中国大陆省际生态-经济效率的时空格局及其驱动因素

在参考和借鉴有关生态系统服务价值理论研究成果的基础上,提出生态-经济产出效率概念及其内涵、表征方法,结合有关统计数据计算了2001—2013年中国大陆31省区生态-经济产出效率并就其时空分布及重心移动方向、移动距离等进行分析,在此基础上应用探索性空间数据分析方法及偏最小二乘回归模型对其空间集聚特征和驱动因素进行实证分析。研究结果表明:考察时段内中国大陆省际生态-经济产出效率自西向东依次提高的三级梯度分布格局趋于形成;省区之间生态-经济产出效率具有全局空间依赖性和空间正相关特征,显著高-高集聚和显著低-高集聚表现相对稳定、高-低集聚区的生态效率溢出效应促使显著低-低集聚区逐步消失;人均国民生产总值、单位面积内的道路交通里程数、科研资金投入占GDP的比重等三因素显著驱动了中国大陆省际生态-经济产出效率溢出,但东、中、西部地区的制约因素不尽相同。     

基于生态系统服务理论的生态福祉内涵表征与评价

当前中国积极倡导生态文明建设,深入研究生态系统服务与人类福祉的关系具有理论和实践意义.本文界定了基于生态系统服务理论的生态福祉概念及其内涵,参考有关国民经济核算理论及相关研究成果构建了生态福祉供给与消费的评价指标,借鉴区位熵理论提出了区域生态福祉红线的刻画方法,在此基础上以2012年中国大陆省区生态福祉评价为例进行实证.结果表明: 2012年,中国大陆地区耕地、林地、牧草地、湿地、水域以及未利用地等6类生态系统生产净值分别为14819.25、81948.06、41762.77、42457.60、31770.84和1337.62亿元;省际生态系统生产净值的空间异质性明显;从供给水平来看,东部和中部省区林地、牧草地、湿地、耕地以及未利用地等5类人均生态福祉多在红线之下,整体低于全国平均水平;从消费水平来看,人均9种生态福祉的空间分布以“胡焕庸线”为界呈现“西北高-东南低”的分布格局.人口密度因素、土地资源禀赋共同导致中国大陆生态福祉的空间分布不均衡特征.     

区域生态文明建设水平综合评估指标

2007年中国政府提出"生态文明"建设以来,已批准了三批52个生态文明建设试点。生态系统与社会经济发展的复杂性要求科学、客观地评估区域生态文明建设,以便科学地决策和行动。区域生态文明建设是一个复合的过程,其核心在于社会-经济-自然复合生态系统各组分的和谐进步。因此,基于生态系统服务(ES)、生态足迹(EF)和人均GDP3个指标,以及这3个指标所代表的资源禀赋、人类对自然生态系统的占用、经济增长之间的线性逻辑关系,构建综合性相对指数;并以此对2010年中国大陆各省(市、直辖市)的生态文明建设水平进行了综合评估,其中,海南省的生态文明建设指数最大,为0.5091,北京市的指数最小,为0.0377;最后,分析了2010年中国大陆各省(市、区)生态文明建设的生态压力和生态效率,北京、天津和上海3个直辖市处于低资源禀赋高资源消费状况,全国大多数省(市、区)处于低消耗和低产出的阶段,经济增长尚有较大的潜力。     

中国省际水足迹强度收敛的空间计量分析

计算了1997—2010年中国31个省市的水足迹强度,整体呈现明显下降趋势;运用全局Moran's I指数探讨中国各省市水足迹强度空间自相关模式,发现1997—2010年水足迹强度显示出全局正的自相关,自相关程度逐年增大。基于省际水足迹强度的面板数据,空间计量收敛分析结果表明中国各省市水足迹强度存在绝对β收敛,空间因素在水足迹强度收敛过程中起到重要作用。在考虑了空间效应情况下,收敛时间明显延长。通过条件β收敛检验,人均GDP、人均水足迹、工业水足迹强度、教育经费比重、外商直接投资、市场化程度均在不同程度上影响着水足迹强度收敛。在标准条件β收敛模型中人均GDP和工业水足迹强度分别正向和负向显著影响水足迹强度的收敛,而在空间滞后模型和空间误差模型中的条件β收敛中只有人均水足迹负向显著影响水足迹强度的收敛。最后对中国水资源利用效率健康发展提出了相应的政策建议。     

