北温带干旱地区

记者3日从中科院昆明植物研究所获悉，该所科研人员近期研究发现，滥施化肥，有把全球旱地变为主要温室气体排放源的风险；而施用生物炭肥，则可以减少温室气体排放，并将全球变暖潜势最小化。这一研究，为不同旱地的施肥策略提供了科学指导。相关成果发表在环境科学与生态学领域期刊《清洁生产杂志》上。“在全球范围内，干旱生态系统拥有约三分之一的生物多样性保护热点区域，为28%的濒危物种提供栖息地，它们对气候变化和人类活动极其敏感。”论文共同通讯作者、昆明植物研究所研究员许建初介绍，旱地生态系统土壤有机质贫瘠，养分流失迅速，连续耕作，会导致作物大幅减产。因此，增施化肥成为提高旱地产量的选择。然而，农业旱作增大温室气体排放的问题，却一直被忽视。二氧化碳、氧化亚氮和甲烷是与农业旱作“土壤-营养-气候反馈循环”相关的三种温室气体。“因为化肥的施用，从耕地排放了全球一半以上的氧化亚氮。为应对粮食危机，农民又使用更多化肥来提高产量，导致排放量持续增加，但粮食产量不一定会增加。”论文第一作者、昆明植物研究所山地未来中心青年科学家伊克巴尔沙希德博士介绍，为促进生态环境保护与农业绿色发展，人们可把土地生态恢复目标与可持续农业生产相结合。施用生物炭或农家肥结合化肥，可抑制温室气体排放率，同时提高作物产量。研究人员与来自巴基斯坦、尼泊尔的同行开展合作，基于系统性审查和Meta分析的首选报告项目方法，评估化肥、生物炭的两种综合应用，以及无机肥料对温室气体排放的影响。结果表明，施用化肥或有机肥都会增加温室气体排放，而施用生物炭可减少温室气体排放，且施用量为每公顷50吨时效果最好。不同施肥策略对温室气体排放和全球变暖影响示意图“生物炭与释放二氧化碳、一氧化二氮的肥料结合使用，也可以降低全球变暖潜势，单独使用生物炭，可让全球变暖潜势降低144%。”许建初说，就土壤理化性质来看，施用生物炭后，中性和酸性土壤的二氧化碳和氧化亚氮排放量最高，碱性土壤的排放量最低。高土壤碳氮比的土壤应使用生物炭，避免使用化肥与农家肥；低土壤碳氮比的土壤，应避免生物炭和化肥混合使用；使用生物碳能够减缓旱地温室气体排放，减小全球变暖潜力，这才是上策。（昆明植物研究所山地未来中心供图）

水资源短缺是目前制约农业生产的一个全球性问题，近年来，全球水资源供需矛盾更加突出。对于中国而言，有43%的面积为干旱和半干旱地区，并且中国的水量分布在时间和空间上也存在非常巨大的不均衡性，这使得中国的水资源供需矛盾更加尖锐，是中国农业生产面临的最?大危机之一。自21世纪以来，中国每年都会发生大强度的干旱，受灾面积往往波及数个省，如2010年西南地区发生的大旱灾，有将近5000000hm2的农作物受害，造成190多亿元的经济损失。水稻作为中国第?一大粮食作物，研究不同干旱胁迫对水稻的影响以及研发出抗干旱品种对农业发展尤为重要。在遥感领域中，为了研究各种不同地物或环境在野外自然条件下的可见和近红外波段反射光谱，需要适用于野外测量的光谱仪器。地物光谱仪在户外主要利用太阳辐射作为照明光源，利用响应度定标数据，可测量并获得地物目标的光谱辐亮度 利用漫反射参考板对比测量，可获得目标的反射率光谱信息。实验过程及结果本实验旨在理解不同干旱胁迫下水稻基本型的表现，测量了10种在不同干旱威胁水平下导致相对含水量（RWC）不同的水稻的光谱数据，如图1所示。图1该实验显示了不同干旱胁迫下水稻的反射率模式。1) 在水稻含水量（RWC）降低时，由于1400nm和1900nm这两处水吸收特征峰减弱，导致近红外区域反射率增加。2) 对于350-700nm波长区域也有着类似的变化，在叶绿素a和叶绿素b的吸收范围中，反射率随着RWC降低而升高。3) 其次，随着RWC的降低，1400-1925nm波长向较短波长移动，且反射率增加。4) 在810-1350nm的海绵状叶肉中的散射也反映出反射率随RWC降低而增加的相同趋势。5) 最?后，在1100-2500nm波段位置的吸收也是一个强烈的吸收区域，随着RWC降低，叶片枯萎主要通过新鲜叶片中的水，其次是通过如蛋白质、木质素和纤维素的干物质而变得更加明显。结论这项实验的结果表明不同干旱威胁下的水稻的光谱反射率具有明显且规律的特征。因而可根据特征位置的差异建立预测模型，在精?准的模型分析下定量的分析出水稻含水量乃至干旱威胁程度，最终用于开发抗旱水稻品种的研究，为我国的农业生产作出巨大的贡献。

近日，强冷空气在山西、宁夏和陕西等地凶猛登陆，带来了降温降雪的天气。没有冤情的四月飞雪，大自然再一次向人类展现了它的深邃。除了突如其来的降雪，大自然赋予的特殊天气，还有极端而持续的干旱。在干旱区，由于水资源缺乏，植物的生存和生长受到严重胁迫，促使生态环境进一步恶化。为了应对干旱气候，治理生态环境，相关的研究数不胜数。基于干旱区河岸湿地这一特殊的生态系统，今天我们来了解一篇研究植物水分利用模式的论文。干旱区河岸湿地优势种植物的水分利用模式植物水分循环是研究陆地生态水文学的关键环节。在干旱区，由于有限降水和强烈蒸发，水资源是影响植物生存、生长和植被恢复可持续性的重要限制因素。近年来，由于高温和干旱等极端天气事件更加频繁，土地退化加剧，使河岸湿地生态系统面临降水减少、不同程度水位下降等干旱问题。极端干旱会降低水资源的可利用性和植被生产力，并给植物带来不可逆转的死亡风险。因此，了解植物水分利用模式可以揭示植物的生存策略和对不断变化的水文气候条件的反应，这是良好的生态管理和植被恢复的先决条件。湿地是连接水域生态系统和陆地生态系统的功能过渡区，其生态功能非常突出。因此，定量研究河岸湿地水分来源、补给途径及其植物水分利用模式，是了解湿地生态水文循环的前提条件，将为干旱区湿地环境治理和生态安全提供理论依据与决策支持。干旱区是全球生态系统的的重要组成部分，河岸湿地具有水源供给、水文调节和土壤保持等生态功能。研究人员选取干旱区典型河岸湿地的优势种植物为研究对象，测定了降水、土壤水、木质部水和地下水的氢氧稳定同位素组成（利用LI-2100全自动真空冷凝抽提系统（北京理加联合科技有限公司）提取土壤和木质部中的水分），利用这些数据拟解决以下问题：（1）阐明优势种植物水分利用模式的季节变化；（2）明确两种优势种植物水分利用模式的差异。本研究将有助于了解河岸湿地生态系统中植物-土壤-水关系的机制，旨在为干旱区河岸湿地生态系统恢复与重建提供理论依据与决策支撑。图1 (a)和(b)代表研究区域及采样点空间分布。(c)为东滩湿地，(d)为旱柳，(e)为紫翅猪毛菜。【结果】图2 紫翅猪毛菜（a）和旱柳（b）0-100 cm土壤水中δD和δ18O值的季节变化。垂直虚线表示木质部水的同位素组成。误差条表示标准误差。图3 潜在水源对猪毛菜（a）和旱柳（b）贡献百分比的月变化。图4 水体氢氧稳定同位素组成的关系。图中还显示了全球大气水线(GMWL，红色虚线)、局地大气水线(LMWL，黑色虚线)和土壤水线(SWL，黑色虚线)。(a)、(b)为紫翅猪毛菜，(c)、(d)为旱柳。图5 潜在水源对紫翅猪毛菜和旱柳水分来源贡献。【结论】水分来源及其植物水分利用模式是决定湿地植物区系组成、种群分布格局的关键因子，已成为干旱区受损湿地植被保护与恢复急需解决的关键问题。因此，本文基于稳定同位素技术研究降水、土壤水、植物水和地下水的同位素组成，探究不同水分来源对河岸湿地植物水分利用的贡献率。土壤水、植物水和地下水都位于大气降水线附近，说明降水对各水源均有补给作用，但并不显著。在该研究区，草地土壤蒸发强度大于林地。地表蒸发影响0-60cm土壤水，大于80cm的土壤水与地下水存在水力联系。Iso-Source结果表明，紫翅猪毛菜主要利用0-60 cm土壤水，对地下水利用率较低，平均值仅为7.14%。降水对紫翅猪毛菜的贡献比例存在显著差异（10.3%-46.5%）。9月份降水对紫翅猪毛菜吸水贡献率最大，这与9月份的降水高峰有关。持续从浅层土壤获取水分的紫翅猪毛菜可能难以在极端干旱条件下生存。旱柳表现出明显的吸水模式，主要利用20-100cm土壤水和地下水。随着季节的推移，其水源逐渐从浅层转变为深层，表明旱柳对于水分利用具有较强的可塑性和适应性。然而，由于旱柳能够持续从深层土壤和地下水中获取水分，因此可能减弱湿地水土保持能力，造成生态负面影响。建议减少种植密度，进行适量灌溉，有利于旱柳在干旱环境中的最佳生长。今后在干旱地区进行人工湿地植被恢复和重建中，应选择根系分布不一致的树种进行混交栽植，以合理利用水资源、维持湿地生态系统的稳定性。研究结果将有助于更好地了解植被恢复计划（人工林地和天然草地）对干旱区河岸湿地水文过程的影响，并为植物物种选择和水资源管理提供参考依据。

全球变暖增加了当地大气对水分的需求，导致许多地区降水减少，两者都会导致干旱。水汽可以在辐射冷却到露点温度以下的表面凝结成露水。露水因其对地表水平衡的重要贡献而被认为是一个重要水源，尤其是在半干旱和干旱地区。干旱地区，年露水量占降雨量的9%-23%。在热带岛屿旱季，露水可以作为一种替代水源。露水对干旱地区或干旱期植物的生存、生长和发育十分重要，例如带来夜间水分以及通过植物气孔或特殊的物理特征（如气生植物）直接被叶片吸收利用。因此，露水可以增加叶片的净光合产物积累，提高植物水分利用效率。露水还参与了大气中的化学过程，例如亚硝酸盐氧化物的昼夜（和夜间）循环。从1961-2010，中国露水频率降低了5.2天/10年，这主要是因为近地表增温和相对湿度（RH）下降。此外，中国干旱区露水频率下降率（50%）高于半湿润和湿润地区（40%和28%）。因此，随着全球气候变化，不同地区露水具有不同的趋势，需了解不同气候区域的露水特征以更好地预测未来露水动态变化。图片来源于网络，如有侵权请联系删除δ2H和δ18O是天然和传统的水文示踪剂，在追踪与不同类型水（例如降雨、降雪、露水、雾、地表水、植物水和冰芯）相关的不同水文气象过程中发挥着重要作用。两种质量分馏过程，平衡分馏和动力学分馏，是水相变过程中同位素差异的根本原因。它们分别由饱和水汽压和不同同位素的扩散速率决定。17O-excess（17O-excess = ln（δ17O + 1）-0.528×ln (δ18O + 1）），作为一种新的示踪剂，可用来提供有关水分输送、降雨和蒸发的额外限制，以探测水文和气象过程。与传统的依赖于温度和RH的同位素相比，17O-excess主要对10-45℃的RH敏感。δ′18O（δ′18O = 1000×ln（δ18O + 1））和 δ′17O（δ′17O = 1000×ln （δ17O + 1））之间的关系可用来更好的解释自来水和降水形成机制，区分干旱类型和纳米布沙漠不同类型的凝结。此外，利用17O-excess与δ′18O（或 d-excess）之间的关系（如实验室模型试验、降水和天然水体（河流、渠道、水井、泉水、地下水、湖泊和池塘））来推断经历平衡分馏或动力学分馏的不同水分蒸发过程是一种有效的方法。然而，到目前为止，还没有公布δ2H，δ18O，δ17O，d-excess和17O-excess日露水同位素记录。图片来源于网络，如有侵权请联系删除基于此，在本文中，作者于2014年7月-2018年4月从3个不同的气候区域（纳米布沙漠中部的戈巴布（沙漠气候）、法国尼斯（地中海气候）、美国中部印第安纳波利斯（湿润大陆性气候））收集了黎明前日露水。利用基于离轴积分腔输出光谱技术的三参数水汽同位素分析仪（T-WVIA-45-EP）同时分析了露水的δ2H，δ18O，δ17O，然后计算了d-excess和17O-excess。该报告介绍了3个气候区域的日露水同位素数据集。在研究全球露水动力学和露水形成机制时，研究者可以利用该数据集作为参考。【结果】表1 戈巴布（2014年7月-2017年6月）、尼斯（2017年12月-2018年4月）和印第安纳波利斯（2017年1月至2017年10月）的每日露水记录汇总。图1 戈巴布（紫色）、尼斯（蓝色）和印第安纳波利斯（红色）露水的稳定同位素变化。图2 基于戈巴布、尼斯和印第安纳波利斯每日露水的δ18O和δ2H之间的关系及δ′18O和 δ′17O之间的关系（b）。请点击下方链接，阅读原文：https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MjM5NjE1ODg2NA==&mid=2650310465&idx=2&sn=e1d3675059e7a6e4221f5633291cd304&chksm=bee1abbe899622a8ec8b2b200b841a8a8def0dc591af3b2ae6543b52a6c03d08f7ce4fd95b10&token=234254584&lang=zh_CN#rd

3月中旬，一场近10年来最强的沙尘天气过程影响北方大地，4月25日，大范围沙尘天气再次影响我国多地，5月6日，多地有扬沙或浮尘天气。今年沙尘天气为什么一轮接一轮？未来是否会成为常态？思客运用卫星影像及数据可视化为你深入解读。 为何感觉今年沙尘暴更频繁？　　我国沙尘天气主要出现在春季和冬季，其次为秋季，夏季最少。春季（3-5月）发生的沙尘天气次数，占到全年的77.5%。其中，沙尘天气最频繁发生的月份是4月，其次为3月和5月。 总体来说，今春蒙古国以及我国内蒙古一带2月中下旬以来气温持续偏高，降水偏少；另外，3月以来，气旋活动明显增多，且气旋及其后部冷空气活动路径正面影响华北地区，从沙源地到华北距离短，因此大家感觉今年沙尘多、强度大，且几乎每次沙尘均给京津冀带来明显影响。 从6日0至8时北方地区云微物理遥感图中可以看到，我国北方地区受到大范围沙尘影响，6日8时，沙尘前锋已传输至京津冀西北部上空。6日9时许，大风、沙尘已抵达河北省张家口地区，并在当日11时左右，自西北向东南影响北京。 为何沙尘天气多影响华北地区？　　2021年以来，我国华北地区已遭遇多次大范围沙尘天气，究其原因是什么？主要原因在于，中亚地区分布有大量沙漠、戈壁等干旱半干旱地表，春季北方地区温度升高、地表解冻、土壤疏松，地理环境符合沙尘发生的条件。 而我国华北地区紧邻中亚干旱、半干旱地区，沙尘源主要源自这些地区，当北方有强烈气旋或强冷空气带来大风天气系统，途径沙源地时，便会在强风作用下，带来遮天蔽日的沙尘天气。未来沙尘天气会成为常态吗？　　沙尘天气其实是春季的一种正常天气现象，它的多寡和具体的天气系统以及下垫面等情况相关。全球气候变暖后温度升高、降水减少，会加速荒漠化发展，沙尘也会增多。　　2000年以来，我国北方地区易起沙尘的土地面积比例也整体呈下降趋势，高度和极易起沙尘的土地面积比例从2000年的48.1% 降至2019年的41.9%，平均每年下降0.4个百分点，整体呈缓慢下降趋势；轻度和不易起沙尘的面积比例从2000年的30.3%上升至2019年的39.6%，我国北方地区高度和极易起沙尘的土地正逐渐向中度、轻度和不易起沙尘过渡，植被防风固沙生态功能显著提升。 研究表明，1961年以来，我国沙尘天气呈明显下降趋势。从2000年以来沙尘过程的逐年分布可以看到，近年沙尘呈减弱趋势。 国家林业和草原局去年6月发布的数据显示，“十三五”以来，我国荒漠化防治成效显著。然而，荒漠化是全球性问题，需要世界各国共同治理，整体的生态环境得到明显改善，才能有效降低其发生。来源：新华网

