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聚焦“美丽中国”和“健康中国”建设,扎根边疆、服务民族地区,围绕生态环境保护和人民健康福祉,2001年起,建设了生物学、生态学、环境科学与工程3个硕士一级学科,并以环境科学与工程学科为依托培育了资源与环境(环境工程)专业硕士学位点。学院在学科建设、师资队伍、人才培养、科学研究、社会服务等方面,具有鲜明的特色和扎实的基础,其中生态/环境学科已入选全球ESI排名前1%行列,是国家民族地区生态文明建设的重要智库,也是为民族地区实现中国式现代化而培养高水平人才的重要基地。
一、生物学
生物学(Biology)是一门研究生命现象及其本质规律的基础学科。学院生物学涵盖植物学、生物化学与分子生物学、生理学三个方向,体现出强烈的交叉融合特征。本学科依托一支结构合理、实力雄厚的研究团队,面向国家重大需求与边疆地区发展实际,围绕资源利用、生物机制、疾病防治与生态适应等核心科学问题,开展了多方向、多层次的系统研究,形成了鲜明的学科特色与优势。学科注重基础研究与应用转化并重,面向科技前沿与国家重大需求,致力于培养具有扎实理论功底、创新研究能力和服务民族地区发展能力的高层次生物学人才。
在植物学方向,以经济植物为研究对象,综合运用合成生物学、天然产物化学、合成化学与植物形态学等多学科方法,推动植物资源的高附加值开发与综合利用;在生物化学与分子生物学方向,聚焦植物分子应答机制、药用成分合成调控、生物医学大数据与代谢组学新技术开发开展科学研究;在生理学方向,主要进行神经退行性疾病与精神类疾病的病理生理机制、生物靶标与诊疗策略研究,探索神经功能的调控规律,同时揭示动物在复杂生态环境中的生理适应策略与演化路径。
【标志性成果】学院杨林教授团队关于岩白菜素合成生物学的研究成果以“Unravelling and reconstructing the biosynthetic pathway of bergenin”为题发表于国际顶尖学术期刊《Nature Communications》上。论文通过对岩白菜素生物合成途径关键酶的发掘及功能鉴定,首次解析、重构和优化岩白菜素从头生物合成途径,实现岩白菜素的规模化生产。本研究为岩白菜素的获取提供全新方案,有望解决其临床用药来源问题。
【标志性成果】学院程勇教授团队在《Research》期刊上发表了题为“Targeted Delivery of Engineered RVG-BDNF-Exosomes: A Novel Neurobiological Approach for Ameliorating Depression and Regulating Neurogenesis”的研究论文,介绍了一种新型靶向神经元的工程化外泌体及其结合基因治疗的技术。工程化外泌体能穿越血脑屏障,将脑源性神经营养因子(BDNF)靶向传递至大脑神经元,不仅促进了突触的可塑性,还减轻了脑部炎症,显著改善了小鼠的抑郁症状。这一研究为抑郁症的治疗提供了新的策略和方向。
二、生态学
生态学(Ecology)是研究生物与环境间相互作用规律及其机理的综合性学科,聚焦生态系统结构、功能、动态及调控策略,揭示生命与环境协同演化的内在机制,探索人与自然和谐共生的科学路径。在国家生态文明建设与可持续发展战略背景下,生态学入选国家民委重点学科。本学科依托生态学国家级一流本科专业建设点与北京市优秀教学团队,构建了本-硕贯通的人才培养体系,在边疆地区生物多样性及相关传统知识、可持续发展等领域形成兼具学科深度与边疆地域特色的学术优势;持续优化导师队伍结构,构建教学与科研协同共进的人才培养体系,为边疆地区生态环境可持续发展持续提供高水平专业人才。
本学科始终以构筑边疆地区生态安全屏障、推动绿色发展为核心使命,依托国家民委民族地区生态环境重点实验室、91视频
呼伦湖保护区草原生态试验站等科研平台,逐步凝练形成植物生态学、生态系统生态学与可持续生态学三个研究方向。在植物生态学方向,重点研究气候干暖化背景下植物对逆境适应的表型-生理-分子机制,揭示环境梯度变化对植物功能性状的影响及适应演化机制;在生态系统生态学方向,重点关注全球变化对生态系统结构与功能及碳循环的影响,发展复合生态系统耦合理论,构建生态保护红线划定关键技术与方法;在可持续生态学方向,主要研究边疆地区生态系统服务格局及演变机制,解析系统服务稀缺性与可持续实现路径空间关系,开展多层次交叉融合的水、土、气生态治理与修复。
【标志性成果】学院刘聪聪副教授在植物叶片气孔形态特征的研究取得了重要成果,论文以“Relationships of stomatal morphology to the environment across plant communities”为题发表于《Nature Communications》上。本研究不仅创新建立了气孔特征数据库,还率先在群落尺度上探究了气孔性状-环境的关系,为未来碳水循环的预测模拟提供了重要的理论和数据基础。
【标志性成果】学院张丽华副教授在磷沉降如何影响草地甲烷的吸收及其在全球尺度上的影响方面取得重要进展,研究成果以“Phosphorus alleviation of nitrogen-suppressed methane sink in global grasslands”为题发表于生态学国际顶尖学术期刊《Ecology Letters》上。论文揭示了磷增加减缓氮对甲烷吸收的抑制作用及其全球分布规律,结合竞争理论阐明了磷添加减缓氮对草地甲烷吸收的抑制作用;利用经验模型在全球尺度上估算了这种减缓作用的大小并阐明了分布规律,为澄清磷沉降对全球草地甲烷吸收的影响提供了直接证据。
