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nature发表最顶级的文章，综合性刊物。
低一档的nature chemistry等等的定位也很高，发表的是相应学科的landmark paper，而且一年也就发两三百篇文章，所以发表还是很难，从某种程度上可以认为Nature学科类子刊的质量和NS没有明显区别，差的可能只是NS上的文章更加具备general interest。
至于Nature communications，nature给它的定位是介于pnas和nature之间，在线发表一些重大成果，无纸质刊物，基本全是是开源的，一方面也是走现在期刊开源的一个潮流，现在一年发文量也已经达到了5000篇左右。
至于SR, 不多说，自己看一下文章质量就懂，nature集体下面的低档期刊。整个ngp里面就像手机一样，有高档，中档，低档的期刊，其实就是为了覆盖更大，赚钱嘛，通过品牌期刊获取流量，然后通过下面期刊（NC/SR）获取金钱,并美其名曰开源，嗯，很有互联网思维。当然NC文章的质量还是非常优秀的，虽然一直被人诟病太贵！
在《Nature》上发表一篇论文并没有相应的称号，不过也基本上属于大学教授级别（水平）。
《Nature》和《Science》属于顶尖科学杂志，按SCI影响因子算两杂志都有30多分，像中国博士毕业的要求只要在3分以上的杂志上发表一篇研究型文章就行。对比可知道这两本杂志的高度。
《Nature》和《Science》属于顶尖科学杂志，按SCI影响因子算两杂志都有30多分，像中国博士毕业的要求只要在3分以上的杂志上发表一篇研究型文章就行。对比可知道这两本杂志的高度。
介绍
在《自然》上发表文章是非常光荣的，《自然》上的文章会经常被引用。这有助于晋升、获得资助和获得其它主流媒体的注意。因此科学家们在《自然》或《科学》上发表文章的竞争很激烈。
与其它专业的科学杂志一样，在《自然》上发表的文章需要经过严格的同行评审。在发表前编辑选择其他在同一领域有威望的、但与作者无关的科学家来检查和评判文章的内容。作者要对评审做出的批评给予反应，比如更改文章内容，提供更多的试验结果，否则的话编辑可能拒绝该文章。
Nature Biotechnology，Nature Cell Biology，Nature Chemical Biology，Nature Chemistry，Nature Climate Change，Nature Communications，Nature Genetics，Nature Geoscience，Nature Immunology，Nature Materials，Nature Medicine，Nature Methods，Nature Nanotechnology，Nature Neuroscience，Nature Photonics，Nature Physics，Nature Structural and Molecular Biology.
英国著名杂志《Nature》是世界上最早的国际性科技期刊，自从1869年创刊以来，始终如一地报道和评论全球科技领域里最重要的突破。影响因子40.137（17年数据）。其办刊宗旨是“将科学发现的重要结果介绍给公众，让公众尽早知道全世界自然知识的每一分支中取得的所有进展”。
《Nature》网站涵盖的内容相当丰富，不仅提供1997年6月到最新出版的《Nature》杂志的全部内容，其姊妹刊物《Nature》出版集团(The Nature Publishing Group)出版的8种研究月刊，6种评论杂志，2种工具书。
1、Nature子刊名
（1）Nature Cell Biology 19.122
（2）Nature Immunology 27.586
（3）Nature Medicine 30.550(03年创刊)
（4）Nature Genetics 26.494(03年创刊)
（5）Nature Structural & Molecular Biology 12.000(Nature Structural Biology)
（6）Nature Materials 13.531
（7）Nature Biotechnology 22.4
（8）Nature Chemical Biology 16.058 (05年创刊)
（9）Nature Physics (05年创刊)
（10）Nature Neuroscience 16.98
（11）Nature Methods (04年创刊)
临床医学类期刊
（1）Nature Clinical Practice Cardiovascular Medicine
（2）Nature Clinical Practice Endocrinology & Metabolism
（3）Nature Clinical Practice Gastroenterology & Hepatology
（4）Nature Clinical Practice Nephrology
（5）Nature Clinical Practice Neurology
（6）Nature Clinical Practice Oncology
（7）Nature Clinical Practice Rheumatology
（8）Nature Clinical Practice Urology
2、Science子刊名
（1）Science Advances
（2）Science Translational Medicine
（3）Science Signaling
（4）Science Immunology
（5）Science Robotics
3、CELL子刊名
（1）Molecular Cell：1997年创刊。细胞生物学、分子生物学。
（2）Developmental Cell：2001年创刊。发育生物学。
（3）Cancer Cell：2002年创刊。癌症领域。
（4）Cell Metabolism：2005年创刊。代谢领域。
（5）Cell Host & Microbe：2007年创刊。感染症领域、微生物学。
（6）Cell Stem Cell：2007年创刊。干细胞领域、再生医学。
扩展资料
Science期刊发展历程：
1880年，纽约新闻记者约翰·迈克尔斯（英语：John Michaels）创立了《科学》，这份期刊先后得到了托马斯·爱迪生以及亚历山大·格拉汉姆·贝尔的资助。但由于从未拥有足够的用户而难以为继，《科学》于1882年3月停刊。
一年后，昆虫学家Samuel Hubbard Scudder使其复活并取得了一定的成功。然而到了1894年，《科学》重新陷入财政危机，随后被以500美元的价格转让给心理学家James McKeen Cattell。
1900年，Cattell与美国科学促进会秘书Leland Ossian Howard达成协议，《科学》成为美国科学促进会的期刊。
在20世纪早期，《科学》发表的重要文章包括托马斯·亨特·摩根的果蝇遗传、阿尔伯特·爱因斯坦的引力透镜以及埃德温·哈勃的螺旋星系。1944年Cattell去世后，AAAS成为《科学》新主人。
参考资料来源：百度百科-nature
百度百科-CELL （《细胞》期刊）
百度百科-科学 （美国科学促进会官方刊物）
Nature的子刊为51个：
1、Nature Astronomy
2、Nature Biomedical Engineering
3、Nature Biotechnology
4、Nature Catalysis
5、Nature Cell Biology
6、 Nature Chemical Biology
7、 Nature Chemistry
8、 Nature Climate Change
9、 Nature Communications
10、Nature Digest
11、 Nature Ecology & Evolution
12、 Nature Electronics
13、Nature Energy
14、Nature Genetics
15、 Nature Geoscience
16、 Nature Human Behaviour
17、 Nature Immunology
18、 Nature Machine Intelligence
19、Nature Materials
20、 Nature Medicine
21、Nature Metabolism
22、 Nature Methods
23、 Nature Microbiology
24、Nature Milestones
25、 Nature Nanotechnology
26、 Nature Neuroscience
27、 Nature Photonics
28、 Nature Physics
29、Nature Plants