1 摘要陆地生态系统中土壤温室气体排放或吸收过程极其复杂。实现多种土壤温室气体的同步原位监测已成为土壤温室气体研究人员的迫切需求。基于此，北京理加联合科技有限公司（以下简称理加）研发了土壤呼吸系列产品。其中PS-9000便携式土壤碳通量自动测量系统（以下简称“PS-9000”）用于测量土壤CO2通量，LGR UGGA+PS-3000便携式土壤呼吸系统（以下简称“PS-3000”）用于测量土壤CO2和CH4通量，LGR MGGA+PS-3010超便携CH4/ CO2土壤呼吸系统（以下简称“PS-3010”）用于测量土壤CO2和CH4通量，PS-3020便携式土壤呼吸系统（以下简称“PS-3020”）用于测量土壤N2O/CH4或N2O/CO通量。SF-9000多通道土壤碳通量自动测量系统（以下简称“SF-9000”）可连接多达18个呼吸室，多点测量土壤CO2通量，实现土壤碳通量的连续长期监测。SF-3500多通道土壤气体通量自动测量系统（以下简称“SF-3500”旧型号：SF-3000）可以连接多种气体分析仪来测量CO2，CH4，N2O，NH3和其他气体通量，也可以连接同位素分析仪来测量13CO2，12C18O16O，15N14NO同位素值。SF-3500可以收集多达18个呼吸室的连续数据集，以表征研究区域气体交换的时空变化。2 应用案例2.1 PS-9000中国科学院沈阳应用生态研究所，利用PS-9000测量果树园土壤CO2排放。2.2 PS-30001. 中国科学院大气物理研究所，在长白山森林生态系统的应用。2. 海南大学，在热带雨林的应用2.3 PS-3010中国科学院成都山地灾害与环境研究所，利用ABB LGR MGGA+LICA PS-3010监测海拔约4600 m的青藏高原五道梁土壤CO2和CH4排放。2.4 PS-3020上海市环境科学研究院，在崇明水稻田进行便携式N2O/CH4通量测量。2.5 SF-9000中国科学院西北高原生物研究所，在海北站高寒草地进行研究。2.6 SF-3000ABB LGR 分析仪+SF-3000可在不同生态系统中使用：森林、草地、湿地、沙漠和农业生态系统。也可在不同环境条件下使用：高海拔地区或低海拔地区、高温地区或低温地区、高湿地区或干旱地区。在国内有许多的应用案例：1 青藏高原（若尔盖草原），海拔超过3300 m。中国科学院地理科学与资源研究所。利用N2O/CO+UGGA+SF-3000长期监测土壤CO2，CH4， N2O，CO，H2O通量。2 内蒙古草原生态系统。北京师范大学。利用UGGA+SF-3000长期监测草地土壤CO2，CH4和H2O通量。3 天山（沙漠生态系统）。中国科学院新疆生态与地理研究所。利用CCIA+ SF-3000长期监测沙漠生态系统土壤CO2，δ13C，δ18O，H2O。4 长白山（森林生态系统），海拔超过2000 m，冬季寒冷。利用CCIA+ SF-3000长期监测森林生态系统土壤CO2，δ13C，δ18O，H2O。5 清原森林生态系统观测研究站。中国科学院沈阳应用生态研究所。SF-3000土壤通量系统用于清远林业站NOx的长期监测。6 青藏高原（湿地生态系统）。中国林业科学研究院湿地研究所。利用UGGA+ SF-3000监测青藏高原湿地生态系统的土壤CO2和CH4通量。7 云南哀牢山（森林生态系统）。中国科学院西双版纳热带植物园。利用CCIA+UGGA+SF-3000长期监测CO2, δ13C, δ18O, CH4, H2O。8 兰州市农田生态系统。兰州大学。利用N2O分析仪+SF-3000监测苜蓿地土壤的N2O通量。3 应用文章从研发生产至今，已经有许多科学家利用理加的土壤呼吸系列产品进行了诸多研究。例如，中国林科院湿地研究所湿地与气候变化团队以四川若尔盖高原泥炭地为研究对象，依托模拟极端干旱的野外控制实验平台，通过原位观测和室内试验相结合，利用PS-9000研究了若尔盖高原泥炭地生态系统碳排放（生态系统呼吸和土壤呼吸）对植物生长季不同时期极端干旱事件的响应，并揭示了植物和土壤酶活性对泥炭地碳排放变化的驱动机理；一组研究人员在青藏高原风火山利用PS-3000测量了两个生长季节（2017年和2018年）不同坡向（北向（阴坡）和南向（阳坡））和不同海拔的生态系统呼吸（Re）和CH4通量，旨在阐明其Re和CH4通量模式并量化生物和非生物因子调节Re和CH4通量的相对贡献；来自中国科学院地理科学和资源研究所的研究团队利用SF-3500研究了青藏高原高寒草甸CO2、CH4和N2O通量及其总平衡对3个增温水平的响应（环境、+1.5℃、+3.0℃），以理解（a）CO2与CH4和N2O通量对增温响应的差异，（b）年GHG通量对不同增温水平的短期敏感性以及（c）生长季和非生长季GHG通量对增温响应的差异。4 小结理加公司专注国产生态仪器的研发和生产，相信随着加大研发的投入和市场及时间的积累，理加公司一定会生产出更多、更好的生态仪器，给更多的国内外客户提供更有价值的产品。理加将继续努力以全新的面貌迎接更多的挑战和机遇，以更大的热情服务新老客户，为科研人员的科研事业保驾护航。5 Published Literature1.Yan ZQ, Kang EZ, Zhang KR et al. 2021. Plant and Soil Enzyme Activities Regulate CO2 Efflux in Alpine Peatlands After 5 Years of Simulated Extreme Drought[J]. Frontiers in Plant Science, 12: 756956. (PS-9000)2.Li Y, Wang GW, Bing HJ et al. 2021. Watershed scale patterns and controlling factors of ecosystem respiration and methane fluxes in a Tibetan alpine grassland[J]. Agricultural and Forest Meteorology, https://doi.org/10.1016/j.agrformet.2021.108451. (PS-3000)3.Rong YP, Ma L, Johnson DA. 2015. Methane uptake by four land-use types in the agro-pastoral region of northern China[J]. Atmospheric Environment, 116: 12-21. (SF-3000)4.Rong YP, Ma L, Johnson DA et al. 2015. Soil respiration patterns for four major land-use types of the agro-pastoral region of northern China[J]. Agriculture, Ecosystems and Environment, 213: 142-150. (SF-3000)5.Pan ZL, Johnson DA, Wei ZJ et al. 2016. Non-growing season soil CO2 efflux patterns in five land-use types in northern China[J]. Atmospheric Environment, 144: 160-167. (SF-3000)6.Pan ZL, Wei ZJ, Ma L et al. 2016. Effects of various stocking rates on grassland soil respiration during the non-growing season[J]. Acta Ecologica Sinica, 36: 411-416. (SF-3000)7.Ma L, Zhong MY, Zhu YH et al. 2018. Annual methane budgets of sheep grazing systems were regulated by grazing intensities in the temperate continental steppe: A two-year case study[J]. Atmospheric Environment, 174: 66-75. (SF-3000)8.Su CX, Zhu WX, Kang RH et al. 2021. Interannual and seasonal variabilities in soil NO fluxes from a rainfed maize field in the Northeast China[J]. Environmental Pollution, 286, 117312. (SF-3000)9.Yang L, Zhang QL, Ma ZT et al. 2021. Seasonal variations in temperature sensitivity of soil respiration in a larch forest in the Northern Daxing’an Mountains in Northeast China[J]. Journal of Forestry Research, 3. (SF-3000)10.Jia Z, Li P, Wu YT et al. 2020. Deepened snow cover alters biotic and abiotic controls on nitrogen loss during non-growing season in temperate grasslands[J]. Biolog11.Wang JS, Quan Q, Chen WN et al. 2021. Increased CO2 emissions surpass reductions of non-CO2 emissions more under higher experimental warming in an alpine meadow[J]. Science of the Total Environment, https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2020.144559. (SF-3500)12.庄静静, 张劲松, 孟平等. 2015. 华北低山丘陵区土壤CH4通量对脉冲降雨的响应[J]. 东北林业大学学报, 43(10): 72-78. (SF-3000)13.庄静静, 张劲松, 孟平等. 2015. 华北低山丘陵区人工林土壤CH4通量测定代表性时段研究[J]. 生态环境学报, 24(11): 1791-1798. (SF-3000)14.刘博奇, 牟长城, 邢亚娟等. 2016. 小兴安岭典型温带森林土壤呼吸对强降雨的响应[J]. 北京林业大学学报, 38(4): 77-85. (SF-3000)15.庄静静, 张劲松, 孟平等. 2016. 非生长季刺槐林土壤CH4通量的变化特征及其影响因子[J]. 林业科学研究, 29(2):274-282. (SF-3000)16.何方杰, 韩辉邦, 马学谦等. 2019. 隆宝滩沼泽湿地不同区域的甲烷通量特征及影响因素[J]. 生态环境学报, 28(4): 803-811. (SF-3000)17.何可宜, 沈亚文, 冯继广等. 2021. 植物残体输入改变对樟子松人工林土壤呼吸及其温度敏感性的影响[J]. 北京大学学报(自然科学版), 57(2): 361-370. (PS-2000)

12月7日北京市华云分析仪器研究所有限公司高程达博士在陕西省杨凌农业高新技术产业示范区西北农林科技大学农学院成功举行了“红外线气体分析仪应用”的技术报告会。 　　本次报告会根据西北农林科技大学农学院、资源环境学院、林学院及西北干旱地区农林业发展需求为背景，着重介绍了我公司红外线气体分析器系列产品在各个学科的广泛应用及温室气体、温室效应带来的问题 生态系统的全球变化及可持续发展问题研究 监测方法和数据分析等内容。西北农林科技大学老师及国内外研究生四十余人参会，会后，就师生及用户提出的：仪器选型、仪器的日常维护使用及建立有效的科研试验平台进行了热烈的讨论和交流。

土壤水力参数，如田间持水量（FC）和永久萎蔫点（PWP），在灌溉管理、干旱风险评估和土地利用规划等方面发挥着重要作用。这些水力特性是动态的，随土壤类型、作物类型和生长季而变化。传统方法估算大尺度水力特性费时费力，而土壤传递函数（PTF）作为一种替代方法，已被用于使用易测量的土壤特性（如土壤粒级、有机碳和容重）来估计土壤水力特性。这些预测参数在很大程度上受各种内在土壤特性如土壤质地、结构、有机质、容重和孔隙度的影响。随着光谱技术的不断发展，因其快速、低成本和无损测量，许多研究者已经利用可见近红外（Vis-NIR）光谱预测了土壤特性，而使用光谱数据绘制印度土壤类型水力特性的研究非常有限。基于此，在本研究中，一组研究团队在印度卡纳塔克邦高原北部地区收集了558个土壤样本，在实验室中测量了其FC， PWP和土壤含水量，并利用ASD FieldSpec光谱仪测量土壤光谱反射率。通过支持向量机、随机森林和偏最小二乘回归三个模型预测FC和PWP。其中，2/3的数据集用于校准（368个样品），1/3的数据集用于验证（190个样品）。本研究目标为通过不同统计技术检验实验室Vis-NIR光谱数据估算水力参数的有用性。研究区域图【结果】卡纳塔克邦高原北部土壤光谱反射率分布（平均值和标准偏差）（N = 558）。FC和PWP预测模型的性能（50 次迭代）验证集FC和PWP预测值和观测值散点图（RF方法）（变性土-绿点，淋溶土-红点，弱育土-蓝点，新成土-黄点）。传统PTF方法预测验证集FC和PWP含水量的性能。【结论】验证结果表明，与PLSR模型相比，RF和SVM性能较好。与田间持水量（R2=0.66-0.69和RMSE=7.25-7.51%）相比，永久萎蔫点预测良好（R2=0.70-0.74，RMSE=5.44-5.74%）。在土纲中，Vis-NIR光谱（R2=0.34&0.42）对变性土FC和PWP的预测不佳，对淋溶土（0.44&0.52）和弱育土（0.55&0.65）的预测结果一般，而对新成土（0.83&0.76）预测结果较好。总体而言，结果与传统PTF方法相当。目前结果表明，可见近红外光谱有助于快速准确地估计该国半干旱地区的水力特性。

关于国家重大科学研究计划2011年拟立项项目公示的通告 　　国家重大科学研究计划2011年度立项工作已经结束。根据国家重大科学研究计划管理的有关规定，进一步贯彻“公开、公平、公正”的原则，增加国家科技计划管理的透明度，接受社会各界的监督，现将2011年国家重大科学研究计划项目的主要研究内容、目标和研究队伍予以公示。公示时间为8月29日-9月5日，公示具体内容见附件。 　　任何单位或个人可在公示时间内对公示内容提出书面异议。异议材料应注明真实姓名和联系方式。提出异议的单位与个人应对所提异议的真实性和可靠性负责。对匿名或无具体事实根据的异议，以及涉及自身利益的不正当要求，不予受理。 　　联 系 人：闫金定 崔春宇 傅小锋 　　联系电话：010-58881073 58881540 58881553 　　传 真：010-58881077 　　　　科技部基础研究司 　　科技部基础研究管理中心 　　2011年8月29日 附件：国家重大科学研究计划2011年立项项目公示内容 编号 项目 2012CB910100 代谢相关蛋白质修饰在肿瘤发生发展过程中的作用及机制 公示内容 2012CB910200 天然免疫应答相关蛋白的鉴定、结构与功能 公示内容 2012CB910300 泛素－蛋白酶体：系统性发现其底物、发掘新作用机制及其生物学意义 公示内容 2012CB910400 重要G蛋白偶联受体的结构与功能研究及配体发现公示内容 2012CB910500 植物表观遗传机制与重要调控蛋白质的功能和结构研究 公示内容 2012CB910600 蛋白质定量新方法及相关技术研究 公示内容 2012CB910700 肿瘤发生发展中关键蛋白的功能与调控 公示内容 2012CB910800 炎症诱导肿瘤的分子调控网络研究 公示内容 2012CB910900 植物表观遗传调控及其在重要发育过程中的作用机制及结构基础研究 公示内容 2012CB911000 蛋白质的生成、修饰与质量控制 公示内容 2012CB911100 病毒与宿主细胞相互作用分子机制的研究 公示内容 2012CB911200 端粒相关蛋白对人类重大疾病作用机制的研究 公示内容 2012CB921300 极端条件下量子输运的研究和调控 公示内容 2012CB921400 异质界面诱导的新奇量子现象及调控 公示内容 2012CB921500 人工微结构材料中光、声以及其它元激发的调控 公示内容 2012CB921600 受限空间中光与超冷原子分子量子态的调控及其应用 公示内容 2012CB921700 功能关联电子材料及其低能激发与拓扑量子性质的调控研究 公示内容 2012CB921800 全固态量子信息处理关键器件的物理原理及技术实现 公示内容 2012CB921900 光场调控及与微结构相互作用研究 公示内容 2012CB922000 氧化物复合量子功能材料中的多参量过程及效应 公示内容 2012CB922100 囚禁单原子(离子)与光耦合体系量子态的操控 公示内容 2012CB932200 纳米金属材料的多级结构制备及优异性能探索研究 公示内容 2012CB932300 纳米材料功能化宏观体系的构筑和性能研究 公示内容 2012CB932400 光功能导向的硅纳米结构高效、可控制备及其应用的基础研究 公示内容 2012CB932500 肝癌治疗的新型纳米药物研究 公示内容 2012CB932600 纳米界面生物分子作用机制的基础研究及其在前列腺癌早期检测中的应用 公示内容 2012CB932700 新型高性能半导体纳米线电子器件和量子器件 公示内容 2012CB932800 高比能直接甲醇燃料电池关键纳米材料与纳米结构研究 公示内容 2012CB932900 纳米结构材料在先进能源器件应用中的表界面问题研究 公示内容 2012CB933000 基于扫描探针技术的纳米表征新方法研究 公示内容 2012CB933100 高频磁性纳米材料的电磁性能调控及其在磁性电子器件中的应用 公示内容 2012CB933200 高效节能微纳结构材料体系研究 公示内容 2012CB933300 基于纳米技术的肺癌早期检测研究 公示内容 2012CB933400 石墨烯材料的宏量可控制备及其应用基础研究 公示内容 2012CB933500 面向高性能计算机超结点的关键微纳光电子器件及其集成技术研究 公示内容 2012CB933600 多级微纳结构生物活性材料促进骨组织快速修复的研究 公示内容 2012CB933700 新型铜基化合物薄膜太阳能电池相关材料和器件的关键科学问题研究 公示内容 2012CB933800 仿生可控粘附纳米界面材料 公示内容 2012CB933900 纳米材料在骨、牙再生修复中的生物学过程研究 公示内容 2012CB934000 基于肿瘤微环境调控的抗肿瘤纳米材料设计和机制研究 公示内容 2012CB934100 微纳惯性器件运动界面纳米效应基础问题研究 公示内容 2012CB934200 新型微纳结构硅材料及广谱高效太阳能电池研究 公示内容 2012CB934300 基于纳米材料的太阳能光伏转换应用基础研究 公示内容 2012CB944400 雌性生殖细胞减数分裂的分子基础 公示内容 2012CB944500 心脏与肝脏发育和再生的遗传调控研究 公示内容 2012CB944600 生殖细胞基因组结构变异的分子基础 公示内容2012CB944700 排卵障碍相关疾病发生机制研究 公示内容 2012CB944800 植物胚乳发育及储藏物质累积的分子调控机制研究 公示内容 2012CB944900 辅助生殖诱发胚胎源性疾病的风险评估和机制研究 公示内容 2012CB945000 上皮组织的形成、更新及其调节机理 公示内容 2012CB945100 血管发育和稳态维持的遗传及表观遗传机制 公示内容 2012CB955200 东亚季风区年际-年代际气候变率机理与预测研究 公示内容 2012CB955300 全球典型干旱半干旱地区气候变化及其影响 公示内容 2012CB955400 全球变化与环境风险关系及其适应性范式研究 公示内容 2012CB955500 气候变化对人类健康的影响与适应机制研究 公示内容 2012CB955600 太平洋印度洋对全球变暖的响应及其对气候变化的调控作用 公示内容 2012CB955700 气候变化对社会经济系统的影响与适应策略 公示内容 2012CB955800 气候变化经济过程的复杂性机制、新型集成评估模型簇与政策模拟平台研发 公示内容 2012CB955900 全球气候变化对气候灾害的影响及区域适应研究 公示内容 2012CB956000 全球变暖下的海洋响应及其对东亚气候和近海储碳的影响 公示内容 2012CB956100 湖泊与湿地生态系统对全球变化的响应及生态恢复对策研究 公示内容 2012CB956200 全球典型干旱半干旱地区年代尺度气候变化机理及其影响研究 公示内容 2012CB966300 神经分化各阶段细胞命运决定的调控网络研究及其转化应用 公示内容 2012CB966400 人多能干细胞向胰腺β细胞和神经细胞定向分化的机制研究 公示内容 2012CB966500 非整合人诱导性多能干细胞（iPS）及相关技术用于β地中海贫血治疗的研究 公示内容 2012CB966600 中胚层干细胞自我更新分化的机制与功能研究 公示内容 2012CB966700 多能干细胞定向分化的表观遗传学调控网络 公示内容2012CB966800 干细胞分裂模式和干细胞干性维持的机制研究 公示内容 2012CB966900 体内间充质干细胞自我更新、分化及其调控相关组织干细胞的机制研究 公示内容 2012CB967000 肿瘤干细胞的动态演进及干预研究 公示内容

一般说来，丘陵起伏的地形，造成河水不能外泄，常在河口低洼处停蓄起来成湖，也就是河口湖。河口湖又称为“终点湖”、“尾闾湖”。指处于内流河河口、尾闾、终点的湖泊。由于气候变化、人口增多、工农业发展，加之水资源总量不足、时空分布不均等因素，导致不少地区的尾闾湖出现地下水位下降、绿洲面积减少、沙尘暴天气增加等问题。湖泊周边的生态系统发生变化，植被的多样性和数量减少，生态环境面临严重破坏。为了改善尾闾湖的现状，加强水资源管理，人工输水成为首要选择。基于此，生态输水对湖区植被的影响成为不少科研团队的研究方向。内陆河下游生态输水区白刺灌丛的水分利用策略：基于稳定同位素数据在干旱地区，内陆河流域的尾闾湖通常是绿洲边缘阻止风沙侵袭的天然屏障，其生态水文效应普遍表现为以地表水、地下水和天然降水为特征的植被水分关系。水分是尾闾湖周边沙地植被稳定的关键制约因子，植物-土壤水分关系是沙地生态水文过程的重要组成部分。沙生植物通过根系吸收有限的水分之后通过根—茎—叶逐层向上传输，以满足植物叶片光合和蒸腾等生理活动的需求，维持植物的正常生长。为适应持续干旱的生境条件，植物通过调节其生理特性等形成特定的抗旱机制。基于此，在本研究中，来自西北师范大学的研究团队于2019年植物生长季在中国西北石羊河流域尾闾湖青土湖区收集了0–10，10–20，20–30，30–40，40–50和50–60 cm层的土壤、植物茎部、降水、地下水和湖水。利用LI-2100全自动真空冷凝抽提系统（北京理加联合科技有限公司）提取土壤和植物茎中的水分。并测定了不同水体同位素数据（δ2H和δ18O）和相关水文气象数据，以揭示尾闾湖区典型植被对生态输水的响应机制。研究结果有助于我们了解干旱内陆河流域下游人工输水背景下植物的适应机制，为水资源的合理利用和生态建设提供参考。研究区概况【结果】不同水体稳定同位素组成的时空动态2019年青土湖(a)降水、温度、相对湿度和(b)不同水体δ2H和δ18O的时间变化。土壤剖面中SWC、δ2H、δ18O和Lc-excess的时空动态。不同水体中δ2H与δ18O的关系青土湖周边地区不同水体中δ2H与δ18O的关系（a、c分别为不同月份土壤水的δ2H和δ18O 箱体图）。人工输水期植被水分来源不同距离的白刺灌丛潜在水源的贡献率【结论】本研究利用稳定同位素对石羊河尾闾青土湖白刺灌丛的水分利用策略进行了研究，为进一步了解尾闾湖区植被对生态输水的响应机制提供了参考。本研究虽然是石羊河流域尾闾区典型植被对生态输水适应性的案例研究，但考虑到生态输水是干旱区下游常用的生态修复方式，本研究在干旱区生态建设中具有普遍意义。此外，还应考虑到终端湖区植被水源非常单一，高度依赖生态输水量和时间，本身具有一定的脆弱性。因此，加强生态输水政策的稳定性，培育抗旱能力更强的植物，是内陆河末端湖泊生态建设的关键环节。作者得到了如下结论：1. 尾闾湖区白刺灌丛用水的12.33%直接来自生态输水，77.88%来自输水形成的土壤水，只有9.79%来自降水；2. 随着样地距离湖泊集水区的距离增加，白刺灌丛逐渐由主要利用表层土壤水和湖泊水转向以利用中深层土壤水为主；3. 生态输水周期影响白刺灌丛的水分利用策略，非输水期植物利用深层土壤水、吸收降水的比例增加。

