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????近日，中國科學院廣州地球化學研究所王新明研究員和張艷利研究員團隊與北京大學城市與環境學院沈國鋒研究員團隊合作，在National Science Review（《國家科學評論》,NSR）發表題為“Combustion-related isoprene contributes substantially to the formation of wintertime secondary organic aerosols”的研究論文。研究建立了包含燃燒源排放的中國異戊二烯排放清單，并模擬了2000年至2016年中國異戊二烯對二次有機氣溶膠的貢獻，揭示了燃燒源異戊二烯排放對冬季二次有機氣溶膠形成的重要作用。異戊二烯排放核算和清單????中國的異戊二烯總排放量從2000年的5.9 Tg增加到2016年的12.6 Tg，主要來自天然源排放。2016年，與燃燒相關的異戊二烯排放量僅為14.8（10.6-19.0）Gg，較2000年52.0（39.1-65.7）Gg明顯下降。這種下降趨勢的主導原因是居民電氣化水平提升，生活能源從傳統的生物燃料向天然氣和電力等清潔能源的清潔轉型。????異戊二烯排放存在顯著的空間差異（圖1）。異戊二烯排放較高的區域主要位于中國南部和東北部地區，這些地區分布著廣泛的闊葉林，而青藏高原西部和西北部地區的天然源排放要低得多，且天然源排放的空間格局在近二十年變化不大。與天然源相比，每年與燃燒相關的異戊二烯排放很少；但在冬季，尤其是北方和西部嚴寒地區，來自生物質燃燒和燃煤等燃燒源排放的異戊二烯相對貢獻顯著提升。冬季，與燃燒相關的異戊二烯排放約占異戊二烯總排放的32-80%。圖1、 2000年（a）和2016年（b）異戊二烯年排放總量的空間分布；以及2000年2月（c）和2016年2月（d）與燃燒相關的異戊二烯排放量占異戊二烯總排放量的比例。基于新排放清單的二次有機氣溶膠模擬????為了量化燃燒相關異戊二烯形成的二次有機氣溶膠（SOA），研究用WRF/CMAQ基于僅含天然源相關排放的清單，和同時包含燃燒源與天然源排放的新清單對大氣氣溶膠進行了建模模擬。????對比模型模擬結果和觀測的冬季二次有機氣溶膠結果，若不考慮燃燒相關的異戊二烯排放會導致對異戊二烯生成SOA的嚴重低估；而加入燃燒相關的異戊二烯排放后，模擬結果顯著改善（圖2）。基于更新清單的模擬結果，不僅在數值上與觀測結果更接近，對SOA空間格局的刻畫也與實際情況更吻合。????在冬季，燃燒相關的異戊二烯排放顯著影響SOA濃度。與僅考慮天然源異戊二烯排放的清單相比，基于新清單對冬季異戊二烯生成SOA的模擬結果?，全國平均增加了0.4 μg/m3，在夏季，基于新清單或舊清單的模擬結果差異不大（<0.1μg/m3）。但在冬季，這一影響要大得多，中國東北和四川盆地等地區異戊二烯生成的SOA增加了1.5 μg/m3。圖2、（a）異戊二烯生成SOA觀測點位圖。顏色代碼則表示2013年冬季，采用新清單模擬得到的異戊二烯生成SOA濃度；（b） 12個觀測地點的異戊二烯生成SOA觀測值和采用舊/新清單得到的模擬值比較。異戊二烯生成SOA的歷史變化趨勢????從2000年到2016年，與燃燒相關的異戊二烯排放明顯減少。相應地，異戊二烯生成的SOA，無論是在質量濃度還是相對貢獻方面，也隨之下降。圖3為2000-2016年期間冬季燃燒源異戊二烯生成SOA的歷史變化趨勢，從2000年的3.0 μg/m3下降到2016年的1.2?μg/m3。不同區域降輻不同，華北地區燃燒源異戊二烯冬季形成的SOA減少約75%，華南地區則減少約50%。值得注意的是，燃燒源異戊二烯形成SOA的減少幅度與燃燒源異戊二烯排放的減排量并不呈現線性比例，如中國東北地區，從2000年到2016年，與燃燒源異戊二烯排放量減少了80%以上，而由燃燒源異戊二烯產生的SOA僅減少了約20%，這一差異與同期影響?SOA生成的氮氧化物等的變化輻度有關。氮氧化物等氣態前體物的降低會導致異戊二烯生成SOA的途徑發生轉變，從而影響了SOA的產率。圖3、舊清單、新清單中冬季異戊二烯生成SOA濃度（μg/m3）的歷史變化及其差異。?本研究受到國家自然科學基金創新研究群體項目、國家自然科學基金優秀青年基金項目（42022023）、國家重點研發計劃、中國科學院青年創新促進會、廣東省科技廳等項目的聯合資助。相關成果發表在國際學術期刊《National Science Review》上。相關論文信息：Zhang Yanli,Yatai Men,Hao Guo,Guofeng Shen*,Yang Gao,Rui Xiong,Shu Tao,Xinming Wang* (2025),Combustion-related isoprene contributes substantially to the formation of wintertime secondary organic aerosols,National Science Review,12(3),nwae474. https://doi.org/10.1093/nsr/nwae474.

