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近日，中國科學院廣州生物醫藥與健康研究院譜系基因組多維技術研究組林達研究員在Nature Communications期刊發表研究成果，報道了新開發的單細胞多組學技術-Uniform Chromosome Conformation Capture（Uni-C）。該方法可在一個細胞中同時解析基因組大尺度結構變異（如SV、CNV、ecDNA）、小尺度突變（SNP/INDEL）以及染色質三維構象，實現高分辨率、多維度的聯合分析（圖1）。近日，中國科學院廣州生物醫藥與健康研究院譜系基因組多維技術研究組林達研究員在Nature Communications期刊發表研究成果，報道了新開發的單細胞多組學技術-Uniform Chromosome Conformation Capture（Uni-C）。該方法可在一個細胞中同時解析基因組大尺度結構變異（如SV、CNV、ecDNA）、小尺度突變（SNP/INDEL）以及染色質三維構象，實現高分辨率、多維度的聯合分析（圖1）。胰腺癌異質性強、進展迅速，臨床面臨早篩困難、治療靶點匱乏等挑戰。循環腫瘤細胞（CTCs）因攜帶原發瘤的完整基因組信息，被視為無創檢測和動態監測的重要窗口。然而，CTCs數量稀少、單細胞分析難度高，亟需關鍵檢測技術。研究團隊利用Uni-C技術對胰腺癌來源的CTCs進行分析，僅整合7個細胞數據，即可還原約89%的SNP/INDEL與75%的結構變異，與腫瘤組織檢測結果高度一致，驗證了該方法在稀有細胞中的準確性與代表性。進一步分析發現，Uni-C可解析CTC中ecDNA的分子結構，以及處于細胞周期不同階段CTC所展現出的染色質構象差異，如A/B隔室重構與高階結構消失等，為評估CTC活性與細胞狀態提供了新維度。值得注意的是，染色質三維結構不僅承載空間信息，還與基因表達密切相關。Uni-C所獲取的單細胞層面染色質構象數據，為揭示基因組結構變異與轉錄調控網絡之間的潛在關聯提供了可能。例如，不同細胞周期階段的染色質折疊狀態，反映了轉錄活性變化，提示Uni-C在探索腫瘤細胞異質性調控機制方面具有重要潛力。在功能應用方面，研究結合Uni-C所獲突變數據開展個體化新抗原預測，并通過合成多肽與動物實驗驗證部分候選新抗原具備明確免疫原性，聯合免疫治療可有效抑制腫瘤生長，展現出良好的治療潛力。該研究首次在單細胞水平實現了對CTCs中多類型基因組異常與染色質構象的聯合解析，并具備探索其在轉錄調控與免疫應答中的功能意義的能力。Uni-C為稀有腫瘤細胞的演化追蹤、靶點發現與個體化治療提供了有力技術支撐，推動單細胞多組學在腫瘤精準醫學中的轉化應用。上海交通大學醫學院附屬第一人民醫院助理研究員高小臣與中國科學院廣州生物醫藥與健康研究院副研究員李欣宇為本研究的共同第一作者，上海交通大學醫學院附屬第一人民醫院楊玉琴主任、中國科學院廣州生物醫藥與健康研究院林達研究員為共同通訊作者。論文鏈接圖1?Uni-C單細胞多維組學測序文庫構建流程

