产甲烷生化代谢途径研究进展

微生物产甲烷过程产生的甲烷约占全球甲烷产量的74%.产甲烷过程对生物燃气生产和全球气候变暖等都有着重要的意义.本文综述了产甲烷菌的具体生化代谢途径,其本质是产甲烷菌利用细胞内一系列特殊的酶和辅酶将CO2或甲基化合物中的甲基通过一系列的生物化学反应还原成甲烷.在这一过程中,产甲烷菌细胞能够形成钠离子或质子跨膜梯度,驱动细胞膜上的ATP合成酶将ADP转化成ATP以获得能量.根据底物类型的不同,可以将该过程分为3类:还原CO2途径、乙酸途径和甲基营养途径.还原CO2途径是以H2或甲酸作为主要的电子供体还原CO2产生甲烷,其中涉及到一个最新的发现——电子歧化途径;乙酸途径是乙酸被裂解产生甲基基团和羧基基团,随后,羧基基团被氧化产生电子供体H2用于还原甲基基团;甲基营养途径是以简单甲基化合物作为底物,以外界提供的H2或氧化甲基化合物自身产生的还原当量作为电子供体还原甲基化合物中的甲基基团.通过这3种途径产甲烷的过程中,每消耗1mol底物所产生AT P的顺序为还原CO2途径>甲基营养途径>乙酸途径.由于产甲烷菌自身难以分离培养,未来将主要通过现代的生物技术和计算机技术,包括基因工程和代谢模型构建等最新技术来研究产甲烷菌的生化代谢过程以及其与其它菌群之间的相互作用机制,以便将其应用于生产实践.     

刍议我国污染场地修复现状与对策

随着城市化和产业转移进程的加快,我国城镇工业企业搬迁或遗留的污染场地数量与日俱增,亟须开展污染场地治理与修复工作,以保障人居环境安全、国民健康和社会稳定。本文综述了我国污染场地的产生及风险,污染场地管理、修复技术及工程实践进展,污染场地管理和修复的主要问题,场地污染防治与修复政策、技术和融资机制需求,旨在为我国污染场地修复产业化发展提供一定的参考。     

耕地保护外部性及其经济补偿研究进展

耕地保护外部性及其经济补偿问题日益成为经济发展现实中的生态治理研究的重要领域,但既有的研究尚缺乏系统性和理论基础。本文综合运用文献资料法、对比分析法,较为系统的梳理了国内外关于耕地价值核算、耕地保护外部性及其经济补偿研究的代表性观点,在此基础上分析了当前的研究不足与未来的研究取向。研究发现:①国内对耕地价值核算的研究多沿袭国外的理论框架,且对于耕地非市场价值的划分缺少一个明晰的分类体系;②耕地资源外部效益的估算方法应区别对待,且缺少不同方法与途径的比较研究;③耕地外部性的经济补偿标准在时空分配方面的研究有待强化;④缺乏对耕地保护的补偿模式与执行效率的研究。进而提出:应充分借鉴国外经验并结合中国国情,实现耕地价值核算理论框架的整合,并基于利益相关者的分析框架进一步加强耕地保护外部性经济补偿体系、补偿标准及其运行机制方面的研究,推进CVM等价值评价方法等在资源开采矿区生态补偿及资源综合成本核算方面的应用研究。     

The Mar Piccolo of Taranto: an interesting marine ecosystem for the environmental problems studies

The National Project RITMARE (la Ricerca ITaliana per il MARE—Italian Research for the sea) started from 1 January 2012. It is one of the national research programs funded by the Italian Ministry of University and Research. RITMARE is coordinated by the National Research Council (CNR) and involves an integrated effort of most of the scientific community working on marine and maritime issues. Within the project, different marine study areas of strategic importance for the Mediterranean have been identified: Among these, the coastal area of Taranto (Ionian Sea, Southern Italy) was chosen for its different industry settlements and the relative impact on the marine environment. In particular, the research has been concentrated on the Mar Piccolo of Taranto, a complex marine ecosystem model important in terms of ecological, social, and economic activities for the presence also of extensive mussel farms. The site has been selected also because the Mar Piccolo area is a characteristic “on field” laboratory suitable to investigate release and diffusion mechanisms of contaminants, evaluate chemical–ecological risks towards the marine ecosystem and human health, and suggest and test potential remediation strategies for contaminated sediments. In this context, within the project RITMARE, a task force of researchers has contributed to elaboration a functioning conceptual model with a multidisciplinary approach useful to identify anthropogenic forcings, its impacts, and solutions of environmental remediation. This paper describes in brief some of the environmental issues related to the Mar Piccolo basin.     

