（SF）和天然林（NF）。研究團隊基于小良熱帶海岸生態系統定位研究站長達60年的植被恢復序列，選取——裸地、桉樹純林、混交次生林和天然林四種典型植被類型，系統比較了其土壤有機碳、養分含量、微生物特性及碳組分構成。結果顯示，經過60年的恢復，混交林的土壤有機碳含量比裸地提高了68.2%，而桉樹純林僅提高36.5%，顯示出多物種森林在碳積累方面的顯著優勢。進一步分析發現，混交林中土壤磷的有效性顯著高于純林，表現為更高的有效磷含量和更低的磷單酯/二酯比值，表明其磷循環更為活躍。同時，混交林中的土壤微生物群落結構也發生了明顯變化，叢枝菌根真菌比例上升，微生物對磷的需求增強，進而通過分泌酸性磷酸酶等機制促進土壤中磷的活化。圖2. 桉樹人工林（EP）與混交次生林（SF）土壤剖面中磷庫結構：脂肪族指數(a)、難分解性指數(b)、正磷酸鹽磷在總磷中的占比(c)及單酯磷與雙酯磷比值(d)。研究還指出，混交林中植物與微生物之間的相互作用更為密切，植物通過根系分泌物和菌根網絡促進磷的遷移與利用，而微生物則通過提高周轉和促進微生物殘體碳的積累，共同推動土壤有機碳的形成與穩定。圖3. 混交林通過增強磷有效性與調控微生物群落促進土壤碳積累的機制。該研究系統闡明了熱帶海岸臺地造林過程中“樹種多樣性—土壤磷有效性—微生物過程—土壤碳積累”之間的聯動機制，強調了在熱帶退化地區造林時應優先選擇多樹種混合配置，并重視土壤磷素的動態監測與管理。研究人員建議，未來熱帶森林恢復項目應注重樹種搭配，尤其是引入具有固氮能力的樹種，以增強土壤養分循環，激活微生物群落，從而實現更高效、更持續的土壤碳匯增匯與生態系統恢復目標。這項研究不僅深化了對熱帶森林碳—磷耦合機制的理解，也為全球氣候變化背景下的森林管理與生態修復提供了實踐路徑。相關研究成果以“Accelerated soil carbon accumulation in an afforested multispecies forest compared with a monoculture driven by larger soil phosphorus mobilization”為題發表在國際學術期刊Journal of Environmental Management（《環境管理雜志》）上，中國科學院華南植物園鶴山站助理研究員李悅為論文第一作者，劉占鋒研究員為通訊作者。研究獲得了廣東省基礎與應用基礎研究旗艦項目和國家自然科學基金等資助。論文地址：https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2025.127955
近日，中國科學院華南植物園正高級工程師、BGCI中國項目辦公室文香英，北京植物園（現國家植物園北園）原園長、教授級高級工程師趙世偉和國家植物園科普館副館長，副研究館員陳紅巖主譯的《BGCI植物園規劃、建設與管理指南》，由廣東科技出版社正式出版發行，著名植物學家洪德元院士作序推薦。1998年，國際植物園保護聯盟（BGCI）出版《達爾文植物園技術手冊》（The Darwin Technical Manual for Botanic Gardens），詳細介紹了植物園從規劃到管理的全套技術。在此基礎上，BGCI區域項目主任Joachim Gratzfeld先生于2016年匯編了“植物園建設規范”的更新升級版：From ldea to Realisation: BGCI's Manual on Planning,Developing and Managing Botanic Gardens。該書是全球植物園管理人員對植物園規劃、建設和管理等技術支持請求的直接回應，也是對過去20多年來世界植物園和樹木園日益增長的重要性、復雜性和多樣性的回應。