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  克隆植物水分生理整合一直是生态学、进化生态学以及植物行为生态学、生理生态学等学科的研究热点。它对干旱环境胁迫下的克隆植物种群更新与空间扩展起着重要作用,同时有助于人类更好地了解植物群落的演替规律和克隆植物应对生境变化的适应策略。  近日,中国科学院新疆生态与地理研究所研究员陈亚宁团队结合多年野外调查、生理生态监测实验及稳定同位素技术等分析了塔里木河下游极端干旱环境下胡杨克隆幼株的空间分布构型、水分生理整合、水分来源及其生态意义。该项研究获中科院科技服务网络计划(STS计划)课题“干旱荒漠区生态保育与维持技术集成与应用”支持,研究成果发表在《地球物理学研究》上。   研究结果表明,胡杨母株与其克隆幼株间存在显著的以顶向传输为主的水分生理整合。“通过水分整合,胡杨克隆幼株可以从母株获取远大于同一生境下实生胡杨幼株根系自身平均获取的水量,甚至能够获取与母株相似的深层土壤水,从而使得胡杨克隆幼株相比实生幼株保持有相对更高的叶片水分含量与叶水势,同时在极端干旱生境下的这种水分获取及利用策略使胡杨克隆幼株较实生幼株保持更高的生存优势。”陈亚宁说。   据了解,胡杨是我国西北部乃至中亚极端干旱区荒漠河岸林生态系统的优势建群种。在全球气候变化与人类活动扰动下,我国西北干旱区的胡杨种群显著衰败,更新乏力,原本依靠有性与无性双重繁殖策略的生命史因生境的改变而逐渐演变为更多依靠无性根蘖繁殖。   该研究从生理生态的视角揭示了极端干旱环境下胡杨无性繁殖幼株较相同生境下实生幼株更具适应生存优势的内在机制,其研究结论可以为塔里木河流域胡杨种群及荒漠河岸林保育恢复提供科学依据。   (原载于《中国科学报》2018-06-25第5版创新周刊)

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稀土中心科研人员在进行研发工作。   世界首条稀土硫化物着色剂连续化隧道窑中试生产线。   包头稀土研发中心外景。   “中东有石油,中国有稀土”,稀土被称为“万能之土”和工业的“维生素”,是新材料制造的重要依托和关系尖端国防技术开发的关键性资源。然而,稀土资源世界第一的包头,过去却只能通过“挖土卖土”赚点小钱。   为了改变这一现状,2015年5月12日,中国科学院包头稀土研发中心(以下简称稀土中心)正式挂牌成立,专注稀土科技成果转化,为包头稀土产业开辟出一条转型升级的“金光大道”。   时隔三年,近日,《中国科学报》记者走进稀土中心,采访了中心主任池建义,他对记者说:“截至2017年,稀土中心共孵化高科技企业13家,联合企业共建研发中心6家,组建企业青年科技创新‘1+1’项目11项,组建研发团队3个,建立自治区级院士工作站1个,产学研联合驱动催生稀土产业发展新动能。”   院地合作建立新型研发机构   在高楼林立的包头国家稀土高新区内,一排低矮的平房在其中显得有些“格格不入”,这里正是稀土中心的成果转化中试示范线。当记者走进房间里面,研发成果和自动化生产设备已经布满了整个厂房。   作为中国科学院北京分院、内蒙古自治区科技厅、包头市人民政府(包头稀土高新区)及包钢(集团)公司联合共建的新型研发机构,稀土中心在筹建过程中确立了“三不”原则。“为了快速推进工作,让责任人轻装上阵,我们在建设过程中形成了不要行政级别、不要事业编制、不建研发大楼的建设模式。”池建义解释。   “科技创新的初始阶段总是不容易,但我们相信星星之火可以燎原。”池建义感慨。   凭着这股务实的工作精神、敢想敢做的拼劲和闯劲,三年的时间里,池建义带领着科研人员让稀土研究走出了实验室,走向了市场。   池建义说:“在三年的发展中,中科院北京分院、科发局、科学传播局等部门与长春应化所、宁波材料所、电工所、金属所等23个研究所科学家的大力支持为稀土中心建设提供了可靠保障,地方政府的悉心指导与帮助为稀土中心发展奠定了牢固基础,地方企业积极投入与高效配合为稀土中心运行提供了坚实后盾。”   