2025-07-30

南海所?|?研究揭示菲律賓海東南部帕里西維拉盆地的巖漿主導擴張機制

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閻貧研究員團隊聯合廣州海洋地質調查局，在《地球化學、地球物理學、地球系統》（Geochemistry,Geophysics,Geosystems）期刊發表研究成果。該研究通過分析菲律賓海板塊東南部帕里西維拉盆地的洋殼內部反射及厚度變化特征，揭示了該盆地西側在海底擴張時期的構造與巖漿演化過程。論文第一作者為助理研究員陳昌亮，通訊作者為研究員閻貧和廣州海洋地質調查局高級工程師羅偉東。菲律賓海是西太平洋最大的邊緣海，由西菲律賓海盆、四國盆地、帕里西維拉盆地和馬里亞納海槽組成。受板塊俯沖和構造旋轉影響，各盆地海底地貌存在差異，其中帕里西維拉盆地的地貌橫向變化特征尤為顯著。然而，由于缺乏深部地殼結構約束，其成因機制一直不明。研究團隊綜合運用多道地震成像與二維重力模擬，發現帕里西維拉盆地西側深部地殼反射結構和厚度存在明顯橫向差異：東、西兩端斷裂作用弱，地形起伏小，深部莫霍面反射清晰，地殼厚度普遍大于6 公里；中部地形起伏大，發育多個高約1 公里的海底隆起，其軸部地殼顯著厚于兩側，且內部不同深度多見巖漿侵入形成的巖席。這表明該區域巖漿供應經歷了從穩態到非穩態（幕式侵入）再到穩態的階段性演化。整個擴張過程中構造作用較弱，證實盆地海底擴張主要由巖漿作用主導。該成果深化了對菲律賓海擴張演化過程的認識，并為研究菲律賓海板塊俯沖與構造旋轉提供了重要依據。研究獲國家自然科學基金、廣東省基礎與應用基礎研究基金及廣州市青年“啟航”項目資助。相關論文信息：Chen,C.,Yan,P.,Luo,W.,Tan,Y.,Yu,J.,Wang,Y.,Zhang,X.,Chen,Z.,Huang,W.,Chen,J. (2025). Tectono-Magmatic Processes of the Western Parece Vela Basin: Insights Derived From Seismic Imaging and Gravity Modeling. Geochemistry,Geophysics,Geosystems,26,e2024GC012115.文章鏈接：https://doi.org/10.1029/2024GC012115圖1 帕里西維拉盆地位置及其西側地形特征。圖中紅色實線為本研究采用的多道地震剖面。圖2 橫跨帕里西維拉西側的多道地震剖面成像圖圖3 帕里西維拉盆地西側海底擴張演化示意圖

2025-07-25

南海所?|?南海北部DAS與傳統三維地震觀測研究取得新進展

近期，中國科學院南海海洋研究所林間院士團隊楊曉東和詹文歡團隊馮英辭聯合同濟大學、重慶地質礦產研究院、大唐汕頭新能源公司、廣東省地震局、智地感知（合肥）科技有限公司等機構，在南海北部成功完成分布式光纖聲學傳感（DAS）技術與傳統三維反射地震手段觀測研究，為實現新興技術與經典方法在海底孕震機制與前兆機理等方向的聯合研究奠定了重要基礎。相關成果發表于Seismological Research Letters、Journal of Structural Geology、Journal of Asian Earth Sciences等國際期刊。團隊實施技術創新，在海上風電場陸地控制中心部署DAS調制解調器，將南海北部一段29公里的海底通訊光纜轉化為間距4米、共7091個應變傳感器的密集觀測陣列，持續一個月采集數據。記錄到區域地震、微震、船只航跡、海浪及海洋-固體地球相互作用產生的單頻/雙頻地脈動，其頻譜特征與現場聲學式波浪儀、風速計數據高度吻合，驗證了DAS在惡劣海洋環境中高保真、實時觀測的能力。相比傳統海底地震儀（OBS）數十公里間距的“稀疏點測”，DAS實現了米級空間連續監測，完善了微小尺度的海底災害過程的觀測不足。團隊同步利用瓊東南盆地與珠江口盆地的高分辨率三維地震數據，揭示了先存構造地貌對斷層系統的各向異性控制機制，發現三層斷層系統差異演化，分為深層斷層受古應力場主導、中層呈現E-W為主、S-N為輔的復合樣式、淺層因等深流侵蝕槽與古地形隆起影響，形成正交斷層網絡。解釋了海底起伏成因，認為珠江口盆地海底窄槽-寬脊地貌由底流超臨界-亞臨界過渡侵蝕形成，其凹槽深度（50-400 ms TWTT）與地下隱伏斷層陡坎、塊體搬運沉積（MTDs）的地形高差呈線性相關（R2>0.8）。此次研究綜合DAS提供動態捕捉地震、地脈動等瞬時海底過程，解析百萬年級構造演變框架，實現為孕震機制研究鋪設“時空隧道”的可能性。下一步，團隊將與廣東省地震局繼續合作，融合兩種手段，瞄準活動斷層時空演變與地震前兆機理前沿問題，構建南海北部“光纖-地震”聯合觀測網絡，提升華南沿海地震海嘯監測預警能力。圖1 研究使用的海底光纜位置與部分DAS觀測到的地震分布圖圖2 DAS和寬頻帶地震儀觀測的 2024 年菲律賓5.3級地震信號對比分析圖3 基于三維地震反射數據構建的海底起伏地貌與下覆斷層關聯模型本項研究得到了國家重點研發計劃項目、廣東省重大人才工程項目、國家自然科學基金項目和中國科學院南海海洋研究所自主部署項目等聯合資助。論文信息：(1)?Yang X.,Yang J.*,Luo Y.,Lin J.,Liu X.,et al.,2025. Ocean observations using distributed acoustic sensing with a 29 km long submarine cable in the northern South China Sea. Seismological Researh Letters,doi: 10.1785/0220250007.(2)?Yang X.,Feng Y.*,Wu X.*,Huang J.,Morley C.K.,2024. Control by preexisting morphology on layer-bound faults in the southern Qiongdongnan Basin,NW South China Sea. Journal of Structural Geology,188(105262),doi: 10.1016/j.jsg.2024.105262.(3)?Wu X.,Feng Y.*,Yang X.*,Urgeles R.,Morley C.K.,2024. Three-dimensional seismic evidence for depositional undulations nucleated around pre-existing relief,South China Sea. Journal of Asian Earth Sciences,259(105917),doi: 10.1016/j.jseaes.2023.105917.原文鏈接：https://doi.org/10.1785/0220250007??????????https://doi.org/10.1016/j.jsg.2024.105262??????????https://doi.org/10.1016/j.jseaes.2023.105917