24日，由教育部科学技术委员会组织评选的2013年度&ldquo 中国高等学校十大科技进展&rdquo 在京揭晓。北京大学主持的化学小分子诱导体细胞重编程为多潜能性干细胞等10个高校科技项目，获评本年度高校十大科技进展。 　　据介绍，&ldquo 中国高等学校十大科技进展&rdquo 评选自1998年开展以来，至今已举办16届，这项评选活动对提升高等学校科技的整体水平、增强高校的科技创新能力发挥了积极作用，并产生了较大的社会影响。 　　一、化学小分子诱导体细胞重编程为多潜能性干细胞 　　传统观点认为，哺乳动物细胞只有在胚胎发育的早期具有分化为各种类型组织和器官的&ldquo 多潜能性&rdquo ，而随着生长发育成为成体细胞之后会逐渐丧失这一特性。人类一直在寻找方法让已分化的成体细胞逆转，使之重新获得&ldquo 生命之初&rdquo 的多潜能性，并将其重新定向分化成为有功能的细胞或器官，应用于治疗多种重大疾病。此前，通过借助卵母细胞进行细胞核移植或者使用导入外源基因的方法，体细胞被证明可以被&ldquo 重编程&rdquo 获得&ldquo 多潜能性&rdquo ，这两项技术还获得了2012年诺贝尔生理医学奖。但是，这两项技术具有伦理限制或潜在的遗传突变等风险，大大限制了其在再生医学中的进一步临床应用。 　　邓宏魁团队开辟了一条全新途径，首次使用小分子化合物诱导体细胞重编程成为多潜能干细胞，该种细胞被称为&ldquo 化学诱导的多潜能干细胞(CiPS细胞)&rdquo 。该方法摆脱了以往技术手段对于卵母细胞和外源基因的依赖，避免了传统重编程技术在应用上的缺陷。提供了更加简单和安全有效的方式来重新赋予成体细胞&ldquo 多潜能性&rdquo ，是体细胞重编程技术的一个飞跃。该成果于7月8日发表在国际学术权威杂志《Science》。这为未来细胞治疗甚至器官移植提供了理想的细胞来源，将极大地推动治疗性克隆&mdash &mdash 克隆组织和器官以用于疾病治疗&mdash &mdash 的发展。 　　二、昼夜不对称增温对北半球陆地生态系统的影响研究 　　相比于白天，地球在夜晚时正以更高的速率变暖：在过去的50年里，日最低温度升高速度比日最高温度升高速度要快40%。然而，一直以来人们很少关注这种昼夜不对称增温对植被生长和生态系统功能的影响，成为当前的全球变化研究的一个空白点。为了解答这一问题，北京大学研究小组与中科院青藏所、法国科学院以及河南大学等单位合作，利用遥感数据、大气CO2浓度观测数据、以及气象数据，并结合大气反演模型，系统地研究了白天和晚上温度上升对北半球生态系统生产力和碳源汇功能影响及其机制。 　　研究发现，昼夜不对称增温对北半球生态系统碳源汇功能的影响显著，而且表现出明显的地带性规律。白天温度升高有利于大部分寒带和温带湿润地区植被生长及其碳汇功能，但并不利于温带干旱和半干旱地区植被生长。而夜间温度上升对植被生长的影响则与白天相反。这一发现纠正了过去普遍认为温度上升有利于北半球植被的生长、从而有利于提高生态系统碳汇功能的认识，为科学预测陆地生态系统长期动态变化研究提供了一个重要的理论基础。 　　该研究结果于2013年9月发表在Nature杂志，得到了国内外同行的高度评价。Nature杂志在同一期专门发表了一篇来自于全球生态学专家Dr. Still的评述，探讨了这项工作的重要性及其意义。 　　三、高速铁路跨区间无缝线路理论体系、关键技术及工程应用 　　跨区间无缝线路是用焊接长轨条连续铺设的轨道，彻底消除了钢轨接头，是保障高速铁路高平顺、低维修的核心技术。没有跨区间无缝线路，剧烈的轮轨作用将严重制约高速铁路发展。在研究之初，跨区间无缝线路面临与复杂气候适应性、长大桥及高架站协调性及安全服役可控性等关键难题。 　　北京交通大学高亮教授研究团队通过理论创新与技术突破，形成了具有自主知识产权的跨区间无缝线路理论与应用技术体系。创建了无缝道岔精细化分析理论及设计方法，攻克了大温差地区大号码道岔无缝化的技术难题 创立了无缝线路&mdash 长大桥梁空间耦合分析理论，突破了长大桥无法连续铺设无缝线路的技术瓶颈 自主研发了协同仿真系统，创建了高架站无缝道岔分析理论和设计方法，解决了高速铁路这一重大难题 构建了跨区间无缝线路监测、评估体系，填补了该领域空白。 　　该项目形成相关规范标准7项、并取得知识产权数十项，在国内外学术刊物上发表论著上百篇，专著《高速铁路无缝线路关键技术研究与应用》被专家认为&ldquo 具有重要的学术价值及应用价值&rdquo 。 　　研究成果整体处于国际先进水平，在国内多条高速铁路及泰国、伊朗等国铁路建设中获得广泛应用，经济效益显著，对我国乃至世界高速铁路大规模建设具有重要意义。 　　四、天河二号超级计算机系统 　　天河二号超级计算机系统峰值性能每秒5.49亿亿次，持续性能每秒3.39亿亿次，能效比每瓦特19亿次，名列2013年6月第41届国际超级计算机500强排行榜TOP500的第一名，并在11月第42届TOP500蝉联世界第一。中共中央总书记、国家主席、中央军委主席习近平对天河二号研制成功作出重要批示，并亲临学校视察了该系统。 　　项目起步于2009年，在国家自然科学基金委、国家&ldquo 核高基&rdquo 重大科技专项的支持下开始预先研究与关键技术攻关 2011年在国家&ldquo 十二五&rdquo 863计划&ldquo 高效能计算机及应用服务环境&rdquo 重大项目支持下开始工程实施，2013年5月完成研制任务。自主研制了3款芯片、4类结点、2套网及系统软件等核心构件，具有高性能、高能效、应用面广、易用性好和可用性高等显著特点。系统研制过程中取得了异构多态体系结构、微异构计算阵列、自主高性能CPU、支持十亿亿次级系统的自主定制高速互连网络、层次式加速存储架构、自主并行编程模型和多领域并行编程框架、多层次容错设计和一体化故障管理、综合化能耗控制等一系列核心关键技术突破，综合技术水平进入世界领先行列。 　　天河二号作为国家超级计算广州中心业务主机已投入运行，主要应用于大科学、大工程、产业升级和信息化建设等领域。 　　五、空间机械臂技术 　　空间机械臂安装在航天器外侧、暴露在太空，工作环境恶劣。它具有六维空间精确定位和手爪精细操作能力，是航天器在轨维修和维护的核心装备。哈尔滨工业大学刘宏教授带领的研究团队，在国家&ldquo 863&rdquo 计划支持下，十余年来从基础研究到关键技术攻关再到工程应用，在空间机械臂的设计、制造、装配、集成、测试与试验等取得重大进展。 　　发明了具有冗余容错，集机、电、热、控于一体的模块化关节，并在此基础上提出了可折叠机械臂构型，实现了最小空间的发射锁紧配置 发明了位姿大容差、结构紧固连、释放微干扰的轮廓渐进收拢式手爪，攻克了空间目标的分离和捕获技术瓶颈 建立了柔性关节的空间机械臂动力学模型，有效抑制了机械臂的末端残余抖动，实现了机械臂的精确定位 提出了动基座下动目标的相对运动预测方法，实现了浮动基座情形下大时延的运动目标自主视觉伺服跟踪 提出了重力环境下物理半物理相融合的方法，建立了模拟空间微重力的机械臂三维运动综合平台，攻克了机械臂地面测试的技术难题。 　　空间机械臂的在轨试验结果达到预期，各项指标满足要求，定位精度属于国际领先，填补了我国在该领域的空白，为空间机械臂在我国空间站建设、行星探测等领域的应用奠定了坚实基础。 　　六、星地激光链路试验 　　随着航天技术的发展，需要从卫星下传给人们的信息越来越多，传统的卫星微波通信技术已经遇到了信息传输的瓶颈问题。如果用激光光束在空间架设&ldquo 光缆&rdquo ，使高速信息从卫星传到地面，将极大地提高星间、星地的信息传输能力，有效地解决这一难题，这就是卫星激光通信技术，所建立的星地之间激光信息传输通道就是星地激光链路。 　　卫星激光通信具有通信容量大、传输距离远、保密性好等独特优点，采用该技术可以建立空中高速信息公路，为用户提供高清图像、多媒体等巨大容量的通信服务。这是一项具有极大难度和广阔应用前景的军民两用新技术，美欧日等进行了多年研究，已进入到空间试验阶段。 　　哈尔滨工业大学卫星光通信团队在马晶、谭立英教授带领下进行了二十多年的艰苦攻关，突破了卫星光通信关键技术。在国防科工局民用航天项目支持下，哈工大成功进行了海洋二号卫星与光通信地面站之间的星地双向激光通信，链路距离近2千公里，光束对准精度达到微弧度量级，相当于针尖对麦芒的百倍，实现了&ldquo 对得准、捕得快、跟得稳、通得好&rdquo 。这是我国首次星地激光链路试验，主要技术指标达到了国际领先水平。　　该项试验的成功，标志着我国在空间高速信息传输方面取得了重大突破，是我国卫星通信发展史上新的里程碑! 　　七、量子反常霍尔效应的实验观测 　　拓扑绝缘体是一种新的量子物质。这种体绝缘材料的表面存在受拓扑性质保护的导电态。理论预言，在铁磁性拓扑绝缘体薄膜中会存在量子反常霍尔效应，即不需要外加磁场的量子霍尔效应。当薄膜处于量子反常霍尔态时，其体内是绝缘的，边缘存在无能量耗散的导电通道。实现这一效应不但在科学上具有重要意义，还有可能推动新一代低能耗电子学器件的发展，有可能推动信息技术的革命。 　　从2009年开始，清华大学薛其坤院士带领的、由清华大学王亚愚、陈曦、贾金锋和中科院物理所马旭村、何珂、吕力组成的实验团队，理论上与美国斯坦福/清华大学张首晟以及中科院物理所方忠、戴希合作，对量子反常霍尔效应展开实验攻关。他们利用分子束外延技术制备出了高质量拓扑绝缘体薄膜，利用半导体能带工程得到了理想的电子结构，通过对生长过程原子尺度上的控制得到了几乎绝缘的铁磁性薄膜-Cr掺杂的(Bi,Sb)2Te3，并首次在实验上观测到量子反常霍尔效应，即在美国物理学家霍尔1881年发现反常霍尔效应132年后终于实现了反常霍尔效应的量子化。该成果发表在2013年《科学》杂志上。量子反常霍尔效应的实验发现是凝聚态物理基础研究领域的一项里程碑式的发现，是我国对世界物理学发展所做出一项重要贡献。 　　八、过渡金属导致物质从反芳香性向芳香性的突变 　　芳香性是芳香化学的基石。芳香性物质从日常生活到高科技领域均应用广泛。而反芳香性物种因极不稳定，已成功分离的极少。实现物质从反芳香性到芳香性的转变，是一个有待突破的重要科学难题。 　　我国科学家通过在反芳香环内嵌入金属的方法，首次合成并分离出全新芳香性物质金属杂戊搭炔。该化合物挑战化学键极限，分子内含有小于130° 的卡拜键角，过渡金属导致物质从反芳香性到芳香性的突变，两者均为颠覆传统概念的突破。代表作发表于《Nature Chemistry》今年第8期。该杂志同步发表以&ldquo Breaking the rules&rdquo 为题的专评。《Nature China》、《Science News》、美国化学会《Noteworthy Chemistry》、我国基金委网站和俄罗斯化学新闻等发表了专评或报道。诺贝尔化学奖得主Roald Hoffmann对该成果也给予了高度评价。 　　此项原创性研究历经4年协同攻关，厦门大学夏海平教授为项目总负责人，朱军副教授为理论计算负责人，李顺华副教授负责产物的荧光性能研究，博士生朱从青为产物合成与结构表征的主要贡献者。参加该工作的还有多位厦门大学的其他师生。美国佐治亚大学Paul Schleyer教授参与了理论计算讨论。 　　夏海平课题组2013年度围绕金属杂芳香体系发表了十篇相关论文。这类新芳香体异常稳定、其光电特性与传统有机芳香体截然不同，在生物医学、光电材料和太阳能利用等领域应用前景广阔。 　　九、纳米孪晶结构极硬立方氮化硼 　　超硬工具在现代加工业中发挥着愈来愈重要的作用。同时提高超硬工具材料的硬度、韧性和稳定性一直是科学界和产业界的共同追求。以燕山大学亚稳材料制备技术与科学国家重点实验室田永君教授为首的中外科学家首先建立了多晶共价材料硬化的理论模型，发现在纳米尺度硬度应源于霍尔-佩奇效应和量子限域效应的共同贡献 随后他们通过具有类似俄罗斯套娃晶体结构的洋葱BN在高温高压下的马氏体相变合成了纳米孪晶立方氮化硼。该材料的硬度超过人工金刚石单晶，韧性优于商用硬质合金，抗氧化温度高于立方氮化硼单晶本身。同时他们还发现纳米孪晶立方氮化硼随孪晶厚度减小能够持续硬化到3.8纳米，突破了大家熟知的材料硬化的尺寸下限(约10纳米)。本研究发展的基本原理和合成技术同样适用于合成纳米孪晶金刚石及其复合材料，从此综合性能更加优异的系列刀具材料将会诞生，并将在机械加工、地质勘探、石油和天然气采掘等行业中发挥重要作用。 　　上述研究成果发表在2013年1月的Nature杂志上。Nature封面和目录页对论文进行了导读，导读题目&ldquo 硬时代：现在立方氮化硼在其极硬态与金刚石相匹敌&rdquo 形象而生动地介绍了该文，同时配发了合成样品的原图，众多著名的国际性学会、媒体和杂志对此也进行了报道。 　　十、H7N9禽流感的病原学及临床诊治研究 　　2013年我国突发H7N9禽流感重大疫情，李兰娟院士团队全力应对，艰苦攻关，基础与临床相结合，取得了重大成果。 　　对H7N9病毒起源、分子结构和特征研究获得重大发现，在国际上首次证实活禽市场是H7N9禽流感的源头，首次发现H7N9关键基因突变导致病毒从禽向人传播，首次发现&ldquo 细胞因子风暴&rdquo 是导致H7N9感染重症化的关键原因，研究成果第一时间在国际顶级医学期刊《柳叶刀》上头版头条发表，为政府决策和干预，控制传染源提供了科学依据，收到显著成效，短时间内遏制了新发病例增加，也为全球H7N9禽流感防治提供了指南。 　　系统地提出了&ldquo 四抗二平衡&rdquo 治疗策略，创造性运用人工肝技术阻断&ldquo 细胞因子风暴&rdquo ，控制严重炎症反应，救治H7N9禽流感重症患者，取得显著成效，极大地降低了病死率。救治效果得到了国家领导人的充分肯定和高度评价。 　　及时总结H7N9禽流感临床诊治成果和经验，并在世界著名的《新英格兰医学杂志》上发表，向全球首次揭示H7N9禽流感的临床特征和发病规律，首次提出人工肝治疗危重症H7N9病例的适应症。 　　成功研制了我国首个H7N9病毒疫苗株，改变了我国一直以来流感疫苗株依赖国外进口的历史，标志我国已具有自主研发流感疫苗的能力，并可向国际提供优质的流感疫苗种子株，为全球控制流感作出贡献。

近年来，全球环境问题日益突出，资源的合理利用和环境的保护已成为全人类共同面临的挑战。水分是生命的基础，对于植物的生长发育和生态系统的稳定运行起着至关重要的作用。然而，人类的过度开采和污染已导致严重的水资源短缺、土壤荒漠化等问题。沙柳作为一种生长在贫瘠土壤和干旱地区的植物，具有很强的水分利用能力和环境适应性。沙柳生长迅速，枝叶茂密，根系繁大，固沙保土力强，是中国沙荒地区造林面积最大的树种之一。同时，它长而发达的根系，能够迅速吸收土壤中的水分，高效利用水资源。其表面一层厚厚的叶蜡，也能够减少水分的蒸发和流失，有效避免土壤干燥和水分的浪费。因此，通过对沙棘的深入研究和广泛应用，我们可以有效地解决环境保护的问题。接下来这篇相关论文，我们来了解一下沙柳的水分利用来源。基于稳定同位素分析毛乌素沙地东北部不同林龄人工沙柳的水分利用来源沙柳具有很好的应对非生物胁迫（如干旱、寒冷、低肥力）的能力，已广泛引入毛乌素沙地东北部以防风固沙及改善生态系统功能和服务。然而，早期引入的沙柳出现了退化和枯死现象。预计由于气候持续变暖和人为干预增加，沙柳人工灌丛将出现更严重的干旱胁迫。鉴于人类世日益严重的水资源短缺和土壤荒漠化的持续扩大。了解植物与土壤水分关系并实施合理的水分管理策略，必须确定人工植被在沙漠生态系统中的水分利用模式。然而，对于不同发育阶段沙柳的特性、调控和水源差异等研究还知之甚少。基于此，为确定毛乌素沙地圪丑沟小流域（38°11′–38°53′ N，109°21′–110°03′ E）不同林龄（6年、12年和18年）人工沙柳水分利用模式的季节变化和控制因素，揭示老化沙柳枯死的潜在机制，理解土壤水-植物的关系和人工植被的生态适应性。来自中国科学院地理科学与资源研究所的研究者们于2019-2021年5-10月（5、6、10月为旱季；7、8、9月为雨季）植物生长季进行了相关研究。试验开始前，作者采集了土壤样品，确定其土壤颗粒组成，总N含量（TN）及总P含量（TP）。采集了根系样品，确定植物根系分布。试验期，采集了0-20 cm、20-40 cm、40-60 cm、60-90 cm、90-120 cm、120-150 cm、150-200 cm、200-250 cm及250-300 cm土壤样品，将其分为两部分，一部分用来测定同位素，一部分用来测定土壤含水量（SWC）。同时采集了植物木质部样品。并于降水事件后收集降雨，采集降水量和气温数据。通过计算土壤干燥化指数（SDI）描述土壤水分亏缺状态。利用LI-2000植物土壤水分抽提系统（北京理加联合科技有限公司）提取木质部和土壤中的水分。利用Picarro L2130-i水同位素分析仪确定土壤水及降水的δ18O和δ2H。同时确定木质部水的δ18O和δ2H。最后通过MixSIAR模型区分并量化植物水源。【结果】试验期降水δ2H和δ18O（c）及降水量与δ2H/δ18O之间的关系（d）。生长季土壤水δ2H和δ18O的深度和时间分布。潜在水源对沙柳水分吸收贡献率的季节性变化。【结论】在整个生长季，6年沙柳60％的水源来自于0–120 cm土壤层。相比之下，12年和18年沙柳具有更大程度的生态可塑性，分别从旱季120-300 cm（71.93％）和40-200 cm（68.91％）水源转变到雨季的0-120 cm（65.09％和56.14％）水源。根系和土壤含水量垂直分布的变化是影响不同林龄沙柳水分利用模式季节性变化的主要因素。18年林分中，严重的土壤干涸和死根削弱了老化沙柳的生态可塑性，降低了其吸收深层水（200-300 cm）的能力，从而导致沙柳退化。因此，野外管理措施，例如（i）通过沙柳退化枝条覆盖地面以减少土壤水蒸发；（ii）使成熟沙柳稀疏以减少水分消耗；（iii）通过对最佳植物密度或生物量进行建模来确定植被阈值，以指导所研究地区的未来植被恢复。在这项研究中，针对沙柳拟议的管理实践可以为世界其他沙漠地区相似林龄人工恢复植物的水分利用策略提供参考。

3月22日是刚刚过去的“世界水日”，今年世界气象日的主题又是“气候与水”，水环境的污染和治理似乎已经受到越来越多人的重视。日常生活中，当我们提起水质安全时，脑海中浮现出来的总是饮用水、河流、湖泊甚至是海洋等地表水，而作为全球水系统中极其重要的地下水，往往很容易被忽略。狭义上的地下水是指地面以下各种岩石空隙中的水，包括地下水面以下饱和含水层中的水。在《水文地质术语》中，地下水是指埋藏在地表以下各种形式的重力水。虽然埋藏于地表之下，难以用肉眼观察到。但实际上地下水是一个很庞大的系统，据了解，全球地下水的总量多达1.5亿立方公里，几乎占地球总水量的十分之一，井水和泉水就是我们常见的地下水。作为地球上的重要水体之一，地下水与人类社会有着密切的关系。由于其水量稳定、水质好，因此地下水是农业灌溉、工矿和城市的重要水源之一。尤其是在地表缺水的干旱和半干旱地区，地下水常常成为当地的主要用水来源。而一些含有特殊化学成分或水温较高的地下水，还可用作医疗、热源、饮料和提取有用元素的原料。然而，在我国大气“阴霾”尚未全然散退之时，地下水也同样面临着严重的开采和污染危机。近10年来我国地下水供水量每年约1000亿—1100亿立方米，约占全国供水总量的18%，全国年均超采近170亿立方米。与此同时，工业废水与生活污水的大量入渗，也严重威胁着地下水的水质安全。根据有关部门的相关监测，我国约有64%的城市地下水遭受着严重污染。因此，加强地下水系统的保护、科学治理以及有效监管，对于确保我国城乡居民用水安全，有效改善地下水的可持续发展策略具有重要的意义。但由于我国地下水开采时间长且程度深，再加上地下水的流动性及其系统的复杂性，导致地下水的检测要比地表水及其它水体的检测更加困难，对技术的要求也更高。所以地下水的检测，离不开现代科学仪器和分析技术的支撑。在地下水检测之前，需要对地下水先进行采样。伴随着监测技术的不断发展，更多不同类型的地下水采样设备已经被研制出来，有包括自动水质采样器、全自动多功能地下水采样器、智能地下水采样器等采样设备和系统。根据结构不同，还可以分为取样筒式采样器、惯性式采样器、气体驱动式采样器、潜水电泵式采样器。采样的目的是为了进行更加准确的分析。事实上，现在的水质分析是相当完备的，而且水质分析的方法也正在逐步向连续化、自动化方向发展。重金属分析仪、多参数水质分析仪、水质毒性分析仪、余氯分析仪、水中VOC检测仪、氨氮测定仪以及污染指数测定仪等仪器仪表共同组成了地下水的监测网络。作为人类宝贵的自然资源，那些埋于地底、不为人知的地下水和地表水一样弥足珍贵。从长远利益出发，我们有必要了解地下水的污染状况、途径和原因，制定科学的防治对策，保护地下水的安全。24小时客服如果您对以上色谱分析仪器感兴趣或有疑问,请点击联系我们网页右侧的在线客服,瑞利祥合——您全程贴心的分析仪器采购顾问.------责任编辑：瑞利祥合--分析仪器采购顾问版权所有(瑞利祥合)转载请注明出处