仅仅三年,稀土中心就交出了一张亮眼的成绩单。稀土中心与长春应化所合作的“世界首条稀土硫化物着色剂连续化隧道窑中试生产线建成投产”入选中科院2017年度科技成果转移转化6项亮点工作,内蒙古自治区组织部、科技厅、科协联合授予稀土中心“稀土硫化物及稀土光源院士工作站”。   创新举措加速科研成果转化落地   包头已探明的稀土储量占全世界的近40%,但由于产品科技含量不高,“黄金只能卖出土豆价”成为了长期以来的尴尬现状。   在稀土中心的推动下,发展高科技企业已成为包头产业发展的“牛鼻子”,更是推动经济社会发展的动力源。例如原来一吨氧化铈售价只有两三万元,稀土中心通过把氧化铈加工成纳米级的高端抛光液、抛光粉,售价大幅提升至300万元一吨。稀土中心、中科院金属所与包钢共同开展的稀土钢项目,使钢的性能提高30%以上。   在池建义看来,科研人员的研究会与社会生产有一些脱节。“稀土中心就要紧紧地把科学家和企业家连在一起。”他说。   稀土中心在高科技跟踪计划的牵引下,追踪了中科院上海光机所稀土共晶荧光体制备关键技术、中科院理化所纳米纤维素材料制备技术及稀土化学位移试剂制备技术,推进中科院成果走出实验室并加速转化,支撑高科技企业培育与发展。   在稀土中心与中科院长春应化所张洪杰院士团队合作建立的稀土硫化物与稀土光源院士工作站,记者看到了稀土釉陶瓷、稀土印泥、稀土口红等产品。经过一年多的中试工艺研发和技术攻关,科学家打通了稀土硫化物连续化规模化生产工艺技术瓶颈,申报了24项发明专利。   同时,稀土中心充分利用地方资源和中科院科技人才优势,成功引进孵化拓又达、中科世纪、中科智能、希迪瑞、中科泰磁、中科万成等高科技企业13家,累计注册资金达2.66亿元。   根据包头市稀土产业科技创新现状和面临的形势,稀土中心通过与企业联合共建工程技术研发中心,极大地提升了企业的技术创新能力。   池建义说:“为了让科研人员在科研机构、企业之间流动起来,让人才在创新成果运用中有份额、有股权,成为‘科技富翁’,我们以具有重大产业前景的科技项目为核心,通过聘请核心科学家、骨干科技人员和固定技术人员的方式组成研发团队。”   为了拓展国际合作空间,稀土中心充分发挥桥梁和纽带作用,以中科院金属研究所与斯洛文尼亚金属研究所、法国电力集团、乌克兰物理冶金所、俄罗斯等离子装备制造公司等科研单位及公司的密切友好合作为基础,在包头建设了领先的金属材料与装备制造中欧联合实验室。   产业升级打造稀土高科技产业园   在三年建设的基础上,稀土中心有了新的规划和目标。2018年稀土中心将以中科产业园一号基地、二号基地为基础,立足科技研发、项目中试及产业化,打造包头中科稀土高科技产业园,满足稀土产业转型升级的实际需求,助推产业科技进步、孵化高科技企业。   与此同时,稀土中心会继续遴选高科技跟踪计划项目。对适宜包头高新技术产业发展需求且具有重大产业发展前景的科技成果进行“专项跟踪”,打通“把文章变成产品”的关键环节。   今年,稀土中心将重点追踪中科院宁波材料所研究员刘平纳米复合稀土永磁材料制备工艺以及国家纳米中心研究员孙连峰碳纳米管磁记忆存储材料项目,积极推进稀土共晶荧光体、纳米纤维素、稀土化学位移试剂项目进行下一步中试示范线建设,重点推动钕铁硼重稀土晶界扩散、钕铁硼绿色表面高强耐蚀防护涂层、铁基稀土金属复合吸附剂等中试示范线实现产业化建设。   “未来稀土中心将致力于建立完善、高效的科技成果转化通道,以产业需求为导向,充分发挥中科院科技人才资源优势,强化科技成果转化、促进成熟技术精准落地、推动企业技术转型、发展提速;加强创新团队建设、提升自身创新能力、夯实创新之基,全面开展精准创新活动、筑牢科技创新之源,培育新的经济增长点,构建完整创新服务体系。”池建义说。   (原载于《中国科学报》2018-06-25第5版创新周刊)