2025-07-24

華南植物園在紅樹林恢復對濱海藍碳影響研究取得重要進展

紅樹林是全球生產力最高的藍碳生態系統之一。已有研究證實，紅樹林恢復能夠增加土壤有機碳的積累，但其對土壤有機碳穩定性的影響尚不明確。土壤有機碳根據其穩定性和形成過程的不同，通常被劃分為顆粒態有機碳（POC）和礦物結合態有機碳（MAOC）。然而，濱海濕地礦物質豐富，受潮汐周期性影響，礦物不僅能夠結合細粒有機質，還能直接與植物來源的粗粒有機質結合。因此，為了更準確地解析濱海濕地土壤有機碳的穩定性及其對紅樹林恢復的響應，有必要將MAOC進一步拆分為粗顆粒態有機碳（cMAOC）和細顆粒態有機碳（fMAOC）。研究采用空間替代時間的方法，以珠海淇澳島灘涂及其附近的無瓣海桑和秋茄恢復樣地為研究對象。我們通過測定三條樣地土壤中POC、cMAOC、fMAOC的含量，并進一步分析fMAOC中鐵結合有機碳和鈣結合有機碳的含量，探討紅樹林恢復對土壤有機碳穩定性的影響。研究結果表明，紅樹林恢復顯著增加了土壤中各類有機碳組分的含量，其中穩定性最高的fMAOC增幅最大。進一步分析發現，鐵結合有機碳在fMAOC的變化中發揮了重要作用，其貢獻大于鈣結合有機碳的影響。總體而言，本研究表明，紅樹林恢復不僅能夠增加藍碳的固存量，還能通過礦物-有機質的相互作用增強其穩定性。這一發現表明，紅樹林恢復可作為一種有效的自然解決方案，用于緩解氣候變化。相關研究成果以“Mangrove restoration enhances blue carbon sequestration and its stability in a subtropical tidal wetland”為題發表在英國生態學會經典期刊Functional Ecology上。中國科學院華南植物園博士研究生黃幸運為論文第一作者，王法明研究員為論文通訊作者。該研究得到國家重點研發計劃、國家自然科學基金、“一帶一路”國家與國際科學組織聯盟等項目的資助。論文鏈接：https://doi.org/10.1111/1365-2435.70121圖1. 紅樹林恢復對土壤有機碳組分的影響圖2. 紅樹林恢復對細礦物結合態組分中鈣結合態有機碳和鐵結合態有機碳的影響圖3. 紅樹林恢復增加土壤有機碳儲量和穩定性的過程和機制

