科研进展--中国科学院广州分院

南海海洋所 | 研究揭示全球变暖下三大洋协同驱动西北太平洋反气旋增强

近日，中国科学院南海海洋研究所热带海洋环境实验室（LTO）、全球海洋和气候研究中心（GOCRC）以及广东省海洋遥感重点实验室（LORS）的王春在研究员团队，系统揭示了在全球变暖背景下热带三大洋对西北太平洋反气旋（WNPAC）增强的相对贡献及作用机制。相关成果以“Influence of three tropical oceans on western North Pacific anticyclone strengthening under global warming”为题，发表于Nature旗下一区TOP期刊npj Climate and Atmospheric Science。论文第一作者为LTO博士研究生鲁志远，通讯作者为研究员王春在。WNPAC是调控东亚夏季风强度与极端气候事件的核心环流系统，其强度和位置变化受热带太平洋、大西洋与印度洋海温变化的协同影响，直接影响中国东部汛期降水、旱涝格局与高温事件。先前研究多集中在单一海盆或单一季节，而缺乏三大洋整体视角的定量评估。该研究利用最新的第六阶段耦合模式比较计划（CMIP6）多模式模拟，首次系统量化了未来温室气体排放情景下三大洋在不同季节对WNPAC的贡献及变化趋势。研究发现，在全球变暖背景下，WNPAC在冬、春、夏三季均显著增强，主要受大西洋和太平洋海温变化驱动。其中，大西洋通过增强赤道波响应和准定常罗斯贝波列，在冬季和春季发挥越来越重要的作用；夏季则以赤道罗斯贝波机制为主。太平洋在夏季的贡献最强，其机制主要来自印太暖池与中西太平洋之间增强的海温梯度引发的异常东风。相比之下，印度洋的影响在未来气候中相对较弱且较为稳定。该研究为理解未来全球变暖下三大洋对WNPAC的影响和季节性机制提供了新的定量框架，并凸显了大西洋和太平洋在塑造未来东亚气候变化中日益重要的地位。研究成果表明，随着全球变暖加剧，未来东亚地区的极端气候事件将愈发频繁。本研究得到国家自然基金委合作创新研究团队项目、国家自然科学基金重大项目等共同资助。论文信息：Lu,Z.,& C. Wang*,2025: Influence of three tropical oceans on western North Pacific anticyclone strengthening under global warming. npj Clim. Atmos. Sci.,8: 349.文章链接：https://rdcu.be/eN37W全球变暖下三大洋对WNPAC增强的作用机制。(a) 冬季：热带北大西洋增暖（填色）通过三条路径增强WNPAC，包括：向西传播的罗斯贝波（蓝色箭头）、向东传播的开尔文波（黑色箭头），以及由对流增强触发的准定常罗斯贝波列。(b) 春季：热带北大西洋增暖主要通过高空准定常罗斯贝波列维持WNPAC，赤道波作用相对减弱。(c) 夏季：热带北大西洋增暖与中太平洋降温共同作用，通过赤道罗斯贝波动力学和印太暖池—中西太平洋间增强的海温梯度驱动的异常东风，进一步强化WNPAC。

