科研进展--中国科学院广州分院

植物内生微生物（endophytes）作为与植物共生的关键微生物类群，在促进植物健康、增强养分吸收及维持系统抗病性等方面发挥着重要作用。与化学农药相比，利用内生微生物开展生物防控（biocontrol）具有环境友好与可持续性优势。然而，如何从复杂的自然微生物组中筛选有效菌株，构建具有定向抑病功能且稳定性强的人工合成微生物群落（Synthetic Communities, SynComs），并阐明其作用机制，仍是当前微生物生态与植物保护领域的重要课题。植物内生微生物（endophytes）作为与植物共生的关键微生物类群，在促进植物健康、增强养分吸收及维持系统抗病性等方面发挥着重要作用。与化学农药相比，利用内生微生物开展生物防控（biocontrol）具有环境友好与可持续性优势。然而，如何从复杂的自然微生物组中筛选有效菌株，构建具有定向抑病功能且稳定性强的人工合成微生物群落（Synthetic Communities ，SynComs），并阐明其作用机制，仍是当前微生物生态与植物保护领域的重要课题。本研究综合运用田间采样、微生物组测序及功能验证等方法，系统解析了食用百合在长期连作体系下内生菌群的结构动态。研究发现，连作不仅导致土传病原真菌尖孢镰刀菌（Fusarium oxysporum）的积累，同时也伴随有益菌群（如Pseudomonas、Bacillus）的协同富集，形成一种“拮抗—平衡”的复杂微生态网络。共现网络分析进一步表明，伯克霍尔德氏菌科（Burkholderiaceae）与假单胞菌属（Pseudomonas）在维持根系微生物稳态中发挥核心作用。值得关注的是，内生细菌中约50%来源于根际土壤，而内生真菌中土源比例不足10%，反映出宿主对内生真菌具有强烈的选择性过滤效应。在此基础上，研究团队从百合鳞茎中分离获得包括根瘤菌属（Rhizobium）、甲基杆菌属（Methylobacterium）及真菌Talaromyces属在内的核心拮抗菌株，并通过组合筛选构建了多种合成菌群。试验结果显示，复合菌剂在促进植株生长与抑制病原菌方面均优于单一菌株，且含有真菌组分的复合菌剂在促生与抑病能力上显著优于仅含细菌的组合。该研究揭示了连作条件下百合内生微生物群落的生态动态与功能协同机制，创新提出了基于核心菌群构建“定向拮抗型合成微生物群落”的新策略。研究表明，合理设计的SynCom不仅能有效抑制土传病原真菌，还可促进植物生长，为缓解连作障碍和减少化学农药依赖提供了可持续的生态解决方案。该成果在微生物生态学理论与农业应用之间构建了新的桥梁，对推动绿色农业与土壤健康管理具有重要的科学意义与应用价值。相关研究成果以Decoding Endophytic Microbiome Dynamics: Engineering Antagonistic Synthetic Consortia for Targeted Fusarium Suppression in Monoculture Regimes为题，发表于Horticulture Research。论文通讯作者为中国科学院亚热带农业生态研究所朱宝利研究员，第一作者为秦红灵副研究员。论文链接连作引起的百合内生微生物群落变化百合内生细菌和真菌拮抗病原菌（Fusarium oxysporum）效果及机制

2025-10-30

“奋斗者”号完成北极科考，将我国载人深潜从“全海深”拓展至“全海域”