2025-07-29

華南植物園揭示局地環境對北半球針葉林木質部秋季物候的影響

全球變暖背景下，森林物候變化，特別是變暖引起的樹木春季物候的提前和生長季的延長，是陸地生態系統中觀測到的最顯著、最普遍、最迅速的響應之一。相對于春季物候，秋季物候對變暖的響應更為復雜，存在種間差異且更容易受到水分、養分等環境因子的限制，因此一直是領域內的難點。具體而言，春季物候提前意味著樹木提前消耗水分和養分，但如果夏季水分沒有相應的增加，尤其是在疊加了其它氣候脅迫（如夏季干旱、熱浪）的情況下，就會導致秋季物候因缺水、缺養分而提前。因此，當前理論推測認為：升高的水分和養分會導致秋季物候延遲。這也已得到了大量控制實驗的驗證。然而在自然環境下，鮮有研究聚焦局地環境因子（如土壤氮含量、濕度等）的變化如何影響秋季物候對溫度的響應及其背后機制這一前沿科學問題，尤其是針對樹干木質部秋季物候的大尺度研究目前尚屬空白。該研究整合了一個覆蓋北半球（23°～66°N）的通過微樹芯（Microcoring）技術監測的75個研究樣地、20個針葉樹種的木質部物候數據集，定量分析了局地環境因子（如土壤氮含量、濕度等）的變化對秋季物候響應溫度的影響。研究表明，升高的土壤氮含量延遲了木質部細胞壁加厚這一過程，但提前了木質部細胞增大這一過程，而且是在越濕潤的地方越提前，這對上述理論和控制實驗結論提出了挑戰。細胞增大需要大量的水分來維持膨壓，而細胞壁加厚則主要依賴于光合產物來維持。因此，木質部細胞增大和細胞壁加厚對于土壤氮含量的這一解耦響應說明在北半球尺度上木質部生長的水分限制超過了能量限制，但為什么是在越濕潤的地方水分限制越大呢？初步分析發現，在土壤氮含量和濕度越高的情況下，樹木的蒸發越高，意味著樹木的水分消耗越高。與控制實驗不同，自然環境下即使濕潤的森林也會有相對缺水的季節，通常多發于夏秋季節，所以樹木為了緩解可能發生的水分脅迫從而會提前結束木質部細胞增大這一高耗水過程。而且在越濕潤的地方土壤氮對樹木生長的促進作用越強，也就越容易導致耗水量增加。這也能解釋為什么在越濕潤的地方可能的水分限制導致的細胞增大提前程度越高。但科研人員通過結構方程模型分析發現最重要的機制目前的數據還不能完全解釋。研究結論為近年來亞馬遜雨林等傳統意義上的濕潤地區因干旱導致的樹木死亡現象（其嚴重性甚至超過傳統干旱區）提供了全新的解釋和思路。同時，主要影響樹木徑向生長的細胞增大過程與主要影響木質部固碳量的細胞壁加厚過程，對局地環境（土壤氮含量、濕度等）的解耦響應的發現，完善和豐富了學術界對全球變化背景下森林生長響應和適應機理的認識，推動了全球變化生態學及其交叉學科的發展。相關研究結果以“Soil nitrogen drives inverse acclimation of xylem growth cessation to rising temperature in Northern Hemisphere conifers”為題，近期發表在美國科學院院刊PNAS上。中國科學院華南植物園張亞玲副研究員為第一作者，浙江大學生命科學學院黃建國教授為該論文的通訊作者。此外，中國科學院青藏高原研究所梁爾源研究員、南京大學地理與海洋科學學院楊保教授和廣東省科學院生態環境與土壤研究所王民煌博士等43位國內外科研人員參與了該研究。該研究主要受到國家自然科學基金等的資助。論文鏈接：https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2421834122圖1. 土壤氮含量與濕度對木質部秋季物候的影響圖2. 結構方程模型分析土壤氮含量影響木質部秋季物候的可能機制

