????在全球氣候變化背景下，熱帶森林樹(shù)種將遭遇降水格局變化的挑戰，包括雨季的推遲和極端降雨事件，這不僅對土壤水分和養分循環(huán)產(chǎn)生影響，還將改變植物的水分和養分的吸收和利用策略。熱帶地區普遍存在的高風(fēng)化土壤導致磷素匱乏，而降水格局的變化可能進(jìn)一步加劇這一問(wèn)題。在這種雙重壓力之下，植物的水分和養分響應機制亟需關(guān)注。????中國科學(xué)院華南植物園植被與景觀(guān)生態(tài)學(xué)研究組依托小良熱帶海岸生態(tài)系統研究站的熱帶次生林“降水格局變化”試驗平臺，以四種優(yōu)勢樹(shù)種竹節樹(shù)（Carallia brachiata）、叢花山礬（Symplocos poilanei）、鵝掌柴（Schefflera heptaphylla）以及楝葉吳萸（Tetradium glabrifolium）為研究對象，探究了這些樹(shù)種的水分吸收來(lái)源，分析了土壤和葉片磷組分在季節性降水處理下的變化，揭示了優(yōu)勢樹(shù)種在降水格局變化處理下的水分和養分的響應機制。????研究結果顯示，在雨季推遲的情況下，樹(shù)木明顯增加了對地下水的利用；而在雨季增雨的情況下，樹(shù)木則主要從40-60cm深度的土層吸收水分，減少了對0-40cm淺層土壤水分的吸收。此外，土壤磷組分對降水格局變化的響應比土壤總磷含量更為敏感。雨季推遲處理顯著(zhù)降低了土壤中可利用磷的含量，而雨季增雨處理則提升了土壤pH值和NH4+-N含量。降水格局變化通過(guò)影響土壤理化性質(zhì)和磷組分含量，間接影響了葉片磷組分的重新分配以及光合作用中氮、磷養分的利用效率，這些變化最終影響了植物的光合速率。此外，不同的優(yōu)勢樹(shù)種展現出各自應對環(huán)境水分可利用性變化的適應策略。????相關(guān)研究成果已近期發(fā)表在國際學(xué)術(shù)期刊Agricultural and Forest Meteorology（《農業(yè)與森林氣象學(xué)》）和Plant and Soil（《植物與土壤》）上。華南植物園何小芳博士為論文第一作者，王俊研究員等為通訊作者。上述研究得到國家自然科學(xué)基金等項目的資助。????論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.agrformet.2024.110138??????????????https://doi.org/10.1007/s11104-024-06774-9圖1.小良站降水格局變化試驗平臺布局及采樣時(shí)間圖2.降水格局變化對優(yōu)勢樹(shù)種水分吸收及其生理特征的影響圖3.降水格局變化對土壤和葉片磷組分動(dòng)態(tài)及其特征的影響
地球內部和表層系統是一個(gè)緊密相連的整體，地球內部和表層的物質(zhì)循環(huán)深刻影響了地球各圈層的物質(zhì)組成、結構和動(dòng)力學(xué)過(guò)程，還形成了人類(lèi)賴(lài)以生存的資源能源，同時(shí)對地球宜居性有著(zhù)決定性的作用。歐亞大陸碰撞、青藏高原隆升是新生代以來(lái)最顯著(zhù)的地質(zhì)構造事件，對全球氣候變化有著(zhù)至關(guān)重要的影響。青藏高原上有廣泛的新生代火山活動(dòng)，這些火山噴發(fā)釋放的大量二氧化碳（CO2）可能是驅動(dòng)全球氣候變化的關(guān)鍵因素。然而，歐亞大陸碰撞期間的深部碳循環(huán)過(guò)程如何影響火山活動(dòng)的CO2排放通量，仍有待進(jìn)一步研究。近日，中國科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所博士后王健在唐功建研究員和王強研究員的指導下，對青藏高原西昆侖地區的新生代超鉀質(zhì)火山巖及其所攜帶的地幔包體進(jìn)行了系統研究。研究發(fā)現，該區域地幔包體中含有大量的原生碳酸鹽礦物（如方解石和白云石）及CO2氣泡，證明青藏高原巖石圈地幔極其富碳。結合該區域火山巖的Mg?Zn?Mo同位素組成及地球物理資料，確認這些富碳成分可能直接來(lái)自俯沖再循環(huán)的印度大陸地殼。研究認為，在長(cháng)期的歐亞大陸碰撞中，持續俯沖的印度大陸板塊將大量富含碳的沉積物引入到青藏高原的巖石圈地幔中，通過(guò)交代反應將碳酸鹽礦物轉變成CO2，并最終影響火山活動(dòng)的CO2排放通量（圖1）。