近期,宁波站博士后李顺在城市土壤保护和地球/生态工程“瘦”氮的研究方向上分别取得重要进展。相关成果分别发表于国际顶尖多学科综合型学术期刊《Science》,其2020年最新影响因子为47.7;以及Cell Press旗下工程技术/生物技术类子刊《Trends in Biotechnology》,其最新影响因子为19.5。
9月10日,李顺博士后(通讯作者)联合湖南农业大学资源环境学院聂三安副教授(第一作者)等共同在《Science》上在线发表题为“Preventing urban soil loss in China”的Letter文章,从生态与人文视角,呼吁加强关注快速城市化带来的水土流失问题,保护中国城市土壤。
土壤是人类生存之本,但自进入人类世以来,土壤不断被封存和压实,尤其是城市化加剧了这一进程。城市土壤流失会破坏城市及周边生态系统的抗性与弹性;城市土壤流失可降低城市/城郊生态系统服务功能,如加剧城市热岛效应、增加空气悬浮颗粒物浓度、抬高河床、占用水库容量等。文章表示,党的十九届五中全会提出的采取优化国土空间布局,推进区域协调发展和新型城镇化等措施,为中国生态文明建设擘画了宏伟蓝图。该文号召和呼吁,还要从多角度保护城市土壤免受区域和生态系统功能的损失。如广泛建立城市土壤侵蚀监测网;优化封闭或压实的地区与植被覆盖区以减少内涝发生;应用区域土壤侵蚀数据和遥感信息技术估算土壤流失;更新城市土壤保护的法律法规,并将生态系统健康纳入到城市建设中。
11月12日,李顺博士后(第一作者)和朱永官院士共同在《Trends in Biotechnology》上在线发表题为“Powering biological nitrogen removal from environment by geobatteries”的Forum文章,论文提出了应用地(质)电池理论与技术促进地球/生态工程“瘦”氮的新思路。该论文的合作者还包括德国图宾根大学应用地球科学中心的Andreas Kappler教授和Stefan B. Haderlein教授。
地(质)电池是环境中具有氧化还原活性的,并能够循环反复地在氧化还原反应中吸收电子,储存电子和释放电子的一类物质。近期的研究和理论表明,生态系统如水体环境中氧化还原条件的不断波动可以激发和维持地(质)电池物质在氧化还原反应中的反应活性。文章指出,地(质)电池及相关技术可运用到工程系统中,如用于污水处理厂生物反应器和人工湿地系统的生物脱氮工艺。该论文前瞻性地,系统性地论述了如何在工程系统中,通过氧化还原条件的变化反复给地(质)电池充电和放电,以及通过调控地(质)电池本身的氧化还原性质,来提高地电池在生物脱氮反应中的表现。该论文亦为富集氮素的城市生态系统提供了新型“瘦”氮技术的发展方向。