2025-07-29

中國科學院B類先導專項“深地揮發份循環的成礦驅動機制及資源效應”進展交流會順利召開

2025年7月16日，中國科學院基礎與交叉前沿科研先導專項深地揮發份循環的成礦驅動機制及資源效應進展交流會在廣州順利召開。2025年7月16日，中國科學院B類先導專項“深地揮發份循環的成礦驅動機制及資源效應”（以下簡稱專項）進展交流會在廣州順利召開。項目負責人以及各課題負責人及骨干成員50余人參加會議。會議首先由專項首席科學家林莽研究員致辭。他指出，專項目標要求高、挑戰性強，必須恪守專項定位，以重大產出為導向。他強調科研成果的產出是專項評價的核心指標，要求各項目和課題明確責任分工，加強協同創新，多出成果、出好成果、出大成果。隨后專項所設9個課題的負責人依次匯報了本課題的基本情況、研究進展、經費使用、存在問題及下一步的研究計劃。首席科學家和項目負責人認真聽取各課題匯報，對各課題研究進展及實施情況給予了點評，并圍繞關鍵研究內容和技術指標等方面提出建設性的意見和建議，同時要求各課題之間增強有機合作。各課題負責人認真聽取相關意見和建議，并與參會人員進行了充分的討論。本次會議的召開進一步明確了各課題的目標要求和下一步工作重點，增強了專項成員之間的交流與合作，促進了課題的高質量實施，為專項的順利實施奠定了良好的基礎。

2025-07-18

廣州健康院合作開發CMAP算法，實現高精度單細胞空間定位

2025年7月15日，中國科學院廣州生物醫藥與健康研究院彭廣敦課題組和廣州國家實驗室索生寶課題組合作，在Nature Communications上發表了題為High-resolution mapping of single cells in spatial context的研究論文。2025年7月15日，中國科學院廣州生物醫藥與健康研究院彭廣敦課題組和廣州國家實驗室索生寶課題組合作，在Nature Communications上發表了題為High-resolution mapping of single cells in spatial context的研究論文。細胞是生命的基本結構和功能單元，其活動不僅受胞內基因網絡調控，還受到胞外微環境和細胞間通訊的影響。單細胞轉錄組測序技術為解析細胞異質性帶來了革命性突破，但這一技術在細胞捕獲過程中丟失了空間位置信息，嚴重限制了我們對細胞命運決定和調控機制的深入理解。近年來，空間轉錄組技術迅速發展，成為揭示組織微環境中細胞狀態與相互作用的重要工具。然而，現有技術在細胞尺度的分辨率和全轉錄本覆蓋度方面仍面臨挑戰，亟需計算方法對單細胞數據進行精準的空間重建。針對這一問題，研究團隊提出了CMAP（Cellular Mapping of Attributes with Position）計算模型，通過整合單細胞和空間轉錄組數據，采用“分治”策略，實現大規模單細胞向空間位置的高精度映射。CMAP借鑒“地圖導航”式的搜索策略，逐步將細胞精準定位于組織空間中（圖1）：1.?DomainDivision：通過提取空間數據的粗粒度特征，將細胞初步分配至大的空間區域；2.?OptimalSpot：在區域內搜索與該細胞表達特征最匹配的空間樣本點；3.?PreciseLocation：進一步結合該樣本點及其鄰域的空間組織特征，利用彈簧平衡態模型，推斷細胞的精確坐標。這一分層映射策略使得CMAP能夠在保證計算效率的同時，實現單細胞分辨率的空間表達圖譜重構。為系統評估CMAP的預測性能，CMAP在多組模擬數據和高分辨率Xenium空間數據上進行測試。通過比較不同方法的預測精度、細胞類型占比及重構的空間基因表達模式，結果表明CMAP在預測準確性和重構效果方面均優于現有方法CellTrek和CytoSPACE。特別是通過彈簧平衡態模型優化，CMAP能夠提供單細胞級空間坐標，突破了大多數方法仍停留在spot水平上的局限，實現真正的單細胞空間重構。此外，CMAP在不同數據質量和不同技術來源的多種應用場景中表現出兼容性與魯棒性，能夠有效解決特定細胞的空間定位和非匹配細胞的過濾問題，而CellTrek和CytoSPACE則在此類場景中存在明顯不足。在真實生物學問題中，CMAP在彭廣敦課題組發表的Geo-seq數據以及小鼠13.5天胚胎空間轉錄組數據中均展示了優異的空間位置特異定位能力，也揭示了胚胎內皮細胞的組織異質性。此外，CMAP還成功重構了腫瘤免疫微環境中的三級淋巴結構（Tertiary lymphoid structures，TLS），揭示了T/B細胞在空間上共定位和相互作用，并基于空間坐標實現了高分辨率的細胞互作分析。綜上所述，本研究構建了單細胞空間位置推斷模型CMAP，建立了“單細胞-空間-功能”的多維解析框架，推動了單細胞轉錄組與空間組學的深度融合，為疾病機制解析和精準醫學發展提供了新的研究思路。中國科學院廣州生物醫藥與健康研究院彭廣敦研究員和廣州國家實驗室索生寶研究員為該論文共同通訊作者，廣州健康院博士研究生柯今燦為論文第一作者。論文鏈接圖1. CMAP方法的框架設計

