Abstract. Understanding and quantifying the global methane (CH4) budget is important for assessing realistic pathways to mitigate climate change. Atmospheric emissions and concentrations of CH4 continue to increase, making CH4 the second most important human-influenced greenhouse gas in terms of climate forcing, after carbon dioxide (CO2). The relative importance of CH4 compared to CO2 depends on its shorter atmospheric lifetime, stronger warming potential, and variations in atmospheric growth rate over the past decade, the causes of which are still debated. Two major challenges in reducing uncertainties in the atmospheric growth rate arise from the variety of geographically overlapping CH4 sources and from the destruction of CH4 by short-lived hydroxyl radicals (OH). To address these challenges, we have established a consortium of multidisciplinary scientists under the umbrella of the Global Carbon Project to synthesize and stimulate new research aimed at improving and regularly updating the global methane budget. Following Saunois et al. (2016), we present here the second version of the living review paper dedicated to the decadal methane budget, integrating results of top-down studies (atmospheric observations within an atmospheric inverse-modelling framework) and bottom-up estimates (including process-based models for estimating land surface emissions and atmospheric chemistry, inventories of anthropogenic emissions, and data-driven extrapolations). For the 2008–2017 decade, global methane emissions are estimated by atmospheric inversions (a top-down approach) to be 576 Tg CH4 yr−1 (range 550–594, corresponding to the minimum and maximum estimates of the model ensemble). Of this total, 359 Tg CH4 yr−1 or ∼ 60 % is attributed to anthropogenic sources, that is emissions caused by direct human activity (i.e. anthropogenic emissions; range 336–376 Tg CH4 yr−1 or 50 %–65 %). The mean annual total emission for the new decade (2008–2017) is 29 Tg CH4 yr−1 larger than our estimate for the previous decade (2000–2009), and 24 Tg CH4 yr−1 larger than the one reported in the previous budget for 2003–2012 (Saunois et al., 2016). Since 2012, global CH4 emissions have been tracking the warmest scenarios assessed by the Intergovernmental Panel on Climate Change. Bottom-up methods suggest almost 30 % larger global emissions (737 Tg CH4 yr−1, range 594–881) than top-down inversion methods. Indeed, bottom-up estimates for natural sources such as natural wetlands, other inland water systems, and geological sources are higher than top-down estimates. The atmospheric constraints on the top-down budget suggest that at least some of these bottom-up emissions are overestimated. The latitudinal distribution of atmospheric observation-based emissions indicates a predominance of tropical emissions (∼ 65 % of the global budget, < 30∘ N) compared to mid-latitudes (∼ 30 %, 30–60∘ N) and high northern latitudes (∼ 4 %, 60–90∘ N). The most important source of uncertainty in the methane budget is attributable to natural emissions, especially those from wetlands and other inland waters. Some of our global source estimates are smaller than those in previously published budgets (Saunois et al., 2016; Kirschke et al., 2013). In particular wetland emissions are about 35 Tg CH4 yr−1 lower due to improved partition wetlands and other inland waters. Emissions from geological sources and wild animals are also found to be smaller by 7 Tg CH4 yr−1 by 8 Tg CH4 yr−1, respectively. However, the overall discrepancy between bottom-up and top-down estimates has been reduced by only 5 % compared to Saunois et al. (2016), due to a higher estimate of emissions from inland waters, highlighting the need for more detailed research on emissions factors. Priorities for improving the methane budget include (i) a global, high-resolution map of water-saturated soils and inundated areas emitting methane based on a robust classification of different types of emitting habitats; (ii) further development of process-based models for inland-water emissions; (iii) intensification of methane observations at local scales (e.g., FLUXNET-CH4 measurements) and urban-scale monitoring to constrain bottom-up land surface models, and at regional scales (surface networks and satellites) to constrain atmospheric inversions; (iv) improvements of transport models and the representation of photochemical sinks in top-down inversions; and (v) development of a 3D variational inversion system using isotopic and/or co-emitted species such as ethane to improve source partitioning. The data presented here can be downloaded from https://doi.org/10.18160/GCP-CH4-2019 (Saunois et al., 2020) and from the Global Carbon Project.

Rapid warming increases winter soil carbon dioxide (CO2) efflux in Arctic tundra ecosystems, which can significantly offset carbon (C) uptake during growing seasons and affect the overall annual C balance. In winter, the Arctic landscape is predominantly covered with snow, which is vital for regulating ecological processes. Nevertheless, the impact of snow redistribution on the spatial distribution of winter soil CO2 efflux remains uncertain. In this study, we fitted an empirical model to quantify changes in total winter soil CO2 efflux based on accumulated snow depths, using in situ measurements from a snow manipulation experiment in a dry heath tundra ecosystem of Western Greenland. By employing a distributed snow model, we upscaled the spatial-temporal variations in winter soil CO2 efflux for a dry heath region of approx. 6 km2 during 2010–2020. We found that the total winter soil CO2 efflux increases linearly with the increasing total snow depth. In our study plots, the annual mean winter CO2 efflux ranged from 55 to 58 g C m−2 year−1 in ambient plots and 62 to 71 g C m−2 year−1 in snow addition plots (due to the snow fence) during 2013–2020. Spatially, wind-induced snow redistribution caused the annual mean winter CO2 efflux to vary from 51 to 76 g C m−2 year−1. Winter soil CO2 loss increased by 6 % if snow redistribution was not taken into account, primarily due to snow mass losses from the process of snow redistribution (such as blowing snow sublimation). Our results highlight the importance of snow redistribution on winter soil CO2 emissions, particularly when using regional land models in predictions of annual C balance in the Arctic ecosystems under a changing climate.