該研究揭示了歐亞碰撞過(guò)程中重要的碳循環(huán)機制，對于理解地球深部與表層的物質(zhì)循環(huán)及其與氣候變化之間的關(guān)聯(lián)有重要啟示。上述研究得到了國家自然科學(xué)基金青年基金項目和青藏高原第二次科考等的資助，相關(guān)成果發(fā)表在國際知名地球科學(xué)期刊《Geology》上。圖1：歐亞碰撞中的碳循環(huán)過(guò)程及估算的碳循環(huán)通量論文信息:Wang,J (王健),Sebastian Tappe,Wang,Q (王強),Li,J (李杰),Zou,Z.-Q (鄒宗琪),Tang,G.-J* (唐功建). 2024. Carbon cycling during the India-Asia collision revealed by δ26Mg–δ66Zn–δ98Mo evidence from ultrapotassic volcanoes in NW Tibet: Geology,https://doi.org/10.1130/G52267.1.論文鏈接：https://doi.org/10.1130/G52267.1
氮是大多數海洋生態(tài)系統浮游植物光合作用最重要的限制性元素之一，其來(lái)源與遷移轉化過(guò)程在調控海洋初級生產(chǎn)力、生物泵運轉效率和生源要素的生物地球化學(xué)過(guò)程中扮演著(zhù)極其關(guān)鍵的作用，并和全球氣候變化之間有著(zhù)密切的聯(lián)系。闡明全球變化背景下海洋氮循環(huán)的現代過(guò)程、重建歷史時(shí)期海洋氮循環(huán)的演變進(jìn)程及其對氣候變化的響應是當前海洋生物地球化學(xué)和全球變化領(lǐng)域的關(guān)鍵問(wèn)題之一。海洋氮穩定同位素(δ15N)信號包含了關(guān)鍵的生物地球化學(xué)信息，并且可以通過(guò)顆粒物沉降傳遞保存在海洋沉積物中，進(jìn)而用以反演地質(zhì)歷史時(shí)期海洋生物地球化學(xué)循環(huán)和海洋環(huán)境演變。海洋沉積物中總氮同位素(δ15Nbulk)通常作為海洋上層水體氮循環(huán)的替代指標，用于重建與反演過(guò)去氮生物地球化學(xué)過(guò)程。然而，由于受到陸源無(wú)機氮（主要為礦物晶格氨）的影響，利用沉積物巖心δ15Nbulk重建陸架邊緣海區氮循環(huán)演化歷史往往存在問(wèn)題。南海是西太平洋最大的邊緣海，其對氣候環(huán)境變化的響應十分敏感，同時(shí)也是邊緣海氮循環(huán)研究的理想場(chǎng)所。盡管一些新型載體（包括浮游有孔蟲(chóng)、源氨基酸和有機氮）的氮同位素成功揭示了南海溫躍層硝酸鹽氮同位素在軌道尺度上的變化過(guò)程，但由于高分辨率沉積記錄的缺乏，目前在亞軌道和千年尺度上南海水體氮循環(huán)演變及其主要調控機制仍不清楚。此外，源自西太平洋的黑潮水入侵也在調節現代南海上層水體氮動(dòng)力學(xué)過(guò)程中扮演了重要作用，但對于歷史時(shí)期其對邊緣海上層水體氮循環(huán)的影響及控制機制尚未被充分認識。針對上述科學(xué)問(wèn)題，中國科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所穩定同位素地球化學(xué)學(xué)科組的葉豐副研究員、王利偉博士生、韋剛健研究員等人在剔除沉積物無(wú)機氮干擾的基礎上，對南海北部陸坡邊緣區獲取的高分辨率連續沉積物巖芯 (NH07) 樣品進(jìn)行了有機氮同位素(δ15Norg)分析，同時(shí)結合海洋古生產(chǎn)力和陸源輸入等地球化學(xué)指標（圖1）重建了末次冰消期以來(lái)南海北部水體氮循環(huán)的演化歷史，通過(guò)與全球海區氮同位素沉積記錄的比較綜合探討了其對氣候環(huán)境變化的響應機制。研究結果表明：(1) 在末次冰消期和早全新世，海洋沉積物δ15Norg對不同氣候特征時(shí)期（冷期如海因里希1期(HS1)和新仙女木(YD)事件、暖期如博令-阿勒羅德期(B/A)和早全新世(EH)）具有顯著(zhù)的響應特征，南海北部上層水體氮動(dòng)力過(guò)程主要由自東向西傳輸的熱帶東太平洋水體硝酸鹽信號和低海平面時(shí)期陸源物質(zhì)輸入影響，并受到北太平洋中層水形成和東亞冬季風(fēng)強度的調控；(2) 中全新世以來(lái)(MH-LH)，南海北部水體氮循環(huán)過(guò)程逐漸受到不斷增強的海洋固氮作用影響，而固氮作用由厄爾尼諾事件控制的入侵南海的黑潮水強度所調控（圖2）。