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南海海洋所?|?研究揭示全球火山海島新生海岸侵蝕的共性規(guī)律

近日，中國科學院南海海洋研究所邊緣海與大洋地質實驗室李偉研究員團隊，聯(lián)合英國曼徹斯特大學、卡迪夫大學及葡萄牙海軍水文研究所科研人員，揭示了全球海島火山噴發(fā)形成海岸的侵蝕速率隨時間衰減的共性演化規(guī)律。相關成果發(fā)表在地球科學領域國際權威期刊Journal of Geophysical Research: Earth Surface（《地球物理學研究雜志:地球表面》），南海海洋所副研究員趙中偉為論文第一作者。火山噴發(fā)不僅是地球內部能量在地表釋放的劇烈表現(xiàn)，也是塑造“藍色星球”最重要的造陸過程之一。噴發(fā)過程中堆積的大量火山灰和熔巖，能夠形成新的大洋火山島或熔巖三角洲，這些新生陸地長期以來是夏威夷、亞速爾群島和加那利群島等地區(qū)機場、港口、農業(yè)及旅游開發(fā)的重要空間來源。然而，這些新生島嶼常孤立于大洋之中，直接暴露于復雜的海洋動力環(huán)境，海岸長期遭受海浪侵蝕沖擊。因此，噴發(fā)新生海岸侵蝕的演化趨勢，成為制約其安全開發(fā)和災害防范的關鍵科學問題。研究團隊對1952年至2022年間全球12處火山噴發(fā)形成的新生海島海岸開展系統(tǒng)研究，發(fā)現(xiàn)其侵蝕速率普遍呈現(xiàn)“早期快速侵蝕、后期逐漸減緩”的規(guī)律性趨勢。同時，研究人員利用反冪函數(shù)方程成功實現(xiàn)了對該規(guī)律的高精度數(shù)值擬合，并進一步發(fā)現(xiàn)，當依據海岸巖性類型進行分組時，模型擬合精度顯著提升。該研究不僅揭示了火山噴發(fā)新生海岸侵蝕的共性演化規(guī)律，加深了對海島地貌演變過程的科學認知，也為火山海島的空間開發(fā)規(guī)劃及海洋防災減災風險評估提供了重要的理論支撐。本研究得到了國家自然科學基金、廣東省自然科學基金、中國科學院廣州分院院長青年人才基金和廣州市基礎與應用基礎一般項目等資助。???論文信息：Zhao,Z.,Mitchell,N. C.,Quartau,R.,&Ramalho,R. S. (2025). Systematic slowingof initially rapid retreat of new coastsformed by historical eruptions in volcanicislands. Journal of Geophysical Research:Earth Surface,130,e2024JF008058.論文鏈接：https://doi.org/10.1029/2024JF008058圖1?1952-2022年間全球12處海島火山噴發(fā)形成新生海岸的區(qū)域位置示意圖。圖2?海島火山噴發(fā)形成海岸的侵蝕速率隨時間衰減共性規(guī)律的數(shù)值擬合示意圖。

