科研进展--中国科学院广州分院

深圳先进院 | 准平坦带隙窄禁带CIGS底电池在钙钛矿/CIGS叠层电池中的应用（Energy Material Advances）

近期，中国科学院深圳先进技术研究院李伟民副研究员、杨春雷研究员与北京理工大学姜岩教授团队，通过调整Ga梯度，使CIGS形成准平坦带隙。这种带隙有利于更长的波长吸收，使其更适合用作串联太阳能电池的底部电池。Cu(In1-xGax)Se2 (CIGS)是一种有前途且理想的叠层太阳能电池底部电池材料，可以将双结太阳能电池的Shockley-Queisser理论效率突破到40%以上。然而，通过三步法工艺沉积的高效CIGS太阳能电池通常是双分级的，导致底部电池的吸收不完全。为此，我们提出并制备了单带隙分级和准平带隙CIGS太阳能电池用于钙钛矿/CIGS四端子串联太阳能电池，这更有利于长波长吸收和更高的短路电流密度；并且应用在18.9%半透明无机钙钛矿太阳能电池上，制备了4-T的25.6% 钙钛矿/CIGS 串联器件。图 1：（a）GGI=0.40的三步共蒸发工艺图；（b）GGI=0.27 的三步共蒸发工艺图，（c）CIGS双分级设计，（d）CIGS平带设计。近期，中国科学院深圳先进技术研究院李伟民副研究员、杨春雷研究员与北京理工大学姜岩教授团队，通过调整Ga梯度，使CIGS形成准平坦带隙。这种带隙有利于更长的波长吸收，使其更适合用作串联太阳能电池的底部电池。GGI达到最佳值0.27时，CIGS太阳能电池表现出高达17.3%的高效率。其与18.9%近红外透明钙钛矿太阳能电池相结合，展示了4-T结构的25.6%钙钛矿/CIGS叠层电池。该论文以“Quasi-flat narrow bandgap CIGS bottom cell application in perovskite/CIGS tandem solar cells”为题发表在Science合作期刊Energy Material Advances上。论文第一作者为硕士生梁博文、史胜、绍兴超和陈璐璐，通讯作者为北京理工大学姜岩教授，中国科学院深圳先进技术研究院杨春雷研究员和李伟民副研究员。该系列研究工作得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、深圳市等科技项目资助。图 2：CIGS横截面 SEM-EBIC图像(a)Ga/（In+Ga）=0.40，(b)Ga/（In+Ga）=0.36，(c)Ga/（In+Ga）=0.34，(d)Ga/（In+Ga）=0.32和 (e)Ga/（In+Ga）=0.27。图3：(a)不同GGI含量的XRD，(b)GGI=0.27时CIGS吸收层的XRD，(c)不同GGI含量CIGS的拉曼图。图4：不同镓含量的CIGS太阳能电池的SIMS图(a)GGI =0.40，(b) GGI =0.34，(c)GGI= 0.27，(d)SIMS计算出的GGI随深度的变化。图5：4-T串联太阳能电池的性能。(a)J-V曲线和(b)EQE曲线的J-V曲线和EQE曲线。

