科研进展----中国科学院生态环境研究中心

汪海林组研究成果获2013年度 CAIA一等奖

　　10月23日，2013年度“中国分析测试协会科学技术奖(CAIA奖)”颁奖典礼在北京新世纪日航饭店举行。生态环境研究中心环境化学与生态毒理学国家重点实验室汪海林、王晓利、章大鹏等研究人员完成的“高灵敏DNA修饰分析新方法”荣获CAIA一等奖。
　　DNA修饰分析是疾病诊断与治疗、环境与健康等领域的重要研究内容。近年来，汪海林研究组系统地开展了与DNA损伤检测相关的装置研制、分析新方法的发展等工作。该研究团队自主研制出毛细管电泳-激光诱导荧光单分子成像装置，实现对单个DNA分子的直接、实时观测。利用该装置，他们发展了高灵敏的核酸分析方法，灵敏度可达4 × 10-17 mol/L；提出单核苷水平研究蛋白质-核酸适配体相互作用的一系列创新性的研究新思路。同时，他们发展了多种液相色谱串联质谱分析技术，用于DNA损伤和DNA甲基化及去甲基化分析。利用这些新发展的技术方法，他们还深入研究了与表观遗传相关的DNA甲基化、羟甲基化效应和机制，探讨了有毒化学品引起DNA损伤或产生表观遗传效应的分子机制。相关研究成果已在JACS、Scientific Reports、Anal. Chem.、ES&T等国际著名学术期刊上发表。此次获奖亦是该研究团队继2010年“致癌性污染物诱导DNA损伤的高灵敏分析新方法”获CAIA一等奖后再次获此殊荣。
　　中国分析测试协会科学技术奖（CAIA 奖）由中国分析测试协会设立，是分析测试领域唯一的国家正式承认的、社会力量设立的科学技术大奖，旨在奖励在分析测试领域新方法、新技术、新应用研究中取得优秀成果的科技工作者和组织，以促进我国分析测试技术水平的不断提高。本届评审委员会从创新程度、科学价值、主要论文发表刊物或著作的影响、应用推广程度、已获经济或社会效益等五方面对推荐项目进行综合评审，涉及生物分析、环境保护、食品安全、纳米材料等多个学科领域。
　　环境化学与生态毒理学国家重点实验室
2013年10月31日

2013-11-01

生态环境中心承担的修缮购置专项“微观结构表征平台项目”通过验收

　　10月25日，中国科学院修缮购置专项管理办公室组织专家对生态环境研究中心承担的“微观结构表征平台项目”进行了验收。由中国科学院青藏高原研究所戴英为组长的专家组认真听取了项目管理和工作报告，现场检查了仪器的运转情况，审核了相关档案材料。经验收专家组评议，该项目所购置仪器设备性能指标达到并超过了任务书的要求，仪器运行正常并纳入了共享管理。档案资料齐全，经费使用合理。专家组一致同意通过验收，并对该项目的管理工作给予了很高的评价。同时，专家组也对生态环境研究中心修缮购置工作小组今后工作提出了一些建设性建议。
　　科技开发处
　　2013年10月29日

2013-10-29

余运波获国际埃尼奖（Eni Award 2014）提名

　　近日，大气污染控制中心余运波副研究员获得国际埃尼奖(Eni Award)2014年度候选提名。
　　埃尼奖是由意大利跨国石油天然气巨头埃尼公司于2007年正式设立，旨在表彰能源与环境领域的创新性科学研究，是该研究领域最权威的奖项之一，也被誉为国际能源界的非官方诺贝尔奖，每项奖金20万欧元。该奖的评选委员会成员由来自于斯坦福大学、麻省理工学院、剑桥大学、哈佛大学、斯图加特大学等全球一流高校和院所的科学家组成。埃尼奖通过对科研人员的表彰，以鼓励更多学者深入研究能源与环境问题，传播最新的研究成果，促进能源的高效利用以及创新技术的开发与应用。该奖项以往的60余名获奖者分别来自于美国、英国、法国、德国、意大利、西班牙、比利时、希腊、瑞士、芬兰等10个国家，其中包括了三名诺贝尔奖获得者，目前我国尚无学者获此奖项。
　　余运波副研究员长期致力于碳氢化合物选择性催化还原氮氧化物研究，取得了创新性的研究成果，在J. Catal., Appl. Catal. B, J. Phys. Chem. B, Catal. Today 等杂志累计发表30余篇。埃尼奖只有获得其科学委员会提名、邀请后才能申请，说明以上研究成果获得了国际环境领域的关注与肯定。
　　大气污染控制中心
2013年10月21日