2025-02-21

中國社會科學院重大創新項目“健全綠色低碳發展機制研究”啟動會在北京舉行

2月20日，中國社會科學院重大創新項目“健全綠色低碳發展機制研究”啟動會在北京舉行。中國科學院廣州能源研究所能源戰略與碳資產研究中心王文軍研究員牽頭負責課題四“碳排放雙控考核制度下碳市場擴容及多市場協同耦合機制”研究。生態環境部應對氣候變化司副司長陸新明、第十四屆全國人大常委會委員、中國科學院科技戰略咨詢研究院碳中和戰略研究中心主任王毅研究員，國家氣候中心主任巢清塵研究員，北京大學碳中和研究院副院長張海濱教授，中國社會科學院生態文明研究所所長張永生研究員作為評議專家參加了啟動會。中國社會科學院科研局及相關研究所工作人員、項目組成員30多人參加會議。張永生主持會議。2月20日，中國社會科學院重大創新項目“健全綠色低碳發展機制研究”啟動會在北京舉行。中國科學院廣州能源研究所能源戰略與碳資產研究中心王文軍研究員牽頭負責課題四“碳排放雙控考核制度下碳市場擴容及多市場協同耦合機制”研究。生態環境部應對氣候變化司副司長陸新明、第十四屆全國人大常委會委員、中國科學院科技戰略咨詢研究院碳中和戰略研究中心主任王毅研究員，國家氣候中心主任巢清塵研究員，北京大學碳中和研究院副院長張海濱教授，中國社會科學院生態文明研究所所長張永生研究員作為評議專家參加了啟動會。中國社會科學院科研局及相關研究所工作人員、項目組成員30多人參加會議。張永生主持會議。項目首席專家、中國社會科學院生態文明研究所陳迎研究員介紹了項目的背景、框架、研究基礎、主要目標等。王文軍在會上匯報了課題四的研究意義、思路、擬解決的關鍵問題及準備采用的研究方法、研究特色和潛在的創新之處等。她表示，碳排放“雙控”管理制度作為“命令-控制型”政策工具，與碳市場在多個管理環節上存在交叉和摩擦；識別關鍵障礙、提出解決方案，促進兩種機制合力服務經濟高質量發展是本課題的研究價值所在。其他課題負責人分別圍繞“煤炭清潔高效利用的技術發展路徑、經濟社會綜合效益及政策需求”“完善新能源消納和調控政策措施”“建立能耗雙控向碳排放雙控全面轉型新機制”“建立和完善轉型金融機制”等主題進行了詳細匯報。評議專家組對項目的研究基礎、框架設計、問題意識、理論和政策意義等予以肯定，并從不同視角對研究內容及開展思路提出具體指導意見和建議。項目負責人及各子項目負責人針對評議專家的意見和建議進行了回應。陳迎作總結講話，對各位專家表示感謝，并表示項目組將根據專家的指導建議對項目內容進行充實完善，高質量完成研究任務，通過多種渠道向國家有關部委報送內部研究報告，并發表理論成果。會議現場

2025-02-21

華南植物園發現擬南芥過氧化氫酶及活性氧穩態調控機制

干旱脅迫嚴重制約著植物的生長發育，并導致世界范圍內作物減產。為應對日益嚴重的干旱脅迫，解析植物抗旱機理選育耐旱作物迫在眉睫。干旱脅迫導致包括過氧化氫(H2O2)?在內的活性氧?(ROS)?失衡，影響植物的生長發育。過氧化氫酶?(CAT)?可以靶向H2O2分解從而維持體內活性氧穩態。解析過氧化氫酶的調控機制，有利于深入明晰活性氧平衡植物生長發育和環境耐受性的分子機理，對提高農作物耐旱性和保障世界糧食安全具有重要意義。為探索過氧化氫酶的調控機制，中國科學院華南植物園鄧書林研究員團隊以過氧化氫酶2(Catalase 2，CAT2)為誘餌，通過酵母文庫篩選的方法發現一個RING型E3泛素連接酶，命名為CIRP1(Catalase Interacting RING Protein 1)。CIRP1與CAT2和CAT3存在相互作用，也可以泛素化修飾并促進CAT2和CAT3通過26S蛋白酶體途徑降解。植物表型實驗證明，在干旱和氧化脅迫條件下，CIRP1在CAT2和CAT3的上游發揮功能。相關研究成果已近期發表在國際學術期刊Journal of Integrative Plant Biology（《植物學報》）（IF5年=9.3）上。中國科學院華南植物園博士后楊恒和副研究員張藝為論文共同第一作者，鄧書林研究員為論文通訊作者。研究得到國家自然科學基金和廣東省自然科學基金的資助。論文鏈接：https://doi.org/10.1111/jipb.13845.圖1. CIRP1泛素化降解CAT2/CAT3負調控植物對干旱和氧化脅迫耐受性圖2. CIRP1靶向CAT2/CAT3降解負調控植物對干旱和氧化脅迫耐受性模式圖