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  土壤盐渍化是影响农业生产和环境的世界性问题,全球7%的陆地面积和20%的灌溉土地受到盐渍化的影响。盐渍土根据土壤pH(氢离子浓度指数)、电导率、钠吸收比或土壤交换性钠百分率被分为盐土、苏打土或碱土、盐碱土。此外,水势、盐含量也是表征土壤盐渍化特征和程度的重要指标。模拟实验研究中通常用溶液摩尔浓度等一到两种参数来表征盐胁迫,研究盐对植物生长的影响,但究竟盐分胁迫的何种参数与植物早期生长最为相关并不清楚。   基于这一问题,近日,中国科学院东北地理与农业生态研究所草地农牧业学科组以豆科牧草紫花苜蓿和禾本科牧草披碱草为对象,研究7种钠盐、共31个不同浓度的溶液处理对两种牧草种子萌发和幼苗生长的影响,测定和计算每种溶液的pH、电导率、水势、钠离子浓度和盐含量。该研究成果在线发表在农学国际期刊《植物和土壤》上,相关工作得到国家重点基础研究发展计划和国家自然科学基金的资助。   研究结果发现,中性盐硫酸钠(Na2SO4)的抑制作用大于氯化钠(NaCl),碱性盐碳酸钠(Na2CO3)的抑制作用大于碳酸氢钠(NaHCO3),混合盐中抑制性强的盐类型起的作用更大。东北地理所副研究员张红香表示,盐含量或钠离子浓度是与早期生长最相关的盐参数,电导率是与两个物种萌发起始时间最相关的参数,而pH和水势不能很好地指示盐对植物早期生长阶段的影响。   这一研究结果可以为制定有效的盐碱地恢复措施及盐碱土地利用提供重要信息,同时表明未来的相关研究应该考虑多盐的胁迫作用,特别是对植物生长抑制性强的盐。无论室内模拟、野外实验还是盐碱地改良,应更加重视盐含量和电导率两个参数。   (原载于《中国科学报》2018-06-25第5版创新周刊)

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  在亿万年前的远古时期,原始动物在地球上留下了怎样的活动印记?日前,在中国三峡埃迪卡拉纪地层,发现距今5.4亿多年前的动物足迹化石的消息引起国内外关注。化石的发现者是由中国科学院南京地质古生物研究所和美国弗吉尼亚理工大学组成的早期生命研究团队。   早期生命研究团队成员、中科院南京地质古生物研究所研究员陈哲告诉《中国科学报》记者:“我们发现的具有附肢的后生动物形成的足迹,代表了地球上最古老的足迹化石。”   埃迪卡拉生物群“困境”   埃迪卡拉纪是多细胞生物演化的早期阶段,先后出现了蓝田生物群、瓮安生物群、庙河生物群和埃迪卡拉生物群,而埃迪卡拉生物群是全球分布最广、最为典型的化石组合。   埃迪卡拉生物群是寒武纪动物大辐射前夕最重要的复杂生物群,自20世纪40年代在澳大利亚首次发现以来,已经在全世界发现了30多处,但唯独在中国没有发现。   我国几代地质学家一直在努力寻找这一独特的生物群,终于在2011年的夏天,中科院南京地质古生物研究所早期生命研究团队在三峡地区发现了埃迪卡拉生物群,陈哲就是当时的发现者之一。   他告诉《中国科学报》记者:“埃迪卡拉生物群虽然在世界上广泛分布,目前已报道超过了200种,但其生物属性和亲缘关系一直争议很大。”   多数学者认为,埃迪卡拉生物群是后生动物的早期代表,而有不同观点认为它们可能属于真菌、地衣、原生生物,甚至有些学者认为它们与现生的生物截然不同,是一次失败的演化实验,称之为“文德生物”。   这让埃迪卡拉生物群陷入“困境”。陈哲解释道,埃迪卡拉生物具有“分形”的特征,并非真正身体分节;绝大多数为底栖固着生长,缺少主动活动能力,没有头、尾、附肢、眼、口等其他两侧对称后生动物的特征。“这些生物至寒武纪几乎全部灭绝,在现生的门类中很难找到相似的生物。”   来自遗迹化石的线索   在寒武纪开始的2000多万年间,几乎大部分现生动物的门类已经出现,而在早期更为古老的地层中,长期以来没有找到其明显确切的祖先化石,似乎这些生物在寒武纪开始突然出现,称之为寒武纪生物大爆发。   