【摘要】森林的长期生产力和固碳能力受气候变化影响，已成为全球关注的问题。本研究中，我们提供了一种简单且无损的方法来研究多时间尺度上树木CO2同化率。这种新的方法结合了树干液流和稳定碳同位素分辨率以估算碳同化率。我们通过分析变异性并进行配对样本t检验，比较了气体交换测量和新方法测得的CO2同化率，以验证其准确性和适用性。气体交换和同位素测量都表明早晨CO2同化率高于下午，峰值在10-11 am左右出现，可能是由于夜间的水储存和早晨的高气孔导度。侧柏日，月，年尺度上CO2同化率的变异性与供水条件有关。与以往的研究相比，我们利用稳定碳同位素分辨率（Δ13C）和树干液流测量估算的年CO2同化率的结果与传统方法结果相一致。侧柏对供水可以有效的响应，这就解释了为什么它可以很好地适应半干旱区环境。估算CO2同化率的新方法是准确的，且适用于北京周边的半干旱地区。【研究区域】位于燕山鹫峰国家森林生态系统研究站（NFERS，40°03′N，116°05′E）。【碳同位素测定】利用碳同位素分析仪（CCIA-36d-EP，LGR）结合廓线系统进行长期野外观测。研究区域的地理位置（a）研究区域2013年-2016年三个土壤深度（30cm，60cm和90cm）的月土壤含水量（SWC）；（b）月降水量（P）和平均气温（Ta）；（c）月平均饱和水汽压差（VPD）和光合有效辐射（PAR）。（a）16个树木样品的月平均林分蒸腾（Ts），误差线表示标准偏差；（b）每个样品的月林分蒸腾。TDP系统每月测得的树木每小时平均蒸腾值（Th）。负数的绝对值表示生长在阴坡的8棵树的平均蒸腾量，而正值表示生长在阳坡的8棵树的平均蒸腾量。阳坡和阴坡树木的月δ13Cls。每个点表示每月代表日（2天）的平均δ13Cls。误差线表示平均值的标准误差。Th和叶片δ13Cls估算的每个月树木每小时平均CO2同化率（Ah）。负数的绝对值表示生长在阴坡的8棵树的平均CO2同化率，而正值表示生长在阳坡的8棵树的平均CO2同化率。13C分辨率（Ah和A' h）和便携式红外气体分析仪（A6400和A' 6400）估算的每小时平均CO2同化率的比较。Ah和A6400表示生长在阳坡的CO2同化率，A' h和A' 6400表示生长在阴坡的CO2同化率。

发展生态农业、节水农业、旱地农业、精细农业和植物保护，对科学仪器的需求很大。培育优质、高效、高产、高抗的农、牧、渔、林业新品种，同样离不开科学仪器。 　　&ldquo 农业须分析测试和检控的对象极广泛，从农产品到应追溯的动植物生态环境和农业生产投入品，从动植物群体、个体到细胞、基因、分子，从有机到无机，从常量到痕量，从监测到模拟甚至创造特定的生态环境，对象多是生物体，而且使用条件在环境更恶劣的田间、现场。&rdquo 近日，中国仪器仪表学会农业仪器应用技术学会常务副理事长蒋士强，在参加2015中国科学仪器及实验室技术高峰论坛时，接受了《中国科学报》记者的采访。 　　据悉，《全国农产品质量安全检验检测体系》从2006年开始实施建设，第一期投入约60亿元，第二期规划投入约70亿元，其中约65%用于仪器设备购置。 　　&ldquo 农药和兽药及渔药残留、有毒有害元素、致病菌、生物毒素、非法添加物、过量添加剂及转基因农产品已成为世人极为关注的农产品、食品安全问题。&rdquo 蒋士强说。 　　据介绍，农药残留可依化学组分和结构划分为：有机氯类、有机磷类、氨基甲酸酯类、拟除虫菊酯类、除草剂类和农药等残留，而兽药和渔药残留大致分15类。 　　&ldquo 发展生态农业、节水农业、旱地农业、精细农业和植物保护，对科学仪器的需求也很大。&rdquo 蒋士强告诉记者。 　　当今紧迫的问题是治理土壤中重金属、农残和有害化合物污染。环保部通报现行《土壤环境质量标准》的修订草案，其中《农用地土壤环境质量标准》适用于农田、果园、茶园、牧草地，如对镉限值按照土壤ph条件细化为四档，收严了铅、六六六、滴滴涕的限值，增加了总锰、总钴等10项污染物选测项目，更新了监测规范。这些都将对科学仪器提出新的需求。 　　&ldquo 另外，我国缺水、干旱地区约占国土陆地总面积的56%。病虫灾害时有发生。&rdquo 蒋士强表示。为及时监测，研究对策，需要一系列农业专用的科学仪器，如有效光合作用辐射仪，红外遥测叶面/植被/地表面温度计、农用小型气象站以及农业遥感、遥测，地面农作物生态和病虫害灾情多光谱摄像和图象分析系统等。未来还将出现农、牧、水产业现场检测、分析、决策和控制系统。 　　&ldquo 互联网+&rdquo 的概念已异军突起，互联网正与各行业结合，推向一个新时代。现代化农业也必然是农业加互联网，即互联网将贯穿于农环、生产投入品、生产过程、产后各环节的监控和交流及互动。 　　同时，培育优质、高效、高产、高抗的农、牧、渔、林业新品种中同样离不开对科学仪器。 　　蒋士强说，良种是农业发展的核心，无论是以遗传学为基础的传统杂交、多倍或单倍体、诱变育种，还是以基因导入、转基因技术为基础的现代生物技术育种，首先要采用一系列仪器对种质资源的品质进行分析和筛选。 　　&ldquo 农业生物技术是一项新技术，也是一个新产业，具有广阔发展前景，现在全球农业转基因的技术研发态势是非常强劲的，发达国家全力抢占技术制高点，我们更应有一席之地，抢占制高点，充分运用生物技术，开发和利用我国丰富的农、林、牧、渔优良基因资源，快速、定向地培育良种，必将是我国农业实施可持续发展的优质、高效、高产、高抗的技术支撑。&rdquo 蒋士强说。

【污水处理】地下水污染是全球面临的难题，也是中国环境整治里的大命题。2011年，我国提出“十年治理计划”，十年投入346.6亿元防治地下水污染。如今，这个十年计划已够过大半，接下来的5年，地下水处理产业将会有何改变？　　　　污染“版图”急剧扩张 地下水处理将有何改变？　　　　地下水污染已然十分严峻，污染治理的探讨工作正渐渐频繁。　　　　7月14日，首届清华大学工程博士高峰论坛举行，论坛对地下污水处理厂功能及未来发展进行了深入探讨和分析。　　　　不同于地表水，地下水被喻为人类的“生命水”。一旦遭受污染，治理相当麻烦，甚至要花上百年的时间来处理。　　　　不断缩水的地下“版图”　　　　两项最新研究显示，人类正在迅速消耗世界最大的地下水盆地中约1/3的储水，而且没人知道它们将在什么时候干涸。地下水是饮用水的主要来源，也是诸如农业灌溉等商业和工业用水的主要来源。旱区及干旱频发地区尤为依赖地下水。然而测量地下含水层里含有多少地下水以及已经失去或获得了多少地下水并不容易，这取决于这些水量有多大、多难取得。　　　　研究人员首次利用卫星数据对世界上最大的37处盆地的地下水使用情况进行了测量。美国宇航局的重力恢复和气候实验任务中的双卫星观测到了盆地所受重力的细微变化，研究团队因而可以根据这些变化估算出这些盆地的水消耗和水给养的速度。　　　　科学家使用的水模型能表明哪些盆地至少还在接受天然的水补给。该研究小组在日前出版的《水资源研究》杂志上报告说，2003年至2013年间，这37个盆地中的21个出现了水位下降。而且，这21个盆地中有8个已经完全没有天然水补给，而另有5个仅获得些许的天然水补给。而在以上这13个盆地中，那些位于世界上最干旱地区的盆地，例如阿拉伯半岛，情况是最糟的。　　　　我国地下水污染形势严峻　　　　在全球范围内面临地下水迅速枯竭时，中国亦没有幸免。　　　　专家表示，地下水占全国水资源总量的1/3，全国有近70%的人口饮用地下水。目前，随着我国经济的快速发展，工业化和城市化进程的加快，部分地区地下水严重超采。　　　　与此同时，我国地下水污染状况也日趋严重。地下水污染正由点状污染、条带状污染向面状污染扩散，由浅层向深层渗透，污染程度和强度也在不断增加。有关专家认为，全国有90%的地下水都遭受了不同程度的污染，其中60%污染严重。　　　　针对目前我国地下水污染的范围、严重程度，有媒体报道称我国的地下水污染治理需要的时间是——1000年。即使有人觉得其中有危言耸听的成分，却也真正道出了地下水污染治理之艰难。　　　　十年300亿元，未来5年地下水处理将成新增长极　　　　目前针对水污染治理方面的法律法规，往往针对的是地表水污染治理，而对于地下水污染治理方面的制度规定仍然缺乏。　　　　2011年环保部、国土部与水利部联合公布的《地下水污染防治规划》表示，到2020年对典型地下水污染源实现全面监控，地下水污染防治体系基本建成。地下水污染治理方面的资金需求，数字又是巨大的。有报道称，上世纪80年代，日本测算治理地下水污染需要800万亿美元。　　　　为此，国家将在这十年内投入346.6亿元，其中迫切需要开展的优选项目需投资88.8亿元，重点项目需投资257.8亿元。　　　　“由于地下水的修复技术极其复杂，我国地下水修复处理的技术能力相当薄弱。因此《规划》会带动我国相关产业的发展”。环保部污染防治司饮用水处处长石效卷此前表示，“地下水处理的相关产业将成为环保产业一个新的增长点。”　　　　如今这个十年计划已走到了一半，而我国的地下水污染形势仍就十分严峻。根据常理推动，在接下的5年内，地下水污染治理的步伐将有所提速，带动地下水污染治理市场的进一步扩容。　　　　文章整合自中国科学报、中国产经新闻报、21世纪经济报道、新浪环保等相关报道(来源：中国环保在线)文章链接：中国环保在线 http://www.hbzhan.com/news/detail/98417.html

Pluvio2L称重雨量计在机场中的应用背景降水对飞行有重要影响，例如：降水降低了飞机起飞与着陆时的能见度，在降水区中飞行，能见度差，还可能产生积水、颠簸、风切变等气象现象，严重威胁飞行安全。最近的国际飞行事故统计表明，一等事故80多起，由气象原因造成的占事故总数的39%。可见，气象原因对民航飞行的安全构成严重威胁，直接威胁着人民生命与财产安全，而降水对安全飞行的影响不可忽视。降水量是衡量降水强弱、多少的重要指标。在气象专用术语里，雨、雪、冰雹在气象术语中统称为降水。降水落到地面后未经蒸发、渗透、流失而在水平面上积聚的深度，叫降水量。如何衡量降水量呢？降水量是用专用的降水量量杯测定的。液态的降水是将专用雨量器中的降水直接用量杯进行测量，固态降水则是将盛有固态降水的雨量器拿回室内，使其融化后测出降水量，即为该时段的降水（雪）量，单位为毫米。应用方案目前机场使用较多的是翻斗式雨量计测量降水，确切地说是降雨，对于固态降水，如：冰雹、雪，翻斗式雨量计无法测量。落入翻斗式雨量计的雨水由最上端的承水口进入承水器，落入接水漏斗，经漏斗口流入翻斗，当积水量达到一定高度（比如0.01mm）时，翻斗失去平衡翻倒。而每一次翻斗倾倒，都使开关接通电路，向记录器输送一个脉冲信号，记录器将雨量记录下来，如此往复即可将降雨过程测量下来。这样的设计会造成在翻斗过程中降水的损失，同时，也需要定期维护、清除筒内的淤积物，来保证设备的正常工作。Pluvio2L使用高精度的电子称重原理进行全类型降水量测量。高精度的重量传感器可同时计量降雨强度，内部的电子平衡系统也可高精度地计量出雨水的蒸发量。可配备倒虹吸式自动排水系统和加热装置，不受外部天气变化的影响。低功耗智能输出，太阳能供电或 12V 电池供电即可正常工作。 冬天，可在雨量桶中添加防冻液以测量降雪，雪落在雨量桶中直接融化不会堆积及结冰。仪器自带风力补偿及降水侦测功能，即使在强风地区也可正常使用，另有防风盾配件可更好的适应西北等风沙较大的地区。 产品优势符合 WMO 306 No.8 雨量测量标准不受外界气候影响称重法测量精度高可测量任何固态 / 液态及混合降水无机械装置，没有翻斗式雨量计的维护问题可测量任何类型的降水量可采集一年四季的数据资料安装简单方便，免维护终生校正的称重系统，不需要定期校准尤其适合进行暴雨 / 降雪测量实时雨强范围高达 3000 mm/h自带加热装置，多种加热方式可选，在大雪及霜冻等极端恶劣条件下也可以正常工作自带温度和风力补偿工作温度范围从 -40… +60 度可采用太阳能供电，可用于野外测量两种规格分别用于湿润及干旱地区USB 接口进行设置，简单方便RS485、SDI12 及脉冲输出，灵活多用 应用案例

p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 从自然资源部中国地质调查局获悉，2018年，由该单位组织实施，31个省级自然资源主管部门和地质环境监测机构配合，自然资源部门国家地下水监测工程建设全面完成，大幅提升了地下水监测的专业化和自动化水平。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 自然资源部门国家地下水监测工程共建成层位明确的国家级地下水专业监测站点10168个，全部安装一体化地下水自动监测设备，实现了全国主要平原盆地和人类活动经济区的地下水水位、水温监测数据自动采集、实时传输和数据接收，与水利部门地下水监测数据实时共享。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 改建完成西北干旱、华北半干旱地区的2个地下水均衡试验场和1个秦皇岛地下水与海平面综合监测站，实现了土壤水负压、潮汐等要素的实时在线监测，提高了土壤水运移、海平面变化等方面的分析研究能力。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 利用云平台和大数据技术，研发了监测信息应用服务系统和三维地下水云计算实时模拟系统，实现了监测数据管理、动态分析、水质水量综合评价与信息发布等功能，建立了国家—省—市县多级数据共享与异地联动的工作模式。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 建成国家地下水监测网络数据中心，与31个省级节点实现互联互通；建成现代化的水质监控实验室，满足《地下水监测网运行维护规范》中规定的100项水质指标测试监控能力，实现对国家地下水质标准93项指标的全覆盖。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 在国家地下水监测工程实施过程中，首次研发并成功实施了承压—自流井监测技术，有效地解决了承压水与无压水转化过程的自动监测问题，有效解决了水样采集、冬季的防冻和洗井清淤难题；完成了基于北斗传输的自动监测站点建设，解决了无移动信号网络覆盖或信号较弱地区监测数据传输问题；编制了12项地下水监测行业标准规范，提出了多要素综合评价的地下水位和水质监测网优化设计方法，总结形成了多层含水层系统的分层监测井建设技术和服务于生态环保的浅部地下水分层监测井建设技术。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 国家地下水监测工程的建设，形成了10168个监测孔的地层编录和抽水试验资料，获取了丰富的水文地质参数，进一步揭示了区域含水层结构特征，深化了区域水文地质条件认识。信息应用服务系统每年产生近9000万条地下水水位、水温、水质数据，将为水资源科学管理、地质环境问题防治、生态文明建设提供重要支撑。 /p