2025年10月27日，由自然资源部、中国科学院共同组织，中国科学院深海科学与工程研究所牵头，依托我国自主设计建造的国际首艘具破冰能力的载人深潜作业母船“探索三号”及“奋斗者”号载人潜水器，执行北极载人深潜任务的科考队顺利返回。2025年10月27日，由自然资源部、中国科学院共同组织，中国科学院深海科学与工程研究所牵头，依托我国自主设计建造的国际首艘具破冰能力的载人深潜作业母船“探索三号”及“奋斗者”号载人潜水器，执行北极载人深潜任务的科考队顺利返回。“奋斗者”号在北极共完成了43个潜次作业任务，并与“蛟龙”号载人潜水器实现了水下联合作业，创新了我国双载人潜水器水下协同作业模式。今年7月22日，北极载人深潜科考队从三亚出发，会同“蛟龙”号载人深潜团队，共赴北冰洋海域执行深潜任务。本航次执行的是自然资源部主责、中国21世纪议程管理中心管理的“十四五”国家重点研发计划“深海和极地关键技术与装备”重点专项任务，历时98天，航行15000余海里。期间，科考队在北冰洋作业56天，冰区航行1989海里，进行了一系列科学考察和试验，“奋斗者”号完成43个潜次作业任务，并与“蛟龙”号进行了水下协同作业。特别是在海冰覆盖率大于80%的中央海盆，科考队进行了国际上首次加克洋中脊的载人深潜科考，“奋斗者”号在29天中完成32个潜次，潜次平均水中时间大于9小时，平均海底作业时间大于6小时，最大下潜深度5277米。深潜作业经历了极昼、极夜、融冰期和结冰期，克服了低温、大风困难。本航次验证了“奋斗者”号载人潜水器和“探索三号”母船在极地冰区的作业能力和应用价值，实现了一系列极区深潜科考作业的船载/潜载国产技术的突破。科考队建立了极区极端环境下“奋斗者”号载人深潜作业规程，开创了在密集冰区“船潜协同”的移动式冰潜新模式，在海冰不断漂移的恶劣环境中实现了精准导引、安全上浮，大大增加了极区载人潜水器海底作业时间的范围，锻炼和培养了一支极区载人深潜科考队伍，使我国成为目前世界上唯一在北极密集海冰区进行连续载人深潜的国家，进一步确立了我国在载人深潜技术领域的国际领先地位。基于“探索三号”和“奋斗者”号高精度及常规化作业优势，科考队采集了一批珍贵的水体、沉积物、岩石和生物样品，获得了大量的观测数据，将为深入研究北极气候快速变化、北极超慢速扩张背景下加克洋中脊海底地质过程、极区生命演化和适应机制等提供重要科学支撑。本航次纳入我国第15次北冰洋科学考察，得到了科学技术部、国家自然科学基金委、海南省人民政府、中国船舶集团等相关部门和单位的支持，共有来自16家科研院所、高校和企业的80名科考队员参加。探索三号”在北极密集冰区破冰航行蛙人在北极密集冰区回收“奋斗者”号“奋斗者”号在北极密集冰区被起吊出水

2025-10-30

中国科学院南海海洋研究所超净化学实验室正式运行

近日，中国科学院南海海洋研究所建设的超净化学实验室（简称超净室）顺利完成各项验收与试运行，正式投入使用。该超净室按照目前国际一流标准要求和设计理念，历经一年多高标准建设，于2025年9月通过综合验收，标志着研究所在海洋科研支撑能力方面迈上新台阶。超净室整体构建了符合ISO 14644-1标准的洁净实验体系，建设了五间共75平方米恒温、恒湿的样品前处理超净实验室（整体千级，局部百级），两间共57平方米恒温、恒湿的仪器超净实验室（千级），以及100平方米的常规地球化学实验室。本超净室配套有Nu Instruments Plasma 3型多接收电感耦合等离子体质谱（MC-ICP-MS）、瑞索193nm准分子激光剥蚀系统（LA）和Agilent 7900电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）等先进分析仪器及PFA亚沸蒸馏器、色谱分离柱、Millipore超纯水机、电子天平等配套实验设施，形成了覆盖试剂纯化、样品前处理、仪器测试与数据分析的全流程实验平台，为开展海洋元素与同位素地球化学研究提供了高质量的技术支撑。本超净室将致力于建设成为国内一流水平的标杆实验室，其特色主要体现在精细的功能分区，以满足不同类型样品的消解、分离、纯化过程中对洁净度、空间等的特殊要求，未来将持续为海洋地质、海洋环境与海洋资源等研究领域提供可靠、高效的技术支撑，进一步推动我国海洋科学研究的深入发展。

