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科学通报
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夏建白

旬刊

0023-074X

csb@scichina.org

010-64036120

100717

北京东城区东黄城根北街16号

科学通报/Journal Chinese Science BulletinCSCD北大核心CSTPCDEISCI
查看更多>>《科学通报》创刊于1950年，是中国科学院主办、中国科学杂志社承办的自然科学综合性学术刊物，报道自然科学各学科基础理论和应用研究方面具有创新性和和高水平的、具有重要意义的最新研究成果，要求文章的可读性强，能在一个比较宽范的学术领域产生深刻的影响。我们的目标是：成为国内外读者了解中国乃至世界范围的自然科学各研究领域最新成果的主要窗口之一。《科学通报》进入了国际上主要检索系统，如CA，EI，日本《科技速报》和美国科学信息研究所（ISI）的以下系统：Science Citation Index(SCI-CDE)，SCISearch，Current Contents(PC&E)和Research Alert。
正式出版
收录年代

    豆科植物特异SnRK1调控共生固氮的机制

    郭达刘鹏董江丽王涛...
    137-139页
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    植物PEAT复合体介导组蛋白H2A去泛素化

    周岳
    140-142页
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    低磷信号调控独脚金内酯合成与水稻株型的核心机制

    刘斌倪中福
    143-145页
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    加强地球系统内外联动的研究

    徐义刚谢树成
    146-148页
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    地球表层系统对深部圈层时空演变的影响

    谢树成罗根明朱宗敏
    149-159页
    查看更多>>摘要：地球系统科学研究的一个关键点是地球深部与表层系统的联动.深部过程通过火山作用对表层系统产生的重要影响已经取得了许多重要进展,认识比较薄弱的方面是表层系统如何影响深部的结构、过程和演化.板块俯冲将大量沉积物带入地幔过渡带乃至核幔边界的D"层,可以导致地幔的不均一性.特别是,板块俯冲带入的水通过影响地幔物理性质而增强地幔的熔融和对流能力,进而又在一定程度上影响了地球深部的岩浆活动、变质作用,以及包括板块俯冲在内的构造运动.华北克拉通破坏及其相伴的岩石圈变化被认为是水通过板块俯冲而影响深部过程的一个体现.表层系统不仅影响了深部的结构和过程,而且还极大地影响了深部的地质演化.在前寒武纪,古元古代和新元古代两次雪球地球之后形成了巨量的洋底沉积物,这些沉积物进入俯冲带后提高了板块俯冲的润滑性及其速率,进而对该时期活跃的全球构造运动及超大陆形成产生一些影响.在显生宙,4.3亿年以来陆地植物的大发展和2亿年以来海洋三大浮游生物的大发展都通过改变沉积物成分而影响深部圈层物质的演化,分别导致碎屑锆石和金伯利岩在一些同位素组成上出现重大转变.这些极少量但非常重要的新认识对人们研究行星地球的运行机制及其地质演化至关重要.表层物质进入地幔关键带如何进行循环和演化,水等表层物质是否改变了深部圈层的演化方向及规模,这些都是亟待解决的重大科学难题.而要突破这些难题,需要建立有效的定性和定量化的示踪技术方法体系.

    地球生物学地质微生物深地科学地球宜居性行星地球

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    火山喷发对陆地植被与碳循环影响的研究进展

    张原梁尔源汪涛朴世龙...
    160-168页
    查看更多>>摘要：1991年,Pinatubo火山喷发导致全球大气二氧化碳浓度上升态势出现停滞,这一现象揭示了地球内部系统可以通过火山活动对地表生物地球化学循环产生重大影响.近些年,火山喷发对陆地生态系统的影响及其驱动机制引起科学界的广泛讨论.本文系统梳理了火山喷发对陆地生态系统影响的研究,总结了火山活动的辐射效应和气候效应对树木生长和陆地碳循环产生影响的机制.大型火山喷发形成的平流层气溶胶一方面引起散射辐射增加促进光合作用,另一方面,还引起总辐射减弱抑制光合作用,由于散射辐射的影响相比更强,总体上火山辐射效应有利于陆地碳汇的增加.火山的气候效应体现在全球尺度的降温和区域降水的改变.降温作用在低纬地区促进植被的光合作用,在高纬地区抑制光合作用,同时在全球尺度减弱生态系统的呼吸作用,总体上也有利于增加碳汇.对火山造成降水变化影响的评估目前还存在较大不确定性.在对这些机制总结的基础上,本文评述了当前的认识盲点和研究难点,以期为未来进一步推进火山喷发影响的研究、完善地球内外系统联动机制的认识提供参考.