2025-02-19

廣州能源所研究成果獲評《工程熱物理學報》2024年優秀論文

近期，廣州能源所能源戰略與碳資產研究中心博士畢業生鄭勵行作為第一作者在《工程熱物理學報》上發表的《基于全生命周期評價的中國制氫路線能效、碳排放及經濟性研究》原創性研究成果獲評2024年優秀論文。論文深入探討了中國當下煤氣化制氫、天然氣重整制氫、丙烷脫氫、風電制氫及光伏制氫等重要的制氫路線的技術經濟指標，通過對“原料→制氫→氫氣”過程中大量的技術參數的搜集與對比，建立了中國關鍵制氫路線的全生命周期數據清單，使不同制氫路線能效分析具有可比性，增加了丙烷脫氫的制氫路線評估，豐富了制氫路線全生命周期評估方法。近期，廣州能源所能源戰略與碳資產研究中心博士畢業生鄭勵行（現為研究所聯合培養博士后，合作導師汪鵬研究員）作為第一作者在《工程熱物理學報》上發表的《基于全生命周期評價的中國制氫路線能效、碳排放及經濟性研究》原創性研究成果獲評2024年優秀論文。論文深入探討了中國當下煤氣化制氫、天然氣重整制氫、丙烷脫氫、風電制氫及光伏制氫等重要的制氫路線的技術經濟指標，通過對“原料→制氫→氫氣”過程中大量的技術參數的搜集與對比，建立了中國關鍵制氫路線的全生命周期數據清單，使不同制氫路線能效分析具有可比性，增加了丙烷脫氫的制氫路線評估，豐富了制氫路線全生命周期評估方法。本研究以全生命周期評價（LCA）方法，深入分析了五種制氫技術路線：煤氣化制氫、天然氣重整制氫、丙烷脫氫制氫、風電制氫和光伏制氫。研究從能效、能量轉換效率、碳排放、成本等多維度進行了評估，旨在為我國氫能產業的未來發展提供數據支持和理論指導。通過全面對比，研究揭示了不同制氫技術在各個指標上的表現差異，尤其是在節能減排和經濟性方面，為中國氫能技術選擇和政策制定提供了新的視角。圖 1 本研究所包含制氫技術路線及系統評價邊界研究結果表明，不同制氫路線在能源消耗和碳排放方面存在顯著差異。若不將可再生能源視作能源投入，風電和光伏制氫的能耗和碳排放最低，尤其是風電制氫，其能耗僅為天然氣重整制氫的1.6%，碳排放為煤氣化制氫的1.7%。這意味著，可再生能源制氫不僅在減少碳排放方面具有重要優勢，同時也具有顯著的節能潛力。盡管風電和光伏制氫在節能減排方面具備競爭力，然而當前它們的制氫成本較高，主要受到電力價格的影響。圖2 不同制氫路線綜合比較從經濟性角度來看，煤氣化制氫是目前成本最低的技術路線，其制氫成本約為7-12 CNY/kg (H2)，主要受煤炭價格和電價的影響。相比之下，天然氣重整制氫的成本在14-19CNY/kg (H2)之間，且受到天然氣價格和電價波動的影響較大。而丙烷脫氫的成本范圍為8-15CNY/kg (H2)，其成本主要由LPG價格和電價決定。盡管可再生能源制氫成本較高，但隨著技術的不斷進步和規模化應用，風電和光伏制氫的成本有望逐步下降，從而使其成為未來我國大規模制氫的主要技術路線。研究通過對不同制氫技術的全生命周期評估，揭示了各技術路線的優劣勢，尤其是在能源效率、碳排放和成本控制方面的差異，為政策制定者提供了科學的數據支持。其次，研究強調了可再生能源制氫的長遠發展潛力，雖然目前其成本較高，但隨著技術突破和風電、光伏等資源的進一步開發，可再生能源制氫將在未來成為大規模制氫的重要方式，助力我國實現低碳轉型和碳中和目標。此外，本研究還明確了不同地區能源資源的差異對制氫成本的影響。研究表明，煤氣化制氫在資源豐富的地區（如內蒙古、山東等）具有較高的經濟性，而在能源消費型地區（如廣東）則缺乏經濟性，反映出區域能源結構差異對制氫技術選擇的重要性。風電和光伏制氫的成本受電力價格的影響較大，在資源較豐富的地區，隨著可再生能源技術的成熟和規模化應用，風電和光伏制氫有望實現成本下降，從而促進其在大規模制氫中的應用。