30、 Nature Protocols
31、 Nature Reviews Cancer
32、 Nature Reviews Cardiology
33、Nature Reviews Chemistry
34、Nature Reviews Clinical Oncology
35、 Nature Reviews Disease Primers
36、Nature Reviews Drug Discovery
37、Nature Reviews Endocrinology
38、 Nature Reviews Gastroenterology &Hepatology
39、Nature Reviews Genetics
40、 Nature Reviews Immunology
41、 Nature Reviews Materials
42、 Nature Reviews Microbiology
43、 Nature Reviews Molecular Cell Biology
44、Nature Reviews Nephrology
45、 Nature Reviews Neurology
46、Nature Reviews Neuroscience
47、Nature Reviews Physics
48、Nature Reviews Rheumatology
49、Nature Reviews Urology
50、Nature Structural & MolecularBiology
51、 Nature Sustainability
拓展资料：
英国著名杂志《Nature》是世界上最早的国际性科技期刊，自从1869年创刊以来，始终如一地报道和评论全球科技领域里最重要的突破。
其办刊宗旨是“将科学发现的重要结果介绍给公众，让公众尽早知道全世界自然知识的每一分支中取得的所有进展”。
《Nature》网站涵盖的内容相当丰富，不仅提供1997年6月到最新出版的《Nature》杂志的全部内容，其姊妹刊物《Nature》出版集团(The Nature Publishing Group)出版的8种研究月刊，6种评论杂志，2种工具书。
参考资料：nature-百度百科
Nature的子刊分为研究刊物和评论期刊两种，具体的子刊列举在下面
研究刊物
评论期刊
扩展资料
《Nature》是世界上历史悠久的、最有名望的科学杂志之一，首版于1869年11月4日。
与当今大多数科学杂志专一于一个特殊的领域不同，《Nature》是少数依然发表来自很多科学领域的一手研究论文的杂志（其它类似的杂志有《科学》和《美国科学院学报》等）。
在许多科学研究领域中，很多最重要、最前沿的研究结果都是以短讯的形式发表在《自然》上。
参考资料来源：百度百科-自然
如果不拘泥于历史记录非常有限的只言片语，历史还有一种更大胆的假说：夏王朝根本子虚乌有。即使存在过曾经领导人民抗洪救灾的部落领导、存在过带领部落子民抗御外敌的英勇酋长，他也只是一个部落的王，而不是一个广域国家的王。中国是如何诞生的？这是一个人们反复追寻的千古之谜。中华起源有很多传说，部分故事在春秋战国时期变成文字，汉朝司马迁又把文字和传说凝固为历史：“夏”即中华第一王朝，中国的起点。传说夏朝起源于大禹治水。禹的父亲鲧受命治水九年而无果，于是子承父业，大禹带领民众、采用疏导的方法，历经十三年，最终功成。于是大禹成为九州共主，中国第一个王朝夏诞生了。然而，最近一百来年考古学家们活跃又有成效的工作并未发现夏朝存在的可靠证据。夏，真是最早的王权中国吗？它何以崛起？又出现在哪里？几千年前的大洪水2016年8月，南京师范大学地质学家吴庆龙博士等在国际著名学术期刊《science》上发表了一篇有趣的论文，说找到了大禹治水的证据，这引起了世界各地人民极大的兴趣。他们说的故事大概是这样的。约三千九百二十年前，黄河上游青海和甘肃交界之地发生了一场大地震。黄河沿岸的一些早期人类聚落在这次地震中受到毁灭性打击,例如位于青海海东市的喇家遗址。这个遗址的主体面积约20万平方米，四千年前应该算得上个挺大的村庄，位于黄河边的二阶平台之上。某天的黄昏，突然天崩地裂，正在窑洞里做饭的喇家人就这样被崩裂的山体埋葬了，留下各式各样死前的挣扎，还有煮熟的面条，成为今天的旅游者参观和感慨的“东方庞贝”。同一场地震也摧毁了喇家沿着黄河往上走25公里的积石峡，大规模山体滑坡堵塞了积石峡段的黄河。根据吴博士等科学家的估计，这个由滑坡造成的坝体高于黄河正常水面约200米，这道坝可将黄河水拦住六到九个月，形成可蓄水12～17立方千米的巨型堰塞湖（大约为半个三峡的库容）。不久，黄河水最终没过坝顶，冲垮这道滑坡坝，迅速形成滔天洪水，给黄河下游造成极大的冲击。首先受到冲击的是不远处的喇家遗址，科学家们的确在这里找到了被洪水浸泡的证据。到目前为止，吴博士等科学家们讲述的都是坚实的科学事实。接下来，作者跳过了历史学家千年的文献研究和考古学家百年的田野调查，开始了直接连接大洪水科学证据和大禹治水传说的浪漫想象。他们认为，积石峡堰塞湖的决堤可以在24小时内释放出11～16立方千米洪水，达到每秒40万立方米的水量，对黄河下游两千公里造成极大的洪峰冲击，造成史书中所记载的“洪水滔滔，天下沉渍，九州阏塞，四渎壅闭”的局面，破坏了黄河流域脆弱的文明，于是治水英雄大禹就因此产生了。多年治水的结果就催生了夏王朝的诞生，年份应该是约三千九百年前。然而，由一场偶发的洪水就催生王权国家的诞生，听上去更像是童话，但并不符合逻辑。吴博士等人的论文也并未提供可靠的数据和分析把这个逻辑链结实地串起来。历史其实有很多其他可能性。治水和王权国家起源自从地球走出冰河期进入气候温暖的全新世以来，世界各地山峦之巅的冰雪逐渐融化，早期几千年经常是大雨滂沱，导致海平面上升了一百多米。在漫长的新石器时期，走向农耕社会的人必须学会对付的一个恶魔就是洪水。洪水一定出现过无数多次，每次都需要也都可能出现领导大家与水斗争的英雄。因此，大洪水传说和英雄壮举在所有古文明都有自己的版本。但由于治水而诞生王权国家最令人信服的案例只有古埃及。更多的早期国家是由于人口压力导致资源争夺的战争以及内部控制这样的强制性元素而形成的。尼罗河是古埃及文明的母亲河，那里的农耕社会大约于八千多年前开始，青铜时代于约距今五千两百年前的奈加代文化晚期（Naqada III）开始。由于尼罗河每年都泛滥，这里在王国之前就出现了小型人造堤坝和排水系统。预测和控制洪水、水利系统的建造和维护都需要很多经验和知识，这样的工程也需要大量的人力物力，一个小部落很难承受大规模的水利工程，多部落的合作是必须的，并且尼罗河流域的人们必须年年合作才能生存。古埃及建造的尼罗河河水丈量仪。因此由于治水而形成广域王国在埃及就是一件很符合逻辑的事，只需要正确的人出现。第一个统一尼罗河上下游部落的王名叫Menes，他于约距今五千一百年前在尼罗河流域建立了第一个农耕王朝国家，都城在尼罗河中上游的阿拜多斯城（Abydos）。之后约两百年，古埃及圣书体文字出现了。考古发现，古埃及上下流域的部落统一成一个王权国家后，水利系统得到了更迅速的发展，这和广域王国的资源集中和调配能力是分不开的，整个尼罗河流域的农耕人都受益，也造就了一批天文、水文和数学等方面的科学家和工程师，以及灿烂的古埃及科学和技术。值得强调的是，古埃及尼罗河的洪水是一年一次高频发生的，于是成立一个跨大区域的、常规性的体制，也即王权国家对各部落合作治水、收税征集民工等很有必要。后来，王权国家增加了抵抗外敌的功能。但是，黄河流域的洪水并没有固定周期，每有偶发洪水来临之时各部落间的合作只可能是暂时的，一旦使命完成，合作关系就可以解体。可以想象，临时的治水领袖在中国几千年新石器阶段在不同时期和地方出现过多次，他可能是受人们尊重和怀念的部落领袖，但这并不是成为广域王权国家之王的必要条件。以四千年前的交通和通讯手段，把黄河流域上下几千里的民众组织起来一定是旷日持久的事情，对积石峡堰塞湖的决堤这种万年难遇的、非常短暂的大洪水事件的被动响应，很难动员和凝聚很多部落形成常规性广域王权国家。夏朝诞生的另一个假说无疑，关于夏王朝的诞生，可以有很多想象空间。四千多年前，处于全新世温暖期的地球又出现了一轮气候波动，这轮波动从距今四千三百年开始到距今三千五百年结束，经历了约八百年。地理学家们将其命名为“全新世事件3”(Holocene event3)。 这场气候波动极大地影响了世界多地历史演化的节奏和发展方向。此时的中国大地，来自西伯利亚的冷风干燥而强劲，但从南方印度洋来的温暖而湿润的季风却大幅减弱了,因此中国北方和西北地区变得干冷，逐渐失去了农耕的条件。如果用跨越几百年的“全新世事件3”所造成中国地区人口大流动的思路来重新审视华夏部和原住民之战，逻辑也更为清晰。在中国新石器末期（距今五千年到四千年前后）的一千来年时间里，黄河中、下游的蚩尤部以及长江中游的苗部落在这里世代安居乐业，彼此关系平安而友好。其实，四千多年前的中国大地上（按现在的面积算）只有五百多万人，人口密度并不大。