2013-10-21

生态环境中心生态补偿研究成果得到高度关注

　　中国科学院生态环境研究中心城市与区域生态国家重点实验室郑华等有关北京生态补偿与区域生态合作的研究成果在Proceedings of the National Academy of Sciences （PNAS, 2013, 110(41): 16681-16686）发表后，针对该文章，PNAS同期发表了题为“Integrated assessments of payments for ecosystem services programs”的评述（Commentary）文章（PNAS, 2013, 110 (41): 16297-16298），全面评述了该项研究成果，并给予了高度评价。
　　文章认为，该项研究针对生态系统服务供给者、受益者和生态补偿项目开展了成本效益分析，充分考虑了生态补偿项目的利与弊，揭示了项目难以预料的社会和环境影响。研究成果为如何通过整合途径应对复杂的水资源管理挑战提供了确凿的证据，也为定量评估社会经济和环境远距离相互作用的远程耦合系统、评估不同于短期效应的长期效应奠定了重要基础。在远程耦合系统中，充分考虑系统内外的社会经济和环境效应，有助于设计良好的政策，推动生态系统服务的生产和人类福祉改善。
　　最后，文章建议在今后的研究中，充分考虑生态远程耦合关系，分析多个尺度发送系统、接收系统和外溢系统的关系，实现“三赢”和生态系统服务的持续供给。
　　城市与区域生态国家重点实验室
　　2013年10月9日

2013-10-10

傅伯杰研究组在生态恢复的固碳服务研究方面取得重要进展

　　大规模植被建设是生态系统恢复和提高生态系统服务能力的主要措施。1999年以来我国实施的退耕还林还草工程是世界上规模最大的生态恢复工程，黄土高原地区是退耕还林还草的重点区域。生态环境研究中心傅伯杰研究组联合遥感地球所吴炳方课题组，将遥感监测和生态系统模型模拟相结合，定量研究了退耕还林还草前后黄土高原地区生态系统固碳服务的变化规律。研究表明：2000-2008年期间黄土高原地区生态系统固碳量增加了96.1 Tg（相当于2006年全国碳排放的6.4%）。该区域生态系统从碳源转变为碳汇，生态系统净固碳能力从2000年的-0.011Pg上升到2008年的0.108Pg。研究证实了退耕还林还草是该区域生态系统固碳增加的主要原因，植被固碳以每年9.4 g C m-2 的速率持续增加，植被固碳增加的最高值出现在年均降水为500 mm左右的地区。土壤固碳的增加稍显滞后，将随着退耕还林还草年限的进一步增加发挥出巨大潜力。研究还建议为了使生态系统恢复获得最大的投入产出效益，在生态建设中，应根据当地的降水条件选择适宜的植被恢复类型。
　　该项研究得到国家973计划项目和国家自然科学基金项目的资助。相关论文10月3日发表于Nature出版集团的Scientific Reports。
　　论文链接：http://www.nature.com/srep/2013/131003/srep02846/full/srep02846.html
　　城市与区域生态国家重点实验室
2013年10月6日

