生態系統

全球PM2.5污染治理要更多關注氨減排

浙江大學環境與資源學院谷保靜研究員聯合國際團隊，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（N-share）及其健康效應，并結合模型分析控制氮排放來減緩PM2.5污染健康效應的路徑和成本，發現全球PM2.5污染治理中氨氣減排比氮氧化物減排更有效。相關成果發表于Science。氮氧化物主要來自城市生產活動，氨則主要來自農業生產活動。如果通過推動種植業的規模化以促進優化施肥，估計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，可以在養殖場周邊配套農田，以便有機肥能直接使用于農田，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求是新聞網）

全球減排50%氮排放的成本收益（圖片來源于浙江大學求是新聞網）

衛星反演水體面積的新方法及其在黃河源的應用

中國科學院地理科學與資源研究所劉蘇峽、莫興國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的新方法，構建了從1986—2019年間不包含冰面的SWE連續年序列和從2001年1月—2019年12月間包含和不包含冰面的SWE連續月序列。相關成果發表于Science of the Total Environment。新算法的水體提取結果總體精度達98.3%，基于歷史水體頻率插補缺失水體的結果平均相對誤差小于10%。相比全球公開的Joint Research Centre（JRC）Global Surface Water（GSW）數據，采用新方法構建的SWE序列在水面薄冰去除和數據完整度方面表現更優。

荒漠蘚類植物對積雪量的生理敏感性研究

中國科學院新疆生態與地理研究所張元明研究員團隊通過模擬自然和65%增減雪，以及凍融循環頻次的變化，探討了齒肋赤蘚對積雪量的生理敏感性是否會隨著凍融循環次數的改變而改變。相關成果發表于Journal of Plant Physiology。冬、春季尤其是凍融季被認為是荒漠蘚類植物生長和固碳的關鍵期，全球氣候變暖及極端降水事件頻發使得荒漠冬季水熱環境發生顯著變化。研究表明，齒肋赤蘚對積雪的生理敏感性受到凍融循環次數的調控，凍融循環次數的減少減弱了齒肋赤蘚對積雪變化的生理敏感性。該研究為全面深入評估全球氣候變化下荒漠蘚類植物對極端環境的適應性機制提供理論依據。

長江流域持久性有毒污染物干流輸移研究

中國科學院南京地理與湖泊研究所趙中華等研究人員系統調查評估了長江干流宜昌至長江口岸線水域水體和沉積物中典型PTS污染物負荷的時空分布、來源特征、介質分配、生態和健康暴露風險等環境行為過程，初步揭示了上游壩區及水庫運行對中下游水環境多環芳烴PAHs污染輸移及蓄積的潛在影響。相關成果發表于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時空分布特征顯示水流輸移為主。

林木性狀無人機遙感測定評價研究

中國林業科學研究院亞熱帶林業研究所李彥杰等人將無人機（UAV）低空遙感技術應用于我國南方地區主要造林和產脂樹種濕地松（Pinus elliottii）家系測定林系統研究。相關成果發表于Industrial Crops & Products。該研究通過無人機獲取的圖像和光譜數據，重建三維點云，并利用點云數據對濕地松家系林各單株進行了精確定位與分割，獲取生長和冠幅性狀信息；提取了各單株相應的光譜信息，計算多種植被指數。結合遺傳分析研究，計算各性狀的遺傳相關性以及遺傳力，評選出基于不同育種目標的多性狀兼優的濕地松優良家系。研究成果為利用無人機遙感技術在林木冠層水平上實現大空間尺度的高通量表型研究提供了基礎。

濕地松家系林多種植被指數分布圖（圖片來源于中國林業科學研究院網站）

RGB正射圖像、數字表面模型（DSM）、數字地形模型（DTM）和冠層高度模型（CHM）（圖片來源于中國林業科學研究院網站）

氣象變量對空氣質量影響的相對重要性排序及大氣邊界層的作用

北京大學數學科學學院、統計科學中心陳松蹊團隊利用統計學中非參數回歸和前向變量選擇方法，給出了6個城市不同污染物的氣象變量重要性排序。相關成果發表于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、濟南、鄭州和太原的氣象與空氣質量數據，采用非參數統計回歸探究氣象變量對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空氣污染濃度影響的相對重要性排序。研究發現，影響華北六大城市污染濃度的氣象變量順序上有很強的一致性。6個城市的地表氣象變量可以解釋邊界層高度中超過77%的統計學變異（variance）。

植物多倍體連鎖不平衡建模研究

北京林業大學生物科學與技術學院鄔榮領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，對其參數進行了估計和比較，以此推斷柳枝稷在環境適應方面的進化差異，驗證了該模型的實用性，為研究多倍體種群多樣性和進化提供了新的工具。相關成果發表于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化歷史的重要遺傳參數，一直是種群和進化研究的重要焦點。文章提出了一個定義四倍體特異LD的新模型框架，用于表征異源四倍體自然群體中的雙標記連鎖不平衡，這四種類型的不平衡通過網絡單獨或聯合影響種群變異。

海洋貝類溫度適應性研究

中國海洋大學水產學院董云偉教授團隊開展了mRNA二級結構的熱適應性研究。相關成果發表于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，對同源蛋白mRNA的溫度適應性進化策略進行了初步探討。利用模擬計算方法預測了細胞質蘋果酸脫氫酶同源mRNA的二級結構，評估了不同溫度脅迫下mRNA折疊過程中自由能變化（ΔGfold）的趨勢及其驅動因素。研究發現，mRNA二級結構穩定性與生物適應溫度密切相關，ΔGfold的適應性變化維持了二級結構的動態平衡。mRNA鳥嘌呤和胞嘧啶含量的同義變化，獨立于編碼蛋白質，驅動ΔGfold的溫度適應性進化。