近日，中國科學(xué)院南海海洋研究所邊緣海與大洋地質(zhì)重點(diǎn)實(shí)驗室（OMG）趙明輝研究團隊聯(lián)合國內外多位科學(xué)家，對南海北部陸緣IODP鉆探區的深部結構開(kāi)展了深入研究，并提出大陸巖石圈破裂和洋盆打開(kāi)的三維地質(zhì)模型，相關(guān)成果發(fā)表在國際地學(xué)期刊Journal of Geophysical Research: Solid Earth （《地球物理研究雜志-固體地球》）上。張佳政為論文第一作者和通訊作者，趙明輝為共同通訊作者，丁巍偉、César R. Ranero、Valenti Sallares、高金尉、張翠梅和丘學(xué)林為共同作者。 南海是西太平洋最大的邊緣海，其陸緣類(lèi)型、張破裂模式及形成演化過(guò)程一直是國內外地學(xué)界研究熱點(diǎn)。南海國際大洋發(fā)現計劃（IODP）受到鉆井數量及鉆探深度的局限性，實(shí)施三維深部結構探測與研究，可以最大程度地解讀南海如何經(jīng)過(guò)張裂-破裂并演變成洋盆的過(guò)程。 基于三維OBS深地震探測實(shí)驗結果（圖1&2），結合重力、磁力、多道地震和IODP鉆井資料，研究人員精準確定了南海北部陸緣IODP鉆探區的陸洋過(guò)渡帶（COT）范圍，闡明了北部陸緣地殼結構在橫向上的劇烈變化，劃分出兩個(gè)不同的陸緣段，東段（包含L5主測線(xiàn)）顯示受到構造和巖漿的共同作用，西段（包含L2主測線(xiàn)）則以構造伸展為主，研究認為先存的巖石圈局部非均質(zhì)性造成了陸緣分段破裂及其不同的張破裂樣式。 本研究創(chuàng )新性提出南海大陸巖石圈破裂及其洋盆打開(kāi)的三維地質(zhì)模型（圖3），實(shí)現了從“點(diǎn)（鉆孔）”到“面（二維）”、到“體（三維）”的拓展，建立了一個(gè)有鉆孔約束和多視角呈現的邊緣海張裂陸緣研究范例，豐富和完善了張裂陸緣的形成演化模式。本項研究得到國家自然科學(xué)基金項目（41730532, 91958212, U20A20100）的聯(lián)合資助。 相關(guān)論文信息： Zhang, J., Zhao, M., Ding, W., Ranero, C. R., Sallares, V., Gao, J., Zhang, C., Qiu X. (2023). New Insights into the Rift-to-Drift Process of the Northern South China Sea Margin Constrained by a Three-dimensional Wide-angle Seismic Velocity Model. Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 128, e2022JB026171. https://doi.org/10.1029/2022JB026171 圖1 南海北部陸緣IODP鉆探區的三維OBS深地震探測實(shí)驗
海洋環(huán)境中的新污染物不僅直接危害生物群落，還可以通過(guò)遷移轉化和在生態(tài)系統各單元之間的傳遞，對整個(gè)海洋生態(tài)系統構成嚴重威脅。因此，準確闡釋海洋新污染物在生態(tài)系統層面的富集規律和傳遞機制成為海洋生態(tài)環(huán)境保護中一個(gè)亟待回答的重要科學(xué)問(wèn)題。近日，中國科學(xué)院南海海洋研究所熱帶海洋生物資源與生態(tài)重點(diǎn)實(shí)驗室徐向榮團隊在新污染物（有機磷阻燃劑和類(lèi)固醇激素）河口食物網(wǎng)生物富集與傳遞機制方面取得了最新研究進(jìn)展，詳細解析了污染物代謝轉化過(guò)程對河口食物網(wǎng)富集和傳遞效率的關(guān)鍵影響機制，為探索海洋生態(tài)系統層面新污染物的生態(tài)效應提供了新思路。 研究團隊對珠江口典型食物網(wǎng)中有機磷阻燃劑（OPFRs）及其代謝產(chǎn)物的生物富集與傳遞機制進(jìn)行了深入解析。研究發(fā)現，磷酸三(2-丁氧基乙基)酯（TBOEP）和磷酸三(2-氯丙基)酯（TCPP）是食物網(wǎng)中富集量較高的OPFRs；磷酸二正丁酯（DNBP）、2-(2-丁氧基乙基)磷酸酯（BBOEP）、磷酸二苯酯（DPHP）是豐度較高的代謝產(chǎn)物，且代謝產(chǎn)物濃度接近甚至超過(guò)對應的OPFRs。大部分OPFRs未呈現顯著(zhù)生物放大現象，有的甚至呈現生物稀釋現象；與此同時(shí)，生物體中OPFRs代謝產(chǎn)物的濃度隨營(yíng)養級升高而升高，形成OPFRs代謝產(chǎn)物的“偽生物放大現象”。 