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长江经济带生态系统服务权衡与协同及其驱动因素

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环境科学 2024年第6期45卷 3318-3328页

作者：何刘洁郑博福万炜谢泽阳宋旭朱锦奇刘忠南昌大学资源与环境学院江西生态文明研究院南昌330031 中国农业大学土地科学与技术学院北京100193

生态系统服务及其变化是多种因素驱动的复杂过程,了解生态系统服务之间的权衡与协同作用及其驱动因素,对于实现生态系统服务有效管理和人类福祉至关重要.以长江经济带为研究区域,分析了2000~2020年产水、土壤保持、碳固定和粮食供给这4... 详细信息

生态系统服务及其变化是多种因素驱动的复杂过程,了解生态系统服务之间的权衡与协同作用及其驱动因素,对于实现生态系统服务有效管理和人类福祉至关重要.以长江经济带为研究区域,分析了2000~2020年产水、土壤保持、碳固定和粮食供给这4项生态系统服务的时空变化特征,运用相关性分析和地理加权回归识别和量化了生态系统服务间的权衡与协同关系,在此基础上应用偏最小二乘结构方程模型探究自然与人类活动对生态系统服务的影响,再通过地理探测器分析生态系统服务关系变化的驱动机制.结果表明:①近20年来,碳固定服务年均值由946.14 t·km^(-2)增至1202.73 t·km^(-2),粮食供给均值则由32.73万元·km^(-2)增至127.22万元·km^(-2);产水和土壤保持服务增加幅度较小.②整体上,碳固定与土壤保持、粮食供给与产水为协同关系,其他生态系统服务之间为权衡关系;生态系统服务间的关系在不同地区存在一定的差异.③地形和气候是生态系统服务及多对生态系统服务权衡与协同关系的重要驱动因素,其中结构方程模型结果表明,气候对产水为正向影响(S=0.73),地形对粮食供给为负向影响(S=-0.57);地理探测器结果揭示,影响碳固定与产水在空间上关系的主要驱动因子为海拔(q=0.38)和降水(q=0.19).研究结果可为长江经济带生态系统服务可持续管理和实现该区域生态环境保护与社会经济的协同发展提供科学参考.

关键词：生态系统服务(ESs) 权衡与协同驱动机制空间异质性长江经济带

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极端气候对中国粮食生产的影响及其应对措施

科技导报 2024年第16期42卷 82-90页

作者：许航刘盛刘磊刘学军中国农业大学资源与环境学院北京100193 兰州大学资源环境学院兰州730000

随着全球气候变暖趋势加剧,极端气候事件对粮食生产的影响愈发显著。2023年中国粮食生产遭受极端气候的严重冲击,导致全国农田大面积减产,对粮食安全构成了严重威胁。为应对频发的极端气候事件,从全国农业布局调整、作物育种研发、农田... 详细信息

随着全球气候变暖趋势加剧,极端气候事件对粮食生产的影响愈发显著。2023年中国粮食生产遭受极端气候的严重冲击,导致全国农田大面积减产,对粮食安全构成了严重威胁。为应对频发的极端气候事件,从全国农业布局调整、作物育种研发、农田水利设施建设、土壤质量优化、立法保障农业绿色发展、推广农业金融服务、建立农业灾害预警系统等7个方面提出了中国极端气候事件频发下的应对措施,并通过与《“十四五”全国种植业发展规划》对比,提出了中国应对极端气候事件的策略。中国未来粮食生产的核心任务是提高对各种灾害的长期防御能力,重视气候变化给未来农业生产带来的挑战,确保粮食生产的安全与稳定。

关键词：气候变化极端气候粮食生产

CPK激酶调控植物生长发育的分子机理及其研究进展

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科学通报 2024年第8期69卷 1082-1095页

作者：刘欣李炜佳李希东陈艳梅中国农业大学生物学院北京100193 北京农学院生物与资源环境学院北京102206

钙离子依赖性蛋白激酶(calcium-dependent protein kinase,CDPK或CPK)是细胞信号转导中发挥重要调控功能的一类丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶.植物基因组编码大量的CPK激酶.当外界钙离子浓度发生变化时,CPK激酶能感知这些变化并与钙离子结合,... 详细信息

