镉 （Cd） 和砷 （As） 在土壤中表现出强烈的生物毒性和较高有效性，容易在水稻中积累，通过食物链进入人体后影响身体健康，因而水稻中镉砷污染引起了广泛的关注。已有研究表明螯合铁施用可减少水稻籽粒中镉的积累，但螯合铁施加对镉砷共同污染下水稻吸收积累镉砷的影响及其作用机制尚不明确。镉 （Cd） 和砷 （As） 在土壤中表现出强烈的生物毒性和较高有效性，容易在水稻中积累，通过食物链进入人体后影响身体健康，因而水稻中镉砷污染引起了广泛的关注。已有研究表明螯合铁施用可减少水稻籽粒中镉的积累，但螯合铁施加对镉砷共同污染下水稻吸收积累镉砷的影响及其作用机制尚不明确。金沙威尼斯欢乐娱人城亚热带农业生态研究所黄道友研究员团队采用盆栽试验，研究了不同量EDTA·Na2Fe施用对土壤镉砷有效性、根表铁膜形成及其对镉砷固定和镉砷在水稻植株中转运的影响。研究发现EDTA·Na2Fe通过降低土壤中镉砷的有效性，提高根表铁膜对镉砷的固定，减少镉从根表铁膜到根系和砷从根系到籽粒的转运来降低籽粒镉和砷含量。研究还发现当EDTA·Na2Fe施用量为50 mg Fe kg-1时，籽粒镉和砷同时降低效果最佳。该研究为稻田土壤镉砷复合污染的治理提供了新的思路，对减少水稻籽粒镉和砷含量，减轻其对人体健康的威胁具有指导意义。该项研究近期以题为Effects of EDTA·Na2Fe on phytoavailability of cadmium and arsenic to rice (Oryza sativa L.)发表在TOP期刊Ecotoxicology and Environmental Safety上。硕士研究生张欣惠为论文第一作者，许超副研究员和黄道友研究员为论文通讯作者。该研究得到了国家重点研发计划项目、国家自然科学基金项目、湖南省科技计划项目的共同资助。论文链接螯合铁添加降低水稻镉砷积累机制
近日，金沙威尼斯欢乐娱人城广州能源研究所新兴固废高值循环研究中心在生物质转化领域取得了新进展，夏声鹏博士、赵坤研究员和郑安庆研究员等开发了一种双金属单源法合成的Zn-Mo-O/ZSM-5新型双功能催化剂，有效地将CO2与2-甲基呋喃共转化生成芳香烃，同时显著减少积碳，开辟了可持续化学品生产的新路径。相关研究成果以Co-feeding CO2 for Methylfuran Aromatization over Bifunctional Zeolite-supported ZnMoO4为题发表于《德国应用化学》（Angewandte Chemie International Edition）。近日，金沙威尼斯欢乐娱人城广州能源研究所新兴固废高值循环研究中心在生物质转化领域取得了新进展，夏声鹏博士、赵坤研究员和郑安庆研究员等开发了一种双金属单源法合成的Zn-Mo-O/ZSM-5新型双功能催化剂，有效地将CO2与2-甲基呋喃共转化生成芳香烃，同时显著减少积碳，开辟了可持续化学品生产的新路径。相关研究成果以Co-feeding CO2 for Methylfuran Aromatization over Bifunctional Zeolite-supported ZnMoO4为题发表于《德国应用化学》（Angewandte Chemie International Edition）。该研究表明，Zn-Mo-O/ZSM-5双功能催化剂不仅有效提高2-甲基呋喃和CO2转化率（超过97%），同时也使得目标产物芳烃和一氧化碳的碳收率超过85%，副产物烯烃含量几乎可以忽略不计（0.05%），催化剂上的积碳生成量从22.3%降至8.6%。 此外，CO2的加入有效提高了反应的稳定性，稳定运行时间从 40 分钟延长到 110 分钟。同步辐射真空紫外光电离反射飞行时间质谱（SVUV-PI-ReTOF-MS）、13C同位素示踪、原位漫反射傅里叶变换红外光谱（DRIFT）等先进表征技术进一步揭示了ZnMoO4/ZSM-5催化剂选择性地调控反应中间体和反应路径的作用机制。该研究为CO2和生物呋喃的共转化提供了新思路。该论文第一作者是夏声鹏博士、赵坤研究员、高云飞教授，通讯作者为王占东研究员和郑安庆研究员。该研究获得国家自然科学基金项目、国家重点研发计划和广东省杰出青年基金项目的资助。论文链接：https://doi.org/10.1002/ange.202420779
