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封面展示了岩浆活动碳释放和地表碳消耗(大陆风化和有机碳埋藏), 以CO2为纽带, 突出碳循环在耦合地球深部与表层系统中的核心作用. 左侧球为热室地球(95 Ma), 显示深部碳释放量显著高于地表碳消耗量; 右侧球是温室地球(40 Ma), 反映深部碳释放减弱且地表碳消耗增强. 呈现了深部碳循环与环境演变的动态关联, 为深部-表层多圈层整合研究提供了系统框架. 详见杨石岭等人文.

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悦读科学

章明玥, 金玟周, 杨振忠, 吕中元, 林志群

赵亚松, 王丹

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热室地球专题

编者按

热室地球深部碳循环与环境演变

杨石岭

进展

亚洲始新世大陆风化程度变化历史

吴峰, 王静雯, 王亚苏

本文整合了亚洲始新世长尺度大陆风化程度变化历史记录, 并探讨了温度与降雨对亚洲大陆风化程度的控制作用. 研究发现, 始新世早期高温、较高湿度使得大陆风化程度高, 而始新世中晚期温度降低与降雨减弱使得大陆风化程度降低, 其中降雨减少造成的影响更加显著.

评述

白垩纪–古近纪热室地球

杨石岭, 陈林, 纪伟强, 苏涛, 姜仕军, 陈祚伶, 黄晓芳, 郭利成, 王永达, 姜禾禾, 席党鹏, 唐自华, 张师豪, 孙敏敏, 吴福元

白垩纪–古近纪是以高温、高CO2浓度为主要特征的热室期. 本文梳理了相关研究进展, 获得以下认识: 大陆弧岩浆活动很可能是该时期热室地球形成的主控因素; 热室期发生多次由碳库扰动引发的极热事件; 热室气候促进了喜热植物的扩散和物种分化.

陈林, 姜禾禾, 王佳敏, 张少华, 王建刚, 纪伟强, 周超, 邱启佳, 司润港, 王子铭, 杨石岭

俯冲带深部碳循环是当前地球系统科学领域的前沿和热点课题. 本文总结了国内外沉积物俯冲与深部碳循环方面的研究现状, 结合板块重构模型, 提出新特提斯洋低纬度俯冲可能导致了白垩纪-古近纪热室.

王楠, 吴梦晓, 唐赫, Paul J. Valdes, Farnsworth Alex, 苏涛, 周浙昆, 李树峰

始新世-渐新世气候转折期(EOT)标志着地球“温室”转向“冷室”, 伴随CO2浓度下降、南极冰盖形成及全球显著降温干旱. 本文综述了EOT气候与植被协同演化的研究进展, 总结了EOT研究现存问题, 并使用数值模拟进行初步解决, 为陆地生态系统应对未来气候变化提供理论参考.

论文

南雄盆地古近纪早期湖泊年纹层记录的太阳活动

黄惠欣, 马明明, 李光普, 李鑫隆, 王倩, 刘秀铭

本文通过对南雄盆地古近纪早期湖泊年纹层沉积的多指标测试, 并结合频谱分析, 发现太阳活动调控着研究区十年尺度上的气候变化. 在太阳活动高年, 研究区降水增多; 在太阳活动低年, 研究区降水减少. 本研究提供了深时温室气候期高分辨的古气候记录.

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自然科学基金项目进展专栏

进展

非厄米动力学系统振动与波动调控研究进展

毛佳伟, 陈浩田, 高鹏林, 瞿叶高

本文介绍了非厄米趋肤效应的基本原理, 概述了非厄米动力学系统实现低频宽带振动与波动调控的机制, 综述了其在振动控制及波动调控领域的最新进展, 涵盖离散/连续系统的设计方法、调控机理及实现途径, 展望了该研究存在的关键问题和未来可能的发展方向.

评述

壁面模化大涡模拟中对数区不匹配现象的再分类

刘焕聪, 许春晓, 黄伟希

壁面模化大涡模拟(WMLES)方法是目前模拟自然界和工程界湍流流动的有效工具, 其中对数区不匹配(LLM)现象是制约该方法发展的一个重要挑战. 本文回顾了LLM现象的各种成因解释和解决策略, 创新性提出基于速度梯度变化的LLM现象再分类, 从而有效地对该现象的不同成因进行归纳总结.

论文

二维超薄结构动态瞬时问题的高阶时域边界元法

谷岩, 张传增

本文提出了一种基于时域谱积分的新型边界元方法, 用于超薄结构的高精度瞬态问题分析. 该方法具备指数级收敛特性, 理论上支持时域方向任意阶精度设定, 可精确捕捉快速瞬态响应及长时间动态特性. 引入比例坐标变换和非线性变量替换求解域积分与近奇异积分, 实现了超薄结构问题的精确求解.

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进展

化学与能源科学

电催化甲烷氧化制甲醇的研究进展

李佳倪, 亢宇, 丁晟哲, 刘东兵, 李蔚, 郝宇晨

电催化甲烷氧化制甲醇为温和条件下的甲烷利用提供了新路径. 本文系统介绍了不同电催化体系与反应条件的优化策略, 涵盖液相体系中催化剂设计、固态电解质装置的应用及反应机制探讨, 同时指出当前面临的挑战, 展示了甲烷资源化利用的研究进展与发展潜力.