2025-02-19

南海海洋所在海洋模式并行異構加速研究取得新進展

近日，南海海洋所儀器中心聯合山東科技大學，成功研發出基于OpenACC的GPU加速并行POM（Princeton Ocean Model）模式，相關研究成果以“Parallel Princeton Ocean Model based on OpenACC”為題，發表在國際知名期刊Environmental Modelling & Software上，該項技術為高精度海洋數值模擬與實時預報提供了新一代高效能計算解決方案，南海海洋所高級工程師周巍為論文通訊作者，山東科技大學碩士研究所生王意寧為論文第一作者，研究團隊還包括山東科技大學副教授李秉天等科研骨干。隨著海洋建模對空間分辨率與物理過程復雜度的雙重需求不斷提升，傳統串行POM的計算效率已難以滿足實際應用需求。研究團隊通過并行計算區域選擇、數據傳輸優化和計算模式調整等多維度優化策略，對經典POM代碼實施系統性重構。實測數據顯示，該并行版本在不同時空尺度的模擬實驗中均實現45倍加速比，較傳統并行方法展現出顯著優勢。值得關注的是，研究進一步揭示了GPU加速性能的關鍵制約因素——通過引入Nsight Systems性能分析工具，團隊發現數據傳輸環節存在顯著瓶頸，進而針對性優化了CPU-GPU間的數據傳輸策略，成功將冗余數據拷貝降低37.2%。此外，研究對比論證了OpenACC相較于其他并行方案的技術特性，其獨特的指令制導并行模式在保證代碼可維護性與跨平臺移植性的同時，大幅降低了并行化改造成本，使得非專業開發人員也能快速構建高效并行計算環境。圖1 本研究相較于原始POM代碼的優勢圖2 不同分辨率下串行和并行實現的運行時間研究團隊下一階段將重點推進三方面工作：深化POM代碼架構優化，構建多GPU協同計算架構；拓展該并行系統在強非線性海洋過程的模擬應用；開展跨平臺硬件適配測試，全面評估OpenACC方案的擴展性與普適性。該研究獲得中國科學院儀器設備功能開發技術創新項目、熱帶海洋環境國家重點實驗室自主研究項目以及國家自然科學基金的聯合資助，關鍵技術驗證依托南海海洋研究所超算平臺完成。論文信息:Wang,Y.,Li,B.,Zhou,W.,Ge,Y.,2025. Parallel Princeton Ocean Model based on OpenACC. Environ. Model. Softw. 106370.論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.envsoft.2025.106370

