科研进展--中国科学院广州分院

华南植物园重建菊科风毛菊属新的属下分类系统

风毛菊属（Saussurea DC.）是菊科中进化较快的大属之一，包含约520个物种，广布北半球的高山亚高山地带。该属植物形态多样且生境复杂。然而，由于其复杂的进化历史，至今仍缺乏一个能反映其真实进化关系的由分子系统学和形态学等多方面证据支持的属下分类系统。中国科学院华南植物园植物多样性与系统分类课题组长期聚焦风毛菊属的系统、进化和分类学研究，近期基于杂交捕获所得的核基因数据、形态学数据和其他证据，重新构建了风毛菊属的属下分类系统。此研究基于核基因数据和叶绿体基因数据分别构建了系统发育树，展示了基于核基因数据所构建的系统发育树更适合构建风毛菊属的属下分类系统，选取了5个性状作为4个支系的鉴别特征，最后将风毛菊属划分为4亚属，13组。相关成果已近期在线发表在国际学术期刊Plant Diversity（《植物多样性》）上。华南植物园助理研究员徐连升为论文第一作者，陈又生研究员为论文通讯作者。该研究得到国家自然科学基金和广州市科技计划项目的支持。文章链接：https://doi.org/10.1016/j.pld.2024.10.003图1.风毛菊属的多样性图2.风毛菊属的属下系统修订

2024-10-31

叶面喷施锌硒降低水稻镉转运机制研究取得新进展

中国科学院亚热带农业生态研究所黄道友研究员团队许超副研究员依托中国科学院长沙农业环境观测试验站北山分站，通过田间试验，研究了叶面喷施锌、硒及其混合溶液在籽粒Cd积累过程中对叶片亚细胞分布、叶片抗氧化酶活性和转录调控的影响。水稻镉污染引起了广泛的关注。叶面喷施技术可以缓解水稻中的镉污染。当前对喷施单一调理剂已经有了广泛的研究，但对复合调理剂的应用及降镉机制仍缺乏、有待进一步的探究。中国科学院亚热带农业生态研究所黄道友研究员团队许超副研究员依托中国科学院长沙农业环境观测试验站北山分站，通过田间试验，研究了叶面喷施锌、硒及其混合溶液在籽粒Cd积累过程中对叶片亚细胞分布、叶片抗氧化酶活性和转录调控的影响。研究发现叶面喷施锌和锌/硒混合溶液提高细胞壁中果胶与Cd的结合效率，增强Cd在旗叶中的固定能力，从而降低水稻籽粒Cd含量。此外，旗叶抗氧化酶活性的增加进一步缓解了Cd对水稻的毒性作用，锌和锌/硒混合溶液上调金属结合蛋白和抗氧化酶相关基因，下调金属转运基因。该研究系统地阐明了叶面喷施锌/硒通过调控基因表达和生理功能来缓解水稻镉毒的机制，为降低水稻籽粒镉的积累、确保粮食的安全生产提供了理论依据。该项研究近期以题为Foliar application of zinc and selenium regulates cell wall fixation,physiological and gene expression to reduce cadmium accumulation in rice grains发表在环境领域一区top期刊Journal of Hazardous Materials上。该研究得到了国家重点研发（研发）项目，国家自然科学基金项目，湖南省科技项目等项目的共同资助。论文链接叶面喷施锌/硒调控细胞壁固定、生理和基因表达，缓解水稻镉胁迫机制

