NirS-type denitrifying bacteria in aerobic water layers of two drinking water reservoirs: Insights into the abundance, community diversity and co-existence model

The nirS-type denitrifying bacterial community is the main drivers of the nitrogen loss process in drinking water reservoir ecosystems.The temporal patterns in nirS gene abundance and nirS-type denitrifying bacterial community harbored in aerobic water layers of drinking water reservoirs have not been studied well.In this study,quantitative polymerase chain reaction (qPCR) and Illumina Miseq sequencing were employed to explore the nirS gene abundance and denitrifying bacterial community structur...     

景区动态承载力估算方法及其应用

景区承载力是旅游学研究的重要领域,由于现有景区承载力估算模型以景区由“均质的可游览空间”构成为假设前提,通过面积和游客单位游览面积进行景区承载力的估算,未涉及游客进入景区游览行为的动态性。由于游客不能瞬时填满整个景区,景区承载力具有时空特性,故建立景区动态承载力计算的概念模型,并构建以停留区、通道以及出入口等要素为空间实体的网络结构逻辑模型,从而提出基于网络结构的景区动态承载力估算方法,选取南京总统府景区作为实验区域,验证所提出的模型和算法。将地理信息科学应用于旅游管理,有利于确定景区承载力的具体量化水平,使景区管理分时管控措施得到有效发挥,进而促进旅游景区实现更高质量的经济社会效益。     

全球化变革下的中国对外自然资源流动及其关键研究问题

应对全球化变革及其不确定性,认识中国对外自然资源流动的特征与问题,是保障国家资源安全的基础,对实现高质量、可持续发展有重要意义。对应国际劳动分工从产业间贸易、产业内贸易到全球价值链的不同阶段,理解中国对外自然资源流动有不同的理论视角。现有研究主要关注自然资源以原始形态和制成品中的隐含形态在国家之间的流动,讨论了中国对外自然资源流动在供给与需求、利用强度与效率、资源禀赋与流向,以及全局与局部影响之间的矛盾。未来研究仍面临理论和现实的挑战。在理论方面,适应全球价值链分工发展,引入全球生产网络理论探讨企业间互动关系如何塑造自然资源流动路径,能更好地适应中国从“引进来”向“走出去”的转变,以及当下自然资源综合治理的研究需求。在现实方面,应对日益增强的不确定性,亟需深化对自然资源流动网络韧性,以及“双循环”互促关系的认识。     

全球化与粮食安全新格局

当今世界正面临“百年未有之大变局”,中国与全球的粮食安全面临重大挑战。为了系统认知全球化与粮食安全的新格局、新问题和新路径,邀请了十位来自不同专业领域的知名专家,就耕地增产潜力、农业水土资源与粮食生产、食物浪费、国际农产品贸易、重点农产品保供稳供、全球农业食物系统、双循环与企业行动、全球粮食生产与消费、国际粮安治理、粮食安全研究前沿等领域进行了一对一的交流访谈。访谈结果表明：全球农业食物系统进入复合型高风险时代,国际粮安治理面临资源、约束力、行动力等方面的挑战,凸显国家粮食安全尤其是进口依赖型农产品的保供稳供压力,需要加强国内农业供给侧改革与需求侧管理。全球化发生新变化,考验中国深化农业对外开放、参与全球粮安治理、实现国家粮食安全的能力水平。面对复杂的国际国内形势,国家粮食安全治理需要坚持系统思维、统筹国内国际、瞄准全产业链、强调风险管控、处理好政府与市场关系,进一步深入研究食物系统和粮食安全、生态系统和粮食安全、高质量发展与粮食安全、农业对外开放与粮食安全、双循环新格局与粮食安全等方面的具体方式路径,为新时期建立健全“以我为主、立足国内、确保产能、适度进口、科技支撑”的国家粮食安全战略提供科学参考。     

