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空间微重力条件下的植物生长发育

新华文摘 2025年第2期 124-126页

作者：郑慧琼中国科学院分子植物科学卓越创新中心

为什么要研究在太空种粮种菜?目前,重返月球、登陆火星等已成为当前人类空间探索的重要目标,建立以植物为基础的空间生物再生生命支持系统是实现载人深空探测的关键前提,但是,在宇宙严酷的环境中,人和植物都无法直接生存,而是需要生活... 详细信息

为什么要研究在太空种粮种菜?目前,重返月球、登陆火星等已成为当前人类空间探索的重要目标,建立以植物为基础的空间生物再生生命支持系统是实现载人深空探测的关键前提,但是,在宇宙严酷的环境中,人和植物都无法直接生存,而是需要生活在类似空间站的人造封闭环境中。

关键词：生命支持系统封闭环境空间探索空间微重力植物生长发育空间站登陆火星

邻近标记技术在蛋白质-蛋白质相互作用研究中的应用和进展

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遗传 2025年

作者：许昕薷仇本华鄢秀敏上海交通大学医学院附属新华医院环境与儿童健康重点实验室中国科学院分子细胞科学卓越创新中心(生物化学与细胞生物学研究所)细胞生物学国家重点实验室中国科学院大学

蛋白质-蛋白质相互作用在细胞内的几乎所有生物过程中都扮演着至关重要的角色。近年来，邻近标记技术作为一种前沿实验方法，被广泛应用于细胞内蛋白质相互作用和亚细胞区室空间蛋白质组等方面的研究。这项技术通过在目标蛋白质周围引... 详细信息

蛋白质-蛋白质相互作用在细胞内的几乎所有生物过程中都扮演着至关重要的角色。近年来，邻近标记技术作为一种前沿实验方法，被广泛应用于细胞内蛋白质相互作用和亚细胞区室空间蛋白质组等方面的研究。这项技术通过在目标蛋白质周围引入化学标记物，实现对邻近蛋白质的标记和捕捉。结合质谱鉴定与分析，邻近标记技术能够以高时空分辨率捕捉蛋白质间的相互作用及细胞区室的蛋白质组信息。与传统方法相比，邻近标记技术凭借其高时空分辨率和高灵敏度，成为研究细胞内蛋白质功能、相互作用及蛋白质空间组学的重要工具。本文系统介绍了蛋白质邻近标记技术的原理、分类及其应用，以期为研究人员提供全面的技术视角，促进蛋白质邻近标记技术在细胞生物学、蛋白质组学以及疾病机制研究中的更广泛应用。

关键词：邻近标记技术蛋白质相互作用空间蛋白质组

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中国小型鲸类保护声学研究历程和新思考

水生生物学报 2025年第1期49卷 99-108页

作者：王克雄李松海郑劲松郝玉江梅志刚王丁中国科学院水生生物研究所水生哺乳动物创新研究中心武汉430072 中国科学院深海科学与工程研究所三亚572000

保护声学(Conservation acoustics)是基于物种及生态环境保护需求而发展出的声学分支,重点研究与保护相关的声学理论、技术及应用,涉及保护生物学、生物声学和生态声学等关联学科。研究小型鲸类发声和受声及栖息地声学特征,有助于了解... 详细信息

保护声学(Conservation acoustics)是基于物种及生态环境保护需求而发展出的声学分支,重点研究与保护相关的声学理论、技术及应用,涉及保护生物学、生物声学和生态声学等关联学科。研究小型鲸类发声和受声及栖息地声学特征,有助于了解种群生存状况,制订和实施基于声学的保护对策,促进物种和生态环境保护。我国小型鲸类保护声学源起于20世纪80年代白鱀豚(Lipotes vexillifer)的保护需求, 1990年代后期和2000年代中后期逐渐转向到长江江豚(Neophocena asiaeorientalis a.)和中华白海豚(Sousa chinensis),近10多年来覆盖了从南海到黄渤海水域多种小型鲸类,在国际上占有较高的地位。40多年来,随着声学技术和仪器的发展,以及淡水和海洋小型鲸类保护的迫切需求,保护声学研究从人工环境中的个体转向到野外群体,声信号的记录方式从单一水听器转向全自动水听器阵列,研究内容从声信号和听觉特征扩展到广域长时被动声学监测,以及水下声景和水下噪声影响及防范,初步实现了基础研究和技术研发为小型鲸类保护提供支撑。可以预期,在未来10多年我国小型鲸类保护声学理论、技术研发及保护应用,将会随着大数据科学、人工智能技术和声学的发展与融合而呈现较明显的提升。