2024-10-30

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

10月25日，湖南省重大科技攻关揭榜挂帅制项目洞庭湖总磷污染防治关键技术研究与示范项目启动会在中国科学院亚热带农业生态研究所举行。10月25日，湖南省重大科技攻关“揭榜挂帅”制项目“洞庭湖总磷污染防治关键技术研究与示范”项目启动会在中国科学院亚热带农业生态研究所举行。项目咨询专家组由亚热带生态所吴金水研究员、北京大学周丰教授、湖南农业大学罗琳教授、湖南省环境保护科学研究院院长罗岳平组成。湖南省科学技术厅主管处室、项目牵头单位有关领导，大通湖管理委员会副区长曾勇、华容县农业农村局局长黎志良、桃源县农业农村局主任李华、课题负责人及项目参与单位代表等60多人出席会议。启动会上，湖南省科技厅副处长谭浩宣读了项目立项文件，亚热带生态所党委书记谭支良宣布了 “两组一委” 组成成员名单并介绍相关成员，项目负责人谢永宏研究员汇报了实施方案，专家组对项目实施方案进行讨论并作点评。经论证，专家组一致同意通过该项目实施方案。会上，各地方政府和企业主管领导表示，将对项目的实施大力支持并积极配合。该项目将通过新技术攻关、实验验证和集成示范，在畜禽养殖、水产养殖、农田种植、生活污水四个主要磷污染源头防控关键技术方面取得创新突破，为洞庭湖区总磷污染防治提供综合解决方案与管理对策，对于洞庭湖水环境生态保护、湖区农业面源污染防控及农村生活环境改善等具有重要的现实意义。会议现场

2024-10-27

广州能源研究所在海上风电制氢路线经济性分析方面取得新进展

近日，中国科学院广州能源研究所能源战略与碳资产研究中心蔡国田研究员团队在海上风电制氢路线经济性分析研究中取得新进展。近日，中国科学院广州能源研究所能源战略与碳资产研究中心蔡国田研究员团队在海上风电制氢路线经济性分析研究中取得新进展。海上风电作为电力系统未来发展的关键技术之一，面临着风能波动性和高成本等挑战。将其与制氢技术相结合，不仅可以有效缓解电力消纳问题，还能提供绿色能源。该研究聚焦海上风电制氢经济性分析，首次尝试建立多条海上风电-制氢-化学品耦合路线（图1），旨在探索海上风力制氢产业链的经济可行性，并从经济角度分析氢气运输方式的影响和利用氢气生产下游产品的经济可行性。研究工作探讨了如何利用不同的政策和方法降低成本，为大规模发展海上氢能路线提供了重要的参考，为今后构建氢能供应体系提供了新思路。图1 海上风能-氢能-化学品关系的分析框架该研究讨论的8条海上风电-氢能-化学品耦合路线如图2所示。路线0（附加路线）和路线1比较了是否考虑波浪能发电，通过质子交换膜（PEM）电解槽制氢、管道输氢，最后用于合成甲醇；路线2和路线3比较了海上风电分别用于PEM电解槽和碱性电解槽的制氢方法，通过管道输送氢气，最后用于合成氨；路线4和路线5比较了海上风电采用PEM电解槽制氢，分别采用管道输氢气和船舶运输液氢，最后用于加氢站；路线1、路线2、路线4、路线6和路线7比较了氢气的不同的利用方式，海上风电采用PEM电解槽制氢、管道输氢，最后两条路线分布用于还原多晶硅和天然气掺氢。图2海上风电-氢能-化学品耦合的不同路线研究表明，在六种财务情景下，同时考虑增值税和所得税可使总成本约下降6.95%，而考虑融资条件会使总成本增加了5.9%。海上发电技术成本约占总成本的21.1%-39.1%，同时风电价格是下游制氢产业链关键影响因素。因此，风电成本的优化是降低下游制氢成本的关键，而高的初始投资成本和融资比率是主要影响因素。通过比较不同路线的总成本，发现最具成本效益的利用方式是加氢站，其次是生产合成氨和甲醇。同时发现绿氢气价格每下降1元/kg，绿色甲醇、绿色合成氨和绿色多晶硅平准化成本分别下降214元/t、189元/t和3.43元/kg。为使绿色产品价格达到当前传统路线的水平，在只考虑绿氢价格变化时，则需将输送到陆上的绿氢价格分别降低到8.65元/kg、14.71元/kg、1.14元/kg。研究发现绿色合成氨是目前最有可能先实现，其次为绿色甲醇，而绿色多晶硅则较难实现。图3 在情景1下不同路线总成本的比较该研究成果为海上风能-氢能-化工品路线的比较及不确定性分析提供了重要依据，有望帮助缓解海上风电发展与顺利消纳之间的矛盾，为行业参与者提供优化方案，推动绿色氢能的应用和普及。研究得到广东省重点领域研发计划项目、国家重点研发计划、中国科学院战略性先导科技专项等项目资助。相关研究成果以Enriching wind power utility through offshore wind-hydrogen-chemicals nexus: Feasible routes and their economic performance为题，发表于Journal of Cleaner Production期刊。原文链接https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0959652624031810