2025-02-19

亞熱帶所在稻田土壤碳鐵耦合固碳機制研究取得系列進展

稻田生態系統作為重要的陸地碳匯系統，其碳固定效能的提升對應對全球氣候變化具有重要科學價值和應用前景。鐵礦物作為土壤有機碳（SOC）的關鍵賦存介質，通過表面絡合與化學共沉淀作用固定了全球約33.5%的SOC。稻田淹水條件下，微生物異化鐵還原過程會導致鐵結合態碳的釋放與再礦化，這一生物地球化學過程構成了稻田系統碳-鐵耦合循環的關鍵限速步驟。因此，系統闡明稻田土壤中碳鐵耦合驅動的有機碳轉化與穩定機制，不僅可為構建稻田土壤有機碳增匯技術提供理論依據，更能為全球碳中和目標的實現提供重要理論支撐。稻田生態系統作為重要的陸地碳匯系統，其碳固定效能的提升對應對全球氣候變化具有重要科學價值和應用前景。鐵礦物作為土壤有機碳（SOC）的關鍵賦存介質，通過表面絡合與化學共沉淀作用固定了全球約33.5%的SOC。稻田淹水條件下，微生物異化鐵還原過程會導致鐵結合態碳的釋放與再礦化，這一生物地球化學過程構成了稻田系統碳-鐵耦合循環的關鍵限速步驟。因此，系統闡明稻田土壤中碳鐵耦合驅動的有機碳轉化與穩定機制，不僅可為構建稻田土壤有機碳增匯技術提供理論依據，更能為全球碳中和目標的實現提供重要理論支撐。基于上述目標，中國科學院亞熱帶農業生態研究所吳金水團隊，構建并完善了適合水稻土的碳同位素示蹤技術、界面可視化技術、有機碳分解源解析和碳匯功能模型計算等系列方法體系，系統解析了稻田土壤碳鐵耦合驅動的有機碳轉化與固持過程機制。相關成果發表于Global Change Biology（2022）、Soil Biology and Biochemistry (2023,2024,2025)、Science of the Total Environment (2024a,b)等國際權威期刊。進展一：水稻根表鐵膜的碳“銹匯”機制和功能根際沉積碳輸入土壤后，首先與根際鐵氧化物接觸并被逐步吸附固定，但目前對于“根系-微生物-土壤”多界面的水稻根際熱區的碳鐵耦合動態過程機制還尚不清楚。本研究以碳鐵循環過程最活躍的水稻根際為研究對象，應用界面可視化技術（原位酶譜、平面光電極等），解析根表鐵膜形成及其對根際沉積碳的固持效應及作用機制。研究表明在水稻根系處可以形成根表鐵膜，主要通過以下過程有效固定有機碳：水稻根系釋放的氧氣引起了二價鐵氧化為三價鐵沉淀，有機碳可以與非晶質鐵共沉淀，并阻止微生物礦化。添加二價鐵可以有效促進根表鐵膜形成，增加固碳效率。該研究預估了全球每季水稻共有130 Mg C通過根表鐵膜進行積累，表明在長期水稻種植條件下，新穩定的碳是土壤原有碳庫的重要補充，對于更加全面的認識稻田土壤有機質固定機制及實現“碳中和”路徑具有重要意義。進展二：鐵還原過程調控水稻根際激發效應強度水稻根際沉積碳是土壤有機碳庫的重要輸入源，但也會通過激發微生物代謝活性加速土壤有機碳的分解礦化，產生的正向激發效應。土壤活性鐵氧化物可吸附固定新輸入的根際碳組分，形成物理化學保護屏障以降低其生物可利用性。為了研究鐵氧化物對根際沉積碳的保護、和對土壤有機碳礦化及其根際激發效應的影響，本研究通過13CO2連續標記水稻盆栽試驗體系，引入腐植酸作為電子穿梭介質促進異化鐵還原過程，探討Fe(III)還原-有機碳釋放過程對根際激發效應的調控機制。結果表明腐植酸加入使水稻根際激發效應強度增加了約25%。根系生長與Fe(III)還原過程協同刺激了根際CO2排放總量，但該過程不受微生物生物量與酶活性變化的影響。分析發現土壤中活性鐵氧化物通過物理保護作用降低有機質的微生物分解，而腐植酸通過加速Fe(III)還原，增加鐵氧化物保護有機碳的釋放，進而提高根際激發效應強度，所以Fe(III)還原與團聚體物理保護共同控制著微生物難接觸有機碳向生物可利用有機碳的非生物轉化過程，從而調控土壤有機碳的微生物分解礦化；研究結果揭示了活性鐵礦物的還原是釋放物理化學保護態有機質的限速步驟，其動態過程最終決定水稻根際激發效應的強度。進展三：碳鐵復合物對稻田土壤有機碳的保護效應與機制傳統研究受限于鐵-碳復合物與土壤基質的不可分離性，難以定量解析鐵礦物類型及碳負載量等關鍵參數對碳鐵復合物穩定性及土壤原有碳礦化的影響。本研究采用同位素示蹤技術構建了不同鐵礦物類型及碳負載量梯度的多形態碳鐵復合物體系，借助室內模擬培養試驗，系統解析了2線（低結晶度）和6線（較高結晶度）水鐵礦結合態葡萄糖（高/低碳負載量）及土壤原有碳的礦化特征。結果發現：2線水鐵礦結合態葡萄糖的累積礦化率較6線水鐵礦高21%，證實結晶度增加顯著降低鐵結合有機碳的生物有效性；碳鐵復合物輸入導致負激發效應（-0.33%~-0.55% SOC），顯示鐵礦物對SOC的保護作用；CO2激發效應強度與鐵礦物結晶度呈負相關，而CH4激發效應受碳負載量呈正相關。研究明確了鐵礦物通過降低其結合的碳被礦化并抑制土壤有機碳礦化，進而促進稻田土壤有機碳積累，且碳積累效應取決于鐵礦物的結晶度以及碳負載量。基于鐵礦物單位碳負載量產生的土壤凈碳平衡（即碳鐵復合物的固碳效率），發現6線水鐵礦結合態葡萄糖的固碳效率比2線水鐵礦高51%。這主要歸因于高結晶度鐵礦物更強的有機碳保護能力，其通過限制微生物接觸鐵保護的有機碳，使其結合碳的礦化率和SOC激發效應強度分別降低29%和67%。同時，碳鐵復合物的固碳效率隨碳負載量增加呈下降趨勢，表明碳鐵復合物的穩定性和碳負載量共同構成富鐵水稻土固碳效率的關鍵調控因子。進展四：鐵氧化物形態與結合方式對有機碳穩定性的協同調控借助厭氧培養實驗，系統對比針鐵礦與水鐵礦通過吸附和共沉淀形式形成的碳鐵復合穩定性差異：低結晶度的水鐵礦結合葡萄糖礦化率顯著高于高結晶度針鐵礦處理，這與前者更易被還原的特性密切相關。四種碳鐵復合物中，共沉淀態的針鐵礦-有機碳復合物表現出最優的固碳效果：相較于游離葡萄糖處理，其13C-CO2礦化量減少17~41%，13C-CH4礦化量降低21~61%，該類型碳鐵復合物具有最長有機碳駐留時間和最低礦化速率，且綜合溫室效應（CO2當量）下降幅度達62~71%。游離葡萄糖處理引發了CO2負激發效應和CH4正激發效應，而鐵結合葡萄糖處理則呈現相反的激發效應模式。這種差異可能源于鐵氧化物既作為電子受體參與鐵還原過程，又通過磷固定加劇微生物養分限制。鐵氧化物形態對SOC穩定性的影響強于其與有機碳的結合方式。高結晶度的針鐵礦一方面延緩鐵還原速率，另一方面降低土壤有效磷的生物可利用性，進而降低SOC分解速率，提高其穩定性。綜上，這些發現系統揭示了水稻土鐵氧化物對根際沉積碳的保護機制，闡明了鐵氧化物結晶度與有機碳結合方式及碳負載量對SOC積累的協同調控機制。從農業管理角度而言，促進土壤中高結晶度鐵氧化物通過共沉淀方式與有機碳結合，不僅能有效提升SOC固存能力，還可通過降低CH4等溫室氣體排放，顯著緩解稻田生態系統對全球變暖的貢獻。這些發現為通過鐵碳耦合調控實現農業碳中和目標提供了重要的理論依據。論文鏈接：1?2?3?4?5?6水稻根際鐵氧化物固碳的生物與非生物機制（Global Change Biology,2022）鐵還原對水稻土有機碳礦化及其根際激發效應的調控機制(Science of the Total Environment,2024a)碳鐵復合物降低其結合碳釋放與礦化并誘導負激發效應的概念模型 (Soil Biology and Biochemistry,2023)碳鐵復合物的固碳效率隨鐵礦物結晶度和碳負載量的變化規律 (Soil Biology and Biochemistry,2025)厭氧條件下鐵氧化物形態對碳鐵復合物穩定性及土壤激發效應的影響機制(Soil Biology and Biochemistry,2024)厭氧條件下碳鐵復合物結合形式對其結合態碳釋放與礦化的影響(Science of the Total Environment,2024b)