2025-10-23

亚热带生态所 | 喀斯特富钙基岩生境重塑森林物种多样性纬度格局取得进展

中国科学院亚热带农业生态研究所环江喀斯特生态系统观测研究站陈洪松研究员团队在喀斯特富钙镁基岩–土壤环境重塑森林物种多样性纬度格局的机制方面取得新进展。相关成果以Contrasting Latitudinal Diversity Gradients in Karst and Non-Karst Forests: Evidence for Bedrock-Driven Modulationx为题，发表于国际生态学经典期刊Diversity and Distributions。聂云鹏、陈洪松研究员为通讯作者，博士生黄丽为第一作者。中国科学院亚热带农业生态研究所环江喀斯特生态系统观测研究站陈洪松研究员团队在喀斯特富钙镁基岩–土壤环境重塑森林物种多样性纬度格局的机制方面取得新进展。相关成果以Contrasting Latitudinal Diversity Gradients in Karst and Non-Karst Forests: Evidence for Bedrock-Driven Modulationx为题，发表于国际生态学经典期刊Diversity and Distributions。聂云鹏、陈洪松研究员为通讯作者，博士生黄丽为第一作者。物种多样性沿纬度梯度递减（Latitudinal Diversity Gradient ，LDG）是生态学和生物地理学中最为经典的规律之一。传统观点认为，低纬度地区温暖湿润的气候条件能支撑更高的物种多样性，而高纬度地区气候限制导致多样性降低。然而，近年来研究表明，气候并非唯一决定因素，基岩通过影响土壤形成与养分供给深刻塑造植物群落结构及其生长状况。喀斯特地区由富含钙、镁的碳酸盐岩组成，岩石易溶、土壤浅薄，水分与养分匮乏，与邻近的非喀斯特地区形成鲜明对比。这类由基岩驱动的土壤环境是否以及如何改变森林群落物种多样性及其纬度格局，仍是未解的重要科学问题。针对这一科学问题，研究团队在中国西南跨越约10°纬度的亚热带森林样带上，设置了60个喀斯特与非喀斯特平行样地，记录了654种木本植物共17740个个体，系统解析了气候和基岩-土壤环境对森林多样性的协同影响机制。结果显示，（1）喀斯特与非喀斯特森林的基岩–土壤环境存在显著差异：喀斯特森林的基岩SiO₂含量和土壤厚度显著较低，而土壤中钙、镁等元素含量更高。沿纬度梯度变化时，这种富钙贫硅的基岩-土壤环境使喀斯特森林的物种多样性呈现出与传统模式相反的变化趋势，即越往高纬度，物种越多、群落越复杂；（2）结构方程模型分析进一步揭示，气候对物种多样性的正向作用被喀斯特高钙镁、浅土层环境的负向作用所抵消甚至逆转，导致物种多样性“逆纬度梯度格局”的出现；（3）喀斯特森林的物种与系统发育多样性和基岩SiO₂含量、土壤厚度及钙镁含量紧密耦合，说明地质环境通过影响土壤化学组成和水分养分供给，深刻塑造了森林群落的多样性格局。该研究从地质-土壤-植物耦合视角系统解释了地质多样性如何改变传统的生物多样性分布规律，为理解岩性差异在全球生态格局形成中的作用提供了新证据。研究成果提示，在未来的生物多样性保护和生态恢复规划中，应将地质多样性纳入生态管理框架，以更科学地维护生态系统的稳定与功能。论文链接样带位置示意图与喀斯特和非喀斯特森林群落物种多样性的纬度格局气候因子和基岩-土壤环境对物种多样性的影响机制