如果没有天灾，东南方和西北方等地的先民们都可以各自安居乐业的，没必要挤到一起，更没必要厮杀。“全新世事件3”开始之后，生态环境变坏导致西北地区和黄土高原的华夏集团一波又一波南下东进至黄河中、下游地区，这里逐渐难以承受新来移民的压力，因此新老居民经常发生激烈冲突。几百年混战的结果是华夏集团获胜，占领黄河中游。而蚩尤部和苗人失败，蚩尤部落一部分人退到黄河下游山东一带，后来被华夏族称为东夷，而部分蚩尤族和苗族则南下长江流域，后来被华夏人称为南蛮。如果要用今天的术语来判断当年的是非曲直，那么来自西北的华夏部落似乎是侵略者，而蚩尤和苗族则是更像是保家卫国的正义一方。华夏部落和苗族部落的分布图。“大禹战三苗”描述的可能就是流民和土著众多战争中最为生动的故事。三苗当时可能是居住在长江之北、黄河之南的一些部落，华夏族和三苗的战争就发生在长江和黄河中游之间的某地。这场战争的结果是禹领导下的华夏部落获胜，而三苗族大败南逃。战争是团结多部落很好的粘合剂，也可以征服一些部落让他们俯首称臣。领袖可以在战争过程中获得可怕的权力，可以形成长期征税的机制，也可以把人和部落分为等级，强者贵、弱者贱，俘虏就是奴隶了。于是中国第一个王权国家在这样长期的征战的背景中兴起就合情合理了。然而，如果战争的胜利者最终在黄河中游建立了王朝的话，那么具体时间是什么？夏都又在哪里呢？夏都之谜位于黄河中游山西省襄汾的陶寺遗址是一个可能的夏都。研究发现陶寺遗址的活跃期是距今四千四百年前到三千九百年前之间。考古出土物显示陶寺早期是一个善于学习和吸收周边文化技术的群体，城里还出土了一个疑似观象台的建筑，显示出较高的文化水平。这个城市从早期就显示有少量移民流入，然后一直在加速。物理分析发现，陶寺最后的两百年间，这里超过75%的人口为第一代外来移民，而头骨和基因研究发现这些外来人口大多来自内蒙古、青海、甘肃等西北地区。陶寺遗址最后的一百年，已经基本被新移民占领。晚来的流民们对原住民的暴力行为在该城遗迹中留下了明确的印记，如掘墓、杀人、抢劫等。另外，这些流民并未形成新的社会等级结构和秩序，城里显示出整体贫穷和无政府状况，最后这个城市是在混乱和贫穷中告别历史的。陶寺遗址出土的朱书扁壶，其上为朱砂书写的“文”字。如果说陶寺早期统治者就是夏王朝统治者，那么这些人似乎逐渐被新来的移民赶出去了，没有构建王朝的实力。如果说陶寺晚期是夏王朝，那么这个缺少秩序的地方与一般新王权国家早期欣欣向荣的景象并不符合。这两种想象都难以被人接受。另外一个可能的夏都是号称“禹王城”的河南登封王城岗遗址，但这个“城”规模很小，也就是一个村而已，完全没有王权气派，何以统治周边广泛的区域？也有学者认为河南新密市附近的新砦遗址可能是大禹的儿子、夏朝开国之君夏启的都城，该城防御系统严密，有三道环城沟壕和城墙保护。但该城的活跃期是公元前1850～公元前1750，最后在暴力攻击下衰落。这与文献得出的夏朝开国时间差挺远。夏王朝也许子虚乌有于是，学者们把寻找夏都的目光集中到了河南偃师二里头，这里是目前官方唯一认可的“夏都”。二里头是中原最早的青铜遗址，其规模、布局和出土的文化元素都展现了王朝气象。河南偃师二里头遗址平面图。可是，时间是个大问题。根据目前最准确的时间测定，二里头遗址的时间跨度是距今约三千七百五十年前开始到约三千五百年结束。这与官方的夏商周断代工程所断言的“夏朝始于距今四千零七十年”之论有几百年的差距，也与积石峡地区的大地震、堰塞湖和大洪水有几百年的差距。因此，如果二里头确与夏王朝有关的话，也只可能是晚期夏都城，与传说中的大禹和他的儿子没有直接关系，与夏的起源也没有关系。另外，二里头离曾经积石峡约2500公里，这里似乎并没有发现当年大洪水印记。如果不拘泥于历史记录非常有限的只言片语，历史还有一种更大胆的假说：夏王朝根本子虚乌有。即使存在过曾经领导人民抗洪救灾的部落领导、存在过带领部落子民抗御外敌的英勇酋长，他也只是一个部落的王，而不是一个广域国家的王。到了距今四千年前后，青铜技术已经在西北地区出现了。在距今3700多年前，一群携带着最新青铜技术的西北人来到中原二里头地区，他们可能与几百年前流落陶寺的西北流民南下原因相似，但完全不是一拨人。具有高科技优势的二里头人与已经居住在这里的各部落争夺地盘，成为赢家。为了保证自己的青铜优势，他们必须控制一大片相关矿产的区域，于是，中国第一个广域王权国家终于在安全威胁和新技术驱动的双重作用下诞生了。这就是商王朝！二里头遗址出土的青铜器铜爵。二里头出土的很多文物，与其他商代遗址出土文物的文化共同性较大，显示出一脉相承、逐步进步的景像。这对二里头是商都的假说是很好的支持。二里头考古队长许宏博士也认为二里头可能是商都，并且是“最早的中国”。中国的崛起，不可能是一次偶然的英雄壮举，而是一幅波澜壮阔、悠远绵长的历史画卷。在这个历史画卷中的任何一个点第一次标上“中国”二字都可能充满争议，但中国最终成为人类第一大国却是不争的事实。人们对中国的探源兴趣还会长久地持续下去。
第一章 中国科技发展历程科学技术是第一生产力，也是世界经济和社会发展的首要推动力量。进入二十一世纪，面对日益竞争激烈的国际社会，一个国家的科技实力已经成为其国际地位和在国际竞争中成败的决定性因素。 一、我国科技发展成就历史辉煌中华民族的科技活动有着悠久的历史，曾经为人类的发展作出过巨大贡献。在16世纪中期以前，我华夏民族一直处于世界科技舞台的中心。著名英国科学家李约瑟博士认为，我国“在3世纪到13世纪之间，保持着一个令西方国家所望尘莫及的科学知识水平”，而现代西方世界所应用的许多发明均来自中国，中国是一个发明的国度。有关资料显示，早在距今3300多年以前的甲骨文中就有有关日食的记载。距今2500年以前的战国时期问世的《考工记》，就准确地记载了六种不同成份的铜锡合金及其不同的用途。公元1世纪初期的西汉时期，我国古人就发明了造纸术，公元105年左右我国科学家蔡伦改进和提高了造纸技术，从而使造纸技术在我国迅速推广开来。 公元3世纪左右，我国古人发明了瓷器，这一技术在11世纪传到波斯，由那里经阿拉伯于1470年左右传到意大利以及整个欧洲。到了唐朝时期，我国科学家发明了火药，并在公元9世纪首次将其用于战争之中。而在11世纪中期的宋朝，我国科学家发明的指南针和活字印刷技术得到了广泛的应用。15世纪中期，我国医学家李时珍所著的《本草纲目》成为我国古代医学发展的集大成者。到此时为止，我国古代科学的发展达到了顶峰时期，四大发明先后登上了历史舞台。到明朝时期，由于从明代14世纪的60年代末开始，我国对外长期实行“闭关锁国”政策，影响了近代科学技术在我国的传播和发展，并使之处于相对停滞状态。而与此同时，欧洲成为现代科学的发源地，生产力突飞猛进，科学技术获得迅速进展。我国也就逐渐拉大了与世界先进国家的距离。在我国近代史上，积贫积弱的中国不仅在科技的发展史上乏善可陈，而且自1840年鸦片战争以后还逐步沦为半殖民地半封建的国家。一个有着光辉灿烂历史的文明古国就这样退出了世界科技舞台。附：中国古代主要科技成就一览表发明名称发明者发明时间十进位制源于甲骨文公元前13世纪冶铁 佚名公元前513年铜锡合金记录源于《考工记》公元前4世纪左右针炙源于《内经》公元前3世纪左右水力鼓风设备杜诗公元31年造纸术蔡伦公元105年左右瓷器佚名公元3世纪左右浑天仪张衡公元2世纪初《九章算术》刘衡公元260年左右圆周率计算祖冲之公元5～6世纪农学著作《齐民要术》贾思勰公元533～544火药源于沈括《梦溪笔谈》公元7世纪指南针源于沈括《梦溪笔谈》公元11世纪初活字印刷毕升公元1041～1048年间医学巨著《本草纲目》李时珍公元1578年二、归国科学家实践科技救国19世纪中叶，一批向西方世界寻求救国真理的我国先行者，倡导科学救国、教育救国，主张学习西方的先进科学技术，于是我国便开始有了出国求学者。1847年，来自广东香山南屏镇的容闳来到美国，3年后，他考入耶鲁大学。1854年，他又以优异的成绩从这所大学毕业，成为历史上毕业于美国大学的第一位中国人。1872年至1875年，清朝政府先后派出四批共120名青少年到美国留学。1905年，我国废除了科举制度，清政府举行了第一次归国留学生考试。于是，这些归国人员为引进西方国家的先进科学技术发挥了一定的作用。第一次世界大战结束后，为反对“巴黎和会”上帝国主义列强强加给中国的不平等条约，1919年5月4日，中国爆发了伟大的爱国救亡运动，即“五四运动”。“五四运动”提倡民主与科学，为我国近代科学的诞生扫清了道路。当时的留美学生赵元任、任鸿隽、杨铨、胡适等在美国发起组织了中国科学社，其宗旨是“联络同志，研究学术，共图中国科学之发达”，并创办了《科学杂志》。这是我国第一个科学家团体。1928年6月9日，国民政府成立了当时中国的最高学术研究机构——国立中央研究院，著名教育家及科学家蔡元培先生为首任院长。1929年9月又组建了国立北平研究院。到1935年，全国各类专门的科研机构已超过了70个。国民政府在此后的十几年里，把各国发展科学技术的经验移植到了中国，形成了以轻工业为主体、通才教育和政府较少干预的欧美式科学技术发展模式。