    火山爆发陆地生态系统火山冷却效应散射辐射碳循环

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    地球宜居性的深部驱动机制

    徐义刚黄小龙王强王煜...
    169-183页
    查看更多>>摘要：除与太阳之间的距离和行星的大小有关外,地球之所以宜居的一个重要因素是其拥有动力十足的地球内部.与地球宜居性是地球表生作用结果的传统认识不同,本文认为地球深部驱动着对宜居环境至关重要的外部层圈,并提出地球内外层圈间的联动机制是地球系统科学研究的突破口.在调研和评述的基础上,本文建议未来研究需要关注早期地球、地磁场、深地挥发分循环、超级火山、深地新化学反应和地质空调器等方向,围绕地球宜居性的深部驱动机制这一主题,开展地球固体层圈与流体层圈的整合研究,助力我国地球科学研究从单一学科研究向多学科交叉融合研究的转变,推动我国固体地球科学从跟踪前沿向开拓前沿的跨越式发展.

    地球宜居性深部引擎深地过程层圈相互作用地球系统科学

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    新生代特提斯海峡关闭过程及其圈层耦合效应

    孙继敏沙金庚王世骐
    184-199页
    查看更多>>摘要：新生代是地球历史上岩石圈、水圈、大气圈、生物圈发生宏观巨变的重要地质时期,包括了冈瓦纳大陆的快速裂解、海峡的开启与闭合、海洋与大气环流的重组、温室到冰室的气候转型以及动植物的快速演替,因而是开展圈层耦合研究的关键地质时期.本文以特提斯海峡为例,从地球系统科学角度,阐述特提斯海峡的闭合过程、时间及其对生物圈、海洋环流、大气圈的链式影响和反馈.核心思想如下:特提斯海峡自渐新世至中-中新世晚期(34～12.8Ma)历经了阶段性的演化过程,渐新世时期的特提斯海峡很好地连通了低纬度的印度洋-古地中海-大西洋;早中新世时(21～19Ma),伴随着非洲-阿拉伯板块与欧亚大陆的汇聚,海峡的连通能力下降了90％;中-中新世气候适宜期(17～15 Ma)以海岸潟湖相为主、夹浅海相环境;15～12.8 Ma期间演化为陆相环境为主、夹短暂的周期性海侵,且具有10万年的准周期;12.8Ma之后,海峡永久关闭.特提斯海峡的闭合过程对生物圈产生了显著影响,伴随海峡的逐渐闭合,海洋无脊椎动物的腹足类、棘皮类,逐渐从特提斯海向印度洋、西太平洋迁移.对哺乳动物而言,尽管早中新世已经有零星的哺乳动物在非洲-阿拉伯与欧亚大陆之间迁徙,但真正大规模的哺乳动物双向迁徙主要发生在18～17 Ma之后.此时,以海岸潟湖相为主的海峡已不足以构成善于利用迁徙路径的哺乳动物的地理屏障,表现为非洲的灵长类、长鼻类、蹄兔类等向欧亚大陆迁徙.而欧亚大陆的食肉类、犀类、猪类、反刍类、啮齿类等向非洲-阿拉伯迁徙.特提斯海峡的关闭对海洋环流也有重要影响,主要表现为特提斯海峡的关闭减少了来自低纬的温暖、高盐海水向大西洋及印度洋南部的注入,由此降低了低纬的热量向南半球高纬的径向输送,在一定程度上加强了东南极冰盖的扩张及南极的变冷.特提斯海的退缩以及特提斯海峡在13 Ma左右的永久关闭,也深刻影响到南亚季风环流,表现为索马里急流和南亚季风的加强.