2013-10-07

吕永龙研究组在PFOS源排放估算及其与工业化水平关系研究方面取得重要进展

　　中国科学院生态环境研究中心城市与区域生态国家重点实验室吕永龙研究员研究组在我国全氟辛烷磺酸（PFOS）区域水体污染与工业化水平关系、工业源与生活源排放估算方法等方面取得重要进展。相关研究成果以系列论文的形式先后发表在国际著名刊物《国际环境》（IF 6.25）上（Environment International, 2012, 42:37-46; 2013, 52: 1-8; 2013, 59: 336-343）。
　　PFOS是新近列入《斯德哥尔摩公约》优先控制的一类新型持久性有机污染物，已引起各国政府、工业界及学术界的广泛关注。虽然发达国家已陆续采取相关政策措施削减或限制PFOS类物质的生产和使用，但由于缺乏有效的替代品，PFOS类物质仍然在我国生产并广泛使用，导致我国普遍存在PFOS污染。然而，目前我国对PFOS污染排放来源解析、排放估算方法及排放清单等研究尚少，难以满足PFOS污染控制与管理的履约需要。
　　针对这一问题，吕永龙研究组近年来以黄渤海地区为主要研究区，通过大尺度野外系统调查、室内模拟和计算分析，1）揭示了区域水体PFOS污染特征与工业化发展格局的关系，高工业化水平与多介质环境中PFOS污染的高风险存在显著的相关性(Environment International（2012，42:37-46）)；2）通过系统调查我国PFOS类物质生产与使用状况，识别与分类主要排放源，基于我国PFOS来源广泛但相关数据极其匮乏的实际现状，针对工业源和生活源这两类不同的PFOS排放源，分别建立了适合我国当前情况的PFOS源排放估算方法，首次提出了国家尺度的PFOS工业源排放水平与格局（Environment International, 2013, 52:1-8），以及工业化和城市化水平较高的沿海地区PFOS生活源排放水平与格局，建立了PFOS生活排放与区域经济发展水平（GDP）和个人生活水平（人均可支配收入）之间的关系模式（Environment International, 2013, 59: 336-343），识别出了重点排放源与排放较为严重的地区，研究结果将对中国开展PFOS 风险评价和管理决策提供开创性技术支撑，对该领域有重要贡献。
　　这系列研究为编制我国PFOS排放清单提供了有益经验，研究结果可为PFOS多介质迁移转化行为的模拟及环境风险评价提供基础数据，同时为我国制定相关产业调整对策以及PFOS污染控制与管理政策提供科学依据。
　　上述研究得到了国家自然科学基金项目(41071355, 41171394)、科技部国际科技合作项目(2012DFA91150)和中国科学院重点资助项目(KZZD-EW-TZ-12)等的支持。
　　城市与区域生态国家重点实验室
　　2013年9月15日

