Confronting a Surfeit of People: Reducing Global Human Numbers to Sustainable Levels An Essay on Population Two Centuries after Malthus

It has become increasingly evident over the past several decades that there is a growing tension between two seemingly irreconcilable trends: (1) moderate to conservative demographic projections that world population size could easily reach 9 billion (or more) by the mid-to-late twenty-first century; and (2) prudent and increasingly reliable scientific estimates suggesting that the Earth's long-term sustainable carrying capacity (at an 'adequate to comfortable' standard of living) may not be much greater than 2–3 billion. I therefore argue that it is now time – indeed, past time – to develop and implement a set of well-conceived, clearly articulated, broadly equitable and internationally coordinated sociopolitical initiatives that go beyond merely slowing the growth – or even the stabilization – of global human numbers. After summarizing a number of 'inescapable realities' that the human species must soon confront, and notwithstanding the considerable difficulties involved in establishing rational and defensible global population optimums, I conclude with several suggestions relevant to the next logical step: how best to bring about a very significant reduction in global population size over the next two to three centuries. To the extent that there is still time to choose whether this dramatic decrease will be under conscious control or essentially chaotic, these proposals are cautiously optimistic.     

中国省域土壤重金属空间分布特征及分区管控对策

掌握土壤重金属空间分布特征及健康风险,对于落实分级分区的土壤污染管控措施具有重要意义.通过整理最近20年发表的706篇核心文献数据,从省域尺度上分析了我国土壤重金属空间分布特征、累积程度及其健康风险.结果表明,在省域尺度上土壤重金属具有明显的空间差异,整体呈现“南高北低,东高西低”的特征.耕地和建设用地土壤中重金属含量较高,且超标率高于草地和林地.中国大部分地区土壤重金属含量高于区域背景值,地累积指数为：Cd(1.80)>Pb(0.23)>Cu(0.17)>Zn(-0.05)>As(-0.56)>Cr(-0.69),超过85%省域土壤Cd达到中度污染水平.云南、贵州、广西、湖南和江西等有色金属资源型省份土壤重金属普遍高于其他省份,当地儿童面临较高的致癌风险.福建、浙江、江苏和天津等沿海地区土壤污染主要来源于工业生产和城市化建设.高强度农业利用是河南、山东和安徽等地区土壤重金属积累的重要原因.     

气候变化与人类活动对陆地水储量的影响

陆地水储量(TWS)是气候变化的重要指示,研究TWS有助于理解气候变化是如何影响水资源的循环。本文用GRACE重力卫星数据与气象资料恢复了2002—2016年我国陆地水储量的时空分布变化,运用M-K趋势分析判断陆地水储量与气候数据的趋势,并将具有显著趋势的地域划分为10个关键区域,其中:松花江流域、长江中下游流域、珠江流域、三江源自然保护区及青藏高原中部TWS趋于增加(2.76—7.14 mm?a~(-1)),而华北平原、黄土高原、辽河流域、天山山脉及雅鲁藏布江流域陆地水储量趋于减少(-1.47—-8.93 mm?a~(-1))。TWS与气候数据、气候环流指数的Spearman相关性的结果表明:TWS的变化主要受气候变化影响,气候变化是造成陆地水储量变化的主要因素,但在人口密集区域,人类活动对TWS的影响也不可忽视,如华北平原过度汲取地下水是造成TWS减少的重要原因。     

太湖流域双酚AF和双酚S人体健康水质基准的研究

作为双酚A(Bisphenol A, BPA)的替代物,双酚AF(Bisphenol AF, BPAF)和双酚S(Bisphenol S, BPS)在工业中被广泛使用.近年来,BPAF和BPS在水环境中不断被检出,由于其难降解特性和较高的毒性效应,可能会对水生态系统和人体健康造成不利影响.基于此,本文以太湖流域为研究对象,开展太湖的人体健康基准研究,依据本土化人体暴露参数、水质参数、BPAF和BPS的生物累积系数等相关数据,推导出太湖流域BPAF和BPS基于人体健康风险的水环境质量基准值(Ambient Water Quality Criteria, AWQC)分别为0.4455μg·L~(-1)和10.02μg·L~(-1).此外,通过对特殊人群和普通人群的人体健康基准值进行比较,发现特殊人群的基准值均低于普通人群的基准值.该研究推导的BPAF和BPS基于人体健康风险的水环境质量基准值,可为我国双酚替代物的环境风险管理、人体健康基准研究和水环境质量标准的修订工作提供技术支持.     

河南省不同产业碳水足迹效率研究

碳水关联分析是当前区域可持续发展研究的重要方向之一。从区域碳水耦合视角开展产业碳水足迹效率研究不仅有助于揭示资源利用强度和效率对产业碳排放的影响机制,而且对于全球化背景下区域产业转型中的节水和碳减排具有重要的实践意义。采用2012年河南省投入产出表及各产业取水量和能源消费数据,利用投入产出分析对不同产业的碳水足迹效率进行了对比研究。主要结论如下：（1）碳足迹和水足迹存在着行业不匹配现象。其中,农业水足迹最大,是水足迹最小的木材业的2333倍;采掘业碳足迹最大,是碳足迹最小的食品业的273倍。（2）不同产业碳水足迹效率具有较大的差异。一般来说,足迹较大的产业其足迹效率偏低。（3）产业碳水足迹效率的差异主要受产业属性、水能消耗强度、能源结构、企业技术水平及产业关联情况等因素的影响。（4）建议未来河南省应结合不同产业的特点及水能关联情况制定差别化的节水与碳减排政策,加强制度约束和法律监管,推动企业水能资源高效利用,进一步增强区域适应和减缓气候变化的能力。     