2011年10月13日，科技部门户网站发布“关于国家重大科学研究计划2012年项目立项的通知”(国科发基〔2011〕491号)，通知全文如下。 　　天津市、山西省、上海市、浙江省、山东省、湖北省、四川省科技厅(委)，深圳市科技工贸和信息化委员会，教育部、工业和信息化部、卫生部、人口计生委、中科院、气象局办公厅(室)，总后勤部卫生部，各有关单位： 　　国家重大科学研究计划2011年度项目申报评审工作已经结束。为贯彻落实《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》的部署，加强对纳米研究、量子调控研究、蛋白质研究、发育与生殖研究、干细胞研究和全球变化研究的支持，经研究，决定批准“代谢相关蛋白质修饰在肿瘤发生发展过程中的作用及机制”等70个项目立项(项目清单见附件)。 　　根据国家科技计划管理的统一安排，这批项目将于2012年初启动实施。请有关单位按照国家重点基础研究发展计划管理办法和经费管理办法的要求，认真做好项目组织实施的相关工作。 　　国家重大科学研究计划2012年立项项目清单如下。 　　中华人民共和国科学技术部 　　二O一一年九月二十八日 　　国家重大科学研究计划2012年立项项目清单 项目编号 项目名称 项目首席 科学家 项目第一承担单位 项目依托部门 2012CB910100 代谢相关蛋白质修饰在肿瘤发生发展过程中的作用及机制 赵世民 复旦大学 教育部 上海市科学技术委员会 2012CB910200 天然免疫应答相关蛋白的鉴定、结构与功能 舒红兵 武汉大学 教育部 湖北省科学技术厅 2012CB910300 泛素－蛋白酶体：系统性发现其底物、发掘新作用机制及其生物学意义 秦 钧 中国人民解放军军事医学科学院放射与辐射医学研究所 中国人民解放军总后勤部卫生部 2012CB910400 重要G蛋白偶联受体的结构与功能研究及配体发现 刘明耀 华东师范大学 教育部 上海市科学技术委员会 2012CB910500 植物表观遗传机制与重要调控蛋白质的功能和结构研究 沈文辉 复旦大学 教育部 上海市科学技术委员会 2012CB910600 蛋白质定量新方法及相关技术研究 张丽华 中国科学院大连化学物理研究所 中国科学院 2012CB910700 肿瘤发生发展中关键蛋白的功能与调控 肖智雄 四川大学 教育部 四川省科学技术厅 2012CB910800 炎症诱导肿瘤的分子调控网络研究 林安宁 中国科学院上海生命科学研究院 上海市科学技术委员会 中国科学院 2012CB910900 植物表观遗传调控及其在重要发育过程中的作用机制及结构基础研究 邓兴旺 北京大学 教育部 2012CB911000 蛋白质的生成、修饰与质量控制 Sarah Perrett 中国科学院生物物理研究所 中国科学院 2012CB911100 病毒与宿主细胞相互作用分子机制的研究 于晓方 吉林大学 教育部 2012CB911200 端粒相关蛋白对人类重大疾病作用机制的研究 刘俊平 杭州师范大学 浙江省科学技术厅 2012CB921300 极端条件下量子输运的研究和调控 牛 谦 北京大学 教育部 2012CB921400 异质界面诱导的新奇量子现象及调控 龚新高 复旦大学 教育部 上海市科学技术委员会 2012CB921500 人工微结构材料中光、声以及其它元激发的调控 彭茹雯 南京大学 教育部 2012CB921600 受限空间中光与超冷原子分子量子态的调控及其应用 贾锁堂 山西大学 山西省科学技术厅 2012CB921700 功能关联电子材料及其低能激发与拓扑量子性质的调控研究 鲍 威 中国人民大学 教育部 2012CB921800 全固态量子信息处理关键器件的物理原理及技术实现 肖 敏 南京大学 教育部 2012CB921900 光场调控及与微结构相互作用研究 王慧田 南开大学 教育部 天津市科学技术委员会 2012CB922000 氧化物复合量子功能材料中的多参量过程及效应 陆亚林 中国科学技术大学 中国科学院 2012CB922100 囚禁单原子(离子)与光耦合体系量子态的操控 詹明生 中国科学院武汉物理与数学研究所 中国科学院 2012CB932200 纳米金属材料的多级结构制备及优异性能探索研究 卢 柯 中国科学院金属研究所 中国科学院 2012CB932300 纳米材料功能化宏观体系的构筑和性能研究 姜开利 清华大学 教育部 2012CB932400 光功能导向的硅纳米结构高效、可控制备及其应用的基础研究 张晓宏 中国科学院理化技术研究所 中国科学院 2012CB932500 肝癌治疗的新型纳米药物研究 杨祥良 华中科技大学教育部 2012CB932600 纳米界面生物分子作用机制的基础研究及其在前列腺癌早期检测中的应用 樊春海 中国科学院上海应用物理研究所 上海市科学技术委员会 中国科学院 2012CB932700 新型高性能半导体纳米线电子器件和量子器件 徐洪起 北京大学 教育部 2012CB932800 高比能直接甲醇燃料电池关键纳米材料与纳米结构研究 杨 辉 上海中科高等研究院 中国科学院 上海市科学技术委员会 2012CB932900 纳米结构材料在先进能源器件应用中的表界面问题研究 王春儒 中国科学院化学研究所 中国科学院 2012CB933000 基于扫描探针技术的纳米表征新方法研究 白雪冬 中国科学院物理研究所 中国科学院 2012CB933100 高频磁性纳米材料的电磁性能调控及其在磁性电子器件中的应用 薛德胜 兰州大学 教育部 2012CB933200 高效节能微纳结构材料体系研究 杨振忠 中国科学院化学研究所 中国科学院 2012CB933300 基于纳米技术的肺癌早期检测研究 赵建龙 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 中国科学院 上海市科学技术委员会 2012CB933400 石墨烯材料的宏量可控制备及其应用基础研究 石高全 清华大学 教育部 2012CB933500 面向高性能计算机超结点的关键微纳光电子器件及其集成技术研究 郑婉华 中国科学院半导体研究所 中国科学院 2012CB933600 多级微纳结构生物活性材料促进骨组织快速修复的研究 刘昌胜 华东理工大学 教育部 上海市科学技术委员会 2012CB933700 新型铜基化合物薄膜太阳能电池相关材料和器件的关键科学问题研究肖旭东 中国科学院深圳先进技术研究院 中国科学院 深圳市科技工贸和信息化委员会 2012CB933800 仿生可控粘附纳米界面材料 张广照 中国科学技术大学 中国科学院 2012CB933900 纳米材料在骨、牙再生修复中的生物学过程研究 林 野 北京大学 教育部 2012CB934000 基于肿瘤微环境调控的抗肿瘤纳米材料设计和机制研究 聂广军 国家纳米科学中心 中国科学院 2012CB934100 微纳惯性器件运动界面纳米效应基础问题研究 刘晓为 哈尔滨工业大学 工业和信息化部 2012CB934200 新型微纳结构硅材料及广谱高效太阳能电池研究 李晋闽 中国科学院半导体研究所 中国科学院 2012CB934300 基于纳米材料的太阳能光伏转换应用基础研究 戴 宁 中国科学院上海技术物理研究所 上海市科学技术委员会 中国科学院 2012CB944400 雌性生殖细胞减数分裂的分子基础 孙青原 中国科学院动物研究所 国家人口和计划生育委员会 中国科学院 2012CB944500 心脏与肝脏发育和再生的遗传调控研究 彭金荣 浙江大学 教育部 浙江省科学技术厅 2012CB944600 生殖细胞基因组结构变异的分子基础 金 力 复旦大学 上海市科学技术委员会 教育部 2012CB944700 排卵障碍相关疾病发生机制研究 陈子江 山东大学 教育部 山东省科学技术厅 2012CB944800 植物胚乳发育及储藏物质累积的分子调控机制研究 薛红卫 中国科学院上海生命科学研究院 上海市科学技术委员会 中国科学院2012CB944900 辅助生殖诱发胚胎源性疾病的风险评估和机制研究 黄荷凤 浙江大学 教育部 浙江省科学技术厅 2012CB945000 上皮组织的形成、更新及其调节机理 朱学良 中国科学院上海生命科学研究院 中国科学院 上海市科学技术委员会 2012CB945100 血管发育和稳态维持的遗传及表观遗传机制 杨 晓 中国人民解放军军事医学科学院生物工程研究所 中国人民解放军总后勤部卫生部 2012CB955200 东亚季风区年际-年代际气候变率机理与预测研究 刘征宇 北京大学 教育部 2012CB955300 全球典型干旱半干旱地区气候变化及其影响 黄建平 兰州大学 教育部 2012CB955400 全球变化与环境风险关系及其适应性范式研究 史培军 北京师范大学 教育部 2012CB955500 气候变化对人类健康的影响与适应机制研究 刘起勇 中国疾病预防控制中心 卫生部 2012CB955600 太平洋印度洋对全球变暖的响应及其对气候变化的调控作用 谢尚平 中国海洋大学 教育部 2012CB955700 气候变化对社会经济系统的影响与适应策略 黄季焜 中国科学院地理科学与资源研究所 中国科学院 2012CB955800 气候变化经济过程的复杂性机制、新型集成评估模型簇与政策模拟平台研发 王 铮 中国科学院科技政策与管理科学研究所 中国科学院 2012CB955900 全球气候变化对气候灾害的影响及区域适应研究 宋连春 国家气候中心 中国气象局 2012CB956000 全球变暖下的海洋响应及其对东亚气候和近海储碳的影响 袁东亮 中国科学院海洋研究所 中国科学院 2012CB956100 湖泊与湿地生态系统对全球变化的响应及生态恢复对策研究 沈 吉 中国科学院南京地理与湖泊研究所 中国科学院 2012CB956200 全球典型干旱半干旱地区年代尺度气候变化机理及其影响研究 马柱国 中国科学院大气物理研究所 中国科学院 2012CB966300 神经分化各阶段细胞命运决定的调控网络研究及其转化应用 章小清 同济大学 上海市科学技术委员会 教育部 2012CB966400 人多能干细胞向胰腺β细胞和神经细胞定向分化的机制研究 邓宏魁 北京大学 教育部 2012CB966500 非整合人诱导性多能干细胞（iPS）及相关技术用于β地中海贫血治疗的研究 潘光锦 中国科学院广州生物医药与健康研究院 中国科学院 2012CB966600 中胚层干细胞自我更新分化的机制与功能研究 冯新华 浙江大学 教育部 浙江省科学技术厅 2012CB966700 多能干细胞定向分化的表观遗传学调控网络 沈晓骅 清华大学 教育部 2012CB966800 干细胞分裂模式和干细胞干性维持的机制研究 高维强 上海交通大学 教育部 上海市科学技术委员会 2012CB966900 体内间充质干细胞自我更新、分化及其调控相关组织干细胞的机制研究 李保界 上海交通大学 教育部 上海市科学技术委员会 2012CB967000 肿瘤干细胞的动态演进及干预研究 刘 强 中山大学 教育部

最近，浙江大学生物系统工程与食品科学学院IBE团队刘湘江、应义斌，信息与电子工程学院汪小知和农业与生物技术学院胡仲远，为植物联合发明一款穿戴式“电子皮肤”。时至今日，通过穿戴电子设备监测心率、脉搏等，已经成为健康管理的重要一环。　　这种植物可穿戴茎流传感器，通过将柔性穿戴电子技术应用到植物体表，成功在自然生长状态下，首次持续监测草本植物体内水分的动态传输和分配过程。同时，科研人员还发现植物果实生长与光合作用不同步的现象，这不仅改变人们长期以来对植物生长发育过程的基本认识，更将为作物高产育种及栽培技术研发提供新的思路。　　这项研究，近日刊发在《先进科学》上。　　柔性传感器实现植物生理监测　　众所周知，血液是维持人体生命活动的重要物质，通过血液循环能够把人体所需要的各种营养物质，运输到各个组织和器官。　　植物也有类似也“血液”的物质，被称为茎流，是植物在蒸腾作用、渗透势等内外部压力下茎秆中产生的上升液流。茎流也是植物水分、养分、信号分子运输的载体。因此，实现对茎流的长期实时监测就能够探究植物生长过程水养分分配、信号传导以及植物对环境的响应机制等奥秘。　　然而，现有的茎流检测方法多为大型侵入式探测器，在测量时会对植物造成物理伤害，而且仪器体积大限制了它们在草本植物上的应用。很长一段时间内，科学界没有一种方法可以在自然生长状态下长期监测植物茎流。　　为了解决这一难题，来自浙江大学的智能生物产业装备创新团队(IBE)、智能传感与微纳集成团队、蔬菜种质创新与分子设计育种团队开展了跨学科交叉研究，针对植物茎秆特殊的生理特性，利用芯片级的微纳加工工艺，制备了一种植物可穿戴式茎流传感器。　　这款传感器薄如蚕翼，厚度仅0.01毫米，重0.24克，如同“纹身”一样，能贴附在植物茎秆表面进行茎流监测。　　另一个工程难题是避免传感器对植物生理产生影响。研究团队通过特殊设计，使得植物正常生长发育所需的阳光、氧气、水和二氧化碳能够自由通过传感器，实现了传感器与植物的长期“和平共处”，最终实现在自然生长状态下长期观察茎流的目的。　　“这项工作为今后研制植物可穿戴传感器提供新的研究范式。”汪小知介绍，未来如何针对特定植物表面结构和生理特性，设计制备可穿戴传感器，如何评估传感器对植物生长和生理的影响，都可以从他们的研究中找到技术路径。　　发现西瓜生长竟在夜晚生长　　工欲善其事必先利其器，有了这么好的检测“传感器”，科研团队开展了一系列丰富的研究。　　浙大科研人员在西瓜茎干上几个关键位点部署了茎流传感器，长期无损的观察了水分在西瓜叶片、果实、茎秆等不同器官上的动态分配情况。通过对茎流数据的分析，研究团队首次发现了西瓜果实生长与光合作用不同步的现象。　　西瓜果实绝大部份是水(95%左右)，然而径流传感器测量发现：在白天只有极少部分水被运输入果实用于生长(5%)，绝大部份水被叶片蒸腾作用消耗掉 但是到了夜间，几乎所有的水分都被运输到果实，绝对茎流量相对日间增加了10倍。　　“白天积累的光合产物导致的渗透势差应该是夜晚径流激增的主要原因。同时，夜晚没有蒸腾作用消耗水分，促使大量径流输入到西瓜果实，从而实现了果实的重量增加与体积膨大” 胡仲远表示，这一发现也间接证明西瓜果实生长主要在夜间。　　这一发现改写了对于植物果实生长的传统认识。教科书中一般认为，植物生物量积累主要靠光合作用，而夜间以消耗生物量的呼吸作用为主。　　这个反常识性的发现不仅具有重要的科学价值，同时具有良好的应用前景。浙大科研团队表示，水是珍贵的农业资源，基于茎流对西瓜等耐旱作物体内水分运输和抗旱机理的解析，将为全球干旱地区的农业生产、节水灌溉、抗旱作物选育提供了新理论依据和技术支持。　　该研究受到国家自然科学基金、国家重点研发计划、浙江省重点研发计划的支持。

山西近日遭遇持续降雨，多地接连发生崩塌、滑坡等地质灾害，城市内涝严重。根据气象部门的数据，10月2日-7日，山西有近2/3地区降雨量超过了100毫米，最大降雨量达285.2毫米。而对于山西大部分地区而言，此轮降雨雨量是常年同期5倍以上。中国环境报记者联系中国气象局国家气候中心高级工程师冯爱青，专家表示，“2021年，整体极端天气气候事件偏多，雨带北移且高强度，这正是极端气候的表现。”（来源：新华网）由此可见，气候变化就在我们身边。“由于气候变化对整个气候系统的反馈作用，极端事件日益增多。气候变化离我们并不遥远，以后我们也会越来越多的遭遇这种极端天气。不仅强度日益增大，发生频率上也有显著增加。”冯爱青说。气候变化将对我国带来哪些影响“根据IPCC AR6第一工作组的最新研究结果：人类活动以及温室气体的排放使得全球变暖趋势日趋显著，自2001起至2020年的20年间，全球地表温度与工业革命时期相比已经上升了0.99摄氏度。”冯爱青介绍说。当全球平均温度较工业化前水平上升达4摄氏度或更高，全球气候变化风险为高至非常高水平，气候变化将对全球自然系统、生态系统以及人类管理系统产生重大影响。生命之源面临风险，气候变化将导致西北、华北水资源风险突出。冯爱青表示，在未来30年中，中国北方地表水资源含量将减少12%-13%，南方地区水资源含量将减少7%-10%，北方水资源的减少幅度明显高于南方。干旱、半干旱地区水资源对气候变化的响应较湿润、半湿润地区更敏感，华北地区和西北地区水资源的风险水平很高。食为人天，农为正本，气候变化给水资源带来威胁同时，同样会给农业带来显著影响。比如，气候变暖使得一年两熟、一年三熟的种植边界北移，作物的布局也随之发生改变，适宜种植区面积将逐步扩大。1981-2010中国一年两熟和三熟种植北界北移（Yang et al., 2015）“生长期的变暖已经造成了中国主要粮食作物的生育期缩短和关键生育期的前移，沿海城市面临的风险同样不容小觑。”冯爱青补充道。气候变化将加剧河口和海岸的侵蚀程度，造成土壤盐渍化；海平面上升叠加台风-风暴潮，加剧滨海城市洪涝灾害风险；未来海平面将继续上升，沿海多地当前百年一遇极值水位的重现期将显著缩短。其中，长三角、京津冀、珠三角地区洪水淹没风险突出。气候变化在给中国各类资源、行业、城市带来风险的同时，由气候变化带来的极端天气将会越来越频繁地出现在我们的日常生活中。极端天气常态化已有迹象“在不同的增暖阈值下，中国极端高温将增多增强、极端低温将减少减弱；区域平均强降水量和频率都将增加，干旱日数将减少，且各指数的变幅增多。极端降水未来变化的年代际变率较大，且存在较大的不确定性。”冯爱青表示。实际上，极端天气的常态化在日常生活中早有显现，自今年1月起，极端天气如洪水猛兽般步步紧逼。与以往冰天雪地的一月不同，北方的人们大概感知到今年1月中旬后，增温现象明显，呈现出“暖冬”现象。从全国范围来看，不少地区也出现了“反常”现象。比如，5月，湖北武汉出现13-14级雷暴大风，强对流天气给湖北带来了重大的气象灾害与经济损失；5月中旬，苏州、武汉两地遭遇龙卷风；7月以来，河南普降暴雨、大暴雨，局部地区遭遇特大暴雨… … “在未来的几年，多年一遇的极端天气将会渐渐变成常态。因此，城市都要做好应对气候变化的准备。”冯爱青表示。国家气候中心气候服务首席专家周兵同样表示，“在适应气候变化的过程中，我们要进一步提高预防极端事件的能力。气象灾害和极端事件频繁发生，将来在某种程度上，应急这种现象会成为常态化。”提升城市适应气候变化能力迫在眉睫针对上述顾虑与担忧，中国科学界早有研究。“应将气候风险管理纳入城市规划设计，将气候可行性论证纳入重大工程建设审批，并且建设防雷系统、海绵城市、通风廊道、地下综合管廊等工程，在灾难发生时减少损失。”湖南省气象科学研究所所长廖玉芳此前接受媒体采访时表示。为积极推进城市适应气候变化行动，切实提高城市适应气候变化能力和水平，国家发展改革委和住建部早在2016年联合发布了《城市适应气候变化行动方案》（以下简称《方案》）。《方案》中提出“要建设气候适应型城市，需增强城市应对内涝、干旱缺水、高温热浪、强风、冰冻灾害等问题的能力、全面提升城市适应气候的变化能力”。一些城市在应对气候变化上先行先试湖南省岳阳市气象局此前推出纪录片《水墨丹青入画来——岳阳气候适应型城市建设纪实》，讲述了岳阳作为28个气候适应型城市试点之一，将气候变化因素融入城市建设，全市建成6个国家气象站、232处区域气象站、闪电定位仪、大气电场仪、卫星接收系统等，组成立体监测站网。岳阳市采用突发事件预警信息发布和城市内涝、城区空气质量预报预警系统，提前监测预警。结合岳阳海绵城市建设成果，提升城市应对极端天气气候事件导致的衍生、次生灾害能力。此外，岳阳市还建成了水上安全气象保障平台以及洞庭湖区湿地洪水调蓄。同样作为试点城市之一的安徽省合肥市，将适应气候的理念落实到城市规划中、建设与管理各个环节。持续增强城市供水能力，利用科技干预开发利用“空中云水”，加快推进淠史杭区引水工程，新建调蓄设施48座。完善海绵城市建设，加强气象监测体系建设，打造林带穿境、纵横交错、层次多样的“城市绿廊”。“气候适应型城市建设的重点在于：找准定位，规划先行，综合应对，协同推进。同时要完善多中心、多主体参与的城市适应治理机制，制定本地化、个性化适应措施。”国家应对气候变化战略研究和国际合作中心战略规划部刘长松在《城市安全、气候风险与气候适应型城市建设》提到。2021世界城市日推广活动启动仪式日前在上海世博会博物馆举行，其年度主题确定为“应对气候变化，建设韧性城市”。越来越多的城市已经注意到城市应对气候变化的急迫性和重要性，也切实开始行动起来。要看到的是，城市在应对气候变化上依然存在资源能源利用效率、提升建筑和社区的适应性和韧性、增强城市治理能力，以及促进城市规划、建设和治理整体转型等多方面的挑战。未来，我们还有很长的路要走。

“十三五”之新型农业研究领域在哪里---上篇 十二届全国人大四次会议表决通过了关于国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要的决议，决定批准这个规划纲要。《国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要》（以下简称《纲要》）通篇贯穿了“四个全面”的战略布局，“五位一体”的总体布局和“创新、协调、绿色、开放、共享”的发展理念。其后，由农业部部长韩长赋在中宣部等六部委联合主办的“展望十三五”系列报告会上作了题为《大力推进农业现代化、提高农业质量效益和竞争力》的报告，重点阐述了现代农业的发展方向。其中现代农业与环境发展这两方面内容值得我们关注：一、促进农业可持续发展 《纲要》中指出“开展农业面源污染综合防治。开展耕地质量保护与提升行动，推进农产品主产区深耕深松整地，加强东北黑土地保护。重点在地下水漏斗区、重金属污染区、生态严重退化地区，探索实行耕地轮作休耕制度试点。在重点灌区全面开展规模化高效节水灌溉行动。推广旱作农业。在南疆叶尔羌河、和田河等流域，以及甘肃河西走廊、吉林白城等严重缺水区域，实施专项节水行动计划。”韩部长：控制农业用水总量，坚决把化肥、农药的施用总量逐步减下来，把畜禽粪便、农作物秸秆、农膜等农业废弃物利用起来。很多同志以为，农业是造成环境污染的“最大污染源”。这种说法不够准确。一方面，农业面源污染“排放量”不等于实际“污染量”。另一方面，农业面源污染很多是可逆的，而且农业本身就是一个最大的绿色工厂。所以，对于农业面源污染问题，既要下大决心解决，也不能脱离实情、过度渲染。小编：近年来，由于重金属污染、土地资源浪费、水资源等问题，使农业环境越加恶劣，在这里小编提出以下几点内容：1、耕地质量与根系研究 目前，国内耕地质量急剧下滑，土壤有机质、酸碱度、盐碱性等影响着耕地质量，土壤不健康，则直接影响着农作物的生殖生长。土壤提供了植物生活必需的营养和水分，植物根系与土壤之间具有极大的接触面，在土壤和植物之间进行频繁的物质交换，彼此强烈影响，因而土壤是植物的一个重要生态因子，土壤就像是一个大的交换器，能够把我们投入的营养物质源源不断地转化成为可以被根系吸收的状态。因此，耕地质量的提高对于作物健康生长有着非常重要的作用，而研究耕地质量与根系间的关系直接影响着作物的品质与产量。2、深耕深松整地与根系研究 土地是农业生产的基础，土地结构的好坏直接影响作物的产量和质量。深耕深松技术能够加深耕层，疏松土壤，增加土壤的孔隙度，促进作物根系生长，形成土壤水库，增强雨水渗入速度和数量避免产生地面径流，通气性强，提高作物根系呼吸作用，使根系生长数量多。因此，研究深耕深松后的土壤结构对作物根系活性的影响具有重要意义。3、地下水漏斗区与根系研究 近年来，随着人口的增长和生产的发展，采取地下水的量越来越大，而使周边地下水流场发生改变，周边的地下水向集中开区流动，形成区域性漏斗状凹面，即地下水漏斗区。在治理措施上，除了减少开采地下水量，利用植物来涵养水源、保持水土也是必不可少的途径。植物根系在固土保水方面起着不可替代的作用。因此，研究不同植物根系对土壤的保水固土能力是防止地下漏水区形成的重要内容。4、重金属污染区与根系研究 现今科技发展的迅速，污水灌溉和农药、化肥等的使用以及矿业的发展，严重地污染了土壤、水质和大气。在防治措施上，除了化学、物理手段外，利用植物对重金属的活化作用成为人们比较关注的绿色防治方法。植物根系是增加植物与土壤接触面的重要介质。因此，研究不同类专性植物根系对土壤重金属的活性、吸收与转移能力，减少土壤中有效态重金属浓度具有实际意义。5、生态严重退化区与根系研究 由于植被破坏、土壤侵蚀、荒漠化等人为、自然因素导致生态系统严重退化。而陆地生态系统的退化较为严重。因此，应加大研究植物根系对土壤生态环境的影响。如，植物根系对土壤物理性质的改善、对土层结构的稳定作用、对土壤抗冲性的作用等。6、耕地轮作休耕制度与根系研究 耕地轮作休耕制度能够减少土壤结构被破坏，防止水土流失和土壤风蚀。耕地主要用于农作物的种植，所以耕地的质量最终决定农作物的产量与品质。根系是作物与土壤直接接触的部分，研究不同作物根系对土壤结构、水土流失、土壤风蚀等方面内容更有利于耕地的恢复。7、节水、灌溉行动与根系研究 我国水土资源分布不均和，旱涝频繁发生，干旱地区减产或绝产问题严重，合理利用水资源是人们一直研究探讨的问题。作物主要是通过根系从土壤中吸收水分，而不同作物的需水量不同，根系吸收能力有差异，研究作物根系吸水活性可有效的控制田间、温室的供水量。