我国北京猿人（俗称“北京人”）头盖骨化石的发现，是这个时期的重要科研成果。1929年12月2日下午4点多钟，刚从北京大学地质系毕业不久的裴文中和其他4名工人，在北平（即今北京市）附近的周口店龙骨山洞穴堆积层中，发现了一个半露在地面的猿人头盖骨。这就是后来名扬中外的北京猿人的第一个完整头盖骨。这时的中国科技界已不再与国际科技界隔绝，科技交流逐渐增加。一批有成就的归国科学家，就成为当代中国科学技术发展的领军人物。其中包括地质学家李四光，地理及气象学家竺可桢，林学家梁希，物理学家叶企逊、周培源、吴有训，空间物理学家赵九章，化工学家侯德榜，土木科学家茅以升等。叶企逊、吴有训、周培源、王淦昌、谈家桢等一批我国的杰出人才也曾出国深造。而近代力学奠基人、航空动力学大师冯·卡门，控制论之父维纳，量子力学创始人之一尼尔斯·玻尔等先后到过中国。抗日战争（1937－1945）爆发后，中央研究院及各研究所先后内迁至四川、广西和云南，在艰苦的环境下坚持科学研究。一批日后颇有成就的科学家，如李政道、杨振宁、黄昆、吴文俊、朱光亚和林家翘等，都是这个时期培养出来的佼佼者。美籍华人李政道和杨振宁，一起获得1957年的诺贝尔物理学奖。三、我国科技发展历程1949年10月1日，中华人民共和国成立。当时的中国国内仅有30多个专门研究机构，全国的科学技术人员不超过5万人。我国的科学技术需要在一片“废墟”上重建。1949年11月，我国在原中央研究院和北平研究院的基础上成立了中国科学院，作为新中国的主要政府研究机构，并在随后的几年里陆续成立了中国科协、中国气象局、国家地质部等科学技术协调与研究机构。于是，我国的科学技术发展进入了崭新的历史阶段。新中国的建立，激发了大批海外学子的殷殷报国心。到1957年，归国的海外学人已经有3000多人，约占新中国成立前在海外留学生和学者的一半以上。他们克服重重困难，纷纷回到祖国，大多数人成为新中国科学技术发展的奠基人或开拓者。在中国科学院选定的第一批233名学部委员（后改称院士）中，近2/3是这批归国的海外学人。同时，我国政府大力培养科学技术人才，建立科研机构。在短短的时期里，我国初步形成了由中国科学院、高等院校、国务院各部门研究单位、各地方科研单位、国防科研单位五路科研大军组成的科技体系。1956年，我国政府成立了国家科学规划委员会，组织全国600多位科学家和技术专家，制定出我国第一个发展科学技术的长远规划，即《1956年至1967年科学技术发展远景规划》，共拟定了57项重大任务。此规划提出的主要任务于1962年提前完成，从而奠定了我国的原子能、电子学、半导体、自动化、计算技术、航空和火箭技术等新兴科学技术基础，并促进了一系列新兴工业部门的诞生和发展。在提前完成《1956年至1967年科学技术发展远景规划》的基础上，我国又制定了《1963年至1972年科学技术规划纲要》（简称《十年规划》）。1964年，周恩来总理在政府工作报告上首次提出要实现工业、农业、国防和科学技术现代化（简称“四个现代化”）。在此期间，我国科技事业得到迅速发展。1959年，地质学家李四光等人提出了“陆相生油”理论，打破了西方学者的“中国贫油”说；1960年，物理学家王淦昌等人发现反西格玛负超子; 1964年，我国第一颗****装置爆炸成功；1965年，我国生物学家们在世界上首次人工合成牛胰岛素。在此过程中，我国形成了一批学科较齐全、设备较好的研究所，培养了一支水平较高、力量较强的科研队伍。到1965年，我国全国科学研究机构已达到1700多个，从事科学研究的人员达到12万人。这是我国科学技术事业继续发展的基础。七、我国科技取得了举世瞩目的成就“八五”以来，我国科学技术发展取得了举世瞩目的成就。“八五”期间，全国取得省部级以上重大科研成果16万项；评选出国家科技进步奖、自然科学奖和国家发明奖共3046项，其中，获得国家科技进步奖的项目，都在国民经济建设中取得了明显的经济效益。1996年，全国取得省部级以上重大科研成果31099项，其中基础理论成果、应用技术成果和软科学成果占成果总数的比重分别为6.2%、89.2%和4.6%。“八五”期间，我国国内申请专利授权量为187396件，其中实用新型专利授权量为150359件，比“七五”增长两倍多。1996年国内申请专利授权量为39725件，其中发明专利、实用新型专利和外观设计专利占专利总授权量的比重分别为3.5%、67.9%和28.6%。“八五”期间，全国在国内刊物上发表的论文数为510476篇，被国际著名的SCI、ISTP和EI三系统收录的我国科技论文数为100149篇。其中，1995年“科学引文索引(SCI)”和“工程索引(EI)”收录的我国论文篇数分别为13134篇和8109篇，我国在世界各国被收录的论文数排序中分别居第15位和第7位。“八五”期间， 我国一批科学家获得了国际科学界设立的成就奖。200多名科学家担任了国际科学组织中的不同职务，为祖国赢得了荣誉。“八五”期间，一批不同领域的国际重要学术会议在我国举行，促进了我国与世界各地区的交流与合作。我国基础性研究的总体水平居发展中国家前列，少数领域的研究工作已进入世界先进行列。
地质时代的最新阶段，第四纪二分的第二个世，开始于12000～10000年前持续至今。这一时期形成的地层称全新统，它覆盖于所有地层之上。全新世是1850年由哲尔瓦（P.Gervais）提出的，并为1885年国际地质大会正式通过。全新世时间短，沉积物厚度小，但分布范围广。由于距今时代短，可应用几种有效的年代测定方法，因此，其地层划分比较详细、精确。全新世与更新世的界限，以第四纪冰期最近一次亚冰期结束、气候转暖为标志，因此又称为冰后期。全新世气候有轻微波动。海面变化与气候相一致，冰后期海面迅速上升，到距今11000年上升到－60米位置。距今6000年海面已接近现今位置，其后仅有轻微的变化。全新世时，人类进入现代人阶段。
地质年代名称。第四纪最新的一个世。约10000年前至今。其地层称全新统。下限年代尚无一致意见，多采用距今10000～11000年前。因处晚更新世武木（Würm）冰期结束之后，又称冰后期。英国地质学家莱伊尔（C.Lyell）1839年称这一时期为近代世（Recent Epoch）。由于生物界已近现代面貌，法国古生物学家哲尔瓦（P.Gervais）于1860年提出“全新世”一词，并于1885年国际地质学大会上通过。全新世气候普遍转暖，中、高纬度的冰川大量消融，海平面迅速上升，喜暖动植物逐渐向较高纬度和较高山迁移，全球自然地理环境完全演进到现代面貌。农业的出现以及生产工具的不断进步，促进了社会发展，人类与自然环境的关系日益密切。全新世气候变化具有明显的波动性。 挪威人布利特（A.Blytt）和瑞典人塞南德尔（R.Sernan- der）根据北欧沼泽地层中的植物化石和孢粉谱研究，1909年建立北欧冰后期气候分期，包括： ①前北方期（距今 10300～9500年前），由寒冷转向温凉； ②北方期（距今9500～7500年前），温干； ③大西洋期（距今7500～5000年前），温暖湿润，又称气候适宜期； ④亚北方期（距今5000～2700年前），温干； ⑤亚大西洋期（距今2700年前至今），凉爽湿润。 这一分期方案至今仍被各国采用，并不断得以补充。为概括上述变化，孢粉学家波斯特队（L.von Post）在1946年把全新世气候变化分作3个时期，即Ⅰ期——温度上升、Ⅱ期——温度最高、Ⅲ期——温度下降。1953年安蒂夫斯（E.Antevs）也作了类似的划分，分别称为升温期、高温期和中温期，相当于全新世早、中、晚期。在高温期，北半球中纬度地区的年均气温高于现今3～5℃，沿海地带海侵达最大规模。在降温期或中温期，气温稍呈波动式下降，许多山岳冰川有不同程度的前进。20世纪60～80年代，许多学者利用历史和考古材料，进一步揭示亚北方期和亚大西洋期以世纪为时间尺度的气候、环境变化。中国科学家竺可桢按考古时期（公元前3000～1000年）、物候时期（公元前1000～公元1400年）和方志时期（公元1400～1900 年），总结了近5000年来中国的气候变化。随着测试、分析手段的进步，全新世气候、水文、植被及各种地貌过程的变化，已趋向定量分析和预测研究。
过去认为全新世（Holocene）开始于1万年前（10kaBP），那是根据14C测定的，称为14C年。后来发现14C年要经过树轮校正，才能得到正确的实际的年代，即日历年。校正后全新世开始的日历年为11.5kaBP。全新世对于人类具有十分重要的意义。人类的文明社会，当前社会的一切繁荣、富强、发展、进步都发生在全新世。因此，认识全新世的气候变化有重要的意义。为了说明全新世在地球历史上的地位，有必要简略回顾一下地球气候的历史，至少近两百万年的历史。尽管这对于有46亿年历史的地球而言几乎只相当于一天中几分钟短暂时间。
大约240多万年前地球进入所谓第四纪