2024-10-28

广州地化所张周等-Geology: 基于界面成像方法揭示长白山火山区下方穿岩石圈的岩浆系统

长白山天池火山是我国规模最大、灾害性喷发风险最高的活火山之一。地震活动性数据显示，长白山天池火山在2002年至2005年间经历了一次火山扰动事件，而在2020年底至2021年初又发生了火山震群事件，表明其仍具有极高的潜在喷发危险。火山的喷发不仅与地壳内部岩浆囊的结构和状态直接相关，还与岩石圈和软流圈地幔岩浆的持续供给密切相关，这两者共同构成了火山区的岩浆系统。通过对岩石圈厚度和速度结构的分析研究，可以揭示火山区岩浆系统的形态、结构及赋存状态，进而探讨火山的深部动力学机制。尽管前人对长白山火山区下方的速度结构进行了大量的研究，并发现60至80公里的范围内存在相对低速的区域，推测该区域可能对应于岩石圈与软流圈的边界位置，但由于现有岩石圈厚度探测方法的限制，该区域的具体岩石圈厚度及岩浆系统仍难以评估。针对这一问题，中国科学院广州地球化学研究所的博士后张周与其合作导师邓阳凡研究员、徐义刚研究员及李鑫副研究员等，基于远震P波接收函数方法和团队新近发展的GC_SRF策略，从研究区内宽频带地震台站（图1）所记录的远震事件波形中提取了稳健的P波接收函数和S波接收函数。借助慢度叠加分析、时深转换和叠后深度偏移成像等流程，成功揭示了该地区的地壳厚度和岩石圈厚度（图2）。研究表明，远离长白山天池火山的区域地壳较薄（25至35公里），而靠近火山的区域则地壳较厚（40至45公里）。此外，长白山火山西侧的岩石圈普遍较厚（约70至90公里），而东侧相对较薄（约60公里）。莫霍面和岩石圈底界面的振幅在火山区下方均出现一定程度的弱化，弱化宽度分别为80公里和200公里。这些地震学响应特征与全球大型火山区（如美国黄石公园、新西兰陶波火山和印尼托巴火山）的岩浆系统具有显著的相似性，均表现出地壳增厚、莫霍面和岩石圈底界面振幅减弱的特征。综合研究结果显示，在太平洋板块持续俯冲的背景下，高温和含挥发份的地幔物质上涌导致了岩石圈的局部弱化和地幔熔融，从而形成了长白山火山下方穿岩石圈地幔的岩浆系统；岩浆向上迁移，在地壳内部形成不同深度的岩浆囊；岩浆在地壳浅部的堆积与运移则进一步引发了不同程度的岩浆活动和火山地震事件（图3）。通过对比，本研究认为长白山火山区穿岩石圈的岩浆系统与全球大型火山区的地震学特征表现出显著的相似性，这一认识为理解大型火山的岩浆起源与演化提供了新的视角，同时也为评估长白山天池火山的潜在喷发风险提供了科学依据。受限于本研究所选台站覆盖程度的局限，未来更密集的台阵布设和观测将为进一步揭示长白山天池火山的复杂岩石圈结构及深部动力学过程提供更精细的研究资料，并为火山灾害的预警和管理提供有力的支持和保障。该成果发表在国际知名SCI期刊Geology上。本研究得到国家重点研发项目(2022YFF0801003)，国家自然科学基金项目 (42322401)，吉林长白山火山国家野外科学观测研究站开放课题(NORSCBS22-01)和国家资助博士后项目(GZC20232679)等资助。论文信息：Zhang,Z. (张周);Deng,Y.* (邓阳凡);Xu,Y-G. (徐义刚);Li,X. (李鑫) (2024),A translithospheric magmatic system revealed beneath Changbaishan volcano. Geology,52 (10):742-746.,https://doi.org/10.1130/G52242.1.图1 (a) 长白山火山及其邻近地区的地形。红色等值线表示俯冲的太平洋板块深度。(b) 地震台站分布。远震P波在32公里处和远震S波在83公里处的穿透点分别用红点和蓝点表示。CBV，长白山火山；LGV，龙岗火山。图2 (a-b)慢度叠加和时间-深度转换得到的地壳厚度和岩石圈厚度。(c-d)沿 AA'剖面的P波接收函数和S波接收函数叠后深度偏移成像，成像时考虑了不同的频率范围，其中P波为 0.03-1 Hz，S波为 0.03-0.5 Hz。白色圆点为莫霍面转换震相，白色十字代表岩石圈底界面转换震相。图3 长白山火山区穿岩石圈的岩浆系统示意图。高温的软流圈物质上涌导致岩石圈底界面（LAB）和莫霍面(Moho)发生不同程度弱化，底侵下地壳并形成地壳内部不同尺度的岩浆囊，岩浆在浅部地壳的堆积和运移则进一步引发了不同程度的岩浆活动和火山地震事件。

