動(dòng)態(tài)

2022-01-19 03:11

科學(xué)中國(guó)人 2021年25期

我國(guó)首個(gè)海上二氧化碳封存示范工程啟動(dòng)

中國(guó)海油8月30日宣布，我國(guó)首個(gè)海上二氧化碳封存示范工程在南海珠江口盆地正式啟動(dòng)，將海上油田開發(fā)伴生的二氧化碳永久封存于800米深海底儲(chǔ)層，每年封存約30萬噸，總計(jì)超146萬噸。這是我國(guó)海洋油氣開發(fā)綠色低碳轉(zhuǎn)型的重要一步，為國(guó)家“碳達(dá)峰、碳中和”目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)探出了一條新路。

該示范工程位于珠江口盆地，距香港東南約190公里，所在海域平均水深80多米，是恩平15-1油田群開發(fā)的環(huán)保配套項(xiàng)目。二氧化碳地下封存是實(shí)現(xiàn)溫室氣體減排的有效措施之一。恩平15-1油田群是我國(guó)南海首個(gè)高含二氧化碳的油田群，若按常規(guī)模式開發(fā)，二氧化碳將隨原油一起被采出地面。2021年以來，中國(guó)海油開展適應(yīng)海上二氧化碳封存的地質(zhì)油藏、鉆完井和工程一體化關(guān)鍵技術(shù)研究，成功研發(fā)了海上平臺(tái)二氧化碳捕集、處理、注入、封存和監(jiān)測(cè)的全套技術(shù)和裝備體系，填補(bǔ)了我國(guó)海上二氧化碳封存技術(shù)的空白。

據(jù)悉，此前國(guó)內(nèi)二氧化碳封存礦場(chǎng)試驗(yàn)集中在陸上少數(shù)區(qū)域。恩平15-1油田群二氧化碳封存項(xiàng)目的成功實(shí)施，將開拓我國(guó)二氧化碳封存的新產(chǎn)業(yè)和新業(yè)態(tài)，對(duì)海上油氣田的綠色開發(fā)具有重要示范意義。

首個(gè)人類椎間盤單細(xì)胞圖譜出爐

近日，我國(guó)科學(xué)家繪制的首個(gè)人類椎間盤單細(xì)胞圖譜在《骨研究》雜志以封面論文的形式發(fā)表。該研究是國(guó)際上首次針對(duì)人類椎間盤細(xì)胞異質(zhì)性的系統(tǒng)性研究，旨在為椎間盤退行性疾病的防治提供重要線索。

椎間盤退行性疾病是引起頸肩痛與腰腿痛的主要原因，嚴(yán)重影響患者的生活質(zhì)量，給家庭和社會(huì)造成了沉重的負(fù)擔(dān)。為此，科學(xué)家不斷深入探索椎間盤生理學(xué)和病理學(xué)機(jī)制，尋求重建椎間盤穩(wěn)態(tài)的創(chuàng)新治療方法。然而，椎間盤細(xì)胞的高度異質(zhì)性及微環(huán)境的高度復(fù)雜性，給椎間盤生理病理機(jī)制的探索帶來了重大挑戰(zhàn)。

科研團(tuán)隊(duì)摸索出人類椎間盤單細(xì)胞分離方法后，從13至31周歲的研究人群中收集健康椎間盤，從中分離髓核、纖維環(huán)和終板組織，分別進(jìn)行高通量單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組測(cè)序；對(duì)108108個(gè)椎間盤髓核、纖維環(huán)及終板組織的細(xì)胞分別進(jìn)行了單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組測(cè)序和分析，系統(tǒng)繪制人類椎間盤單細(xì)胞圖譜。

