世界一流科技期刊文章精选

铅卤钙钛矿纳米立方体制成的钙钛矿超晶格

Nature封面：纳米立方体与球状或截角立方状纳米晶。Nature杂志第7860期封面文章报道了钙钛矿纳米立方体能与其他纳米晶共组装成具有钙钛矿结构的超晶格。铅卤钙钛矿纳米晶有望作为显示器等光电设备的材料，因而受到学界普遍关注。Maksym Kovalenko和同事将这种纳米立方体与球状或截角立方状纳米晶共组装，形成了多组分超晶格。这些取向高度有序的结构能产生超荧光现象，研究团队认为，这种结构可应用于定制超明亮光源。由于纳米晶具有高度的取向有序性，这些结构表现出了超荧光。

多节点固态量子存储器之间的通信-宣布式纠缠

Nature封面：该系统的艺术示意图。Nature杂志第7861期封面文章演示了两个远距离固态量子存储器之间的宣布式纠缠（heralded entanglement）。该纠缠是通过探测这两个存储器之间的一个光子宣布的，能在量子晶体中存储最多25微秒。这个存储方案能实现时间多路复用，可用来大幅提高纠缠速度。此外，该实验使用的光子波长适用于光纤通信网络，让利用已有通信基础设施运行量子网络和量子中继器成为可能。另一项相关研究也报道了相距3.5米的两个量子存储器之间的宣布式双光子纠缠。

用于去中心化且保密临床机器学习的新技术

Nature封面：Swarm Learning（群体学习）技术。Nature杂志第7862期封面文章报道了Swarm Learning结合区块链技术的分布式本质使其能利用大数据集而无须牺牲保密性。Joachim Schultze和同事表明Swarm Learning技术可快速准确地发现患有严重疾病的患者。Swarm Learning是一种去中心化的AI技术，结合了边缘计算、基于区块链的对等网络和协调。研究人员基于1.64万份血液转录组和9.5万份胸部X射线图像，使用Swarm Learning为白血病、COVID-19、结核开发了疾病分类器。该分类器在满足保密规范的同时优于单个医疗机构开发的分类器。

团队合作

Nature封面：如何合作，描绘了合作过程的复杂性以及指导的重要性。Nature杂志第7863期特刊文章探讨了合作性质的演变，举例解释如何让各方合作无间，以及如何避免合作出现问题。最好的情况下，合作除了能增进我们的认知以外，还能促进相互理解、尊重和信任。全球层面，疫情带来的变化极大影响了全世界的合作趋势，也帮助找到了新的抗疫方式。区域层面，精心组织的合作能集结多方力量，无论是应对水供应危机还是监测濒危物种都发挥出强大作用。但是，任何合作都需要精准筹划，包括克服潜在阻碍、承认各方应有的贡献等。

人源中介体复合物及其结合转录前起始复合物的结构研究

Science封面：转录起始过程。Science杂志第6546期封面文章报道了首个结构与功能完整的PIC-Mediator复合物。mediator和tfiid分别位于tfiih的上下两面，两者共同结合并稳定tfiih，使tfiih中cdk7激酶和xpb移位酶在pic-mediator中正确定位并发挥活性。其中xpb推动启动子DNA进入pol Ⅱ催化中心开始转录，而cdk7磷酸化pol Ⅱ的ctd允许pol Ⅱ聚合酶离开启动子区进入转录延伸，二者的活性是转录起始所必需的。tfiid还赋予了pic-mediator组装的高度动态性。PIC-Mediator各部分不同程度的发生模块重排，以更好地适应高度动态的转录起始过程。

Gordon研究会议

Science封面：三维电子显微镜戈登研究会议（Gordon Research Conferences）于2021年10月31日至11月5日在美国缅因州纽里举行。Science杂志第6547期封面文章报道了2021年10月到11月戈登研究会议的议程。该会议最早由约翰·霍普金斯化学系教授Neil E.Gordon于1931年发起，发起者初衷是为了增进相关领域的学者进行直接而有效的沟通和交流，为不同国家的科学家们提供一个交流的平台。1938年，戈登教授说服了美国科学促进会（AAAS）来全权负责戈登会议的管理，并亲自出任总负责。

