《科学通报》2023年4月中旬刊（含“京津风沙源区沙化土地治理与生态修复专题”）| 文章速递

封面简介：京津风沙源区是我国北方生态屏障的重要组成部分. 针对毛乌素沙地腹地高大流动沙丘比例较大、治理难度大的问题, 研发了流动沙丘快速固定技术, 采用沙柳、沙蒿枝条在流动沙丘表面设置带状或格状沙障, 选择生长迅速的乡土固沙植物杨柴、籽蒿、柠条进行植被恢复, 对流动沙丘进行快速固定, 取得了显著成效. 封面图为在毛乌素沙地采用流动沙丘快速固定技术治理的大片流动沙地. 详见本期专题.

悦读科学

原子薄层材料的插层剥离制备

杨锐捷, 曾志远

京津风沙源区沙化土地治理与生态修复专题

编者按

吴波

评述

樟子松人工林退化原因及研究展望

路伟伟, 吴波, 白建华, 宋晓东, 时忠杰, 党宏忠, 李瀚之, 尹明宇

气候变化背景下如何保持人工林长期稳定生长是全球性技术难题. 目前我国“三北”防护林工程区樟子松人工林退化较为严重，对其退化机制的认识仍然不是非常清楚. 本文梳理了导致樟子松人工林退化的主要因素，提出樟子松人工林树木退化过程的概念模型，分析了导致樟子松人工林退化的主要生理机制，并提出了今后的研究重点.

论文

浑善达克沙地固定沙丘风蚀坑形态变化及其动力学机制

周炎广, 王卓然, 青达木尼, 胡日娜, 殷婕, 武子丰, 哈斯额尔敦

风蚀坑是固定沙丘活化的重要标志. 本文以固定沙丘不同部位发育的多个风蚀坑为研究主体，基于地形和气流的实地观测，结合多期高精度影像和区域气象资料，系统分析了固定沙丘风蚀坑的形态演变、蚀积特征及气流模式，深入探讨了固定沙丘地形、风蚀坑形态和气流变化三者间的相互关系.

毛乌素沙地沙障固沙机制与效益评估

周炎广, 李红悦, 武子丰, 王卓然, 殷婕, 青达木尼, 哈斯额尔敦

沙障是沙区广泛应用的一种固沙工程措施，准确理解沙障的固沙机制并优化其配置模式有助于防风固沙技术的完善. 本文以毛乌素沙地腹地发育的4个新月形沙丘为研究载体，基于地形和风沙的实地观测，结合沉积物采样和植被调查，揭示了沙障环境下沙丘的表面过程，评估了各类型沙障防风固沙效果及生态恢复效应.

中国北方草地植物补偿性生长与合理放牧强度: 基于放牧实验的整合分析

宋伟江, 苏纪帅, 张梦迪, 赵玉金, 王忠武, 贾玉山, 白永飞

通过对中国北方草地放牧实验数据开展整合分析，将传统放牧强度量化为地上生物量移除比例，研究植物补偿生长特征. 我国北方草地总体为欠补偿生长, 植物地上部分的补偿性生长主要以牺牲地下生物量为代价. 为实现草地资源的可持续利用, 各类草地的合理利用强度为: 高寒草甸50%、草甸草原48%、典型草原40%、高寒草原37%、荒漠草原31%.

2000~2018年京津风沙源沙化土地时空动态与归因分析

李晓松, 张磊, 姬翠翠, 赵立成, 杨子玉, 吴波

利用Landsat系列影像, 构建了基于面向对象、决策树与变化检测的沙化土地动态监测体系, 开展了京津风沙源沙化土地时空动态变化及驱动因素分析. 结果显示, 京津风沙源工程区沙化土地持续减少, 2000~2018年间年均减少 324 km2, 2015年后减少速率明显加快；沙化土地总体向沙化程度降低方向转换, 流动沙地减少和沙化耕地增加最为明显, 相对变化比例分别为18.52%和47.47%；人类活动及其与自然因素共同作用是沙化土地变化的主要驱动因素, 占比分别为52.49%与29.74%, 自然因素主导的变化不到1%.

京津风沙源地表沙尘释放及其区域分异

程宏, 蒋宁, 张恺笛, 吴波, 邹学勇, 赵晓萌

土壤风蚀引起的沙尘释放是区域大气环境中可吸入颗粒物的重要来源. 本文研究了京津风沙源地表沙尘释放的时空分布及其对粒径的响应, 确定了不同土地利用地表沙尘释放的贡献, 提出了京津风沙源治理的重点区域和优先治理的土地利用.

京津风沙源治理对生态系统服务的影响及其效益核算

黄晓霞, 程宏, 蒋宁, 李继峰, 贺伟伟, 莫旭昱, 王琇瑜, 罗晶

从生态供给、生态调节、生境支持服务三个方面评估了京津风沙源治理工程前后县域生态系统服务的变化特征及空间集聚规律, 厘清了工程实施对区域生态系统服务及其多功能性变化的贡献, 并就区域生态系统调节服务进行了价值核算.

进展

材料科学与工程

弱力能源开发及其自供能环境净化效应

佟望舒, 安琪, 李勇, 李鑫楠, 张以河

环境中低功率无序的弱力能源得到了越来越多的关注. 弱力驱动压电催化和摩擦催化是当前弱力能源利用的典型案例, 可以实现有机污染物降解、抗菌、美白等功能, 在环境净化和医疗健康等领域具有重要价值. 弱力能源是新能源开发利用的重要类型, 通过弱力能源材料设计, 有望推动其向绿色能源属性的进一步拓展.

评述

材料科学与工程

吸附式空气取水物理吸附材料研究进展

霍香岩, 许嘉兴, 严泰森, 王如竹, 李廷贤

吸附式空气取水技术为解决水资源短缺问题提供了可行路径, 其中物理吸附材料因其诸多的优良性能而引起了广泛关注. 本文总结并对比了硅胶、沸石、磷酸铝、有序介孔材料、金属有机骨架和共价有机骨架等不同物理吸附材料的研究现状和吸附性能, 着重分析了现有材料存在的问题, 对于新一代物理吸附材料的开发和选取具有一定的指导意义.

天然黑色素的提取、改性和应用

周建良, 王怀雨, 童丽萍

天然黑色素以其优异的抗氧化性、紫外光吸收、光热转换和金属离子螯合等性能, 被广泛用于药物递送、光热治疗、医学成像等领域. 然而目前天然黑色素的提取方法仍有限且无统一标准, 导致提取物性能迥异. 本文综述了现有天然黑色素的提取方法、改性策略及其在生物医学领域的应用, 期望为天然黑色素的精加工和应用提供参考.

| 关注科学通报 | 了解科学前沿