2025-09-23

南海海洋所?|?研究發(fā)現(xiàn)多重溶原菌中原噬菌體間的分子對話機制

近日，中國科學院南海海洋研究所王曉雪研究員團隊在《自然-通訊》（Nature Communications）在線發(fā)表題為“Crosstalk between inovirus core gene and accessory toxin-antitoxin system mediates polylysogeny”的研究論文。該研究首次發(fā)現(xiàn)絲狀原噬菌體編碼的核心基因與共存原噬菌體編碼的毒素-抗毒素(TA)系統(tǒng)間的互作機制，為理解多重溶原菌的生物學功能及開發(fā)新型抗菌策略提供了重要的理論依據。南海海洋研究所2022級博士研究生古嘉瑜為論文第一作者，研究員王曉雪為論文通訊作者。在自然環(huán)境中，細菌宿主通常被多個溫和噬菌體侵染，呈現(xiàn)多重溶原，對細菌宿主的毒力、基因組可塑性及環(huán)境適應性具有重要影響。本研究以生物膜模式菌株銅綠假單胞菌（Pseudomonas aeruginosa）為研究模型，該菌被兩個核心基因組高度相似的絲狀噬菌體Pf4和Pf6侵染，整合在宿主基因組的不同位點，兩個噬菌體在生物膜形成過程中被激活，參與調控生物膜發(fā)育與宿主毒力（Guo et al.,Nature Communications 2024;Guo et al.,Cell Reports 2024）。然而，兩個噬菌體之間如何監(jiān)控細菌宿主環(huán)境進行激活，以及生物膜激活中的競爭與協(xié)作關系均不明確。研究團隊發(fā)現(xiàn)Pf4噬菌體核心區(qū)域的復制相關蛋白RepG4可直接結合并降解共存Pf6噬菌體攜帶的三元TA系統(tǒng)KKP中的抗毒素PfpC，從而激活激酶PfkA/PfkB的毒素毒性。當Pf4復制水平達到一定閾值時，RepG4的積累引發(fā)宿主細胞受控死亡，從而限制Pf4過度增殖，并協(xié)調兩種噬菌體在生物膜成熟階段的有序釋放。進一步研究表明，盡管Pf4與Pf6核心基因組序列高度相似，它們卻演化出截然不同的調控策略：RepG4通過降解抗毒素以控制噬菌體復制強度，而Pf6的同源蛋白RepG6因關鍵氨基酸位點突變（R49C）而不具備該功能，反而可穩(wěn)定PfpC，從而保護自身免受毒性激活。這一差異化機制既避免了兩者間的過度競爭，又實現(xiàn)了對宿主-病毒穩(wěn)態(tài)的協(xié)同維持，有助于增強細菌在生物膜環(huán)境中的生存與致病能力。該研究突破了傳統(tǒng)原噬菌體調控研究中“阻遏蛋白-抗阻遏蛋白”的單一認知框架，揭示了原噬菌體核心復制基因與共存原噬菌體輔助毒素-抗毒素系統(tǒng)間的通訊機制（圖1）。這一發(fā)現(xiàn)不僅深化了對多溶原性微生物生態(tài)適應策略的理解，也為未來靶向耐藥性銅綠假單胞菌感染提供了新思路與潛在干預策略。本研究工作得到國家自然科學基金、科技部基礎資源調查專項、廣東省本土創(chuàng)新團隊等項目資助。相關論文信息：Jiayu Gu,Yunxue Guo,Juehua Weng,Shituan Lin,Yabo Liu,Xiaoxue Wang*. Crosstalk between inovirus core gene and accessory toxin-antitoxin system mediates polylysogeny. Nature Communications,2025,16:7268. doi: 10.1038/s41467-025-62378-6.論文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41467-025-62378-6圖1?噬菌體Pf6的TA系統(tǒng)KKP監(jiān)控Pf4的復制蛋白實現(xiàn)兩個噬菌體有序激活釋放