中国居民膳食结构升级、国际贸易与粮食安全

目前,中国居民膳食消费水平与结构正在由温饱型向全面小康型转变,形式上表现为由“粮菜型”向“粮肉菜果”多元型和由传统家庭烹饪型向现代便捷型转变。膳食消费结构和水平的改变将影响未来中国的粮食消费量。以中国台湾居民的膳食消费发展规律判断,目前中国大陆居民的膳食消费水平距离富裕水平下的稳定状态整体差距超过50%,肉禽类差距超过一倍。而2018年中国粮食表观自给率已经下降到了85%,大豆自给率仅为15%,虚拟耕地自给率仅为72.6%。在食物消费达到富裕稳定态时,中国不仅需要进口大量的蛋白饲料,还可能需要进口相当数量的能量饲料。基本结论为：仅仅依靠中国本土的农业生产资源已难以维持全面小康水平下的本土农产品需求,发展到富裕水平短缺将会更甚,依赖国际市场是必然需求。从维护生态环境的角度讲,在农产品进口贸易上可多考虑进口动物性产品,适当放开粮食类产品进口数量,自己生产水果、蔬菜等类的农产品。     

全球跨境水资源合作时空演变及生成机制

跨境水资源合作对人类社会的可持续发展和国家水权益保障意义重大。以166个国家为研究样本,选择1948—2008年全球跨境水资源合作事件为基础数据,提取合作关系并构建全球跨境水资源合作网络。基于社会网络分析、层次分析等方法,探讨了跨境水合作事件及其网络的时空复杂性,阐述了跨境水合作生成机制与合作类型。研究发现：水合作事件数量与频次呈波动增长,阶段特征显著;水合作网络结构的去中心化、多极化和区域化趋势明显,东西方阵营在冷战时代主导了全球水合作,后冷战时代的热点合作广泛产生在非洲、东欧地区和亚洲水塔周边地区;水合作对地理距离表现为高敏感性,同一流域内国家互动频繁,域外大国在不同时期介入热点流域水合作事务;国家行为体、区域合作关系和国际合作体系三个层次综合影响水合作关系的生成,各层次内部有着复杂的多因素互动,强制型、功利型、规范型和意识形态型水合作是四种主要跨境水合作类型。     

京津冀“以电代煤”替代大气污染物排放清单

本研究建立了基于人工神经网络的民用散煤燃用量估算模型,得到了京津冀地区“以电代煤”替代民用散煤大气污染物排放清单.结果表明：截止到2018年,京津冀地区“以电代煤”替代散煤用户约259万户,每年可减少散煤燃烧约706.6万t,减少PM_2.5、NO_x、SO₂的排放量分别约为2.81,0.76,2.17万t.其中,北京市和天津市实施效果较为明显,占京津冀地区“以电代煤”散煤替代总量的62.01%和22.82%.基于调研数据得到京津冀各市燃煤量月分布系数,1月份分布系数最大,燃煤量占比为27%~40%.     

氯和紫外消毒过程中胞外抗性基因的产生特征

考察了城市污水氯和紫外消毒过程中不同物理形态的胞外抗性基因的产生行为与及微生物群落的关联特征.结果表明,氯消毒尽管使胞内抗性基因丰度下降,但使结合型胞外抗性基因丰度明显上升（0.7±0.1）log,而游离型胞外抗性基因丰度下降（0.2±0.1）log.紫外消毒也使胞内抗性基因下降,但使游离型胞外抗性基因显著上升（0.4±0.2）log,而结合型胞外抗性基因丰度下降（0.3±0.1）log.氯消毒后,结合型胞外DNA（a-eDNA）中变形菌门丰度下降而其他菌门的丰度上升,细菌多样性指数由4.2上升到4.7;而游离型胞外DNA（f-eDNA）中变形菌门上升了6.6%,多样性指数则从3.5降低到2.8.紫外消毒后,a-eDNA中变形菌门丰度下降了36.6%,多样性则上升到4.8,而f-eDNA中细菌丰度变化较小.分子生态网络分析揭示了抗性基因与细菌间广泛的寄存关系,tetA、tetX、sulI和sulII分别与17、15、15和5种菌属间存在共现性,表明抗性基因潜在宿主的变化是导致消毒后胞外抗性基因产生的关键原因.本研究表明氯和紫外消毒不能消除抗性基因风险,反而通过导致不同胞外抗性基因的大量产生,使风险的形式发生变化.     