2024-11-19

《粤港澳大湾区海洋环境科学观测与应用》专著正式发布

粤港澳大湾区（大湾区）位于珠江三角洲地区，包括香港特别行政区、澳门特别行政区和广东省珠江三角洲九市，陆地总面积约 5.6 万平方公里，2021 年常住人口达 8617.19 万（第七次人口普查），2020 年地区生产总值高达 11.5 万亿元，是中国开放程度最高、经济活力最强的区域之一。粤港澳大湾区内拥珠江流系，面向中国南海，海岸线超过 1600 km，水域面积超 2 万平方公里。区内径流-浪-潮-海流综合交织、互相作用，构成一个复杂动力系统。随着湾区经济的飞速发展，人口快速聚集，该海域海洋环境受到来自陆地和海岸带社会经济活动巨大而快速变化的胁迫。该胁迫又与全球气候变化相互叠加，产生复合累积效应。海洋环境急剧恶化与海洋灾害频发已经成为实现粤港澳大湾区国家重大战略的阻碍。海洋环境科学观测是认识大湾区海洋环境的变化，提升大湾区海洋灾害的预防预测水平最基本也是最重要的途径之一。在此背景下，中国科学院南海海洋研究所研究团队致力于粤港澳大湾区海洋环境的科学观测与应用，协同香港大学与澳门大学合作研究团队，汇集粤港澳大湾区海洋环境概况，实时现场监测系统，科学考察航次观测，卫星遥感观测，海洋数值模拟与预报，海洋信息平台等内容，编制出版了《粤港澳大湾区海洋环境科学观测与应用》，力图为大湾区可持续发展战略提供科学参考。该专著的资料收集、编撰和出版得到了南方海洋科学与工程广东省实验室（广州）人才团队引进重大专项、广东省科学技术厅“广东特支计划”本土创新创业团队专项、国家自然科学基金共享航次计划等项目的资助。南方海洋科学与工程广东省实验室(广州)主任张偲院士(中国科学院南海海洋研究所)、人才团队引进重大专项首席科学家周成虎院士(中国科学院地理科学与资源研究所)与蒋兴伟院士（国家卫星海洋应用中心）为该书提供了指导意见并作序。图 1 《粤港澳大湾区海洋环境科学观测与应用》，科学出版社，2024年出版图 2 粤港澳大湾区海洋环境实时现场监测系统站位分布图图 3 “南海北部重大科学问题考察航次”合影图 4 大湾区资源环境数据库首页面截图图 5 遥感一张图模块截图图 6 大湾区表层叶绿素浓度模拟可视化

2024-12-13

杨传茂等-EPSL：地幔诱发华北克拉通陆内花岗岩源区的水化和氧化

世界上大多数富水、氧化的花岗岩沿俯冲带分布（图1），这是因为俯冲板块释放的流体携带高氧逸度物质进入上覆地幔楔和地壳，导致地壳部分熔融形成的。通常认为氧化性的俯冲物质难以直接到达距离海沟很远的陆内环境，因而陆内花岗岩应当较为贫水、还原。然而，在距离海沟超过1000 km的陆内也分布着大面积的氧化性花岗岩（图1），比如华北克拉通和怀俄明克拉通等，这些氧化性花岗岩的成因尚不清楚。图1 环太平洋高氧逸度花岗岩的分布近日，中国科学院广州地化所徐义刚研究员团队的博士后杨传茂等，联合长江大学夏小平教授和地质地球所杨进辉研究员等，对华北克拉通燕山造山带和辽东半岛的花岗岩进行了锆石水含量、氧逸度和Hf-O同位素以及微量元素研究。根据岩性和形成时代，这些花岗岩可分为早白垩世A型、早白垩世I型和侏罗纪I型花岗岩。结果显示，早白垩世花岗岩锆石水含量高于侏罗纪的，并且A型花岗岩水含量高于I型，侏罗纪I型花岗岩的水含量与大陆弧花岗岩水含量类似（图2）。更为重要的是，锆石水含量与氧逸度之间存在明显的正相关关系（图3A），全岩和锆石主微量元素等指标显示在同等演化程度下，早白垩世花岗岩锆石水含量也高于侏罗纪花岗岩的，这表明初始岩浆成分而非岩浆分异控制了锆石水含量，早白垩世花岗岩应当更为富水，A型花岗岩可能形成于富水条件下。另外，模拟计算显示岩浆源区需要高氧逸度物质的加入。幔源含水氧化熔/流体对华北克拉通内部花岗岩源区的水化和氧化起到了关键作用。这也得到了锆石Hf-O同位素的支持；锆石的水含量和氧逸度与εHf(t)呈正相关，而与δ¹⁸O呈负相关关系，表明花岗岩中幔源物质越多，则越富水和氧化。相比于侏罗纪，早白垩世华北陆下岩石圈地幔确实更为富水和氧化，能够为同时期花岗岩提供水和氧化性物质。古太平洋板块在侏罗纪沿岩石圈底部向西前进俯冲，温度相对较低，板片不能有效脱水。到早白垩世，板块转变为后退俯冲，俯冲角度增大，俯冲板片进入地幔过渡带，板片释放大量的水和碳酸盐等，导致上部岩石圈地幔的水化和氧化，这些富水的高氧逸度熔/流体最终流入地壳导致早白垩世花岗岩的形成。这种机制不仅解释了为何华北克拉通内部的花岗岩具有较高的水含量和氧逸度，也揭示了地幔物质对大陆岩石圈演化的重要影响。图2 不同地区和不同类型花岗岩锆石水含量对比图3 锆石水含量和氧逸度相关图和熔体水含量对氧逸度的影响相关成果近期发表于《Earth and Planetary Science Letters》。杨传茂为文章第一作者，徐义刚研究员和夏小平教授为通讯作者。该项研究成果获得了国家自然科学基金和博士后科学基金等项目的联合资助。论文信息：Chuan-Mao Yang（杨传茂），Yi-Gang Xu*（徐义刚），Xiao-Ping Xia*（夏小平），Jin-Hui Yang（杨进辉），Xiao-Long Huang（黄小龙），Christopher J. Spencer，Jin-Feng Sun（孙金凤），Ze-Xian Cui（崔泽贤），Meng-Jing Li（李梦静），Wan-Feng Zhang（张万峰），Qing Yang（杨晴），2025. Mantle induced hydration and oxidation of intracontinental granite sources in the North China Craton. Earth and Planetary Science Letters 651,119177.论文链接：http://dx.doi.org/10.1016/j.epsl.2024.119177