椎間盤退行性疾病是引起頸肩痛的主要原因

通過解析這一圖譜，科研團(tuán)隊(duì)有了4個(gè)核心發(fā)現(xiàn)：解析了椎間盤的細(xì)胞異質(zhì)性，發(fā)現(xiàn)9類細(xì)胞亞群，突破了椎間盤細(xì)胞成分單一的傳統(tǒng)認(rèn)識(shí)；鑒定了多種功能各異的軟骨細(xì)胞亞群，根據(jù)胞外基質(zhì)調(diào)控特征的差異，重新定義為調(diào)控型、穩(wěn)態(tài)型和效應(yīng)型軟骨細(xì)胞；發(fā)現(xiàn)了一群特異表達(dá)PDGFRA和PROCR的髓核祖細(xì)胞，具有集落形成和三系分化等干性特征，具有較強(qiáng)再生潛能；構(gòu)筑了椎間盤細(xì)胞相互作用信號(hào)調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，發(fā)現(xiàn)多種生長(zhǎng)因子相關(guān)信號(hào)通路共同參與微環(huán)境穩(wěn)態(tài)的維持。

人類椎間盤單細(xì)胞圖譜將為椎間盤領(lǐng)域的深入研究提供重要資源庫(kù)，為深度解析椎間盤生理與病理機(jī)制奠定了基礎(chǔ)，為椎間盤退行性疾病的生物治療提供重要線索。

全球授粉物種減少對(duì)人類影響風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)公布

據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)8月16日?qǐng)?bào)道，由英國(guó)劍橋大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)的國(guó)際專家小組，利用現(xiàn)有證據(jù)，編制了全球首個(gè)授粉物種減少對(duì)人類影響風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)報(bào)告，闡述了全球六大地區(qū)授粉物種顯著減少的原因及可能給人類造成的影響。

研究表明，導(dǎo)致授粉物種減少的三大原因是棲息地破壞、土地管理不當(dāng)，以及殺蟲劑的大量使用，氣候變化排在第四位。這種狀況對(duì)人類最大的直接風(fēng)險(xiǎn)是“作物授粉不足”，導(dǎo)致糧食和生物燃料作物的數(shù)量和質(zhì)量下降，全球三分之二地區(qū)（從非洲到拉丁美洲）的作物產(chǎn)量面臨嚴(yán)重“不穩(wěn)定”的風(fēng)險(xiǎn)。

具體而言，在北美地區(qū)，授粉物種會(huì)促進(jìn)蘋果和杏仁等作物的生長(zhǎng)，但其因“蜂群崩潰癥”等疾病導(dǎo)致數(shù)量嚴(yán)重減少。在非洲、亞太和拉丁美洲地區(qū)，許多低收入國(guó)家的農(nóng)村人口依賴野生作物生活，授粉物種數(shù)量的減少將給他們的生活帶來巨大影響。拉丁美洲被視為損失最大的地區(qū)，因?yàn)檠⒋蠖?、咖啡和可可等昆蟲授粉作物對(duì)該地區(qū)的糧食供應(yīng)和國(guó)際貿(mào)易至關(guān)重要。

最新研究負(fù)責(zé)人、劍橋大學(xué)動(dòng)物學(xué)系林恩·迪克斯說：“授粉動(dòng)物一直是藝術(shù)和技術(shù)等的靈感來源，比如蜜蜂就曾被視為力量的象征。它們數(shù)量的減少也是人類文明的損失。我們正處于物種滅絕危機(jī)之中，也許授粉物種首當(dāng)其沖?！?/p>

青藏高原高寒生態(tài)系統(tǒng)研究獲新發(fā)現(xiàn)

近期，一項(xiàng)研究表明，青藏高原高寒生態(tài)系統(tǒng)總體是重要的碳匯且持續(xù)增強(qiáng)，將對(duì)氣候變暖形成負(fù)反饋。8月9日，相關(guān)研究結(jié)果在線發(fā)表在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《美國(guó)科學(xué)院院刊》上。

中國(guó)科學(xué)院成都山地災(zāi)害與環(huán)境研究所西藏生態(tài)環(huán)境創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)與中國(guó)科學(xué)院青藏高原研究所等合作，通過綜合定位監(jiān)測(cè)、控制試驗(yàn)和模型模擬等技術(shù)手段進(jìn)行這項(xiàng)對(duì)青藏高原陸地生態(tài)系統(tǒng)碳源匯現(xiàn)狀及動(dòng)態(tài)的系統(tǒng)研究。