書中涉及的內容涵蓋了與當今植物園的建設和管理有關的廣泛主題，包括新建一個植物園如何選址、如何規劃、如何建設、如何管理以及現有植物園如何進行改造等，各個環節都有供參考的相關國際優秀案例，為指導我國植物園的建設與管理、促進我國植物園與國際接軌提供重要參考。《BGCI植物園規劃、建設與管理指南》的出版，旨在提供植物園相關指導和最新信息。同時，作為我國首部植物園規劃設計、運營管理專業書，該書出版填補了植物園規劃發展運營管理工具書的空白，為指導我國植物園的建設與管理、促進我國植物園與國際接軌提供重要參考。作為一部綜合性指導，本書所提供的指導適用于擬新建、最近建立或者已經建立但需要改造提升的、亟需經驗與專業知識的植物園；尋求植物園管理方面的內容，作為其持續發展建設或專業評估的植物園；希望開闊視野、了解自身角色和植物園整體工作之間關系的植物園工作人員；有意向支持植物園、綜合遷地及就地保護舉措的環保組織、政府機構、企業及個人等。
近日，中國科學院南海海洋所林間院士團隊聯合中國地質大學、國家自然災害防治研究院，在青藏高原東緣鮮水河斷裂帶取得新認識：北西段鮮水河斷裂正把“地震能量”分流給八美—康定段的次級斷裂，其中折多塘斷裂西北段左旋走滑速率高達6.7 ± 1.4 mm/yr、正逐漸成為區域主要應變通道。成果“Normal Faults and Tectonic Model of the Bamei-Kangding Segment Within the Southern Xianshuihe Fault Zone in Eastern Tibet”發表于國際期刊Tectonics，博士生張志文為論文第一作者，導師楊曉東為論文通訊作者。鮮水河斷裂帶是青藏高原東緣最活躍的左旋走滑斷裂之一，歷史上曾發生多次7級以上強震。其八美—康定段順時針旋轉約25°，并分叉成數條次級斷裂。研究團隊利用衛星影像、厘米級無人機地形、10Be宇宙成因核素與光釋光（OSL）測年，首次定量約束木格措南斷裂和折多塘斷裂西北段的晚第四紀滑動速率：木格措南斷裂分南北兩支，合計年左旋走滑2.3毫米，垂直分量向北加大；折多塘斷裂西北段年左旋走滑6.7毫米，向東南逐漸減弱，在折多山地區展示出高于其他分支的滑動速率，表明其正逐漸接替色拉哈斷裂，成為區域主要能量通道。研究認為，北西段鮮水河斷裂與康定以南的磨西斷裂在空間上呈左旋左階排列，從而在八美—康定拐彎段形成“釋放型階區”，導致局部拉張環境。木格措湖（水深約30米，位于約600米深的構造洼地）以及沿著木格措南斷裂、折多塘斷裂觀察到的8-10米高的斷層陡坎正是這種拉張環境的直接證據。階區內雅拉河斷裂，色拉哈斷裂，折多塘斷裂，以及木格措南斷裂呈現右階排列格局。該研究為評估鮮水河斷裂帶未來地震危險提供了新的定量依據，對認識大型走滑斷裂的應變分配與次級斷層成因具有普遍意義，對沿線城市建設以及國家重點工程的抗震設防具有重要參考價值。圖1 研究區斷裂構造與地震分布圖2 木格措南斷裂的地形地貌表現與位移估算圖3 鮮水河斷裂帶八美-康定段的InSAR地表形變觀測與三維結構特征本研究得到國家自然科學基金項目、國家留學基金委和海南省外國專家項目等聯合資助。論文信息：Zhang,Z.,Ren,J.,Wang,S.,Yang,X.*,Bell,R. E.,Lv,Y.,Xu,Z.,& Xu,X.,2025. Normal Faults and Tectonic Model of the Bamei–Kangding Segment Within the Southern Xianshuihe Fault Zone in Eastern Tibet. Tectonics,44,e2025TC008925.原文鏈接：https://doi.org/10.1029/2025TC008925.
