等離子體層頂表面波震蕩磁層和極光

中國科學院地質(zhì)與地球物理研究所地球與行星物理院重點實驗室魏勇研究員等與國家衛(wèi)星氣象中心張效信研究員、北京大學濮祖蔭教授、宗秋剛教授，山東大學史全岐教授等合作，結(jié)合我國風云三號衛(wèi)星廣角極光成像儀極光圖像、國際衛(wèi)星遙感和就位探測數(shù)據(jù)及地磁臺站數(shù)據(jù)（涉及9顆不同軌道衛(wèi)星和2個地磁臺站系統(tǒng)），發(fā)現(xiàn)了PSW證據(jù)，證明了極光邊界波動（命名為“鋸齒極光”）是PSW的光學表象。研究論文發(fā)表于Nature Communications。此項工作發(fā)現(xiàn)PSW激發(fā)了向外傳播的ULF波，PSW驅(qū)動的鋸齒極光在磁暴期間的發(fā)生頻率高于90%，表明這一物理過程是磁暴期間的常態(tài)。

土壤稀有物種與生態(tài)系統(tǒng)功能多樣性之間的關(guān)系

中國科學院城市環(huán)境研究所朱永官團隊與中國農(nóng)科院合作，系統(tǒng)地分析了土壤細菌、真菌的多樣性與土壤生態(tài)系統(tǒng)多功能性之間的關(guān)系。研究論文發(fā)表于Soil Biology & Biochemistry。土壤是地球上生物多樣性最高的棲息地，其中最活躍的成分是土壤微生物，1克土壤中包含4億？20億個原核生物、數(shù)十萬真菌孢子及數(shù)萬原生動物。土壤微生物是全球生物地球化學循環(huán)的重要驅(qū)動因子，在維持生態(tài)系統(tǒng)功能和服務(wù)（多功能性）方面起著重要作用。研究結(jié)果表明細菌和真菌的阿爾法多樣性與土壤生態(tài)系統(tǒng)多功能性顯著相關(guān)，此外，隨機森林模型顯示土壤中的稀有物種（相對豐度低于1%）所起的作用遠高于其在土壤中所占的比例。

全球黃金航道的可持續(xù)性

北京大學環(huán)境科學與工程學院倪晉仁課題組提出了黃金航道的概念和識別方法，并構(gòu)建了全球黃金航道可持續(xù)性的綜合評價體系。研究論文發(fā)表于Nature Communications。盡管世界大河所處自然環(huán)境和社會經(jīng)濟發(fā)展階段不同，但全球黃金航道發(fā)展路徑都遵循“啟動—加速—趨穩(wěn)”三階段發(fā)展模式。這意味著目前仍處于欠發(fā)達或發(fā)展中的國家，在其航道開發(fā)過程中將面臨發(fā)展路徑選擇的機遇與挑戰(zhàn)?；诎l(fā)達國家航道發(fā)展歷程中的經(jīng)驗與教訓，論文指出了黃金航道合理開發(fā)的閾值，即航道開發(fā)度不宜超過80%。在此基礎(chǔ)上，研究進一步揭示了開發(fā)閾值所蘊含的生態(tài)制約內(nèi)涵，闡釋了對應(yīng)于開發(fā)閾值的各類生態(tài)指標閾值。

干旱區(qū)荒漠河岸林對氣候變化的敏感性研究進展

中國科學院新疆生態(tài)與地理研究所荒漠與綠洲生態(tài)國家重點實驗室研究員陳亞寧團隊以塔里木河下游荒漠河岸林關(guān)鍵建群種胡楊為例，通過分析1957—2015年間胡楊樹木生長與氣象因素（氣溫和降水）的關(guān)系，解析胡楊長期生長過程中對氣候變化的敏感性。研究論文發(fā)表于Ecological Indicators。當?shù)叵滤裆?7米時，降水可以有效地促進干旱區(qū)荒漠河岸林樹木的生長，但當?shù)叵滤裆?7米時，降水對荒漠河岸林的生長并沒有顯著的影響。當?shù)叵滤裆?6米時，未來氣溫升高可以顯著地促進干旱區(qū)荒漠河岸林植物的生長，而當?shù)叵滤裆?6米時，未來氣候變暖反而將加劇干旱區(qū)荒漠河岸林的衰敗。

