中国生态卫生建设的潜力、挑战与对策

立足于社会一经济.自然复合生态系统结构与功能框架,以中国农村卫生系统为重点,在分析卫生系统现状水平的基础上,结合地理布局和社会经济发展状况,划分了中国发展生态卫生的6个分区,并研究了各分区现状及其4类卫生系统的人口分布.缺乏基本卫生设施的地区是未来中国发展生态卫生的最大潜力地区,这些地区包括了严重缺乏投入资金的4 682万农村人口,主要集中在中西部和西南部地区,占67.8%.若在该区域推广生态卫生,可能产生社会、经济及环境效益如下:带动新兴产业,增加5～10万的直接就业机会;降低疾病感染率;回收沼气56万m3;卫生厕所投入控制在可接受的600～750元·户-1;促进生态农业循环;降低污染物排放、保障生态安全.文章还探讨了中国生态卫生的分区发展对策和系统瓶颈.     

草坪系统对城市降雨初期径流氮污染控制作用

为了控制城市旅游区降雨径流污染,在武汉动物园鹿苑区构建草坪系统,研究了草坪系统对城市降雨初期径流氮污染的控制与持留作用。结果表明：草坪系统使预处理后降雨径流中的总氮（TN）、溶解态总氮（DN）和铵态氮（NH₄⁺-N）浓度分别降低16.0％、13.9％和75.6％;草坪系统对氮素的持留率为NH₄⁺-N>90%、TN、DN>65％、硝态氮 (NO₃^--N)>5％;水力负荷显著影响TN出水浓度和处理效率,进水浓度相近、水力负荷从3.3 cm·d^-1升高到8.3 cm·d^-1,TN去除率由28.0%降低至19.8%;草坪宽度影响污染物出水浓度,NH₄⁺-N浓度随着草坪宽度增加而下降,而NO₃^--N浓度变化趋势与之相反,DN在流程10 m处出现最低值。草坪系统在净化降雨初期径流的同时利用了营养盐和水资源,降低了草坪维护的水肥投入。     

渗滤液负荷和灌溉深度对土壤氧化亚氮与二氧化碳释放的影响

采用预设取样器和静态箱气相色谱法,对渗滤液灌溉条件下,土柱土壤不同深度剖面 N₂O的浓度以及N₂O和CO₂的表面释放通量进行了监测.结果表明: 渗滤液灌溉可促进N₂O的生成和释放,灌溉后24 h内土柱N₂O的释放通量与表土下10 cm（r=0.944,P< 0.01）、20 cm（r=0.799,P<0.01）、30 cm（r=0.666,P<0.01）和40 cm（r=0.482,P<0.05）处所生成的N₂O浓度呈显著相关,且相关程度依次递减.渗滤液灌溉还促进了CO₂的释放,但N₂O与CO₂释放通量之间无显著相关性（P>0.05）.渗滤液的灌溉负荷主要决定温室气体释放总量的强弱（N₂O和CO₂,以CO₂当量计）,灌溉负荷为6 mm·d^-1条件下温室气体释放总量为灌溉负荷2 mm·d^-1的3倍多.采用表土下20 cm处灌溉方式可比表土下10 cm处灌溉方式削减47%的温室气体释放总量.渗滤液灌溉土壤14 d内,N₂O释放量约占温室气体释放总量的57.0%～91.0%.     

不同生态型扁蓿豆光合特性和光适应能力

用Li-6400型便携式光合作用测定系统和配套的荧光叶室,对4个不同生态型扁蓿豆的光合特性和光适应能力进行了比较研究。结果表明：内蒙古土默特左旗的生态型00-61扁蓿豆和黑龙江松嫩草原的生态型93-21扁蓿豆最大净光合速率（P_max）、实际光化学效率（Ф_PSⅡ）、光化学荧光猝灭系数（q_P）、暗呼吸速率（R_d）均较高,而非光化学荧光猝灭系数（q_N）较低,表明二者具有相对高产的生理和生物物理基础。00-61扁蓿豆还具有较高的光饱和点,对强光有更大的光合适应性,适合种植在相对高光环境。内蒙古正蓝旗浑善达克沙地的生态型90-36扁蓿豆,q_P较低而q_N较高,具有相对较强的防御光抑制破坏的能力。内蒙古锡林郭勒盟锡林浩特典型草原区的生态型00-81扁蓿豆,光补偿点和光饱和点均较低,耐荫力较强,与其他生态型相比更能适应相对弱光环境。     