2024-10-27

华南植物园在土壤微生物固氮机理研究获新进展

生物固氮是陆地生态系统重要的氮源。过去很多研究认为生物固氮速率受到氮添加的抑制，但是越来越多的研究发现氮输入对森林土壤微生物固氮的影响并不总是负面的，而富氮环境下微生物固氮的驱动机制仍然不清楚。研究表明，微生物固氮是典型的耗能反应，土壤活性有机碳可能是固氮菌潜在的能量来源，因此深入探索不同来源的碳输入如何影响氮添加对土壤微生物固氮的影响将有助于理解土壤固氮的驱动机理。中国科学院华南植物园生态系统管理研究组依托广东省鼎湖山、石门台和河南省鸡公山等多个森林氮添加试验平台，对比森林土壤固氮菌群落对短期低氮和长期高氮处理的响应（图1），发现不同氮处理方式降低了固氮速率，但仅有短期低氮处理降低了固氮菌群落丰度指数 (ACE和Chao1)。在OTU水平上，nifH基因序列在对照与短期低氮处理之间重叠率为67.1-74.4%，而对照与长期高氮处理之间重叠率仅为52.0-53.6%，这表明长期高氮处理使固氮菌群落组成发生了更大变化。进一步发现，短期低氮处理通过增加土壤NH4+从而抑制了固氮菌丰度、多样性和固氮率，长期高氮处理虽然也增加了土壤NH4+，但对固氮菌群落结构和功能没有产生负效应。这些结果表明，在长期高氮富集环境下，土壤固氮菌可以通过调整群落组成从而在一定程度上维持生物固氮。为了进一步理解高氮富集环境下土壤维持固氮的驱动机制，研究团队依托广东省鹤山森林长期氮添加试验平台，采集了长期施加氮处理的土壤进行室内碳源添加模拟实验（图2），对比了植物和微生物源可利用碳（植物源碳-木聚糖；微生物源碳-甘露糖；两者的共同碳源-葡萄糖）对土壤微生物固氮的影响和机制。研究发现，植物源和微生物源碳的添加均显著提高了土壤固氮酶活性（13-28%），但微生物源碳的促进作用更强烈。长期施氮环境下，碳输入比氮输入对土壤微生物固氮速率的影响更大，而且土壤氮含量较高的豆科森林土壤固氮酶活性对碳添加的响应速度比非豆科森林更快。碳输入提供能量是驱动土壤微生物固氮的直接原因。同时该研究估算，当土壤中有机碳的输入（比如，通过地上植物或者土壤微生物）增加5%，土壤微生物的固氮量可能增加2.2-3.9 Tg N yr-1。相关结果分别以“Soil diazotrophs sustain nitrogen fixation under high nitrogen enrichment via adjustment of community composition”和“Plant and microbial carbon are important drivers of free-living nitrogen fixation in tropical forest soils: A new discovery of carbon-driven nitrogen input”为题发表在微生物学会期刊mSystems（《微生物系统》）和地球物理学会期刊Geophysical Research Letters（《地球物理研究通讯》）上。中国科学院华南植物园博士研究生许美晨为上述论文的第一/第二作者，郑棉海副研究员为两篇论文的通讯作者。相关研究得到广东省基础与应用基础研究基金，国家重点研发-青年科学家项目、中国科学院青年创新促进会项目等资助。论文链接：https://journals.asm.org/doi/10.1128/msystems.00547-24 https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1029/2024GL111238 图1. 短期低氮和长期高氮处理对森林土壤固氮菌群落的影响机制图2. 氮添加环境下碳源输入对森林土壤微生物固氮的驱动机制