在安全地带

Science封面：坐落在印度尼西亚雅加达的普鲁特防波堤外的一座建筑。Science杂志第6548期特刊报道了研究如何参与并支持社区和政府在不确定的环境中规划发展。人类社会发生着因为气候环境变化引发的迁徙。研究人员将科学和治理交织在一起，用于社区决策，改善人类可居住性分析，研究将设计和决策纳入撤退规划。这类研究的方向、质量、合法性和影响力不仅取决于其构想的创造性和执行的严谨性，而且还取决于其对谁做决定的假设，不仅要考虑科学能做什么，还要考虑科学如何做，由谁来做。

中更新世的古人类

Science封面：古代幸存者。Science杂志第6549期封面文章报道了尼安德特人的考古发现。长期以来，人们一直认为尼安德特人起源于并繁荣于欧洲大陆。最近的形态学和遗传学研究表明，存在一个未知的非欧洲群体的遗传贡献。该研究报道了最近在以色列内舍拉姆拉遗址发现的古人类化石，可追溯到14万～12万年前。对化石顶骨、下颌骨和第二臼齿的全面定性和定量分析显示，其具有尼安德特人和古人类特征的独特结合。研究者认为这些标本代表了中更新世东方古物的晚期幸存者，该古物极有可能参与了欧洲和东亚中更新世人的进化。

全球PM2.5污染治理要更多关注氨减排

浙江大学环境与资源学院谷保静研究員联合国际团队，首次分析了氨气（NH3）和氮氧化物（NOx）在全球PM2.5污染形成中的贡献（N-share）及其健康效应，并结合模型分析控制氮排放来减缓PM2.5污染健康效应的路径和成本，发现全球PM2.5污染治理中氨气减排比氮氧化物减排更有效。相关成果发表于Science。氮氧化物主要来自城市生产活动，氨则主要来自农业生产活动。如果通过推动种植业的规模化以促进优化施肥，估计能减少三分之一的化肥使用量和一半左右的氨排放;另一方面，可以在养殖场周边配套农田，以便有机肥能直接使用于农田，避免堆积后氨排放到空气中。

卫星反演水体面积的新方法及其在黄河源的应用

中国科学院地理科学与资源研究所刘苏峡、莫兴国等人提出了一种基于阈值法的水体提取算法和基于历史水体频率的缺失水体插补的新方法，构建了从1986—2019年间不包含冰面的SWE连续年序列和从2001年1月—2019年12月间包含和不包含冰面的SWE连续月序列。相关成果发表于Science of the Total Environment。新算法的水体提取结果总体精度达98.3%，基于历史水体频率插补缺失水体的结果平均相对误差小于10%。相比全球公开的Joint Research Centre（JRC）Global Surface Water（GSW）数据，采用新方法构建的SWE序列在水面薄冰去除和数据完整度方面表现更优。

荒漠藓类植物对积雪量的生理敏感性研究

中国科学院新疆生态与地理研究所张元明研究员团队通过模拟自然和65%增减雪，以及冻融循环频次的变化，探讨了齿肋赤藓对积雪量的生理敏感性是否会随着冻融循环次数的改变而改变。相关成果发表于Journal of Plant Physiology。冬、春季尤其是冻融季被认为是荒漠藓类植物生长和固碳的关键期，全球气候变暖及极端降水事件频发使得荒漠冬季水热环境发生显著变化。研究表明，齿肋赤藓对积雪的生理敏感性受到冻融循环次数的调控，冻融循环次数的减少减弱了齿肋赤藓对积雪变化的生理敏感性。该研究为全面深入评估全球气候变化下荒漠藓类植物对极端环境的适应性机制提供理论依据。