2025-09-23

南海海洋所?|?細菌類組蛋白H-NS翻譯后修飾研究工作取得新進展

中國科學院南海海洋研究所王曉雪研究員團隊，2025年9月20日在微生物領域國際權威期刊FEMS Microbiology Reviews發(fā)表題為“Post-translational Modifications of the Nucleoid Protein H-NS: Sites,Mechanisms,and Regulatory Cues”的綜述論文。該研究系統(tǒng)梳理細菌類組蛋白H-NS的多種翻譯后修飾模式，提出這些修飾模式構成“細菌類組蛋白密碼”，揭示H-NS通過翻譯后修飾驅動細菌基因組進化的精密機制，為理解細菌環(huán)境適應、致病機制及開發(fā)新型抗菌策略提供重要理論支撐。博士后劉亞博為第一作者，研究員王曉雪為通訊作者。基因組壓縮與動態(tài)調控是生命體共通的核心科學問題。細菌缺乏真核生物核小體結構，主要依賴H-NS等核結合蛋白實現(xiàn)基因組的壓縮與調控功能。H-NS可沉默原噬菌體、毒力島等外來基因元件，維持基因組穩(wěn)定性。研究發(fā)現(xiàn)細菌又能在特定環(huán)境下解除H-NS的沉默并激活外源基因表達，這一過程是細菌環(huán)境適應的關鍵過程。但細菌宿主如何感應外界環(huán)境變化，通過H-NS實現(xiàn)對外來基因元件的精準調控是領域內備受關注的科學問題。研究整合大腸桿菌、銅綠假單胞菌、希瓦氏菌和殺魚愛德華氏菌等多物種證據，闡釋H-NS通過其N端寡聚化域、中間柔性連接區(qū)和C端DNA結合域發(fā)生多種翻譯后修飾調控其沉默功能：N端修飾調整H-NS聚合狀態(tài)，掌控基因沉默開關；中間區(qū)修飾重塑電荷分布；C端修飾直接改變其對高AT含量DNA的結合能力（圖1）。翻譯后修飾是拮抗H-NS沉默的關鍵機制，與已知的抗沉默蛋白、小分子代謝物及蛋白酶解等途徑協(xié)同作用，通過感知環(huán)境信號、傳導調控指令，最終實現(xiàn)表型輸出，助力細菌利用外源基因增強環(huán)境適應性。尤為重要的是，研究進一步提出，外源基因常編碼修飾酶或抗沉默蛋白，在激活條件下解除H-NS介導的基因沉默。這一由外來元件參與的主動“轉錄解抑制”過程充分呈現(xiàn)了細菌與外來基因元件間的競爭與協(xié)作關系，是系統(tǒng)認識微生物中水平基因轉移的重要視角。本研究工作得到國家自然科學基金、國家科技基礎資源調查專項、中國博士后科學基金及ONCE等項目的資助。相關論文信息：Yabo Liu,Xiaoxue Wang*. Post-translational modifications of the nucleoid protein H-NS: sites,mechanisms,and regulatory cues.?2025,FEMS Microbiology Reviews,fuaf045.?論文鏈接：https://doi.org/10.1093/femsre/fuaf045圖1?H-NS沉默外源基因表達與翻譯后修飾介導抗沉默機制

2025-09-23

華南植物園綜述NF-Y轉錄因子在作物中的生物學功能、調控機制及育種應用

作為固著生物，植物演化出多維感知與響應網絡，以整合環(huán)境信號并精準重編程發(fā)育進程。與動物不同，植物NF-Y轉錄因子家族由多個旁系同源基因編碼，其亞基通過形成異源三聚體復合物發(fā)揮功能。異源三聚體的組合多樣性賦予了NF-Y廣泛的轉錄調控潛能，拓展了植物的遺傳多樣性和環(huán)境適應性。近十年來，關于NF-Y的研究已由模式植物擬南芥拓展至作物，在基因功能與分子機制層面取得突破性進展，然而針對作物NF-Y的系統(tǒng)性綜述仍然缺乏。近日，中國科學院華南植物園侯興亮科研團隊以題為“Nuclear factor-Y transcription factors in crops: Biological roles,regulation,and breeding applications”的綜述文章在線發(fā)表在國際學術期刊Plant Communications（《植物通訊》）上。綜述進一步系統(tǒng)整合了NF-Y在作物中的研究進展，包括其生物學功能、轉錄和轉錄/翻譯后修飾、對靶基因表觀遺傳調控中的關鍵作用以及NF-Y三聚復合體的裝卸機制。同時，系統(tǒng)梳理了NF-Y在作物育種中的應用潛力，并探討了整合多組學手段，通過調控轉錄、翻譯后修飾及表觀遺傳等層面提升作物品質與環(huán)境適應性的技術策略，凸顯了NF-Y在作物育種改良上的巨大潛力。科研團隊的張春雨副研究員近年來在NF-Y功能的研究中取得了一系列進展，并揭示了NF-Y在開花、下胚軸伸長及種子發(fā)育等植物生長發(fā)育中的分子調控機制（Zhang et al.,Nature Communications,2025；Yao et al.,Plant Journal,2025；Zhang et al.,Plant Cell,2023；Zhang et al.,JIPB,2021），其研究方向已從模式植物擬南芥逐步拓展至重要農作物大豆。博士研究生武歡為該論文第一作者，張春雨副研究員和侯興亮研究員為共同通訊作者。本研究得到了國家自然科學基金和廣東省基礎與應用基礎研究基金項目的資助。論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.xplc.2025.101530圖. NF-Y在作物育種中的應用策略