三、环境科学与工程
环境科学与工程(Environmental Science and Engineering),致力于研究人类与环境系统的相互作用,旨在保护和改善人类生存的环境质量,推动人与自然的和谐共生及可持续发展。本学科探究环境中的物质,特别是人类活动排放污染物的自然迁移、转化和积累过程与运动规律,深入剖析其对人体健康、生态系统、以及全球环境与气候变化等的影响及作用机理;以解决水污染、大气污染、土壤污染和固体废物污染等实际环境问题为目标,积极研发污染防治的新技术、新工艺和新设备,制定科学合理的工程方案。通过发展专业理论与方法,精准识别真实环境中危害人体健康和生态健康的危险因素,并定量评估人群暴露和健康影响。本学科建有环境科学国家级一流本科专业,与生态学共建民族地区生态环境国家民委重点实验室。
结合边疆地区发展需求,本学科全面建设环境科学、环境工程、环境健康二级学科。在环境科学方向,聚焦高原地区物质迁移转化机制,开展识别与模拟大气复合污染关键化学过程,解析人为排放与气候变化对区域大气污染物长期变化趋势的影响;在环境工程方向,聚焦边疆地区水和土壤等多介质环境风险控制与环境安全保障,开展环境风险识别、环境污染精准治理,研发适用于边疆地区特点的绿色低碳污染控制技术;在环境健康方向,聚焦边疆地区生活方式,解析特殊地质元素健康效应。
【标志性成果】学院林伟立教授团队长期聚焦于青藏高原等边疆地区的大气环境研究,揭示了高原近地面大气的强氧化性特征,研发了含氮活性化合物及臭氧生成速率测量技术,为评估高原城市大气污染物对健康的影响提供了科学依据。主持并承担了国家多项重要课题,发表论文100余篇,申请发明专利10余项,荣获中国气象学会“大气科学基础研究成果奖”一等奖,建立了大气NOx循环“综合闭合分析”概念。
【标志性成果】学院金军教授团队在替代型卤代阻燃剂(得克隆)与人血清蛋白相互作用方面取得重要进展,以“Effect of Affinity between Dechlorane Plus and Human Serum Albumin on Its Serum Concentration in a General Population”为题发表在国际著名学术期刊《Environmental Science & Technology》上。论文首次分析了我国普通人群血清中得克隆浓度的时间变化趋势,总结了以往研究中得克隆同分异构体在人体组织中的分布,对于理解污染物在体内的转运及代谢行为具有重要意义。
四、资源与环境(环境工程)专业硕士学位点
环境保护和生态文明建设是我国可持续发展最为重要的基础。在生态文明建设的伟大进程中,迫切需要环境保护领域基础扎实、素质全面、科学思维敏锐、工程实践能力强,并具有一定创新能力的应用型、复合型高层次工程技术与工程管理人才,促进我国生态环境保护和当地社会经济的可持续发展。当前及未来较长时间内,在经济发展和生态环境保护双重压力下,边疆地区环境工程技术和工程管理人才需求大。本专业学位硕士点的任务就是为边疆地区培养环境工程专业应用型高层次人才。
本专业硕士学位点努力适应国家战略需求、融合技术发展前沿,重点发展污染控制工程、跨区域跨介质环境问题治理工程、环境生态修复工程等三个方向。在污染控制工程方向,耦合物化、生化原理,研发自蕴资源全系统再生利用新型水处理工艺,研制大宗工业废料深度资源利用装备,突破应急污染控制、新兴污染物去除技术;在跨区域跨介质环境问题治理工程方向,重点开发大气复合污染监测装备与控制技术,研发新型高效光催化剂和工农业废水高效无害处理新材料,开展全球气候变化应对及环境绩效评价;在环境生态修复工程方向,开展土壤与地下水修复工程、流域环境修复工程研究与示范,推动大数据和人工智能在生态修复工程领域的应用。
【标志性成果】学院黑鹏飞副教授在甘宁蒙沿黄河产业走廊重要节点湖泊—乌梁素海开展了水体富营养化和氮循环的环境风险识别与治理研究,相关成果发表在《Journal of Environmental Management》、《Ecological Indicators》、《Journal of Cleaner Production》等生态环境领域国际高水平学术期刊上。研究提出了“黄河-河套灌区-乌梁素海”三位一体的“水质-水量-水生态”联合调度系统,为系统认识乌梁素海的生态地位、构建针对性治理模式提供了新思路。
【标志性成果】学院李华副教授团队利用金属有机框架(MOFs)结构材料在提升光驱动双电子氧还原反应效率方面取得重要进展,成果以“Effective photo-electrochemical production of H2O2 and green Fenton reaction on hierarchical Fe/C/N@ZIF-8@ACF for abatement of antibiotics in water”为题发表在环境工程领域重要国际学术期刊《Journal of Environmental Chemical Engineering》上。论文为提升光驱动双电子氧还原反应效率,将铁基金属有机骨架和沸石咪唑骨架衍生材料负载在活性炭毡上,制备了高效的MOFs衍生复合电极,验证了材料具有高效、稳定、可循环利用等优点,可用于快速氧化去除水中的抗生素污染物。