长江流域持久性有毒污染物干流输移研究

中国科学院南京地理与湖泊研究所赵中华等研究人员系统调查评估了长江干流宜昌至长江口岸线水域水体和沉积物中典型PTS污染物负荷的时空分布、来源特征、介质分配、生态和健康暴露风险等环境行为过程，初步揭示了上游坝区及水库运行对中下游水环境多环芳烃PAHs污染输移及蓄积的潜在影响。相关成果发表于Journal of Hazardous Materials。研究表明，大型城市及重要支流汇入江段污染负荷高，受体模型溯源解析显示PAHs主要来源于煤炭、焦炭和交通源;丰水期流域径流输入显著增加水体PAHs污染水平;上游至下游PAHs时空分布特征显示水流输移为主。

林木性状无人机遥感测定评价研究

中国林业科学研究院亚热带林业研究所李彦杰等人将无人机（UAV）低空遥感技术应用于我国南方地区主要造林和产脂树种湿地松（Pinus elliottii）家系测定林系统研究。相关成果发表于Industrial Crops & Products。该研究通过无人机获取的图像和光谱数据，重建三维点云，并利用点云数据对湿地松家系林各单株进行了精确定位与分割，获取生长和冠幅性状信息;提取了各单株相应的光谱信息，计算多种植被指数。结合遗传分析研究，计算各性状的遗传相关性以及遗传力，评选出基于不同育种目标的多性状兼优的湿地松优良家系。研究成果为利用无人机遥感技术在林木冠层水平上实现大空间尺度的高通量表型研究提供了基础。

气象变量对空气质量影响的相对重要性排序及大气边界层的作用

北京大学数学科学学院、统计科学中心陈松蹊团队利用统计学中非参数回归和前向变量选择方法，给出了6个城市不同污染物的气象变量重要性排序。相关成果发表于Atmospheric Environment。论文通过分析华北平原六大主要城市，北京、天津、石家庄、济南、郑州和太原的气象与空气质量数据，采用非参数统计回归探究气象变量对空气污染浓度值的影响，利用前向变量选择法给出不同气象变量对空气污染浓度影响的相对重要性排序。研究发现，影响华北六大城市污染浓度的气象变量顺序上有很强的一致性。6个城市的地表气象变量可以解释边界层高度中超过77%的統计学变异（variance）。

植物多倍体连锁不平衡建模研究

北京林业大学生物科学与技术学院邬荣领等人制作了南北方两地柳枝稷种群的LD在不同染色体上的基因组分布图，对其参数进行了估计和比较，以此推断柳枝稷在环境适应方面的进化差异，验证了该模型的实用性，为研究多倍体种群多样性和进化提供了新的工具。相关成果发表于Methods in Ecology and Evolution。连锁不平衡（Linkage disequilibrium， LD）是推断自然群体遗传多样性及其进化历史的重要遗传参数，一直是种群和进化研究的重要焦点。文章提出了一个定义四倍体特异LD的新模型框架，用于表征异源四倍体自然群体中的双标记连锁不平衡，这四种类型的不平衡通过网络单独或联合影响种群变异。

海洋贝类温度适应性研究

中国海洋大学水产学院董云伟教授团队开展了mRNA二级结构的热适应性研究。相关成果发表于PNAS。该研究以原位温度范围近60℃，分布于不同纬度（赤道到南极）和潮位的海洋贝类为模式系统，对同源蛋白mRNA的温度适应性进化策略进行了初步探讨。利用模拟计算方法预测了细胞质苹果酸脱氢酶同源mRNA的二级结构，评估了不同温度胁迫下mRNA折叠过程中自由能变化（ΔGfold）的趋势及其驱动因素。研究发现，mRNA二级结构稳定性与生物适应温度密切相关，ΔGfold的适应性变化维持了二级结构的动态平衡。mRNA鸟嘌呤和胞嘧啶含量的同义变化，独立于编码蛋白质，驱动ΔGfold的温度适应性进化。