2025-07-23

?廣州能源所在電動汽車電池退役利用研究方面取得進展

近日，中國科學院廣州能源研究所能源戰略與碳資產研究中心蔡國田研究員、陳磊副研究員團隊在退役家用電動汽車電池的全生命周期管理和政策優化研究方面取得突破。近日，中國科學院廣州能源研究所能源戰略與碳資產研究中心蔡國田研究員、陳磊副研究員團隊在退役家用電動汽車電池的全生命周期管理和政策優化研究方面取得突破。隨著我國家用電動汽車的快速普及，大量動力電池將在未來10-20年內集中退役，這將給資源環境、能源體系和產業政策產生深遠影響。針對目前電池退役過程中存在的區域發展差異明顯、電池梯次利用匹配不足等問題，研究團隊創新性地提出了“省域時空—梯次適配—退役演化”的綜合分析框架，為我國動力電池循環經濟的高質量發展提供支撐。圖1：中國家用新能源汽車動力電池管理研究框架：基于情景的梯次利用、儲能潛力與退役回收優化路徑評估首先，研究團隊通過全生命周期建模方法，系統分析了電動汽車與電池退役生命周期的差異，分別研究了整車退役、電池提前更換和電池二次退役的情景，精確預測各省電池的退役時間節點和規模，為區域回收基地布局提供數據支撐。同時，該研究還綜合考慮磷酸鐵鋰、高鎳三元、固態電池等不同類型電池的發展趨勢，分析了電動化路徑不同情景下的電池退役節奏，明確了對回收體系的不同影響。圖2：在不同區域擴散情景下動力電池儲能適配性的評估其次，研究團隊構建了退役電池供應與儲能需求的匹配模型，綜合評估了區域光伏裝機量、電網調峰需求以及儲能政策，提出了“電池適配度”指標。研究發現，北京、廣東等地區存在退役電池資源過剩的風險，而西北等地區則面臨電池資源不足的問題，建議推進跨區域的梯次電池再分配機制。此外，通過模擬多種政策路徑和區域擴散策略，驗證了因地制宜的政策措施明顯優于統一政策，并提出了區域性調控建議。圖3：中國動力電池梯次利用與回收情景分析最后，研究構建了綜合成本效益分析模型，考慮了電池的梯次利用壽命、殘余價值、回收材料價格和區域政策補貼，動態分析了不同地區電池退役至回收過程的經濟效益變化。結果表明，經濟發達地區前期回報較快但后期趨穩，西部地區在后期具有較大的經濟潛力。團隊還分析了不同類型電池的經濟表現，提出了分類激勵政策，建議政府根據電池類型和區域經濟特征實施差異化的補貼與市場引導政策。本研究不僅為我國建立退役動力電池資源高效利用體系提供了科學依據，也為實現“雙碳”目標與構建電池循環經濟提供了政策參考。該研究獲得國家自然科學基金、教育部人文社科項目及廣州市基礎研究基金的資助。研究成果以From Wastes to Resources: The Future of Residential EV Batteries in China through Cascade Utilization,?Recycling,?and Energy Storage為題，發表于國際期刊Waste Management。論文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0956053X25004192