上述研究結果對于理解全球變化背景下海洋生物地球化學(xué)循環(huán)演變過(guò)程以及預測未來(lái)的變化趨勢有著(zhù)至關(guān)重要的意義。圖1 末次冰消期以來(lái)南海北部沉積物有機氮同位素組成與海洋生產(chǎn)力及有機碳來(lái)源指標隨沉積年代的變化圖2 末次冰消期以來(lái)南海北部沉積物有機氮同位素組成與古氣候記錄之間的比較該研究工作獲得了國家重點(diǎn)研發(fā)計劃、國家自然科學(xué)基金和中科院青年創(chuàng )新促進(jìn)會(huì )等項目的資助，研究成果近期發(fā)表于美國地球物理學(xué)會(huì )（AGU）古海洋學(xué)與古氣候學(xué)領(lǐng)域權威期刊Paleoceanography and Paleoclimatology上。論文信息:Ye,F.* (葉豐),Wang,L. (王利偉),Wei,G. (韋剛健),Shi,X. (石雪松),& Huang,C. (黃超),2024. Sedimentary organic nitrogen isotopic constraints on the mid-Holocene transition in the nitrogen dynamics of the northern South China Sea. Paleoceanography and Paleoclimatology,39,e2023PA004819. https://doi.org/10.1029/2023PA004819論文鏈接：https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1029/2023PA004819
全面量化大腦PET圖像，常常需要精確的血流輸入函數。然而傳統方法中，獲取這一函數通常依賴(lài)于侵入性且耗時(shí)的動(dòng)脈導管采血，這在臨床實(shí)踐中往往難以實(shí)現。全面量化大腦PET圖像，常常需要精確的血流輸入函數。然而傳統方法中，獲取這一函數通常依賴(lài)于侵入性且耗時(shí)的動(dòng)脈導管采血，這在臨床實(shí)踐中往往難以實(shí)現。7月2日，中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“深圳先進(jìn)院”）孫濤副研究員課題組與河南省人民醫院王梅云副院長(cháng)團隊合作，在醫學(xué)影像頂級期刊IEEE Transactions on Medical Imaging上發(fā)表了題為“Non-Invasive Quantification of the Brain [18F]FDG-PET Using Inferred Blood Input Function Learned?From Total-Body Data With Physical Constraint”的文章。該研究介紹了一種通過(guò)訓練全身數據，實(shí)現從動(dòng)態(tài)腦PET數據推斷血液輸入函數（IF）的方法。文章上線(xiàn)截圖本研究提出了一種基于深度學(xué)習的替代方法，用于估計動(dòng)態(tài)腦FDG掃描的輸入函數（DLIF）。這一標記的輸入函數是通過(guò)CT圖像上定義的升主動(dòng)脈勾畫(huà)全身PET數據生成的。在構建深度學(xué)習網(wǎng)絡(luò )結構方面，該研究采用了長(cháng)短時(shí)記憶（LSTM）網(wǎng)絡(luò )與全連接網(wǎng)絡(luò )的組合。此外，研究團隊還強調了將動(dòng)力學(xué)建模擬合度納入作為額外物理?yè)p失的重要性，這有助于引導模型減少偏差并降低對大量訓練樣本的依賴(lài)。為了驗證該方法的有效性，研究團隊使用了一個(gè)包含85個(gè)全身動(dòng)態(tài)掃描的數據集，包含了來(lái)自八個(gè)腦區和頸動(dòng)脈的時(shí)間-活動(dòng)曲線(xiàn)數據。圖1??