高温胁迫对切花菊‘神马’光合作用与叶绿素荧光的影响

以切花菊品种‘神马’为试材,在40 ℃/35 ℃（昼/夜）与33 ℃/28 ℃高温下分别胁迫11 d,然后转入23 ℃/18 ℃恢复5 d,研究不同高温强度及恢复对菊花光合作用的影响.结果表明：33 ℃/28 ℃下净光合速率（P_n）逐渐降低,气孔导度（G_s）5 d后明显降低,两参数均可在23 ℃/18 ℃下恢复到对照的80%以上;40 ℃/35 ℃高温下P_n与G_s大幅度持续降低,胁迫前期,胞间CO₂浓度（C_i）上升,P_n的降低主要由非气孔因素导致;9 d后C_i与P_n同时降低,气孔限制成为P_n 降低的主要因素.高温使菊花叶片的PSⅡ潜在活性（F_v/F_o）、最大光化效率（F_v/F_m）、实际光化效率（Φ_PSⅡ）与天线转换效率 （F_v′/F_m′）降低,天线热耗散（D）增加,表明高温胁迫下菊花通过降低光能的捕获与通过PSⅡ的电子传递效率来保护反应中心免受伤害.33 ℃/28 ℃下光化学猝灭系数（q_P）呈先下降后上升趋势,推测此温度下受体端电子传递首先受到抑制;40 ℃/35 ℃下q_P持续增加,表明放氧复合体(OEC)可能是菊花光合系统中极端高温伤害的原初位点.     

不同光环境对红松幼苗光合生理特征的影响

应用Li-6400P便携式光合测定系统于生长季（8月）测定了4种模拟光环境（100%、60%、30%和15%自然光强,分别记为FI、II、LI和WI）和3个实际光环境（林窗、林下和林缘,分别记为G、U和E）下3个苗龄红松（Pinus koraiensis）针叶气体交换参数和净光合速率（P_n）的日变化,以及单位叶面积叶绿素（Chl）含量和比叶质量（LMA）的变化。结果表明:3年和5年生红松在II和LI处理间的P_n基本一致,且均高于FI的P_n;7年生红松在FI处理下的P_n高于其他处理的P_n,各处理的P_n峰值均出现在13:00。3年和5年生红松在LI处理下的最大光合速率（A_max）和暗呼吸速率（R_d）均高于全光FI处理。随光强降低,LMA呈下降趋势,说明红松通过改变LMA的方式适应光环境的变化。3年和5年生红松II处理与G处理间的光合生理指标差异不显著(P>0.05）,LI和WI处理与E处理间同样如此,说明光环境模拟很好地反映了实际的光环境。通过对红松针叶生理生态指标的可塑性分析,得出3种不同苗龄红松可塑性的大小顺序为3年>5年>7年。表明随树龄增大,红松的需光性增加;3年和5年生红松在全光30%～60%条件下生长较好,7年生红松则是在全光下生长最好。     

水分胁迫对脂松幼苗叶绿素荧光特征的影响

以2年生盆栽脂松苗木为材料,研究了不同土壤含水量（干旱和水渍胁迫及解除胁迫后）对脂松幼苗的叶绿素荧光参数的影响,旨在为脂松的扩大栽培和管理提供理论依据。结果表明：（1）土壤水分胁迫对脂松苗木针叶初始荧光(F_o)、最大荧光(F_m)、可变荧光（F_v）、PSⅡ最大光化学效率(F_v/F_m)、PSⅡ电子传递量子产率（Φ_PSⅡ）有显著影响（p<0.05）;（2）干旱和淹水胁迫中脂松针叶光化学效率（F_v/F_m）均表现为随胁迫强度增大和时间的延长而降低,总体表现为FC60>FC80>FC>FC40>FC20>FL,解除胁迫后有不同程度的升高,且干旱处理比水淹处理恢复快。（3）60%土壤含水量叶绿素荧光参数水平最佳,据此认为中等轻度干旱立地较适宜脂松苗木生长。     

盐胁迫下水稻叶片光合参数对光强的响应

以耐盐性不同的两个水稻品种秋光和辽盐2号为试材,在设定条件下测定长时间NaCl胁迫下水稻剑叶的净光合速率(P_n)、蒸腾速率（T_r）、气孔导度（G_s）和胞间CO₂浓度（C_i）在不同光照强度（PFD）诱导下的反应差异与水稻抗性的关系.结果表明,在不同浓度NaCl胁迫下,随着PFD的升高,两品种的P_n和G_s均呈上升趋势,与对照相比,耐盐品种辽盐2号的P_n增加了14.87%,而秋光的P_n则下降了17.91%.C_i、L_s及P_n/G_s比值的变化趋势表明,气孔因素和非气孔因素对辽盐2号的光合变化起到了积极作用,而气孔因素则是引起秋光光合变化的主要原因.     

蜘蛛HMW-gDNA的电洗脱纯化提取

该文研究了蜘蛛大分子量基因组DNA（HMW-gDNA）的提取以及一种高效电洗脱纯化装置的构建。以蜘蛛胸部肌肉组织为原料,通过自改良CTAB法提取蜘蛛HMW-gDNA,利用透析膜和2 mL离心管构建一种新的HMW-gDNA快速凝胶回收装置,并对蜘蛛HMW-gDNA进行电洗脱分离回收。结果显示,改良CTAB法可高效提取蜘蛛HMW-gDNA（>48.5 kb）,且通过透析膜的截留作用,对普通琼脂糖凝胶中目的HMW-gDNA进行快速电洗脱分离,其回收率超过75%,OD₂₆₀/OD₂₈₀处于1.8～2.0之间,对HMW-gDNA完整性无影响。综合结果表明, 改良CTAB法可用于蜘蛛HMW-gDNA的提取,此电洗脱纯化装置可从普通琼脂糖中高效回收HMW-gDNA,是一种低成本、简捷、高效且实用性强的凝胶回收方法。     