2024-10-27

华南植物园发表鼠尾草属新种——泰宁鼠尾草

鼠尾草属是唇形科中最大的属，全球约有1000种，广泛分布于中美洲、南美洲、西亚和东亚。我国鼠尾草属物种多样性很高，其中大多数是特有种。早期对鼠尾草属的分类修订主要基于形态证据，导致一些新物种被忽略。分子证据的应用和实地调查的加强为了解这一复杂群体提供了新视角。一些被忽略的鼠尾草属物种，如张家界鼠尾草（Salvia daiguii,图1）和光叶鼠尾草（Salvia glabrifolia,图2）相继得以发现、描述和命名。图1：张家界鼠尾草图版（图片来源于原始文献）图2：光叶鼠尾草图版（张梦华提供） 2022年，福建省建宁县植物专家高元龙在泰宁县状元岩考察时发现了一种叶片革质且叶脉金黄的鼠尾草，并引种在庭院栽培观察，认为可能是一个新物种。2024年5月，中国科学院华南植物园引种保育团队科研人员与高元龙前往其栖息地考察，并对其种群和个体形态特征进行观测。同时，科研人员采集标本和DNA分子材料，并引种活体材料在华南植物园进行栽培保育。通过查阅本属植物模式标本和原始文献，结合形态和分子证据，确认其为新物种，并以发现地福建泰宁将其命名为泰宁鼠尾草（Salvia tainingensis,图3 & 4）。除模式产地外，该种在南平邵武县将石省级自然保护区也有分布（图5）。泰宁鼠尾草之前一直被鉴定为地埂鼠尾草（Salvia scapiformis,图5 & 6）。事实上，泰宁鼠尾草与光叶鼠尾草和张家界鼠尾草在形态上更为相似。泰宁鼠尾草叶片薄革质、基部近圆形或楔形、叶正面密被易脱落长柔毛、上唇外面密被长柔毛，可与三者进行区分。泰宁鼠尾草性状独特、观赏价值高，具有一定的园林应用潜力。图3：泰宁鼠尾草图版图4：泰宁鼠尾草模式标本图5：被定为地埂鼠尾草的泰宁鼠尾草（图片来源于PPBC，陈新艳摄）图6：地埂鼠尾草图版（张代贵提供）相关研究已近日在线发表在国际学术期刊Phytotaxa上。华南植物园谢丹工程师为论文第一作者，宁祖林高级工程师为论文通讯作者，董书鹏、高元龙以及吉首大学张梦华和张代贵参加了相关工作。文章链接：https://phytotaxa.mapress.com/pt/article/view/phytotaxa.669.2.7