物理信息驅動(dòng)的DLIF學(xué)習框架圖解與現有方法的比較結果表明，DLIF生成的輸入函數在形狀和幅度上與參考值非常相似。計算得出的所有區域動(dòng)力學(xué)參數Ki（以及K1）與參考值的相關(guān)系數分別為0.961和0.913，相對偏差分別為1.68±8.74%和0.37±4.93%。圖2 ?展示兩個(gè)個(gè)體使用不同方法估計的輸入函數的比較。可以看到，所提出的方法(DLIF)估計的輸入函數相較于其他方法更為接近參考曲線(xiàn)（Reference）。從視覺(jué)和定量?jì)蓚€(gè)方面來(lái)看，參數圖像也與參考圖像高度吻合（圖3）。這些結果證實(shí)了無(wú)創(chuàng )且準確地估計血流輸入函數的可行性，該方法適用于常規的短視野或專(zhuān)用腦部掃描PET系統，并且無(wú)需進(jìn)行部分容積校正。通過(guò)精準計算獲得的全局灌注、凈流入、凈代謝和其他微觀(guān)參數，有助于推動(dòng)在廣泛的神經(jīng)和精神疾病中大腦代謝功能的研究，進(jìn)而輔助制定更有效的治療策略。圖3 展示了使用不同方法估計的輸入函數所計算的K1/Ki圖像（左）。可以觀(guān)察到，使用所提出的方法(DLIF)估計的參數圖像與參考圖像最為接近，且誤差值范圍最小（右）。孫濤和王梅云為本研究的共同通訊作者，深圳先進(jìn)院博士后王振國是第一作者。該研究是研究團隊關(guān)于全身PET成像方法與應用的系列研究之一，得到了中國科學(xué)院、廣東省重點(diǎn)實(shí)驗室、廣東省區域聯(lián)合基金、深圳市科創(chuàng )委基礎研究等項目的支持。<!--!doctype-->
7月2日，中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院腦認知與腦疾病研究所/深港腦科學(xué)創(chuàng )新研究院朱英杰團隊在Neuron期刊上發(fā)表了題為“Cellular and circuit architecture of the lateral septum for reward processing”的研究論文。1954年，心理學(xué)家Olds和Milner通過(guò)大鼠顱內自我刺激實(shí)驗（ICSS）發(fā)現了大腦的獎賞系統，被視為現代神經(jīng)科學(xué)的重要里程碑之一。該實(shí)驗在大鼠的腦中植入電極，當大鼠通過(guò)按壓杠桿獲得特定腦區的電刺激時(shí)，它們會(huì )不懈地按壓杠桿，甚至忽略進(jìn)食和飲水等基本生理需求，展示了這些腦區與強烈的愉悅感密切相關(guān)。其中外側隔核腦區（Lateral septum,LS）是產(chǎn)生獎賞效應最強烈的腦區之一。由于傳統ICSS電刺激技術(shù)的限制，該腦區產(chǎn)生獎賞效應的精準細胞來(lái)源一直不清楚。7月2日，中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院腦認知與腦疾病研究所/深港腦科學(xué)創(chuàng )新研究院朱英杰團隊在Neuron期刊上發(fā)表了題為“Cellular and circuit architecture of the lateral septum for reward processing”的研究論文。論文詳細描述了外側隔核腦區（LS）的單細胞轉錄圖譜及其主要神經(jīng)元類(lèi)型的空間分布，并發(fā)現集中在腹側亞區的雌激素1型受體陽(yáng)性神經(jīng)元（LSEsr1）通過(guò)激活腹側被蓋區（VTA）多巴胺神經(jīng)元促進(jìn)獎賞效應且在甲基苯丙胺成癮中發(fā)揮重要作用。文章上線(xiàn)截圖朱英杰團隊通過(guò)單細胞轉錄組測序和新型空間組學(xué)技術(shù)（MiP-seq），揭示了LS腦區的轉錄圖譜，鑒定了其主要神經(jīng)細胞類(lèi)型及空間分布。研究團隊通過(guò)光遺傳技術(shù)選擇性地激活LS不同類(lèi)型神經(jīng)元，發(fā)現LSEsr1神經(jīng)元通過(guò)去抑制（disinhibition）的方式激活VTA的多巴胺神經(jīng)元，促進(jìn)了多巴胺在伏隔核（NAc）的釋放，是產(chǎn)生獎賞效應的關(guān)鍵細胞類(lèi)型。