而分子生物学证据显示这些生物门类出现的时间更早,两侧后生动物应该在埃迪卡纪就已出现。陈哲遗憾地说:“但是我们缺乏可靠的化石证据。”   目前,关于埃迪卡拉生物群研究的另一条古生物学线索,来自遗迹化石。   这里的遗迹化石是指地质历史时期的生物,在沉积物表面或沉积物内部产生的各种生命活动记录,也就是生物成因的沉积构造,包括足迹、移迹、潜穴、钻孔和粪化石等。   “遗迹化石与实体化石相比,它们的埋藏环境各有偏好。在埃迪卡拉纪由于生物多为软躯体,所以遗迹更容易保存为化石。”陈哲说,遗迹化石一方面可以提供生物体的体型特征,另一方面可以提供生物的行为学特征,这点在前寒武纪化石的研究中尤为重要。   陈哲说:“现生的动物门类繁多,我们见到的多数都是两侧对称的后生动物。而生物两侧对称的体制产生,是生物演化中非常重要的事件。”   两侧对称的体制即使动物形成了两侧对称——形成背腹、前后和左右之分,动物的运动从不定向趋向定向;神经系统和感觉器官也逐渐集中于身体前端,这些变化促进了动物头部化的产生;促进生物分节,为更高演化等级奠定了基础,使得动物对外界环境的反应更加迅速、准确。   早期生命研究团队开展此研究的目的就是探寻两侧对称动物的早期祖先,确定动物何时拥有了两侧对称的体型。   寻找造迹生物化石   一般的埃迪卡拉纪遗迹化石个体较小,以形态简单、不具有分支的平行层面的爬迹或潜穴为特征,主要由一些类似蠕虫类的软躯体生物形成。   “我们团队在三峡雾河地区长期进行埃迪卡拉生物群化石的挖掘工作,采集了大量的实体化石,同时也收集了丰富的遗迹化石。”陈哲回忆道,“2013年,我们发现了一块较好的遗迹化石,最大宽度近2厘米,个体较大,形态较为复杂。”   早期生命研究团队的化石点位于宜昌市三斗坪雾河村,这里埃迪卡拉纪地层分布广泛。陈哲说:“遗迹化石采集于灯影组石板滩段的灰岩中,与埃迪卡拉化石共生。”他还指出,雾河的化石具有V字形的序列,可见生物具有分化的附肢,而每个序列中的不同位置的凹坑,代表不同的附肢。   陈哲以节肢动物蟑螂为例,讲述了动物如何形成这些足迹。“蟑螂一侧两条腿和另一侧的一条腿形成三点支撑,其余附肢前移,交替前进,因此节肢动物的运动就形成一些形态特别的行迹。”   早期生命研究团队认为,三峡足迹的造迹生物可能是节肢动物或环节动物,而之前报道最早的具有附肢的动物的化石记录为寒武纪早期的遗迹化石。陈哲说:“我们的化石将这个记录提前到了埃迪卡拉纪。”   目前,三峡地区发现的化石是已知最古老的足迹,早期生命研究团队就此推断造迹生物可能是节肢动物、环节动物,或是它们的祖先,表明具有附肢的两侧对称后生动物在埃迪卡拉纪已出现,拉开了寒武纪大爆发的序幕。陈哲表示:“下一步,我们希望能早日发现实体化石。”   (原载于《中国科学报》2018-06-25第6版院所)

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  今年是我国著名心理学家潘菽先生去世30周年。6月15日,潘菽《中国古代心理学思想》新书发布会暨中国古代心理学研究论坛,在中国科学院心理研究所召开。   自1955年至1983年,潘菽长期担任中国心理学会理事长和中国科学院心理研究所所长,是新中国心理学工作的主要领导者。论坛主持人、中科院心理研究所所长傅小兰介绍说:“本次论坛的举办,主要是为了缅怀潘菽先生,同时也是希望能引起相关领域的专家对我国古代心理学思想理论研究的重视。”   《中国古代心理学思想》一书由北京出版集团出版,被列入“大家小书”系列丛书中。北京出版集团副总经理周浩称:“我们希望将潘菽先生的学术思想进行更广泛地传播,以汇集更多的人来了解中国古代心理学思想。”   