城市食物系统演化的人地耦合启示及驱动力——以北京食物系统为例

为探明“城市化如何驱动食物系统变化”以及“食物系统变化蕴含何种人地耦合关系”的问题,本文以北京食物系统为例,研究了该食物系统自1978年以来的演变过程,揭示食物系统演变蕴含的人地耦合关系;并建立食物系统变化指标体系和城市化驱动力指标体系,运用驱动力评价、格兰杰因果关系检验、回归分析与网络分析相结合的方法研究北京食物系统演变的驱动力及作用机制。结果发现：近40多年来北京食物系统总体经历了本地农业生产不断弱化、食物消费需求持续增长、食物流通里程不断增加的演变过程。这种变化从地理学视角来看本质上是城市食物消费蕴含的人地耦合关系从邻近扩展到更远距离的过程——即食物系统近远程耦合的演化过程。在驱动该过程的影响因素中,居民收入增长是主要的初始驱动力,要素非农化是主要中间环节,人口集聚则具有最广泛的影响,最终导致外埠供应比例不断上升,食物里程持续增长。研究表明：蕴含在食物系统中的人地关系不只局限于特定的地点、特定的区域,而是以“流空间”与地点空间相互连接、相互渗透的形式呈现出来。因此,需要采取一种整合“流空间”与地点空间的理论视角及研究方法来认知此类开放系统中的人地耦合关系。     

城乡居民食材消耗的多尺度地域差异及政策启示——基于烟台、兰州、新乡、九江家庭食谱的实证分析

近年中国粮食国际依赖程度持续上升,降低损耗、避免浪费成为解决粮食安全体系韧性问题的重要途径。然而由于不同地域城乡居民的饮食结构明显不同,实施开源节流的食品供应保障政策法规必须重视居民食材消耗的地域差异性,因此基于全球化视角解析居民食材的本地供应比例及其地域差异成为有待补阙的课题。为此,以烟台、兰州、新乡、九江4个城市为例,采用问卷调查的方式,探究4个城市食材消耗和对应生产土地需求量的差异性。结果显示：（1）不同食材与对应消耗的土地资源存在显著的地域差异,且这一差异与城市自然本底和居民饮食习俗密切关联;（2）4个城市居民食谱的全球化、本土化和本地化具有明显区别,虽然不同食材的本地化程度差异相对较小,但全球化程度差异显著。基于分析结果,探讨了粮食安全与反食品浪费的政策建议：一是反食品浪费的政策法规实施,需充分结合居民食材消耗的地域性特征,建立针对性的食材消耗标准与动态监测系统;二是在全球波动、强调粮食安全的背景下,地方政府应结合国土空间规划,讨论城市预留本地食材供应的战略性产地的可能性,以减少运输过程中的损耗。     

中国粮食生产效率与旅游发展的耦合机制及时空分异

粮食安全是国家安全的重要基础,而旅游产业是社会发展水平的重要体现。本文基于中国31个省（市、自治区）（不含港澳台地区）2010—2019年的省级面板数据,运用DEA-CCR模型和熵权法测算了各地粮食生产效率与旅游业发展水平,并在此基础上利用耦合协调模型、马尔科夫链和地理探测器探讨了两者的时空耦合协调演化特征及其影响机制。结果表明：（1）中国粮食生产效率与旅游产业发展水平均呈现出随时间演化而波动上升的态势,同时两者在区域间存在较为明显的不均衡现象;（2）粮食生产效率与旅游业发展水平呈现高度的耦合相关,两者的耦合协调关系经历了从“初级耦合协调”到“中级耦合协调”的演变,在空间上呈现出“东高西低”的差异化特征;（3）中国粮食生产效率与旅游业发展水平的耦合协调状态具有较高的稳定性,短期内难以实现耦合协调类型的跃迁;（4）区域经济发展水平（GDP）和第三产业劳动力（从业人数）是影响粮食生产效率与旅游产业耦合协调关系的核心驱动要素。     