钙离子依赖性蛋白激酶(calcium-dependent protein kinase,CDPK或CPK)是细胞信号转导中发挥重要调控功能的一类丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶.植物基因组编码大量的CPK激酶.当外界钙离子浓度发生变化时,CPK激酶能感知这些变化并与钙离子结合,导致蛋白构象改变以及释放自抑制结构域对激酶活性的抑制,从而激活CPK激酶.激活的CPK激酶通过磷酸化底物蛋白把钙信号向下游传递并引发胞内信号通路的级联反应,最终调控植物生长发育或对外界环境信号的响应.本文概述了CPK激酶的基本结构和分子特征,以及CPK激酶在调控植物生长发育、激素信号机理、生物和非生物胁迫应答过程中的最新研究进展,并对当前研究中存在的问题和未来的研究方向进行探讨与展望.

关键词： ABA CPK激酶钙信号钙指纹钙调蛋白磷酸化

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畜禽粪便好氧堆肥雌激素降解调控研究进展

中国环境科学 2024年第7期44卷 3879-3891页

作者：李貌周嘉良丁国春赵枭刘宏斌段娜中国农业大学水利与土木工程学院北京100083 中国农业大学资源与环境学院北京100193 中国农业科学院农业资源与农业区划研究所北京100081

收集并分析了近年来与畜禽粪便及其堆肥相关的成果,总结了雌激素的理化特性及其在畜禽粪便中的赋存情况,阐述了堆肥工艺参数、不同添加剂以及共存污染物对畜禽粪便堆肥过程中雌激素降解的影响及作用机制.在畜禽粪便中威胁较大的雌激素... 详细信息

收集并分析了近年来与畜禽粪便及其堆肥相关的成果,总结了雌激素的理化特性及其在畜禽粪便中的赋存情况,阐述了堆肥工艺参数、不同添加剂以及共存污染物对畜禽粪便堆肥过程中雌激素降解的影响及作用机制.在畜禽粪便中威胁较大的雌激素主要为雌三醇、雌二醇和雌酮.堆肥工艺中保持不低于8d的高温持续时间更有利于雌激素的降解.添加剂中接种微生物菌剂对雌激素的降解效果最佳.重金属、微塑料和抗生素等共存污染物对雌激素的降解更多表现为抑制作用.然而畜禽粪便堆肥中雌激素的降解研究还需不断深入.鉴于此,在已有研究基础上对未来研究和重点关注的方向进行展望.

关键词：畜禽粪便雌激素堆肥影响因素添加剂共存污染物

连续7年施肥提升复垦土壤肥力提高玉米产量的驱动因子

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农业工程学报 2024年第1期40卷 142-152页

作者：谢钧宇张慧芳罗云琪孟会生张杰洪坚平徐明岗山西农业大学资源环境学院太谷030801

研究长期施肥对玉米连作体系下采煤塌陷区复垦土壤肥力变化和玉米产量的影响,明确玉米产量提高的驱动因素和最佳施肥处理,可为该区域培肥土壤和耕地质量提升提供理论依据。该研究依托7 a(2014—2020年)复垦定位肥料试验基地,设置不施肥... 详细信息

研究长期施肥对玉米连作体系下采煤塌陷区复垦土壤肥力变化和玉米产量的影响,明确玉米产量提高的驱动因素和最佳施肥处理,可为该区域培肥土壤和耕地质量提升提供理论依据。该研究依托7 a(2014—2020年)复垦定位肥料试验基地,设置不施肥对照(CK)、氮磷钾平衡施肥(NPK)、单施有机肥(M)和有机肥配施无机肥(MNPK)4个处理,采集0~20 cm土层土壤样品,研究不同施肥处理对作物产量、土壤化学指标(包括有机质、全氮、有效磷、速效钾、有效铁锰铜锌含量)、土壤物理指标,即团聚体分布比例及其碳氮含量以及土壤生物指标,即与碳循环相关的土壤酶活性的影响。结果表明,施化肥及有机肥较CK均显著提高了玉米籽粒产量,且以M处理的增幅最大。M处理显著提高了土壤有机质、全氮、速效钾及有效锰含量,增幅分别为21.50%、12.50%、98.37%及20.19%;MNPK处理改善了土壤的基本性质,显著提高了大粒径团聚体(>2 mm)中有机碳和全氮含量,增幅分别达68.68%和471.43%,但是显著降低了土壤有效铜和有效锌含量,降幅分别为16.67%和16.46%。而且施加有机肥后,加速了大团聚体(0.25~2 mm)的破碎,伴随着粉黏粒组分(土地生产力较好的农田管理措施。结合冗余分析结果可知,β-葡萄糖苷酶是评价土壤肥力的敏感性指标,它对玉米籽粒产量和土壤有机质含量的贡献率高达72.40%。因此,在现有的农田管理条件下,单施有机肥主要通过增强β-葡萄糖苷酶活性进而促进复垦土壤肥力的形成,最终提高了作物产量,是维持该复垦区作物高产稳产和培育耕地质量的有效措施。