近日，金沙威尼斯欢乐娱人城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动力电池回收利益相关方策略演化研究方面取得新进展。近日，金沙威尼斯欢乐娱人城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动力电池回收利益相关方策略演化研究方面取得新进展。随着全球电动汽车保有量的迅速增长，对动力电池的需求激增，导致钴、镍等稀有金属资源的压力增大，同时废旧电池的处置也带来了潜在的环境污染问题。动力电池的回收利用被视为解决这些挑战的有效途径。该研究构建了一个包含地方政府、电池正极材料制造商和电池组装制造商三方的演化博弈模型，结合系统动力学模拟方法，深入分析了动力电池回收中利益相关者的行为机制，识别了影响其策略转变的关键因素（图1）。通过对政府补贴和惩罚力度、电池销量、碳价格、欧盟电池法规影响系数、电动汽车制造商的低碳采购偏好等十个关键外生变量的影响分析，研究揭示了这些因素对企业策略选择的影响程度和方式。图1 动力电池回收三方演化博弈-系统动力学研究框架研究结果表明，政府的补贴和惩罚等政策手段在引导企业策略方面起到了关键作用。然而，过高的补贴（本研究中为超过210万元人民币）将导致正极材料制造商对补贴产生路径依赖，削弱企业的自主创新能力。市场因素，如电池销量的增加和电动汽车制造商对低碳采购的偏好，显著激励了正极材料制造商采用回收策略，并鼓励电池组装制造商开发可回收设计。此外，欧盟电池法规的出台、碳价格的上升以及将正极材料制造商纳入碳交易体系，被识别为是促使企业采用电池回收策略的积极因素。图2 系统演化路径下各利益相关者策略选择的变化该研究阐明了动力电池回收中行为模式和关键激励因素的复杂互动，为政策制定者提供了有价值的理论参考。研究建议，政府应在政策制定中平衡短期激励和长期企业自主性的培养，避免过度依赖补贴导致的“路径依赖”问题，建议设置补贴的退出机制。对于高碳排放的正极材料制造商，建议将其纳入碳交易体系，通过市场化手段促使其降低碳排放。与此同时，鼓励电动汽车制造商在采购中优先选择低碳足迹、可回收设计的电池，有助于提升电池包制造商采用可回收设计策略的积极性，推动产业链上下游的协同绿色转型。研究得到了国家重点研发计划、金沙威尼斯欢乐娱人城战略性先导科技专项、广东省重点研发计划、中国工程院项目等资助。相关研究成果以Deciphering Stakeholder Strategies in Electric Vehicle Battery Recycling: Insights from a Tripartite Evolutionary Game and System Dynamics为题，发表于Journal of Cleaner Production期刊。原文链接：https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2024.142174
红树林沉积物对碳固持和氮磷沉积起着重要作用，进而在调节全球变暖和吸附海洋污染方面具有重要意义。然而，随着农业活动和水产养殖的增加，越来越多的水坝开始围绕红树林湿地建设，导致这些区域的土壤和沉积物发生变化。然而，水坝建设对红树林湿地土壤碳积累和氮磷沉积的具体影响仍不清楚。为了解决这一科学问题，金沙威尼斯欢乐娱人城华南植物园生态中心研究人员在珠江口开展了相关研究。研究团队选取了一个自然红树林湿地（坦头村）和一个被水坝围绕的红树林湿地（南沙湿地公园）进行对比研究。为了明确水坝建设的影响，研究人员通过测定土壤剖面的210Pb含量，确定了水坝建设前后土壤的沉积深度。此外，研究还分析了水坝建设前后土壤系统（土壤、微生物生物量和酶活性）的碳、氮、磷含量。