2025-10-27

华南植物园破解本土矿化菌对重金属的矿化作用机制

随着工业化和农业活动的持续扩张，重金属镉和铅对水体和土壤的污染已演变为一项严峻的全球性环境挑战。这些有毒金属不仅具有环境持久性和高生物毒性，更易通过食物链富集，严重威胁生态系统稳定与农产品安全。在众多绿色、可持续的原位生物修复技术中，微生物诱导碳酸盐沉淀技术（MICP）因其环境友好、成本相对较低且能实现长效稳定等优势而备受关注。由于实际污染场地中镉、铅等重金属往往同时存在，它们之间可能产生协同、拮抗或竞争抑制等复杂的交互作用，这些相互作用会深刻影响微生物的活性、矿化效率以及最终修复效果的稳定性。若忽视这一复杂情境，仅基于单一污染体系优化的技术在实际应用中难免会“水土不服”。因此，深入探索MICP技术在镉-铅复合污染条件下的作用效率与微观机制，对于精准治理复杂污染场地具有至关重要的现实意义。该研究从粤北典型污染土壤中成功筛选出两种本地矿化细菌——巴氏芽孢杆菌和蜡样芽孢杆菌，并与商业菌株进行了系统性对比。研究结果表明，在低浓度污染条件下（镉0.5-4.0 mg/L，铅100-200 mg/L），这两种本土菌株对镉和铅的固定化效率均超过了98%，表现极为高效。即使在较高浓度（如镉8 mg/L）下，本土巴氏芽孢杆菌仍能保持96%的固化效率，展现出卓越的耐受性。在镉铅复合污染的环境中，金属之间存在竞争抑制现象。铅由于其更强的结合亲和力，往往在固定化过程中占据主导地位。矿化细菌诱导形成了富含镉或铅的碳酸盐矿物沉淀，这是固化重金属的关键机制。从污染地本土筛选的菌株比外源商业菌株具有更强的环境适应性和重金属固化能力，它们能更快地启动矿化过程，形成更稳定的矿物结构，为原位生物修复提供了优越的“种子”资源。这项工作不仅从机理上深化了我们对微生物矿化过程的理解，更重要的是，它为实际修复重金属污染的水体和土壤提供了一种高效、低成本且环境友好的解决方案。相关研究成果近期以“The Role of Mineralization Bacteria in the Immobilization of Cadmium and Lead in Aqueous Solutions“为题发表在国际环境领域权威期刊Journal of Hazardous Materials（《有害物质杂志》）（IF5-years=12.4）上。与此同时，科研团队同步证实了从污染土壤提取的本土矿化菌对实际镉铅复合污染农田土壤具有高效的修复效果，此成果发表于中文核心期刊《生态与农村环境学报》上。中国科学院华南植物园博士后Ismail Khan和硕士研究员尚丽分别为第一作者，庄萍副研究员为通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金和广东省自然科学基金等项目的支持。论文链接：https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2025.140187https://doi.org/10.19741/j.issn.1673-4831.2025.0559图1. 矿化菌通过生物矿化“捕获”水中重金属图2. 本土矿化菌菌株的驯化过程和最佳培养条件筛选

2025-10-28

华南植物园揭示热带珊瑚岛生态恢复的微生物途径-真菌“打头阵”，细菌“稳后方”

热带珊瑚岛生态系统相对独立且封闭，生境条件严酷，常受高温、强光、高盐、季节性干旱等气候因素影响，加之生物种类较为单一，系统结构简单，自我调节能力弱，稳定性较差。人工植被构建往往难以持久维持，易发生退化，植被恢复与生态功能提升面临严峻挑战。因此，如何有效保障该类生态系统的稳定与健康，促进具有自维持能力的近自然植物群落的构建与恢复，已成为推进我国海洋生态文明建设、维护海岛生态安全中亟待突破的关键科学和技术问题。中国科学院华南植物园恢复生态学团队基于我国热带珊瑚岛的植被长期观测样地，选取了草坪、防风固沙林、防护林、公共绿地和行道树五种典型人工植被，并以原生植被作为生态恢复的参照，综合利用高通量测序、磷脂脂肪酸图谱及共现网络模型等技术，系统追踪了植被恢复早期土壤微生物群落与土壤理化性质的动态变化。图1. 热带珊瑚岛不同类型人工植被土壤微生物生物量、土壤理化性质（平均值 ± 标准误）、养分限制情况和微生物群落结构（PCoA）与原生植被较。NF：原始林；GL：草坪；WBSF：防风固沙林；SB：防风林；PGS：公共绿地；RT：行道树。不同小写字母代表不同植被类型间差异显著。研究显示，尽管人工植被的构建显著改善了土壤环境与养分条件，但在恢复早期（<2年），其土壤肥力、微生物生物量、酶活性及生物多样性等关键指标仍明显落后于原生植被。不同人工植被类型的恢复效率存在明显差异：草地和行道树区域因实施灌溉、施肥等精细化管理，生态恢复速度显著优于防风固沙林和防护林等类型。图2. 热带珊瑚岛不同类型人工植被土壤微生物共现网络与原始林的比较。NF：原始林；GL：草坪；WBSF：防风固沙林；SB：防风林；PGS：公共绿地；RT：行道树。该研究的一个重要突破，在于首次揭示了土壤微生物在热带珊瑚岛生态恢复过程中存在“分工协作”的规律：恢复初期，土壤真菌作为“先锋部队”，凭借其耐旱、耐盐特性高效分解难降解有机质，为植物定植创造条件，并在稳定微生物网络结构中发挥核心作用；随着恢复进程的推进，土壤细菌生物量逐渐增加，成为共现网络中的“模块枢纽”，通过促进碳、氮、磷等元素循环，承担起维持生态系统长期功能与稳定性的“主力军”角色。此外，研究还发现，无论是人工植被还是原生植被，土壤微生物均受到碳、磷养分的协同限制，表明养分供给不足是制约微生物活性及生态恢复效率的关键瓶颈。图3. 热带珊瑚岛人工植被向原生植被恢复过程中土壤微生物、土壤理化性质、养分限制情况及微生物网络关键物种动态变化概念图。基于研究结果，研究团队提出针对性优化策略：植被构建初期可接种耐盐真菌菌剂，加速难分解碳的转化，“抢抓”恢复时间；恢复后期，可采取“少量多次”方式补充易分解碳源，促进细菌功能群落的建立；同时应结合热带珊瑚岛土壤高钙低磷的特点，配施低剂量磷肥，精准缓解“碳磷双限制”，全面提升恢复效率。建议未来开展更长周期的监测，评估不同恢复模式的可持续性，不断完善热带珊瑚岛生态恢复技术体系，为我国海岛生态安全及全球脆弱生态系统的恢复实践提供科学依据。相关研究成果近期发表在Soil Ecology Letters（《土壤生态学快报》）上，华南植物园恢复生态学团队吴文佳助理研究员为论文第一作者，刘占锋研究员为通讯作者，研究得到了国家重点研发计划、国家自然基金和广东省自然基金等项目资助。论文链接：https://doi.org/10.1007/s42832-025-0370-7

