生態(tài)系統(tǒng)

全球PM2.5污染治理要更多關(guān)注氨減排

浙江大學(xué)環(huán)境與資源學(xué)院谷保靜研究員聯(lián)合國(guó)際團(tuán)隊(duì)，首次分析了氨氣（NH3）和氮氧化物（NOx）在全球PM2.5污染形成中的貢獻(xiàn)（N-share）及其健康效應(yīng)，并結(jié)合模型分析控制氮排放來減緩PM2.5污染健康效應(yīng)的路徑和成本，發(fā)現(xiàn)全球PM2.5污染治理中氨氣減排比氮氧化物減排更有效。相關(guān)成果發(fā)表于Science。氮氧化物主要來自城市生產(chǎn)活動(dòng)，氨則主要來自農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)。如果通過推動(dòng)種植業(yè)的規(guī)模化以促進(jìn)優(yōu)化施肥，估計(jì)能減少三分之一的化肥使用量和一半左右的氨排放；另一方面，可以在養(yǎng)殖場(chǎng)周邊配套農(nóng)田，以便有機(jī)肥能直接使用于農(nóng)田，避免堆積后氨排放到空氣中。

全球N-share的變化（圖片來源于浙江大學(xué)求是新聞網(wǎng)）

全球減排50%氮排放的成本收益（圖片來源于浙江大學(xué)求是新聞網(wǎng)）

衛(wèi)星反演水體面積的新方法及其在黃河源的應(yīng)用

中國(guó)科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所劉蘇峽、莫興國(guó)等人提出了一種基于閾值法的水體提取算法和基于歷史水體頻率的缺失水體插補(bǔ)的新方法，構(gòu)建了從1986—2019年間不包含冰面的SWE連續(xù)年序列和從2001年1月—2019年12月間包含和不包含冰面的SWE連續(xù)月序列。相關(guān)成果發(fā)表于Science of the Total Environment。新算法的水體提取結(jié)果總體精度達(dá)98.3%，基于歷史水體頻率插補(bǔ)缺失水體的結(jié)果平均相對(duì)誤差小于10%。相比全球公開的Joint Research Centre（JRC）Global Surface Water（GSW）數(shù)據(jù)，采用新方法構(gòu)建的SWE序列在水面薄冰去除和數(shù)據(jù)完整度方面表現(xiàn)更優(yōu)。

荒漠蘚類植物對(duì)積雪量的生理敏感性研究

中國(guó)科學(xué)院新疆生態(tài)與地理研究所張?jiān)餮芯繂T團(tuán)隊(duì)通過模擬自然和65%增減雪，以及凍融循環(huán)頻次的變化，探討了齒肋赤蘚對(duì)積雪量的生理敏感性是否會(huì)隨著凍融循環(huán)次數(shù)的改變而改變。相關(guān)成果發(fā)表于Journal of Plant Physiology。冬、春季尤其是凍融季被認(rèn)為是荒漠蘚類植物生長(zhǎng)和固碳的關(guān)鍵期，全球氣候變暖及極端降水事件頻發(fā)使得荒漠冬季水熱環(huán)境發(fā)生顯著變化。研究表明，齒肋赤蘚對(duì)積雪的生理敏感性受到凍融循環(huán)次數(shù)的調(diào)控，凍融循環(huán)次數(shù)的減少減弱了齒肋赤蘚對(duì)積雪變化的生理敏感性。該研究為全面深入評(píng)估全球氣候變化下荒漠蘚類植物對(duì)極端環(huán)境的適應(yīng)性機(jī)制提供理論依據(jù)。

長(zhǎng)江流域持久性有毒污染物干流輸移研究

中國(guó)科學(xué)院南京地理與湖泊研究所趙中華等研究人員系統(tǒng)調(diào)查評(píng)估了長(zhǎng)江干流宜昌至長(zhǎng)江口岸線水域水體和沉積物中典型PTS污染物負(fù)荷的時(shí)空分布、來源特征、介質(zhì)分配、生態(tài)和健康暴露風(fēng)險(xiǎn)等環(huán)境行為過程，初步揭示了上游壩區(qū)及水庫運(yùn)行對(duì)中下游水環(huán)境多環(huán)芳烴PAHs污染輸移及蓄積的潛在影響。相關(guān)成果發(fā)表于Journal of Hazardous Materials。研究表明，大型城市及重要支流匯入江段污染負(fù)荷高，受體模型溯源解析顯示PAHs主要來源于煤炭、焦炭和交通源；豐水期流域徑流輸入顯著增加水體PAHs污染水平；上游至下游PAHs時(shí)空分布特征顯示水流輸移為主。