基于共同前沿SBM模型的农业用水效率测度及改善潜力

为了实现农业水资源可持续利用和保障国家粮食安全，地区必须提高农业用水效率。基于共同前沿下的非期望产出SBM模型，对中国31个省市1998~2015年农业用水效率进行了测算，在综合考虑各地农业资源承载力、环境容量、生态类型和发展基础等因素的基础上，将中国各地区进行分组，分别考虑了各组区域下农业用水效率的差异性、变动趋势以及改善潜力。结果表明：共同前沿下，各组农业用水效率值从高到低排列依次为保护发展区、优先发展区和适度发展区，其多年均值分别为0.623，0.568和0.432。这表明，如果采用潜在的最优生产技术，三大区域将分别平均有37.7%、43.2%和56.8%的效率提升空间，改善潜力巨大。管理无效和技术无效是导致地区农业用水效率损失的两大来源，优先发展区效率损失主要是由管理无效造成，完善管理制度和提高管理运营水平是促进农业用水效率改善的重要策略，保护发展区和适度发展区效率损失的原因则具有多样性，管理无效和技术无效二者皆有，因此需要结合技术和管理双角度来设计效率改善策略。     

基于海湾空间的海洋经济差异分析——以辽东湾、渤海湾、莱州湾为例

以辽东湾、渤海湾、莱州湾为海湾地理空间尺度,引入泰尔指数和变差系数、灰色关联法研究三大海湾地区的海洋经济规模总量和海洋产业关联效应的差异,运用多种预测模型预测未来十年三大海湾间地区海洋经济对区域经济发展影响和贡献的差异。结果显示:三大海湾空间地区海洋经济差异呈现先增大后减小趋势,2007年后呈现协调优化发展趋势;滨海旅游业、海洋交通运输和海洋油气业、海洋交通运输和海洋渔业分别对应辽东湾、渤海湾、莱州湾三大经济区的拉动效应较大,形成各具区域特色的重要优势海洋产业;据模型预测结果分析,到2015年辽东湾、渤海湾、莱州湾地区海洋经济比重将分别达到34%、21%、25%;莱州湾、渤海湾的海洋经济直接贡献率分别平均以2%和1%的速度递增,而辽东湾则平均以0.1%的速度递减,到2020年辽东湾、渤海湾、莱州湾的海洋经济直接贡献率将分别为36%、29%、46%。     

MM5与CALMET对北京地区风能资源的初步模拟

利用MM5与CALMET模拟了北京地区10、30、50和70 m高度的风速和风功率密度分布，结果表明：各高度层风速与风功率密度的地域分布具有一致性，模拟的风速最大区位于门头沟西北部，而昌平西部、房山北部及延庆西部的风速次之，风速最小区位于顺义和东部城区；风功率密度的模拟显示京西地区和西北部地区的风资源较为丰富，北京东部、东南部和东北部及市区周边的风资源相对较小，开发潜力低。利用3座测风塔和3个气象站风速观测数据对模拟结果进行了初步检验，表明MM5与CALMET基本能模拟出风速的月变化和日变化特征，模拟和观测具有较好相关性，但模式存在对黄草梁和北梁地区模拟结果偏高、对涧沟地区模拟结果偏低的系统性误差，这可能与模拟区域地形复杂及模式自身分辨率不够等有关。     

Heterologous expression of <Emphasis Type="Italic">LamA</Emphasis> gene encoded endo-β-1,3-glucanase and CO<Subscript>2</Subscript> fixation by bioengineered <Emphasis Type="Italic">Synechococcus</Emphasis> sp. PCC 7002

The gene for the catalytic domain of thermostable endo-β-1,3-glucanase (laminarinase) LamA was cloned from Thermotoga maritima MSB8 and heterologously expressed in a bioengineered Synechococcus sp. PCC 7002. The mutant strain was cultured in a photobioreactor to assess biomass yield, recombinant laminarinase activity, and CO₂ uptake. The maximum enzyme activity was observed at a pH of 8.0 and a temperature of 70°C. At a CO₂ concentration of 5%, we obtained a maximum specific growth rate of 0.083 h^–1, a biomass productivity of 0.42 g?L^–1?d^–1, a biomass concentration of 3.697 g?L^–1, and a specific enzyme activity of the mutant strain of 4.325 U?mg^–1 dry mass. All parameters decreased as CO₂ concentration increased from 5% to 10% and further to 15% CO₂, except enzyme activity, which increased from 5% to 10% CO₂. However, the mutant culture still grew at 15% CO₂ concentration, as reflected by the biomass productivity (0.26 g?L^–1?d^–1), biomass concentration (2.416 g?L^–1), and specific enzyme activity (3.247 U?mg^–1 dry mass).

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基于遥感和像元二分模型的新疆植被覆盖度格局动态监测

利用MODIS归一化植被指数(NDVI)资料反演了2006—2015年新疆植被覆盖状况,获取不同时期的植被覆盖度图,并进一步分析了植被覆盖度变化的原因。结果表明:新疆植被覆盖度呈现北部高于南部、西部高于东部的分布特征,其中西部和西北部的山地森林、草地以及天山北坡绿洲农作物、草地区域植被覆盖情况最好。过去10年间,新疆植被覆盖度总体呈上升趋势,2015年植被覆盖度达到最高,为16.68%。生态恢复工程、降水和气温等是影响植被覆盖度变化的主要因素。