2025-11-05

南海海洋所 | 北印度洋莫克兰俯冲带地震控制机理研究中取得重要进展

近日，中国科学院南海海洋研究所林间院士团队联合英国帝国理工学院、西班牙海洋研究所和广州海洋地质调查局等单位，在北印度洋莫克兰俯冲断裂三维结构物性对地震控制机理的研究中取得重要进展，揭示了俯冲地形对地震触发和破裂传播终止的双重作用。研究成果发表于国际权威学术期刊Journal of Geophysical Research: Solid Earth，博士生徐浩波为论文第一作者，导师杨晓东为通讯作者。俯冲带是全球地震和海啸最活跃的区域之一。海底地形如海山、洋底高原、海岭等在俯冲过程中如何影响地震的触发与破裂传播，长期以来是国际地球科学界的研究热点和争议焦点。一种观点认为，这些地形可作为“地震凹凸体”（asperity），增强断层局部强度，促进地震成核；另一种观点则认为其充当“地震障碍体”，弱化断层、阻碍应变积累与破裂扩展。厘清这一问题对于准确评估俯冲带地震和海啸风险至关重要。研究团队以位于北印度洋莫克兰俯冲带的小穆里海岭为研究对象，该区域因其地形与板块边界断裂、地震活动高度耦合，成为研究俯冲地形与大地震关系的天然实验室。通过对约6000多公里多道反射地震数据的系统解析，团队精细刻画了该区域逆冲大断裂的三维几何结构，并结合临界库伦楔理论，定量估算了断层面的视摩擦系数与剪切应力。研究发现，小穆里海岭俯冲区域的断层面结构粗糙，视摩擦系数和剪切应力显著高于周围区域；而邻近海山俯冲区则断层面较为平滑，力学强度较低。这种结构差异直接决定了地震破裂行为：破裂更易沿平滑、低强度断层面远距离传播，而在粗糙、高强度区域受到显著阻碍。研究进一步指出，1945年发生在该区域的Mw 8.1级大地震很可能起源于一个粗糙且高强度的板块界面区域。基于上述发现，研究团队提出俯冲地形在地震过程中具有“双重角色”：在地震成核阶段，粗糙地形区域因高强度耦合成为潜在震源区；而在破裂传播阶段，这些区域又可作为天然屏障，有效阻止破裂进一步扩展。这一发现挑战了传统单一视角的认识，为理解俯冲带地震机制提供了新的理论框架。此外，研究还指出，全球范围内类似的海山俯冲区域可能普遍存在地震风险被低估的问题。团队发展的“断层分段与地震风险评估”新方法，有望为全球俯冲带地震与海啸灾害的精准预测提供关键技术支撑。该研究不仅深化了对逆冲断裂结构与地震活动关系的科学认知，也为全球地震灾害风险评估提供了新的观测依据和方法路径，具有重要的科学价值与社会意义。图1 莫克兰俯冲带东段构造与地震分布图2 莫克兰板块边界断层的结构特征。a.位于海岭俯冲邻区的平滑断层面;b. 位于海山俯冲区域的粗糙断层面。图3 莫克兰逆冲大断裂的三维结构与力学性质对大地震的控制机理示意本研究得到国家自然科学基金项目、广东省重大人才工程项目、中国科学院国际伙伴计划项目和中国科学院南海海洋研究所自主部署项目等联合资助。论文信息：Xu,H.,Yang,X.*,Ruh,J. B.,Lin,J.,Wang,L.,Bell,R. E.,et al.,2025. Little Murray Ridge subduction controls the segmentation of megathrust and co‐seismic rupture along the eastern Makran margin. Journal of Geophysical Research: Solid Earth,130,e2025JB031876. 论文链接：https://doi.org/10.1029/2025JB031876