2025-07-18

華南植物園提出保護我國30%土地的方案以履行國際公約

當前全球生物多樣性喪失嚴重，為了減緩并最終扭轉這一趨勢，聯合國《生物多樣性公約》締約方大會第十五次會議通過了《昆明-蒙特利爾全球生物多樣性框架》，其中目標3是到2030年保護至少30%全球陸地和海洋的“30X30”目標。生物多樣性保護主要有設立保護地（PAs）和其他有效的基于區域的保護措施（OECMs）兩種方式。對于許多國家，特別是中國，由于人口眾多且要發展經濟，將30%的土地面積劃定為傳統意義上的保護區是有困難或不可能的。但我國目前還沒有正式劃定的OECMs。生態環境部預計，到2030年，《生物多樣性公約》意義上的保護地將包括我國的國家公園、自然保護區和自然公園等約18%的土地面積。因此，需要額外劃定12%的土地作為OECMs，以實現30%的目標。為了平衡城市化、糧食生產和自然保護之間的矛盾，我國自2017年實施了“三區三線”制度，“三區”是指城鎮空間、農業空間和生態空間，而“三線”則是劃定這些空間的紅線。生態空間是一個主要保護野生動植物并確保生態系統服務功能的空間。生態保護紅線（EPRLs）包括現有和規劃的國家公園、自然保護區和自然公園等PAs（圖1），以及重要濕地和湖泊、生物多樣性保護區（珍稀瀕危物種棲息地、生態廊道等）、水土保持區、沿海地區和海洋生態區（紅樹林、珊瑚礁分布區等）以及具有重要生態功能的各種其他區域。至2023年底，我國31.7%的土地面積已被納入EPRLs。中國科學院華南植物園恢復生態學團隊任海研究員等發現，我國的各類PAs已經就地保護了約75%的受威脅植物物種，若將我國已劃定的EPRLs中，那些對生物多樣性很重要但不在現有或規劃的PAs內的約12%的區域劃作OECMs，則可以保護額外大約20%的受威脅植物。這樣的話，只有約5%的受威脅植物和一些受威脅動物生活在EPRLs之外，只需通過遷地保護即可實現受威脅動植物的全覆蓋，實現效率最大化。當然，將EPRLs內對生物多樣性足夠重要的部分劃定為OECMs還需要符合國際標準，任海等建議我國要加快OECMs的主流化，明確國家一級的認定機構和程序，制定適應性標準和管理指南，以識別EPRLs內潛在的OECMs，加強生物多樣性管理目標，促進跨部門合作和多方利益相關者治理，協調自然生態空間的多種功能，以提高生物多樣性保護的有效性。此外，還建議中國多樣化的自然圣地也可以作為OECMs的重要潛在地點。研究指出，通過這種方式，中國可以在2030年之前建立一個以國家公園為主體、OECMs為補充、EPRLs為基礎、森林、草原、濕地、沙漠和海洋等重要自然生態保護和恢復區為支撐的就地保護體系，確保重要的自然生態系統和生物多樣性保護的關鍵區域得到保護，從而實現《生物多樣性公約》中人與自然和諧共處的愿景。相關研究成果已于近期發表在國際生態學主流期刊Trends in Ecology & Evolution（《生態學與進化趨勢》）（2024年生態學領域排名第一，影響因子17.3）。中國科學院華南植物園生態與環境科學研究中心的任海研究員為論文第一作者及通訊作者，西雙版納植物園的Richard Corlett研究員、英國皇家愛丁堡植物園 Stephen Blackmore研究員和中國科學院生態環境研究中心歐陽志云研究員作出了重要貢獻。研究得到了廣東基礎與應用基礎研究旗艦項目資助。論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.tree.2025.06.014圖. 生態保護紅線圖內中國潛在的其他有效的基于區域的保護措施區域和保護地