2025-02-18

華南植物園發表英文專著：中國絹蒿亞屬（菊科）的分類修訂

蒿屬絹蒿亞屬（Artemisia subgenus Seriphidium）是菊科春黃菊族(Asteraceae—Anthemideae)中最具多樣性的類群之一。該亞屬主要分布于中亞及我國西北的干旱、寒冷的高山和荒漠地區，具有良好的耐旱、耐寒及抗鹽堿特性，能以其獨特的適應性、藥用價值、生態功能和遺傳多樣性為科學研究和植物資源利用提供豐富的材料。然而，由于歷史上在文獻和標本考證方面不足，性狀觀察不夠全面與深入，且受限于野外調查的困難，導致我國該亞屬存在名實不符、物種界定模糊等諸多亟待解決的分類學問題。為解決上述問題，中國科學院華南植物園聯合國內外科研團隊開展了針對中國絹蒿亞屬的系統性研究。近期，該研究成果以專著形式（書名：A Taxonomic Revision of Artemisia subgenus Seriphidium (Asteraceae—Anthemideae) in China）發表在國際植物分類學期刊Phytotaxa（《植物分類學》）上。該書詳細介紹了絹蒿亞屬的分類歷史、形態學及分子系統學等方面的研究進展。在分類處理方面，主要包括描述了一個新種Artemisia neolehmanniana，提出了兩個新組合，并將九個絹蒿亞屬物種從中國植物區系中剔除，最終確認我國有絹蒿亞屬29種。此外，專著為每個物種提供了詳細的異名引證、形態描述、物候、生境、地理分布和海拔信息，及分類學評述等方面的信息。為了增強該專著的科學性與實用性，該書還為每個物種提供了模式照片和地理分布圖，并為大多數物種配備了精美的野外形態照片及解剖圖。該專著的第一作者為華南植物園博士后金光照，葛學軍研究員和中國科學院新疆生態與地理研究所的馮纓研究員為共同通訊作者，俄羅斯科學院科馬洛夫植物研究所Mariya Sheludyakova和烏茲別克斯坦科學院植物研究所Ozodbek Abduraimov也參與了該研究。該研究得到了國家科技基礎資源調查專項和國家自然科學基金等項目資助。文章鏈接：https://doi.org/10.11646/phytotaxa.686.1.1圖1. 新球序絹蒿（Artemisia neolehmanniana G.Z. Jin）。A：野外植株，B：生境，C：葉片（從上到下：下部葉，中部葉，上部葉），D：復合花序。圖2. 新球序絹蒿（Artemisia neolehmanniana G.Z. Jin）的墨線圖（劉運笑繪畫）。A：植株，B1：外苞片（內側），B2：外苞片（外側），C1：中苞片（內側），C2：中苞片（外側），D：下部葉，E：葉毛被，F：頭狀花序，G：兩性花，F：兩性花（縱切）。