大约240多万年前地球进入所谓第四纪，其气候特点是冰期-间冰期交替，地质学家称之为旋回。旋回的时间即周期以万年计，但是并不稳定。近70万年来以10万年周期为主。在南极的冰芯氧同位素变化中表现最清楚，在深海沉积、黄土堆积中也有一致的反映。一般认为冰期-间冰期旋回的形成与地球轨道要素的变化有关。由于这是米兰克维奇发现的，所以也称为米兰克维奇周期。最近一个旋回开始于约12万年前，那时地球气候与现代的温暖程度相当。到2.3万年前达到最冷，称为末次冰盛期。在每个10万年左右的冰期-间冰期旋回中，温暖时期是比较短暂的，一般约1—2万年。而更多的时间处于降温过程中。但是温度的下降不是直线的，而是由一系列的波动组成。直到20世纪中叶大多数科学家还相信冰期的气候是持续的寒冷。但是后来发现冰期中也有相对温暖的时期。认识到冰期气候的不稳定性是古气候研究的一项重要成果。
末次冰盛期之后处于冰消期
末次冰盛期之后处于冰消期，北美的劳伦泰冰盖，北欧的斯堪的那维亚冰盖相继瓦解。但是，就在气候已回暖到接近现代的情况下，又发生了一次激烈的气候波动，称为“新仙女木”事件。以北大西洋北部为中心，气候迅速变冷。但是寒冷仅持续了1千年左右，又快速后暖，所以称为气候突变。温度变化的幅度达到了冰期-间冰期旋回的3/4。这是末次冰期中最后1次气候突变。“新仙女木”事件之后，即进入全新世。
尽管在20世纪后期人们已经认识
尽管在20世纪后期人们已经认识到冰期气候的不稳定性，不再把冰期看成持续的寒冷时期，也不再认为第四纪仅有4—5次冰期。但是，仍认为全新世的气候温暖而平和，没有大的气候波动。1995年O′Brien等首先根据格陵兰冰芯中海盐与陆源尘粉的变化，指出全新世可能有一系列的冷事件。以后国际上开始了一系列的研究。最著名的是Bond等（1997）根据北大西洋深海沉积中冰岛火山玻璃和染赤铁矿等浮冰碎屑（IRD）确定的冷事件年表。冰岛及扬马延岛等地的冰川下滑到海中形成冰山，冰底携带了碎石颗粒，其中包括火山活动形成的玻璃和与赤铁矿摩擦而染红的碎石。当冰山融化时，冰底的碎石沉入海底。因此分析北大西洋深海沉积的IRD，可以判断何时有大量流冰倾泻入北大西洋，也就是冷事件。在爱尔兰以西的地区沉积率超过了10cm/ka，所以隔0.5—1.0cm取样，使得沉积记录的时间分辨率达到50—100年。根据Bond等的研究全新世共发生9次冷事件，小冰期约出现于0.4kaBP。 近年来一系列的古气候研究表明亚非季风区的降水量变化也同冷事件有关。当北大西洋出现冷事件时，季风降水减少，即弱季风事件。例如Gupta等（2003年）对阿曼湾沉积的研究就很有代表性。深海沉积中保存了浮游有孔虫的记录。有的有孔虫的纪录与海水温度有线性关系，而海水温度取决于涌升，涌升的强度则依赖于海表的风力大小，也就是季风强度。因此，人们可以从过去近万年的有孔虫记录来推测当时季风的强度，确定弱季风事件。近来用大气环流模式所做的模拟研究表明，THC减弱北大西洋变冷，可能是亚非季风减弱的原因。因此，冷事件与弱季风事件出现时间的一致，可能并不是偶然的。
实际上我国至少是最早注意到
实际上我国至少是最早注意到全新世气候不稳定性的国家之一。施雅风、孔昭宸主编的《中国全新世大暖期气候与环境》（1992年）一书就明确指出4次冷事件，其出现的时间与Bond等在5年之后发表的北大西洋冷事件的14C年表十分接近。以后中国的诸多作者，根据冰芯、泥炭、孢粉、黄土、湖泊、冰川、雪线及考古资料做了大量的研究，并且有不少是高分辨率的古气候序列，证明全新世中国弱季风事件年表与北大西洋冷事件有很大的一致性。
全新世中的冷事件以及季风区的弱季风
全新世中的冷事件以及季风区的弱季风事件是与全新世的基本气候特征背道而驰的。全新世作为间冰期气候温暖湿润，但是不断为冷干气候事件打断。这些冷干事件一般只有几百年，短的也许只有1-2百年。但是对人类社会的发展却有很大的影响。8.2kaBP的冷事件就可能促进了农牧业的发展。因为，在全新世中各地先后进入新石器时代，人口也迅速增长。发生气候突变时，采集、狩猎不再能满足生活需要，再加上人口的压力，就可能成为推动农牧业发展的动力。据吴文祥、刘东生的研究5.5kaBP的气候变冷在四大文明古国：两河流域、埃及、印度及中国的文明中有重要的推动作用。4.2—4.0kaBP的气候变干正当两河流域的阿卡德王国解体、埃及处于混乱的第1中间期、印度哈拉帕文明衰落。中华古文明也处于交替时期，经过动乱，于公元前2070年建立夏朝。愈来愈多的证据表明，人类社会的发展与全新世大约出现于8kaBP、6kaBP以及4kaBP的3次气候突变有密切的联系。
在过去1万年的大部分时间里
在过去1万年的大部分时间里，人们生活的世界上盛产各种植物和动物。至少在没有现代人类捕猎者定居的地方是如此。仅仅200年以前，巨大的旅鸽群还在北美大陆上空飞翔。庞大的水牛群在旷野上漫游，不会飞的大型鸟类栖息在南半球的岛屿上。这些生灵对持枪的人类并不感到恐惧，它们要是知道恐惧就好了。在过去的1万年中，人类消灭动物的速度比地球历史上任何时候动物消失的速度都快。
人为造成绝灭的原因很多
人为造成绝灭的原因很多。为了获得食物、衣着和乐趣而进行的捕猎、捕鱼只是我们消灭整个物种的某些最直接的方式。通过引入新的陌生的捕猎动物，我们扰乱了脆弱的环境，尤其是那些生物长时间在隔离状态下进化的岛屿。但是对于各类生命的最大伤害发生在我们毁坏动物栖息地的时候。城市扩张、污染、耕种、放牧和伐木都毁坏了数千种动物赖以生存的荒野。
目前，我们正处在一个巨大的绝灭事件的中期
目前，我们正处在一个巨大的绝灭事件的中期。动物正以自然界正常速率的一百至一千倍的速度永久地消失。在世界范围内，特别是在热带雨林中，动物的生命受到严重威胁。热带雨林只占陆地面积的10％，呈窄的带状分布，其中生活了现生生物的一半以上。雨林正在以很快的速度消失。在今后的50年中，大部分热带雨林很可能永远消失。如果雨林遭到破坏，多达300万种的大小动物可能随之绝灭。
渡渡鸟、旅鸽、袋狼类、欧洲野牛、石南鸡、卡罗来纳长尾小鹦鹉、大海雀、葡萄牙山羊、斑驴、爪哇虎、北海牛、儒伊鸽、巴巴里狮子、日本狼、北美海豹、波利尼西亚蜗牛、巴切尔热带草原斑马、多索森林驯鹿、瓜达鲁贝美洲大鹰、卡罗拉依那鹦哥等。
给我分吧，我特别缺分啊……/(ㄒoㄒ)/~~
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《自然光子学》的核心团队之所以设在东京，是因为日本及相邻亚洲地区企业及学术机构在光子学领域的研究力量在迅速发展。基于类似的原因，我们为在东京出版的《自然纳米技术》杂志（Nature Nanotechnology）（2006年10月创刊）任命了一位讲汉语的编辑和一位讲日语的顾问编辑。《自然光子学》和《自然纳米技术》的编辑们正在与整个亚太地区的研究人员建立联系，鼓励他们向其刊物投稿一流研究论文；让亚太地区更多研究人员参与投到他们刊物的文章的审稿工作；同时去发现在当地刊物上所发表的及在当地会议上所提交的一些最好的研究工作，以便在《自然光子学》和《自然纳米技术》上介绍其主要内容。
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金属/氧化物界面对于多相催化具有重要意义，因为看似“惰性”的氧化物载体可以通过界面调节金属催化剂的形貌、原子和电子结构。尽管界面效应在块状氧化物载体上得到了广泛的研究，但对于团簇级纳米系统，仍然缺乏更深入的了解。作者在此证明了由混合 Pd/Bi 2 O 3 簇集合构建的纳米金属/氧化物界面的本征催化作用。该界面可以通过简单的逐步光化学方法制造。作者结合电子显微镜和微量分析阐明了Pd/Bi 2 O 3 簇的杂化结构。其中，Pd-Pd 配位数较小，更重要的是，由于Bi 2 O 3 簇中Bi 端和 Pd 之间的异质接枝，实现了Pd-Bi 空间相关性。纳米金属/氧化物界面与 Pd 之间的簇内电子转移显著削弱了乙烯吸附，且不会影响氢活化。因此，在温度低至 44 C 的加氢过程中，可以实现 91% 的乙烯选择性和 90% 的乙炔转化率。
背景介绍
金属/氧化物界面对多相催化具有重要的基础/实际意义，因为它提出了关于强金属-载体相互作用的基本问题，并在几个催化过程中发挥关键作用。从结构的角度来看，金属/氧化物界面由在化学成分、键合特性、晶格参数以及电气和机械性能方面不同的组分构成，其中粘附结构和化学性质是一个引人注目的研究课题。而从功能的角度来看，金属/氧化物界面处的化学键合和相关的电荷转移可以调节金属的形态、尺寸和电子结构，以优化反应中间体的键合强度从而获得更好的催化性能。在过去的几十年中，在金属/氧化物界面的结构解析和调控方面取得了相当大的进展，这些界面通常采用本体氧化物载体来促进金属的成核、吸附或沉积。此外，纳米金属/氧化物界面，由金属和氧化物簇之间的异质接枝形成，也有希望加强结构和电子效应，以实现更好的催化性能。然而，由于此类杂化簇的化学合成和结构解析面临巨大挑战，因此对纳米金属/氧化物界面的了解有限。
