来自太空的召唤

没有找到存在的证据,不等于找到了不存在的证据。近些年来,地球生命生存环境极限的拓展、大量地外水存在证据以及太阳系外大量行星系统的发现,都使人类相信生命不应该是地球这颗行星上的偶然神秘事件,我们也许有很多文明的邻居。     

来自太空的召唤

没有找到存在的证据，不等于找到了不存在的证据。近些年来，地球生命生存环境极限的拓展、大量地外水存在证据以及太阳系外大量行星系统的发现，都使人类相信生命不应该是地球这颗行星上的偶然神秘事件，我们也许有很多文明的邻居。     

取心求源

地球的神秘历史的大量信息被埋藏在岩石层、冰层,甚至树木的年轮、珊瑚的生长纹内。地球科学、生命科学等领域的科学家们常年奔波在野外,就是为了从其中找到探索地球历史奥秘的钥匙。形形色色的“忠实”记录仪生活在温暖海洋中的珊瑚像树木一样每年会产生一个生长环,它们的生长     

微生物在地球化学铁循环过程中的作用

铁元素虽然只在地壳含量中位列第4,但却是地球上分布最广的变价金属元素之一,微生物介导的铁循环及其与生源要素碳、氮、氧和硫等耦合的氧化还原反应是微生物地球化学循环的重要驱动力.由于铁循环过程中氧化态三价铁Fe(Ⅲ)在环境p H条件下大多以不溶状态存在,因而由其参与的地球化学循环进程通常较为缓慢.研究表明,微生物在铁元素的地球化学循环过程中起着举足轻重的作用,并在该过程中参与矿物的生成与转化.近年来的最新研究发现,参与地球化学铁循环的微生物之间,微生物与矿物之间,以及矿物介导的微生物之间存在着多样的相互作用,而含铁矿物介导的微生物胞外电子传递机制是其中最受瞩目的研究热点.本文综述了微生物介导的地球化学铁循环过程的类型及其过程中的主导微生物,并针对铁还原过程中已知的微生物胞外电子传递机制做了介绍.文中涉及的微生物地球化学铁循环过程中的各种相互作用,已经成为相关研究领域的热点问题,最新研究结果将为进一步阐明微生物地球化学铁循环过程、机制及其环境效应提供重要的理论依据和研究基础.     

能在天外再造一个家吗

地球如果真的有一天要完蛋了,人类能不能在天外造个家?"杞人忧天"的事情还真有人去做,这就是举世闻名的"生物圈2号"(Biosphere 2)试验。要想在天外造个家,就先在地球上造一个试试看。"生物圈2号"实际上就是一个模拟地球生物圈的试验,它相对于地球生物圈——"生物圈1号"——而得名,设计者想建造一个完全封闭的环境,来模拟地球生态系统中的能量流动和物质循环,让一个封闭的"生物圈"运转起来,这也是未来人类在太空建造长期生存空间的必然模式。这是个非常     

全球降水格局变化下土壤氮循环研究进展

自然和人为因素导致全球降水格局发生改变,降水变化势必影响土壤氮循环,从而影响陆地生态系统生产力和多样性,然而不同降水变化类型对土壤氮循环的影响仍然缺乏足够的认识。因此,本文综合分析了全球和我国降水格局变化特征,简要介绍了6种降水格局变化下土壤氮循环的研究方法（长期降水固定观测、野外降水控制实验、自然降水梯度、室内培养、模型和遥感）,系统综述了3种降水变化类型（降水波动、干旱、干湿交替）,以及降水与温度、氮沉降等交互作用对土壤氮循环影响的研究进展与存在的问题,并展望了未来研究方向,为评估和预测未来降水变化对陆地生态系统功能的影响提供理论依据。     

植物在硅生物地球化学循环过程中的作用

硅是地球上重要的矿质元素,在许多生物地球化学过程中起着重要作用。传统认为硅的循环主要受岩石风化、矿物溶解和水体沉积的影响。实际上,植物在硅的生物地球化学循环中起着重要作用。植物体本身就是一个相当大的硅库,它们能以无定型硅(SiO2.nH2O)的形式积累硅,称作生物硅(BSi)、植硅石或蛋白石。陆地植物每年以BSi的形式固定约1.68×109～5.60×109t的硅,通过枯枝落叶返回到土壤中的BSi有92.5%被植物再吸收,7.5%进入土壤库。陆地植物从土壤BSi库吸收的硅量远超过从岩石风化释放吸收的硅量,植物-土壤内循环的有效性强烈地影响着陆地生态系统中的硅向河流和海洋的输送。在海洋中,硅藻通过吸收、溶解和沉积在很大程度上影响着海洋里的硅循环,硅藻每年固定的硅约为5.60×109～7.84×109t,同样,在向海底沉积的过程中,97%的BSi重新被硅藻吸收,每年只有1.43×108～2.55×108t(约3%)沉积到海底。可见,植物在陆地生态系统和水生生态系统硅的循环中均起着非常重要的作用,研究硅的全球生物地球化学循环时必须考虑到植物的作用。     