2025-09-24

南海海洋所“海境·渦流大模型1.0”正式發(fā)布

9月20日-21日，中國科學院南海海洋研究所熱帶海洋環(huán)境與島礁生態(tài)全國重點實驗室（以下簡稱“實驗室”）主任杜巖研究員受邀參加在青島召開的“2025物理海洋前沿論壇”。會上，杜巖作“海境·渦流大模型：海洋非平衡態(tài)動力學與AI海流重構”報告，詳細介紹了“海境·渦流大模型”的研發(fā)背景、技術構架以及下一步工作方向。借此，“海境·渦流大模型1.0”正式發(fā)布。海洋非平衡態(tài)動力學是海洋科學的前沿，是在目前地轉平衡理論基礎上發(fā)展起來的一門學科。海洋表層典型的海洋非平衡態(tài)過程包括：Ekman流、近慣性流、潮流以及波和風所致不穩(wěn)定驅動的流（亞中尺度過程）等，約占80%的海洋表層瞬時運動形式，顯著影響氣候變化和碳收支。現(xiàn)有海洋觀測僅能刻畫百公里尺度以平衡態(tài)為主的過程，依據地轉平衡理論和衛(wèi)星動力高度獲得的海表流場無法準確刻畫非平衡態(tài)過程。實驗室海洋動力熱力過程研究團隊最新提出了利用海表動力高度和海表溫度診斷海表全流的方法，該方法具備了獲得海表非平衡態(tài)海流的能力。海洋非平衡態(tài)過程可顯著影響上層300-400米的海流，這部分海流的獲取方法是目前研究中的難點。針對這一難點，“海境·渦流大模型”應運而生。它是一款端到端的海洋三維流場智能重構大模型，創(chuàng)新性地利用海表高分辨率衛(wèi)星遙感數(shù)據，通過智能映射技術，實現(xiàn)對海洋三維全流場的快速現(xiàn)報。“海境·渦流大模型”包含兩套流場重構方案：①利用海表衛(wèi)星數(shù)據結合SwinUnet模型直接重構次表層三維全流場；②利用海表衛(wèi)星和三維溫鹽數(shù)據結合創(chuàng)新開發(fā)的SpadeUp模型重構次表層三維全流場。方案一能夠有效重構上層350米的海表全流，方案二在有三維溫鹽輸入的情況下能夠進一步提高混合層之下（到550米）全流場的重構精度。研究團隊表示，未來將繼續(xù)深化海洋動力學與人工智能方法的融合，拓展模型重構深度至上層2000米，并擴展至全球范圍，同時增強現(xiàn)報模塊功能，為海洋環(huán)境保障應用和海洋動力學研究提供數(shù)據支撐。