2013-09-15

欧阳志云研究组在生态补偿研究方面取得重要进展

　　生态补偿项目评估框架　　
作为联系生态系统服务提供者和受益者、整合生态保护与经济社会发展的有效途径，生态补偿在全球范围内得到广泛应用，但目前对生态系统服务供给者、受益者的成本效益以及生态系统服务供给者生计变化关注很少，影响着生态补偿项目的公平性与效率。尤其是生态补偿项目参与者受到补偿后的生计变化，可能通过影响区域经济结构和自然资本而最终改变项目的总体效果和可持续性。中国科学院生态环境研究中心欧阳志云研究员的研究团队和美国斯坦福大学Gretchen Daily教授、美国明尼苏达大学Stephen Polasky教授合作，以2006年北京市和河北承德、张家口地区联合在密云水库流域实施的生态补偿项目——“稻改旱”工程为例，评估了该项目的成本、效益及对农户生计的影响。
　　研究发现：“稻改旱”项目是一个成功的生态补偿项目，“稻改旱”项目的成本效益比为1:1.5，生态系统服务供给者和受益者的成本效益比分别为1:1.2和1:1.3，通过下游给上游地区经济补偿，促进上游地区土地利用改变，进而促进水质和水量改善。但项目实施后，农户生计资本与生计活动也发生了两方面的显著变化，一方面，项目参与农户家庭收入、打工收入、教育投入和物质资本显著增加，农业用工显著减少、薪柴使用也呈减少趋势，生计资本和活动的这些变化有助于农户生计和流域生态环境改善；另一方面，项目参与农户农药、化肥投入显著增加。尽管因土地利用的变化而导致养分保持的净效益是正的，但农药、化肥投入的增加部分抵消了项目的预期目标，并将会对地下水污染等带来潜在风险。从长远角度，这将产生不利的环境影响。
　　该研究为整合了农户生计变化开展生态补偿研究提供了框架，项目评估揭示了生态补偿项目实施如何导致农户生计活动发生有利的或不利的环境后果，强调了生态补偿项目中考虑项目参与者行为变化的重要性，这在今后的生态补偿项目设计、评估、农户生计与环境研究中具有重要的政策和方法应用。生态补偿项目政策设计者应该仔细考虑合适的机制促进长期的、有利的环境和生计后果，避免或减小可能的不利影响。
　　该成果在线发表在国际著名综合性期刊Proceedings of the National Academy of Sciences上（PNAS, 2013, www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1312324110）。该研究得到国家自然科学基金、城市与区域生态国家重点实验室自主项目等资助。
　　论文全文链接：http://www.pnas.org/content/early/2013/08/30/1312324110.full.pdf+html
　　城市与区域生态国家重点实验室
　　2013年9月4日

2013-09-04

汪海林研究组发现维生素C可调控甲基化DNA氧化的新功能

维生素C增强Tet依赖性的5mC氧化反应
中国科学院生态环境研究中心环境化学与生态毒理学国家重点实验室汪海林研究组在维生素C（Vc）与DNA甲基化调控的研究上取得重要进展。他们发现Vc可显著增强DNA羟化酶Tet（ten eleven translocation）氧化5-甲基胞嘧啶的活性，进而促进DNA去甲基化作用。其相关研究成果以全文形式发表在国际著名化学期刊《美国化学会志》（J. Am. Chem. Soc.2013, 315:10396-403）上。
DNA甲基化是哺乳动物体内一种主要的表观遗传修饰形式，在X染色体失活、基因组印记、动物胚胎发育、基因表达调控等生物过程中具有重要功能。最近研究表明Tet酶可直接氧化5-甲基胞嘧啶（5mC）生成一种新的碱基5-羟甲基胞嘧啶（5hmC）。该碱基可进一步被Tet酶氧化，形成可被细胞切除的5-甲醛基胞嘧啶（5fC）和5-羧基胞嘧啶（5caC）。这些DNA新碱基具有去甲基化作用，可能影响动物克隆、细胞核重新编程和胚胎发育，同时也与癌症发生密切相关。但是，目前人们对这些新DNA碱基调控的理解仍然非常有限。
Vc是一种人体必需的营养物质，除了人们熟知的抗坏血病功能之外，还可作为多种双加氧酶的辅助因子。因此，汪海林研究组设想Vc也有可能是Tet蛋白（属双加氧酶家族成员）的一种新辅助因子。为此，他们首先利用超高效液相色谱-串联质谱发展了高灵敏的5mC氧化产物分析方法。在此基础上，他们研究了Vc对Tet酶催化的5mC氧化反应及相互作用。体外实验显示Vc可显著增强Tet1和Tet2酶催化氧化5-甲基胞嘧啶的能力。其中，主动DNA去甲基化相关的产物（5fC和5caC）增加量超过一个数量级。荧光光谱及还原剂比对分析揭示这种增强效应与Vc和Tet间的相互作用直接相关。将Tet2转入人293T细胞中，可以观察到同样效应。对于Tet1和Tet2基因敲除的小鼠胚胎干细胞，不再观察到这种效应。进一步的研究发现，通过这种Tet酶依赖的5mC氧化增强效应，维生素C可显著刺激小鼠胚胎干细胞的去甲基化过程，形成低甲基化的胚胎干细胞，类似于胚泡中内细胞团。利用缺乏合成维生素C基因的小鼠模型，发现维生素C可调控脑等多种组织中的DNA羟甲基化与甲基化水平。利用基因本体分析和5hmC富集测序分析，发现维生素C引起小鼠胚胎干细胞内545个基因的5hmC水平显著升高。这些5hmC富集的基因与细胞分化、各种组织发育（包括脑、肌肉、心脏、血液、上皮等）、磷酸化、蛋白质合成和复合体组装、行为、转运、细胞周期和信号传导等功能密切相关。
该研究第一次建立了Vc、Tet 和DNA 甲基化调控之间的直接联系，证明了维生素C可以调控哺乳动物的DNA修饰，并可解释维生素C 促进诱导全能干细胞（iPSC）转化的作用机制。
中科院上海生命科学研究院生物化学与细胞生物学研究所徐国良研究组、中科院北京基因组研究所杨运桂研究组等参与了这项多学科交叉的研究工作。这项工作获得了环境化学与生态毒理学国家重点实验室、国家973计划、国家杰出青年基金等的大力支持。
全文链接：
http://pubs.acs.org/doi/pdfplus/10.1021/ja4028346
环境化学与生态毒理学国家重点实验室
2013年7月19日

