The current scale of deforestation in tropical regions and the large areas of degraded lands now present underscore the urgent need for interventions to restore biodiversity, ecological functioning, and the supply of goods and ecological services previously used by poor rural communities. Traditional timber plantations have supplied some goods but have made only minor contributions to fulfilling most of these other objectives. New approaches to reforestation are now emerging, with potential for both overcoming forest degradation and addressing rural poverty.

Carbon isotope natural abundance (δ13C) has been previously used as a powerful tool in the study of water-using processes at the leaf, individual and within-community levels. We analysed 348 species from 12 plant communities along a 900 km-long rainfall gradient in southern Queensland. Although the range of δ13C values found in a given community was large, variability in the δ13C signature of plants within a community was relatively small given the large numbers of species sampled (mean n per site of 29) and the taxonomic diversity in each. The community-averaged δ13C signature ranged from -25.60 in a brigalow (Acacia harpophylla) dominated community in western Queensland to - 31.20 in subtropical rainforest in eastern Queensland. A strong relationship was found between the δ13C value averaged for each site and rainfall within the range 350-1700 mm per annum. Foliar δ13C was also related to the number of rain days per annum and moisture balance (rainfall - evaporation). The strength of these relationships varied only slightly according to the rainfall parameter used, with values for r2 of 0.78, 0.70, 0.70 and 0.74 for the relationship between δ13C and long-term rainfall average, 5-year rainfall average, number of rain days and moisture balance, respectively. Despite considerable taxonomic variability within a given plant community, the averaged δ13C signature for that community gives a strong indication of moisture availability.

The unique properties of rare earth elements (REEs) and lack of alternatives for their application in modern technologies, especially electronics and fast growing green technologies such as renewable energy generation and storage, energy efficient lights, electric cars, and auto catalysts, as well as specific military and aerospace applications, underpin their strategic status. The absolute domination of China in the production of REEs, aggravated by a significant reduction in export quotas since 2010, raised severe concerns of securing REE supply in the USA, Japan, European Union and other countries. In 2010–2012 it resulted in skyrocketing prices and supply deficit for most REEs, leading to numerous new REE start-up companies around the world, with allocation of large investments in additional geological explorations and technology development. At the same time, the supply difficulties enforced the downstream users of REEs to invest in the development of recycling technologies and reuse options for these elements. The main focus of this paper is to overview existing and emerging REE supply chains outside of China up to date (end of 2013), define their environmental constraints and opportunities, as well as reflect on a broader range of technical, economic, and social challenges for both primary production and recycling of REEs. A better understanding of these factors could help to optimize the supply chain of virgin and recycled rare earths, minimise the environmental impacts arising from their processing, and be used as a prototype for a broader range of critical metals and commodities.

Phytomining technology employs hyperaccumulator plants to take up metal in harvestable plant biomass. Harvesting, drying and incineration of the biomass generates a high-grade bio-ore. We propose that "agromining" (a variant of phytomining) could provide local communities with an alternative type of agriculture on degraded lands; farming not for food crops, but for metals such as nickel (Ni). However, two decades after its inception and numerous successful experiments, commercial phytomining has not yet become a reality. To build the case for the minerals industry, a large-scale demonstration is needed to identify operational risks and provide "real-life" evidence for profitability.

Abstract Background and Aims Indonesia is one of the most biodiverse regions in the world, but only a few metal hyperaccumulator plants have been reported from this vast country. This study aimed to discover rare earth element (REE) hyperaccumulator plants on Bangka Island, an area known to have REE enriched soils associated with tin placer deposits. Methods Prior to this study, herbarium specimens at the Universitas Bangka Belitung Herbarium were screened using non-destructive X-ray Fluorescence (XRF) scanning to detect specimens with anomalous REE concentrations. Fieldwork was subsequently conducted to collect samples from plant species suspected to be (hyper)accumulators based on the earlier XRF survey. Scanning electron microscopy and micro-XRF were used to verify the possibility of surface contamination by soil particles in plant specimens, and inductively coupled plasma atomic emission spectroscopy (ICP-AES) was used to determine total elemental concentrations in the plant material. Results Blechnopsis orientalis was found to hyperaccumulate REEs up to 3000 µg g −1 as well as arsenic up to 2100 µg g −1 . The non-destructive analysis found no dust or soil contamination on B. orientalis specimens, confirming it as a genuine REE and arsenic hyperaccumulator. Additionally, the known REE hyperaccumulator Dicranopteris linearis was confirmed to be a REE hyperaccumulator on Bangka Island. Conclusion Blechnopsis orientalis is a REE hyperaccumulator with high potential for phytoextraction as it is a faster growing and larger species than D. linearis . As B. orientalis and D. linearis are native to Bangka Island, both should be studied further for their application in rehabilitating and extracting REEs from the (abandoned) tin mine areas.

Abstract The use of x‐ray fluorescence (XRF) instruments for metallome analysis of herbarium specimens to discover hyperaccumulator plant species has gained popularity, but a growing concern arises about intercomparability from the use of different instrument makes and models. Therefore, this study aimed to assess the performance and comparability of the results generated by three different XRF instruments and three different quantification methods (empirical calibration based on XRF versus inductively coupled plasma atomic emission spectroscopy [ICP‐AES] regression, in‐built manufacturer algorithms, and an independent GeoPIXE software pipeline based on Fundamental Parameters). Three instruments with distinct specifications were chosen to improve the generalizability of the results, ensuring relevance to a wide range of instruments that may be used in the future for metallome analysis of herbarium specimens. Each instrument was used to scan a representative set of dried hyperaccumulator plant leaf samples, and their accuracy in quantifying elemental concentrations was then compared. The manufacturer algorithms overestimate the elemental concentrations and have the highest errors. The empirical calibrations have the closest mean concentration to the mean concentrations reported by ICP‐AES, but can produce negative values. The independent pipeline performance is marginally better than the empirical calibration, but it takes substantially more time and effort to setup the Fundamental Parameters through reverse engineering the instrument hardware parameters. Using the GeoPIXE independent pipeline to extract the XRF peak intensity to use in the empirical calibration performs better than manufacturer algorithms, while avoiding the complicated setup requirements, and this should be considered for further development.

Abstract The tropical shrub Coelospermum decipiens (Rubiaceae) is an extreme selenium (Se) hyperaccumulator, reported to accumulate up to 1140 µg Se g-1 when found growing on soils with Se <LOD (i.e., <0.01 mg Se kg-1) leading to a bioconcentration factor of more than 100,000. Coelospermum decipiens plants were sampled from different populations in far north Queensland and analysed for Se concentrations. Plant material was subjected to Synchrotron X-ray Fluorescence Microscopy (XFM) and Synchrotron X-ray Absorption Spectroscopy (XAS) investigations to gain insights into elemental distribution and chemical speciation of Se. The results show that the foliar Se concentrations ranged from 100–1000 µg Se g-1, except for the seeds, which had up to 28,000 µg Se g-1. The soils from the Hope Vale area were locally Se-enriched up to 48 mg Se kg-1, but there was no relationship between soil and plant Se concentrations. Synchrotron XFM analysis revealed that Se was localised in the blade margin tissue of the younger leaves, whilst the XAS analysis determined that Se occurs as an organo-Se compound. We report the occurrence of seleniferous soils in the Cape York Peninsula soils for the first time, which may partly explain the evolution of Se hyperaccumulation in C. decipiens. The extremely high concentrations of Se in the seeds is suggestive of an herbivory protection function. The capacity for this species to accumulate and hyperaccumulate Se from non-seleniferous soils is akin to other ‘seed’ based accumulators, such as some members of the Lecythidaceae family.