2025-09-22

南海海洋所?|?研究團隊在利用漂流浮標觀測推斷海洋亞中尺度能譜研究方面取得新進展

近日，中國科學院南海海洋研究所熱帶海洋環(huán)境與島礁生態(tài)全國重點實驗室海洋環(huán)境模擬與應用技術研究團隊在亞中尺度能譜研究方上取得新進展，相關研究成果以“Inferring submesoscale energy spectra in the Gulf of Mexico from surface drifters”為題，發(fā)表在物理海洋國際著名期刊Journal of Physical Oceanography上。該研究成果第一作者為南海海洋所副研究員錢鈺坤，南海海洋所研究員彭世球與挪威奧斯陸大學地球科學系教授Joseph LaCasce為論文共同通訊作者。海洋動能波數(shù)譜是表征海洋湍流和開發(fā)模型參數(shù)化方案的核心科學問題。衛(wèi)星高度計和船載聲學多普勒流速剖面儀（ADCP）的觀測分辨率有限（通常僅達10公里），難以有效捕捉過渡尺度（~幾公里）及以下的亞中尺度動力過程。當前基于GPS追蹤的海表漂流浮標能提供空間分辨率高達10米、時間分辨率達5分鐘的海表流速數(shù)據，為研究亞中尺度能量譜提供了新的途徑。通過分析漂流器對的相對擴散，可以間接推斷動能能譜的斜率，但此前基于時間統(tǒng)計診斷量和基于距離統(tǒng)計診斷量的方法常存在不一致性，導致診斷結果具有較大不確定性。該研究利用2012年夏季GLAD和2016年冬季LASER外場試驗中在墨西哥灣北部釋放的超過一千個GPS海表漂流浮標軌跡數(shù)據，綜合運用了相對擴散、峰度、相對擴散率等多種時間統(tǒng)計量，以及二階速度結構函數(shù)、有限尺度李雅普諾夫指數(shù)（FSLE）、其改進版有限振幅增長率（FAGR）和最新提出的累積逆分離時間（CIST）等分離統(tǒng)計量，系統(tǒng)分析了漂流浮標對的相對擴散行為。研究發(fā)現(xiàn)，從約100米至數(shù)公里尺度，動能能譜呈現(xiàn)K-2的依賴關系。能譜結構存在明顯的季節(jié)性差異：在冬季，K-2譜段可延伸至變形半徑（~50公里）；而在夏季，在5-50公里尺度范圍內存在更陡的K-3譜段（與大氣上對流層能譜類似），其下（100米至5公里）仍為K-2譜。在100米以下尺度，分離統(tǒng)計量支持更淺的K-5/3（Richardson）能譜。研究還發(fā)現(xiàn)，在最初幾天或最小尺度（<1公里）上，“偶遇對”（chance pair）的擴散顯著快于“原始對”（original pair），這與初始距離與相對速度的記憶相關性有關，表明亞中尺度擴散研究需使用無偏的粒子對或三聯(lián)體投放策略進行更優(yōu)化的觀測。此外，研究證明CIST和FAGR在分析亞中尺度擴散方面比傳統(tǒng)的FSLE更具優(yōu)勢。圖1?基于漂流浮標觀測數(shù)據推斷的海洋動能譜特征。該研究成功利用海表漂流浮標揭示了此前難以直接觀測的亞中尺度能譜特征，為理解海洋亞中尺度動力過程、能量串級及其季節(jié)性變化提供了重要的觀測依據，對改進高分辨率海洋模式參數(shù)化方案具有重要意義。該研究由國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學基金項目和廣東省自然科學基金項目聯(lián)合資助。論文信息：Qian,Y.-K.,J. H. LaCasce,and S. Peng,2025: Inferring submesoscale energy spectra in the Gulf of Mexico from surface drifters. Journal of Physical Oceanography,55,1475–1491. https://doi.org/10.1175/JPO-D-24-0220.1論文鏈接：https://journals.ametsoc.org/view/journals/phoc/55/9/JPO-D-24-0258.1.xml

