【中国科学报】“科学与中国”20 周年 院士青海报告会举行.pdf

“科学与中国”20 周年 院士青海报告会举行 CHINA SCIENCE DAILY 中国科学院主管 中国科学报社出版 国内统一连续出版物号 CN 11－0084 代号 1－82 主办： 中国科学院 中国工程院 国家自然科学基金委员会 中国科学技术协会 总第 扫二维码 看科学报 扫二维码 看科学网 8075 期 2022 年 8 月 5 日 星期五 今日 4 版 新浪微博 http://weibo.com/kexuebao 科学网 www.sciencenet.cn 黑土保护有法可依了 本报讯（记者胡珉琦）8 月 4 日，2022 年中国 科学院地学部学术年会召开期间， “ 科学与中国” 20 周年院士青海报告会暨传承“两弹一星”精神 中国青年英才论坛在西宁举行，37 位中国科学院 院士出席活动。中国科协党组书记、分管日常工 作副主席张玉卓通过视频致辞。青海省委书记信 长星，中国科学院副院长、学部主席团执行委员 会秘书长高鸿钧出席开幕会并致辞。 张玉卓表示， “两弹一星”精神是中华民族的 宝贵精神财富，也是中国科技自立自强的独特精 神标志。期待青年英才向老一代科学家学习，把 科学理想、人生追求同国家前途、民族命运、人民 愿望紧密结合起来，把论文写在祖国大地上。下 真功夫、练真本事、求真学问，争当高水平科技自 立自强的排头兵。坚持“四个面向”，拓展科技创 新广度、深度、精 度，在开放 合作中参 与全球治 理，矢志建设世界主要科学中心、人才中心和创 新高地。 信长星表示，院士专家、青年英才齐聚青海， 心系国家富强、民族振兴、人民幸福，探讨攻克关 键核心技术和创新发展课题，描绘未来科技创新 的美好蓝图，必将对推进青海生态保护和高质量 发展提供有力支撑、产生深远影响。 高鸿钧在致辞中说， “科学与中国”院士专家 巡讲活动立足于院士专家的开阔视野和专业所 长，让科学亲近公众，让公众理解科学，聚焦社会 普遍关注的热点问题，及时从科学立场发出权威 声音。今年正值这一活动启动 20 周年，自 2002 年 正式启动以来，已先后举办了两千余场报告会，得 到了社会各界的热烈欢迎。此次活动将组织院士 们专程前往“两弹一星”基地开展主题教育，以更 好地传承前辈们热爱祖国、无私奉献，自力更生、 艰苦奋斗，大力协同、 勇于登攀的伟大精神。 论坛现场，共和国勋章获得者、 “两弹一星” 功勋奖章获得者孙家栋院士发来贺信。中国工程 院院士戚发轫和中国科学院院士姚檀栋、邹才能 分别为青海省党政领导干部 200 余人作了题为 《中国航天与航天精神》 《第二次青藏科考的新认 知和新挑战》 《能源革命：从化石能源到新能源》 的报告，让参会者获益良多。 ■本报记者 李晨 对人类可持续发展而言，黑土是全世界最 重要的土壤类型之一。早期过度开垦和不合理 利用使黑土资源在全球范围内的不同时期出 现了不同程度的退化现象，并导致粮食减产。8 月 1 日， 《中华人民共和国黑土地保护法》 （以下 简称黑土地保护法）正式施行。 新法实施对黑土地保护有何重要意义？科 技力量将在新法实施中发挥什么作用？《中国 科学报》为此采访了相关专家。 销区跨区域的资金支持黑土地保护机制，具有重 大创新性； 明确各级政府在黑土地利用、 保护、 质 量和修复等方面的建设目标、主要措施和实施方 案， 强调对科技支撑能力建设的支持， 强调调查和 监测体系， 农田基础设施建设和生态环境治理， 用 地养地相结合的种植、 耕作、 施肥及其他环境友好 管理制度建设；明确对黑土地保护做出重大贡献 的奖励、黑土保护主导方责任的考核监督及对黑 土资源破坏的行为的处罚措施。 