2024-12-13

《南岭山地维管植物多样性编目》出版发行

近日，由中国科学院华南植物园植物科学研究中心陈红锋研究员、邓双文博士主编的《南岭山地维管植物多样性编目》（上、下册），由华中科技大学出版社正式出版发行。南岭山地是我国亚热带植物区系的重要组成部分，植物多样性非常高，在保存了大量孑遗类群的同时，就地分化出丰富的地区特有种。南岭山地东起武夷山南端，西抵雪峰山以南的八十里大南山，是华中、华东、华南和西南植物区系交会区，具有复杂的植物区系起源和交流。由于南岭山地覆盖地理范围大，区系成分丰富且复杂，但是过往对该区域的植物区系的认识并不充分。所以，对该区植物区系组成和分布进行系统研究，是进一步开展区系演化和维持机制等相关研究的基础。研究团队经过10年对广东南岭植物研究的基础上，扩大研究范围，通过广泛的野外调查，结合对标本、文献、自然观察数据等区系资料的系统梳理，获得74万条鉴定准确的分布数据，整合分类学研究成果，对南岭山地维管植物进行了编目。《南岭山地维管植物多样性编目》（上、下册）共收录南岭山地原生维管植物241科1474属6221种（包括种下分类群），其中石松类3科10属55种；蕨类32科103属632种；裸子植物8科27属43种；被子植物198科1334属5491种。本书内容除每个物种的分类及名称信息外，还精选收录了其在南岭山地各县的采集及分布信息，极大提高了实用性。该书将为中国亚热带地区植物区系和植被的研究、生物多样性保护及可持续利用等奠定良好的基础，可供植物学、林学及生态学工作者和爱好者参考使用。该书的出版获得了广东省重点领域研发计划项目粤北生态屏障生态系统服务功能提升技术、广东省科技计划项目南岭国家级自然保护区生物多样性科学考察、广东省基础与应用基础研究旗舰项目南岭山地生物多样性维持与演化机制、广东省林业局广东省自然保护地科学考察技术规范等项目的资助。《南岭山地维管植物多样性编目》封面