2025-11-04

南海海洋所研究揭示南海北部中全新世关键转折期相对海平面时空变化及机制

中国科学院南海海洋研究所热带海洋环境与岛礁生态全国重点实验室和边缘海与大洋地质实验室杨红强研究员团队，联合中国地质调查局海口海洋地质调查中心、西南石油大学及澳大利亚昆士兰大学等多家科研机构，在南海北部中全新世早期相对海平面变化研究中取得重要进展。该成果已于近期发表在国际地学权威期刊《Quaternary Science Reviews》上。本研究第一作者为中国科学院南海海洋研究所助理研究员谭飞，共同通讯作者为中国科学院南海海洋研究所研究员杨红强与中国地质调查局海口海洋地质调查中心高级工程师符国伟。中全新世早期的远场相对海平面记录，对于揭示自然背景下海平面变化规律、冰盖消融过程及其对地球系统的响应机制具有重要意义。然而，南海北部长期缺乏高精度、高分辨率的海平面数据，已有记录不仅差异显著，且误差较大，严重制约了对该区域海平面变化驱动机制及其与珊瑚礁发育演化关系的深入理解。为解决这一关键科学问题，研究团队选取海南岛南部鹿回头半岛作为研究区，对7处保存完好的化石珊瑚微环礁开展了高精度铀-钍（U-Th）定年与高程测量，成功获取了12个高精度海平面指标点。研究结果表明，在距今约6800–6400年前，南海北部的相对海平面稳定维持在现代平均海平面以上0.56–0.88 ± 0.34m （2σ），其百年尺度的变化速率仅为−0.13 ± 1.20 mm/yr（2σ），未表现出显著波动。这一“海平面稳定期”与劳伦泰德冰盖在约7000年前基本停止融水输入的假说高度一致，为冰盖消融终止时间提供了关键的年代学约束。尤为引人注目的是，该记录与邻近雷州半岛同期珊瑚微环礁重建的海平面数据存在超过1.5米的显著差异。研究团队指出，这种空间上的不一致性很可能源于冰川均衡调整（GIA）所引发的大陆杠杆效应与区域新构造抬升的共同作用。这一发现不仅揭示了区域构造活动对海平面空间格局的显著影响，也凸显了当前GIA模型在构造活跃地区应用中的不确定性，进而强调了规范海平面变化统计建模方法的重要性，以更准确地解析区域与全球海平面变化的耦合机制。本研究的重要价值在于为南海北部中全新世珊瑚礁的发育提供了精确的海平面环境背景。珊瑚礁的垂直生长高度和速率直接受相对海平面变化控制。重建的稳定高位海平面状态，解释了南海北部在中全新世能够形成广泛分布、结构完整珊瑚礁体的原因；而区域间的海平面差异，则可能主导了不同岛礁区珊瑚发育规模、形态特征和生态演替路径的多样性。因此，该成果不仅深化了对珊瑚礁-海平面耦合机制的认识，也为预测未来海平面上升背景下珊瑚礁生态系统的响应提供了重要的历史参照。研究得到了国家自然科学基金、广东省自然科学基金、国家重点研发计划、广州市科技计划项目、中国地质调查局“海澄文”海岸带自然资源综合调查项目，以及中国科学院南海海洋研究所“基础前沿与创新发展一体化”项目的联合资助。图1 南海北部微环礁揭示的高精度海平面变化幅度和速率图2 基于最优参数化GIA模型模拟的南海北部中全新世相对海平面变化时空格局论文信息：Tan,F.,Zhang,G.,Fu,G*.,Wang,M.,Zhang,Y.,Shi,Q.,Zhang,X.,Cao,L.,Zhao,J.x.,Yang,H*.,2025. Mid-Holocene sea-level change in the northern South China Sea inferred from coral microatolls: constraints on glacial isostatic adjustment and neotectonic activity. Quaternary Science Reviews 369,109654.论文链接：https://doi.org/10.1016/j.quascirev.2025.109654

2025-10-27

华南植物园揭示南美蟛蜞菊主要抗虫挥发性物质及其生物合成机制

以往研究表明，在机场场道及附近种植南美蟛蜞菊（Sphagneticola trilobata (L.) Pruski）能够有效降低昆虫密度、减少鸟类数量，从而降低航空鸟击事件风险。然而，南美蟛蜞菊的驱虫机制、抗虫活性物质的具体组成及其合成途径尚不明确。因此，系统解析南美蟛蜞菊中具有驱虫作用的化感物质及其生物合成机制，对开发针对性的绿色鸟击防控技术具有重要意义。中国科学院华南植物园农业与生物技术研究中心曾兰亭等科研人员综合运用多种实验方法，系统鉴定了南美蟛蜞菊的关键抗虫单萜化合物，并阐明了其生物合成机制。研究发现，柠檬烯、α-水芹烯和对伞花烃是南美蟛蜞菊的主要挥发性单萜，占总量的80%以上，且具有显著的抗虫功能（用于抗虫评价实验的昆虫为鸟类主要食物来源）。体外酶活实验证实，细胞质定位的StTPS3具有广谱的底物选择性，能够同时利用香叶基焦磷酸（GPP）和橙花基焦磷酸（NPP）催化生成柠檬烯。代谢抑制实验进一步表明，甲羟戊酸（MVA）途径的抑制会显著降低单萜物质的释放，提示在细胞质中可能存在单萜合成途径（图1）。该研究首次从挥发性抗虫物质的角度揭示了南美蟛蜞菊在机场驱鸟及绿化管理中的应用潜力，为基于植物化感作用的鸟击防控策略提供了科学依据。相关研究成果以题为“Inhibitor treatment and subcellular localization analysis reveal the contribution of a cytosolic terpene synthase to the substantial release of anti-insect monoterpenes by Sphagneticola trilobata (L.) Pruski” 在线发表在国际学术期刊Journal of Advanced Research（《前沿研究杂志》）上。中国科学院华南植物园王淼博士研究生、公共实验室贾永霞正高级工程师为论文共同第一作者，曾兰亭研究员和简曙光研究员为论文共同通讯作者。本研究得到国家重点研发计划等项目资助。论文链接：https://doi.org/10.1016/j.jare.2025.01.047图1. 南美蟛蜞菊主要抗虫单萜物质的生物合成机制