关键词：土壤有机肥复垦产量微量元素 β-葡萄糖苷酶

PFOS及其三种替代品对蚯蚓的毒性效应及比较

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中国环境科学 2024年第3期44卷 1630-1637页

作者：李登昙卢成波王晓乐杜仲坤李冰王金花王军张静文朱鲁生山东农业大学资源与环境学院山东泰安271018

本研究从氧化应激、生殖毒性和发育毒性3个方面研究了PFOS、6:2FTSA、PFHxS和PFBS以相同浓度(0.2mg/kg)暴露28d后对赤子爱胜蚓的毒性效应.结果表明,PFOS、6:2FTSA、PFHx S和PFBS均诱导ROS含量上升,并导致脂质过氧化和DNA损伤.此外,PFOS... 详细信息

本研究从氧化应激、生殖毒性和发育毒性3个方面研究了PFOS、6:2FTSA、PFHxS和PFBS以相同浓度(0.2mg/kg)暴露28d后对赤子爱胜蚓的毒性效应.结果表明,PFOS、6:2FTSA、PFHx S和PFBS均诱导ROS含量上升,并导致脂质过氧化和DNA损伤.此外,PFOS及其3种替代品还诱导与氧化应激、生殖和生长发育相关的基因异常表达,从而在基因水平上诱导氧化应激并引发生殖毒性和发育毒性.综合生物标志物响应(IBR)指数结果表明,PFOS、6:2FTSA、PFHxS和PFBS的IBR数值分别为36.4, 22.2, 34.1, 24.3.4种物质对蚯蚓的综合毒性大小依次为:PFOS>PFHxS>PFBS>6:2FTSA,表明3种替代品的综合毒性低于PFOS.本研究结果为6:2FTSA、PFHxS和PFBS作为PFOS替代品的安全性评价提供了依据.

关键词： PFOS替代品赤子爱胜蚓氧化应激发育毒性毒性比较

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京郊有机作物种植的经济效益与环境影响

中国生态农业学报(中英文) 2024年

作者：乔玉辉李强甄华杨冯旭张宝贵中国农业大学资源与环境学院中国农业大学土地科学与技术学院中原食品实验室丹麦奥胡斯大学农业生态系

随着城市居民对食品安全和环境保护的日益关注，都市型有机种植业近年来得到了快速发展。明确都市型有机种植业发展现状、经济效益和环境影响，对有机种植业可持续发展具有重要意义。本研究以北京市有机种植业(有机水果、蔬菜、薯类... 详细信息

随着城市居民对食品安全和环境保护的日益关注，都市型有机种植业近年来得到了快速发展。明确都市型有机种植业发展现状、经济效益和环境影响，对有机种植业可持续发展具有重要意义。本研究以北京市有机种植业(有机水果、蔬菜、薯类及薯芋类、坚果和谷物)为研究对象，基于农场调研数据，采用成本效益分析和生命周期评价(LCA)方法，分别分析了有机作物生产的经济效益及其环境影响。本研究表明，相比常规种植， 5种作物的有机种植减少了环境影响，但是也降低了农作物的产量。由于有机生产较高的成本投入，尽管有机种植增加了作物的利润，但是其成本利润率却低于其对应的常规对照。不同作物之间的经济与环境表现存在着较大的差异。相比常规种植，有机种植减少环境影响(LCA综合指数)，各作物的减少幅度依次为薯类及薯芋类>坚果>蔬菜>水果>蔬菜。考虑到粮食安全(常规种植与有机种植的产量差)，消费者的负担能力(常规种植与有机种植的价格差)以及有机生产减少环境影响的幅度(LCA综合指数)，政府应对有机薯类及薯芋类作物生产加大补贴力度。相比于其他发达地区，北京市的有机种植业发展规模仍处于较低水平，北京市政府应当进一步采取政策措施鼓励有机农业的发展。本研究可为北京市针对有机农业制定生态补偿标准提供数据支持和依据。