2025-02-13

華南植物園研究發現全球紅樹林恢復潛力巨大及經濟效益顯著

中國科學院華南植物園小良站生態研究團隊近日發布了一項關于全球紅樹林保護與恢復的最新研究成果。該研究表明，紅樹林不僅具有重要的生態價值，其經濟回報也遠超預期。紅樹林是地球上最獨特的生態系統之一，是重要的藍碳生態系統。研究指出，2019年全球紅樹林的生態系統服務價值（ESV）高達8940億美元，其中調節服務和供應服務分別占57.4%和19.7% （圖 1）。這些數據凸顯了紅樹林在調節氣候、保護生物多樣性和提供漁業資源等方面的不可替代作用。然而，研究發現，自1996年至2019年間，全球紅樹林的減少導致了約292億美元的生態系統服務價值凈損失。這意味著紅樹林的消失不僅對環境造成了嚴重破壞，還帶來了巨大的經濟損失。好消息是，恢復紅樹林的投資回報率驚人。在未來20年，預計紅樹林恢復將需要40億至521億美元的投資，但預期帶來的生態系統服務價值凈收益高達2310億至7250億美元。此外，通過藍碳交易，封存的19.4 Tg C 可能帶來0.69億至2.36億美元的額外收益。研究團隊還指出，紅樹林恢復項目的全球效益成本比（BCR）在6.35到15之間，顯示出極高的投資回報率。這表明，保護和恢復紅樹林不僅對環境保護至關重要，也是一項具有經濟可行性的投資。該研究成果為政策制定者、環保組織和公眾提供了重要的科學依據，強調了保護和恢復紅樹林的緊迫性和重要性。研究結果還填補了現有知識的空白，并為全球環境保護策略提供了新的視角。相關研究成果以“Getting the best of carbon bang for mangrove restoration buck”為題在線發表在綜合類學術期刊Nature Communications（《自然通訊》）上。中國科學院華南植物園可持續生態學團隊博士研究生張靖凡為論文的第一作者，研究方向負責人、小良站站長王法明研究員為論文通訊作者。該項研究得到國家自然科學基金項目、“一帶一路”國家與國際科學組織聯盟項目、國家重點研發計劃、中國科學院青年創新促進會項目和科技部“ONCE”海洋負碳排放大科學計劃資助。論文鏈接：https://doi.org/10.1038/s41467-025-56587-2圖1. 紅樹林提供的不同類別的生態系統服務價值。圖2. 全球紅樹林的生態系統服務價值變化。圖3. 全球紅樹林恢復所需要的投資以及通過藍碳交易獲得收益。圖4. 國家尺度的紅樹林恢復的收益投資比。

2025-02-13

華南植物園闡述植物與隱存傳粉昆蟲的協同演化

動植物傳粉互惠關系對于生物多樣性和生態系統服務功能的維持，以及農業生產具有十分重要的意義。夜行性昆蟲在夜間訪花，受到光線條件和人為活動周期的限制很容易被忽視，相對較為隱蔽。夜行性昆蟲的傳粉服務同樣具有很高的科學和應用價值，然而我們對其了解卻甚少。中國科學院華南植物園羅世孝研究員長期從事植物與傳粉昆蟲協同演化研究，發現了五味子科植物與傳粉松脂癭蚊（Schisandraceae–resin midges）、葉下珠科與葉下珠蛾（leafflowers–leafflower moths）兩類全新的植物與夜間傳粉昆蟲專性共生系統（Luo et al.,2010；2017a,b;2018）。進一步研究發現昆蟲與植物宿主之間存在物種特化的傳粉-寄生互作關系（Chheang et al.,2022），并且這種特化關系在物種內種群間存在一定的波動，形成地理尺度上馬賽克式的動植物互作關系（Hao et al.,2023;Hao et al.,2024）。鑒于研究組在植物與傳粉昆蟲協同演化領域的進展和貢獻，國際知名植物學主流期刊New Phytologist邀請羅世孝研究組撰寫Tansley Insight綜述文章，該文于近日以題為“New insights into coevolution between plants and their cryptic pollinators”的論文在線發表 (DOI: 10.1111/nph.20450)。Tansley Insight系列是為紀念 New Phytologist創刊人Arthur Tansley教授而設立，發表植物科學前沿和熱點領域的觀點文章。本文綜述了兩種新興的隱存的專性傳粉系統中動植物的互作模式、協同適應和協同演化機制，提出相關研究對農業與醫藥的重要價值，為研究植物與傳粉昆蟲協同演化提供了新視角。華南植物園助理研究員郝凱為論文第一作者，羅世孝研究員為通訊作者。該工作得到國家自然科學基金的資助。文章鏈接：https://nph.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/nph.20450圖1. 五味子科植物八角和黑老虎的花、果、傳粉癭蚊及人工栽培種群圖2. 五味子科植物-癭蚊和葉下珠科植物-葉下珠蛾系統中動植物的互作模式、協同適應、協同系統發生、互惠起源、協同演化機制以及未來的研究方向