2025-10-28

亚热带生态所 | 三峡大坝运行后入湖口和出水口水文条件对洞庭湖湿地植被格局影响取得新进展

在全球气候变化与人类活动影响的背景下，河湖生态系统的水文节律与洪泛湿地植被格局正经历深刻变化，引发了湖泊水资源减少、河湖连通性减弱、湿地植被退化等问题。通江湖泊主要通过入水口与出水口调节河湖间的水量交换，对维系区域生态平衡具有关键作用。在全球气候变化与人类活动影响的背景下，河湖生态系统的水文节律与洪泛湿地植被格局正经历深刻变化，引发了湖泊水资源减少、河湖连通性减弱、湿地植被退化等问题。通江湖泊主要通过入水口与出水口调节河湖间的水量交换，对维系区域生态平衡具有关键作用。三峡大坝作为世界上最大的水利工程，自2003年蓄水以来，显著改变了长江中下游的水文环境，尤其对下游通江湖泊洞庭湖的水文情势和植被格局产生了巨大影响。尽管之前有研究关注水文变化与植被响应，但大坝运行如何通过改变湖泊入水口与出水口的水文条件，进而驱动植被格局演变的机制尚不明确。针对这一科学问题，中国科学院亚热带农业生态研究所谢永宏研究员团队基于长期水文观测数据、遥感影像解译和MIKE 21水动力模型模拟，对比分析了三峡大坝运行前后洞庭湖淹水格局与植被格局的时空演变特征，并通过设置多种水文情景，首次量化了湖泊入水口与出水口水文条件对植被变化的贡献。结果表明：（1）三峡大坝运行后，三口年均径流和城陵矶年均水位均显著下降，且两者的年内变化特征在大坝运行前后存在差异，其中7-12月较大坝运行前减少，而1-3月增加；（2）洞庭湖平均淹水时间减少9天，平均淹水深度降低0.25米，其中东洞庭湖变化最为显著；（3）植被面积扩大并向湖心移动，其中芦苇面积增加且分布高程明显下移，挤占苔草空间；（4）苔草和芦苇适宜的淹水时间分别为132–240天和110–186天，表明芦苇在水位减少条件下竞争优势更强；（5）城陵矶出水口水位下降是洞庭湖植被演替的主要驱动因素，对比三口四水，城陵矶水文条件对苔草和芦苇最适宜生长面积的贡献分别为79.26 %和66.62 %。上述结果以Dominant Hydrological Drivers of Vegetation Pattern Changes in a River-Connected Lake after Dam Construction: Outlet or Inlet?为题近期发表在Ecological Indicators上，研究得到湖南省-基金委区域创新联合基金重点项目、湖南省创新生态建设计划科技合作项目和湖南省科技创新平台计划项目等资助。论文链接