Abstract Flash droughts, as sub-seasonal phenomena, are characterized by their rapid onset and significant impact on terrestrial ecosystems. However, understanding how vegetation responds to flash droughts and the mechanisms governing vegetation recovery remains elusive. Here, we analysed the response of vegetation productivity to flash droughts and identified the most relevant drivers controlling vegetation recovery using two soil moisture datasets (ERA5-land and Global Land Data Assimilation System) and two satellite-based vegetation productivity proxies (gross primary productivity, and solar-induced chlorophyll fluorescence). Our results show that South China and Northeast China stand out as hotspots for flash droughts, with higher frequency and speed. Notably, although the frequency of flash droughts in cropland is relatively low, and their speed is very high, with a median of 10.9% per pentad. Most ecosystems can recover to their normal state within 25 d. Vegetation with shallow roots, such as cropland and grassland, responds rapidly to flash droughts. Ecosystems generally exhibit extended response time with increasing plant rooting depth. The recovery rate of vegetation productivity from flash droughts is mainly controlled by vegetation physiology (decline rate of productivity upon exposure to flash drought) and modulated by flash drought characteristics, especially severity for forests and speed for cropland and grassland. This study provides valuable insights into the mechanisms underlying vegetation responses to flash droughts.

Parkinson's disease (PD) is the second most common neurodegenerative disorder with limited therapeutic options available. Neuroinflammation plays an important role in the occurrence and development of PD. Alkaloids extracted from Uncaria rhynchophylla (URA), have emerged as a potential neuroprotective agent because of its anti-inflammatory and anti-oxidant properties. Nevertheless, the underlying mechanism by which URA exerts neuroprotective effects in PD remains obscure.

Aquaculture plays a vital role in global food production, with fish pond water quality directly impacting aquatic product quality. The Guangdong-Hong Kong-Macao Greater Bay Area (GBA) serves as a key producer of aquatic products in South China. Monitoring environmental changes in fish ponds serves as an indicator of their health. This study employed the extreme gradient boosting tree (BST) model of machine learning, utilizing Landsat imagery data, to assess Chlorophyll-a (Chl-a) concentration in GBA fish ponds from 2013 to 2022. The study also examined the corresponding spatiotemporal variations in Chl-a concentration. Key findings include: (1) clear seasonal fluctuations in Chl-a concentration, peaking in summer (56.7 μg·L−1) and reaching lows in winter (43.5 μg·L−1); (2) a slight overall increase in Chl-a concentration over the study period, notably in regions with rapid economic development, posing a heightened risk of eutrophication; (3) influence from both human activities and natural factors such as water cycle and climate, with water temperature notably impacting summer Chl-a levels; (4) elevated Chl-a levels in fish ponds compared to surrounding natural water bodies, primarily attributed to human activities, indicating an urgent need to revise breeding practices and address eutrophication. These findings offer a quantitative assessment of fish pond water quality and contribute to sustainable aquaculture management in the GBA.

Abstract The Dahekou cemetery in southern Shanxi Province is an important archaeological site dating to the Western Zhou period (1046 BC-771 BC). Based on the inscriptions on funerary artefacts, the cemetery is believed to belong to a local enfeoffed state named Ba (霸), which was not mentioned in historical records. Previous archaeological studies failed to reach any definite conclusion on the origin and flow direction of the Dahekou people, which was one of the research questions of concern, waiting to be interpreted. In this paper, we assessed the biological affinity between the Dahekou people and the populations that lived before and after them in the surrounding area by conducting a cluster analysis of their craniometric data. The results show that the earlier Youyao group, the later Shangma and Taosibei groups have the closest affinity to the Dahekou population. This paper thus argues that the Dahekou people were most likely descendants of a branch of a nomadic civilization named Di (狄) who came from north-central Shanxi. After the demise of the Ba state, the Dahekou people were incorporated into the people of the Jin (晋) state represented by two nearby cemeteries. This study also shows that craniometry could assist in the addressing of some research questions which failed to be answered by historical records, like where the people of a newly enfeoffed state of a Bronze Age dynasty came from.

Herein, 17 previously undescribed polyacetylenes and 9 known ones were isolated from Tridax procumbens L. Their structures were identified using spectroscopic techniques (NMR, UV, IR, MS and optical rotation), the modified Mosher method, electronic circular dichroism (ECD) data and ECD calculation. The cytotoxicity of polyacetylenes on six human tumour cell lines (K562, K562/ADR, AGS, MGC-803, SPC-A-1 and MDA-MB-231) was evaluated. (3S,10R)-tridaxin B (2a), (3S,10S)-tridaxin B (2b) and tridaxin F (8) demonstrated substantial cytotoxic effects against the K562 cell line, with half-maximal inhibitory concentration (IC50) values of 2.62, 14.43 and 17.91 μM, respectively. Cell and nucleus morphology assessments and Western blot analysis confirmed that the cytotoxicity of the three polyacetylenes on K562 cells was mediated through a dose-dependent apoptosis pathway. Furthermore, (3S,10R)-tridaxin A (1a) and tridaxin G (9) exhibited considerable inhibitory effects on lipopolysaccharide-stimulated nitric oxide production in RAW 264.7 macrophages, with IC50 values of 15.92 and 20.35 μM, respectively. Further investigations revealed that 9 exerted anti-inflammatory activities by impeding the nuclear translocation of NF-κB and down-regulating the expression of pro-inflammatory factors, including those of iNOS, COX-2, IL-1β and IL-6, in a concentration-dependent manner. The study provides evidence that polyacetylenes from T. procumbens may serve as a potential source of anti-tumour or anti-inflammatory agents for treating related diseases.