2025-02-13

南海海洋所|首個紅樹林精準生態修復與成效評估技術團體標準發布

近期，由中國科學院南海海洋研究所牽頭主導編制的團體標準《紅樹林精準生態修復與成效評估技術規程》（T/CI 874–2025）由中國國際科技促進會標準化工作委員會批準發布、實施，并已在全國團體標準信息平臺發布（https://www.ttbz.org.cn）；該標準為我國首個紅樹林精準生態修復與成效評估技術標準，有望解決目前紅樹林精準生態修復與成效評估無技術規程可依的局面，進一步促進我國紅樹林保護和發展。紅樹林生態系統處于海陸動態交界面、周期性遭到海水浸淹的潮間帶環境，作為獨特的海陸邊緣生態系統，具有很高的生態、社會和經濟價值，尤其在發展近海漁業、凈化環境、固碳增匯等方面。由于全球氣候變化和人類活動雙重影響，如海平面上升、溫度異常和污染加劇等導致區域環境異常變化。2024年全球紅樹林聯盟（Global Mangrove Alliance）發布了《2024全球紅樹林狀況（The State of the Word’s Mangroves 2024）》報告，目前年全球約有1470萬公頃的紅樹林，與2005年聯合國糧農組織（FAO：The Word’s Mangroves 1980-2005）報告全球紅樹林有1700萬公頃相比，全球紅樹林面積凈減少230萬公頃，全球50%的紅樹林面臨崩潰的風險。因此，如何加快恢復受損紅樹林生態系統已成為國際海洋科學亟需解決問題之一，為了扭轉紅樹林退化和消失現狀，紅樹林的生態修復與保護已經成為了國際海洋科學研究領域中的熱點內容之一。目前，我國現有2.71萬公頃紅樹林，為更好地保護紅樹林，2020年中國政府發布了《紅樹林保護修復專項行動計劃（2020-2025年）》，預計到2025年中國紅樹林面積將達到3.6萬公頃，助力國家“雙碳”戰略實施。迄今為止，國內外都沒有紅樹林精準生態修復與成效評估規程，為了規范不同生境紅樹林生態修復與成效評估技術應用，迫切需要制定紅樹林精準生態修復與成效評估技術規程，進一步指導紅樹林精準生態修復與成效評估生產實踐，促進我國乃至南亞、東南亞紅樹林生態保護和生物資源可持續發展，助力國家海洋生態文明建設，支撐國家“一帶一路”倡議。《紅樹林精準生態修復與成效評估技術規程》中確立了紅樹林精準生態修復的原則和修復技術流程，包括不同生境（抗高溫、耐低溫、抗污染、抗沖淤和耐鹽）紅樹植物物種選擇、篩選與配置以及微生物修復群落配置等，給出了紅樹林精準生態修復的成效評估方法。該標準所提出的技術規程力求符合實際、便于操作，并符合國家有關法律法規的要求。確保了紅樹林精準生態修復與成效評估工作有標可依，填補了國家該領域標準的空白，為海洋生態文明建設提供技術支撐，促進紅樹林精準生態修復和成效評估工作發展，提升紅樹林的生態健康水平和功能服務效果。該規程適用于不同生境紅樹林精準生態修復與成效評估。團體標準編制的主要工作由中國科學院南海海洋研究所王友紹紅樹林研究團隊完成，廣東湛江紅樹林國家級自然保護區管理局、廣東雷州珍稀海洋生物國家級自然保護區管理局、廣東徐聞珊瑚礁國家級自然保護區管理局和溫州市洞頭區海洋經濟科技創新中心為該標準的參與編制單位。該標準的編制得到2024年綠美廣東生態建設重點任務保障專項資金項目、2021年南沙區高端領軍人才創新團項目、中國科學院A類戰略性先導科技專項（美麗中國生態工程）和國家自然科學基金重點項目等項目的資助和技術支持。廣東湛江紅樹林耐鹽、抗污染生態修復技術示范區浙江溫州紅樹林耐低溫、抗污染生態修復技術示范區廣東湛江紅樹林抗沖淤（抗風浪）生態修復技術示范區

2025-02-19