Conservation implications of physiological carry‐over effects in bats recovering from white‐nose syndrome

Although it is well documented that infectious diseases can pose threats to biodiversity, the potential long‐term consequences of pathogen exposure on individual fitness and its effects on population viability have rarely been studied. We tested the hypothesis that pathogen exposure causes physiological carry‐over effects with a pathogen that is uniquely suited to this question because the infection period is specific and time limited. The fungus Pseudogymnoascus destructans causes white‐nose syndrome (WNS) in hibernating bats, which either die due to the infection while hibernating or recover following emergence from hibernation. The fungus infects all exposed individuals in an overwintering site simultaneously, and bats that survive infection during hibernation clear the pathogen within a few weeks following emergence. We quantified chronic stress during the active season, when bats are not infected, by measuring cortisol in bat claws. Free‐ranging Myotis lucifugus who survived previous exposure to P. destructans had significantly higher levels of claw cortisol than naïve individuals. Thus, cryptic physiological carry‐over effects of pathogen exposure may persist in asymptomatic, recovered individuals. If these effects result in reduced survival or reproductive success, they could also affect population viability and even act as a third stream in the extinction vortex. For example, significant increases in chronic stress, such as those indicated here, are correlated with reduced reproductive success in a number of species. Future research should directly explore the link between pathogen exposure and the viability of apparently recovered populations to improve understanding of the true impacts of infectious diseases on threatened populations.     

A Two-Stage Particle Swarm Optimization Algorithm for MPPT of Partially Shaded PV Arrays

The power-voltage (P-V) characteristic curves of a PV array are nonlinear and have multiple peaks under partially shaded conditions (PSCs). This paper proposes a novel maximum power point tracking (MPPT) method for a PV system with reduced steady-state oscillation based on a two-stage particle swarm optimization (PSO) algorithm. The grouping method of the shuffled frog leaping algorithm (SFLA) is incorporated in the basic PSO algorithm (PSO-SFLA), ensuring fast and accurate searching of the global extremum. An adaptive speed factor is also introduced into the improved PSO to further enhance its convergence speed. Test results show that the proposed method converges in less than half the time taken by the conventional PSO method, and the power is improved by 33% under the worst PSCs, which confirms the superiority of the proposed method over the standard PSO algorithm in terms of tracking speed and steady-state oscillations under different PSCs.     

乌鲁木齐市不同区域大气降尘中重金属污染及来源分析

为进一步了解城市不同区域间大气降尘中重金属含量及其差异性,沿城市走向梯度布设降尘采样点采集样品。采用电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP-AES)仪测定样品中Cu、Cr、Mn、Fe、Ni、Zn、Cd、Pb和As等重金属含量,并计算富集因子来判断不同区域间的污染源类型,通过因子分析方法探讨污染的来源。结果显示,所测重金属元素中除Mn外,均受到人为源的影响,且十分严重。从贡献率来看,不同区域间第一因子的贡献率虽有差异,但均为来自土壤的风沙扬尘造成;第二因子的贡献率也不尽相同,主要是燃煤产生的污染;第三因子出现了差异,市南区和市北区主要是受金属冶炼的影响,而市中区的影响可能来自垃圾焚烧;市南区未出现第四因子,而市中区和市北区的污染源也不相同。分析表明,城市大气降尘污染依然严重,做好防控风沙和建筑扬尘,减少煤炭消耗,调整能源结构和产业布局是整体减少大气降尘的关键。     

青藏高原典型城市拉萨市近地面臭氧污染特征

拉萨市作为青藏高原典型城市,环境空气质量相对较好,但臭氧污染近年来有所凸显。对拉萨市臭氧的现状与污染特征进行分析基础上,探讨臭氧污染的影响因素。结果表明:拉萨市臭氧污染表现出"来得早,去得快"的特征,与内地城市相比,拉萨市臭氧质量浓度在3月即可达到全年平均值(2015年为105μg/m~3),而9月以后将低于全年平均值,并在春末夏初达到峰值;由于青藏高原海拔高,紫外线强,相对内陆地区臭氧均值偏高,2015年拉萨市臭氧年均值比北京市和成都市分别高出7.7%、29.0%,其小时浓度变化呈中午高、早晚低的特征;拉萨市臭氧的浓度变化受空气湿度、日照时间和日均气温的影响;生物质燃料的跨界传输可能也对青藏高原地区臭氧的来源产生一定影响。     