2025-11-04

深圳先进院联合研发离电型压力导丝技术（Nature Biomedical Engineering）

冠状动脉疾病是全球主要致死性疾病之一，临床诊疗离不开对冠脉血流动力学的精准量化。当前广泛应用的血液血流储备分数（FFR）检测通常依赖在导丝内部集成压阻/压电或光学传感器。然而，多股导线会降低导丝的扭转刚度与传扭效率，削弱其在复杂血管中的操控性。同时，压力导丝存在缺乏接触力检测和成本高的问题，解决上述问题有助于减小手术风险并普及高值医疗器械的应用。冠状动脉疾病是全球主要致死性疾病之一，临床诊疗离不开对冠脉血流动力学的精准量化。当前广泛应用的血液血流储备分数（FFR）检测通常依赖在导丝内部集成压阻/压电或光学传感器。然而，多股导线会降低导丝的扭转刚度与传扭效率，削弱其在复杂血管中的操控性。同时，压力导丝存在缺乏接触力检测和成本高的问题，解决上述问题有助于减小手术风险并普及高值医疗器械的应用。近日，中国科学院深圳先进技术研究院联合研发了一种新型的离电型压力导丝（Iontronic tip-sensing guidewire，简称ITG），相关成果于10月29日发表在国际期刊Nature Biomedical Engineering上，南方科技大学郭传飞教授与中国科学技术大学王柳教授为共同通讯作者，深圳先进院集成所神经中心助理研究员关方怡和西安电子科技大学副教授白宁宁为共同第一作者。该研究基于低成本的商用工作导丝，利用人体这一天然离子体作为信号传输通道（图1），避免了多股导线的使用，从而使操控性达到理想水平，能够同时检测血液压力和接触力。ITG的尖端离电传感单元由金属端头—微结构离子凝胶—树脂管构成，关键界面采用弹性硅胶封装，兼顾防渗与弹性缓冲。血压搏动或尖端与血管壁的接触力使金属头端压向离子凝胶，改变与电极的有效接触面积，引起界面双电层电容的即时变化，从而实现对血压与接触力的实时灵敏监测（图1）。通过扭转载荷仿真与实验测结果显示：ITG 的扭转比接近 1:1，操控性与商业主力导丝相当；而商业压力导丝因内置多股导线，扭转比约1:0.4，验证了 ITG 在复杂血管路径中的可控性优势。（图2）。除高操控性外，ITG兼具优异的压力传感性能。在模拟液体环境中，ITG对压力变化呈现线性电容响应，灵敏度达0.39 pF mmHg-1。在 10,000 次循环加载后信号无显著漂移。在猪血管内，ITG 可持续稳定记录真实脉动波形，并对细微波动做出快速响应（图3）在活体兔模型中，ITG 能实时区分正常血流信号与血管壁接触引起的信号显著增幅（图4）。当尖端未接触血管壁时输出为稳定脉动；一旦接触，信号幅值明显升高、特征清晰，从而为操作者提供即时的剥离/穿孔风险预警，提高术中安全边际并辅助操作策略及时调整。在活体猪冠状动脉中，ITG 可长时间稳定采集冠脉压力并精准捕捉微小波动；在模拟分级狭窄的场景下，ITG 与商业压力导丝在压力曲线与 FFR 数值上高度一致，验证了 ITG 在狭窄定量评估与术中决策中的可用性与一致性（图5）。综上所述，ITG利用人体离子环境作为天然的离电信号传输通道，具有比商业压力导丝更优越的操控性、响应速度、灵敏度、额外的接触力反馈功能和低成本的优势。ITG简单且无导线的设计不仅保证了最优的机械性能而且减少了制备成本，有望增加先进的FFR评估技术在资源缺乏环境下的普及，也为未来介入医疗设备的发展提供了依据。本研究得到了国家自然科学基金等项目的资助。原文链接：https://www.nature.com/articles/s41551-025-01548-9图1 离电型压力导丝的结构及其工作原理图2 ITG与商业主力导丝和压力导丝操控性对比图3 ITG在体外和活体猪模型血管中的传感性图4 ITG的接触力检测能力图5 ITG在活体猪模型中的FFR检测