2024-12-10

中国科学院A类战略性先导科技专项项目四“‘种草制草养畜’关键技术研发与模式构建” 2024年度总结会在亚热带生态所召开

12月10日，中国科学院A类战略性先导科技专项项目四‘种草制草养畜’关键技术研发与模式构建2024年度总结会在中国科学院亚热带农业生态研究所召开。12月10日，中国科学院A类战略性先导科技专项项目四“‘种草制草养畜’关键技术研发与模式构建”2024年度总结会在中国科学院亚热带农业生态研究所召开。项目四负责人亚热带生态所党委书记谭支良研究员，专项首席助理、植物所景海春研究员，项目四负责人西北高原生物研究所张怀刚研究员和微生物研究所钟瑾研究员，中国农业科学院草原所所长林克剑，植物研究所金京波和王雷研究员，山东农业大学王中华教授，专项监理组专家李秀彬研究员和张相歧研究员，财务专家童自然，档案专家曾知音，以及课题负责人、子课题负责人和项目骨干、项目办相关人员等50余人参加了会议。会议由景海春主持。会上，钟瑾介绍了参会人员和评分规则，谭支良代表项目依托单位与项目四致欢迎词。各子课题负责人分别就各子课题目前工作进展、亮点成果、组织管理情况，及后续工作计划等方面进行了汇报。专家组在听取各子课题汇报后，针对子课题成果、存在不足、后续工作规划等进行了质询和充分讨论，并给出了建议。景海春对各子课题执行情况给予了肯定，通过项目的实施，不仅实现了科研创新，而且形成了一支团结作战的科研队伍。他强调，各子课题2025年的重点工作是做好总结，对标任务书，从示范区角度和集成普示性技术方面，凝练重要技术模式和技术成果，凝心聚力，全面完成专项任务。李秀彬和张相歧也肯定了各子课题的工作进展，并就如何充分发挥专项承研单位主体责任、全面实现专项目标提出要求：一是对标项目任务书，思考对项目的贡献；二是进一步凝练技术的先进创新性，关注平台、技术成果的成熟度；三是项目负责人应对各子课题亮点成果进一步凝练，争取明年项目验收时形成系统的成果；四是加强人才培养，特别是培养能独当一面的青年科学家。谭支良对与会专家表示感谢，表示将分别从课题和项目层面充分凝练，总结对专项最有贡献的亮点成果。张怀刚在总结发言表示，感谢与会专家提出的建设性意见和专项参与人员过去一年的辛勤付出，各子课题将认真吸收和领会各位专家的意见，加强亮点工作的总结。此次会议是对项目4年来的全面总结，是对项目的自纠自查，也是对该项目研究成果的检验检视，为后续项目执行以及结题验收奠定了良好的基础。会议现场合影

2024-12-11

广州健康院研究发现BRD4 BD2抑制剂有望用于治疗急性髓系白血病

近日，中国科学院广州生物医药与健康研究院许永团队报道了首个BRD4 BD2选择性抑制剂，可作为抗急性髓系白血病（AML）的候选药物。近日，中国科学院广州生物医药与健康研究院许永团队报道了首个BRD4 BD2选择性抑制剂，可作为抗急性髓系白血病（AML）的候选药物。相关成果以“Discovery of the First BRD4 Second Bromodomain (BD2)-Selective Inhibitors”为题发表在药物化学领域Top期刊Journal of Medicinal Chemistry上。此研究是许永团队在课题组前期所报道的BET BD2选择性抑制剂XY153基础上，进一步开发取得的突破性成果（J. Med. Chem. 2022,65,7,5760–5799）。BET家族成员BRD4是肿瘤发生发展的重要调控因子。第一代PanBET抑制剂临床上出现了剂量依赖的毒副作用，临床推进受限。第二代BET BD2抑制剂通过提升BD2选择性获得了更高的安全性，目前已进入临床用于治疗急性髓系白血病和骨髓纤维瘤。但是，目前所有已报道的BET BD2抑制剂对BRD4同家族每成员BRD2、BRD3和BRDT的BD2结构域均不具备选择性。因此，BRD4 BD2亚型选择性抑制剂的开发是进一步明确疗效和提高临床安全性的前沿方向。本研究以课题组前期报道的BET BD2抑制剂XY153为苗头分子，采用基于结构的药物设计策略进行优化改造，开发获得了首个成药性良好、高结合活性、高选择性的BRD4 BD2亚型选择性抑制剂XY221。TR-FRET实验中，化合物XY221对BRD4 BD2的结合活性为5.8 nM，相对BRD4 BD1的选择性为667倍，相对其他BET BD2的选择性为9~32倍。BLI实验确证了BRD4 BD2选择性，选择性倍数达66~142倍。在细胞增殖抑制实验中，XY221有效抑制急性髓系白血病细胞，同时对正常细胞安全性更高。机制研究表明，XY221能有效下调凋亡相关蛋白PARP、BCL-2、MCL-1；下调致癌基因MYC及其下游基因p21、ODC1。在大鼠和人肝微粒体实验中，化合物XY221表现出优异的体外代谢稳定性，T1/2值均大于120 min。在PK实验中，化合物XY221表现出良好的药代动力学特性，口服生物利用度达13.1%。本研究表明，化合物XY221作为首个BRD4 BD2抑制剂，有望作为小分子探针推动BRD4 BD2相关表观遗传学研究，并引领本领域新一代BET抑制剂的研发。许永课题组博士后李俊骅、博士后胡清清和沈阳药科大学联合培养硕士生朱润为本论文的共同第一作者，许永研究员、吴锡山副研究员和沈阳药科大学赵临襄教授为通讯作者。该项目得到国家重点研发计划、国家自然科学基金青年基金、广东省“一带一路”联合实验室基金、呼吸疾病全国重点实验室自主项目、中国科学院青年创新促进会、广州健康院自主部署项目、中国博士后科学基金面上项目、广东省博士后专项基金和广州市基础与应用基础研究青年“启航”项目的支持。论文链接图1 基于前期BET BD2抑制剂XY153开发获得首个BRD4 BD2抑制剂XY221图2 化合物XY221选择性靶向BRD4 BD2的“后羿射日”模式图