然而，這這種現象并不是由于代謝產(chǎn)物的營(yíng)養傳遞引起的，而是因為高營(yíng)養級生物的代謝轉化能力更強，使得更多的OPFRs被轉化為代謝產(chǎn)物而富集于體內造成的。這一現象與阻燃劑母體化合物的生物稀釋?zhuān)ɑ虿伙@著(zhù)生物放大）相對應，共同說(shuō)明代謝轉化是影響OPFRs食物網(wǎng)傳遞的重要機制（圖1）。以上成果在發(fā)表環(huán)境領(lǐng)域權威期刊Environmental Science & Technology（自然指數期刊、IF: 11.357）上，團隊碩士生黃倩怡為論文第一作者，侯瑞副研究員和徐向榮研究員為共同通訊作者。 圖1 珠江口食物網(wǎng)中OPFRs及代謝產(chǎn)物的共富集與傳遞過(guò)程 此外，研究團隊通過(guò)酶解的方法系統研究不同形態(tài)類(lèi)固醇激素（自由態(tài)和結合態(tài)）在河口食物網(wǎng)中的組成、生物富集和食物網(wǎng)傳遞規律，討論了類(lèi)固醇激素的化學(xué)性質(zhì)和生物自身因素對生物富集的影響。研究發(fā)現，與非酶解法處理的生物樣品相比，經(jīng)酶解處理的生物樣品中檢出的類(lèi)固醇激素總濃度更高，且種類(lèi)更多。自由態(tài)和結合態(tài)的代謝物是河口生物組織中類(lèi)固醇的重要組成。大多數合成類(lèi)固醇具有生物富集性。生物樣品的體長(cháng)、體重、水含率和營(yíng)養級對生物富集有明顯影響，而脂質(zhì)含量和疏水性則無(wú)影響。在無(wú)脊椎動(dòng)物食物網(wǎng)中，17α-methyltestosterone呈現生物放大，而17β-boldenone則呈現生物稀釋現象。17β-boldenone、17α-methyltestosterone、prednisolone和norgestrel的結合態(tài)代謝物在整個(gè)食物網(wǎng)中呈現生物稀釋現象。該研究結果表明，在以后的研究中應充分重視不同形態(tài)的代謝物的存在，特別是在生物樣品中，否則可能會(huì )嚴重低估類(lèi)固醇激素的生態(tài)風(fēng)險和人體健康風(fēng)險（圖2）。以上成果發(fā)表于環(huán)境領(lǐng)域權威期刊Water Research（自然指數期刊、IF: 13.4）上，劉珊副研究員為論文第一作者，徐向榮研究員為通訊作者。 圖2 珠江口食物網(wǎng)中類(lèi)固醇激素及代謝產(chǎn)物的生物富集和食物網(wǎng)傳遞 綜上所述，我們認為海洋新污染物的代謝產(chǎn)物本身同樣具有一定生物累積性，解析污染物的代謝轉化過(guò)程并甄別代謝產(chǎn)物在食物網(wǎng)中共積累情況可為揭示新污染物富集規律和食物網(wǎng)傳遞機制提供重要視角。 該研究得到了國家自然科學(xué)基金項目、國家重點(diǎn)研發(fā)計劃、南方海洋科學(xué)與工程廣東省實(shí)驗室（廣州）重大專(zhuān)項創(chuàng )新團隊項目、南方海洋科學(xué)與工程廣東省實(shí)驗室項目、廣東省基礎與應用基礎研究基金、廣州市科技計劃項目等的資助。 相關(guān)論文信息： Huang, Qianyi; Hou Rui*; Lin, Lang; Li, Hengxiang; Liu, Shan; Cheng Yuanyue; Xu, Xiangrong*. Bioaccumulation and Trophic Transfer of Organophosphate Flame Retardants and Their Metabolites in the Estuarine Food Web of the Pearl River, China, Environmental Science & Technology, 2023, 57(9): 3549-3561. https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.est.2c05619. Liu, Shan; Xu, Ru; Pan, Yun-Feng; Huang, Qian-Yi; Wu, Nian-Nian; Li, Heng-Xiang; Lin, Lang; Hou, Rui; Xu, Xiang-Rong*. Free and conjugated forms of metabolites are indispensable components of steroids: The first evidence from an estuarine food web. Water Research, 2023, 235, 119913. https://doi.org/10.1016/j.watres.2023.119913.