2025-10-31

华南植物园揭示大豆驯化中遗失的蛋白含量调控位点

野生植物成功驯化为农作物，是人类文明史上的重大突破。这一过程曾极其漫长，而现代育种技术能显著加速作物改良和野生植物的快速再驯化（Doebley et al., 2006）。大豆（Glycine max L. Merr.）由野生大豆（Glycine soja Siebold & Zucc）驯化而来，野生大豆蛋白含量（50–60%）丰富，但在长期驯化过程中，选择目标主要聚焦于株型直立、荚果不易开裂、籽粒大小及含油量等性状，导致栽培大豆蛋白含量（30–40%）较低。因此，挖掘并解析野生大豆所携带的高蛋白关键遗传因子，对现代栽培大豆的蛋白产能提升具有重要意义。近日，中国科学院华南植物园侯兴亮团队在PNAS发表题为A natural allele of PC08 lost in domestication contributes to soybean seed storage protein accumulation的研究论文，研究团队鉴定了一个在野生大豆驯化过程中遗失的高蛋白等位基因。研究团队利用全基因组关联分析（GWAS），鉴定到一个调控蛋白含量关键基因PC08（Protein Contributor 08），PC08是脱落酸（ABA）生物合成的限速酶NCED5同源基因。进一步分析发现，其启动子上的短序列插入导致基因表达水平升高，进而通过调节ABA含量促进种子贮藏蛋白积累。群体驯化分析进一步揭示，高蛋白含量单倍型PC08Ins仅存在于野生大豆中，是栽培大豆驯化过程中遗失的关键等位基因。回交改良结果表明，将高蛋白位点PC08Ins导入栽培大豆黑农35后，其种子蛋白含量得到显著提高，展现出巨大的育种应用前景。侯兴亮研究团队长期致力于大豆种子发育及品质形成研究，并取得了一些重要进展（Yu et al., Nature Plants, 2023; Li et al., Molecular Plant, 2024; Zhang et al., Nature Communications, 2025）。该研究进一步鉴定到大豆种子蛋白含量形成位点的关键基因。中国科学院华南植物园博士后刘书为该论文第一作者，侯兴亮研究员与李晓明副研究员为共同通讯作者，广州大学孔凡江教授、华南植物园张春雨副研究员、硕士生曾珮淳和已毕业硕士生班定悦参与了该研究。相关研究得到国家重点研发计划、国家自然科学基金和广东省自然科学基金等项目的资助。图. 大豆驯化中遗失的PC08等位基因提高种子蛋白含量

2025-11-03

《车八岭石松类和蕨类植物图鉴》出版发行

近日，中国科学院华南植物园园艺科学研究中心陈红锋研究员和广东车八岭国家级自然保护区张应明高级工程师、翁少君工程师主编的《车八岭石松类和蕨类植物图鉴》图书，由中国林业出版社正式出版发行。本书每一个数据背后，都是研究团队无数次实地考察与严谨考证的成果。根据《中国生物物种名录 2025 版》统计，中国已知的石松类植物有3科 12属195种、蕨类植物有39 科179属2498 种（含种下等级），是全球石松类和蕨类植物多样性最为丰富的地区之一，为植物资源的研究、保护和可持续利用提供了坚实基础。自 20 世纪末以来，车八岭保护区定期开展生物多样性调查，并持续发现新物种及新分布记录。然而，最近一次针对石松类和蕨类植物的系统调查距今已逾 20 年。在此期间，气候变化和人为活动已显著改变保护区内植物的多样性格局和资源分布。近年来，地理信息系统、网络数据挖掘和分子系统学等技术的发展，为识别调查空白区域、整合多源信息与提升分类精度提供了重要工具，也为全面评估保护区植物区系特征、资源现状及其动态变化创造了前所未有的条件。作为本次调查的重要成果，《车八岭石松类和蕨类植物图鉴》系统整理并描述了保护区内229 种石松类和蕨类植物的分类信息，包括形态特征、生态习性、分布范围、应用价值与保护等级等，为中国亚热带森林生态系统的长期监测、生物多样性保护、科学研究与科普教育提供了翔实的数据支持。