全球首部特定土壤类型国家级法律文件 对黑土地实施“建档保护” “在不同土壤类型中，黑土有机质含量最 高、黑土层深厚，土壤肥力和固碳能力最大。” 中国农科院农业资源与农业区划研究所研究 员张斌在接受《中国科学报》采访时说，我国黑 土地主要分布在黑龙江省、吉林省和辽宁省大 部分地区及内蒙古自治区东部，面积约为 109 万平方公里，耕地面积约为 2.78 亿亩。该地区 粮食产量和商品量分别占全国的 1/4，粮食调 出量约占全国的 1/3，在保障国家粮食安全中 具有举足轻重的地位。 党的十八大以来，党中央出台了多项加强 黑土地保护的特殊政策措施，重点实施秸秆还 田、增施有机肥、少免耕、深松耕、侵蚀沟治理、 高标准农田建设以及轮作休耕等黑土保护和 治理措施。 张斌介绍，这些计划和方案提出，力争到 2025 年，保护性耕作实施面积达到 1.4 亿亩， 在 2021~2025 年间通过土壤侵蚀防治、农田基 础设施建设、肥沃耕作层培育等措施实现黑土 耕地保护利用面积 1 亿亩，其中包括建成标准 化示范面积 1800 万亩和高标准农田 5000 万 亩。到 “十四五” 末黑土地保护区耕地质量明显 提升，有效遏制黑土耕地“变薄、变瘦、变硬”退 化趋势，防治水土流失，基本构建形成持续推 进黑土地保护利用的长效机制。 “制定黑土地保护法，就是将黑土地保护 政策措施上升为法律制度。”张斌说， “作为全 球首部关于特定土壤类型的国家级法律文件， 通过法律建设的手段对促进全国乃至全球土 壤资源保护和可持续利用、实现我国和全人类 按黑土地保护法要求，有关部门和地区将 组织开展黑土耕地调查，建立黑土耕地档案， 把黑土耕地纳入耕地保护红线任务。 自然资源部办公厅发布的《关于进一步加 强黑土耕地保护的通知》要求，内蒙古、辽宁、 吉林、黑龙江四省区自然资源主管部门将会同 有关部门组织开展黑土耕地调查，利用年度国 土变更调查现状耕地数据与全国土壤普查七 类黑土地土壤类型数据逐图斑套核，进一步明 确黑土区内黑土耕地类型、分布、数量、质量、 保护和利用状况，建立黑土耕地档案，作为严 格管护的基础。 “耕地信息建档不是新生事物，但建立全 面、完整、及时更新的黑土地档案信息库是一 项新目标、新任务，还相当艰巨复杂。”自然资 源部国土整治中心研究员郧文聚在接受《中国 科学报》采访时指出，对黑土地进行“建档保 护”，就是进行不动产登记，实际上是我国长期 实施的地籍制度的一种升级。 他指出，地籍就是土地的档案。地籍是反 映土地及地上附着物的权属、位置、质量、数量 和利用现状等有关土地的自然、社会、经济和 法律等基本状况的资料，亦称土地的户籍。基 础地籍资料包括地籍图、地籍册和地籍登记档 案。地籍资料应具有现实性和准确性。 如今，地籍簿已经发展到电子信息档案、 立 体信息档案。郧文聚说， 要实现对黑土地 “建档保 护” ，主要是加强黑土地保护地籍信息的全面性、 针对性和及时性，地籍信息所承载的预测决策信 息需要深度挖掘利用。 （下转第 2 版） 寰球眼 上图：黑土。 下图：相距 100 米的两个剖面（平地）。左 图为退耕还林的黑土层 105 厘米；右图为长期 种植农作物黑土层 85 厘米。 张斌供图 可持续发展目标具有极强的示范作用。” 这部法明确了黑土地保护内容包括耕地资 源和地力、 耕地生态环境以及耕地粮食产能， 强调 县级规划动态平衡黑土地在粮食安全和生态安全 中的重要作用； 黑土地的保护多方责权共担， 引导 建立政府主导、农民实施和多元参与的黑土地保 护格局， 强调各种协调机制的重要性； 建立黑土地 保护的长期财政投入保障机制，提出建立粮食主 美新法案为科学研究提供巨额资助 本报讯 上周，美国通过了规模达 2800 亿 美元的《芯片与科学法案》，美国国家科学基金 会 （NSF） 和其他研究机构可能会获得大量资 金。