北京土石山区水分在土壤-植物-大气连续体(SPAC)中的稳定同位素特征

氢氧稳定同位素是广泛存在于自然界水体中的环境同位素,其在不同水体中组成特征的差异可以指示水分循环过程及植物用水机制.本研究在北京山区选取了两种主要的绿化树种——常绿针叶林侧柏和落叶阔叶林栓皮栎为研究对象,通过对降水、土壤水、泉水、植物茎干水和叶片水同位素的变化特征进行分析,讨论了水分在大气-土壤-植物连续体中的运动过程.结果表明: 研究区大气降水线方程为δD=7.17δ¹⁸O+1.45(R²=0.93), 土壤蒸发线方程为δD=3.85δ¹⁸O-38.02(R²=0.76), 降水入渗补给土壤水的过程中存在一定程度的蒸发分馏.在不同季节,降水、土壤水和泉水δD和δ¹⁸O值变化规律不同;雨季,δD和δ¹⁸O平均值大小为降水>地下水>土壤水,降水和土壤水共同补充地下水;旱季,δD和δ¹⁸O值大小排序为降水> 土壤水>地下水,降水和地下水都对土壤水有贡献.侧柏和栓皮栎年内茎干水分δD和δ¹⁸O的拟合线性方程分别为δD=5.03δ¹⁸O-30.78 和δD=3.0δ¹⁸O-48.92,栓皮栎利用的土壤水分相对于侧柏更加富集,其水分来源深度更浅.栓皮栎叶片水分同位素变化特征相对于侧柏对大气微环境的反应更加敏感,且其叶片水分蒸发和同位素动力分馏程度更强,但是它们对环境条件的变化反应一致.     

探索极地科研的创新思路

正地球上的南北两极是地球上最为寒冷的区域。一南一北,一陆一洋,虽然都是冰雪世界,但是在酷似相同的寒冷现象背后却存在着巨大差异。早在2200万年以前,当南极洲与南美洲最后一点陆地的连接断开以后,南极洲那片巨大的陆块就被环绕和循环的洋流所彻底包围,而且主要是冰冷的海洋洋流。从那个时候开始,     

鱼类的生殖策略漫谈

鱼类是现存脊椎动物中种类最多的,约有两万八千个物种,占已知脊椎动物的一半以上,且新种鱼类仍然不断被发现。它们几乎占据地球上所有的水生环境——从淡水的湖泊、河流到咸水的大海和大洋,     

南极四季话鸟兽

正南极地区生活着地球上最奇特和最耐寒的动物,如呆萌的企鹅、笨笨的海豹和神秘的鲸类。作为南极科考队员,我们虽然经历了暴风雪的非凡艰险,但也享受过一些独一无二的人生体验。在长城站考察期间,我们在有幸见识到常人无缘得见的瑰丽风景的同时,也深深地被南极动物的生存之道所震撼。南极的冰天雪地孕育了生命的     

水圈微生物：推动地球重要元素循环的隐形巨人

正生活在水圈环境中的微生物数量巨大、遗传与代谢方式极为多样,它们驱动着地球上重要元素的循环。水圈微生物研究已经成为生命科学与地球科学的研究热点。国家自然科学基金委员会于2017年启动了"水圈微生物驱动地球元素循环的机制"重大研究计划(简称"水圈微生物"计划)。"水圈微生物"计划拟选择典型水圈生境,通过多学科交叉研究,借助新技术、新方法,揭示水圈微生物在物种、群落和生态水平驱动碳氮硫循环的机制及其环境响应,     

息息相关的天、地、生──浅谈生物绝灭的地球化学标志

息息相关的天、地、生──浅谈生物绝灭的地球化学标志王大锐经过多年的研究，人们已经越来越深刻地认识到，我们所生存的地球并不是一个孤立的星球。它既然是无垠的宇宙中的一份子，就必然与宇宙脉脉相通，息息相关。地球上的生命万物生于此地并无时不刻地受到大地变更、...     