研究结果表明，在水坝建设之前，两个红树林湿地的碳、氮、磷含量相近。然而，在水坝建设之后，被水坝围绕的红树林湿地的碳、氮、磷含量显著高于自然红树林湿地，表明水坝有助于土壤有机碳的固持以及氮磷的沉积。此外，比较两个红树林湿地的土壤碳氮磷化学计量特征发现，水坝显著增加了土壤中碳的积累深度，这表明水坝未来将会持续促进碳的积累。本研究强调了滨海管理措施，特别是水坝建设，对红树林湿地碳积累和氮磷污染沉积的重要作用。这些发现为滨海湿地保护与修复提供了新的科学依据。相关研究成果以“Responses of depth-dependence of C:N:P stoichiometry to check dam in mangrove wetlands”为题在线发表在国际学术期刊Journal of Environmental Management（《环境管理杂志》）。金沙威尼斯欢乐娱人城华南植物园博士研究生黄幸运为论文第一作者，研究组长、小良站站长王法明研究员为论文通讯作者。该研究得到国家重点研发计划、国家自然科学基金、“一带一路”国家与国际科学组织联盟等项目的资助。图1. 水坝对红树林湿地土壤碳氮磷含量和深度独立性影响的概念图图2. 两个不同红树林湿地土壤系统（土壤、微生物生物量和酶活性）的碳氮磷含量
金沙威尼斯欢乐娱人城亚热带农业生态研究所环江喀斯特生态系统观测研究站在喀斯特土壤微生物碳泵-矿物碳泵协同/权衡机制研究取得新进展，相关研究成果近期以Lithological controls on soil aggregates and minerals regulate microbial carbon use efficiency and necromass stability为题发表在自然指数（Nature Index）期刊Environmental Science & Technology，张伟、王克林研究员为论文通讯作者，胡培雷副研究员为第一作者。金沙威尼斯欢乐娱人城亚热带农业生态研究所环江喀斯特生态系统观测研究站在喀斯特土壤微生物碳泵-矿物碳泵协同/权衡机制研究取得新进展，相关研究成果近期以Lithological controls on soil aggregates and minerals regulate microbial carbon use efficiency and necromass stability为题发表在自然指数（Nature Index）期刊Environmental Science & Technology，张伟、王克林研究员为论文通讯作者，胡培雷副研究员为第一作者。土壤异养微生物驱动的有机碳积累主要包括两个过程：1）微生物通过分解和合成代谢驱动植物光合碳在微生物活体-残体传递；2）微生物残体在土壤中的稳定化过程，即土壤团聚体和矿物的物理-化学保护作用。微生物碳利用效率反应微生物分解和合成代谢双重效应权衡，碳利用效率越高，意味着微生物将吸收的碳更多分配至生物量合成，经过微生物生长-繁殖-死亡的迭代过程，促进土壤有机碳形成。然而，土壤团聚体和矿物的物理-化学保护作用增加了微生物养分限制，从而降低了微生物碳利用效率。因此，土壤团聚体和矿物对微生物碳泵储碳可能存在权衡效应，一方面降低了微生物碳利用效率和残体形成，另一方面提高了微生物残体碳（微生物源碳）稳定性。前期研究发现，植被恢复背景下，西南喀斯特出露基岩非但没有限制土壤有机碳固定，中等程度的基岩出露反而促进土壤有机碳积累。其核心可能与碳酸盐岩相对快速的溶解动力学特性有关。岩石风化过程析出大量的矿物到土壤，增强了土壤团聚体稳定性和矿物保护能力。因此，科研人员推测喀斯特土壤团聚体和矿物保护对土壤有机碳形成和稳定具有更强的权衡效应。基于此，研究团队以渝黔桂典型水热梯度样带为研究区，以喀斯特和非喀斯特相同林龄的次生林土壤为研究对象，量化原状土壤和破碎团聚体土壤微生物碳利用效率，阐明微生物残体在不同稳定态有机质组分中的分配赋存特征。