中国丝绸之路经济带沿线省份生态足迹时空差异及公平性分析

评价区域自然资源的公平分配程度是权衡社会经济系统与生态系统可持续发展之间关系的基础。在测算2005—2016年我国丝绸之路经济带沿线省份生态足迹的基础上,分析生态承载力、生态压力指数及足迹深度、足迹广度的时空差异特征,采用基尼系数、经济贡献系数与生态承载系数构建生态足迹的公平性评价模型。结果表明,沿线省份人均生态足迹增长趋势存在较大差异,新疆、宁夏、青海等省份增长较为显著,甘肃、陕西、广西、云南、重庆、四川等省份增长相对较小。结果显示,西北省份较西南省份生态足迹增长较快,但人均生态承载力未发生显著变化。沿线省份生态压力指数均呈缓慢上升的趋势,但差异性正逐步扩大。足迹深度呈缓慢增长的趋势,均大于1,足迹广度变化平缓。经济贡献基尼系数和生态承载基尼系数分别置于[0.15,0.23]和[0.23,0.30]区间,均低于"0.4的警戒线"。其中,陕西、四川和重庆属于"高经济贡献、低生态承载贡献"的省份,青海、云南和甘肃属于"低经济贡献、高生态承载贡献"的省份,新疆、广西和宁夏属于"低经济贡献、低生态承载贡献"的省份。为此,提出对不同经济贡献与生态承载贡献的省份制定适宜的生态建设与环境保护政策,加强空间管控能力,推动重点开发区的区域一体化和合作协同发展,促进省际间产业协作,利用双(多)边合作机制,提高区域自然资源的配置水平。     

黄河口湿地生态需水量估算

黄河口拥有中国暖温带面积最广阔、自然属性最显著、结构最完整的滨海湿地生态系统,因处在河-海-陆交汇的复杂界面,湿地生态系统十分脆弱。满足生态需水是维持湿地生态系统健康的基础和关键,但以往估算缺乏系统综合性视角且存在时间尺度较粗的问题。从维持湿地面积、保护生物多样性及稳定生态系统功能和过程3个目标出发,构建了包含5项指标的湿地生态需水指标体系,对湿地3个等级、3个时段生态需水进行了估算,并据此判断了2000年至2019年黄河口湿地在极端丰水年及枯水年生态需水的满足状况,结果表明：黄河口湿地全年的最小、适宜、最大生态需水量分别为13.33×10⁸ m³、22.33×10⁸ m³、35.31×10⁸ m³;4—6月、7—10月、11—3月的适宜生态需水量分别为6.76×10⁸ m³、10.10×10⁸ m³、5.47×10⁸ m³;...     

生态智慧视野中的洪灾问题

生态智慧是在协调生态系统与人类福祉相互关系的过程中,以最小人工投入赢得最大生态效益的智慧。生态智慧更加接近中国传统思想中的"道",其要义是克服人类中心主义偏见和生态愚昧,"以道观物"、"以道驭术"。从生态智慧的高度看,没有天灾,只有人祸:所谓的洪灾只不过是自然规律的显现方式,是对人类价值规律的警示和启迪。生态智慧的核心是处理好人工改良与自然做功之间的辩证关系,达到自然规律与价值规律的合一,从而达到化水害为水利的目的。     

北方生态安全屏障建设的四大科学问题

正2021年03月05日,中共中央总书记习近平在参加十三届全国人大四次会议内蒙古代表团审议时再次强调,要保护好内蒙古生态环境,筑牢祖国北方生态安全屏障。"生态安全屏障"一词是从人类社会视角出发对生态系统保护、防御、连通、阻隔等作用的形象描述,良好的生态安全屏障不仅能够保障本地生态系统的安全和生态系统服务供给,并且有助于支撑周边地区生态安全及人类社会的可持续发展。因此,为了使生态安全屏障的区域内外生态功能和社会功能得以充分发挥,在构筑生态安全屏障中夯实科学基础,正确理解人类社会和生态系统之间要素、格局、功能和福祉的关系是非常必要的。     

基于生态系统服务和农户福祉的生态补偿效果评估研究进展

生态补偿是以经济手段为主调节相关者利益关系的制度安排,最终实现区域生态系统服务和居民福祉"双赢"。尽管我国在生态补偿效果评估方面已开展了大量的研究,但更多关注的是生态系统服务功能的提升,忽略了生态补偿对社区居民福祉的影响及其反馈关系,影响了生态补偿政策的成效和可持续性。围绕生态补偿效果评估中涉及到的主要内容和关键的科学问题,对相关研究进行了归纳总结,认为:生态补偿、农户福祉、生态系统服务三者之间的耦合关系是生态补偿效果评估研究的重要科学问题;生态系统服务、农户生计、成本效益是评估生态补偿效果的3个核心指标;综合自然、人文两个因素统一的生态补偿评估与调控模型与方法体系,是亟待研究探索的重要方向。     

