期刊工作 | 地表关键元素生物地球化学过程与生态环境效应——《矿物岩石地球化学通报》首届青年编委活动之精选论文解读会(八)成功举办
2026年7月3日上午,由《矿物岩石地球化学通报》(以下简称《通报》)主办的首届青年编委活动之精选论文解读会(八)在线上成功举办。会议由华中农业大学冯雄汉教授和中国科学院地球化学研究所刘学炎研究员担任点评专家,由《通报》青年编委汪家家副教授召集并主持,五位青年学者分享了他们研究成果的最新进展。本次解读会共吸引一万余人次观看。

冯雄汉教授点评报告

刘学炎研究员点评报告

汪家家副教授主持报告
来自华东师范大学的何广青年研究员首先阐述了N2O作为强效温室气体的双重效应,重点剖析了其长达百年的大气存留期及对地表太阳辐射折射效率的影响,指出其不仅通过截获辐射与破坏臭氧层加剧全球暖化,还会抑制产甲烷等钴依赖性生物过程。土壤N2O排放的核心成因是农业施肥导致活性氮激增,进而被微生物通过硝化与反硝化过程大量转化。通过从酸性土壤中成功富集培养嗜酸型N2O还原菌,观察到了一个反常现象:Clade I和II型nosZ基因无法完全解释N2O还原活性,因此提出了一个科学假设:即存在尚未被纳入现行检测体系里的N2O还原酶。该研究最终发现了独立于clade I和II型之外的clade III型L-nosZ基因,并在严格产乙酸菌中验证了该基因的生理功能。最终得出以下认识:传统微生物培养手段依然对挖掘微生物资源有效;N2O还原不局限于中性土壤;拓展了N2O还原的生物和基因多样性。研究填补了酸性土壤生物减排的菌种空白,为生物减排技术提供了新的方向。

何广青年研究员分享报告
来自云南农业大学的梁新然副教授介绍了传统认知(因为晶体晶面消失,比表面积下降,导致重金属释放)和新可能性(沿不同晶面定向组装行为,对该晶面吸附重金属进一步固定),提出了科学问题:吸附不是终点,矿物转化才决定长期命运:低晶质矿物(强吸附)-晶质化(吸附能力下降)-风险(释放)。通过模拟实验发现,Pb2+不是持续释放,而是“先放后锁”。而传统的竞争吸附无法解释这一现象,应该是出现了新的结合位点。通过EXAFS矿物谱学得出认识:转化产物的Pb不只吸在表面,而是进入了新的结构环境。通过透射电镜等微区原位观测发现,Pb2+确实存在于隧道内,固定稳定性显著高于α-MnO2外表面吸附态。并且Pb2+不是在形成后进入,而是在相变中被包埋。但并非所有金属都可以进隧道,需要尺寸与位点满足要求。具体需要考虑尺寸匹配、离子竞争和拓扑演化等方面。该研究为MnO2结构转化驱动的重金属异常固定机制提供了新认识。

梁新然副教授分享报告
来自华中农业大学的王小明副教授首先阐述了磷作为关键生命元素在生态可持续性以及农业生产中的重要作用,但磷肥投入一旦超过临界点,产量将不再增加。肥料磷进入土壤后,经历一系列复杂的物理、化学和生物过程,这些多过程耦合导致大量磷被固相截留,仅有少量能被植物吸收。传统的土壤磷形态分析依靠化学提取,但无法反映土壤中磷的真实形态。而XANES光谱是一种土壤P原位分析方法,具有样品用量少,对磷含量和均一性要求较低等优点,可以定量解析土壤磷形态。本研究通过不同区域土壤和不同环境条件矿物样品分析,构建了基于同步辐射XANES光谱、差分PDF、红外光谱、核磁共振与化学连续提取的综合分析体系,为磷形态解析提供了技术支撑;明确了肥料磷在铁/铝氧化物表面的分子吸附机制、构效关系及沉淀阈值;阐明了不同土壤不同有机磷形态(游离/吸附/沉淀)的酶促水解动力学、界面反应过程和溶液pH的双重调控机制。

王小明副教授分享报告
来自中国科学院新疆生态与地理研究所的李磊研究员首先梳理了氮沉降对陆地生态系统碳汇影响的评估方法,包括Meta分析、植被或陆面模型模拟、化学计量(同位素示踪)法,但目前估算尚存在很多不确定性,包括实验地点代表性不足和点位数据少等问题。因此提出了科学问题:沉降的氮在陆地生态系统各组分中的保留量和铵氮和硝氮诱导的碳汇及其碳增益。本研究通过全球尺度的数据库构建及处理计算,揭示了不同形态沉降氮对陆地碳汇的贡献及空间格局,强调了氮沉降对陆地生态系统固碳增汇的重要作用。

李磊研究员分享报告
来自中山大学的汪家家副教授首先介绍了针对传统认知中硫易被铁沉淀的观点,提出“隐秘的硫循环”存在复杂的再循环过程,能与铁矿物等反应生成中间价态硫,并提出科学问题:硫如何影响稻田砷地球化学行为及其在稻米富集?通过系列研究,证实硫循环驱动的巯基化是稻田砷地球化学循环的关键过程,并阐明还原性硫持续再循环中生成的微量硫化氢与单质硫,是驱动砷发生巯基化反应的核心因子。基于两年中宇宙实验并结合Meta分析,研究进一步确认硫素是影响稻米砷富集的重要因子,其盈亏显著改变精米中致癌性无机砷的含量;硫肥降低籽粒砷积累的主要机制,在于抑制无机砷由根系向地上部的转运,而非强化根际铁膜对砷的直接固定。土壤pH和有机碳是调控硫效的关键环境因子。连续两年施硫虽提高了稻田孔隙水中甲基砷的浓度,但未导致高毒性二甲基硫代砷酸(DMMTA)在精米中显著增加。未来需开展田间尺度的长期研究及砷形态动态监测,以系统评估硫输入对稻米砷形态谱系及健康风险的潜在影响。

汪家家副教授分享报告
此次报告会,点评专家冯雄汉教授和刘学炎研究员对报告人的研究工作给予了高度评价,并对一些问题进行了深入的思考和讨论,最新的学术成果得到了广泛的交流和传播。
贵公网安备 52011502000706号
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