林木性狀無人機(jī)遙感測(cè)定評(píng)價(jià)研究

中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院亞熱帶林業(yè)研究所李彥杰等人將無人機(jī)（UAV）低空遙感技術(shù)應(yīng)用于我國(guó)南方地區(qū)主要造林和產(chǎn)脂樹種濕地松（Pinus elliottii）家系測(cè)定林系統(tǒng)研究。相關(guān)成果發(fā)表于Industrial Crops & Products。該研究通過無人機(jī)獲取的圖像和光譜數(shù)據(jù)，重建三維點(diǎn)云，并利用點(diǎn)云數(shù)據(jù)對(duì)濕地松家系林各單株進(jìn)行了精確定位與分割，獲取生長(zhǎng)和冠幅性狀信息；提取了各單株相應(yīng)的光譜信息，計(jì)算多種植被指數(shù)。結(jié)合遺傳分析研究，計(jì)算各性狀的遺傳相關(guān)性以及遺傳力，評(píng)選出基于不同育種目標(biāo)的多性狀兼優(yōu)的濕地松優(yōu)良家系。研究成果為利用無人機(jī)遙感技術(shù)在林木冠層水平上實(shí)現(xiàn)大空間尺度的高通量表型研究提供了基礎(chǔ)。

濕地松家系林多種植被指數(shù)分布圖（圖片來源于中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院網(wǎng)站）

RGB正射圖像、數(shù)字表面模型（DSM）、數(shù)字地形模型（DTM）和冠層高度模型（CHM）（圖片來源于中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院網(wǎng)站）

氣象變量對(duì)空氣質(zhì)量影響的相對(duì)重要性排序及大氣邊界層的作用

北京大學(xué)數(shù)學(xué)科學(xué)學(xué)院、統(tǒng)計(jì)科學(xué)中心陳松蹊團(tuán)隊(duì)利用統(tǒng)計(jì)學(xué)中非參數(shù)回歸和前向變量選擇方法，給出了6個(gè)城市不同污染物的氣象變量重要性排序。相關(guān)成果發(fā)表于Atmospheric Environment。論文通過分析華北平原六大主要城市，北京、天津、石家莊、濟(jì)南、鄭州和太原的氣象與空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)，采用非參數(shù)統(tǒng)計(jì)回歸探究氣象變量對(duì)空氣污染濃度值的影響，利用前向變量選擇法給出不同氣象變量對(duì)空氣污染濃度影響的相對(duì)重要性排序。研究發(fā)現(xiàn)，影響華北六大城市污染濃度的氣象變量順序上有很強(qiáng)的一致性。6個(gè)城市的地表氣象變量可以解釋邊界層高度中超過77%的統(tǒng)計(jì)學(xué)變異（variance）。

植物多倍體連鎖不平衡建模研究

北京林業(yè)大學(xué)生物科學(xué)與技術(shù)學(xué)院鄔榮領(lǐng)等人制作了南北方兩地柳枝稷種群的LD在不同染色體上的基因組分布圖，對(duì)其參數(shù)進(jìn)行了估計(jì)和比較，以此推斷柳枝稷在環(huán)境適應(yīng)方面的進(jìn)化差異，驗(yàn)證了該模型的實(shí)用性，為研究多倍體種群多樣性和進(jìn)化提供了新的工具。相關(guān)成果發(fā)表于Methods in Ecology and Evolution。連鎖不平衡（Linkage disequilibrium, LD）是推斷自然群體遺傳多樣性及其進(jìn)化歷史的重要遺傳參數(shù)，一直是種群和進(jìn)化研究的重要焦點(diǎn)。文章提出了一個(gè)定義四倍體特異LD的新模型框架，用于表征異源四倍體自然群體中的雙標(biāo)記連鎖不平衡，這四種類型的不平衡通過網(wǎng)絡(luò)單獨(dú)或聯(lián)合影響種群變異。

海洋貝類溫度適應(yīng)性研究

中國(guó)海洋大學(xué)水產(chǎn)學(xué)院董云偉教授團(tuán)隊(duì)開展了mRNA二級(jí)結(jié)構(gòu)的熱適應(yīng)性研究。相關(guān)成果發(fā)表于PNAS。該研究以原位溫度范圍近60℃，分布于不同緯度（赤道到南極）和潮位的海洋貝類為模式系統(tǒng)，對(duì)同源蛋白mRNA的溫度適應(yīng)性進(jìn)化策略進(jìn)行了初步探討。利用模擬計(jì)算方法預(yù)測(cè)了細(xì)胞質(zhì)蘋果酸脫氫酶同源mRNA的二級(jí)結(jié)構(gòu)，評(píng)估了不同溫度脅迫下mRNA折疊過程中自由能變化（ΔGfold）的趨勢(shì)及其驅(qū)動(dòng)因素。研究發(fā)現(xiàn)，mRNA二級(jí)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性與生物適應(yīng)溫度密切相關(guān)，ΔGfold的適應(yīng)性變化維持了二級(jí)結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)平衡。mRNA鳥嘌呤和胞嘧啶含量的同義變化，獨(dú)立于編碼蛋白質(zhì)，驅(qū)動(dòng)ΔGfold的溫度適應(yīng)性進(jìn)化。