植物（如木質(zhì)素）和微生物代謝產(chǎn)物（如氨基糖）是土壤有機碳庫的重要來(lái)源，由于微生物來(lái)源碳具有較高的穩定性，因此不同來(lái)源組成對土壤有機碳庫的穩定性具有重要影響。同時(shí)，不穩定的顆粒有機碳和相對穩定的礦物結合態(tài)有機碳是目前國際上普遍認可的兩大主要功能碳庫組分，其分布對土壤有機碳的形成和穩定具有舉足輕重的作用。533-546 ） ，但對恢復的逆向過(guò)程即熱帶原始林的轉變下不同來(lái)源碳積累特征及功能碳庫組分的分布對土壤有機碳庫的積累和穩定缺乏比較和量化評估，相關(guān)研究的開(kāi)展不僅有助于提升熱帶森林轉變過(guò)程土壤碳固持的機制性理解。圖：熱帶森林轉變下土壤有機碳中氨基糖與木質(zhì)素的積累受功能碳庫組分的調控作用。 植物（如木質(zhì)素）和微生物代謝產(chǎn)物（如氨基糖）是土壤有機碳庫的重要來(lái)源，由于微生物來(lái)源碳具有較高的穩定性，因此不同來(lái)源組成對土壤有機碳庫的穩定性具有重要影響。同時(shí)，不穩定的顆粒有機碳和相對穩定的礦物結合態(tài)有機碳是目前國際上普遍認可的兩大主要功能碳庫組分，其分布對土壤有機碳的形成和穩定具有舉足輕重的作用。由于人口增長(cháng)和經(jīng)濟發(fā)展的需求，大量熱帶原始林被砍伐轉變?yōu)槿斯ち郑斐纱罅刻紦p失，嚴重威脅熱帶雨林的土壤碳固持。前期研究發(fā)現植被恢復可顯著(zhù)增加土壤有機碳固持和微生物來(lái)源碳的積累（Li et al., 2023, Global Change Biology, 29, 533-546），但對恢復的逆向過(guò)程即熱帶原始林的轉變下不同來(lái)源碳積累特征及功能碳庫組分的分布對土壤有機碳庫的積累和穩定缺乏比較和量化評估，相關(guān)研究的開(kāi)展不僅有助于提升熱帶森林轉變過(guò)程土壤碳固持的機制性理解，也可為區域生態(tài)森林管理實(shí)踐和氣候變化應對提供科技支撐。 中國科學(xué)院華南植物園恢復生態(tài)學(xué)研究團隊基于馬來(lái)西亞森林研究所的帕索森林保護區（2°58′N(xiāo), 102°18′E）,以原始林、次生林、油棕林和橡膠林為研究對象，探究了熱帶原始林轉變下土壤木質(zhì)素與氨基糖的積累特征及顆粒有機碳與礦物結合態(tài)有機碳對土壤有機碳固持的影響。研究發(fā)現：（1）原始林轉變?yōu)橄鹉z林顯著(zhù)降低了土壤有機碳及其功能碳庫組分的積累，改變了功能碳庫組分的分布，同時(shí)降低了土壤木質(zhì)素的積累，但顯著(zhù)增加了氨基糖對土壤有機碳庫的貢獻；（2）隨土壤有機碳濃度的增加，土壤有機碳中木質(zhì)素（增加）與氨基糖（降低）呈現相反的積累趨勢，卻未在顆粒有機碳與礦物結合態(tài)有機碳組分中發(fā)現此趨勢，說(shuō)明不同來(lái)源碳積累的權衡關(guān)系可能是土壤有機碳庫的整體屬性，并受功能碳庫組分的調控作用；（3）土壤理化性質(zhì)對氨基糖的積累影響較大，木質(zhì)素的積累受土壤微生物性質(zhì)影響較大，表明熱帶森林轉變可通過(guò)改變土壤理化和微生物性質(zhì)影響土壤有機碳來(lái)源的積累；（4）熱帶原始林轉變對土壤碳庫形成與穩定的影響與轉變的森林類(lèi)型有關(guān)，并受人為管理措施如施肥等的影響，因此，可通過(guò)轉變的植被類(lèi)型和管理措施維持和提升土壤碳固持能力。 相關(guān)研究成果已近期發(fā)表在國際學(xué)術(shù)期刊Science of the Total Environment（《總體環(huán)境科學(xué)》）上，中科院華南植物園博士后李騰騰為論文的第一作者，劉占鋒研究員和日本國立環(huán)境研究所梁乃申研究員為論文的共同通訊作者。該研究工作得到了廣東省重點(diǎn)領(lǐng)域研發(fā)計劃、國家自然科學(xué)基金和中國科學(xué)院青年創(chuàng )新促進(jìn)會(huì )項目等資助與支持。論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2023.163204