关键词：有机农业都市农业生命周期评价环境影响经济效益

社区堆肥在有机固体废弃物资源化中的应用综述

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环境污染与防治 2024年第10期 1502-1507页

作者：王凌霄李扬阳仰颉常瑞雪罗文海李彦明中国农业大学资源与环境学院中国农业大学教授工作站

社区内产生的厨余垃圾和绿化垃圾是城市有机固体废弃物的主体，社区堆肥作为有机固体废弃物资源化利用的有效途径，为城市有机固体废弃物管理提供了社区尺度的解决方案，但目前仍存在认识不足和技术限制等问题。通过对社区堆肥的原料来... 详细信息

社区内产生的厨余垃圾和绿化垃圾是城市有机固体废弃物的主体，社区堆肥作为有机固体废弃物资源化利用的有效途径，为城市有机固体废弃物管理提供了社区尺度的解决方案，但目前仍存在认识不足和技术限制等问题。通过对社区堆肥的原料来源与组成、设施、影响因素和腐熟度评价等方面的综述，促进人们对社区堆肥的认识。社区堆肥的原料以厨余垃圾和绿化垃圾为主，处理规模介于集中式堆肥和小型家庭堆肥之间，社区堆肥设施的容量一般为0.65～3.00 m3。影响社区堆肥的主要因素有温度、碳氮比、电导率、pH、翻堆操作等。社区堆肥过程使有机质中的碳处于循环使用状态，而且收集和运输成本降低，大大减少了碳排放。堆肥过程中污染气体的排放特别是气味问题是阻碍社区堆肥推广的瓶颈，需要政府和社区携手解决。

关键词：社区堆肥厨余垃圾绿化垃圾温室气体碳减排

考虑微生物要素的土壤质量综合评价——以北京市平谷区为例

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农业资源与环境学报 2024年第3期41卷 645-655页

作者：张杰白雪源郝胜磊马雯秋陈永亮王广进张福锁中国农业大学信息与电气工程学院北京100083 中国农业大学国家农业绿色发展研究院北京100193 中国农业大学资源与环境学院北京100193 中国农业大学工学院北京100083

为探讨北京市平谷区土壤质量现状,本研究在传统的土壤质量综合评价体系基础上考虑了微生物要素,基于实地网格土壤采样的228个样本,从土壤肥力、土壤环境、土壤微生物3个维度选取11项土壤指标,采用土壤质量指数法定量分析各指标并计算土... 详细信息

为探讨北京市平谷区土壤质量现状,本研究在传统的土壤质量综合评价体系基础上考虑了微生物要素,基于实地网格土壤采样的228个样本,从土壤肥力、土壤环境、土壤微生物3个维度选取11项土壤指标,采用土壤质量指数法定量分析各指标并计算土壤质量指数,综合评价北京市平谷区的土壤质量。结果表明:平谷区土壤质量综合指数(ISQI)在良好到优等范围内(0.60~0.96),平均值为0.74,平均土壤质量综合评价等级为良好。空间分布上整体呈现南低北高、西低东高的特征,北部熊儿寨乡、黄松峪乡及东部金梅湖镇等地区多为山地或林地,植被丰富,人为活动强度弱,土壤肥力水平高且微生物较为丰富,土壤质量综合评价等级相对较高;而西南部马坊镇、马昌营镇等地区土壤肥力水平低,微生物数量较少,综合质量评价等级相对较低。熊儿寨乡的ISQI最高,为0.81;平谷镇的ISQI最低,为0.64。平谷区不同土地利用类型ISQI排序为果园>林地>荒地>菜地>农田。研究表明,北京市平谷区土壤质量综合评价等级为良好,但空间差异明显,东北部多为山地和林地,综合评价等级为优等,中部及西南部多为农田菜地,综合评价等级为良好和中等,未来应注重科学施肥和土壤质量管理。

关键词：土壤质量综合评价北京市平谷区土壤微生物土壤肥力

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