作为经常使用氧化物负载的金属催化剂的代表性反应，乙炔选择性加氢生成乙烯需要在高催化活性和选择性的两个要求之间进行权衡：氢的易活化与乙烯的弱结合。尽管 Pd 基催化剂取得了重大进展，但这两个参数的同时优化仍然具有挑战性，尤其是在 H 2 和 C 2 H 4 大量过量的前端过程中。为了达到这个目标，需要对 Pd 的几何和电子结构进行复杂的调控，这促使人们设计金属/氧化物界面。大多数 Pd/氧化物催化剂，主要为负载 Pd 纳米颗粒或孤立的 Pd 原子。不幸的是，Pd 纳米粒子在低温下可以有效地激活氢气，但它们与乙烯的强结合有利于乙烯连续氢化成乙烷。孤立的 Pd 位点催化剂，包括 Pd 单原子催化剂和 Pd 基金属化合物与乙烯具有弱 π 键，因此在乙炔加氢反应中具有良好的选择性，但它们伴随的氢活化减弱导致需要相对较高的反应温度（> 100 C）才能实现乙炔的高转化率，这可能会导致反应器床的安全问题。将氧化物载体的尺寸减小到纳米团簇尺度将显著改变它们的配位数 (CN)、表面终端和 d 带特征，因此可以通过与 Pd 的强化学和电子相互作用，实现Pd 的尺寸和电子结构调控。其中，由纳米金属/氧化物界面稳定的无配体 Pd 簇有望弥合 Pd 纳米粒子与单原子之间的尺寸和性能差距，并最大限度地发挥界面效应。
图文解析
图 1. Pd 1.0 /Bi 2 O 3 /TiO 2 的微观结构。a 合成过程示意图。b-d Bi 2 O 3 /TiO 2 (b) 和 Pd 1.0 /Bi 2 O 3 /TiO 2 (c, d) 的STEM 图像。从上到下和从左到右的插图分别是投影结构模型、模拟 ADF-STEM 图像、HRSTEM 图像中圆形区域的 FFT 图案以及模拟 ADF-STEM 图像的 FFT图案。 e Pd 1.0 /Bi 2 O 3 /TiO 2 的元素mapping图像。
图 2. Pd 1.0 /Bi 2 O 3 /TiO 2 的表征。a TiO 2 、Pd/TiO 2 、Bi 2 O 3 /TiO 2 和 Pd 1.0 /Bi 2 O 3 /TiO 2 的 XRD 图； b Pd/TiO 2 、Pd 1.0 /Bi 2 O 3 /TiO 2 和氧化Pd 1.0 /Bi 2 O 3 /TiO 2 (Pd 1.0 /Bi 2 O 3 /TiO 2 -ox) 的Pd K-edge EXAFS傅里叶变换光谱；c Bi L 3 -edge EXAFS的傅里叶变换光谱；d Bi 2 O 3 /TiO 2 、Pd 1.0 /Bi 2 O 3 /TiO 2 和Pd 1.0 /Bi 2 O 3 /TiO 2 -ox 的 Bi L 3 -edge XANES 光谱。Bi 和 Bi 2 O 3 粉末用作参考样品。 e Pd/TiO 2 、Pd 1.0 /Bi 2 O 3 /TiO 2 和 Pd 1.0 /Bi 2 O 3 /TiO 2 -ox 的 Pd K-edge XANES 光谱。钯箔用作参考样品。 f 不同样品的 CO 吸附 FT-IR 光谱。
图 3. Pd 1.0 /Bi 2 O 3 /TiO 2 在乙炔加氢中的催化性能。a Pd 1.0 /Bi 2 O 3 /TiO 2 、Pd 0.2 /Bi 2 O 3 /TiO 2 和PdAg 3 /Al 2 O 3 样品的选择性与乙炔转化率的函数关系。 b 乙炔转化率为 95%时，在不同催化剂上 C 2 H 4 的选择性。 c 乙炔转化率为 90%时，反应温度 (T 90 ) 和C 2 H 4 选择性。 对于 Pd 3.0 /Bi 2 O 3 /TiO 2 ，在室温下很容易发生氢解离。非选择性乙炔加氢的强放热效应，最终导致温度失控，达到 63.5 C。d 在 40 C 下，Pd 1.0 /Bi 2 O 3 /TiO 2 上的 C 2 H 2 转化率， C 2 H 4 选择性随时间变化曲线。e Pd/TiO 2 、Bi 2 O 3 /TiO 2 和Pd 1.0 /Bi 2 O 3 /TiO 2 的 H 2 -TPR 曲线。f在 Pd/TiO 2 和 Pd 1.0 /Bi 2 O 3 /TiO 2 上，C 2 H 4 脉冲吸附的微量热研究。
图 4. DFT 计算揭示的反应机理。a 用于 DFT 计算的 Pd 簇结构（Pd：青色，Bi：紫色，O：红色）。b 在 Pd(111) 上，和在 Bi 2 O 3 (100) 上负载的 Pd 8 簇上乙炔加氢生成乙烷的能量分布。 c投射到 Pd(111) 和 Pd 8 簇结构Pd 原子的 d 电子上的态密度。 选择 Pd(111) 的表面 Pd 原子和 Pd 8 簇结构中最活跃的 Pd 原子（C 2 H 4 吸附最强烈）来绘制 DOS。 d 带中心 (ε d ) 的位置用红色方框突出显示。 d C 2 H 4 的 E ads 与 Pd 簇表面不同 Pd 原子的 ε d 的函数关系。 最稳定的吸附结构用实心正方形表示，而其他不太稳定的吸附结构用空心正方形表示。 Pd(111) 的表面 Pd 原子也显示为红色实心方块以供比较。蓝色拟合线表明更小的 ε d 对应于更大的 C 2 H 4 E ads 。
总结与展望
基于上述结果，作者证明了纳米金属/氧化物界面在乙炔选择性加氢中的重要催化作用。Pd-Bi 2 O 3 杂化簇具有小的 Pd-Pd 配位以及簇内电子转移，可以在不影响 H 2 活化活性的情况下实现弱 C 2 H 4 吸附。Pd-Bi 2 O 3 纳米团簇相对于 Pd 单原子和纳米粒子的优异低温催化性能可能为混合纳米团簇的基础研究开辟新的机会。此外，所展示的逐步光化学策略也为制备混合纳米团簇和纳米金属/氧化物界面提供了一条新途径。
导读
在人类繁衍至今的地球上，大多数物种正遭受着气候变化的影响 。微生物支持所有高等营 养生 命形式的存在。为了 了解地球上的人类和其他生命形式（包括那些我们尚未发现的）如何能够抵御人为的气候变化--重要的是纳入对微生物的了解。我们不仅应该了解微生物如何影响气候变化（包括温室气体的生产和消耗），还应该
核心作用以及其在全球范围内的重要性。它提醒人们 ，气候变化的影响将在很大程度上取决于微生物的 响应，而微生物的响应对于实现环境可持续发展的未来至关重要。
论文ID
原名： Scientists’ warning to humanity: microorganisms and climate change
译名： 科学家对人类的警告：微生物与气候变化
期刊： Nature Reviews Microbiology
IF： 34.648
DOI：
发表时间： 2019年
通信作者： Ricardo Cavicchioli
通信作者单位： 新南威尔士大学（The University of New South Wales）
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综述内容
2 海洋生物群
海洋生物占地球表面的70%，从沿海河口，红树林和珊瑚礁到公海（图1）。 温度 上升不仅会影响 生物过程 ，还会降低水的密度，导致分层和环流现象的发生，从而影响生物的扩散以及营养物质的运输。 降水，盐度和风也影响分层 ，混合以及环流。来自空气、河流和河口流动的养分输入同样会对微生物的组成和功能造成影响，而气候变化会影响所有这些物理因素。
海洋环境中除了数量庞大的海洋微生物外，还发挥着重要的生态系统功能。海洋微生物通过碳和氮的固定，使有机物矿化，形成海洋食物网以及全球碳和氮循环的基础。颗粒有机物中碳的沉积以及其固定到海洋沉积物中过程是大气中螯合CO 2 的关键长期机制。因此，通过矿化和海底储藏碳氮的释放之间的平衡决定了气候变化。除了变暖（由于大气中CO 2 浓度的增加，增强了温室效应），海洋环境自工业化前以来酸化了约0.1个pH单位，预计到本世纪末还会进一步减少0.3-0.4个单位。因此有必要了解海洋生物将做出何种响应。 温室气体浓度升高对海洋温度，酸化，分层，混合，温盐环流，养分供应，辐射和极端天气事件的影响会对海洋微生物菌群产生重大环境影响，这些影响包括生产力，海洋食物网，海底碳排放和固定等方面。
2.1 微生物影响气候变化
海洋浮游植物只占全球植物生物量的1%，但却完成了全球一半的光合作用（CO2 的固定以及OO 2 的产生）。与陆生植物相比，海洋浮游植物分布范围更广，受季节变化的影响较小，周转率更快。因此，浮游植物在全球范围内对气候变化反应迅速。太阳辐射、温度和淡水向地表水输入的增加加强了海洋分层，从而减少了营养物质从深水到地表水的输送，降低了初级生产力。相反，CO 2 含量的升高，在营养成分不受限制的情况下，可以增加浮游植物的初级生产力。一些研究表明，在过去的一个世纪里，全球海洋浮游植物的总体密度有所下降，但由于数据获得的有限性、分析方法的差异等多方面原因，这些结论需要进一步考证。也有研究发现全球海洋浮游植物产量增加以及特定区域或特定浮游植物群的变化。全球海水冰面积的下降，导致更高的光渗透率和潜在的更多初级生产；然而，对于可变混合模式、养分供给变化以及极地地区的生产力趋势影响的预测效应相存在矛盾的现象。这强调了收集关于浮游植物生产和微生物群落组成的 长期数据 的必要性。