陇中黄土丘陵区土地利用强度-生态系统服务-人类福祉时空关系研究——以安定区为例

基于土地利用和社会统计数据,构建了"土地利用强度-生态系统服务-人类福祉"多尺度分析框架,从县区和乡镇尺度探讨了定西市安定区1990—2015年土地利用强度-生态系统服务-人类福祉的时空权衡/协同关系。结果表明:1990—2015年安定区土地利用强度-生态系统服务-人类福祉关系变化存在区域整体相似性和乡镇局部差异性;土地利用强度的增加,提高了供给服务和生产资料供给福祉,但弱化了调节和支持服务;供给与支持服务权衡主要集中于安定区北部和西南部。该区生态系统服务间的权衡程度较高,不利于生态系统服务保育和居民福祉的持续提升。区域的脱贫致富因立足于提高居民福祉,退耕还林还草、发展特色高效产业、劳务输出等是实现该区社会生态系统的经济收益与生态效益共赢的有效途径。     

On the accuracy of efficiency of estimating equation approach

Liang and Zeger (1986, Biometrika 73, 13-22) introduced a generalized estimating equation (GEE) approach based on a working correlation matrix to obtain efficient estimators of regression parameters in the class of generalized linear models for repeated measures data. As demonstrated by Crowder (1995, Biometrika 82, 407-410), because of uncertainty of the definition of the working correlation matrix, the Liang-Zeger approach may, in some cases, lead to a complete breakdown of the estimation of the regression parameters. After taking this comment of Crowder into account, recently Sutradhar and Das (1999, Biometrika 86, 459-465) examined the loss of efficiency of the regression estimators due to misspecification of the correlation structures. But their study was confined to the regression estimation with cluster-level covariates, as in the original paper of Liang and Zeger. In this paper, we study this efficiency loss problem for the generalized regression models with within-cluster covariates by utilizing the approach of Sutradhar and Das (1999).     

Energy use efficiency of soil microorganisms: Driven by carbon recycling and reduction

Carbon use efficiency (CUE) is being intensively applied to quantify carbon (C) cycling processes from microbial cell to global scales. Energy use efficiency (EUE) is at least as important as the CUE because (i) microorganisms use organic C mainly as an energy source and not as elemental C per se, and (ii) microbial growth and maintenance are limited by energy, but not by C as a structural element. We conceptualize and review the importance of EUE by soil microorganisms and focus on (i) the energy content in organic compounds depending on the nominal oxidation state of carbon (NOSC), (ii) approaches to assess EUE, (iii) similarities and differences between CUE and EUE, and (iv) discuss mechanisms responsible for lower EUE compared to CUE. The energy content per C atom (enthalpy of combustion, the total energy stored in a compound) in organic compounds is very closely (R² = 0.98) positively related to NOSC and increases by 108 kJ mol⁻¹ C per one NOSC unit. For the first time we assessed the NOSC of microbial biomass in soil (−0.52) and calculated the corresponding energy content of −510 kJ mol⁻¹ C. We linked CUE and EUE considering the NOSC of microbial biomass and element compositions of substrates utilized by microorganisms. The mean microbial EUE (0.32–0.35) is 18% lower than CUE (0.41) using glucose as a substrate. This definitely indicates that microbial growth is limited by energy relative to C. Based on the comparison of a broad range of processes of C and energy utilization for cell growth and maintenance, as well as database of experimental CUE from various compounds, we clearly explained five mechanisms and main factors why EUE is lower than CUE. The two main mechanisms behind lower EUE versus CUE are: (i) microbial recycling: C can be microbially recycled, whereas energy is always utilized only once, and (ii) chemical reduction of organic and inorganic compounds: Energy is used for reduction, which is ongoing without C utilization.     

不同水肥条件对马铃薯肥料N利用率的影响

在旱棚控制条件下,用五因素五水平二次回归正交旋转组合设计,研究了水肥施用分配,补水量,施N量,施K量,有机肥施用量的综合作用效应.结果表明,五因素对肥料N利用率的作用顺序为施N量>补水量>水肥施用分配>有机肥施用量>施K量.水肥施用分配相对于不同水、化肥 (N、K)、有机肥量的选择,可以大大地提高肥料N利用率;量少应重前施用,量多重后施或均施为好.补水量与施N量的耦合规律为:高水高肥效果最佳,肥料N利用率可达57.83%,中水中N及低水低N次之,为29.17%～40.99%;高水低N或低水高N导致最低的利用率,为22.87%或 22.51%.     