2025-10-31

亚热带所 | 土壤无机碳主导了大陆尺度钙结合有机碳的储存

土壤有机碳（SOC）是陆地生态系统中最大的碳库，其稳定性对全球气候变化应对至关重要。基于SOC的多库特性解释其稳定性可以减少全球变化下SOC动态预测的不确定性。作为SOC中的一个重要组分，钙结合有机碳（OC-Ca）被认为通过钙桥作用增强SOC的稳定性。然而，OC-Ca的大尺度分布规律、全球变化响应及主导影响机制仍不明确。土壤有机碳（SOC）是陆地生态系统中最大的碳库，其稳定性对全球气候变化应对至关重要。基于SOC的多库特性解释其稳定性可以减少全球变化下SOC动态预测的不确定性。作为SOC中的一个重要组分，钙结合有机碳（OC-Ca）被认为通过钙桥作用增强SOC的稳定性。然而，OC-Ca的大尺度分布规律、全球变化响应及主导影响机制仍不明确。基于全国范围的野外调查和文献数据，本研究首次描绘了我国不同气候带和生态系统类型OC-Ca的空间分布，探明了气候、植被和土壤性质对OC-Ca的相对影响，并利用meta分析评估了OC-Ca对氮富集的响应模式。研究发现，OC-Ca约占SOC库的 8%，且在旱区和农田生态系统储量最为丰富。融合多层次与探索性统计分析，结果表明，全国尺度土壤无机碳是预测OC-Ca积累的主导因子。水分通过调节土壤pH和碳酸盐沉淀，间接驱动OC-Ca的空间格局。相比之下，交换性钙与OC-Ca的关联较弱，甚至呈负相关，这挑战了传统观点。研究还表明，尽管氮富集促进了SOC储存，但却导致OC-Ca库的损失。这一发现凸显了氮富集可能削弱SOC稳定性的潜在风险，为评估全球变化的生态后果提供了关键科学依据。总的来说，这项工作将土壤无机碳（碳酸盐）与特定SOC组分的固存联系起来，强调了其在SOC固持和稳定中长期被忽视的贡献。研究成果不仅深化了对SOC稳定机制的理解，也为制定针对性的土壤固碳管理策略提供了理论支撑。在亚热带生态所张伟研究员和王克林研究员指导下，博士研究生唐力为第一作者，近期该研究以Soil Carbonate Dominates Calcium-Bound Organic Carbon Storage at the Continental Scale为题，在线发表在领域权威期刊Global Change Biology上。该研究得到了国家自然科学基金等项目的资助。论文链接土壤碳酸盐是OC-Ca积累的主导因子氮富集减少了OC-Ca库

2025-10-31

深圳先进院 | 一种无袖带穿戴血压监测模型与算法（IEEE JBHI）

血压是反映心血管功能和血管阻力的关键生理参数，也是评估整体心血管疾病风险的核心指标。它与代谢健康状况密切相关，是代谢综合征的诊断标准之一。在针对高血压或代谢综合征患者进行营养干预时，血压的动态监测是评估干预效果和进行个体化饮食调整的重要依据。无袖带血压监测技术具有连续、非侵入性等优点，为实现血压的动态监测提供了新手段，其临床与公共卫生意义日益凸显。然而，现有技术仍受限于信号处理复杂、特征表达不足以及准确度较低等关键瓶颈，致使其在真实场景中的规模化应用仍面临严峻挑战。血压是反映心血管功能和血管阻力的关键生理参数，也是评估整体心血管疾病风险的核心指标。它与代谢健康状况密切相关，是代谢综合征的诊断标准之一。在针对高血压或代谢综合征患者进行营养干预时，血压的动态监测是评估干预效果和进行个体化饮食调整的重要依据。无袖带血压监测技术具有连续、非侵入性等优点，为实现血压的动态监测提供了新手段，其临床与公共卫生意义日益凸显。然而，现有技术仍受限于信号处理复杂、特征表达不足以及准确度较低等关键瓶颈，致使其在真实场景中的规模化应用仍面临严峻挑战。2025年10月，中国科学院深圳先进技术研究院（简称“深圳先进院”）聂泽东研究员团队在 IEEE Journal of Biomedical and Health Informatics（JBHI）发表了基于ECG与PPG的动态血压监测研究 “MuFuBP-Net: A Multimodal Fusion Network for Cuffless Blood Pressure Estimation Using Dual-Feature Pipeline With Probabilistic Feature Encoder”（Highlights文章），并以配图形式登载于 JBHI October 2025当期封面。在研究中，团队提出了一种全新的多模态融合网络模型MuFuBP-Net，用于基于 ECG 与 PPG 的无袖带血压估计。模型采用双特征提取通道架构，分别进行分层与模态特征建模；引入 Cascading Cross-Feature Enhancer（CCFE）跨模态融合与通道注意机制，动态调节时空特征的重要性；基于变分思想设计 Probabilistic Feature Encoder（PFE），对高维融合特征进行紧凑建模与去冗，从而提升泛化能力与鲁棒性。在 MIMIC-II 与 MIMIC-III 数据库上，所提出的模型在收缩压（SBP）评估中达到MAE ± SDE ≤ 2.99 ± 4.37 mmHg，舒张压（DBP）评估中达到MAE ± SDE ≤ 2.63 ± 4.19 mmHg ，结果优于国内外同类模型，并符合 AAMI、BHS、IEEE 三大国际标准的 A 级要求。研究同时引入 LIME 可解释性分析，验证 ECG 在血压预测中的关键作用，并通过多组消融实验进一步确证模型设计的有效性与创新性。该研究为便携式、无袖带血压监测系统提供了扎实的理论与方法支撑，适用于家庭健康监测、慢病管理、精准营养干预以及资源受限地区等场景。中国科学院深圳先进技术研究院聂泽东研究员为论文唯一通讯作者。其博士研究生法哈德·哈桑（Farhad Hassan）为论文第一作者。本研究获得国家重点研发计划、中国科学院医学成像科学与技术系统重点实验室联合资助。图1 文章封面，原文链接：https://ieeexplore.ieee.org/document/10975118/图2 JBHI Highlights 文章图3 MuFuBP-NET 算法模型图4 结果验证与对比