多点汇流下污水管网污染物迁变规律及其机制

为研究城市污水管网多点汇流条件下污染物的迁变规律及其对微生物繁衍的影响机制,建立一套多汇流点位的污水管道中试系统,探究污水输送过程中碳,氮,硫3类主要污染物质的迁移转化特性.结果表明,汇流点前溶解态化学需氧量（SCOD）和硫酸盐（SO₄^2-）浓度下降,氨氮（NH₄⁺-N）浓度上升,支管汇流使得汇流点3类污染物浓度显著增加.后期水质达到稳定,在保证支管污水的汇入导致各类污染物增加量基本不变的情况下,SCOD浓度由进口的320mg/L左右下降至出口的280mg/L左右,在氨化作用下导致的NH₄⁺-N总增加量在15mg/L左右,高于因汇流产生的增加总量12.5mg/L左右,结果表明汇流管网系统中微生物的消耗代谢作用是碳氮类污染物变化的主导因素,而SO₄^2-后期进出口浓度均在20mg/L左右,说明支管汇流和生化代谢使SO₄^2-的含量维持在动态平衡的状态.此外,对管网中试系统生物相中微生物繁衍过程进行分析可知,发酵菌（FB）,产氢产乙酸菌（HPA）,硫酸盐还原菌（SRB）的含量随繁衍时间显著增加,并在沿程的不同汇流点处出现丰度升高现象.综上所述,在多点汇流导致污水水质波动的作用下,促进了管网生物相中微生物的繁衍增殖,并增强了其代谢作用在污水管网污染物转化的主导地位,使得污染物在管网输送过程中呈现更为显著的转化现象.     

Spatiotemporal trends of PM2.5 and its major chemical components at urban sites in Canada

To evaluate the effectiveness of emission control regulations designed for reducing air pollution, chemically resolved PM_2.5 data have been collected across Canada through the National Air Pollution Surveillance network in the past decade. 24-hr time integrated PM_2.5 collected at seven urban and two rural sites during 2010-2016 were analyzed to characterize geographical and seasonal patterns and associated potential causes. Site-specific seven-year mean gravimetric PM_2.5 mass concentrations ranged from 5.7 to 9.6 µg/m³. Seven-year mean concentrations of SO₄^2?, NO₃^?, NH₄⁺, organic carbon (OC), and elemental carbon (EC) were in the range of 0.68 to 1.6, 0.21 to 1.5, 0.27 to 0.71, 1.1 to 1.9, and 0.37 to 0.71 µg /m³, accounting for 10.8%-18.1%, 3.7%-16.7%, 4.7%-7.4%, 18.4%-21.0%, and 6.4%-10.6%, respectively, of gravimetric PM_2.5 mass. PM_2.5 and its five major chemical components showed higher concentrations in southeastern Canada and lower values in Atlantic Canada, with the seven-year mean ratios between the two regions being on the order of 1.7 for PM_2.5 and 1.8-7.1 for its chemical components. When comparing the concentrations between urban and rural sites within the same region, those of SO₄^2? and NH₄⁺ were comparable, while those of NO₃^?, OC, and EC were around 20%, 40%-50%, and 70%-80%, respectively, higher at urban than rural sites, indicating the regional scale impacts of SO₄^2? and NH₄⁺ and effects of local sources on OC and EC. Monthly variations generally showed summertime peaks for SO₄^2? and wintertime peaks for NO₃^?, but those of NH₄⁺, OC, and EC exhibited different seasonality at different locations.