餐厨垃圾水热炭化产物分配规律及液固产物特性研究

以实采餐厨垃圾为对象, 探究了3种反应强度(“温和”180℃-1h、“中等”220℃-2h和“剧烈”260℃-4h)下餐厨垃圾水热炭化三相产物分配规律及液固产物特性.结果表明, 反应强度显著影响产物分配.随反应强度提升, 固相产物(水热炭)产率先上升后下降; 液相产物(炭化液)产率先降低后趋于稳定; 而气相产物产率持续上升.但无论何种强度, 产物均以水热炭(40.4%~52.1%)和炭化液(38.3%~57.5%)为主, 仅有少部分转移至气相产物(2.1%~13.3%)中.此外, 反应强度显著影响所得炭化液和水热炭特性.随反应强度提升, 炭化液pH值逐渐提升、COD和sCOD含量逐渐降低, 而电导率值则表现出先降低后升高的变化趋势.进一步分析表明, 炭化液中含有丰富的醛类、酮类和挥发性脂肪酸(VFAs)类物质.随反应强度提升, 水热炭表面更加粗糙、复杂, 比表面积逐渐提升.同时, 水热炭化反应有助于餐厨垃圾中碳元素在水热炭中的富集, 且富集程度随反应强度提升而显著增加.因具备较低H/C和O/C值、和烟煤相似的热值(23.9 ~ 28.3MJ/kg), 以及较高的点火温度(267.5 ~ 302.3℃), 水热炭具有作为安全的清洁燃料进行能量利用的潜力.     

微生物群落对氨胁迫响应的宏基因组学研究

为探析厌氧消化微生物群落对氨胁迫的响应,在串联批次实验中引入氨氮（TAN）胁迫,结合宏基因组学分析,研究了不同TAN浓度下,厌氧消化系统的过程参数、群落结构/组成及其功能基因/代谢途径的响应.结果显示,TAN为3000mg/L时,系统性能逐步优化;TAN为6000mg/L时,甲烷产率逐步下降,并伴随着丙酸、丁酸积累.从群落组成上看,两个氨氮梯度下,抗性和冗余性保障了水解酸化菌代谢底物的能力.产氢产乙酸和产甲烷方面,低氨氮组两类功能菌群丰度持续增加,但高氨氮组增加幅度低甚至出现丰度下降,指示该环节可能受到了氨胁迫.进一步分析两阶段的功能基因变化,发现产甲烷和互营乙酸氧化途径在氨胁迫下表现出抗性和冗余性,但高浓度TAN （6000mg/L）抑制了丁酸和丙酸代谢途径中关键基因ACADS和PCCA的表达.可见,氨抑制失稳的关键环节是产氢产乙酸阶段.     

华北四城市生活污水中农药残留及健康风险

分析了华北地区北京、太原、呼和浩特和石家庄4个城市生活污水中的21种农药浓度,计算了污水中的农药残留量,结合蔬果加工因子和蔬果消费量,近似推算城市蔬果上的农药残留量,评价农药残留的健康风险.结果显示,4个城市的生活污水中,石家庄21种农药的综合千人均残留量最高,为454.89mg/（千人·d）,呼和浩特最低,为63.69mg/（千人·d）.所检测的21种农药中,多菌灵的残留浓度相对较高,为224.22~1328.07ng/L,千人均残留量为49.98~424.98mg/（千人·d）,多菌灵在4个城市的农药残留中占比均最高,为51.35%（北京）~93.43%（石家庄）,其他占比较高的农药包括吡虫啉和氯虫苯甲酰胺,这体现出华北地区蔬果农药使用具有相似的结构特征.根据生活污水中的农药残留推算蔬果农药残留量,石家庄多菌灵的蔬果残留量最高,为5.04mg/kg.北京吡虫啉和氯虫苯甲酰胺的蔬果残留量也相对较高.通过日均潜在摄入量与每日允许摄入量比较,这些农药残留的长期健康风险相对较低.     

