我国不同利用方式土壤的磺胺类和大环内酯类抗生素抗性基因积累

为揭示农用土壤中抗生素抗性基因（ARGs）和可移动元件的积累和分布特征,应用普通PCR和荧光定量PCR技术对我国具有代表性的14个地区的不同利用方式和种植年限土壤进行磺胺类（sul1、sul2）、大环素内酯类（ermB、mefA）的ARGs和整合子（intl1）的定性和定量分析.结果表明,在不同利用方式土壤中sul1、sul2和intl1的检出率均为100%,在设施菜田土壤中ermB和mefA的检出率也为100%,而在露地菜田和粮田土壤中ermB的检出率为94%,mefA的检出率分别为92%、90%.磺胺类和大环内酯类ARGs的绝对丰度在黑龙江地区种植15 a的设施土壤中最高,intl1的绝对丰度在内蒙古地区种植15 a的设施土壤中最高.各地区种植3、7和15 a设施菜田土壤中sul1、sul2、ermB、mefA和intl1的绝对丰度显著高于相同年限下的露地菜田和粮田土壤,设施菜田7 a和15 a土壤中ARGs和intl1的绝对丰度显著高于3 a土壤.除露地菜田土壤sul1和sul2外,露地菜田和粮田土壤中的ARGs和intl1与土壤种植年限无显著相关性,而设施菜田土壤中ARGs和intl1的绝对丰度与种植年限呈显著正相关.相关性分析表明,磺胺类和大环内酯类ARGs的丰度与intl1的丰度呈显著正相关.研究可为农业安全生产提供参考,也进一步为食品安全提供有力支撑.     

2015~2018年我国PM2.5健康损害价值的动态评估

为了定量评估我国空气污染治理产生环境健康效益的动态变化,本文运用2015~2018年的全国297个地级及以上城市数据,估算PM_2.5污染造成的健康效应与健康经济损失变化,并分区域分城市对比分析.结果表明,由于ρ（PM_2.5）大幅下降,2015~2018年全国暴露于ρ（PM_2.5）超标地区人口逐年下降,占总人口的比重从80.88%下降至62.32%.各类健康终点总人数从3323.25万人下降到1591.45万人,健康经济损失从15790.39亿元下降到8384.16亿元,健康经济损失占GDP比重从2.31%下降到0.99%.6大区域中京津冀及周边地区、成渝地区的各类指标逐年下降,汾渭平原地区、长三角地区、珠三角地区和长江中游地区的各类指标呈现部分年份上升,随后下降的复杂趋势.但是汾渭平原地区的情况仍比其它地区严重,2018年的各类健康终点总人数比2015年增加1.89万人,健康经济损失增加107.14亿元,人均健康经济损失增加182.67元.保定、邢台和邯郸等市各指标值虽逐年下降,但每年仍居所有城市前10,西安、咸阳和临汾等市2018年的指标值不及2015年乐观.结果显示,我国空气污染治理产生的环境健康效益总体显著,但仍需进一步加强区域联防联控与一市一策.     

北京城区不同组分PM2.5散射特性及来源分析

近年来北京城区PM_2.5浓度下降伴随其中二次离子占比升高,为探索不同组分PM_2.5散射特性及其来源,于2020年12月至2021年11月开展了小时分辨率的PM_2.5及其组分浓度和散射系数的连续在线监测,分析了PM_2.5组分及散射的特征和来源.结果表明,研究期间北京城区PM_2.5最主要组分为NO^-₃,PM_2.5中ω(NO^-₃)和ω(SNA)分别为24%和46%.根据浓度和组分占比将PM_2.5划分为6种类型：优型出现频率最高,为56%,四季分布均匀,PM_2.5中ω(SNA)、ω(OM)和ω(FS)相当,分别为32%、 32%和28%;沙尘(D)型和OM(O)型全年出现频率较低,分别以FS和OM为主要组分,PM_2.5中ω(FS)和ω(OM)分别为66%和46%,主要分布于春季和夏季;OM+SO₄     

中亚水热资源匹配特征及敏感性分析

从水热积指数出发,基于1931—2019年Climatic Research Unit（CRU）再分析资料,运用多时序分析方法,从多时间尺度分析中亚水热资源匹配空间特征和时序变化,并进行敏感归因探究。结果表明：（1）空间上中亚水热匹配条件存在相对优劣,优势区多分布于高纬及高山高原地带,水热资源匹配较差区域分布于南部沙漠。优势区多和同期降水高值区、潜在蒸散低值区和气温低值区重合,年际水热积指数变化不明显或呈弱下降趋势;较差区域多为同期潜在蒸散和气温高值区,降水低值区,水热积指数降低且年际变幅较大。（2）中亚水热资源匹配年内存在季节差异,春秋较好、冬季次之、夏季较差;在年际尺度上,1931—1974年,水热匹配条件呈现上升趋势;1974—2000年左右,水热匹配条件波动上升;2000—2019年,水热匹配条件下降,且在1971—1980年、1981—1990年、1990—2000年发生匹配条件突变。春夏秋季水热匹配变化趋势同年际趋势大致相同,冬季波动幅度较小。（3）在春、夏及年尺度上,主导敏感性因子为平均气温因子,在秋冬两季为降水因子;在高纬、高原高山区,水热积指数变化敏感性气候因子多为降水因子;中亚南部水热积指数变化对降水敏感性减弱,平均气温敏感性增加,且北部平均气温敏感性系数绝对值略低于南部;高山高原区域对极端温度变化较为敏感。     