除了海洋浮游植物对CO 2 固定的贡献外，化学自养古菌和细菌同样可以在深水黑暗条件下以及极地冬季期间在表层进行CO 2 的固定。海底产甲烷菌和甲烷氧化菌是CH 4 的重要生产者和消费者，但它们对这种温室气体大气通量的影响尚不确定。海洋病毒、嗜细菌细菌以及真核食草动物也是微生物食物网的重要组成部分。气候变化对捕食者-被捕食者的相互作用的影响，包括病毒-宿主的相互作用，可以影响全球生物地球化学循环。
气溶胶影响云的形成，从而影响阳光照射和降水，但它们影响气候的程度和方式仍不确定。海洋气溶胶由海盐、非海盐硫酸盐和有机分子的复杂混合物组成，可以作为云凝结的核，影响辐射平衡，从而影响气候。了解海洋浮游植物对气溶胶的贡献方式，可以更好地预测不断变化的海洋环境将如何影响云层和对气候的反馈。此外，大气本身含有大约10 22 个微生物细胞，确定大气微生物生长和形成聚集体的能力对于评估它们对气候的影响具有重要价值。
植物生长的沿海生境对于碳的固定具有十分重要的意义，人类活动，包括人为的气候变化，在过去的50年里使这些栖息地减少了25-50%，海洋捕食者的数量减少了高达90%。基于微生物活动决定了有多少碳被再矿化并释放为CO2 和CHCH 4 ，同时考虑到如此广泛的环境扰动，因此这些扰动对微生物群落的影响同样需要进一步评估。
2.2 气候变化对微生物的影响
气候变化扰乱了物种之间的相互作用，迫使物种适应、迁移或被其他物种取代或灭绝。 海洋变暖、酸化、富营养化和过度使用（例如捕鱼、 旅游 ）共同导致珊瑚礁的衰退，并可能导致生态系统的改变 。一般来说，微生物比宏观生物更容易分散。然而，许多微生物物种存在生物地理差异，扩散、生活方式和环境因素强烈影响群落组成和功能。海洋酸化使海洋微生物的pH条件远远超出其 历史 范围，从而影响到其胞内pH水平。不善于调节体内pH值的物种会受到更大的影响，许多环境和生理因素影响微生物在其本土环境中的反应和整体竞争力。例如， 温度 升高会 增加 真核浮游植物的蛋白质合成 ，同时 降低细胞核糖体浓度 。由于真核浮游植物的生物量为~1 Gt C，核糖体富含磷酸盐，气候变化引起的氮磷比的改变将影响全球海洋的资源分配。海洋变暖被认为有利于较小的浮游生物而不是较大的浮游生物，改变了生物地球化学通量。 海洋温度升高、酸化和营养供应减少预计将增加浮游植物细胞外溶解有机质的释放，微生物食物网络的变化可能导致微生物产量增加，而牺牲更高的营养水平 。温度升高还可以缓解铁对固氮蓝藻的限制，对未来变暖海洋的食物网提供的新氮来源具有潜在的深远影响。需要认真注意如何量化和解释环境微生物对生态系统变化和与气候变化相关的压力的响应。因此，关键问题仍然是关于菌群转移的功能后果，例如碳再矿化与碳固存的变化，以及与养分循环之间的关系。
3 陆生生物
陆地生物量是海洋生物量的100倍，其中陆地植物约占全球一半的净初级生产力。土壤储存了约2万亿吨的有机碳，其数量远高于大气和植被中碳的总和。陆地环境中的微生物总数与海洋环境中的总数相似。土壤微生物调节储藏在土壤中以及释放到大气中的有机碳的数量，并通过提供调节生产力的多种营养元素间接地影响植物和土壤中的碳储存。
植物通过光合作用吸收大气中的CO 2 ，并产生有机质；相反，植物的自养呼吸和微生物的异养呼吸将CO 2 释放回大气中。温度影响这些过程之间的动态平衡，从而影响陆地生物圈捕获、储存人为碳排放的能力（图1）。而气候变暖可能加速碳的排放。森林覆盖陆地面积的30%，占陆地初级生产力的50%，对人为排放的CO 2 的固存率高达25%。永久冻土中的有机物质中碳的积累远超过呼吸所损失的，创造了最大的陆地碳汇。但由于气候变暖预计将使永久冻土减少28-53%，从而使大型碳库可用于微生物呼吸以及温室气体排放。
通过对表层土壤（10cm）和以及深层土壤（100cm）剖面进行对比评估发现，气候变暖会增加碳向大气中的排放。有关不同土壤地点之间碳损失的差异的进一步解释需要更多的预测变量。然而，来自全球对变暖反应的评估的预测表明，气候变暖条件下，陆地碳损失产生了积极的反馈，加速了气候变化的速度，特别是在寒冷和温带地区（这些地区储存全球大部分土壤碳）。
3.1 微生物对气候变化的影响
CO 2 含量的升高，提高了初级生产力，增加了植物凋落物含量，促进了微生物对凋落物的分解从而导致更高的碳排放。温度的影响不仅是微生物反应速率的动力学效应，也是植物输入刺激微生物生长的结果。一些固有的环境因素（如微生物群落组成、枯木密度、氮素可获得性和水分）影响微生物活动，这就需要通过地球系统模型对气候变暖所造成的土壤碳损失进行预测，以纳入对生态系统过程的控制。在这方面，植物养分的可获得性影响森林的净碳平衡，营养贫乏的森林比营养丰富的森林释放更多的碳。植物将约50%的固定的碳释放到土壤中，供微生物生长。分泌物除了被微生物利用作为能源外，还可以破坏矿物-有机体的结合，从微生物呼吸利用的矿物中释放出有机化合物，增加碳排放。这些植物-矿物质相互作用的相关性说明了在评估气候变化的影响时，除了生物相互作用（植物-微生物）之外，生物-非生物相互作用的重要性。
土壤有机质用于微生物降解还是长期储存取决于许多环境因素，包括土壤矿物特征、酸度、氧化还原状态、水的有效性、气候等方面。有机物的性质，特别是基质的复杂性，同样会影响微生物的分解。此外，不同土壤类型中微生物获取有机质的能力具有差异性。如果将可获得性考虑在内，预计大气中CO 2 含量的增加将促进微生物的分解能力，这会使得土壤中有机碳的留存量降低。升高的CO 2 浓度增强了植物和微生物之间对氮的竞争。食草动物会影响土壤中的有机质含量，从而影响微生物的生物量和活性。气候变化可以减少食草动物，导致全球氮和碳循环的总体变化，从而减少陆地碳的固定。有害动物（例如蚯蚓）通过间接影响植物（例如，增加土壤肥力）和土壤微生物来影响温室气体排放。蚯蚓肠道中的厌氧环境含有执行反硝化并产生NO2 的微生物。蚯蚓提高了土壤肥力，它们的存在可以导致温室气体净排放，尽管温度升高和降雨量减少对有害生物摄食和微生物呼吸的综合影响可能会减少排放。
在泥炭地，抗腐烂的枯枝落叶等会抑制微生物分解，同时水饱和度限制了氧的交换，促进了厌氧菌的生长以及CO2 和CHCH 4 的释放。植物凋落物组成和相关微生物过程的变化（例如，减少对氮的固定化和增强的异养呼吸）正在将泥炭地从碳汇转变为碳源。永久冻土的融化使得微生物可以分解先前冻结的碳，释放CO2 和CHCH 4 。永久冻土的融化导致了水饱和土壤的增加，这促进了产甲烷菌和一系列微生物产生CH 4 和CO 2 。据预测，到本世纪末，缺氧环境的碳排放将比好氧环境的排放在更大程度上驱动气候变化。
3.2 气候变化对微生物的影响
气候的改变可以直接（例如季节性和温度）或间接（例如植物组成、植物凋落物和根系分泌物）影响微生物群落的结构和多样性。土壤微生物多样性影响植物多样性，对包括碳循环在内的生态系统功能很重要。短期实验室模拟变暖以及长期（50多年）自然地热变暖最初都促进了土壤微生物的生长和呼吸，导致CO 2 净释放，随着基质的耗尽，导致生物量减少，微生物活性降低。这意味着微生物群落不容易适应高温，由此产生的对反应速率和底物损耗的影响减少了碳的整体损耗。相比之下，一项长达10年的研究发现，土壤群落能够通过改变基质使用的模式以适应升高的温度，从而减少碳的损失。在年平均温度范围超过20 C的森林土壤中也发现了细菌和真菌群落的实质性变化。
微生物生长对温度的响应是复杂多变的。微生物生长效率是衡量微生物如何有效地将有机物转化为生物量的指标，效率较低意味着更多的碳被释放到大气中。一项为期一周的实验室研究发现，温度升高导致微生物周转率增加，但微生物生长效率没有变化，同时该研究预测，气候变暖将促进土壤中的碳积累。一项长达18年的实地研究发现，土壤温度越高，微生物的效率就会降低，在这段时间结束时，不易分解的底物的分解会增加，同时土壤碳的净损失也会增加。
气候变化通过温度、降水、土壤性质和植物输入等几个相互关联的因素直接或间接地影响微生物群落及其功能。由于沙漠中的土壤微生物受到碳的限制，植物增加的碳输入促进了含氮化合物的转化，微生物生物量，多样性，酶活性以及对复杂有机物的利用。虽然这些变化可能会增强呼吸作用和土壤中碳的净损失，但干旱和半干旱地区具有的特点可能意味着它们可以起到碳汇的作用。为了更好地了解地上植物生物量对CO 2 水平和季节性降水的响应，我们仍需增加对微生物群落响应以及功能的了解。
气候变化同样也使湖泊、海水等环境中富营养化的频率、强度和持续时间增加。水华蓝藻能够产生各种神经毒素、肝毒素和皮毒素，危害鸟类和哺乳动物的 健康 。有毒蓝藻目前已造成了包括中国太湖在内的全世界多个地区严重的水质问题。气候变化直接和间接地有利于蓝藻的生长，许多形成水华的蓝藻可以在相对较高的温度下生长。与此同时，湖泊和水库热分层的增加使浮力蓝藻能够向上漂浮并形成密集的表面水华，这使它们能够更好地获得光，更加具有选择性优势。目前实验室和原位实验都证明了有害的蓝藻 Microcystis 属具有适应高CO 2 的能力。因此，气候变化和CO 2 含量的增加预计会影响蓝藻水华的菌株组成。