2024-10-27

“南海岛礁波风光储一体化能源保障系统”中国科学院C类先导专项启动会在广州召开

10月21日，中国科学院关键核心技术攻坚先导专项“南海岛礁波风光储一体化能源保障系统”启动会在广州能源所召开。中国科学院重大科技任务局材料能源处长何京东、海洋技术处长沈刚、项目管理中心段维新，珠海万山海洋开发试验区副主任令狐克星，广东电网有限责任公司电科院副总工梁晓兵，中国科学院广州分院副院长孙龙涛，广州能源所所长/专项行政指挥线负责人吕建成、副所长黄宏宇、专项技术指挥线负责人盛松伟及专项骨干成员等60余人参加会议。会议特邀中国工程院陈勇院士、饶宏院士，海军李决龙将军，监理专家秦伟研究员、王海峰研究员等8位专家与会指导。何京东主持会议。10月21日，中国科学院关键核心技术攻坚先导专项“南海岛礁波风光储一体化能源保障系统”启动会在广州能源所召开。中国科学院重大科技任务局材料能源处长何京东、海洋技术处长沈刚、项目管理中心段维新，珠海万山海洋开发试验区副主任令狐克星，广东电网有限责任公司电科院副总工梁晓兵，中国科学院广州分院副院长孙龙涛，广州能源所所长/专项行政指挥线负责人吕建成、副所长黄宏宇、专项技术指挥线负责人盛松伟及专项骨干成员等60余人参加会议。会议特邀中国工程院陈勇院士、饶宏院士，海军李决龙将军，监理专家秦伟研究员、王海峰研究员等8位专家与会指导。何京东主持会议。吕建成对各位领导及专家给予的支持表示衷心的感谢。他强调，专项将进一步凝聚创新合力，转变科研组织模式，积极抢占科技制高点；并希望各单位增强使命感，紧盯海上能源安全高效利用技术难题，加速推进技术研发与示范工程建设，推动重大科研成果产出，提升我国在相关领域的核心竞争力。孙龙涛在致辞中表示，希望广州能源所借此先导专项契机，在前期扎实工作基础上，进一步强化优势学科融合，致力于解决海上能源安全高效利用难题，为解决国家重大需求做出新的更大的贡献。会上，何京东宣读了专项立项文件。专项成立了以饶宏为组长的咨询专家组，以秦伟为组长的监理组。段维新介绍了先导专项监理工作，表示专项要充分发挥“两总”作用，进一步强化专项内部沟通与协作，以确保专项按计划高质量推进。专项技术指挥线负责人盛松伟详细汇报了专项立项背景、实施方案、工作计划和进展等内容。与会专家对专项实施方案给予了充分肯定，并围绕关键科学问题凝练、研究目标聚焦、技术难点突破、项目间协调配合、指标考核方式、多学科耦合以及专项预期成果应用等方面提出了富有建设性的意见和建议。专家组希望专项进一步明确需解决的重大问题、突破的关键技术，并加强五个项目之间的交流合作，共同推动标志性成果的产出。与会人员合影

2024-10-21

中国科学院2023年度乡村振兴项目进展暨2024年度定点帮扶项目实施方案论证会在环江召开

10月18日至20日，由中国科学院亚热带农业生态研究所牵头承担的2023年度中国科学院乡村振兴项目环江县农业高质量绿色发展模式及乡村振兴示范村创建进展暨2024年度定点帮扶项目环江农林产业与石漠化治理模式转型升级示范应用方案论证会在环江召开。10月18日至20日，由中国科学院亚热带农业生态研究所牵头承担的2023年度中国科学院乡村振兴项目“环江县农业高质量绿色发展模式及乡村振兴示范村创建”进展暨2024年度定点帮扶项目“环江农林产业与石漠化治理模式转型升级示范应用”方案论证会在环江召开。湖南农业大学王辉教授、欧立军教授，华中农业大学武松伟副教授、中国科学院地理科学与资源研究所戚伟副研究员等担任项目特邀专家。项目负责人何寻阳研究员、各课题负责人和项目骨干、项目参与人员等参加会议。会议上半程，项目负责人何寻阳围绕2023年度乡村振兴项目整体进展与考核指标完成情况等进行了汇报。随后，亚热带生态所何寻阳研究员、肖孔操副研究员、付智勇副研究员、肖峻副研究员、西双版纳热带植物园毛新雨助理工程师分别就课题进展、存在问题及解决措施、下一步工作计划等进行了汇报。专家组在听取项目及各课题进度汇报后，针对项目和课题的课题间衔接性、存在不足、后续工作规划等进行了质询和讨论。专家组认为，项目整体进展情况较好，符合任务书要求。他们还对加强技术示范应用落地等方面提出了宝贵建议，为项目组查漏补缺、做好后续工作提供了有效的支撑。会议下半程，项目负责人何寻阳介绍了2024年度定点帮扶项目背景及主要任务开展情况。随后，亚热带生态所付智勇副研究员、肖孔操副研究员、张浩研究员，昆明植物所刘伟副研究员、西双版纳热带植物园毛新雨助理工程师、华中农业大学胡承孝教授、西南大学宋震教授分别就课题实施方案进行了汇报。专家组仔细听取了项目及各课题实施方案汇报，并进行了热烈讨论。专家组认为，项目整体实施方案合理，建议进一步加强课题之间衔接，为保障项目顺利实施提供了科学参考。会议期间，专家组还对平治桑蚕产业示范基地、大麻村与文化村柑橘示范基地及向未来牧业有限公司进行了实地调研，对各个示范区的建设定位、设计规划、建设进展等情况进行了现场交流和指导。会议现场参会人员合影与会专家现场调研