竹類(lèi)植物隸屬于禾本科竹亞科，全世界有136屬約1700種，主要分布在熱帶及亞熱帶地區。我國的竹類(lèi)資源極為豐富，目前已記錄有38屬約540種，是竹亞科的現代分布中心之一。竹類(lèi)植物是重要的森林資源，具有食用、材用、觀(guān)賞、藥用等多種利用價(jià)值，對維持生態(tài)平衡也有重要的作用。但由于竹類(lèi)開(kāi)花周期長(cháng)，標本采集難度大，因此也是被子植物分類(lèi)中較為困難的類(lèi)群。 矢竹屬（Pseudosasa Makino ex Nakai）是竹亞科青籬竹族的一個(gè)小屬，全世界約有20種，主要分布在中國（16種）、日本（3種）和越南（1種）。先前的研究表明該屬不是單系類(lèi)群，日本的種類(lèi)和中國的種類(lèi)分布于系統樹(shù)不同的分支上。兩群植物的形態(tài)也有較大差異：日本的種類(lèi)具有宿存的稈籜，稈每節僅具1分枝（稀頂部具3分枝），雄蕊3至5枚，而中國的種類(lèi)稈籜早落，稈每節具1至3分枝，雄蕊3枚。其中特產(chǎn)于湖南南部的纖細茶稈竹（P. gracilis S. L. Chen & G. Y. Sheng）的系統位置尤為特殊，該種在系統樹(shù)上總是與華赤竹屬（Sinosasa L. C. Chia ex N. H. Xia et al.）的物種聚成一支，而與國產(chǎn)其他矢竹屬的物種關(guān)系較遠。有些學(xué)者認為該種不是典型的矢竹屬成員，或認為它可能與產(chǎn)自廣東北部的毛花茶稈竹[P. pubiflora (Keng) Keng f. ex D. Z. Li & L. M. Gao]為同種，且可能是箬竹屬（Indocalamus Nakai）的成員。因此，該種的名實(shí)問(wèn)題和歸屬需要進(jìn)一步研究。 中科院華南植物園植物中心童毅華博士等科研人員通過(guò)館藏標本查閱和野外考察，確認纖細茶稈竹以及產(chǎn)自湖南的藍山玉山竹（Yushania lanshanensis T. H. Wen），產(chǎn)自廣東的薄鞘茶稈竹（Arundinaria teuivagina W. T. Lin）以及產(chǎn)自江西的抽展茶稈竹（P. parilis T. P. Yi & D. H. Hu）均為毛花茶稈竹的異名。本種主要的鑒別特征為：地下莖單軸型，節平坦，稈籜紙質(zhì)，鞘口繸毛基部合生，籜片直立、抱莖并常長(cháng)與籜鞘，稈芽狹卵形，稈中部每節具2～4分枝，末級小枝具1～4枚葉片，花枝生于小枝的節上，小穗排列成總狀，小穗柄粗壯、直立并貼生于軸上，柱頭2枚。其中，狹卵形的稈芽、長(cháng)于籜鞘的籜片、基部合生的鞘口繸毛以及直立并貼生的小穗柄的特征組合在青籬竹族中尤為特別。形態(tài)證據表明該種與矢竹屬、華赤竹屬以及箬竹屬差異都較大，不屬于這其中的任何一屬。隨后，科研人員通過(guò)葉綠體基因組系列分析了該種的系統位置，結果與前人基于核基因的研究結果一致，該種與華赤竹屬的物種是姐妹類(lèi)群，而與其他矢竹屬物種關(guān)系都較遠。 因此，基于以上形態(tài)學(xué)和分子系統學(xué)的研究結果，科研人員建立了一新屬——以禮竹屬（Kengiochloa Y. H. Tong & N. H. Xia）予以放置這一形態(tài)尤為獨特的竹種，并將該種重新擬名為“以禮竹”[Kengiochloa pubiflora (Keng) Y. H. Tong & N. H. Xia]。屬名用以致敬我國第一位研究禾本科的學(xué)者耿以禮教授（1897-1975），他也是最早描述本種的學(xué)者。