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评述

化学与能源科学

二维材料在镁基固态储氢领域中的应用进展

刘芳, 王佳丽, 陈伟, 楚进锋, 严雄仲, 张晓英, 田甜, 信翔宇, 刘光, 宋宇飞

本文聚焦二维材料在MgH2储氢体系中的改性研究, 系统综述了石墨烯、二维金属及氧化物、MXene等二维材料作为催化剂或载体在增强MgH2吸/放氢性能方面的研究进展与作用机制, 剖析了当前二维催化剂中存在的问题, 对其发展进行了展望, 为突破镁基储氢材料实用化壁垒提供了理论参考.

生命科学

全球玉米生物育种技术专利保护与应用分析

李金萍, 王成, 吴锁伟, 董振营, 李焕改, 刘欣洁, 龙艳

本文以Incopat专利数据库为基础, 对全球5674件玉米生物育种技术相关发明专利开展统计与分析, 分别从专利数量分布、专利权人、专利保护领域、专利转让应用、专利有效性和维持情况、典型应用案例以及我国在专利保护应用中存在的问题等进行分析, 为该领域发展提供全面参考依据.

毛若涵, 刘德水, 刘玉乐, 岳宁

植物病毒威胁全球粮食安全, 而植物通过多层次免疫机制抵御病毒. 本文综述了植物抗病毒免疫最新进展, 同时概述了RNA沉默、细胞自噬和泛素化以及植物激素通路在抗病毒免疫中的作用, 重点解析了富亮氨酸重复结构域的免疫受体(NLRs)介导的抗病毒机制, 展望了NLRs在作物抗病毒育种中的应用前景.

我国玉米品种更新换代、杂优模式变迁及功能基因组研究进展

李春辉, 李志勇, 杨扬, 张如养, 肖森林, 苏爱国, 王夏青, 赵衍鑫, 王帅, 孙轩, 宋伟, 赵久然

本文综述了我国玉米育种技术的演进历程与前沿研究进展. 以品种迭代为主线, 梳理了从建国初期到当代的七次重大品种革新, 并系统阐述了基因组、功能基因、杂种优势及全基因组选择等领域的成就, 展望了育种4.0变革方向, 为保障国家粮食安全提供参考.

张沛, 陈茜茜, 蒲玉歌, 马梦茹, 马西亚, 吴一涵, 张英, 刘海宁, 杨学义, 马勇江, 华进联

本文基于角膜缘干细胞缺陷症(LSCD)治疗所受困境, 系统梳理了不同来源间充质干细胞(MSCs)在角膜修复中的最新研究成果, 深入剖析其重建眼表免疫机制; 同时, 指出当前MSCs治疗角膜疾病研究中亟需解决的问题以及潜在解决方案, 并对未来发展的广阔前景进行全方位展望, 最后创新性提出3D打印/工程化技术联合MSCs疗法, 为角膜疾病治疗提供了新视角.

医学科学

尤良震, 于东东, 税嘉诚, 彭辉, 张佳乐, 李思毅, 钟晓莹, 刘春玲, 刘姝伶, 卢懋青, 马韵洁, 李晋玉, 刘金民, 商洪才

面向中医药传承创新发展, 立足数据要素赋能中医药新质生产力形成的内在机制, 文章阐述了中医药可信数据空间(TCM-TDS)这一新型数据基础设施建设路径, 旨在形成可复制可推广的行业模式, 从机制创新、数据建设、技术创新及应用生态等方面提出了TCM-TDS应用发展对策.

材料科学与工程

弹性聚合物光纤的制备及其在传感中的应用研究进展

杨佳蕾, 周文琪, 张泽祺, 杨兆伟, 余柔会, 潘绍武, 侯恺, 陈国印, 朱美芳

传统硅基/硬质光纤因硬度高、柔韧性差、生物相容性不足, 限制了其在生理动态环境中的应用. 弹性聚合物光纤凭借柔软、可拉伸、生物相容性好及功能多样的优势脱颖而出, 成为突破瓶颈的关键材料, 广泛应用于组织工程、传感等领域. 本文系统综述该材料的分类、制备、应用及传感领域发展现状与挑战, 为未来开发提供指导.

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论文

医学科学

吴子川, 宋韩林, 张徐宏, 许傲晨, 孙柏峰, 徐辰, 祁敏, 刘洋

研究通过定量分析发现, 术前糖化血红蛋白(HbA1c)水平是影响术后2年脊髓MRI高信号消退及神经功能恢复的独立预测因素, 并将HbA1c临界值确定为6.8%. 结果表明, 严格的术前血糖优化对改善患者长期预后至关重要.

材料科学与工程

碱金属氟化物协同钝化埋底界面实现高效稳定全无机CsPbBr3钙钛矿太阳能电池

吴韫佳, 汪佳艳, 朱文昊, 梁凯博, 汪杨, 陈宣衡, 孙伟海, 傅超萍

本文针对全无机CsPbBr3钙钛矿太阳能电池效率与稳定性不足的问题, 提出了一种碱金属氟化物协同修饰TiO2电子传输层的界面工程策略. 研究表明, CsF能同步钝化界面氧空位与阳离子空位, 显著提升器件性能(效率达10.52%)和长期稳定性. 该工作为高效稳定钙钛矿电池的开发提供了新思路.

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