2024-12-10

南海海洋所在珊瑚幼虫共生关系碳氮循环研究取得新进展

中国科学院南海海洋研究所珊瑚生物学和珊瑚礁生态学学科组与厦门大学、香港科技大学等单位合作，在珊瑚浮浪幼虫共生关系碳氮循环研究领域取得新进展，研究成果以“Symbiodiniaceae algal symbionts of Pocillopora damicornis larvae provide more carbon to their coral host under elevated levels of acidification and temperature”为题，发表在Nature Portfolio旗下Communications Biology期刊。论文共同第一作者为助理研究员孙有方和厦门大学近海海洋环境科学国家重点实验室博士盛华夏，通讯作者为香港科技大学教授钱培元和南海海洋所研究员黄晖，合作作者包括厦门大学教授高树基和洛桑联邦理工学院博士Nils Rädecker等。珊瑚宿主和虫黄藻之间的营养循环在维持稳定的共生关系中起着至关重要的作用。虫黄藻通过光合作用合成有机碳并将其传递给宿主，而宿主则为虫黄藻提供含氮营养物质。在正常环境下，共生虫黄藻处于“氮限制”状态，避免过度繁殖影响共生关系和共生体健康。然而，在环境胁迫下，共生虫黄藻会可能会保留更多的有机碳以支持自身的生长，导致宿主受到一定程度的“碳限制”，影响共生关系和共生体健康。因此，碳和氮在的珊瑚宿主与虫黄藻之间的稳定循环对于维持稳定的共生关系至关重要。浮浪幼虫阶段通常被视为珊瑚生活史中的一个关键时期，标志着从自由游动的形式向附着的珊瑚幼体阶段过渡，是珊瑚种群补充和珊瑚礁生态系统恢复的关键。因此，了解幼虫对环境胁迫的响应，对于预测珊瑚未来的发展轨迹显得尤为重要。研究人员通过合理设置室内控制实验，将鹿角杯形珊瑚幼虫暴露于酸化组（pCO2为1000 µatm，水温为29℃）、高温组（pCO2为480 µatm，水温为32℃）、高温酸化组 (pCO2为1000 µatm，水温为32℃) 和对照组（pCO2为480 µatm，水温为29℃）等4个处理组内，探究环境胁迫对幼虫共生体生理以及幼虫宿主和共生虫黄藻间碳和氮的同化、传递和留存的影响。结果显示，各处理组暴露期间幼虫存活率和附着率均未受到显著影响，而幼虫在暴露期内也未发生白化现象。然而，酸化和高温的暴露均增加了幼虫共生体（珊瑚宿主-共生虫黄藻）的净光合作用和总光合作用。随后，通过碳、氮同位素示踪实验显示，酸化和高温暴露均增加了幼虫共生体的碳同化量，主要体现在幼虫宿主碳同化量增加上，表明共生虫黄藻传递较多碳至宿主代谢利用 (图 1A)；氮的同化模式和碳模式相似（图 1B）。珊瑚幼虫宿主碳可利用性增加，表明幼虫宿主和共生虫黄藻共生关系出现增强现象，可能是珊瑚幼虫可以抵御一定程度海水升温的原因之一。珊瑚与共生虫黄藻之间营养循环关系的破坏被认为是珊瑚白化发生的重要原因之一。本研究表明，在实验暴露期间，酸化和高温并未对鹿角杯形珊瑚幼虫共生关系和生理表现产生负面影响，并为揭示珊瑚幼虫抵抗环境胁迫以避免损害这一敏感的早期生命阶段的共生关系提供了新见解。图 1 鹿角杯形珊瑚幼虫在环境胁迫下的碳氮传递关系注： Control：对照组，High pCO2：酸化组，High T：高温组，Combined：高温酸化组；灰色部分对应共生虫黄藻同化量，颜色部分代表对应处理组内幼虫宿主同化量。该研究获得国家自然科学基金联合基金项目、青年基金项目、近海海洋环境科学国家重点实验室访问学者基金和广州市基础应用基础研究专项基金等联合资助。相关论文信息：Sun Youfang,Sheng Huaxia,Rädecker Nils,Lan Yi,Tong Haoya,Huang Lintao,Jiang Lei,Diaz-Pulido Guillermo,Zou bobo,Zhang Yuyang,Kao Shuh-Ji,Qian Pei-Yuan,and Huang Hui. Symbiodiniaceae algal symbionts of Pocillopora damicornis larvae provide more carbon to their coral host under elevated levels of acidification and temperature. Communications Biology 7,1528 (2024).论文链接：https://doi.org/10.1038/s42003-024-07203-4