日前，《中国农业核心期刊评价报告(2010)》正式发布，标志着中国农业科学院农业信息研究所主持开展的国内农业类科技期刊评价工作圆满完成。根据报告，《中国农业科学》列综合性农业类第一名。 　　此次评价的参评期刊涵盖我国2005-2008年农业领域学术类、技术类、综合指导类和科普类期刊共800多种，按学科属性分为14种类型，即：综合性农业类、综合性农业大学学报类、英文版类、农学与农作物类、园艺类、植物保护类、农业资源生态环境类、农业工程与农机类、食品科学和加工类、林业类、畜牧兽医类、水产和渔业类、农业经济与农村发展类、特种养殖类。 　　此次评价采用层次分析法，并结合专家咨询会和调查问卷的方式，确定了“中国农业核心期刊综合评价指标体系”。定量指标采用文献计量学指标来评价期刊的学术影响力，包括：总被引频次、被引刊数、影响因子、基金论文比、Web即年下载率、他引比、h指数、被重要检索工具收录和获奖情况。定性指标包括业界认知度、读者定位、同行评议过程、期刊或栏目特色、文字精练可读性、标准化规范化、差错率、排版质量、装帧质量和图文印刷质量。 　　中国农业核心期刊评价课题组研究人员对原始数据构建矩阵，通过归一法分别对各专业类别、各指标进行隶属度转换，既解决了不同性质指标数据之间的可比性问题，又克服了小样本指标淹没在大样本指标的缺陷。14种类型的期刊根据综合评价隶属度计算后，截取各类别排名前20%的期刊为“准农业类核心期刊”，提交各类别期刊界和学术界专家进行审查，将专家的意见进行综合评估后，得到包括150种期刊的“中国农业核心期刊2010”名录。 　　据课题组组长、信息所所长许世卫介绍，2006年，信息所根据社会需求和农业行业特色，第一次对国内农业科技期刊进行评价，出版了《中国农业核心期刊概览2006》，得到了农业领域各界的广泛认可和重视。2009-2010年，课题组依托中国农业科学院国家农业图书馆馆藏资源优势和农业行业专业人才优势，再次开展此项工作，旨在根据农业行业特色，对我国农业科技期刊竞争力进行全面评价，了解本行业领域各学科期刊发展水平，为整体提升我国农业期刊竞争力、促进农业期刊良性发展提供依据。 　　中国农业核心期刊评价结果(2010) 　　(共150种) 　　综合性农业类 (25种) 中国农业科学 华北农学报 干旱地区农业研究 农业生物技术学报 生物技术通报 生物技术 核农学报 世界农业 农业系统科学与综合研究 江苏农业学报 西南农业学报 江苏农业科学 浙江农业学报 中国农业科技导报 中国农学通报 西北农业学报 上海农业学报 福建农业学报 湖北农业科学 河南农业科学 安徽农业科学 山地农业生物学报 中国农史 广东农业科学 中国农技推广 　　综合性农业类——大学学报类 (20种) 南京农业大学学报 中国农业大学学报 西北农林科技大学学报(自然科学版) 浙江大学学报(农业与生命科学版) 华中农业大学学报(自然科学版) 湖南农业大学学报(自然科学版) 华南农业大学学报 江西农业大学学报 福建农林大学学报(自然科学版) 河北农业大学学报 河南农业大学学报 安徽农业大学学报 扬州大学学报(农业与生命科学版) 吉林农业大学学报 沈阳农业大学学报 山东农业大学学报(自然科学版) 云南农业大学学报(自然科学版) 上海交通大学学报(农业科学版) 四川农业大学学报 东北农业大学学报 　　英文版类(2种) 林业研究(英文版) 中国农业科学(英文版) 　　农学与农作物类(13种) 作物学报 西北植物学报 中国水稻科学 棉花学报 茶叶科学 中国油料作物学报 植物遗传资源学报 大豆科学 麦类作物学报 中国烟草学报 热带作物学报 中国烟草科学 作物杂志 　　园艺类(7种) 园艺学报 果树学报 中国食用菌 食用菌学报 中国蔬菜 食用菌 北方园艺 　　植物保护类(6种) 植物病理学报 中国生物防治 植物保护 植物保护学报 植物检疫 中国植保导刊 　　农业资源生态环境类(6种) 土壤学报 水土保持学报 植物营养与肥料学报 农业环境科学学报 生态环境学报 土壤通报 　　农业工程与农机类(6种) 农业工程学报 农业机械学报 灌溉排水学报 中国沼气 节水灌溉 中国农机化 　　食品科学和加工类(4种) 食品科学 中国粮油学报 食品科技 中国食物与营养 　　林业类(16种) 林业科学 北京林业大学学报 林业科学研究 中国园林 世界林业研究 南京林业大学学报(自然科学版) 林产化学与工业 福建林学院学报 西北林学院学报 东北林业大学学报 浙江林学院学报 生物质化学工程 林业资源管理 中国森林病虫 林业科技开发 竹子研究汇刊 　　畜牧兽医类(21种) 草业学报 畜牧兽医学报 中国草地学报 中国兽医学报 中国兽医科学 草地学报 中国预防兽医学报 中国饲料 饲料工业 中国兽医杂志 中国畜牧杂志 动物营养学报 动物医学进展 粮食与饲料工业 饲料研究 中国畜牧兽医 黑龙江畜牧兽医 中国兽药杂志 中国家禽 饲料博览 中兽医医药杂志 　　水产和渔业类(8种) 水产学报 中国水产科学 上海海洋大学学报 渔业科学进展 淡水渔业 水产科学 大连水产学院学报 水生态学杂志 　　农业经济与农村发展类(11种) 西北农林科技大学学报(社会科学版) 中国农业大学学报(社会科学版) 南京农业大学学报(社会科学版) 中国农村经济 农业经济问题 中国农村观察 农业现代化研究 农村经济 农业技术经济 农业经济 调研世界 　　特种养殖类(5种) 蚕业科学 特产研究 人参研究 特种经济动植物 中国蜂业

各省、自治区、直辖市、计划单列市科技厅(委、局)，新疆生产建设兵团科技局，国务院各有关部门办公厅(室)： 　　国家重大科学研究计划是《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》(以下简称《规划纲要》)部署的、引领未来发展、对科学和技术发展有很强带动作用的基础研究发展计划。 　　围绕贯彻落实《规划纲要》任务，科技部2011年将继续部署国家重大科学研究计划项目。现将2011年度项目申报指南(见附件1)予以公布，请你们根据项目申报要求(见附件2)及2011年度申报指南组织项目，并按照编写提纲填报项目申请书(项目申请书编写提纲在国家科技计划项目申报中心网站“国家重大科学研究计划”专栏下载)。 　　2011年项目实行网上申报(网上申报流程和有关事项将于2011年4月上旬在国家科技计划项目申报中心网站上另行通知)，受理日期为4月13日8:00至4月28日17:00，逾期不予受理。 　　国家科技计划项目申报中心网站：http://program.most.gov.cn 　　咨询电话：010-58881072 58881073 58881076 　　受理部门：科技部基础研究管理中心 　　传 真：010-58881077 　　电子邮件：dkxc@vip.sina.com 　　中华人民共和国科学技术部 　　二O一一年三月三日 　　附：国家重大科学研究计划2011年度重要支持方向 　　纳米研究领域科技计划 　　2011年度重要支持方向 　　1. 纳米材料的基础科学问题 　　围绕重要应用，开展基本科学问题、关键技术研究，设计、制备新型纳米材料。特别鼓励原始性创新研究方向，探索纳米新材料、新过程和新原理。 　　2. 纳米材料的宏量可控制备和应用 　　研究多功能纳米材料和结构，如轻质高强纳米材料、生物医用纳米材料、光电纳米材料、电磁纳米材料、能源和环境纳米材料等，发展可控、宏量和低成本制备技术，研究应用过程中的关键科学与技术问题。 　　3. 纳米材料的新型表征方法与技术 　　发展高时间分辨、高空间分辨、原位动态的表征方法与技术，建立基于新原理的纳米表征技术和测试方法 制定相应的检测标准。 　　4. 新型纳米器件 　　探索新型纳米加工方法和集成技术，探索基于新原理、新结构的纳米器件和集成电路 研究应用目标明确的高灵敏度、高选择性纳米传感器，高性能纳米电子和光电子器件。 　　5. 重大疾病检测技术与生物医用纳米材料 　　发展重大疾病早期检测的纳米技术和纳米生物器件的原理和创新方法 研究具有重要应用前景的纳米生物医用材料及其在生物体内药效与生物学过程。 　　6. 新型纳米药物 　　治疗重大疾病的新型纳米药物，重点研究纳米技术提高候选药物的成药性，提高药效、降低毒性的原理和方法。 　　7. 能源纳米材料与技术 　　利用纳米材料与技术提高能源使用效率，发展基于纳米结构与纳米技术的安全节能新材料和新技术，探索纳米技术及材料在能源转换与存储等方面的重要应用。 　　8. 环境纳米材料与技术 　　研究纳米材料在农业、工业生物技术、食品工业中的应用，发展成本低、性能稳定、寿命长并无次生污染的实用纳米材料与技术。研究纳米材料的环境效应和安全性。 　　9. 改造提升传统产业的纳米材料与技术 　　面向化工、纺织、能源、交通、冶金等传统产业，应用纳米材料和技术提高资源利用率和产品附加值，开发过程高效节能、清洁生产用纳米材料与技术等。 　　10. 培育和发展战略性新兴产业的纳米材料与器件 　　围绕新一代信息技术、新能源、生物医用等战略性新兴产业，研究纳米光电材料、器件集成和互联关键技术，开发高效能量转换、储存与节能的纳米材料与应用技术，研究实用化高性能生物医用材料与制品。 　　11. 纳米材料工业化制造技术及检测装备　　开发面向工业应用的纳米材料规模化制备及精密加工技术，研发纳米材料关键表征仪器成套批量化制造技术 研究纳米材料与器件的制备、服役与安全评价技术。 　　注：指南1~8按国家重大科学研究计划项目申报格式和要求 　　 指南9~11按863计划项目申报格式和要求 　　量子调控研究国家重大科学研究计划 　　2011年度重要支持方向 　　1. 受限空间中光与超冷原子(离子)、分子耦合量子态的制备、测量及调控 　　研究微型光阱和微光学腔中原子(离子)内外态的完全控制方法，光与原子强耦合下量子态的制备和探测。制备稳定的超冷极性分子，并研究分子量子态的相干操控和动力学演化。研究原子自旋压缩态和原子系综纠缠态的产生，光学晶格中超冷原子、分子体系的关联效应、新奇量子态及其应用。 　　2. 极端条件下量子输运的研究和调控 　　研究极端条件下的量子输运性质及微结构对量子输运的调控。研究超短时间尺度下的量子输运，开发相应的精密测量技术。研究具有强自旋-轨道耦合效应的反常量子输运，探索调控输运性质的新手段。研究远离平衡态的量子输运特性。 　　3. 异质界面诱导的新奇量子现象及调控 　　研究异质界面导致的新奇量子态和量子现象，建立描述新奇界面量子态的理论模型。发展精确控制的生长技术，制备高品质的异质界面，如氧化物/氧化物、氧化物/金属等。发展精确表征界面量子态和量子序的实验技术，研究极端条件下异质界面上的新奇量子态、量子输运、光电量子过程等，探索量子态的界面调控新方法。 　　4. 功能关联电子材料及其拓扑量子性质的调控 　　应用先进谱学研究手段如核磁共振、中子散射等，并结合极端实验条件，研究空间反演对称性破缺的关联电子系统，如重费米子系统和多铁性电子材料等的量子现象及拓扑量子性质。制备由这些材料构成的薄膜和人工微结构，探索基于新效应的量子器件。 　　5. 光场与微结构的耦合效应及调控 　　研究不同时空尺度的光场与各种微结构的线性和非线性作用，与电子态的耦合及导致的量子效应。制备具有新颖动量、角动量的可控光场，研究与微结构的耦合及其对量子态的调控，探索在量子信息、超分辨成像等方面的应用。 　　6. 复合量子功能材料的设计、制备和新奇量子效应(基地) 　　设计和制备高品质的复合量子功能材料，研究其新奇量子效应。研究不同维度和尺寸下的量子态特性，以及外场(电、磁、光、声)和结构之间的耦合效应及导致的新奇量子现象。研究物性及结构高灵敏、高分辨检测的新原理和新方法。探索基于新概念的量子功能器件。 　　7. 全固态量子信息处理关键器件的物理原理及技术实现(基地) 　　研究基于半导体量子点和光学超晶格等的单光子源和纠缠光子源，研制单光子探测器件。制备高品质固态光学微腔及其阵列、微腔量子电动力学系统以及线性光子处理单元，实现对单光子态和量子纠缠态的存储和调控。研究固态光集成系统中量子态的演化，探索在光子芯片上实现量子信息操作的新方案。 　　8. 新型亚波长人工微结构中的量子调控(基地) 　　研究新型亚波长人工微结构中光子和元激发，如等离子激元、极化激元、声子等，调控其线性和非线性物理过程。研究带隙调控、突破衍射极限的成像等, 探索基于新型亚波长人工微结构的新器件。 　　蛋白质研究国家重大科学研究计划 　　2011年度重要支持方向 　　1. 天然免疫应答过程中重要蛋白质结构与功能 　　鉴定新的天然免疫信号转导的蛋白并阐明其结构与功能基础、阐述相关的信号转导机制 深入研究然免疫与外来抗原适应性免疫相互作用的蛋白质分子机制 发现宿主天然免疫应答的新型蛋白质及其作用机制。 　　2. 病原体与宿主细胞相互作用的分子机制研究 　　研究病原体与宿主细胞蛋白相互作用在病原体侵染、复制中的功能和结构基础 研究病原体与宿主细胞相互作用在病原体潜伏和多重耐药性中的功能和结构基础 揭示病原体与宿主细胞蛋白相互作用导致的炎症反应和肿瘤发生发展的功能和结构基础 研究病原体蛋白调控宿主免疫反应的蛋白质网络构成 研究宿主抗病原蛋白质网络结构与功能。 　　3. 植物表观遗传机制与重要调控蛋白的结构与功能研究 　　研究植物核小体组装和染色质重塑的分子机理，重点研究组装蛋白、组蛋白修饰酶、组蛋白密码阅读蛋白、非编码RNA及其蛋白质复合物的功能和结构基础 研究表观遗传调控植物生长发育的分子网络 植物重要表观遗传调控蛋白的结构与功能，研究包含植物特有结构域的调控蛋白的结构及作用机制 植物表观遗传调控蛋白质组学平台建设，重点研究相关突变体的体细胞和生殖细胞的蛋白质组。 　　4. 端粒相关蛋白与人类重大疾病 　　研究端粒相关蛋白(端粒酶等)对人类重大慢性疾病的影响和发挥功能的分子机制 开展重组端粒蛋白复合物研究，揭示控制端粒功能的蛋白复合物结构和功能 研究端粒在成体干细胞衰老中的作用机制 研究不同类型细胞分化过程中端粒和基因表达之间的调控关系。 　　5. 蛋白质的生成、修饰、降解、质量控制及动态相互作用网络研究 　　研究具有重要功能的蛋白质(如跨膜蛋白质及复合体)的生成、折叠、组装、转运、降解及质量控制等过程及其在生理和胁迫条件下的分子机制 研究蛋白质翻译后修饰主要类型，包括结构特征、与信号转导途径的对应关系、与人类重大疾病的关系 研究蛋白质错误折叠及质量控制逃逸的分子机理及病理效应 在蛋白质组水平研究翻译后修饰及其动态变化，修饰对相互作用蛋白质网络功能的影响。 　　6. G蛋白偶联受体及配体的结构与功能研究 　　发现在人类生命活动中起重要作用的GPCR和相关亚家族，分析分子结构，阐明其结构和功能关系 鉴定新的G蛋白偶联受体的生物学功能 建立高通量筛选受体相关配体的方法，进一步阐明配体与受体结合的分子机理及生理功能。 　　7. 肿瘤发生发展与关键调控蛋白作用网络 　　以恶性肿瘤为模型，研究原癌蛋白-抗肿瘤蛋白及关键性负调控蛋白的网络互动对细胞周期的调控机制 揭示蛋白作用网络对肿瘤微环境和肿瘤转移的调控机制 研究表观遗传因素、信号转导通路与转录因子对细胞周期-恶性肿瘤转移过程的调控机制及其结构与功能基础 发现炎症诱导肿瘤相关重要活动调控的关键蛋白质群组成、动态变化及调控网络 研究炎症，代谢调控与肿瘤发生、发展的关系 研究选择性激活机体抗肿瘤效应机制和防治免疫逃逸的策略与方法。 　　8. 蛋白质定量新方法及相关技术研究 　　研制高效低残留的新型蛋白质样品预处理和分离材料 构建高分辨、高灵敏度的蛋白质与多肽的定量、分离与鉴定技术体系 发展基于生物质谱的同位素标记和非同位素标记的蛋白质组相对与绝对定量方法 发展重要生物体的目标蛋白质组以及全蛋白质组及其化学修饰的高准确度的动态定量分析方法 建立重要模式生物或其组织器官蛋白质组成的高精度全覆盖技术、蛋白质定量内标的制备技术和目标导向绝对定量蛋白质组研究的理论和技术体系法。 　　发育与生殖研究国家重大科学研究计划 　　2011年度重要支持方向 　　1. 重要器官发育与再生的遗传调控 　　利用模式脊椎动物，建立可视化研究活体组织器官发育与再生技术及相关转基因动物和突变体资源库，研究1-2种重要组织器官，如心脏、肝脏等发育与再生的关键调控因子，揭示组织器官发育与再生的根本机制。 　　2. 内皮组织和上皮组织发育及相关疾病的分子机理 　　研究内皮或上皮细胞在组织器官发生、形成中的行为及其与相关疾病的关系。重点研究上皮或血管等内皮组织中细胞命运决定和形态构建的分子调控网络、组织或器官内的细胞与周边细胞间的相互作用、组织器官损伤修复和相关疾病的发生机制。 　　3. 发育缺陷发生的分子机制 　　利用临床资源和动物模型，从器官、组织、细胞和分子等多个层次揭示我国常见严重先天性出生缺陷的发生机理，发展早期诊断和预防的新技术、新方法。 　　4. 植物胚与胚乳发育调控机制 　　重点研究植物配子发育、受精、合子激活和胚胎模式建立的机制，阐明植物生殖细胞的发育与分化以及胚乳物质积累的分子和表观调控机制，为高产优质作物的培育提供理论基础。 　　5. 生殖细胞健康的分子基础 　　针对临床常见和重要的生殖细胞异常，重点研究生殖细胞减数分裂起始、停滞与恢复、染色体分离、DNA损伤、修复和重组以及基因组稳定性的调节机理，为生殖健康奠定基础。 　　6. 排卵障碍性和胚源性等生殖疾病的机制研究 　　研究辅助生殖技术诱发胚胎源性疾病的机制 开展辅助生殖安全性评估，优化辅助生殖技术，并建立有效预警的生物标志物 建立常见排卵障碍性疾病的资源库，研究多囊卵巢综合症等常见排卵障碍性疾病的发生和调控机制，发展新型的疾病干预措施。 　　7. 生殖周期及生物钟调节的机制 　　利用模式动物或仿生环境研究生殖周期的调节机制 探讨生殖免疫和生殖周期的关系 研究生殖器官、生殖细胞及胚胎发育中生物钟调节的规律，阐明生殖周期和生物钟在发育中的作用机制。 　　干细胞研究国家重大科学研究计划 　　2011年度重要支持方向 　　1. 利用非基因组整合技术建立遗传疾病的诱导多能干细胞系 　　利用非基因组整合技术建立地中海贫血或脊髓侧索硬化症的人类诱导多能干细胞(iPS细胞)系，对致病基因进行改造和纠正后分化为可用于细胞移植的细胞类型，为利用iPS细胞治疗人类遗传性疾病奠定基础。 　　2. 多能干细胞定向分化为特定的组织细胞类型 　　基于体内组织发育的规律，重点研究如何定向诱导多能干细胞分化成为特定的组织细胞类型，例如神经外胚层细胞或胰腺β细胞等内胚层细胞 同时从个体发育和进化的角度深入研究多能干细胞分化及相应的调控网络。 　　3. 细胞类型转换及其机制研究 　　建立细胞类型转换(包括不同终末分化细胞之间的转换、终末分化细胞向前体细胞或干细胞的转换、不同组织前体细胞或干细胞之间的转换)的体外模型和稳定培养体系，研究细胞类型转换的分子调控机制， 探索转换细胞在细胞移植和疾病治疗中的应用。 　　4. 细胞周期调控与干细胞干性维持 　　重点研究干细胞的对称分裂及不对称分裂的调控机制，细胞周期对干细胞干性维持的作用，包括信号转导及调控因子网络、遗传稳定性维护等。揭示干细胞周期及分裂在干细胞干性维持、组织发育、再生修复及病理变化等过程中的功能。 　　5. 体内干细胞自我更新与分化 　　阐述体内干细胞与其微环境间相互作用的机制 建立检测体内组织干细胞自我更新和分化等活动的技术体系，揭示体内组织干细胞在生理和病理过程中的作用及机制 研究如何利用细胞因子和药物等诱导体内组织干细胞自我更新或分化。 　　6. 建立内胚层干细胞的生物识别标记 　　通过分析内胚层干细胞的基因和蛋白表达谱式，鉴定该种内胚层干细胞的生物识别标记，追踪其自身以及子代细胞在体内的分布与迁移 根据建立的生物识别标记等分离鉴定内胚层干细胞。 　　7. 肿瘤干细胞与肿瘤发生、药物抗性及靶向特异性分子调控 　　分离和鉴定诸如血液或消化道系统的肿瘤干细胞，系统研究肿瘤干细胞基因表达谱和表观遗传学及其在肿瘤发生和药物反应中的作用，研究建立针对肿瘤干细胞起源与靶向特异性干预的分子基础与技术指标，制定以肿瘤干细胞为靶标的分子干预策略并开展其规范化研究。 　　8. 干细胞治疗的基础和转化机制 　　研究建立一种视觉或听觉系统干细胞分离分化与功能再生体系，通过动物模型完成其功能验证与安全性评价，建立基于干细胞与功能再生的分子基础，研究制定该类系统发育与病变的干细胞干预技术标准，并将其规范化。 　　全球变化研究国家重大科学研究计划 　　2011年度重要支持方向 　　1. 东亚季风气候年际-年代际变率与全球气候变化关系研究 　　研究东亚地区年际-年代际气候变化的特点及动力学机制，及其与全球主要年际-年代际变化信号之间的关系，探讨人类活动和自然变率对东亚地区年际-年代际变率的影响，辨识年际-代际气候变率可预报性的因素，提高利用耦合气候系统模式预报年际-年代际气候变率的能力。 　　2. 全球及典型区域海平面变化机理与趋势及其应对策略研究 　　研究全球气候变化背景下海平面上升的原因、内在机理和变化趋势，揭示海平面变化与气候变化的相互作用规律 提出我国典型河口三角洲地区、重要滨海生态系统和重要岛礁领土相对海平面变化驱动的城市防护、环境安全和其他生态系统服务功能以及领土安全的适应性对策。 　　3. 海洋对气候与环境变化的影响及其调控作用 　　研究海洋变异对全球变暖的响应和对全球气候的影响，揭示海洋动力、热力过程和海-气耦合作用及海洋对气候的调控作用，以提高我国预测气候变化的能力 研究海洋在气候变化中的海洋储碳过程与机制，揭示海洋生态系统的物质循环及其对自然和气候变化响应过程与规律,定量认识海洋生态系统演变及其在气候变化中的作用。 　　4. 湖泊与湿地等生态系统对全球变化的响应与生态恢复 　　通过对表征湖泊与湿地等生态的物理、化学和生物指标，揭示研究气候变化-人类活动-湖泊和湿地等生态系统相互作用的过程与机理，定量评估人与自然对生态系统的影响与贡献，建立不同区域生态系统演化的模型，定量评估人与自然对生态系统的影响与贡献，为区域生态恢复与环境保护提出途径与对策。 　　5. 全球典型干旱半干旱地区气候变化及其影响 　　研究全球典型干旱半干旱地区年代-百年-千年尺度气候变化的特点、动力学机制，及其与全球变化的联系，揭示这些典型区气候变化特征的差异及其时空关联、社会生态系统的脆弱性及其对气候变化响应机制的异同，评估其面临的全球变化风险。 　　6. 全球变化与环境风险、气候灾害关系的研究 　　研究环境风险和气候灾害的形成与发展规律，探讨中国环境与气候灾害风险防范的适应性对策 研究全球气候变化与灾害性天气和气候的关系，特别是对近年来我国极端干旱事件的频率和强度不断增加的影响，以及干旱致灾机理，评估典型区域农业和社会经济等对气候灾害的适应能力。 　　7. 气候变化对社会经济、人类健康的影响与适应机制研究 　　研究全球气候变化对我国社会经济系统的影响途径和适应机制，探索全球变化经济学理论与方法 研究气候变化与极端天气事件对人类健康的影响，以及不同区域气候敏感疾病的响应和适应机制，评估我国受气候变化影响的脆弱人群特征及其区域差异。 　　8. 天文与地球运动因子对气候变化影响研究 　　研究太阳活动、宇宙事件等天文因素及地球运动因子对气候变化的驱动机制及其对海洋、陆面和大气过程的作用，解析气候系统内部过程对外动力触发气候变率的响应机制和调节作用，区分自然和人为因素对近百年来全球温度变化的贡献，评估上述天文和地球运动因子对未来气候变化的可能作用。 　　附件：1. 国家重大科学研究计划2011年度重要支持方向　　 　　2. 国家重大科学研究计划2011年度项目申报要求