这项法案酝酿了两年，有望成为该国近年 来对科学的最大资助之一。 据《自然》消息，这项立法的重点是促进对 电子产品至关重要的半导体或芯片的制造。目 前，美国生产的芯片占全球 12%，该国试图减少 对其他国家的依赖，增加国内就业市场。 《芯片与科学法案》授权研究机构在未来 5 年增加数十亿美元的预算，包括 NSF、能源部 （DOE）和国家标准与技术研究所。对这些机构 的投资将促进美国科技创新。 《芯片与科学法案》使 NSF 获得了 72 年历 史 上 最 大 的 资 金 增 长 。 该 法 案 授 权 NSF 在 2027 财年支出 810 亿美元，大约是预算的两 倍。该资金的 1/4 将用于支持该机构今年成立 的一个部门—— —技术、创新和伙伴关系理事会 （TIP）。作为 NSF 的 8 个理事会之一，TIP 旨在 加快将人工智能和量子计算等特定技术从实 验室推向市场的进程。 美国大学协会科学政策和全球事 务高级 副总裁 Tobin Smith 表示，TIP 将有助于弥合基 础研究及其应用之间的“死亡之谷”。 剩下的 610 亿美元将用于支持 NSF 的核 心活动，包括增加基础研究、资助科学教育和 扩大研究机会。它将通过向主要服务于科学领 域且代表性不足的学生机构提供资助来加强 研究能力，并将增加对研究资助较少的州和地 区学术机构的投资。 同 样，DOE 也 将 获 得 近 700 亿 美 元 的 拨 款 ，其 中 大 部 分 将 拨 给 科 学 办 公 室 。该 资 金 将 支 持 国 家 实 验 室 、大 学 和 私 营 公 司 的 物 理 科学研究，如核聚变和核物理。与 NSF 一样， 该机构将增加对研究资金最少的高校的奖 励分配。 （辛雨） 抗病毒人类细胞系制备迈出第一步 ■本报记者 刁雯蕙 通讯员 苏芊 编写生命体的“摩斯密码” 战争时期，人们通过摩斯密码传递信息。 而在生命体中，蕴藏着一串 “遗传密码” 。 在 DNA 的双螺旋结构中， A、 T、C、 G 是其 结构上的碱基，通过不同的碱基配对，最终可 以排成 64 个密码子，被称为生命的“遗传密 码” ， 包括了能够编码 20 种天然氨基酸的 61 个 密码子，以及作为终止信号的 3 个密码子。而 该研究正是利用基因组重编码技术针对“遗传 密码”进行编码，旨在赋予生命体或细胞以抗 病毒能力。 2016 年， 论文共同通讯作者、 哈佛大学医学 院教授 George Church 等人提出了基因组编写计 划（GP-write）， 旨在从被动读取基因组转向主动 编写基因组， 利用生物工程技术解决人类面临的 许多全球问题， 如病毒感染、 濒危物种增多、 气候 变暖等。2018 年， GP-write 发起者们提出了基因 组重编码来构建抗病毒人类细胞系计划。 在此基础上， 研究团队提出了制备抗病毒人 类细胞系的一个潜在方案， 即在全基因组范围内 将终止密码子 TAG 转化为 TAA， 并将内源性真 核释放因子替换为具有选择性通读的工程化突 变体， 使人类细胞系具有抗病毒能力。 研究初期，为了快速且精准地定位 DNA 密 码 子 的 具 体 位 置 ，研 究 团 队 自 主 研 发 了 GRIT 软件。 “GRIT 软件就像一个‘搜索引擎’ ，它能够 王振鹏供图 深远海养殖平台“海威 2 号”开工建造 本报讯（记者朱汉斌）8 月 3 日，中科院广州 能源研究所（以下简称广州能源所）与湛江湾实 验室、广东海威农业集团有限公司在广东湛江签 署“三万方半潜桁架式深远海养殖平台研制合作 协议”，三方将联合开展深远海养殖平台的研发 设计、建造和示范运行，并开展系列科研实验。 据介绍，目前深远海养殖平台一方面朝高端 渔旅结合方向发展，一方面朝轻量经济型方向发 展。为满足渔业企业对海工型低成本养殖平台的 迫切需要，广州能源所成功开发了多款经济型半 潜桁架式养殖平台，既能保障平台的抗风浪能 力、养殖作业的便利性，又能减少用材量、降低成 本，是一种可大规模推广应用的技术形式。 此次开工建设的“海威 2 号”，长 86 米、宽 32 米、高 16.5 米，有效养殖水体 3 万立方米以上，实 现 100%清洁能源供给，使用寿命 20 年以上，并 配备了自动投饵、工作吊机、海水淡化机、污水处 理器、渔场监控等现代化生产生活设备。该网箱 将投放湛江海域开展渔业养殖示范。 早在今年 4 月，湛江首个机械化、智能化深远 海养殖平台“海威 1 号”正式启用，代表着本地海 水养殖产业结构升级的开始。相比“海威 1 号” ， “海威 2 号”采用智能化养殖生产设备，可实现无 人值守、 实时远程监控。平台配置压载系统，可实 现平台快速上浮或下沉， 锚泊系统适应水深 15 米 至 100 米， 可抵御强台风。 降低海上雷电频率 粗盐粒子有用 本报讯（记者冯丽妃）武汉大学电子科学与 技术系教 授龚威、南京大学 大气科学 学 院 副 教 授 朱 延 年 与 以 色 列 希 伯 来 大 学 教 授 Daniel Rosenfeld 合作，于 8 月 2 日发表在 《自然—通 讯》的 研 究 中 指 出 ，海 洋 飞 沫 中 的 盐 或 能 减 少 海上雷暴的雷电活动。该结果有助于解释热带 海洋上方的雷电水平为何会低于陆地上方的 雷电水平。 陆地上发生的雷暴活动源于热力学效应以 及气溶胶—云—降水之间的相互作用。不过，热 带海洋上方的雷电活动为何远少于陆地上方一 直不清楚。 为了弄清海洋上方雷电活动发生频率较低 的原因，合作团队分析了非洲及其邻近海洋（西 经 50°至东经 50° 与南纬 20° 至 北 纬 20° 之 间）2013 年至 2017 年的天气、气溶胶和雷电活动 数据。研究人员发现，粗粒子海洋气溶胶能降低 雷电频率，比如盐。 分析发现，细粒子气溶胶能促进云起电，就 像它们 在陆地上 的作用一 样，而来 自海洋 飞 沫 的粗盐粒子能通过弱化云内对流减少雷电活 动。这些较大的粒子被发现能在云水上升并达 到过冷 却的必需 水平前就 促进暖雨 下降，而 过 冷却是云起电的必要步骤。这个过程会减少海 洋上方 热量的向 上转移，影响驱动 大气环 流 所 需的降水量。 该研究结果有助于理解雷电在陆地和海洋 上方分布不均的问题，及其对气候的影响。 相关论文信息： “吃得健康” 可能预防犯罪行为 一次转染同步编辑 33 个基因位点 人类有两万多个基因，储存着生命从生长 到凋亡的全部信息。从发现 DNA 结构，到解 读、编写 DNA，科学家们不遗余力地探索 DNA 的秘密，赋予生命规律以科学意义。 中科院深圳先进技术研究院（以下简称深 圳先进院） 与美国哈佛大学的科研人员合作， 在 8 月 2 日发表于《自然—通讯》的论文中，利 用多重复合碱基编辑技术，提供了在人类基因 组中将蕴藏遗传信息的碱基序列 TAG 转换为 TAA 的技术框架，并一次转染成功实现了多达 33 个基因位点的同步编辑，将来结合蛋白质工 程化可赋予细胞抗病毒的能力。 该研究为哺乳动物基因组多重复合编辑， 以及基因组重编码制备抗多种天然病毒的人 类细胞系提供了方向与路径。 “海威 2 号”养殖平台效果图 在全基因组范围内进行搜索， 定位所需要的密码 子，同时能够提供改造密码子所需的向导 RNA （gRNA）。我们利用 GRIT 软件识别了人类基因 组中所有的 TAG 密码子， 并合成了将 TAG 转换 为 TAA 的 gRNA， 用于碱基编辑。” 论文共同第 一作者、 深圳先进院合成所博士陈宇庭说。 随后， 他们借助多个 gRNA 同步递送及胞 嘧啶碱基编辑器（CBE）稳定表达进行非靶向链 C 到 T 修改， 成功实现将 TAG 转换为 TAA，并 通过全基因组测序、 RNA 测序、核型分析 3 种 方式对单克隆细胞的转换结果进行评估，结果 显示一次转染成功实现了 33 个基因位点的同 步编辑，且没有观察到细胞基因表达异常及明 显的染色体异常等。 基因编码迈出“抗病毒”第一步 人类基因组重编码是一个系统而复杂的 基因组工程。在该研究中，从识别基因组位 置到多位点基因编辑，再将每个可实现的技 术环节形成系统的、可操作的工作框架是难 点之一。 （下转第 2 版） 本报讯（记者李晨阳） “肠脑心理学”,是中科 院心理研究所研究员金锋课题组提出的一个 概念。短短 5 个字里， “ 肠” “ 脑” “ 心”的关 系让 人好奇。 近期，该课题组在《国际临床心理学杂志》发 表了一项有趣的研究，进一步证明肠道菌群可以 影响大脑功能，进而影响心理健康。而这种隐秘 的关联，甚至可能与人的犯罪行为有关。 在这项研究中，科研人员招募了 30 名未被 拘禁的受试者和 31 名在监狱中被拘留不超过一 个月的服刑人员，后者被刑拘的原因主要是涉及 暴力行为。 “之所以选择刚刚进入看守所，还没有正式 服刑的嫌犯，是为了排除监狱饮食和劳作规则改 变服刑人员心理状态和肠道菌群的可能性。”论 文第一作者、中科院心理研究所段云峰博士向 《中国科学报》解释。 他们采用肠道微生物基因测序技术和 HuMiChip 肠道微生物功能基因芯片技术，检测了 服刑人员和对照人群的肠道菌群组成，同时检测 了所有参与人员血液中五羟色胺、多巴胺等神经 递质，以及硫化氢和血氨等物质的含量，并且对 调查对象进行心理健康状况评测。 结果发现，与对照组相比，监狱服刑人员在 焦虑和抑郁方面的得分明显更高。与此同时，服 刑人员肠道菌群的 α 多样性指数和功能基因数 量显著减少；服刑人员与对照组的肠道微生物组 成有着显著不同。功能基因分析显示，监狱服刑 人员肠道细菌中参与氨基酸、碳水化合物和维生 素等辅因子代谢的功能基因明显较低，而参与产 生神经递质的莽草酸途径的基因明显富集。这些 变化可能让服刑人员血液中五羟色胺和多巴胺 水平明显升高，而众所周知这两种神经递质与一 个人的情绪控制有非常重要的关联。 “事实上，有 95%的五羟色胺和 50%的多巴 胺都是由肠道微生物参与制造的，进而通过肠道 神经网络影响大脑。”段云峰说。 犯罪行为研究表明，监狱服刑人员非常容 易受到焦虑和抑郁等不良心理状况的影响。大 约 70%以上的犯罪人员患有两种或两种以上类 型的精 神障碍，其精神障 碍发病率 高于一 般 人 群 14 倍。 因此，这项研究也提示人们，安全健康的饮 食和正确的教育疏导可以对有暴力倾向和犯罪 倾向的人进行提前干预。 “我们常说人如其食—— —食物可以改变肠道 微生物，肠道微生物掌控人类的消化系统、免疫 系统、神经系统和内分泌系统，从而间接控制人 类和动物的行为。”段云峰说， “希望我们的研究 能为焦虑、抑郁、冲动、暴力倾向等心理行为障碍 的预知、筛查做点贡献，也为维护个体和社会的 安宁稳定提供新的方向。” 相关论文信息：