三种含钙物质对土壤砷植物有效性的影响

综述含钙物质（生石灰（CaO）、熟石灰（Ca （OH）₂）及石灰石（CaCO₃））对土壤理化性质（pH值、有机质成分及其含量）、土壤微生物群落结构和As赋存形态及生物有效性的影响与机制,及其对植物As吸收积累和As耐性的影响与机制.综述内容可为准确理解含钙物质影响土壤As的生物有效性和植物对As吸收积累的过程机制,进而合理选择含钙物质调控土壤理化性质降低土壤As生物有效性及其生态环境风险提供理论依据和技术参考,对保障土壤种植安全和作物食品安全具有一定现实意义.     

2013~2019年臭氧污染导致的江苏稻麦产量损失评估

基于2013~2019年江苏省115个监测站点的逐时臭氧观测数据和97个县级行政区的农作物年产量,利用AOT40的暴露响应关系,结合空间分析等方法,评估了臭氧污染导致的冬小麦和水稻两种农作物的产量损失.结果表明,2013~2019年,冬小麦和水稻的AOT40分别为（2.76~17.05）×10^-6h和（0.15~31.69）×10^-6,分别在2018年和2016年达到峰值.苏南地区水稻生长期的AOT40高值分布较多,苏北地区近3年两种农作物生长期的AOT40都有明显增势.2013~2019年,冬小麦年相对产量损失为17.7%~31.0%,年绝对产量损失达（1.94~3.75）×10⁶t.年产量损失最高的地级市是盐城和徐州,损失最低的是南京和无锡.2013~2019年,水稻年相对产量损失为8.6%~15.6%,绝对产量损失为（3.03~6.04）×10⁶t.年产量损失最高的地级市是盐城和淮安,损失最低的是无锡和常州.江苏省每年由于臭氧污染导致的农作物产量损失约相当于5000多万人一年的粮食消费量,臭氧污染对粮食生产安全造成了较为严重的威胁,应当采取有效的政策和措施控制臭氧污染,保证粮食生产稳定.     

城市家庭食物消费差异的实证研究——以郑州市为例

食物消费是人类最基本的消费行为。以中原地区典型城市郑州市为例,通过问卷调查和跟踪称重方法,获取了309户城市家庭的一手食物消费数据,定量分析了现阶段我国典型城市家庭食物消费的差异。研究表明：（1）郑州城市家庭人均食物消费总量为372.32 g/餐。其中,植物性食物的消费量约为动物性食物的3倍。（2）三个样本城区中,惠济区水产品和水果的人均消费量远低于金水区和二七区;收入水平较高的家庭,蔬菜、主食的人均消费量占人均食物消费总量的比例趋于减小,而水产品、奶类和水果的比例趋于增加;人口规模较小的家庭比规模较大的家庭人均食物消费量大。（3）通过与中国居民平衡膳食宝塔推荐的食物摄入量对比发现,郑州城市家庭主食类和蔬菜类消费量合理,畜禽肉和蛋类的消费量过高,粗杂粮、水果、奶类和大豆摄入不足。实证研究为进一步准确获取居民食物消费基础数据提供了参考,并为相关政策的制定提供了科学依据。     

水土资源匹配视角下中国省域农产品供需平衡分析及其政策启示

粮食安全关系到中国稳定与发展和国际贸易秩序。以省级行政区为基本单位,基于2016—2018年各省份常住人口、农产品消费量、农业数据及相关参数,采用生态足迹和水足迹评价方法,在只考虑食用和再生产消费且不考虑地区耕地质量差异的条件下,核算各省份农产品自给的水土资源需求,评价中国省域水土资源承载力状态。结果显示：（1）中国现有耕地资源总量可满足自身耕地总需求（前者是后者1.81倍）,但省际差异大,东部沿海省市耕地不足。（2）农业可用水资源总量亦可满足农业可持续生产需求,但区域严重不平衡,华北平原与宁夏水资源赤字严重,而青藏高原地区、长江以南省份农业可用水资源丰富。（3）水土资源空间不匹配制约了中国农业的粮食生产潜力,不考虑环境净化用水,水土资源匹配状态可满足全国粮食自给需求;但考虑环境净化用水,中国粮食难以实现自给,承载力赤字达33715.50万人。以资源环境可持续为导向,未来中国应从农业生产布局优化、农业结构调整、农业科技、产业与人口转移、农产品进口和农业国际合作等方面着手,解决中国农产品需求问题。