关键词：小型鲸类生物声学保护声学白鱀豚长江江豚中华白海豚

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空气等离子体活化水消毒应用研究

西安交通大学学报(医学版) 2025年第1期46卷 59-67页

作者：黄月烨程俊秦明涛段磊黄世聪陈支通纪华国家高性能医疗器械创新中心广东深圳518131 中国科学院深圳先进技术研究院广东深圳518055 稳健医疗创新研究院广东深圳518131

目的本研究聚焦于空气等离子体活化水的制备及其在消毒领域的应用,通过开发单层和双层介质阻挡放电(dielectric barrier discharge, DBD)装置,旨在制备具有高效消毒能力的活化液。方法构建单层和双层DBD装置,使用空气作为工作气体来... 详细信息

目的本研究聚焦于空气等离子体活化水的制备及其在消毒领域的应用,通过开发单层和双层介质阻挡放电(dielectric barrier discharge, DBD)装置,旨在制备具有高效消毒能力的活化液。方法构建单层和双层DBD装置,使用空气作为工作气体来生成活化水。利用热成像仪、时间分辨增强型相机和高分辨率光谱仪捕捉并分析等离子体的温度变化、放电过程和发射光谱,以评估装置的能量转换效率和粒子激发能力。此外,对枯草芽孢杆菌、大肠杆菌和金黄色葡萄球菌等典型微生物进行消毒实验,以验证活化液的消毒效果。结果实验结果表明,所开发的DBD装置能够有效地激发空气产生等离子体,并通过调整处理时间实现了对多种微生物的精准消毒。双层DBD装置相较于单层装置,能够产生更高浓度的活性氧和氮物质,从而显著提升了活化液的消毒效果。结论通过使用空气等离子体活化水技术,成功制备出具有高效消毒能力的活化液。本研究不仅提高了消毒效率,而且具有潜在的环境友好性和经济性,为等离子体技术在消毒领域的应用提供了科学依据和技术支持。

关键词：空气等离子体活化液放电过程活性物质消毒灭菌

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人工智能海洋学研究的计量分析

海洋与湖沼 2025年第1期 112-125页

作者：张灿影张斌冯志纲李晓峰中国科学院海洋研究所文献信息中心中国科学院海洋研究所海洋大数据中心中国科学院海洋环流与波动重点实验室海洋动力环境观测与预报重点实验室

海洋科学研究对于理解和保护我们的海洋环境、维持生物多样性、支持经济发展，并应对全球气候变化具有至关重要的作用。近年来，随着海洋监测范围的不断扩大，海洋数据的收集速度和量级呈指数级增长，这远远超出了传统科研方法的处理和... 详细信息

海洋科学研究对于理解和保护我们的海洋环境、维持生物多样性、支持经济发展，并应对全球气候变化具有至关重要的作用。近年来，随着海洋监测范围的不断扩大，海洋数据的收集速度和量级呈指数级增长，这远远超出了传统科研方法的处理和分析能力，给海洋动态变化的分析带来了挑战。同时，海洋数据的快速增长为人工智能(artificial intelligence,AI)提供了丰富的训练材料，为AI的应用提供了广阔的舞台，AI的引入可以有效地处理和分析这些海量数据，通过自动化的方式提高数据处理的效率和准确性，为海洋科学研究提供了全新的视角和方法。基于Web of Science数据库，采用文献计量方法与工具,分析了8 021篇(2024年4月20日为止)AI海洋学研究的整体态势,结果表明:(1) 2020年前后全球AI海洋学研究呈现出爆发式增长;(2) 2017年中国发文数量超过美国，成为AI海洋学研究领域发文最多的国家;(3)环境科学、地球科学和遥感是发表论文最多的3个学科领域;(4) AI技术在海洋生态环境监测、生物多样性评估、海洋和大气现象识别与预报等领域应用较多。尽管AI方法在海洋科学研究应用中表现良好，显示出巨大潜力，但仍存在局限性。未来建议制定统一的海洋数据标准和协议，鼓励跨学科的研究合作,以更有效地利用AI技术挖掘海洋数据的潜力，为海洋保护和管理提供更深入的洞察和解决方案。

关键词：人工智能海洋监测分类预报计量分析

加强多元化食物生产系统植物工厂的人工智能创新

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中国科学院院刊 2025年第02期40卷 338-349页

作者：龚化勤景海春谭鑫王宪辉张玉成林荣呈杨名宇林双谢华玲杨艳萍叶世堂李鹏匡廷云中国科学院植物研究所饲草种质高效设计与利用全国重点实验室中国科学院长春光学精密机械与物理研究所中国科学院动物研究所中国科学院计算技术研究所湘湖实验室(农业浙江省实验室) 中国科学院文献情报中心福建省中科生物股份有限公司