VTA-NAc通路是經(jīng)典獎賞系統的核心，以往研究表明，自然獎賞（如美食和社交）和毒品（甲基苯丙胺等）都可以增加NAc腦區的多巴胺水平。有意思的是，研究團隊發(fā)現LS也接收VTA多巴胺神經(jīng)元投射，并且LS的多巴胺釋放只有在毒品（甲基苯丙胺、阿片等）刺激后才會(huì )增加，提示LS的多巴胺釋放更能代表毒品獎賞的特征。與之對應的是，失活LSEsr1神經(jīng)元可以消除甲基苯丙胺的獎賞效應，而不影響美食和社交獎賞，從而為特異地干預毒品成癮提供了新的環(huán)路和細胞靶點(diǎn)。研究示意圖進(jìn)一步研究發(fā)現，長(cháng)期暴露于甲基苯丙胺后LSEsr1神經(jīng)元的興奮性增加，其原因是HCN1離子通道的表達發(fā)生上調。特異性敲除LSEsr1神經(jīng)元的HCN1通道，小鼠仍能體驗到甲基苯丙胺的獎賞效應，但其對甲基苯丙胺的行為敏化則被消除。這一結果提示HCN1通道在甲基苯丙胺成癮的發(fā)生發(fā)展中具有重要作用。考慮到調控LSEsr1神經(jīng)元不影響自然獎賞，靶向該群神經(jīng)元和HCN1通道的治療策略有可能是解決毒品成癮的重要方向之一。深圳先進(jìn)院朱英杰課題組的博士后陳高偉、云南大學(xué)博士生賴(lài)詩(shī)詩(shī)為論文的共同第一作者，朱英杰研究員為該論文的通訊作者。研究工作得到畢國強研究員、徐富強研究員、曹罡教授、徐放副研究員等人的技術(shù)支持。論文得到了Erwin Neher教授、陳曉科教授和王昆華教授等人的寶貴建議和幫助，在科技創(chuàng )新2030-“腦科學(xué)與類(lèi)腦研究”重大項目等經(jīng)費的資助下完成。<!--!doctype-->
高的熱演化程度對生物標志物有較大影響，疊合盆地中古老烴源巖對原油貢獻的識別一直是油氣地球化學(xué)面臨的難題。相比之下，總有機質(zhì)C-S-N同位素組成受熱深化作用影響小，有望成為解決這一技術(shù)問(wèn)題的有效途徑。前人通過(guò)大量地質(zhì)分析和模擬實(shí)驗研究已經(jīng)證明了有機C和S同位素聯(lián)用在油-源對比以及原油蝕變等研究中的有效性，但有機N同位素的適用性則關(guān)注較少，其有效性值得深入研究。針對上述問(wèn)題，中國科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所彭平安院士團隊的博士生劉蕭冬、王素素在賈望魯研究員的指導下，開(kāi)展了烴源巖的高壓半開(kāi)放體系模擬實(shí)驗研究，揭示了多組分的N含量與同位素組成的熱演化規律，進(jìn)而通過(guò)典型地區的實(shí)例研究證明了C-S-N同位素組成在原油多來(lái)源判識中的重要價(jià)值。圖1. 高壓半開(kāi)放體系中烴源巖-油多組分的N含量(左)和同位素組成(右)熱模擬實(shí)驗研究結果表明（圖1）：1）烴源巖總N損失主要發(fā)生在干氣及更高的熱成熟階段，除生-排油過(guò)程外，N損失還與氮氣的生成-排出和無(wú)機氮的排出有關(guān)。2）隨熱成熟度增加，烴源巖N同位素組成變化有限（0.5?1.5‰），沉積N同位素組成可以成為古環(huán)境研究的有效指標。3）原油的生成和初次運移伴隨一定的N同位素分餾，排出油與烴源巖N同位素組成的可比性可能與烴源巖有機質(zhì)類(lèi)型及不同類(lèi)型N組分的比例有關(guān)。使用N同位素進(jìn)行油-源對比時(shí)應謹慎并與其他指標結合使用。圖3. 川西北多套烴源巖-瀝青的有機C-S (a)和C-N (b)同位素組成對比川西北是四川盆地產(chǎn)出多套烴源巖和儲層瀝青（原油）的典型地區，本次研究結果表明（圖2）：1）不可溶的固體瀝青和可溶的瀝青與瀝青質(zhì)的C-S同位素組成具有較好的一致性，能夠將樣品清楚的劃分為四類(lèi)，主要反映了有機質(zhì)來(lái)源的差異。2）C-S-N同位素組成結合生物標志物組成可以更有效的揭示母源沉積時(shí)期的有機質(zhì)輸入類(lèi)型和沉積環(huán)境特征。3）除了已有研究揭示的晚埃迪卡拉-早寒武世主力烴源巖外，N同位素組成還顯示中二疊統和中泥盆統等關(guān)注較少的烴源巖也可能對該地區廣泛分布的低成熟瀝青有重要貢獻。上述研究結果對擴展該區周緣上古生界烴源巖的天然氣勘探具有重要的參考價(jià)值。