2024-12-11

中国科学院B类先导专项“深地挥发份循环的成矿驱动机制及资源效应”启动会顺利召开

林莽研究员代表专项向专家组表达衷心感谢，并表示专项将认真吸收专家组的意见建议，确保专项按时高质实施。2024年11月30日—12月1日，中国科学院基础与交叉前沿科研先导专项（B类）“深地挥发份循环的成矿驱动机制及资源效应”（以下简称专项）启动会在广州顺利召开。会议特邀沈树忠院士、彭平安院士、高锐院士、徐义刚院士、李献华院士、胡瑞忠院士等12位专家与会指导。中国科学院可持续发展研究局副局长魏勇，中国科学院广州分院副院长、分党组成员孙龙涛，专项依托单位中国科学院广州地球化学研究党委书记、副所长张海祥，党委副书记、纪委书记李海滨，副所长王强，专项首席科学家林莽研究员及专项骨干成员和管理人员等100余人参加会议。张海祥代表专项依托单位，感谢各位领导及专家给予的支持和帮助，并介绍了专项的整体背景和情况，同时强调作为专项依托单位，研究所将在人员、平台、资源等各方面给予专项全力支持，并勉励科研人员要积极面向国家重大需求，全力攻关，为抢占科技制高点做出贡献。魏勇宣读了专项立项文件，指出B类先导专项是中国科学院支持重点实验室建设的重要举措之一，依托单位和重点实验室要转变组织模式，形成创新合力，要带动队伍建设，推动人才工作上台阶，要健全管理方式，推动成果产出，真正能把科学院改革的成效展示出来。随后，专项首席科学家林莽研究员作了专项工作汇报，详细介绍了专项的立项思路和论证过程、研究方案和技术路线、目标成果和年度计划、人才队伍和工作基础，以及组织管理和经费预算等内容。各项目和课题负责人分别就各项目和课题的具体实施和工作进展进行汇报。与会专家认真听取了汇报并对专项各层级实施方案给予充分肯定，同时围绕项目设计、关键科学问题、技术难点突破以及专项预期成果应用等方面提出了富有建设性的意见和建议。专家组希望专项进一步聚焦需解决的重大问题、突破的关键技术，进一步明确应用出口的方向，并加强三个项目之间的有机联系，共同推动标志性成果的产出。林莽研究员代表专项向专家组表达衷心感谢，并表示专项将认真吸收专家组的意见建议，确保专项按时高质实施。

2024-12-09

南海海洋所 | 南沙群岛千米级羽状流揭示活跃海底油气泄漏

近期，中国科学院南海海洋研究所边缘海与大洋地质重点实验室阎贫研究员团队联合广州海洋地质调查局等单位，在南沙群岛北部海区取得重要地质发现。通过分析多波束与多道地震资料，研究人员揭示了该区域存在多个高达千米的羽状流，这些羽状流具有显著的含气特征，推测区内可能存在活跃的海底油气泄漏。研究团队在南沙群岛北部九章盆地通过多波束及多道地震数据分析，获得了该区域海水和地层的反射结构和海底地形地貌图。发现了该区域海底麻坑和多个羽状流，其中羽状流最高达1300米、底宽1300-1400米，与海马冷泉区羽状流相比，高度更高，是目前为止南海发现的最大羽状流。近十年的观测结果对比发现，该区域油气泄漏非常活跃，越来越强。例如，在同一个麻坑、不同时间（2013年和2020年）发现了两次巨型羽状流；在2018-2020年期间，一个麻坑深度突然增加了20米，另外出现一个新的麻坑，长248米、宽90米、深16米。此外，研究区断裂发育，存在多个泥底辟和含气带，其顶部地震速度明显低于围岩速度，这些都是油气藏存在和泄露的直接证据。这些发现预示着南沙群岛北部可能存在丰富的油气资源，应该进一步加强调查研究。这一发现不仅对于理解被动大陆边缘甲烷渗漏机制具有重要的科学意义，也为未来南沙的油气资源开发提供了潜在的区域目标。该研究成果已发表在Marine and Petroleum Geology期刊上，论文作者包括中国科学院南海海洋研究所助理研究员王彦林、副研究员于俊辉、研究员阎贫，广州海洋地质调查局高级工程师涂广红等。研究工作得到国家自然科学基金、广东特支计划、以及国家自然科学基金委共享航次的支持。相关论文信息：Wang,Y.,Tu,G.,Yu,J.,Yan,P.,Ma J.,Tian Z.,Chen C.,2024. 1300-m-High gas plume from pockmarks in the north Nansha waters,South China sea. Marine and Petroleum Geology,164,106868。文章链接：https://doi.org/10.1016/j.marpetgeo.2024.106868.图1 南沙盆地分布图2 九章盆地麻坑区海底地形及其变化图3 九章盆地多道地震剖面(a)和多波束(b)显示的羽状流、泥底辟和含气带