环境病毒的宿主鉴定技术进展

病毒是地球上丰度最高的微小生命粒子,通过调控宿主的群落结构、介导宿主死亡和参与水平基因转移等方式影响着生物地球化学循环和地球生命演化。近年来,宏基因组学的发展实现了在全球尺度上对环境病毒的大规模探索和研究,大量新的病毒基因组被发掘,病毒在全球生态过程和生物地球化学循环中的角色和贡献也得到进一步认知。病毒在环境中的重要作用是通过感染宿主实现的。然而,环境病毒的宿主鉴定工作远落后于环境病毒基因组测序研究。本文综述了目前病毒宿主鉴定的主要技术及其优缺点和应用场景,总结了病毒的宿主鉴定在病毒生态学研究和生物工程领域的重要价值,并初步展望了未来病毒宿主鉴定技术的发展方向。     

生物多样性知多少（三 ）

（五）丰富的海洋生物多样性迄今,海洋生物多样性神秘的面貌还没有被人们所充分的了解,１５亿立方千米的海水在地球２／３以上的范围自由地流动,在很大的程度上仍有待探索。从目前的海洋景观显示（图１）,除了富饶的大陆架以外,海洋物种多样性遍布各地,甚至在最严酷的条件下也有生命的存在。４０亿年来,海洋大量的生物参与了生物圈大范围的生物地球化学循环和全球气候的调节。与生物多样性有关的海洋景观包括以下几方面：１．大陆架和沿海水域：从河流带来的养分,以及由海底与海面之间迅速地交换,使大陆架和在２００海里以内的海域…     

中国的恐龙之最

恐龙（Ｄｉｎｏｓａｕｒ）是一类灭绝了的古爬行动物 ,生活在中生代（距今２ ２亿年到６５００万年） ,在地球上大约生存了１ ５亿年。恐龙的研究 ,主要对象是它们遗留在岩层中的遗骸（遗体）、遗迹（足印）、遗弃物（蛋和粪）化石。恐龙的化石 ,在世界各大洲（包括南极大陆和北极之某些岛屿） ,都有发现。恐龙是研究生物大进化的最好例证。恐龙化石可作为洲际陆相地层对比的标志 ,它们的分布可作为大陆漂移的证据 ,它们神秘地、突然地在地球上消失 ,成为科学界一个难解之谜。近年 ,恐龙成了科幻小说、影视大片中的主角 ,掀起一浪高过一浪的…     

原核生物RubisCO的研究进展

核酮糖-1,5-二磷酸(RuBP)羧化酶/加氧酶(RubisCO)是Calvin循环中的关键酶,也是地球上最丰富的酶,广泛地存在于一些原核生物、真核生物以及高等植物中.对原核生物RubisCO的结构、活化、动力学性质、基因结构表达与调节、基因工程等方面的最新进展作一综述.     

全球变化背景下的高寒生态过程北大核心CSCD

青藏高原是世界上海拔最高和面积最大的高原,被誉为“地球第三极”（姚檀栋等,2017）,也是我国重要的生态安全屏障和战略资源储备基地（孙鸿烈等,2012）。高原气候整体上呈现“寒”“旱”特征,且存在自东南向西北逐渐降低的降水梯度。沿着这一降水梯度,分布着森林、灌丛、高寒草甸、高寒草原和高寒荒漠等植被类型（张宪洲等,2015）。     

海洋沉积物微生物介导有机碳转化研究进展

海洋沉积物是地球上最大的有机碳库,其中生存的微生物总量大、分布范围广、类群多样、代谢方式复杂,并共同构成海洋沉积物微生物组。海洋沉积物微生物组介导的有机碳降解与矿化过程不但能为沉积物中的生命活动提供物质和能量,也能参与调控碳循环过程,并在长时间尺度上对地球气候系统产生重大影响。沉积物中的有机碳在复杂多样的微生物代谢活动下被逐步降解,其最终的矿化过程与不同的电子受体消耗相偶合,并形成对应的地球化学分区。研究海洋沉积物微生物及其介导的有机碳转化过程对我们深入认识沉积物中的元素循环过程,并进一步评估其对整个地球系统的影响具有重要科学意义。本文对海洋沉积物微生物组的体量、包含的微生物多样性、代谢活性以及在不同地球化学分区中主要的微生物类群和代谢机制进行综述,最后基于研究现状展望了海洋沉积物微生物组的未来研究方向。     

古·大·高·稀——天目山"四绝"

银杏．柳杉、金钱松、天目铁木,堪称天目山古森林“四绝”——古、大、高、稀。银杏以古见长,野生状态的千年银杏就生长在天目山,被称为地球上野银杏的老祖宗;柳杉以大为奇;金钱松以直冲云霄的高而令人刮目相看;天目铁木则以稀为贵,名扬世界。