电网发展、清洁电源接入与地区能源效率

鉴于我国已经建成全球规模最大的超高压和特高压电网,彻底弥补了电力跨区配置的电网基础设施短板,并且为清洁电源并入电网和跨区消纳提供了完善的基础设施,不仅克服我国电力负荷中心和能源基地的区域布局不协调,而且有益于缓解日益严峻的能源利用率低下和环境污染问题。本文利用1991—2012年全国29个省市面板数据实证研究了清洁电源并网对地区全要素能源效率的影响。为保证实证结果稳健性分别在线性和非线性实证框架下采用系统广义矩估计(SYS-GMM)和面板平滑转换模型(PSTR)两种方法估计了清洁电源接入高压、超高压和特高压电网的地区全要素能源效率异质性效应。实证结果显示:(1)我国电网基础设施对地区全要素能源效率具有明显的增进效应,特别是超高压电网在促进全要素能源效率提升上表现的最为突出,在特高压骨干网架尚未形成的情况下起到了支柱性作用。(2)高压、超高压、特高压与清洁电源交互项的估计系数始终位于负数区间,反映清洁电源并网的能源效率绩效并不明显,受限于并网规模和机制缺陷,还没有发挥出全要素能源效率提升作用。(3)随着人均GDP的不断提高,各等级电网对地区能源效率的益处越来越明显,并且存在着门槛效应。(4)特高压电网对地区能源效率的积极作用主要表现在东部沿海高收入省份,这些省份作为电力消费负荷中心,大规模接入清洁电源对能源效率改善裨益明显。接下来,需要根据地区的能源禀赋结构选择清洁电源的并网模式,完善的电网基础设施、合理的电源结构还需要配置以高效的清洁电源并网机制才能不断增进地区全要素能源效率。     

农药致慢性细胞毒性及基因毒性机制研究进展

大量流行病学研究和体内、体外检测分析表明,长期低剂量接触农药可以导致人体细胞和分子损伤,诱导细胞凋亡。农药致细胞及DNA损伤的机制主要与DNA加合物的形成、DNA单链和/或双链的断裂有关。此外,氧化应激参与农药致细胞及DNA损伤的过程,可能成为农药致细胞及DNA损伤的促发因素。从总体上看,其具体分子机制还不十分清楚,有待进一步研究。     

The impact of pesticides on oxidative stress level in human organism and their activity as an endocrine disruptor

Pesticides cause serious environmental and health problems both to humans and animals. The aim of this review is to discuss selected herbicides and fungicides regarding their mode of action and their influence on basic oxidative stress parameters and endocrine disruption properties tested in selected cell cultures in vitro. Because of numerous difficulties which animal studies are subject to, cell cultures are an excellent experimental model reflecting human exposure to different pesticides through all relevant routes. This experimental model can be used to monitor aggregate and cumulative pesticide exposures.     