4 农业
根据世界银行表明（世界银行关于农业用地的数据），近40%的陆地环境专门用于农业。这一比例在未来预计有可能增加，这将导致土壤中碳、氮和磷以及其他养分的循环发生重大变化。此外，这些变化与生物多样性的丧失息息相关。增加对使用植物和动物相关的微生物的了解，以提高农业可持续性发展，减轻气候变化对粮食生产的影响，但这样做需要更好地了解微生物对气候变化的响应。
4.1 微生物对气候变化的影响
甲烷菌在自然和人工厌氧环境中产生甲烷，此外还有与化石燃料相关的人为甲烷的排放（图2）。近年来（2014-2017）大气CH 4 水平显著升高，但其背后的原因尚不清楚。尽管 水稻 仅覆盖了10%的可用耕地，但却养活了全球一半的人口，同样，稻田也贡献了农业20%的CH 4 排放的。据预测，到本世纪末，人为气候变化将使水稻生产产生的CH 4 排放量翻一番。 反刍动物 是人为CH 4 排放的最大单一来源，反刍动物肉类生产所产生的碳排放比植物高蛋白食物生产的碳排放高19-48倍；即使是非反刍动物肉类生产所产生的CH 4 也比植物高蛋白食物生产的碳排放高出3-10倍。 化石燃料 的燃烧和化肥的使用大大增加了环境中可利用氮含量，扰乱了全球生物地球化学过程，威胁到生态系统的可持续发展。农业是温室气体NO2 的最大排放者，NO2 通过微生物氧化和氮的还原而释放。气候变化扰乱了微生物氮转化（分解、矿化、硝化、反硝化和固定）和N 2 O的释放速率。迫切需要了解气候变化和其他人类活动对氮化合物微生物转化的影响。
4.2 气候变化对微生物的影响
升温和干旱强烈地影响着作物的生长。以真菌为基础的土壤食物网在广泛管理的农业（例如牧场）中很常见，而以细菌为基础的食物网通常出现在集约化系统中，但与后者相比，前者更能适应干旱环境。对全球范围内的表层土进行评估发现， 土壤真菌和细菌占据了特定的生态位，并且对降水和土壤pH的响应不同，这表明气候变化将对它们的丰度、多样性和功能产生不同的影响 。预计由于气候变化而增加的干旱会导致全球旱地中细菌和真菌的多样性和丰度的减少，这种减少将进一步降低微生物群落的整体功能，从而限制了它们支持植物生长的能力。
气候变化和富营养化（由于化肥的施用）对微生物竞争力的综合影响存在不可预测的影响。例如，营养丰富通常有利于有害的藻类繁殖，但在相对较深的Zurich湖中观察到了不同的结果。
5 感染性疾病
气候变化影响着海洋和陆地生物群中疾病的发生和传播（图3），这取决于不同的 社会 经济、环境和宿主病原体特有的因素。了解疾病的传播和设计有效的控制策略需要充分了解病原体、及其传播媒介和宿主的生态学，以及扩散和环境因素（表1）。例如，海洋酸化还可能直接导致鱼类等有机体的组织损伤，潜在地导致免疫系统减弱，从而创造细菌入侵的机会。对于农作物来说，当人们考虑对病原体的响应时，包括CO 2 水平、气候变化、植物与病原体的相互作用在内的不同相互作用的因素都是重要的。不同的的微生物能够引起不同的植物疾病，进而影响作物生产，导致饥荒，并威胁粮食安全。病原体的传播和疾病的出现是通过物种的运输和引进来促进的，并受天气对扩散的影响和生长环境条件的影响。
表1 病原体对气候和环境因素的传播响应。
气候变化可以通过改变宿主和寄生虫的适应来增加疾病风险。对于外温动物（如两栖动物），温度可以通过扰乱免疫反应，从而增加感染的易感性。每月和每天不可预测的环境温度波动增加了古巴树蛙对病原菊苣真菌 Batrachochytrium dendrobatidis 的敏感性。温度升高对感染的影响与真菌在纯培养中生长能力下降形成对比，说明在评估气候变化的相关性时，更应该注重于评估宿主-病原体的反应（而不是从分离微生物的生长速率研究中推断）。气候变化预计会增加一些人类病原体对抗生素的耐药率。2013-2015年的数据表明，日最低温度提高10 C，将导致 Escherichia coli ， Klebsiella pneumoniae 以及 Staphylococcus aureus 的抗生素耐药率增加2-4%。潜在的潜在机制包括：高温促进抗药性可遗传因子的水平基因转移，以及提高病原体生长率，促进环境的持久性、携带和传播等。
食源性、气源性、水源性和其他环境病原体可能易受气候变化的影响（表1）。对于媒介传播的疾病，气候变化将影响媒介的分布，从而影响疾病传播的范围，以及媒介传播病原体的效率。许多传染病，包括几种媒介传播疾病和水传播疾病，都受到大规模气候现象（如ENSO）造成的气候变化的强烈影响，这种现象每隔几年就会破坏全球约三分之二地区的正常降雨模式和温度变化。据报道，与ENSO有关的疾病有疟疾、登革热、齐卡病毒病、霍乱、鼠疫、非洲马病和许多其他重要的人类和动物性疾病。
尽管已经在自然和实验室条件下，微生物种群的适应机制已有研究，但与动物（包括人类）和植物相比，微生物物种适应当地环境的研究较少。与植物和动物相关的病毒、细菌和真菌病原体以影响生态系统功能、影响人类 健康 和粮食安全的方式适应非生物和生物因素。病原农业真菌的适应模式很好地说明了微生物活动与人类活动之间的循环反馈。“农业适应”病原体引起流行病的可能性比自然产生的菌株更高，这会对作物生产构成更大的威胁。真菌病原体通过进化以适应更高的温度来增强它们入侵新的栖息地的能力，这使真菌病原体对自然和农业生态系统构成的威胁更加复杂。
6 微生物减缓气候变化
增加对微生物相互作用的了解将有助于设计缓解和控制气候变化及其影响的措施。例如，了解蚊子如何对Wolbachia细菌（节肢动物的一种常见共生体）作出反应，通过将Wolbachia引入埃及伊蚊种群并将其释放到环境中，从而减少了寨卡病毒、登革热和基孔肯雅病毒的传播。在农业方面，了解将NO2 还原为无害N 2 的微生物的生态生理学的进展为减少排放提供了选择。生物炭是广泛和间接减轻气候变化微生物影响的农业解决方案的一个例子。生物炭是通过限制氧条件下生物质的热化学转化而产生的，其可以通过减少微生物矿化和减少根系分泌物对矿物释放有机物的影响，从而促进植物的生长，减少碳的释放，从而改善有机质的存留。
微生物生物技术可以为可持续发展提供解决方案，微生物技术同样为实现联合国17个可持续发展目标中的许多目标提供了实用的解决方案（化学品、材料、能源和补救措施），解决贫困、饥饿、 健康 、清洁水、清洁能源、经济增长、产业创新、可持续发展等问题。毫无疑问，通过提高公众对全球变暖中微生物的主要作用的认识，即通过实现 社会 的微生物学素养，无疑会促进对此类行动的支持。
7 总结
微生物对固碳做出了重大贡献，特别是海洋浮游植物，它们固定的净CO 2 与陆地植物一样多。因此，影响海洋微生物光合作用和随后在深水中储存固定碳的环境变化对全球碳循环具有重要意义。微生物还通过异养呼吸（CO 2 ）、产甲烷（CH 4 ）和反硝化（N 2 O）等作用对温室气体排放做出重大贡献。许多因素影响微生物温室气体捕获与排放的平衡，包括生物群落、当地环境、食物网的相互作用和反应，特别是人为气候变化和其他人类活动。 直接影响微生物的人类活动包括温室气体排放、污染、农业活动以及人口增长，这些活动促进了气候变化、污染、农业活动以及疾病传播 。人类活动改变了碳固定与释放的比率，将加速气候变化的速度。相比之下，微生物也提供了重要的机会，可以通过改善农业、生产生物燃料和修复污染来补救人为问题。
为了理解可控范围内小规模相互作用的微生物多样性和活动如何转化为大系统通量，重要的是将研究结果从个体扩展到群落，再到整个生态系统。为了了解世界各地不同地点的生物地球化学循环和气候变化反馈，我们需要关于推动物质循环的生物（包括人类、植物和微生物）以及调节这些生物活动的环境条件（包括气候、土壤理化特性、地形、海洋温度、光和混合）的定量信息。
现存的生命经过了数十亿年的进化，产生了巨大的生物多样性，而微生物多样性与宏观生命相比实际上是无限的。 由于人类活动的影响，宏观生物的生物多样性正在迅速下降 ，这表明动植物物种的宿主特异性微生物的生物多样性也将减少。然而，与宏观生物相比，人类 对微生物与人为气候变化之间的联系所知甚少 。我们可以认识到微生物对气候变化的影响，以及气候变化对微生物的影响，但我们对生态系统的了解并不全面，因此，在解释人为气候变化对生物系统造成的影响方面仍存在挑战。由于人类的活动，正导致气候变化，这对全球生态系统的正常行驶功能造成影响。在海洋和陆地生物群落中，微生物驱动的温室气体排放的增加，并积极地反馈给气候变化。忽视微生物群落对气候变化的作用、影响和反馈反应可能导致会导致对人类的发展造成威胁。目前迫切需要立即、持续和协调一致的努力，明确将微生物纳入研究、技术开发以及政策和管理决策当中。
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