2025-07-22

南海海洋所?|?研究團隊在島礁淺水地形時序變化遙感監測取得新進展

近日，中國科學院南海海洋研究所熱帶海洋環境實驗室（LTO）、熱帶海洋環境與島礁生態全國重點實驗室和廣東省海洋遙感與大數據重點實驗室（LORS）唐世林團隊在島礁淺水地形時序變化監測方面取得進展。相關研究成果發表在國際期刊Giscience & Remote Sensing和International Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation上，助理研究員劉永明為第一作者，研究員唐世林為通訊作者。地震、火山爆發、波浪侵蝕和人類活動等因素均可引起島礁淺水地形發生變化。開展淺水地形時序變化監測可以為珊瑚礁的生物多樣性保護和生態平衡維護提供重要的基礎地理信息。Landsat系列（Landsat-5 Thematic Mapper (TM),Landsat-7 Enhanced Thematic Mapper Plus (ETM+),Landsat-8 Operational Land Imager (OLI),and Landsat-9 OLI2）具有近40年的觀測歷史和30米的空間分辨率，在長時序淺水地形變化監測中具有巨大潛力。然而，由于不同代的Landsat傳感器在波段設置和信噪比特性上存在差異，影響水深遙感反演結果的時序一致性，這為實現長達40年的光學淺水地形時序變化監測目標帶來了重大挑戰。進展1：實現TM和ETM+數據在6 m以深的水深反演值精度的提升研究團隊針對Landsat系列數據存在波段設置差異的問題，基于西沙島礁等地的光學淺水現場光譜數據開展分析，發現可以通過光譜重構技術從TM和ETM+的藍光波段推算出一個虛擬的近岸波段（~445 nm），從而實現Landsat-5/7/8/9可見光波段設置的統一。基于這個新的發現，研究團隊建立了VOBA（Virtual coastal band-driven Optimization-based Bathymetric Approach）模型。實測光譜數據、模擬光譜數據和衛星遙感影像數據的驗證結果表明，增加虛擬波段的TM和ETM+能夠顯著提升6 m以深的水深反演值精度。圖 1?以全球12個區域的Landsat-5/7數據為例，增加虛擬近岸波段前（OBA）后（VOBA）的水深反演值和實測值的散點密度圖。其中S和M分別表示表示單個和多個水深初始值的反演策略。(詳細請查看原文Liu et al. 2025,GISci. Remote Sens.)此項成果發表在期刊Giscience & Remote Sensing上，合作者還包括LTO的研究員許占堂、博士后黃宇業、助理研究員鄭文迪、華北水利水電大學的博士曹斌、廣東省科學院廣州地理研究所的研究員劉旭攏和東海實驗室的博士曾凱。進展2：實現0-10m光學淺水地形40年時序變化遙感監測研究團隊在構建VOBA模型的基礎上，進一步以我國南海東沙島和七連嶼等島礁為例，定量評估水深優化反演模型從Landsat系列數據中所反演的水深值的一致性。結果表明，Landsat系列在礁坪和淺水潟湖（水深淺于10米）中的水深值表現出高度的一致性。然而，由于TM/ETM+的信噪比OLI/OLI2低，對于深水潟湖和礁前斜坡（水深超過10米且底質為低反射率的海草珊瑚等），OLI/OLI2與TM/ETM+所反演的水深值存在顯著差異，而且OLI/OLI2所反演出的水深值的精度優于TM/ETM+。隨后，研究團隊將Landsat系列數據用于監測我國南沙南威島的地形時序變化。時序結果表明南威島新港口的深度已從~2米增加到~10米，東北方向的新陸地原來屬于~7.5米深的水域。截至目前，南威島的新港口已被挖掘~584252.74±228884.43m3的沉積物，并有~1010657.21±897737.97m3水域被填海造地（此值不包括露出水面的沉積物體積）。圖 2?以東沙島和七連嶼為例，評估Landsat-5/7/8/9水深反演值的一致性。(詳細請查看原文Liu et al. 2025,Int. J. Appl. Earth Obs.)圖 3?基于Landsat-5/7/8/9的40年水深反演結果監測南沙南威島開發過程導致的淺水地形變化。(詳細請查看原文Liu et al. 2025,Int. J. Appl. Earth Obs.)圖 4?基于Landsat-5/7/8/9的40年長時序水深反演結果評估南威島礁新增港口被發掘的沉積物體積和東北部填海造陸填埋的水體體積。(詳細請查看原文Liu et al. 2025,Int. J. Appl. Earth Obs.)此項成果發表在期刊International Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation上，合作者還包括LTO的副研究員王素芬和博士后黃宇業、自然資源部南海局的博士陳啟東和水利部珠江水利委員會的博士熊龍海。經過以上研究，唐世林團隊具備了遙感監測南海及類似區域的島礁0-10 m光學淺水地形40年長時序變化的能力。上述研究得到國家自然科學基金、海南省自然科學基金和廣州市自然科學基金等項目的資助。相關論文信息：Liu,Y.,Tang,S.*,Cao,B.,Xu,Z.,Liu,X.,Zeng,K.,Huang,Y.,& Zheng,W. (2025). A virtual coastal band-driven optimization-based bathymetric approach (VOBA) for optically shallow water with multispectral imagery. GISci. Remote Sens.,62,2506191.Liu,Y.,Tang,S.*,Huang,Y.,Chen,Q.,Xiong,L.,& Wang,S. (2025). Mapping the bathymetry of coral islands with the Landsat series: Quantitative evaluation of the consistency and temporal change detection. Int. J. Appl. Earth Obs.,142,104721.原文鏈接：https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/15481603.2025.2506191??????????https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1569843225003681

2025-07-18