黄粉虫对不同比例聚苯乙烯的取食效率研究

为探索黄粉虫Tenebrio molitor在降解聚苯乙烯过程中聚苯乙烯与麸皮的最佳配比,本研究将聚苯乙烯与麸皮按不同比例PS1(1:9),PS2(2:8),PS3(3:7),PS4(4:6),PS5(5:5),PS6(6:4),PS7(7:3),PS8(8:2),PS9(9:1),PS10(10:0),CK(0:10)共设置11组饲养黄粉虫,研究不同比例聚苯乙烯对黄粉虫的增重、死亡率、取食量、取食聚苯乙烯量、消化率、利用率、虫粪量、化蛹率、羽化率、产卵量等指标的影响.结果表明:黄粉虫生长性能随着饲料中聚苯乙烯含量的升高而降低.至黄粉虫大量化蛹时,CK、PS1、PS2、PS3、PS4组黄粉虫的生长性能相接近,PS3和PS4组进入大量化蛹期的时间要晚7 d左右,有助于降解更多的聚苯乙烯.虽然PS4组黄粉虫取食聚苯乙烯的量略高于PS3组,且两组的消化率、利用率、死亡率、产卵量差异不显著,但PS3组在化蛹率、羽化率、干物质等方面优于PS4组.综上所述,PS3(3:7)组的配比较优,既能保证黄粉虫的正常生长发育确保其经济价值,又能降解较多的聚苯乙烯,可为规模化养殖黄粉虫降解聚苯乙烯提供实验依据.     

条带休闲轮种对坡地水土流失和水分利用效率的影响

为提高宁南旱区坡耕地土壤保水能力、减少水土流失,于2007-2010年在10°～15°坡耕地上,以传统无条带种植模式为对照,研究条带隔年休闲轮种模式对农田土壤水分动态、水土流失特征和水分利用效率的影响.结果表明:经过4年休闲轮种,条带处理比传统无条带种植处理显著增加0 ～200 cm土层土壤含水量4.9％～7.0％;条带轮种比无条带模式有效保蓄雨季休闲期降水,明显改善了作物生育前期的土壤水分状况,条带处理0～200 cm土层土壤含水量比对照显著增加5.4％～8.5％.与对照相比,条带休闲轮种处理地表径流减少0.7 ～3.2 m3·hm-2,泥沙量减少0.2～1.9 t·hm-2,土壤全N损失量减少42.1％ ～73.3％,作物水分利用效率提高6.1％ ～24.9％,降水利用效率提高6.3％ ～15.3％.     

Cholesterol alters the inhibitory efficiency of peptide-based membrane fusion inhibitor

The membrane composition modulates membrane fusion by altering membrane physical properties and the structure, organization and dynamics of fusion proteins and peptides. The journey of developing peptide-based viral fusion inhibitors is often stalled by the change in lipid composition of viral and target membranes. This makes it important to study the role of membrane composition on the organization, dynamics and fusion inhibiting abilities of the peptide-based fusion inhibitors. Cholesterol, an important constituent of mammalian cell membrane, modulates bilayer properties in multiple ways and impart its effect on the membrane fusion. We have previously shown that TG-23 peptide derived from phagosomal coat protein, coronin 1, shows significant inhibition of fusion between membranes without cholesterol. In this work, we have studied the effect of the TG-23 peptide on the polyethylene glycol-mediated membrane fusion in presence of different concentrations of membrane cholesterol. Our results show that the inhibitory effect of TG-23 is being completely reversed in cholesterol containing membranes. We have evaluated the structure, organization, dynamics and depth of penetration of TG-23 in membranes having different lipid compositions and its effect on membrane properties. Our results demonstrate that cholesterol does not affect the secondary structure of the peptide, however, alters the depth of penetration of the peptide and modifies peptide organization and dynamics. The cholesterol dependent change in organization and dynamics of the peptide influences its efficacy in membrane fusion. Therefore, we envisage that the study of peptide organization and dynamics is extremely important to determine the effect of peptide on the membrane fusion.     

树木水分利用效率研究综述

在我国干旱半干旱地区,如何高效地利用极为有限的水资源来合理构建和恢复森林植被,并最大程度地发挥其多种功能,已经成为目前森林生态学研究中的一个热点,而对于树木水分利用效率(WUE)的研究则是其核心和关键内容之一。本文从介绍和剖析树木WUE的概念入手,分别在单叶、个体和群体等三个空间尺度上系统地阐述了WUE概念的内涵及其相应的计算方法,并且对各种方法的优缺点进行了评论。最后,在详细分析国内外树木WUE相关研究进展的基础上,针对我国干旱、半干旱地区水资源短缺和植被恢复与重建之间的矛盾,提出了今后树木WUE的研究发展趋势和应用前景。