研究成果近期發(fā)表在油氣領(lǐng)域主流刊物《Organic Geochemistry》和《Marine and Petroleum Geology》，研究得到國家自然科學(xué)基金的資助。論文信息：(1)??? Susu Wang (王素素),Jian Chen (陳鍵),Wanglu Jia (賈望魯)*,Ping’an Peng (彭平安),2024. Multiple isotopes (C-S-N-H) and bound biomarkers in asphaltenes: New constraints on the classification and genesis of reservoir bitumens from the northwestern Sichuan Basin,South China. Organic Geochemistry 193,104807.(2)?? Xiaodong Liu (劉蕭冬),Wanglu Jia (賈望魯)*,Qiang Wang (王強),Jinxiang Wu (吳錦祥),Jian Chen (陳鍵),Ping’an Peng (彭平安),2024. Experimental simulation of thermal evolution of nitrogen content and isotopes in source rocks: Implications for nitrogen cycling characterization and oil-source correlation. Marine and Petroleum Geology 163,106796.論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.orggeochem.2024.104807；https://doi.org/10.1016/j.marpetgeo.2024.106796
基巖中的原生礦物風(fēng)化并向環(huán)境中釋放稀土元素是形成離子吸附型稀土礦床的先決條件。目前的研究認為離子態(tài)稀土主要來(lái)源于易風(fēng)化的含稀土礦物，而抗風(fēng)化能力較強的含稀土礦物的貢獻常常被忽視。這主要是因為即便在風(fēng)化殼淺層，仍能觀(guān)測到這些礦物的殘留。典型的抗風(fēng)化稀土磷酸鹽礦物獨居石和磷釔礦在離子吸附型稀土礦床的各類(lèi)成礦基巖中廣泛存在，且具有極高的稀土富集量（稀土氧化物平均含量約55%-60%）。基于無(wú)機條件的礦物溶解反應熱力學(xué)計算結果指示著(zhù)磷釔礦和獨居石在離子吸附型稀土礦床的風(fēng)化環(huán)境中無(wú)法被溶解（Li et al.,2022）。然而，近年來(lái)越來(lái)越多的研究報道了磷釔礦和獨居石的自然風(fēng)化現象，且這種風(fēng)化在花崗巖風(fēng)化殼的弱風(fēng)化層已經(jīng)開(kāi)始發(fā)生（Kalintsev et al.,2021）。此外，與原生礦物相比，雖然風(fēng)化環(huán)境中的磷釔礦和獨居石顆粒形態(tài)未發(fā)生明顯改變，但其中的稀土元素卻顯著(zhù)虧損（Santana et al. 2015）。上述研究無(wú)疑為磷釔礦和獨居石中稀土元素的可遷移性增添了爭議。為此，中國科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所何宏平研究員團隊基于其前期研究（He et al.,2023）提出“微生物是抗風(fēng)化稀土磷酸鹽礦物風(fēng)化的潛在驅動(dòng)力”的假設并利用離子吸附型稀土礦床風(fēng)化殼中的野生微生物菌株開(kāi)展了模擬風(fēng)化實(shí)驗。實(shí)驗結果表明，在類(lèi)天然風(fēng)化殼條件下，微生物能夠驅動(dòng)磷釔礦和獨居石的溶解（圖1和2），稀土元素的溶解量被提升約2個(gè)數量級，總稀土元素溶解速率約10?13?10?12 mol·m?2·s?1。據估算，獨居石（～10?9 g·m?2·s?1）的溶解速率約比磷釔礦（～10?10 g·m?2·s?1）高1個(gè)數量級。此外，結合代謝組學(xué)分析和非生物溶解實(shí)驗該研究揭示了主要的微生物風(fēng)化機制包括酸解和絡(luò )合作用。