2025-09-23

華南植物園揭示綠地暴露在城市密度與心理健康關系中的中介效應與調節(jié)效應

心理健康已成為全球性重大挑戰(zhàn)，占全球威脅生命疾病總數(shù)的32%，并且世界衛(wèi)生組織研究表明COVID-19大流行導致全球焦慮癥和抑郁癥患病率上升25%。尤其是城市地區(qū)的居民心理健康面臨更大風險，通常與城市復雜環(huán)境多因素密切關聯(lián)，例如環(huán)境污染、孤獨感、壓力以及城市綠色空間的匱乏等。心理健康通常會受到個體特征、社會關系和社會經濟地位等多維因素的影響，因此建成區(qū)環(huán)境對居民心理健康的影響日益受到關注。城市密度作為建成區(qū)環(huán)境的核心要素，目前其對心理健康的影響仍存在爭議，主要由兩方面可能原因導致，一是以往研究往往忽略了兩者關聯(lián)的具體路徑與交互作用，二是影響機制會因當?shù)乇尘安煌嬖诓町悺３鞘械拿芗_發(fā)可能后果是導致綠色空間減少，對心理健康造成不利影響，但相反，高密度城市又會伴隨帶來高效的交通系統(tǒng)和適宜步行的有利環(huán)境。然而，總體來講，城市密度、城市綠色空間暴露以及心理健康三者之間的復雜關系仍未形成一個統(tǒng)一的關聯(lián)框架。理解其關系有助于增強我們對于高密度城市開發(fā)如何影響心理健康的認知，并為城市綠地規(guī)劃提供更科學的決策依據。鑒于此，本研究以高密度發(fā)展為特征的典型快速城市化地區(qū)為例，基于對824位受訪者的問卷調查，通過系統(tǒng)剖析城市綠色空間暴露的雙重作用，拓展和填補了現(xiàn)有研究的關鍵缺陷：城市綠色空間訪問頻次在“城市密度─心理健康”關聯(lián)中起中介變量作用，而城市綠色空間可用性則起調節(jié)變量作用。研究結果表明：（1）城市密度的影響具有情境依賴性：其對三項心理健康指標（抑郁程度、生活滿意度、價值感）的影響取決于城市綠色空間的可用性水平；（2）訪問社區(qū)花園、市政公園和濱水公共綠地能顯著降低抑郁風險、提升生活滿意度和增強價值感。社區(qū)花園與市政公園的互動訪問與三項心理健康指標的改善均呈正相關，而城市公共綠色空間訪問頻次對于心理健康的積極影響超過了城市綠色空間可用性及城市密度的作用；（3）最重要的，我們揭示了一個內在關鍵雙重機制：訪問城市綠色空間可以充分緩解高密度建設對于心理健康產生的負面影響，而城市綠色空間的可用性則對這種關系起到調節(jié)作用，可以減輕高城市密度帶來的負面影響。上述發(fā)現(xiàn)對于城市綠色空間規(guī)劃的優(yōu)化提供了新穎實證依據：提升綠地可用性及其訪問頻次可降低高城市密度對心理健康的負面影響，并且應該優(yōu)先發(fā)展社區(qū)花園與市政公園，因其對三項心理健康指標均產生顯著的積極作用。研究成果以“Greenspace exposure and its dual role as mediator and moderator in the relationship between urban density and mental health”為題，近期發(fā)表在國際景觀生態(tài)學及城市規(guī)劃領域頂級期刊Landscape and Urban Planning（《景觀與城市規(guī)劃》）（IF=9.2）上。中國科學院華南植物園副研究員劉紅曉為該文第一作者，中國人民大學生態(tài)環(huán)境學院孫曉副教授和中國科學院華南植物園任海研究員為共同通訊作者。文章鏈接：https://doi.org/10.1016/j.landurbplan.2025.105497