据悉,潘菽对中国古代心理学思想有着相当精深的研究,他所创立的中国古代心理学思想“七大范畴”奠定了我国古代心理学思想研究的理论基础,至今对我国在相关领域的研究仍有重要的指导意义。   本次论坛主要围绕潘菽的中国古代心理学思想理论体系,以及如何进行相关研究展开论述。来自全国各地的心理学专家、学者齐聚一堂,对中国古代心理学思想这一心理学核心领域的研究纷纷发表自己的看法。   主办方希望,通过举办论坛一方面扩大对我国传统优秀文化的宣传范围,帮助国人从我国光辉灿烂的古代心理学思想中汲取到相应的营养;另一方面,也引起相关领域的专家对我国古代心理学思想理论研究的重视,促进相关学科的发展。   (原载于《中国科学报》2018-06-25第5版创新周刊)

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  就在生物特征识别技术领域利用人脸识别的“刷脸”产品日益火爆之际,比人脸识别更安全、更可靠的人眼虹膜识别,在中国也实现从基础研究向实际应用的跨越式发展,以“确认过眼神”的人员管理、“眼神支付”等为代表的“刷眼”时代,已经悄然而至。  中国科学院自动化研究所旗下专业从事生物特征识别、信息安全等领域技术研究及成果转化的高科技企业中科虹霸6月24日在北京举行“创新赋能,刷眼未来”2018年产品发布会,宣布经过10多年科研攻关和技术研发,其已推出具有自主知识产权的虹膜识别系列产品及解决方案,并成功应用于公安、金融、矿山、军事、社保、移动终端等众多领域,产品和技术已出口多个国家和地区。  中科虹霸介绍说,虹膜是位于人眼表面黑色瞳孔和白色巩膜之间的圆环状区域,在红外光下呈现出丰富的纹理信息。因虹膜纹理具有每个人都不同的唯一性、在婴儿阶段稳定后终身不变的稳定性,从而使虹膜识别成为目前最为精准的生物特征识别技术。   本次产品发布会,中科虹霸面向公共安全领域中居民基础信息库建设、出入境管理、智慧监管等对人员身份认证等需求,推出超大规模虹膜识别云服务平台(胜云平台)、高精虹膜采集仪、智能虹膜识别终端、智能警务终端的产品和综合解决方案;面向金融行业身份安全管理需求,推出包含线下识别终端、多生物特征识别平台及数据分析平台的综合金融解决方案,覆盖柜面身份认证、线上线下支付、ATM机取款、保险箱等金融业务应用。   中科虹霸还与中外多家手机厂商深度合作,研发成功包括中国第一款量产的、第一款基于可信计算的、中国第一款面向消费市场的多款虹膜识别智能手机,并与互联网金融身份认证联盟(IFAA)、银行等合作,开启“眼神支付”。同时,中科虹霸在智能门锁、手机、平板电脑、车载设备等智能设备上集成虹膜识别功能,保障智能设备身份核验和移动支付的安全性。   “眼睛是心灵的窗户,眼睛也是身份的标识”。中科院院士、中科虹霸创始人和首席科学家谭铁牛在发布会上指出,说到生物特征的身份识别,大家最熟悉就是指纹识别和人脸识别,但指纹比较容易被模仿和伪造,人脸识别也存在双胞胎、父子母女难分辨的情况,即使同一个人,随着年龄变化人脸有很大变化,不同光照下的表情、姿态给人脸识别带来很大问题,更有整容、做手术造成人脸识别的局限。相比较而言,虹膜是比人脸和指纹更可靠、更难伪造的一个生物特征,虹膜环状区域的细节一岁半之后就定型,也是一个唯一能从外面看到的内部器官,不会像指纹一样有磨损问题。他说,在很多情况下虹膜识别可能是唯一能识别身份的生物特征,国际上一系列研究表明,虹膜识别是目前最安全、最准确的身份识别。   谭铁牛表示,虹膜识别技术日趋成熟,为保障公共安全、智慧金融等提供了一种便捷可靠的身份认证方式。中科虹霸将积极推动行业级、城市级、国家级虹膜数据库和服务平台的建设与应用,并积极参与“一带一路”建设。同时,中科院虹膜识别科研团队,也将加速创新复杂场景虹膜识别的理论和方法,融合人脸识别技术,为国家公共安全和经济社会发展提供尖端的身份认证技术手段。

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