2013-07-20

吕永龙研究组在Science上发文建言中国环境法修订

　城市与区域生态国家重点实验室吕永龙研究员（责任作者）、贺桂珍博士（第一作者）联合国内外学者，在2013年7月12日出版的Science发表了题为Revising China's Environmental Law的文章，论述《中国环境保护法》实施与修订面临的挑战并提出改进的若干建议。该文是该研究组多年来致力于中国环境管理与政策研究所取得的系列重要研究成果之一。

　我国现行环境保护法被称为环境保护的“根本大法”，1979年开始试行，1989年做过修订，很多条款已经很难适应当前环境保护与可持续发展的需要。二十多年来，要求修订的呼声不断，最终环境保护法修订列入2011年全国人大立法工作计划。环保法修订草案（一稿）2012年8月31日一出台即引起广泛的争议和讨论，“大修”成为主流声音。

　文章提出了我国环境保护法修订的总体思路，即明确国家环境保护和生态文明建设的大政方针和基本原则；强化独立的战略环境评价和环境绩效审计，将环境影响评价和环境绩效审计纳入战略决策和规划研究制定与实施的全过程；继续强化环境法规与政策的执行力度，明确各级政府的环境保护职责和义务，确定环境侵权归责原则等涉及整个环保领域的共性问题；国家环保管理模式应由传统的自上而下的方式转向公共治理，加强公众参与和信息公开，并采取“软”、“硬”结合的多种环境管理手段。

　该项研究得到了国家自然科学基金和国家科技合作计划的支持。
城市与区域生态国家重点实验室
2013年7月15日

2013-07-15

全国生态环境十年变化遥感调查与评估项目开展项目进展检查

6月17日，“全国生态环境十年变化（2000-2010年）遥感调查与评估项目”进展汇报会在中国科学院生态环境研究中心举行。环境保护部自然生态保护司司长庄国泰、中国科学院科技促进发展局局长严庆听取了项目工作进展汇报。
项目首席科学家王桥研究员、欧阳志云研究员围绕项目总体概况、取得的阶段性成果、下一步工作计划作了详细汇报。
庄国泰司长和严庆局长分别在讲话中对项目所取得的成果给予了充分的肯定，对项目下一步的工作提出了要求和指导性建议。
环境保护部自然生态保护司、中国科学院科技促进发展局的相关领导、项目技术骨干以及中国科学院生态环境研究中心的相关领导出席了汇报会。
城市与区域生态国家重点实验室
2013年6月21日

2013-06-21