    阿拉伯与欧亚大陆汇聚特提斯海峡闭合海陆分布地球圈层相互作用环境效应

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    大陆岩石圈与地球深部动力过程的协同演化

    刘丽军陈凌
    200-214页
    查看更多>>摘要：陆地是人类最主要的栖息地,然而其下方岩石圈的性质仍存在很多未知的因素.传统的板块构造理论认为大陆漂移是受大洋板块运动所控制,大陆岩石圈与对流地幔的物质交换局限在板块边界或热点附近,而大陆内部,尤其是克拉通的构造变形主要是大陆岩石圈对深部动力过程的被动响应.该认识的一个理论基础是tectosphere模型,即大陆内部的克拉通岩石圈地幔密度小而黏度高,从而能够长期稳定存在.然而近期的研究表明,克拉通岩石圈并非如传统认为的长期保持稳定,很多克拉通都发生过不同程度的结构改变,甚至破坏.相应地,对克拉通岩石圈地幔动力学性质的认知也在发生重大转变,如发现其密度高于周围地幔并且具有分层性,而其内部也存在不同尺度的薄弱带/层,在特定的构造扰动下,克拉通岩石圈会发生失稳而形成大规模拆沉.因此,本文认为,大陆岩石圈与深部地幔在超大陆时间尺度上是协同演化的,前者可以通过拆沉和折返的形式主动参与地幔对流,进而更加深刻地影响深浅能量和物质交换.这一认识的转变表明,大陆岩石圈对深部动力过程具有主动作用,因此我们对固体地球演化、环境气候变迁等重大问题的探索需要更多地引入大陆岩石圈本身的贡献.

    大陆岩石圈大洋俯冲地幔柱拆沉深浅耦合协同演化

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    地球深部过程与极热和极冷事件

    王永达杨石岭沈冰朱茂炎...
    215-229页
    查看更多>>摘要：地球气候以频繁冷暖波动为特征,在百万年时间尺度上可划分为温室期和冰室期,期间发生持续时间相对短的极热和极冷事件.大多数学者将这些温室期、冰室期以及极热和极冷事件归因于大气CO2浓度变化,即地球深部碳释放和表层碳消耗之间的动态平衡.地球深部碳是CO2的主要来源,通过大火成岩省、俯冲带、裂谷岩浆活动等过程释放到大气中,从而引发全球增温.但是,深部过程又可通过4种途径引发降温:(1)火山活动释放SO2形成硫酸盐气溶胶,导致"火山冬天";(2)岩浆活动峰期之后的化学风化消耗大气CO2,其中,镁铁质岩化学风化速率高于长英质岩,降温作用更显著;(3)火山喷发及岩浆岩化学风化释放营养元素,促进大洋初级生产力,加快碳埋藏;(4)板块运动增大陆地面积以及使大陆聚集于高温、湿润的低纬地区,增强化学风化对CO2的消耗.大体上,温室和冰室气候与俯冲带大陆弧岩浆活动强度(通常用大陆弧长度和年轻碎屑锆石相对丰度指代)及低纬地区弧-陆碰撞带长度有关,如果大陆弧活跃且低纬地区弧-陆碰撞带规模小,易形成温室气候,反之则形成冰室气候.极热事件普遍由镁铁质大火成岩省的快速巨量碳释放引发;极冷事件成因较为复杂,例如低纬地区大火成岩省强烈化学风化(如前寒武纪斯图特雪球地球)和硅质大火成岩省或大规模长英质火山活动的"火山冬天"效应(如晚古生代冰期极盛期).目前,从发生时间一致和关联机制合理性这两个角度考虑,大部分极热和极冷事件的发生都可归因于大规模岩浆活动,但是岩浆活动引发的系列反馈过程以及对极热和极冷事件的触发与维持机制仍缺乏深入理解.就此而论,高精度定年、岩浆活动过程及其气候反馈的数值模拟应该是今后研究的重点.

    地球深部过程温室气候冰室气候极热事件极冷事件

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