气候变化对我国水稻主产区水资源的影响

以气象站点的观测数据和PRECIS模型发展的B2情景数据为驱动,运用分布式VIC水文模型进行气候变化对水资源影响的情景模拟。通过2001-2030年对照期与1981-2000年基准期水资源量对比表明:水稻主产区整体水资源量呈上升趋势,水资源的空间分布由东南向西北呈下降趋势;在气候变化的影响下,水稻主产区的28个二级流域的水资源变化量幅度在-48.5~269.1 mm之间,相对变化率在-6.1%~29.6%之间。沿海的钱塘江流域、瓯江流域、闽江流域、韩江流域、闽东、粤东及台湾沿海诸河流域、东江流域水资源量增多明显;粤桂琼沿海诸河流域、元江-红河流域、黄河上游干流区间、嘉陵江流域和淮河干流水资源量减少,但减少的绝对量不大。     

我国耕地利用效率的区域差异及其收敛性研究

基于地均种植业产值、地均劳动力及各种农业生产物质的投入情况,以耕地利用效率为主要研究对象,运用随机前沿生产函数方法计算了1990-2008年间中国各省区的耕地利用效率并对其时空变化规律进行了分析。研究表明:现阶段我国耕地利用仍以物资成本的投入为主,我国耕地产出的提高主要依赖于化肥使用量的增加,机械化程度的提高对其影响不大;我国耕地利用效率的整体水平不高,大部分地区耕地的实际产出与现有投入水平下的潜在产出之间存在较大差距,说明现阶段我国农业生产中存在着物质投入的严重浪费;近20 a来,我国耕地利用效率虽然逐渐提高,但提高的速率有着下降的趋势;省际间耕地利用效率有着明显的差异,而且表现出东、中、西部聚集的特征,与地区间经济发展差异不同的是,东部地区耕地平均效率最高,西部次之,中部地区的耕地利用效率最低;最后,在中国过去的近20 a里,全国范围内耕地利用效率虽有收敛的迹象,全域性的β-收敛特征并不显著,但中国的东、中、西三大地带内部却表现出较强的β-收敛特征。从区域收敛的稳态值看,东、西部地区的结果非常接近,而且均显示东部地带高于西部地带、西部地带高于中部地带的基本特征,这意味着随着时间的推移,中国的三大经济带将各自收敛于一个更高的耕地利用效率上。     

农业灌溉用水效率及其影响因素实证分析——基于随机前沿生产函数和新疆棉农调研数据

水资源是21 世纪的战略资源,提高农业部门水资源利用效率是水资源严重短缺的中国可持续发展的必然要求。论文利用“一步法”随机前沿生产函数模型评估了新疆地区806 户棉农的棉花生产技术效率及其影响因素,在此基础上采用单要素效率测算方法,借助Tobit 模型,考察棉花灌溉用水效率分布及其影响因素。研究结果表明：①新疆地区棉花技术效率与灌溉用水效率分别为0.85 和0.74,并且两种效率之间具有较高的相关性;②汉族农户以及采用滴灌技术和兵团经营方式的农户具有更高的技术效率与灌溉用水效率,而采用套种方式的农户两种效率较低;③棉花技术培训、每块土地规模的扩大有利于农户技术效率与灌溉用水效率的提高;④灌溉用水价格的提高有利于灌溉用水效率的提高。     

经济发达地区生态系统可持续发展敏感因子和敏感区分析--以宁波市北仑区为例

生态敏感因子和生态敏感区是评价经济发达地区生态系统发展的可持续性、制定可持续发展战略的关键因素。笔者以宁波市北仑区为例进行分析,认为耕地资源危机、淡水资源短缺、环境污染、水土流失、涝、旱和台灾、酸雨及地面水污染是该区域生态系统可持续发展的主要生态敏感因子;农田,水源地、河岸带、海岸带及城镇等是区域可持续发展的主要生态敏感区。在此基础上,提出了促进经济发达地区可持续发展的对策和建议。     

营养盐与盐双重胁迫下水体中浮游细菌的响应

为阐释干旱地区内陆湖泊微生物群落对营养盐和盐双重胁迫的响应机制,针对干旱、半干旱地区许多湖泊水体受咸化与富营养化双重影响的特点,通过454高通量测序16S rRNA基因和多元统计分析,研究水体营养盐和盐的添加对细菌群落结构、多样性变化的影响. 结果表明,盐与营养盐的输入引起了水体中细菌群落组成和多样性的显著变化, 具体表现为:①随着盐度(以w计)的升高,α-变形菌纲(Alphaproteobacteria)的相对丰度显著增加,从对照处理的16.0%±4.6%增至SO(贫营养-盐水)处理的39.8%±18.1%;但会受到水体营养水平的制约. ②富营养水平下,微咸条件(盐度为1.5‰)有利于细菌类群丰富度的增加,BE-30(微咸-富营养处理培养30 d样品)的Shannon-Wiener多样性指数(4.62)显著高于FE-30(淡水-富营养处理培养30 d样品,2.08)和SE-30(高盐-富营养处理培养30 d样品,1.69);③高盐(盐度为3.0‰)条件下,随着水体中营养盐含量的增加,喜营养的嗜盐细菌类群大量繁殖(SE-30中无法分类的Comamonadaceae科的相对丰度达到69.3%),因而降低了水体中细菌群落的多样性. 研究显示,α-变形菌纲和无法分类的Comamonadaceae科对盐与营养盐的变化较为敏感,可作为干旱区湖泊咸化和富营养化过程的参考类群.