结果表明：1）破碎团聚体显著提高了喀斯特和非喀斯特土壤微生物碳利用效率；2）喀斯特土壤高钙和高铁氧化物含量增强了大团聚体稳定性和矿物保护能力，降低了微生物碳利用效率；3）尽管土壤团聚体稳定性和矿物保护降低了微生物碳利用效率和微生物残体生成量，但矿物保护增强了微生物残体稳定性；4）土壤团聚体和矿物对土壤有机碳形成和稳定的权衡效应受岩性调控，喀斯特土壤高矿物含量导致更高的权衡效应。研究结果强调仅基于微生物碳利用效率大小来评估土壤固碳潜力可能会存在偏差，喀斯特土壤碳循环研究以及固碳增汇技术研发需要考虑微生物碳泵和矿物碳泵协同和权衡效应。该研究得到了国家重点研发计划项目、自然科学基金区域联合重点基金等项目的资助。论文链接研究区概况土壤团聚体和矿物影响微生物残体形成和稳定的协同与权衡机制
近日，金沙威尼斯欢乐娱人城南海海洋研究所热带海洋环境国家重点实验室（LTO）杜岩研究员团队在热带印度洋环流水团混合过程的研究中取得新进展。相关研究成果以题为“Large mixed layer salinity variation in the southern tropical Indian Ocean due to the blending of water masses”，发表在国际期刊Geophysical Research Letters上。博士研究生赵章喆为第一作者，研究员杜岩为通讯作者，美国斯克里普斯研究所教授Janet Sprintall为论文合作者。热带南印度洋混合层盐度变化较大，该地区的环流受印度洋热带环流圈控制，而热带印度洋环流圈强度又与印度洋偶极子模态（IOD）紧密相关，这种年际变化调制着热带印度洋海盆的热盐交换。然而，以往的研究对热带印度洋典型水团在年际尺度上的混合过程和相关贡献的了解有限。在正（负）IOD期间，热带印度洋环流圈观测到异常的增强（减弱）（图1），混合层盐度异常的峰值相对于IOD指数存在4个月的之后。其中，孟加拉湾是热带南印度洋低盐水的主要来源，高盐水则主要来自赤道系印度洋，这表明热带印度洋环流圈对于水团混合至关重要。研究证明，与IOD相关的异常环流调制了印度洋内部典型水团的混合过程。在负IOD事件发生期间，可以看到来自西印度洋的高盐水增多，来自孟加拉湾的低盐水也随之增多，且来自印尼贯穿流的淡水减少。此外，研究发现经由马六甲海峡的低盐水同样也占有相当高的比例，此时热带南印度洋年平均混合层盐度降低，这说明西赤道印度洋高盐水的减少仍在混合层盐度变化中占据主导作用，而来自孟加拉湾和经由马六甲海峡的低盐水则在年末作用更显著，这有助于负IOD时期的低盐异常恢复正常。相关的水团混合比例在正IOD期间情况相反（图2）。本文主要研究了热带印度洋环流圈在该区域混合层盐度变化中的作用，提供了热带南印度洋混合层盐度变率的潜在可预测性，有助于加深对印度洋物质和水体输运的理解。该研究由国家自然科学基金项目、金沙威尼斯欢乐娱人城项目的资助、国家自然科学基金委共享航次计划和国家留学基金委等共同资助完成。相关论文信息：Zhao,Z.,Sprintall,J.,Du,Y. (2024). Large mixed layer salinity variation in the southern tropical Indian Ocean due to the blending of water masses. Geophysical Research Letters,51,e2024GL110569.文章链接：https://doi.org/10.1029/2024GL110569图1.2004-2022年(a)月精度(b)年平均Argo混合层盐度标准差。(c)-(d)12月和6月异常盐度和异常环流。(e)-(f)正IOD和负IOD异常盐度和异常环流。图2.(a)正IOD和(b)负IOD进入热带南印度洋的粒子比例变化。(c)-(f)来自印尼贯穿流、西赤道印度洋、孟加拉湾和马六甲海峡粒子在IOD发生时相关的比例变化。(g)-(h) IOD发生时典型水团混合示意图，其中黑色箭头表示异常环流，红色实线（虚线）箭头表示来自不同源区的海水增加（减少）。