日前，国家自然科学基金委员会发布了&ldquo 2014年度国家自然科学基金委员会与联合国环境规划署合作研究项目征集指南&rdquo ，指南中指出，将共同资助双方科学家在生态系统、气候变化和化学品等自然科学领域开展合作研究。 　　并且，经过专家研讨，双方确定了未来5年(2013-2017)重点关注的领域，主要包括生态系统领域、气候变化领域和化学品领域。其中在化学品领域，全球POPs监测与成效评估关键技术与方法为研究方向之一，项目内容包括全球POPs监测方法开发与标准化、全球POPs监测网络构建及亚太区域实验室间比对研究。 　　征集指南具体内容如下： 2014年度国家自然科学基金委员会与联合国环境规划署合作研究项目征集指南 　　一、项目背景 　　2010年11月国家自然科学基金委员会(NSFC)与联合国环境规划署(United Nations Environment Programme, UNEP)签署了谅解备忘录，将共同资助双方科学家在生态系统、气候变化和化学品等自然科学领域开展合作研究，并特别关注与非洲和亚太地区的发展中国家的合作。 　　为落实该备忘录，自然科学基金委和联合国环境规划署邀请有关专家于2012年12月召开了&ldquo NSFC-UNEP合作专家咨询与研讨会&rdquo 。经过专家研讨，双方确定了未来5年(2013-2017)重点关注的领域，具体包括： 　　生态系统领域： 　　东非自然保护区的生态系统服务功能(生物多样性热点区) 　　尼罗河上游山地丘陵区水土流失机理与坡地雨养农业示范研究 　　亚马逊流域生态系统评估(海拔梯度+雨林) 　　东非生态系统多样性空间格局的维持机制研究 　　土地利用变化及其环境响应的评估(中国的卫星数据产品应用) 　　亚洲土地利用与生态环境要素百年变化。 　　气候变化领域： 　　大湄公河流域的生态适应研究(水循环/水资源与气候变化) 　　中亚半干旱地区的气候与环境变化 　　气候变化对东北亚生态系统格局和过程的影响和响应(中-蒙-俄-朝-韩) 　　气候变化对非洲粮食安全与水资源脆弱性影响的区域分析 　　非洲尼日尔河流域的生态系统退化(沙漠化)机制及其情景分析。 　　化学品领域： 　　全球POPs监测与成效评估关键技术与方法： 　　· 全球POPs监测方法开发与标准化 　　· 全球POPs监测网络构建及亚太区域实验室间比对研究。 　　环境内分泌干扰物的繁殖(生殖)发育毒性机制与筛选方法： 　　· 以繁殖(生殖)发育毒性为终点的化学物质内分泌干扰效应的机制与关键信号通路 　　· 以繁殖(生殖)发育毒性为终点的内分泌干扰物筛选方法及物质清单。 　　化学品危害评价与优先排序的方法及工具： 　　· 化学品环境行为与毒理效应的虚拟筛选与测试技术 　　· 化学品环境危害性的优先排序方法。 　　无意识产生POPs清单的调查方法学： 　　· 无意识产生POPs排放因子测定与评估方法 　　· 亚太区域典型行业的无意识产生POPs排放特征研究。 　　典型化学品的生命周期评价与环境无害化管理技术： 　　· 典型化学品的生命周期评价技术 　　· 亚太地区典型行业化学品的环境无害化管理技术。 　　高风险化学品的替代品与替代工艺： 　　· 亚太地区典型行业替代技术与环境风险评估 　　· 中国低污染排放的替代技术开发。 　　二、2014年项目征集说明 　　(一)资助领域及说明 　　2014年将在以下几个领域开展合作： 　　生态系统领域(申请代码：C0306)： 　　尼罗河上游山地丘陵区水土流失机理与坡地雨养农业示范研究 　　亚马逊流域生态系统评估(海拔梯度+雨林)。 　　气候变化领域(申请代码：D01)： 　　大湄公河流域的生态适应研究(水循环/水资源与气候变化) 　　气候变化对东北亚生态系统格局和过程的影响和响应(中-蒙-俄-朝-韩)。 　　化学品领域(申请代码：B07)： 　　环境内分泌干扰物的繁殖(生殖)发育毒性机制与筛选方法： 　　· 以繁殖(生殖)发育毒性为终点的化学物质内分泌干扰效应的机制与关键信号通路 　　· 以繁殖(生殖)发育毒性为终点的内分泌干扰物筛选方法及物质清单。 　　化学品危害评价与优先排序的方法及工具： 　　· 化学品环境行为与毒理效应的虚拟筛选与测试技术 　　· 化学品环境危害性的优先排序方法。 　　中方申请人请根据以上合作领域选择一项申请代码填写，未按要求填写指定申请代码的申请书将不予受理。 　　(二)资助年限 　　项目实施周期为5年，2014年批准立项资助的项目执行期为2015年1月1日-2019年12月31日。 　　(三)资助经费及说明 　　2014年资助的合作研究项目数量为3项，计划在生态系统、气候变化和化学品三个领域各资助1项。NSFC对每个项目提供300万元以内的资助经费，其中包括研究经费和合作交流经费。 　　三、申请资格 　　根据《国家自然科学基金国际(地区)合作研究项目管理办法》，申请本项目须符合以下条件： 　　(一)申请人应具有高级专业技术职务(职称) 　　(二)作为项目负责人，正在承担或承担过3年期以上科学基金项目 　　(三)双方科学家之间应当具有一定的合作基础，项目申请应充分体现强强合作，优势互补。 　　四、限项规定 　　本项目属于国际(地区)合作研究项目，须遵循以下限项规定： 　　(一)申请人(不含参与者)同年只能申请1项国际(地区)合作研究项目 上年度获得国际(地区)合作研究项目【不包括重大国际(地区)合作研究项目】资助的项目负责人，本年度不得申请本项目 　　(二)本项目计入具有高级专业技术职务(职称)的人员申请(包括申请人和主要参与者)和承担(包括负责人和主要参与者)项目总数限3项的范围 　　(三)关于限项规定的详细说明，请见《2014年度国家自然科学基金项目指南》。 　　五、申报要求 　　为使申报工作顺利进行，请注意以下几个方面： 　　(一)中方申请人须登录ISIS科学基金网络系统(http://isis.nsfc.gov.cn)，在线填报《国家自然科学基金国际(地区)合作研究项目申请书》(以下简称&ldquo 中文申请书&rdquo )。具体步骤是：选择&ldquo 项目负责人&rdquo 用户组登录系统，进入后点击&ldquo 项目申请&rdquo 进入申请界面 点击&ldquo 新增项目申请&rdquo 按钮进入项目类别选择界面 点击&ldquo 国际(地区)合作与交流项目&rdquo 左侧+号或者右侧&ldquo 展开&rdquo 按钮，展开下拉菜单 点击&ldquo 合作研究(组织间协议项目)&rdquo 右侧的&ldquo 填写申请&rdquo ，进入选择&ldquo 合作协议&rdquo 界面，在下拉菜单中选择&ldquo NSFC-UNEP(国际组织)&rdquo ，然后按系统要求输入要依托的基金项目批准号后即进入具体申请书填写界面。 　　(二)中方申请人须与UNEP合作者联合提出申请，并共同填写英文申请书(可从ISIS科学基金网络系统下载)，填写完成后上传添加至中文申请书的&ldquo 附件&rdquo 栏中一同提交。 　　(三)双方须就合作内容及知识产权等问题达成一致，并签署合作协议(协议范本见附件1)，上传添加至中文申请书的&ldquo 附件&rdquo 栏中一同提交。 　　(四)报送材料：以上全部材料在线填写和上传确认无误后，点击提交，并将系统自动生成的中文申请书(PDF文件)及附件打印。电子版申请书及其附件须经依托单位科研处登陆ISIS系统审核确认后提交，纸质申请书(含附件)经本人签字、依托单位签字盖章确认后，寄至国家自然科学基金委员会项目材料接收组(地址：北京市海淀区双清路83号101房间，邮编100085，电话：010-62328591)，亚非与国际组织处不直接接收项目申请材料。 　　申请人必须保证在线提交申请材料的电子版和纸质版的一致性、完备性。若出现申请材料电子版和纸质版不一致，或申请材料不完整，签字盖章手续不完备等不符合要求的情形，我委将不予受理。 　　(五)受理时间：中方申请人在线提交申请书并由依托单位确认提交的截止时间为2014年4月21日(周一)下午16时，邮寄材料的邮戳应在截止日期当日或之前。 　　六、项目联系人 　　联系人：张永涛 　　电　话：010-62325449 　　Email:zhangyt@nsfc.gov.cn 　　国际合作局 　　化学科学部、生命科学部、地球科学部 　　2014年2月25日

近日，黄建平团队在《环境科学与技术》杂志发表了题为《工业重镇氧气观测揭示“城市呼吸”》的封面文章，在国际上率先开展“城市呼吸”研究，从观测的角度提供了城市氧气浓度下降的有力证据，开拓了氧循环城市健康效应研究的新领域。　　国内首个高精度观测平台 作为地球上几乎所有生物生存的必需品，氧气是大气中最关键的气体成分之一。人口众多且密集的城市地区仅占全球土地的2%，却居住着全球56%以上的人口，并消耗了全球70%的化石燃料。近几十年来，随着越来越多的人口涌入城市，城市地区在适应和减缓气候变化方面面临严峻挑战。现有观测资料表明，过去30年中，大气中二氧化碳占比快速上升，氧气下降的速度是二氧化碳上升速度的两倍左右。　　针对这一现象，研究人员选取了兰州市进行实地测量。兰州市地处中国西北部半干旱地区，作为甘肃省省会，其总人口超过440万，由于两山夹一河的独特地形，以及少风少雨的气候特点，大气扩散受到抑制，导致了流域内污染物的稳定积累。　　“我们看到兰州市中心的地形十分独特，南北最窄处仅1公里左右。考虑到大量人口在如此狭窄的区域聚集，人类的呼吸过程势必会影响大气中的氧浓度，因此我们希望对这个问题进行深入探索。”论文第一作者、兰州大学大气科学学院2020级气候学专业博士研究生刘晓岳说。　　基于上述考虑，黄建平团队提出了“城市呼吸”的新概念，用来衡量城市空气的健康状态。　　目前，针对“城市呼吸”中二氧化碳、污染物、能源等要素的研究在国际上已经比较全面，但是针对氧气的研究几乎是空白状态。　　“这主要有两个原因，一是没有意识到氧气减少的危害，现在越来越多的研究表明，氧气浓度降低与人体健康特别是心血管健康密切相关；二是氧气浓度实时观测对仪器精度要求很高，一般仪器无法测量。”黄建平介绍。　　目前，国内外已有一些研究团队在全球设立了大气氧气定期观测站点，探究全球大气氧气浓度的长期趋势。这些观测通常是使用密封瓶进行大气采样分析，密封瓶采样受实验条件的限制，数据的时空分辨率有限，因此还需对大气氧气进行连续观测来提高对大气传输和混合过程的认识。虽然近年已有一些站点开始连续观测，但是大多数氧气观测站点都设在人烟稀少、远离人类活动的区域。　　在大的自然背景下探测微小的氧气变化相当具有挑战性。“大气中氧气变化信号以百万分之一计，这种探测犹如探讨一滴水对于整个海平面的影响，因此，对氧气监测分析仪器的精度和漂移有严格的要求。”团队负责技术的工程师王莉说。　　2017年，黄建平团队在兰州大学城关校区一栋22层建筑的顶楼建立了国内首个高精度大气氧气观测平台。空气采样的采气口正对着兰州市最繁忙的街道——天水路。这条路有双向10车道，毗邻火车站，路段交通发达，受人为活动影响比较显著。　　氧气观测平台采用气相色谱热导检测器（GC-TCD）技术测定大气氧含量，该技术已经使用了20多年，可以较准确地量化大气氧气的变化。团队利用气相色谱仪直接测量的是氧氮比，这是因为大气中氮气的变化比氧气的变化小得多，可忽略不计，因此氧氮比的变化可以被认为是氧气造成的。　　“在氧气观测平台建设初期，我们克服了一系列技术难题，包括仪器调试、定标以及后期数据处理，构建了适用于平台的大气氧观测数据的订正方法等。经过团队的不懈努力，我们的观测资料最终得到了国际同行的认可。”黄建平介绍。　　定量估算氧气浓度变化　　城市中居民呼吸和化石燃料燃烧是两个独立的过程，因此很难直接将上述两个过程的影响分别从大气氧气观测资料中分离出来。但值得注意的是，居民呼吸是不排放污染物的，而化石燃料在燃烧过程中不仅排放了二氧化碳，同时也排放了包括氮氧化物、一氧化碳、二氧化硫在内的各类污染物。因此，在观测到的氧气浓度变化信号中，有一部分是和污染物相关的信号，指示着化石燃料燃烧消耗的氧气，另一部分和污染物无关的信号，则指示着居民呼吸过程消耗的氧气。将现有的氧气浓度和污染物浓度的观测资料进行对比，就可以从氧气浓度变化的信号中分离出化石燃料燃烧信号和居民呼吸信号。　　黄建平团队将城市氧气浓度观测数据分为两组。在空气质量较好的情景中，大气扩散条件较好，工业、交通活动等消耗的氧气能够较快补充，兰州市氧气浓度整体较高。这种情景下人类呼吸占氧气亏损的33.08%，化石燃料燃烧占比66.92%。此外，大气传输模型也显示，扩散条件较好时，有利于工业区污染气团远距离传输至兰州市中心城区，因此排放二氧化硫、一氧化氮等污染物的过程对氧气的消耗占比有所上升。这种情景下，大气充分混合，各类耗氧过程对兰州氧气浓度的影响较为均衡，对人体健康影响较小。　　在氧气浓度较低、污染严重的情境下，化石燃料燃烧对氧气的消耗占比升高到72.5%，居民呼吸对氧气损耗的占比降低。高精度的大气传输模型显示该情景下耗氧过程主要发生在中心城区，氮氧化物和PM1排放过程的耗氧量明显增加，对应机动车尾气排放过程消耗的氧气显著增加。　　植物光合作用是氧气的主要来源，兰州市耗氧量是产氧量的500倍以上，其缺口主要来自周边植被的支援。这种情况不仅发生在兰州，全球人口超过100万的大城市中，有75%的大城市耗氧量和产氧量的比值超过100。　　黄建平团队曾做过测算，如果化石燃料燃烧稳定在一定水平不下降，会发生持续的氧气浓度下降，26世纪将降至20.0％以下，并在29世纪初将降至19.5％，可能会对地球上部分生物的生存造成威胁。　　下一步，团队希望对全世界大城市的“呼吸指数”进行估算，通过城市耗氧和产氧的具体数据呼吁国际社会关注氧浓度问题，进一步评估不同情景下城市氧气浓度变化带来的健康风险，为制订因地制宜的、与产业结构相协调的“双碳”路径提供科学依据。　　“这是一个前瞻性的研究，更长远来说，我们希望推动一个关于‘城市呼吸’的大科学计划，呼吁全世界更多的城市关注这个问题，因为它不仅是一个科学问题，也对每个城市、国家、地区的可持续发展都至关重要。”黄建平说。