2025-09-23

亞熱帶所?|?喀斯特白云巖坡地土壤厚度估算研究取得新進展

近日，中國科學院亞熱帶農業(yè)生態(tài)研究所王克林研究員團隊聯(lián)合成都山地災害與環(huán)境研究所等單位，在廣西環(huán)江喀斯特生態(tài)系統(tǒng)觀測研究站開展的利用地面伽馬輻射劑量率估算喀斯特白云巖坡地土壤厚度研究取得進展，相關成果發(fā)表在土壤與地貌學國際期刊Catena。近日，中國科學院亞熱帶農業(yè)生態(tài)研究所王克林研究員團隊聯(lián)合成都山地災害與環(huán)境研究所等單位，在廣西環(huán)江喀斯特生態(tài)系統(tǒng)觀測研究站開展的“利用地面伽馬輻射劑量率估算喀斯特白云巖坡地土壤厚度”研究取得進展，相關成果發(fā)表在土壤與地貌學國際期刊Catena。喀斯特地區(qū)土壤淺薄且空間分布高度不均，是限制植被恢復與生態(tài)工程選址的關鍵因素。傳統(tǒng)的探針法與電阻率法受巖性干擾較大，難以準確估算“生態(tài)有效土層厚度”。該研究基于喀斯特區(qū)“巖體放射性低、土壤放射性高”的特征，首次建立了“土壤厚度-伽馬輻射劑量率”冪函數(shù)關系模型（R2=0.99）（圖1），提出一種簡便、非破壞性的新方法用于快速估算淺層土壤厚度。研究通過在白云巖裸露坡面上構建標準土壤填充試驗箱，分層測量不同厚度下的γ劑量率，驗證了伽馬值對0–35 cm范圍內土壤厚度的高敏感性。在實際坡面測試中，草地樣地平均估算厚度僅0.47 cm，灌叢樣地為11.22 cm，結果與前期大型剖面調查高度吻合，且較鋼釬法更接近“生態(tài)有效厚度”（圖2）。研究指出，該方法特別適用于評估石漠化區(qū)植被恢復潛力和劃定適宜造林區(qū)域。該成果為喀斯特地區(qū)土壤資源普查、生態(tài)恢復模式優(yōu)化和石漠化治理分區(qū)提供了技術支撐，未來可與遙感影像、地電成像等手段融合，開展更大尺度的土壤空間分布制圖。圖1. 伽馬輻射劑量率與土壤厚度的關系圖2. 伽馬射線土壤厚度估算法與鋼釬法的對比論文鏈接

2025-09-23

南海海洋所?|?火山型被動陸緣地殼裂解機制獲揭示

近日，中國科學院南海海洋研究所邊緣海與大洋地質實驗室（OMG）趙明輝研究員團隊與徐敏研究員團隊聯(lián)合浙江大學及法國西布列塔尼大學，在火山型被動陸緣地殼結構形成機制方面取得突破性進展。相關成果在線發(fā)表在國際地學頂級期刊《地球和行星科學快報》（Earth and Planetary Science Letters）上。論文第一作者為浙江大學研究員楊海斌，通訊作者為南海海洋所副研究員關慧心，合作者包括西布列塔尼大學教授Laurent Geoffroy、浙江大學教授陳漢林、南海海洋所研究員趙明輝和研究員徐敏。被動陸緣是大陸裂解過程中形成的重要地質單元，其中火山型被動陸緣以巨量巖漿活動和標志性的向海傾斜反射層（Seaward-Dipping Reflectors,SDRs）著稱。然而，SDRs究竟受“構造伸展”還是“火山載荷”主導，學界已爭論十余年。本研究創(chuàng)新性引入高分辨率二維熱-力學數(shù)值模擬，系統(tǒng)評估裂谷盆地內不同密度充填物對斷層樣式及地殼結構的控制作用。模擬結果顯示：當裂谷內充填高密度玄武質巖漿（密度較上地殼高100–200 kg/m3）時，地表載荷差異誘發(fā)向陸傾斜的斷層系，最終塑造典型的SDRs；若充填低密度沉積物，則易形成對稱共軛斷層系，常見于非火山型被動陸緣結構。這一發(fā)現(xiàn)首次將“地表載荷物理性質”與“構造伸展”并列為大陸裂解形態(tài)的雙重主控因素，突破了傳統(tǒng)單因素端元模型的局限，為長期學術爭端提供了統(tǒng)一解釋框架。該研究不僅深化了對火山型被動陸緣形成機制的認識，也為南海、大西洋等典型張裂陸緣的深部結構解析提供了關鍵理論依據，對油氣遠景評價、巖漿活動誘發(fā)地質災害評估等具有重要應用價值。研究得到國家自然科學基金項目資助。論文信息：Yang,H.,Guan,H.*,Geoffroy,L.,Chen,H.,Zhao,M.,Xu,M. (2025). Syn-rift margin architecture influenced by surficial loads.?Earth and Planetary Science Letters,671: 119637,doi: 10.1016/j.epsl.2025.119637.文章鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0012821X25004352?dgcid圖1?SDRs的兩種形成模型：a）構造模型；b）載荷模型（修改自 Geoffroy,2005 和 Buck,2017）。圖2?模擬結果表明：a）當表層堆積物密度較低（2500 kg/m3）時，易形成對稱式共軛斷層；b）而當堆積巖漿密度較高（2900 kg/m3）時，則會在其底部發(fā)育向陸傾斜的斷層，進而形成向海傾斜的反射層（SDRs）。