作為重要的國(guó)家生態(tài)安全屏障，青藏高原高寒生態(tài)系統(tǒng)碳匯功能變化對(duì)我國(guó)乃至北半球的氣候系統(tǒng)影響強(qiáng)烈，被稱為氣候變化“啟動(dòng)器”“調(diào)節(jié)器”。高原氣體總體變暖變濕有利于植被生長(zhǎng)，近20年來以西藏生態(tài)安全屏障建設(shè)為主的一系列重大生態(tài)工程實(shí)施，使青藏高原生態(tài)環(huán)境得到有效保護(hù)，綜合效益顯著。

歐洲黑松露是一種名貴的地下菌根型食用菌

此次研究發(fā)現(xiàn)，青藏高原32個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)有26個(gè)呈現(xiàn)凈碳匯狀態(tài)，區(qū)域凈碳匯是此前科學(xué)界預(yù)期的4倍。高寒生態(tài)系統(tǒng)凈碳匯最強(qiáng)值出現(xiàn)在海拔4000米左右。碳交換的溫度敏感性分析發(fā)現(xiàn)，水熱同期的夏天碳固定速率系統(tǒng)性地高于冬季碳釋放對(duì)溫度的敏感性，且這一現(xiàn)象在更高海拔地區(qū)更加明顯。此外，16個(gè)控制實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，青藏高原碳匯在模擬變暖情境下總體呈現(xiàn)增強(qiáng)趨勢(shì)且存在閾值，模式模擬也表明青藏高原暖濕化對(duì)碳固定的促進(jìn)超過了凍土碳釋放的影響。

該研究為理解高寒凍土區(qū)生態(tài)系統(tǒng)碳過程和區(qū)域碳平衡提供了新的認(rèn)知，也為青藏高原生態(tài)安全屏障關(guān)鍵功能量化和重大生態(tài)工程時(shí)空格局優(yōu)化提供了重要科技支撐。

歐洲黑松露有望實(shí)現(xiàn)人工穩(wěn)產(chǎn)培育

在國(guó)際市場(chǎng)上，歐洲黑松露零售價(jià)高達(dá)每千克800歐元，在許多國(guó)家已成功實(shí)現(xiàn)人工培育，但穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)一直難以實(shí)現(xiàn)，在外生菌根際生理生態(tài)及其與籽實(shí)體產(chǎn)出、產(chǎn)量相關(guān)性等方面，仍有許多基礎(chǔ)科學(xué)問題亟待回答。

歐洲黑松露也稱為黑孢塊菌，是一種名貴的地下菌根型食用菌。從中國(guó)科學(xué)院昆明植物研究所獲悉，該所研究團(tuán)隊(duì)近期獲得一系列研究成果，為歐洲黑松露的人工培育及種植園的經(jīng)營(yíng)管理奠定了基礎(chǔ)。

研究團(tuán)隊(duì)以3年齡蒙古櫟及黑孢塊菌外生菌根苗為研究對(duì)象，系統(tǒng)分析了蒙古櫟光合效率、營(yíng)養(yǎng)吸收、根際碳分泌以及根際細(xì)菌群落等指標(biāo)。結(jié)果顯示，蒙古櫟的磷吸收顯著提升，而鉀吸收受到抑制；地上部分光合固碳和地下部分總有機(jī)碳分泌明顯增強(qiáng)，然而有機(jī)酸的分泌減少約50%。同時(shí)，根際細(xì)菌群落發(fā)生了較大變化，富集了更多放線菌，部分細(xì)菌群落的豐度與根際碳分泌呈現(xiàn)一定的相關(guān)性。

這些結(jié)果表明，可以通過調(diào)節(jié)蒙古櫟的碳合成與分泌、根際細(xì)菌群落，來促進(jìn)蒙古櫟與黑孢塊菌外生菌根生長(zhǎng)和營(yíng)養(yǎng)吸收。研究進(jìn)一步驗(yàn)證了植物自身存在碳效益權(quán)衡策略，可更加合理有效地分配光合固碳，并通過碳分泌調(diào)節(jié)根際微生物群落，進(jìn)而促進(jìn)植物營(yíng)養(yǎng)吸收和土壤碳氮磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)循環(huán)，這為歐洲黑松露的人工培育和種植園經(jīng)營(yíng)提供了理論基礎(chǔ)。