2025-10-27

亚热带生态所 | 喀斯特富钙基岩生境重塑森林物种多样性纬度格局取得进展

中国科学院亚热带农业生态研究所环江喀斯特生态系统观测研究站陈洪松研究员团队在喀斯特富钙镁基岩–土壤环境重塑森林物种多样性纬度格局的机制方面取得新进展。相关成果以Contrasting Latitudinal Diversity Gradients in Karst and Non-Karst Forests: Evidence for Bedrock-Driven Modulationx为题，发表于国际生态学经典期刊Diversity and Distributions。聂云鹏、陈洪松研究员为通讯作者，博士生黄丽为第一作者。中国科学院亚热带农业生态研究所环江喀斯特生态系统观测研究站陈洪松研究员团队在喀斯特富钙镁基岩–土壤环境重塑森林物种多样性纬度格局的机制方面取得新进展。相关成果以Contrasting Latitudinal Diversity Gradients in Karst and Non-Karst Forests: Evidence for Bedrock-Driven Modulationx为题，发表于国际生态学经典期刊Diversity and Distributions。聂云鹏、陈洪松研究员为通讯作者，博士生黄丽为第一作者。物种多样性沿纬度梯度递减（Latitudinal Diversity Gradient ，LDG）是生态学和生物地理学中最为经典的规律之一。传统观点认为，低纬度地区温暖湿润的气候条件能支撑更高的物种多样性，而高纬度地区气候限制导致多样性降低。然而，近年来研究表明，气候并非唯一决定因素，基岩通过影响土壤形成与养分供给深刻塑造植物群落结构及其生长状况。喀斯特地区由富含钙、镁的碳酸盐岩组成，岩石易溶、土壤浅薄，水分与养分匮乏，与邻近的非喀斯特地区形成鲜明对比。这类由基岩驱动的土壤环境是否以及如何改变森林群落物种多样性及其纬度格局，仍是未解的重要科学问题。针对这一科学问题，研究团队在中国西南跨越约10°纬度的亚热带森林样带上，设置了60个喀斯特与非喀斯特平行样地，记录了654种木本植物共17740个个体，系统解析了气候和基岩-土壤环境对森林多样性的协同影响机制。结果显示，（1）喀斯特与非喀斯特森林的基岩–土壤环境存在显著差异：喀斯特森林的基岩SiO₂含量和土壤厚度显著较低，而土壤中钙、镁等元素含量更高。沿纬度梯度变化时，这种富钙贫硅的基岩-土壤环境使喀斯特森林的物种多样性呈现出与传统模式相反的变化趋势，即越往高纬度，物种越多、群落越复杂；（2）结构方程模型分析进一步揭示，气候对物种多样性的正向作用被喀斯特高钙镁、浅土层环境的负向作用所抵消甚至逆转，导致物种多样性“逆纬度梯度格局”的出现；（3）喀斯特森林的物种与系统发育多样性和基岩SiO₂含量、土壤厚度及钙镁含量紧密耦合，说明地质环境通过影响土壤化学组成和水分养分供给，深刻塑造了森林群落的多样性格局。该研究从地质-土壤-植物耦合视角系统解释了地质多样性如何改变传统的生物多样性分布规律，为理解岩性差异在全球生态格局形成中的作用提供了新证据。研究成果提示，在未来的生物多样性保护和生态恢复规划中，应将地质多样性纳入生态管理框架，以更科学地维护生态系统的稳定与功能。论文链接样带位置示意图与喀斯特和非喀斯特森林群落物种多样性的纬度格局气候因子和基岩-土壤环境对物种多样性的影响机制