2025-09-22

南海海洋所?|?研究揭示熱帶大型河流有機碳埋藏關鍵機制

近日，中國科學院南海海洋研究所邊緣海與大洋地質實驗室劉建國研究員團隊在熱帶大型河流系統(tǒng)有機碳（OC）儲存與穩(wěn)定性調控機制研究方面取得重要進展。該研究系統(tǒng)揭示了風化過程及礦物組成（尤其是鐵氧化物和鋁質黏土）對有機碳動態(tài)的關鍵控制作用，相關發(fā)表于國際知名地學期刊《CATENA》。該研究成果共同第一作者為國際博士后Md Hafijur Rahaman Khan（中文名：蘇曼）與中國海洋大學博士譚龍，南海海洋所研究員劉建國、副研究員黃云為共同通訊作者。其他作者包括南海海洋所博士Ananna Rahman、自然資源部第一海洋研究所研究員劉升發(fā)、南海海洋所研究員陳忠。河流與海洋沉積物中的有機碳埋藏是全球碳循環(huán)的核心環(huán)節(jié)之一，對調節(jié)地球氣候平衡具有深遠影響。盡管熱帶河流流域面積僅占全球陸地有限部分，但其輸送的沉積物和有機質總量卻占全球重要比例，其中有機碳的埋藏效率與穩(wěn)定性一直是學界關注的焦點。然而在高溫高濕、化學風化強烈的熱帶地區(qū)，有機碳在搬運與沉積過程中保存與分解的具體礦物學機制尚不明確。研究團隊以恒河–布拉馬普特拉河（G–B）這一全球規(guī)模最大、輸沙量最豐富的熱帶河流系統(tǒng)為研究對象，通過對流域沉積物開展系統(tǒng)的地球化學與礦物學分析，研究發(fā)現(xiàn)：化學風化促進了鋁質黏土（如高嶺石）的形成，這些礦物通過吸附和微環(huán)境保護機制，有效穩(wěn)定有機碳；鐵氧化物能夠與有機碳形成強烈的有機–礦物結合及表面涂層，減少微生物降解，從而提高有機質的長期保存率；相比之下，在潮濕的熱帶環(huán)境中，部分高反應性礦物相可能會加速有機碳在搬運和沉積過程中的分解與流失。研究表明，風化產物與有機質之間的相互作用是決定熱帶河流系統(tǒng)中有機碳埋藏效率的關鍵因素。該成果不僅深化了人們對源–匯過程和有機碳–礦物相互作用機制的理解，還為預測熱帶河流在未來氣候變化中的響應及其對全球碳循環(huán)的反饋提供了重要科學依據。研究工作得到了國家自然科學基金和中國科學院-TWAS院長獎學金計劃共同資助。圖1 恒河–布拉馬普特拉（G–B）流域示意圖，顯示土地利用/土地覆蓋（LULC）特征及現(xiàn)代沉積物采樣點分布。圖2 展示恒河–布拉馬普特拉各支流中有機質指標的輸運與演變特征，并通過圖示總結了有機碳來源、輸運機制以及礦物結合有機碳在儲存和穩(wěn)定過程中的作用。文章信息：Khan MHR1,Tan L1,Liu J.*,Rahman A,Huang Y*,Liu S,Chen Z,2025. The impact of weathering,iron oxides,and aluminous clays on organic carbon storage and stability in an extensive tropical river system. CATENA 258,109250.文章鏈接： https://doi.org/10.1016/j.catena.2025.109250

2025-09-12

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