我国大食物安全面临日益严峻且复杂的多重挑战，粮食供需紧平衡、消费结构升级与资源约束交织。植物工厂是农业生产的高级形式，是摆脱“靠天吃饭”，应对灾害、战备、面向太空的多元化食物生产系统。然而，高成本极大地限制了植物工厂... 详细信息

我国大食物安全面临日益严峻且复杂的多重挑战，粮食供需紧平衡、消费结构升级与资源约束交织。植物工厂是农业生产的高级形式，是摆脱“靠天吃饭”，应对灾害、战备、面向太空的多元化食物生产系统。然而，高成本极大地限制了植物工厂的应用和发展。人工智能的快速兴起将为植物工厂的创新发展与拓展应用带来新的契机。文章陈述了发展智慧植物工厂，建立多元化食物供给生产系统的战略意义，分析了植物工厂高成本的主要瓶颈在于一次性建筑投入大与折旧费用高，适生作物缺乏深度发掘与品种匮乏，生产过程高能耗与劳力成本，以及应用场景与产业模式狭窄等；指出人工智能在多元化食物生产、辅助育种、光源能源优化、精细环境控制、生产决策和任务管理等方面的创新优势，结合科学规划和政策引导，将打造多元化食物生产系统植物工厂的新生态。

关键词：智慧植物工厂适生作物品种 LED照明精准环境控制人工智能大模型

来源：博看期刊

不同水深梯度下沉水植物关键限制因子的差异性研究--以太湖东山湾为例

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湖泊科学 2025年第1期37卷 171-183页

作者：陈思文姜磊马书占吴越詹洪新叶祺常以恒陈开宁中国科学院南京地理与湖泊研究所湖泊与环境国家重点实验室南京211135 中国科学院大学北京100049 苏州科技大学江苏省水处理技术与材料协同创新中心苏州215009 江苏省环境科学研究院生态环境部长江中下游水生态健康重点实验室南京210036 江苏省常州市溧阳生态环境局溧阳213399

沉水植物是浅水湖泊生态系统的重要组成部分,其分布格局受环境因子,特别是水深的影响;不同水深梯度下,影响沉水植物生长的关键因子也存在差异性,并与水深一起对沉水植物产生协同作用。本研究选取太湖东部典型的草型湖区——东山湾为研... 详细信息

沉水植物是浅水湖泊生态系统的重要组成部分,其分布格局受环境因子,特别是水深的影响;不同水深梯度下,影响沉水植物生长的关键因子也存在差异性,并与水深一起对沉水植物产生协同作用。本研究选取太湖东部典型的草型湖区——东山湾为研究区域,于2020年10月2021年6月对31处不同水深的样点进行了3次野外调查,主要指标包括水体理化因子与沉水植物种类及丰度。采用单因素方差分析、Spearman相关性分析和冗余分析方法对不同水深处沉水植物与环境因子的关系进行分析,确定了不同水深湖区中影响沉水植物群落组成的关键环境因子。结果表明:1)水体的理化指标表现出明显的时空差异。太湖东山湾近岸浅水区水体叶绿素a(Chl.a)浓度和透明度与水深之比(SD/WD)的均值显著高于近湖心较深的水域;春季水体总氮(TN)、硝态氮、总磷(TP)、磷酸盐和悬浮颗粒物浓度明显高于秋季和夏季。2)调查共记录到东山湾12个种类的沉水植物,中间水域的沉水植物频度更高,不同水深区域内的沉水植物群落表现出物种组成差异,竹叶眼子菜(Potamogeton wrightii/Potamogenton malaianus)、苦草(Vallisneria natans)和轮叶黑藻(Hydrilla verticillata)在近湖心区表现出更高的频度与丰度。3)影响东山湾沉水植物群落的关键水环境因子包括水深、TN、TP、SD/WD和Chl.a,且不同水深区域的沉水植物群落组成受到不同水环境因子调控。水深较浅的近岸区域影响沉水植物生长的关键环境因子包括水深和Chl.a;中间水域的沉水植物主要受到水体TN和TP的影响;而水深更深的近湖心区域沉水植物则与水深、TN和TP呈显著相关关系。本研究结果为浅水湖泊水位管理以及不同水深条件下的沉水植物恢复提供了重要的理论依据。

关键词：太湖沉水植物群落水深限制因子

基于多源数据多特征组合的白洋淀生态修复工程前后湿地变化

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北京林业大学学报 2025年第2期47卷 152-162页

作者：郑晓玲于一雷吕翠翠李文彦姜纪沂王仕琴防灾科技学院生态环境学院河北三河065201 河北大学生态环境系河北保定071002 中国科学院雄安创新研究院(筹) 河北雄安071899 中国科学院遗传与发育生物学研究所农业资源中心河北石家庄050022