2025-10-27

广州能源所联合北京工业大学等单位在Nature发表论文

近日，广州能源所袁浩然研究员团队联合北京工业大学吴玉锋教授团队、井冈山大学罗旭彪教授、北京师范大学黄国和教授等多家科企单位在顶级学术期刊Nature上发表重要研究成果。该研究针对锂电池行业面临资源稀缺性、技术快速变革等独特挑战，开发了锂循环可计算一般均衡（LCCGE）模型，首次实现了自下而上的生命周期分析与自上而下的经济建模方法的弥合，为全球锂离子电池供应链中的“价值-排放悖论”提供了量化依据。近日，广州能源所袁浩然研究员团队联合北京工业大学吴玉锋教授团队、井冈山大学罗旭彪教授、北京师范大学黄国和教授等多家科企单位在顶级学术期刊Nature上发表重要研究成果。该研究针对锂电池行业面临资源稀缺性、技术快速变革等独特挑战，开发了锂循环可计算一般均衡（LCCGE）模型，首次实现了自下而上的生命周期分析与自上而下的经济建模方法的弥合，为全球锂离子电池供应链中的“价值-排放悖论”提供了量化依据。锂离子电池作为能源转型和交通电气化的核心技术，电池制造以及循环利用对实现净零排放目标至关重要。然而，锂离子电池供应涉及多个国家，从澳大利亚和智利矿物开采到中国、韩国和欧盟金属精炼最终到全球市场电池组装，在全球形成了复杂的经济和法规网络，极大限制了关键金属矿物的采购。迫在眉睫的矿产短缺中，先进的回收退役锂离子电池技术极大地提高了工业效率并减少供应链的碳足迹，而设计电极材料生产和新兴回收行业之间关键的系统性碳减排动态路径联系经常丢失。现有研究多聚焦于特定的回收阶段或部分经济系统，缺乏对政策调整、贸易动态和技术创新之间复杂的系统性分析，亟需一种能够捕获锂离子电池回收过程级细节与宏观经济模型动态联系的综合性战略框架，以制定全面且可持续的电池供应链深度脱碳策略。鉴于此，该研究开发的LCCGE模型首次将生命周期评价的微观技术细节与可计算一般均衡模型的宏观经济动态相结合，从而能够精准模拟不同政策、技术及贸易策略对全球供应链经济效益与环境足迹的连锁效应。“价值-排放悖论”表明附加值较低的采矿环节，以18.78%的经济价值贡献，产生了38.52%的碳排放；附加值较高的正极材料生产环节，以34.82%的排放，创造了42.56%的经济价值。这一结构性失衡表明，产业链脱碳的关键在于制造环节的重点治理，并迫切需要发掘循环经济的减排潜力。通过对上千种复杂情景的系统性模拟研究，证实了单一的减排政策的效果相对有限且易引发“负担转移”等负面效应；并提出了一种实现产业深度脱碳的最优路径，即“全球协同+区域定制”的综合性战略框架。该框架建议各国在技术、贸易和环境政策上展开跨区域合作，同时根据自身在供应链中的角色量身定制各自的循环经济策略。研究提出的最优策略框架，为有效应对上述挑战提供了协同治理机制。在该策略下，预计到2060年全球锂电池供应链的平均排放强度可降低35.87%，其中中国的减排潜力可达42.35%，美国、欧盟的减排潜力也分别可达39.14%、37.28%。近年来，袁浩然研究员团队在新能源器件循环利用能力提升方面取得系列突破，此次成果标志着中国科学院广州能源研究所在新能源产业可持续发展研究领域迈入国际前沿，为全球退役锂离子电池供应链深度脱碳提供了科学蓝图。论文链接：https://www.nature.com/articles/s41586-025-09617-4全球锂电池供应链2018年—2022年累积经济产出与温室气体排放全球锂电池供应链未来经济产出与温室气体排放趋势预测不同循环利用情景下的区域和部门排放变化四种区域合作方案下的排放强度变化循环经济策略的系统性分析

2025-10-24

湖南省重大科技攻关“揭榜挂帅”制项目“洞庭湖总磷污染防治关键技术研究与示范”年度总结会召开

10月20日，湖南省重大科技攻关揭榜挂帅制项目洞庭湖总磷污染防治关键技术研究与示范年度总结会议在中国科学院亚热带农业生态研究所召开。10月20日，湖南省重大科技攻关“揭榜挂帅”制项目“洞庭湖总磷污染防治关键技术研究与示范”年度总结会议在中国科学院亚热带农业生态研究所召开。特邀嘉宾中国工程院院士印遇龙，技术专家组成员湖南农业大学陈光辉教授、北京大学周丰教授、中国科学院生态环境研究中心白志辉研究员、湖南省生态环境厅罗岳平研究员，项目牵头单位有关领导，课题负责人及项目参与单位代表等共30余人参加会议。会议由项目负责人谢永宏研究员主持。会上，谢永宏介绍了项目总体进展情况，各课题负责人逐一汇报了2025年度课题进展情况，技术专家组围绕汇报内容进行了质询和点评，并提出了针对性的改进建议。印遇龙指出，各课题应在后续工作中进一步优化研究方案的系统性设计，形成集成示范效应。例如将污染治理与水产养殖有机结合，构建“治理中生产，生产中治理”的一体化方案。谢永宏在总结中强调项目组要树立攻坚克难的信念，勇于探索创新路径，积极整合新技术与新方法，持续推动项目突破。该项目的实施，对洞庭湖水环境生态保护、湖区农业面源污染防控及绿色农业转型发展等具有重要现实意义。会议现场

2025-10-22