植被对气候变化的多尺度响应模式
气候和生态系统动态在不同时间尺度上存在差异,但关于气候驱动植被动态的研究通常只关注单一时间尺度。
研究人员开发了一种基于谱分析的方法,能够精确评估从101到105年植被响应气候变化的时间尺度。研究发现,即使在百年频率尺度上(149-1年-1至18012-1年-1,即每149年至18012年一个周期),植被与气候仍表现出动态相似性。植被更替的转折点(797-1年-1)与气候过程中随机性和自相关性的转折点相匹配,表明生态动态在这些频率范围内受气候主导。
而在千年频率尺度(4650-1年-1)上观察到的植被更替加剧,则凸显了植被对气候变化的突变响应风险。此外,在频率大于149-1年-1尺度上出现的植被-气候解耦现象,可能预示着人为气候变化对生态系统功能和生物多样性具有长期持续影响。
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https://doi.org/10.1126/science.adr6700
双电层合成法制备超薄网状膜
电化学聚合通常形成附着于电极的致密薄膜。研究报道了一种一步合成大面积超薄(约70纳米)聚合物膜的方法。该膜具有类似丝瓜瓤络的网状交联结构,密度仅为0.5克/立方厘米。
这种特殊膜的形成机制是,在无支撑电解质的水溶液中,通过施加电压构建双电层环境,使去质子化间苯二酚与醛类化合物发生三维反应,并在移除电压后自发释放。
该膜初始状态表现出刚性特征,杨氏模量为8.9吉帕;润湿后可逆恢复柔性为0.5吉帕,适合作为大面积分离膜使用。其形状保持的碳化特性使其能够制备超薄(约22纳米)纳米多孔碳膜。
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https://doi.org/10.1126/science.adq0782
陆地脊椎动物的持续能量-多样性关系
长期以来,生态学家认为,能量供给更充足的环境能支持更多物种生存,但实证研究往往与这一观点相悖。
该研究提出,这种不一致源于地理混杂因素的干扰,后者掩盖了物种丰富度与能量相关因子之间的真实关系。
通过比较不同气候条件下的物种丰富度,研究人员成功区分了温度、降水和初级生产力的直接影响与气候区域面积及隔离度等混杂因素的干扰。基于对全球陆地脊椎动物的分析,研究揭示了能量相关因子与物种丰富度之间清晰而稳定的关系。
该发现不仅澄清了现有生态学理论,还展示了采用气候空间视角如何推动生物多样性研究,为理解生物多样性格局及其对环境变化的响应提供了关键见解。
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https://doi.org/10.1126/science.adu2590
腹侧神经元的性别特异性社会记忆表征
识别熟悉的个体对动物适应性社会互动至关重要。然而,包括性别信息在内的社会记忆多维特性尚未阐明。
研究发现,使用频率编码和基于theta节律的时间编码,小鼠海马腹侧CA1区(vCA1)的神经元共同表征了熟悉同种个体的身份及社会属性,特别是性别和品系。
光遗传重新激活了雌性的社会记忆,可诱导位置偏好。上游海马背侧CA2区或内侧杏仁核的损毁会破坏性别表征及社会记忆效价的性别二态性。
因此,vCA1神经元采用双重编码方案,将熟悉同种个体的身份和社会属性表征为连贯记忆。
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https://doi.org/10.1126/science.adp3814
(李言编译)
《中国科学报》 (2025-07-08 第2版 国际)