2024-12-09

华南植物园揭示气候和底物化学计量比调控自生固氮

生物固氮是陆地生态系统重要的氮输入途径，通常包括共生和自生固氮两种方式。相比共生固氮而言，自生固氮在陆地生态系统的分布范围更广。自生固氮通常受到气候因子、底物特性和固氮微生物群落结构的影响。传统观点认为，气候因子是驱动自生固氮空间格局的主要因素，因此温暖湿润的低纬度地区通常被认为具有更高的自生固氮速率。然而，许多区域尺度的研究发现，温暖湿润的低纬度地区并不一定表现出更高的自生固氮速率，并且相比气候因子而言，底物特性对自生固氮区域分布格局的影响可能更为显著。因此，自生固氮的空间分布格局及其影响因素有待进一步研究。该研究以在中国东海岸不同位点采集的互花米草和芦苇凋落物为研究对象，开展了两项野外实验（同位分解实验和同质园分解实验），并用全球数据进一步佐证（图1）。在同位分解实验中，来自不同位点的互花米草和芦苇凋落物被送回采样地点进行分解，以评估气候因子和底物特性对自生固氮区域格局的影响。在同质园分解实验中，来自不同位点的互花米草和芦苇凋落物被统一放置于崇明岛东滩进行分解，以进一步明确底物特性对自生固氮区域格局的作用。此外，通过全球数据分析进一步验证自生固氮的分布格局及其调控因素。结果表明，互花米草和芦苇凋落物自生固氮速率的纬度格局并没有在温暖湿润的低纬度地区达到峰值。这种的现象也可以推广到其他自生固氮类型（土壤、叶片等）的全球分布格局。导致这种现象的原因是由于在区域和全球尺度上，自生固氮的空间分布格局受到气候因子和底物化学计量比的共同调控。为此，我们提出了一个新的理论框架来解释这种现象（图2）。在温暖湿润的地区，尽管适宜的气候有助于自生固氮，但较低的底物C:N和C:(N:P)比会限制其活性，使自生固氮速率低于传统观点的预期值；相反，在气温和水分相对较低的地区，虽然气候条件不利于自生固氮，但较高的底物C:N和C:(N:P)比能在一定程度上促进微生物固氮活性，使自生固氮速率高于传统观点的预期值。上述结果从区域和全球尺度进一步验证了前期发现的底物化学计量比调控氮饱和成熟林自生固氮速率（Zheng et al. 2018,Ecology; https://doi.org/10.1002/ecy.2416）以及驱动森林演替过程的固氮速率变化（Zheng et al. 2020,Ecology Letters;https://doi.org/10.1111/ele.13437）。相关研究成果已近期发表在学术期刊Earth’s Future（《地球的未来》）上。复旦大学硕士生戴海啸为第一作者，中国科学院华南植物园郑棉海副研究员和复旦大学/兰州大学吴纪华教授为共同通讯作者，复旦大学博士生刘泽康和兰州大学助理教授Ali Bahadur为本文共同作者。论文链接：https://doi.org/10.1029/2024EF005093图1. 野外实验的采样地点分布图（a）及全球分析中实验数据的分布图（b）图2. 气候和底物化学计量比对自生固氮空间分布的共同调控作用的理论框架

2024-12-08