【目的】白洋淀湿地是华北平原最大的淡水湿地生态系统,对改善和调节雄安新区乃至整个京津冀的气候和生态环境具有重要作用。探究白洋淀湿地生态修复前后下垫面的变化特征,旨在为后续的生态修复工程提供理论参考。【方法】本研究通过选... 详细信息

【目的】白洋淀湿地是华北平原最大的淡水湿地生态系统,对改善和调节雄安新区乃至整个京津冀的气候和生态环境具有重要作用。探究白洋淀湿地生态修复前后下垫面的变化特征,旨在为后续的生态修复工程提供理论参考。【方法】本研究通过选取生态修复前后(2017年和2022年)的Sentinel-1 SAR影像和Sentinel-2多光谱影像,提取光谱指数特征、SAR指数特征和纹理特征,结合随机森林方法,对白洋淀湿地进行分类;从下垫面类型、面积和景观格局指数变化,分析生态修复前后白洋淀湿地的变化情况。【结果】(1)同时使用光谱指数特征、SAR指数特征和纹理特征3种特征进行分类的总体精度最高,光谱指数特征、SAR指数特征和纹理特征的重要性贡献率分别为40.713%、27.269%和32.018%。(2)2017—2022年,耕地面积明显减少,湿地面积显著增加,湿地面积的增长主要来自耕地的转换。(3)生态修复后,2022年林地和水体的破碎化程度均有减小的趋势,水体、挺水植物和林地的聚集度和连通性都有不同程度的提升,其中最明显的为林地。【结论】生态修复之前白洋淀湿地景观趋于破碎化,生态修复后白洋淀湿地的水体、挺水植物以及林地各自的连通性和聚集度明显提升。淀区内的退耕还淀、生态清淤和生态补水等工程增加了白洋淀湿地面积,提升了白洋淀水体的连通性。

关键词：白洋淀湿地生态修复湿地分类特征组合景观指数随机森林

半干旱山区河流融雪期主要水环境因子变化特征及驱动机制研究

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环境工程技术学报 2025年第1期15卷 120-129页

作者：裴志远江燕李赟王伟李博睿沈彦军裴宏伟河北建筑工程学院市政与环境工程系河北省水质工程与水资源综合利用重点实验室中国科学院生态环境研究中心中国科学院遗传与发育生物学研究所农业资源研究中心中国科学院农业水资源重点实验室

为探究河流融雪期内氮磷等物质的时空分布特征,于2023年对永定河支流清水河6个典型监测断面进行融雪期前后的连续水环境监测。测定的主要水环境指标包括总氮(TN)、硝态氮(NO_(3)^(−)-N)、亚硝态氮(NO_(2)^(−)N)、氨氮(NH_(4)^(+)-N)、... 详细信息

为探究河流融雪期内氮磷等物质的时空分布特征,于2023年对永定河支流清水河6个典型监测断面进行融雪期前后的连续水环境监测。测定的主要水环境指标包括总氮(TN)、硝态氮(NO_(3)^(−)-N)、亚硝态氮(NO_(2)^(−)N)、氨氮(NH_(4)^(+)-N)、总有机氮(TON)、总磷(TP)、总溶解磷(TDP)、颗粒态磷(PP)、化学需氧量(COD)、总固体悬浮物(TSS)。结果表明:河流中氮类营养盐的组成比例存在季节性变化,融雪期径流中TON浓度平均占TN浓度的69%,NO_(3)^(−)N、NH_(4)^(+)-N和NO_(2)^(−)-N的平均占比依次为28%、2%和0.46%;在融雪期,TON浓度呈现出沿河流方向逐渐升高的趋势,NO_(3)^(−)-N则表现为沿河流方向逐渐降低;进入平水期后上述趋势会出现反转,即NO_(3)^(−)-N浓度沿河流方向逐渐升高,TON浓度沿河流方向降低。磷类物质的浓度在融雪期的波动较为剧烈,各断面极值比平均为5.9,最高可达14.0,各断面峰值浓度均优于GB3838-2002《国家地表水环境质量标准》Ⅲ类水质标准。融雪期COD升高幅度最高可达213.6%;在融雪前期,除崇礼南断面外,其余各断面COD峰值均超过地表水Ⅲ类水质标准,且较高的COD会持续2周左右;融雪后期各断面COD优于地表水Ⅲ类水质标准。在融雪前期,冬季积累污染物的释放与消耗是导致各类物质浓度波动的主要原因,在融雪中后期,温度是驱动含氮物质发生浓度波动的主要原因,COD和磷浓度受到产水过程的影响。

关键词：融雪期营养盐季节性变化时空分布氮磷清水河

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