阿维菌素对中华绒螯蟹肝胰腺氧化胁迫效应和组织结构的影响

采用半静态染毒法,研究不同浓度(1.6、8.0、16.0μg·L-1)阿维菌素在胁迫中华绒螯蟹12、24、48、96 h时肝胰腺超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)活性和丙二醛(MDA)积累量等氧化胁迫相关指标的变化;并在胁迫60 d时,记录各实验组和对照组中华绒螯蟹肝胰腺颜色的变化并进行组织病理观察。3个阿维菌素浓度组为实验组,空白组和溶剂组为对照组。结果表明在整个实验过程中空白组和溶剂组各个时间点各项指标之间无显著差异(P>0.05);低浓度(1.6μg·L-1)组SOD和CAT活力变化不显著(P>0.05);中浓度(8.0μg·L-1)组SOD和CAT活力变化趋势一致,持续被诱导,SOD活力在24 h以后显著高于空白组(P<0.01),CAT活力在48 h以后显著高于空白组(P<0.01);高浓度(16.0μg·L-1)组SOD和CAT活力在12 h~24 h之间变化趋势一致,表现为显著升高(P<0.05),但是在48 h之后,SOD活力显著下降(P<0.05);96 h时,高浓度组SOD活力显著低于空白组(P<0.01),而CAT活力显著高于空白组(P<0.01);在整个实验过程中各实验组MDA积累量逐渐增加,高浓度组氧化胁迫指标的变化幅度大于低浓度组。胁迫60 d时,取样观察可见对照组中华绒螯蟹肝胰腺正常,各实验组中华绒螯蟹肝胰腺发生了不同程度的病变,肝胰腺颜色由最开始的橘黄色变成了淡黄色、黄白色甚至白色,高、中、低各浓度组肝胰腺白化所占的比例分别是66.6%、57.1%和25.0%。组织病理分析显示,淡黄色肝胰腺的病理变化主要是B细胞数量减少,肝胰腺上皮细胞部分肿大并出现空泡;黄白肝病理观察可见肝胰腺上皮细胞中空泡数量增多,体积增大,且空泡内出现内容物,细胞核固缩;白肝的病理表现主要是基膜增厚,上皮细胞大量脱落,散落在管腔中,空泡数量进一步增多,肝胰腺的生理功能受损。由此得出,阿维菌素会对中华绒螯蟹肝胰腺造成氧化胁迫和组织损伤,且阿维菌素和对肝胰腺的氧化胁迫效应和组织结构损伤程度有一定的剂量-效应关系。     

淮南市降水化学组成特征与来源分析

2013—2014年,逐次采集淮南城市大气降水样品,对其离子化学组分进行分析测试,并利用酸度分析、中和因子和富集系数等方法对其酸碱物质平衡和离子来源进行了分析。化学组分分析结果表明,淮南城市降水pH为6.23~7.03,雨量加权平均值为6.68,整体上降水没有呈现酸化,大部分酸性物质能被碱性物质中和。主要阴离子为SO_4~(2-)、NO_3~-,雨量加权平均值分别为147.02、62.16μeq/L,两者分别占阴离子总浓度的60.3%、25.3%;主要阳离子为Ca~(2+)、NH_4~+,雨量加权平均值分别为126.42、96.43μeq/L,分别占阳离子总浓度的44.9%、34.3%。利用富集系数法计算结果表明,SO_4~(2-)、NO_3~-主要来源于人为活动排放,Cl~-主要为海洋输入,而Ca~(2+)、Mg~(2+)、K~+则主要来自陆源输入和人为活动。     

中国雾霾空间分布特征及影响因素分析

近年来我国雾霾天气频发,以PM_(10)和PM_(2.5)为核心的大气污染物对人体健康和大气环境质量造成了严重威胁,已经成为当前不容忽视且亟需解决的重大民生问题和环境问题,深入分析雾霾污染的形成原因和影响因素对于科学制定切实有效的治霾政策具有重要的现实意义。本文基于我国288个地级以上城市2015年1月—2017年2月的月均空气质量AQI数据,首先采用空间统计方法对雾霾污染空间分布的季节特征进行可视化描述,其次通过空间自相关指数对雾霾污染的空间集聚特征进行了实证检验,最后在此基础上建立空间计量模型对影响雾霾污染的社会经济因素进行了经验识别。结果表明:(1)我国雾霾污染的季节性特征明显,夏季空气质量状况最好,春季和秋季次之,冬季污染最严重且波及范围广,其中河北南部、河南北部、山西南部和陕西关中地区是污染重灾区,季均空气质量均为中度污染以上。(2)雾霾污染存在显著的空间正相关特征,我国东部沿海地区表现为显著的低低集聚,华北平原及周边地区呈现显著的高高集聚特征。(3)空间回归结果显示,我国雾霾污染与经济增长的关系在一定程度上与EKC曲线假说相符,其中二产畸高的产业结构、民用汽车保有量的增多和省会城市均对雾霾污染有显著的正向促进作用,但人口密度和绿化水平对雾霾污染的影响并不显著。因此,治霾政策应坚持城市内部以促进产业结构转型升级、鼓励使用新能源汽车和共享单车、疏散省会城市的职能为主,城市外部应以区域联防联控为主,从而达到缓解和改善大气环境的目的。