該研究澄清了以禮竹的名實(shí)和歸屬問(wèn)題，厘清了一部分矢竹屬內復雜的種間關(guān)系，為將來(lái)本屬全面的分類(lèi)修訂提供了一些基礎數據和資料。相關(guān)研究成果已近期發(fā)表在國際植物分類(lèi)學(xué)期刊PhytoKeys（《植物鍵》）上，童毅華博士為論文第一作者，夏念和研究員為論文通訊作者。該研究得到了廣東省基礎與應用基礎研究基金項目以及國家自然科學(xué)基金項目的支持。文章鏈接：https://phytokeys.pensoft.net/article/98920/ 圖1. 以禮竹的形態(tài)特征 圖2. 基于葉綠體基因組數據構建的青籬竹族系統發(fā)育樹(shù)，示以禮竹（毛花茶稈竹）的系統位置
近日，中國科學(xué)院廣州能源研究所儲能技術(shù)研究室馮自平研究員團隊在中科院先導專(zhuān)項課題等支持下，在過(guò)冷解除過(guò)程中冰晶演化研究方面取得進(jìn)展。相關(guān)成果以 Investigation on the evolution of ice particles and ice slurry flow characteristics during subcooling release 為題發(fā)表于傳熱傳質(zhì)領(lǐng)域國際學(xué)術(shù)期刊International Journal of Heat and Mass Transfer。 近日，中國科學(xué)院廣州能源研究所儲能技術(shù)研究室馮自平研究員團隊在中科院先導專(zhuān)項課題等支持下，在過(guò)冷解除過(guò)程中冰晶演化研究方面取得進(jìn)展。相關(guān)成果以 Investigation on the evolution of ice particles and ice slurry flow characteristics during subcooling release 為題發(fā)表于傳熱傳質(zhì)領(lǐng)域國際學(xué)術(shù)期刊International Journal of Heat and Mass Transfer。 冰漿（ice slurry）是一種由冰晶和水或水溶液組成的二元溶液，具有良好的換熱特性和獨特的流動(dòng)特性，在冷能儲存和運輸方面具有顯著(zhù)優(yōu)勢。可控過(guò)冷相變技術(shù)是實(shí)現高效快速連續制冰漿的關(guān)鍵，本研究創(chuàng )新地采用數值模擬的方式研究過(guò)冷驅動(dòng)下冰漿中冰晶粒徑的演化規律。儲能技術(shù)研究室基于該研究搭建的過(guò)冷式冰漿實(shí)驗平臺，能夠實(shí)現高效連續制取冰漿。 研究基于計算流體力學(xué)，將數群平衡模型（Population Balance Model, PBM）與Euler-Euler兩相流模型耦合，探究了過(guò)冷水冰漿在水平直管中的冰粒演化及流動(dòng)特性。重點(diǎn)研究了由過(guò)冷解除導致的冰晶生長(cháng)，同時(shí)還考慮了冰晶的團聚和破碎行為對其粒徑的影響。研究發(fā)現，相較于團聚和破碎行為，過(guò)冷驅動(dòng)下的冰晶生長(cháng)作用對其粒徑演化最為明顯。與此同時(shí)，過(guò)冷水由過(guò)冷態(tài)到相平衡態(tài)的溫度變化與冰粒直徑變化規律相符。 本研究成果作為可控過(guò)冷相變技術(shù)中的重要一環(huán)，有望為冰漿制備過(guò)程中的促晶器設計、冰堵預防等技術(shù)問(wèn)題提供解決方案。 文章鏈接： https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S001793102300162X CFD-PBM模型耦合過(guò)程 水平直管內軸向冰晶粒徑的演化