“如果把城市比作人，城市也会呼吸，吸入氧气并呼出二氧化碳。以往我们更多关注污染物和二氧化碳的排放，理所当然地认为氧气含量足够，但现在越来越多的证据表明，氧气已被过量消耗，这会给人类的生命健康带来巨大威胁。”中国科学院院士、兰州大学大气科学学院教授黄建平说。日前，黄建平团队在《环境科学与技术》杂志发表题为“工业重镇氧气观测揭示‘城市呼吸’”的封面文章，在国际上率先开展“城市呼吸”研究，从观测的角度提供了城市氧气浓度下降的有力证据，开拓了氧循环城市健康效应研究的新领域。“城市呼吸”机制图。 课题组供图建立国内首个高精度观测平台现有观测资料表明，过去30年中，大气中二氧化碳快速上升，氧气下降的速度是二氧化碳上升速度的两倍左右。实地测量选在中国西北部半干旱地区甘肃省省会兰州市。兰州总人口超过 440 万，由于两山夹一河的独特地形，以及少风少雨的气候特点，大气扩散受到抑制，导致流域内污染物的稳定积累。“我们看到兰州市中心的地形十分独特，南北最窄处仅1公里左右。考虑到大量人口在如此狭窄的区域聚集，人类的呼吸过程所消耗的氧气势必会影响大气中的氧浓度，因此想对这个问题进行深入的探索。”论文第一作者、大气科学学院2020 级气候学专业博士生刘晓岳说。基于上述考虑，黄建平团队提出“城市呼吸”的新概念，用来衡量城市空气的健康状态。目前，针对“城市呼吸”中二氧化碳、污染物、能源等要素的研究在国际上已经比较全面，但是针对氧气的研究几乎是空白状态。“这主要有两个原因，一是没有意识到氧气减少的危害，现在越来越多的研究表明，氧气浓度减少与人体健康特别是心血管疾病密切相关；二是因为氧气浓度实时观测所需仪器的精度很高，一般仪器测量不到。”黄建平介绍道。国内外一些研究团队多用密封瓶采样，进行大气采样分析，其数据的时空分辨率有限。在大自然背景下探测微小的氧气变化是相当具有挑战性的。“大气中细微的氧气变化信号以百万分之一计，这种探测犹如向茫茫大海中滴一滴水，去讨论这一滴水对于整个海平面的影响，因此，氧气监测对分析仪器的精度和漂移有严格的要求，特别是对于连续监测。”团队负责技术的工程师王莉说。2017年，黄建平团队投入140多万元，在兰州大学城关校区一栋22层建筑的顶楼建立了国内首个高精度大气氧气观测平台。空气采样的采气口正对着兰州市最繁忙的街道——天水路，它有双向10车道，毗邻火车站，路段交通发达，受人为活动影响比较显著。氧气观测平台采用气相色谱热导检测器技术测定大气氧含量，这个技术已经使用了20多年，可以较准确的量化大气氧气的变率。团队利用气相色谱仪直接测量的是氧氮比。由于大气中氮气的变化比氧气的变化小得多，可忽略不计，因此氧氮比的变化可以被认为是氧气造成的。“在氧气观测平台建设初期，我们克服了一系列技术难题，包括仪器调试、定标以及后期数据处理，构建了适用于平台的大气氧观测数据的订正方法等。经过团队的不懈努力，我们的观测资料最终得到了国际同行的认可。”黄建平告诉《中国科学报》。首次揭示居民呼吸影响城市中居民呼吸和化石燃料燃烧是两个独立的过程，因此很难直接将上述两个过程分别从大气氧气观测资料中分离出来。但值得注意的是，居民呼吸是不排放污染物的，而化石燃料在燃烧过程中不仅排放了二氧化碳，同时也排放了包括氮氧化物、一氧化碳、二氧化硫在内的各类污染物。在他们的氧气浓度观测信号里，有一部分是和污染物相关的化石燃料燃烧消耗的氧气，另一部分和污染物无关的则是居民呼吸过程消耗的氧气。将现有的氧气浓度和污染物浓度的观测资料进行对比，就可以从氧气浓度变化的信号中分离出化石燃料燃烧信号和呼吸信号。黄建平团队将城市氧气浓度观测数据分为两组：在空气质量较好的情景中，大气扩散条件较好，工业、交通活动消耗的氧气（化石燃料燃烧）能够较快补充，兰州市氧气浓度整体较高。这种情景下人类呼吸占到氧气亏损的33.08%，化石燃料燃烧占比66.92%。此外，大气传输模型也显示，扩散条件较好时，有利于工业区污染气团远距离传输至兰州市中心城区，因此二氧化硫、一氧化氮等污染物对氧气的消耗占比有所上升。在这种情景下，大气充分混合，各类耗氧过程对兰州氧气浓度的影响较为均衡，对人体健康影响较小。在氧气浓度较低、污染严重的情境下，化石燃料燃烧对氧气的消耗占比升高到72.5%，居民呼吸对大气氧损耗的占比降低。高精度的大气传输模型显示该情景下耗氧过程主要发生在中心城区，氮氧化物和PM1排放过程的耗氧量明显增加，对应机动车尾气排放造成的氧气消耗显著增强。黄建平表示，化石燃料燃烧是引起兰州市氧气浓度下降的主要原因（贡献达66.92%~72.50%），此外，居民呼吸过程可造成27.50%~33.08%的氧气亏损，成为准确估算城市排碳耗氧的主要误差来源之一。植物光合作用是氧气的主要来源，兰州市耗氧量是产氧量的500倍以上，其缺口来自周边植被的支援。这种情况不仅发生在兰州，全球人口超过100万的大城市中，有75%的大城市耗氧量和产氧量的比值超过100。黄建平团队曾做过测算：如果化石燃料燃烧稳定在一定水平不下降，则会发生持续的氧气浓度下降，26世纪将降至20.0％以下，并在29世纪初将降至19.5％，可能会对地球上部分生物的生存造成威胁。 下一步，团队希望对全世界大城市的“呼吸指数”进行估算，通过城市耗氧和产氧的具体数据，来呼吁国际社会关注氧浓度问题，进一步评估不同情景下城市氧气浓度变化带来的健康风险，为制订因地制宜的、与产业结构相协调的‘双碳’现实路径提供科学依据。“这是一个前瞻性的研究，更长远来说，我们希望推动一个关于‘城市呼吸’的大科学计划，呼吁全世界更多的城市关注这个问题，因为它不仅是一个科学问题，对每个城市、国家、地区的可持续发展都至关重要。”黄建平说。

在这银装素裹的世界里，下雪不仅带来了诗意的画卷，还为大地覆盖了一层白色的绒毯，守护着生命的源泉，对土地土壤的呼吸也产生着影响。在漫长的冬季里，积雪和大地度过了一个又一个宁静的时光。积雪不仅保护了土地的水分，还防止了土地温度的剧烈变化；当春回大地，雪慢慢融化，雪水还会滋润着大地。在这些过程中，积雪下土壤中的微生物是一场狂欢还是一片沉寂呢？接下来跟随一篇优秀的文章来了解一下这些过程~积雪对有/无凋落物的温带森林土壤CO2及其δ13C值的影响永冻层和季节性积雪区域占全球陆地表面的60%左右，占全球土壤有机碳（C）储量的70%以上。积雪直接影响表土和大气之间的热交换，减少土壤温度波动的影响。在严寒条件下，较厚的积雪可防止土壤结霜，为地下微生物活动提供相对稳定的生活环境。然而，在全球气候变化背景下，北半球春季陆地积雪面积正逐年减少，预计本世纪末将减少25%。季节性积雪模式对全球气候变化具有复杂且多样的响应，可能会通过光、热、水和养分等资源再分配来影响森林生态系统的地上和地下过程。土壤呼吸作为土壤C循环的重要过程，占据森林生态系统呼吸的60%以上，气候变化导致的土壤呼吸的微小变化甚至会引起森林生态系统呼吸的重大变化。积雪和气温升高之间的相互作用影响土壤冻融循环，导致土壤性质和土壤CO2排放的变化。作者认为冬季积雪会影响不同季节土壤微生物呼吸及其δ13C值，且会随着林分和凋落物的存在而变化，然而，目前，关于该方向的研究十分有限。基于此，为尽可能降低其他环境因素的影响，研究者们在长白山森林生态系统国家野外科学观测研究站附近的温带森林林地（温带红松阔叶混交林（BKPF）和白桦林（WBF））采集带有凋落物的土柱带回实验室，一半去除凋落物，一半保留。人工雪（轻/重）覆盖，根据野外土壤温度和气温的全年变化，利用低温培养箱进行长期培养实验，合理设置不同季节的模拟温度水平变化。利用SF-3000+碳同位素分析仪测定土柱中的CO2排放量及土壤呼吸CO2的δ13C以研究人工积雪和凋落物的存在对中国东北长白山地区典型温带森林土壤异养呼吸及其δ13C值的影响。不同阶段加雪量及加雪时间研究结果不同培养阶段有/无凋落物的积雪覆盖的大型森林土柱的CO2排放量不同培养阶段有/无凋落物的积雪覆盖的大型森林土柱的平均CO2排放量箱线图不同培养阶段有/无凋落物的积雪覆盖的大型森林土柱释放CO2 的δ13C值的动态变化不同培养阶段有/无凋落物的积雪覆盖的大型森林土柱释放CO2 的δ13C平均值箱线图有/无凋落物下土柱CO2排放量与其相应δ13C值之间的关系研究结论该分析系统可用于研究实验室条件下未受干扰的大型土柱的异养呼吸变化及其相应的δ13C值。根据全年四个不同季节的室内模拟实验，人工积雪对森林土壤异养呼吸及其δ13C值的影响可能因季节、凋落物的存在和森林类型而异。在秋季冻融模拟中，与轻雪覆盖相比，重雪覆盖时的CO2排放量相对较大，土壤呼吸CO2的δ13C值也较小，这表明冬季结冰前积雪增加可能会增加温带森林地下土壤有机碳的分解。随着模拟春季冻融的进行，所有处理中土壤呼吸CO2的δ13C平均值变得不那么小，这与秋季冻融模拟期间观察到的δ13C值的变化相反。模拟春季冻融期间，重雪覆盖时土壤呼吸CO2的δ13C值比轻雪覆盖时更负，这与模拟秋季冻融期间和生长季观测到的δ13C值的变化相反。无论积雪以及凋落物是否存在，在模拟生长季节与非生长季节，所有大型土柱上均观察到土壤异养呼吸13C富集变化（平均约4.2‰），这可归因于土壤水分、释放到土壤中的有机碳化合物的数量和质量以及实验条件下的土壤微生物特性。通常，陆地生态系统土壤异养和自养呼吸的δ13C值的季节变化在一定程度上可以反映SOM分解对环境条件的响应。本研究结果强调了冬季积雪和凋落物的存在对温带森林全年土壤呼吸及其δ13C值的影响，需要未来在野外条件下进一步研究，通过适度考虑土壤理化和微生物特性以及细根生物量引起的激发效应对土壤呼吸δ13C和土壤碳动态的调节作用，探索关键的内在影响机制。

嘉宾简介：　　郑春苗，现任宁波东方理工大学(暂名)讲席教授、创校副校长，南方科技大学讲席教授、深圳可持续发展研究院院长。曾任南方科技大学环境学院创院院长、校长办公会成员 (国际事务)，北京大学讲席教授、水科学研究中心首任主任，美国阿拉巴马大学地质科学系乔治林达尔冠名讲席教授，国际水文科协(IAHS)国际地下水委员会主席。研究涉及地下水污染机理与修复技术、流域生态水文过程、以及新污染物生态环境健康风险等。　　划重点：　　1.地下水是人类未来的生存之本，人类可以利用的液态淡水99%来自地下水。　　2.地下水资源枯竭将会带来生存危机、粮食危机、生态退化、海水倒灌、生物多样性减少等严重后果。　　3.总体来说我国水资源使用量已接近最大值了，如果水资源需求持续扩大，到2030-2040年，中国可能真的没有更多的水可用了。　　4.地下水过量开采之后要很长时间才能恢复，数年到几十年不等，甚至需要万年以上。　　5.地下水储存量消耗超出降雨补给、不合理的开采方式、以及环境破坏等原因都会导致水资源枯竭。　　出品|搜狐科技　　作者|周锦童　　地下水是人类未来的生存之本，因为人类可以利用的水是液态淡水，而99%的液态淡水就是地下水。　　近日，美国加州大学领导的一项研究表明，在全球范围内，地下水正在快速枯竭，最近几十年速度加快，在某些地方，地下水甚至以每年超半米的速度下降，其中包括中美印等地。　　地下水枯竭会带来哪些严重后果?什么原因会导致地下水枯竭?按照这个速度，我国地下水究竟何时会枯竭?带着这些问题，本文对话了宁波东方理工大学(暂名)/南方科技大学讲席教授郑春苗。　　对此，他表示：“研究表明我国每年最大可利用水资源量仅为8000-9000亿m³，但2022年我国用水总量大约为6000亿m³。据预测，到2030-2040年，我国用水总量将接近极限，那时我们可能就真的没有额外的水可用了。”　　而地下水资源枯竭将会带来非常多的严重后果。“比如生存危机和冲突、粮食危机、生态退化、海水倒灌、生物多样性减少等问题都会接踵而至。”郑春苗如是说。　　虽然地下水可再生，但含水层枯竭想要恢复需要非常久的时间，郑春苗表示，由于地下水补给速度较慢，恢复时间可能要数年到几十年不等，甚至像缺水的华北平原，抽空的深部含水层要上万年甚至更久才能恢复。　　谈及目前我国地下水面临的问题时，郑春苗表示：“我国地下水目前面临着许多危机和挑战，比如地下水的超采、地下水水质污染、生态破坏、城市和农村缺水等。”　　因此，我们要建立完善的监测网对地下水进行监测，加强地下水资源的管理，实施喷灌、滴灌等农业灌溉节水措施，通过雨水收集、洪水资源化利用等方式增加地下水的补给量，加强水污染治理，并针对可能出现的水资源危机，制定应急预案等。　　以下为对话实录(经整理编辑)　　搜狐科技：您觉得地下水枯竭会给人类带来哪些比较严重的后果呢?　　郑春苗：首先会给人类生存造成危机和冲突，我们要知道全球有50%的人口饮用地下水，干旱半干旱地区比例更大，像中国华北很多地方达到70%或更多。地下水一旦枯竭，会对这部分人的生存造成直接威胁，并可能导致对有限水资源的竞争和对水资源获取的潜在冲突。　　其次会造成粮食危机，全球70%的粮食生产需要依赖地下水作为灌溉水源，地下水一旦枯竭，将影响农业生产力，导致食物短缺。此外，全球淡水用水量1/3来自地下水，地下水资源量减少，可能引发水资源短缺，人们不得不抽取更深层的地下水，导致地下水资源进一步枯竭。　　此外，还可能引发一系列生态环境问题，比如地面沉降，破坏建筑物、道路和管道等基础设施，北京就存在这个问题，虽然毫米、厘米级别我们感受不到，但根据中国地调局数据，华北平原最严重的地面沉降累计3-4米之多。中国西安等一些地方还有地裂缝等现象。当然还可能导致沿海地区海水入侵，湿地和生态系统退化，生物多样性减少等问题。　　搜狐科技：按照目前枯竭速度来说，您觉得这个地下水哪一年会彻底枯竭?　　郑春苗：据最新的调查显示，中国地下水总储量大概有52万亿立方米，但由于埋藏深度和地理位置等原因许多地下水资源都很难开采，而且空间分布极其不均匀。根据中国2022年水资源公报显示，当年地下水开采量大约为830亿立方米。这表明近几年国家为避免地下水枯竭而严格控制地下水超采，使得地下水开采量占全国用水总量的比例在逐年下降。　　如果包括地表水和地下水，研究表明我国最大可利用水资源量大约8000-9000亿m³，但截至2022年我国用水总量大约6000亿m³。据预测到2030-2040年，我国总用水量将接近最大可利用水资源量了。　　我们真的要小心，到2030-2040年，那时中国可能真的没有更多的水资源可用了，而且可利用总量里还要考虑水污染的问题，所以说中国的水问题还是非常严峻的，我们必须要考虑各种各样的措施和办法。　　搜狐科技：地下水是可再生的，含水层枯竭多久可以恢复?　　郑春苗：虽然地下水是一种可再生资源，但补给速度往往较慢，恢复时间可能需要数年到几十年不等，甚至可能需要更长时间，比如华北平原深部地下水年龄有达到几万年的。　　开采几万年的地下水其实就和采矿类似了，这些地下水开采之后需要很长时间恢复，具体的恢复时间因地区而异，主要取决于地质条件、地下水补给情况以及人类活动对地下水的影响程度。　　搜狐科技：您觉得有哪些原因会造成地下水枯竭呢?　　郑春苗：包括内在和外在两个因素。内在因素主要是地下水资源储存量的消耗，导致地下水位持续下降，形成区域性地下水位降落漏斗，引起一系列环境地质问题。　　比如华北平原，本身就处在我国降雨补给较少、水资源相对短缺的北方，同时该地区又大量开采地下水资源，长时间的地下水超采，引发了地下水资源的持续减少。　　外在因素包括不合理的开采方式、开采层位以及开采时间过分集中等。此外，生态环境破坏也是导致地下水枯竭的一个重要原因，比如山林植被减少、人类活动的干扰以及地下爆破钻凿工程等都可能造成地下水源的断流，导致地下水枯竭。　　搜狐科技：目前地下水快速枯竭，您觉得这一趋势是否有办法可逆呢?　　郑春苗：地下水枯竭是一个严重的问题，但是在采取适当的管理和保护措施的情况下，快速枯竭的趋势是可逆的。　　我们可以合理管理和规划地下水资源。例如，可以设定合理的开采限额、建立水权制度、制定地下水保护区，从用水总量上进行管理 可以提升用水效率，促进水资源节约，从用水需求侧进行管理 也可以发展和利用雨水、中水等多元化的水资源，增加水资源供应量，从用水供给侧进行管理。　　搜狐科技：您觉得目前我国地下水面临哪些危机和挑战?是否有防治手段?　　郑春苗：我国地下水目前面临着许多危机和挑战，比如地下水的超采、地下水质污染、生态破坏、城市和农村缺水等诸多问题。　　针对上述问题我们要建立完善的地下水监测网进行监测，加强地下水资源的管理，推广喷灌、滴灌等节水措施提升用水效率，加强污染治理，通过雨水收集、洪水资源化利用等方式增加地下水补给量，通过海水淡化、废水利用等手段扩大水源，并针对可能出现的危机，制定应急预案等。　　搜狐科技：生活中由于地下水看不见，往往会被我们忽视，从个人角度来讲，我们又能做些什么呢?　　郑春苗：我觉得作为个人，在日常生活中节约用水，养成节水习惯是最重要的，尤其是在我国北方，饮用水源就是广泛采用地下水，节约用水才能减小地下水开采量，使地下水资源维持在一个合理的平衡状态。　　其次也要尽量减少对地下水的污染，比如像废旧电池之类的废弃物会释放污染物会并渗入地下，污染地下水资源。日常生活中我们要多参与地下水保护的宣传活动和志愿服务工作，协助有关部门加强水污染监督、劝阻水资源浪费行为，共同保护地下水资源。　　我觉得人们应该对地下水引起足够的重视，因为地下水是人类未来的生存之本，地下水和地表水是一个统一的整体。 地下水的开发与保护要秉承可持续的理念，在污染修复方面要考虑我们国家的碳达峰与碳中和的“双碳”目标，达到减污降碳协同。　　搜狐科技：您觉得目前我国在地下水研究领域处于怎样的地位?　　郑春苗：这个问题不好定量回答。可以说，欧美发达国家在地下水研究方面应该比中国领先了几十年，他们在80、90年代以来就特别重视地下水研究，在地下水污染和修复等方面，投入了大量人力物力，设置各种政府专项基金，调查、监测和防治地下污染。　　但我现在可以很高兴地说中国发展很快，经过十几年的努力我们已经建立了全国地下水监测网，许多高校里有地下水相关的研究团队，我们在不断追赶，但总体来说还没有领先发达国家。在某些领域，比如环保材料、新污染物健康风险评估与管控等方面我们已经做得很不错了，虽然他们起跑比我们早很多，不过我相信不用太久我们就可以做的很好。

近日，三思纵横公司综合研发部为国内某重点工程项目成功研制出恒温带长达300mm的高温炉。 该高温炉的成功研发具有非常重要的意义，它突破了长期以来试验机用高温炉的恒温带不超过200mm的限制，为许多高温合金材料的测试奠定了良好的基础，既能满足一些较长试样的高温环境试验，也能满足一些需要几个试样串联的高温环境试验需求。 近年来，三思纵横公司在试验机高温炉方面投入了较大的研发力量，为满足不同的用户，成功研制并且向市场上推出了低电压式高温炉、高电压式高温炉、中电压式高温炉、圆筒式高温炉、对开式高温炉、150mm恒温带高温炉、200mm恒温带高温炉、1200度高温炉等一系列试验机高温炉，获得了许多高端客户的青睐。 此次三思纵横成功研制的恒温带300mm的试验机高温炉，不仅将三思纵横本身的试验机高温炉技术提升了一个台阶，而且也将国内的高温环境试验技术又大大地向前推进了一步。