2025-10-28

华南植物园提出热带珊瑚岛植被恢复优化模式

华南植物园鲁显楷研究员团队在Land Degradation & Development期刊发表最新研究成果，首次从微生物代谢养分限制的视角揭示了岛礁生态系统恢复中植被种植模式的优化策略，为生态工程实践提供了科学依据。在生态系统演替初期，因土壤养分贫乏，宜优先采用单一物种种植模式以快速形成基础生产力；待养分积累达到微生物代谢需求阈值后，逐步引入混交模式，通过物种互补效应提升生态系统生物多样性及稳定性。土壤微生物在陆地系统养分循环中扮演着关键调控作用。微生物代谢限制特征反映了其资源需求与营养物质供给之间的平衡,对环境变化响应敏感。热带岛礁生态系统通常具有高盐、高碱、贫瘠、持水能力差等特点，这些严重阻碍了支撑植被生长的微生物学过程，导致植被恢复面临严峻挑战。因此，如何选择适宜的恢复模式已成为亟需解决的科学问题。该研究针对热带珊瑚岛脆弱生态系统，聚焦在微生物养分代谢限制，探讨其对不同植被恢复模式的响应机制。该研究依托长期观测样地，分析了不同植被恢复模式下（无植被、单一种植和混合种植）的土壤酶化学计量特征，并运用酶化学计量和矢量模型解析了土壤微生物代谢限制状况。研究发现，热带珊瑚岛土壤养分是调控微生物代谢限制的主导因素，微生物代谢主要受碳（C）和氮（N）可利用性的强烈限制，而磷（P）并非限制因子。尤为关键的发现是，单一种植模式（如抗风桐，Pisonia grandis）比混合种植模式更能适应养分限制的岛礁环境。基于研究结果，研究团队提出在恢复初期应优先采用以抗风桐等为代表的单一种植模式，以快速建立先锋植被并有效改善土壤养分状况；待土壤养分积累至一定阈值后，再逐步过渡到混合物种策略，以提升生物多样性与生态系统服务功能。该研究从微生物角度回答了热带珊瑚岛生态系统恢复如何选择植被种植模式的问题，为我国海岛生态系统恢复与实践提供了有力的科学依据。相关成果以“Effects of different ecological restoration paradigms on soil microbial metabolic limitation in a tropical coral island”在线发表于国际知名刊物Land Degradation & Development（《《土地退化与发展》》）。中国科学院华南植物园博士生魏文涛为论文第一作者，已出站博后何小香为共同第一作者，鲁显楷研究员为通讯作者。华南植物园任海、闫俊华、叶清、王法明研究员等参与了该研究。研究得到国家重点研发计划项目等资助。文章链接： https://doi.org/10.1002/ldr.70258图1. 热带珊瑚岛不同植物种植模式下土壤酶活性图2. 热带珊瑚岛不同植物种植模式下酶矢量特征图3. 土壤性质、土壤养分以及微生物性质对微生物养分限制的主要影响途径

2025-10-31