面向国土空间规划的“双评价”：抗解问题与有限理性

资源环境承载能力和国土空间开发适宜性评价（即“双评价”）被视为国土空间规划编制的科学基础和约束条件。通过分析和总结当前国土空间规划编制中开展的“双评价”工作,发现“双评价”在发挥积极作用的同时,仍然存在对影响资源环境承载力能力和国土空间开发适宜性的科学机理认识不足、评价技术方法不完善、应用制度不健全等问题。未来需要面向生态文明理念下国土空间规划的现实需求,完善“双评价”的科学逻辑、技术逻辑和应用逻辑,提升“双评价”的科学性和实用性。同时,也应认识到国土空间规划本质上是个抗解问题,“双评价”只能发挥有限理性作用,应重视通过沟通交流、公众参与等方式应对国土空间规划编制中的具体问题,避免陷入技术决定论的误区。     

大规模城际人员流动的负向效应与城市群的安全

依托移动互联网定位大数据,测度中国城际出行人员的流动特征,探讨大规模城际人员流动的“负向效应”。基于春运与平日两个时段百度迁徙数据,运用流动规模、广度两项流动性指标,使用局部空间自相关测度全国城际人员流动空间特征;借重大突发公共卫生事件,使用线性回归模型测算城际人员流动给不同类型城市、城市群带来负向效应的差异。结果发现：我国长三角、珠三角、京津冀三大城市群是流动性最强城市的高值聚集区,城市群、超大城市的超强流动性伴随着更大的负向效应风险。表现为：第一,以超大城市为中心的城市群受到城际人员流动负向效应冲击时,会产生更大的负向影响;第二,该类城市群会通过城际人员流动极大地扩散负向效应。提出城市群安全应首要保证流动性的安全,城市群安全应体现在城际流动网络的韧性上。新型城镇化进程中,推动城市群发展战略需要从国土空间安全的视角审视城市群流动性与城市群的安全。     

喀斯特地区供水水库营养演化历史重建

利用²¹⁰Pb-¹³⁷Cs年代学方法,结合洪水事件沉积层,综合建立了红枫湖沉积岩芯准确的年代学模型.在此基础上,通过测定沉积物多种地球化学指标（LOI、TOC、TN、C/N比、δ¹³C_org、BSi）,结合历史文献记录和已有的水质监测数据,重建了1960~2016年红枫湖营养状态变化历史.结果表明,建库以来红枫湖水体经历了多次营养状态的显著转换.其中,1991年开始水体逐渐从中营养转向富营养化状态,主要是人类活动引起的内、外源营养物质输入显著增加所致,特别是网箱养鱼活动可能起到重要作用;2000年开始,水体逐渐转向中营养化,主要是一系列保护和治理措施的实施;2004年开始,水体再次逐渐恶化,转向富营养化状态,主要是外源污染物输入增加,加上内源底泥营养物质的重新释放;2009年以来,水质逐渐改善,处于中营养化状态,主要是外源污染得到有效控制,但表层营养物质含量较高,现阶段在减少外源污染物输入的同时,应重点加强底泥污染物的治理工作.     

2008~2017年中国地级市化肥施用碳足迹的时空演变格局

本研究收集整理近10年来我国地市年鉴化肥施用数据,基于生命周期分析思想定量研究我国2008~2017年地市尺度的化肥施用碳足迹时空演变特征.结果表明：2008~2017年,我国化肥施用碳足迹以2013年为节点呈现"先增大后减少"的单峰变化,2015年我国氮、磷和钾肥施用总碳足迹负荷为1.97t CO₂eq/hm²,较发达国家平均水平高出50%以上;在化肥生产和施用的全生命周期阶段,生产和运输过程的温室气体排放占比较高（60%以上）;氮肥的施用贡献了约91%的总化肥施用碳足迹;超过3/4的地市化肥施用碳足迹负荷过高,主要位于我国三大粮食主产区（华北平原,东北平原和长江中下游平原）;2013年以后仍有33个地市的化肥施用碳足迹依然保持增长,这些地区主要位于新疆,云南和黑龙江等地.本研究揭示了近10年我国化肥施用碳足迹的变化过程,可为我国绿色农业发展和温室气体相关政策制定提供一定参考依据.     

高原城市室内灰尘对人角膜上皮细胞损伤研究

收集高海拔城市昆明不同功能区室内灰尘,利用等离子发射光谱仪分析不同粒径（F1~F4：100~2000,75~100,63~75,45~63μm）灰尘中Pb,Cu,Cd,Zn,Cr,Ni,Co,As和Mn的含量,借助人工泪液提取的方法,测定目标重金属的可溶出率（生物可给性）,并分析室内灰尘人工泪提取液对人角膜上皮细胞的毒性效应.结果表明,办公室灰尘中Ni,Mn,Zn显著高于家庭及学生宿舍（P<0.01）,且Cd,Ni,Zn的含量高于昆明市土壤背景值的39.3、9.5、12.3倍.居民住宅Co（10.6%）、办公室As（16.1%）及学生宿舍Mn（36.0%）溶出率最高.重金属元素在粒径分布规律上表现出不同特征,办公室及宿舍灰尘重金属易在63~100μm粒径范围内富集.人角膜上皮细胞经室内灰尘人工泪提取液暴露24h后,低浓度（20μg/mL）、高浓度（1280μg/mL）分别促进和抑制细胞增殖,与对照组相比较均具有统计学意义（P<0.05）.细胞炎症因子IL-1β和TNF-α相对表达量显著增加,提示昆明室内灰尘暴露有诱发角膜炎症疾病发生的风险.