2024-10-22

“挑战者”深渊环流动力学研究取得重要进展

近日，深海所海洋环流观测与数值模拟研究室联合中国海洋大学三亚研究院在Nature子刊《Nature Communications》在线发表了题为"Three-layer circulation in the world deepest hadal trench"的研究论文。该研究基于万米级深渊潜标观测阵列，首次发现“挑战者”深渊深层三层环流结构，并揭示环流结构的形成机制；该研究发现对研究深渊物质输运、沉积过程以及物种迁徙具有重要的参考意义。近日，深海所海洋环流观测与数值模拟研究室联合中国海洋大学三亚研究院在Nature子刊《Nature Communications》在线发表了题为"Three-layer circulation in the world deepest hadal trench"的研究论文。该研究基于万米级深渊潜标观测阵列，首次发现“挑战者”深渊深层三层环流结构，并揭示环流结构的形成机制；该研究发现对研究深渊物质输运、沉积过程以及物种迁徙具有重要的参考意义。江会常博士为论文第一作者，中国海洋大学肖鑫博士为共同第一作者，徐洪周研究员和中国海洋大学周春教授为共同通讯作者，中国海洋大学田纪伟教授为合作作者。 “挑战者”深渊是世界上最深的深渊海沟。来自南大洋的低层绕极深层水（LCDW）经由这一关键枢纽侵入雅浦海沟和菲律宾海盆（图1），从而对局地环境产生重要影响。由于极端深度环境下采样十分困难，目前仍不清楚“挑战者”深渊的LCDW输送和深层环流结构。为了探究上述科学问题，研究室联合中国海洋大学深渊研究团队在“挑战者”深渊布放了万米级潜标阵列进行长时间流速观测（图2上）。通过分析海流数据，研究发现“挑战者”深渊3600米以深存在三层环流结构，自上而下分别为西向流、气旋式环流以及反气旋式环流（图2下）。西向流在夏季转为东向，表明深海盆之间存在双向连通性，而气旋式环流和反气旋式环流则相对稳定。结合潜标观测、数值试验和前人发现的分析结果表明，该环流结构是由LCDW入侵、局地特殊地形以及底部强湍流混合共同作用而形成。其中，底部强湍流混合在驱动反气旋环流方面起到关键作用。万米级潜标观测阵列的布放和回收工作得到了中国海洋大学“东方红2号”和深海所“探索一号”科考船全体工作人员的大力支持和协助，数值试验的工作得到深海所公共技术中心提供的计算资源支持。该项研究受国家自然科学基金、国家重点研发计划、中国博士后科学基金和海南省科技人才创新项目等共同资助。论文信息：Jiang Huichang#,Xiao Xin#,Xu Hongzhou*,Zhou Chun*,Philip A. Vetter,Yu Liu,Long Tong,Chen Qi'an,Tian Jiwei. (2024). Three-Layer Circulation in the World Deepest Hadal Trench. Nature Communications,15(1),8949.原文链接：https://doi.org/10.1038/s41467-024-53370-7图1. “挑战者”深渊位置和潜标站位置、以及西太平洋深层环流示意图图2. 深渊潜标观测阵列（上）和环流动力结构示意图（下）

2024-10-22