低維材料中觀測到可調(diào)控的切倫科夫輻射現(xiàn)象

上海交大物理與天文學院史志文課題組研究了在低維材料異質(zhì)結(jié)構(gòu)中觀測到可調(diào)控的聲子極化激元切倫科夫輻射現(xiàn)象。研究論文發(fā)表于Nano Letters。該研究利用紅外掃描近場光學顯微鏡，在六方氮化硼（hBN）與銀納米線的簡單異質(zhì)結(jié)構(gòu)中，觀測到了可調(diào)控的切倫科夫輻射，并實現(xiàn)了深度亞波長尺度下對極化激元發(fā)射和傳播的精確控制。當改變激發(fā)光的偏振方向時，銀納米線中的等離子體激元模式會出現(xiàn)傳播模式和局域模式的轉(zhuǎn)變。該低維材料系統(tǒng)中的切倫科夫輻射角度，可以通過改變激發(fā)光波長或六方氮化硼材料的厚度來調(diào)控，所觀測到的切倫科夫輻射角可以用切倫科夫物理定量地描述。

高紅移亞毫米波星系的星際介質(zhì)和恒星形成性質(zhì)

中國科學院云南天文臺麗江天文觀測站研究員趙應(yīng)和與國內(nèi)外合作者利用大型（亞）毫米波望遠鏡ALMA的觀測數(shù)據(jù)，對紅移z=4.755的亞毫米波星系——LESS 073中的一氧化碳中階轉(zhuǎn)動發(fā)射線（能級J從7到6，記作J=7-6）進行研究，揭示其中的星際介質(zhì)和恒星形成性質(zhì)。研究論文發(fā)表于The Astrophysical Journal。LESS 073在紅外波段發(fā)出的總光度約為太陽光度的6萬億倍，塵埃溫度約為58開爾文（約-215攝氏度），SFR約為每年760個太陽質(zhì)量，總分子氣體質(zhì)量約為太陽質(zhì)量的330億倍，這意味著按照當前的SFR，其中的氣體將在4300萬年內(nèi)消耗完。

利用太平洋年代際振蕩信號提高未來15？30年南亞夏季降水變化的預(yù)測準確度

中國科學院大氣物理研究所周天軍研究員團隊聯(lián)合美國紐約州立大學奧爾巴尼分校、德國馬普氣象研究所等科學家研究發(fā)現(xiàn)，如果在預(yù)測未來15？30年的南亞夏季風降水變化時充分考慮太平洋年代際振蕩（IPO）的位相變化，則能夠有效減少預(yù)測結(jié)果的不確定性，提高預(yù)測結(jié)果的可信度。研究論文發(fā)表于Science Advances。IPO是指存在于太平洋海溫的一種20？30年準周期的年代際振蕩現(xiàn)象。盡管溫室氣體等人為輻射外強迫使南亞夏季風降水增加，但如果伴有IPO位相由負轉(zhuǎn)正，則降水增加的概率將會被降低，同時印度半島出現(xiàn)極端變干（濕）的概率將會增大（減?。?；反之，印度半島出現(xiàn)極端變濕（干）的可能性也將會增大（減?。?。

北極地區(qū)甲烷凈排放量研究

中國科學院深海科學與工程研究所地外海洋系統(tǒng)研究室研究員劉翠艷與合作者開展了北極地區(qū)甲烷凈排放量研究。研究論文發(fā)表于Nature Climate Change。將最近在北極礦物土壤中發(fā)現(xiàn)的高親和力甲烷氧化菌（HAMs；甲烷氧化細菌）和產(chǎn)甲烷菌的動力學整合到包含永凍層土壤有機碳動力學的生物地球化學模型中。新模型預(yù)測，由于永凍層中的有機碳在較暖和的氣候下會更容易被微生物降解，在2017年至2100年之間濕地甲烷排放量將增加一倍。但是，高地凍土由HAMs主導的甲烷匯強度同時也在增加，抵消了大部分濕地甲烷的排放，令北極地區(qū)甲烷凈排放量僅增加18%。預(yù)計北極地區(qū)甲烷凈排放量可能會進一步降低。