微生物分泌的有機酸是重要的風(fēng)化介質(zhì)，其中酒石酸具有高效浸取稀土元素的潛能。該研究強調，微生物作用在風(fēng)化殼表層最為強烈，上部活躍的微生物活動(dòng)驅動(dòng)抗風(fēng)化稀土磷酸鹽礦物磷釔礦和獨居石的風(fēng)化溶解能夠為風(fēng)化殼中下部稀土元素的富集提供有效物源。該研究為關(guān)于磷釔礦和獨居石風(fēng)化的模擬預測與實(shí)地觀(guān)測結果之間的矛盾提供了可能的解釋?zhuān)槔迩咫x子吸附型稀土礦床成礦物質(zhì)的來(lái)源及全面認識稀土元素生物地球化學(xué)循環(huán)提供了重要啟示。該研究得到國家自然科學(xué)基金項目、廣東省科技計劃項和廣州市科技計劃項目的聯(lián)合資助。相關(guān)成果在線(xiàn)發(fā)表于Chemical Geology期刊。論文信息：Yilin He (賀依琳),Lingya Ma (馬靈涯),Xiaoliang Liang (梁曉亮),Xurui Li (李旭銳),Jianxi Zhu (朱建喜),Hongping He (何宏平),2024. Resistant rare earth phosphates as possible sources of environmental dissolved rare earth elements: Insights from experimental bio-weathering of xenotime and monazite. Chemical Geology 661,122186.論文鏈接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0009254124002663?參考文獻：He,Y.,Ma,L.,Li,X.,Wang,H.,Liang,X.,Zhu,J.,He,H.,2023. Mobilization and fractionation of rare earth elements during experimental bio-weathering of granites. Geochim. Cosmochim. Acta 343,384-395. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0016703722006743Kalintsev,A.,Brugger,J.,Etschmann,B.,Ram,R.,2021. An in situ,micro-scale investigation of inorganically and organically driven rare-earth remobilisation during weathering. Mineral. Mag. 85,105-116.Li,M.Y.H.,Kwong,H.T.,Williams-Jones,A.E.,Zhou,M.-F.,2022. The thermodynamics of rare earth element liberation,mobilization and supergene enrichment during groundwater-regolith interaction. Geochim. Cosmochim. Acta. 330,258-277.Santana,I.V.,Wall,F.,Botelho,N.F.,2015. Occurrence and behavior of monazite-(Ce) and xenotime-(Y) in detrital and saprolitic environments related to the Serra Dourada granite,Goiás/Tocantins State,Brazil: Potential for REE deposits. J. Geochem. Explor. 155,1-13.圖1. 不同反應條件下的稀土元素溶解量（Exp-Biow：非緩沖培養基+微生物+礦物；Exp-Control：非緩沖培養基+礦物；Buffered-Biow：緩沖培養基+微生物+礦物；Buffered-Control：緩沖培養基+礦物）。圖2. 反應結束時(shí)礦物表面的SEM-EDS分析結果。A-F：附著(zhù)在礦物表面的微生物及其分泌物和新形成的次生沉淀。G-I：能譜分析結果指示次生沉淀為稀土磷酸鹽。