土壤水分胁迫对5个种源油松光合特性的影响

在盆栽条件下,对5个种源油松（山西中条山ZT,山西吕梁山LL,山西太行山TH,陕西洛南LN和陕西黄陵HL）幼苗进行了水分胁迫处理实验,对其净光合速率（P_n）、蒸腾速率（T_r）、气孔导度（G_s）、胞间CO₂浓度（C_i）、水分利用效率（WUE）及P_n与土壤含水量（SWC）的关系进行了研究。结果表明：油松幼苗的P_n、T_r和G_s均随水分胁迫程度的增加呈先上升后下降的趋势,C_i呈先下降后上升的趋势。其中TH种源的P_n、T_r和G_s最高,LN和HL种源的较低。干旱处理的第4天（SWC为15%~25%）,5个种源的P_n、T_r和G_s均达到处理期的最大值;第7天（SWC为7%~9%）,它们的P_n、T_r、G_s和WUE差异均极显著（p<0.01）,且大小顺序均为：ZT>TH>LL>HL>LN;处理的10天后（SWC小于5%）,LL、TH、LN、HL均只表现为呼吸作用。根据P_n与SWC的二次拟合方程（R²=0.980~0.997）中P_n为0时的SWC进行了抗旱性排序,依次为：TH>ZT>LL>HL>LN。     

Ecological-economic assessment of ecological sanitation development in the cities of Chinese Loess Plateau

Many cities in Chinese Loess Plateau have inadequate sanitation. Ecological sanitation (ecosan) is a systemic approach to solve environmental and sanitary problems. Thus, suitable ecosan technologies and systems were analyzed, and three alternative developing models of sanitation were compared, namely, centralized traditional (CT) model, centralized ecosan (CE) model, and centralized and decentralized mixed ecosan (ME) model. Their ecological-economic assessment was made in the theoretical framework of social–economic–natural complex ecological system. Main results were (1) CE and ME reduced the emission of greenhouse gases, and the maximum reduction was 96.8% of CT. (2) ME reduced the water pollutants at a comparatively lower capital and running cost, and BOD₅ emission could be reduced to 85–88% of CT. (3) CE and ME reclaimed more nutrients than CT. Attributing to reclaiming nutrients, CE and ME could produce 461.4 and 809.9 Gg foods, respectively, and CT was 32.1 Gg. (4) The sequence of health risk caused by sanitation was CT > CE > ME. (5) Urban ecosan system could bring forward a maximum net benefit of 0.267 billion RMB. In addition, the bottlenecks of developing ecosan in China were also discussed in this paper.     

青藏高原生态屏障区环境基本公共服务的非均衡性及其成因——基于青海村镇居民点的实证分析

环境基本公共服务是青藏高原生态屏障区生态环境治理及农牧民人居环境品质提升的关键环节,揭示其配置均衡状态及失效原因,对提升青藏高原环境基本公共服务均等化水平、降低生态屏障区内人类活动的生态环境胁迫风险具有重要意义。以青海省4315个村镇居民点为对象,选取生活垃圾处理、生活污水处理、卫生户厕改造3项特征指标,定量测度村镇环境基本公共服务配置非均衡性,运用有序多分类及二元逻辑斯蒂回归模型解析非均衡性的生成原因。结果显示：青海环境基本公共服务水平总体偏低,处于低和极低等级的村镇居民点占37.13%和37.84%;环境基本公共服务非均衡性受配置成本、人口社会、经济收入和基层管理因素的多重影响,自然地理的高寒性和交通区位的偏远性是生成非均衡性的重要因素;人口社会因素的规模报酬递增效应使非均衡性加剧,大分散、小聚居的农牧民定居点通常是服务配置的弱势区域,经济收入和基层管理因素分别是非均衡性加剧的内因和外因。建议在青藏高原生态屏障区实施递进式均衡配置模式及适应性管理,建立就地消纳与跨区处理结合的弹性生活垃圾处置体系,推广耐低温分散化污水处置模式和生态化处置技术体系,适应高寒环境的户厕改造技术研发和农牧...     

生态治理技术评价指标体系

为了对生态治理技术进行更加科学合理的评价,在确定了指标体系构建思路的基础上,根据评价指标的筛选原则,通过对评价指标的理论初选和专家筛选,构建了能够揭示生态治理技术本身属性、相宜性、应用效果、推广潜力等的综合评价指标体系。该指标体系包含目标层和指标层两个层次,目标层为生态治理技术适应效果,指标层分为控制性指标和分类评价指标。控制性指标包含5个一级指标和14个二级指标,适用于所有类型的生态治理技术;分类评价指标为三级指标,共有水土保持技术、荒漠化治理技术、石漠化治理技术和生态恢复技术四个类型的三级指标各29个,针对不同的生态治理技术可以选用合适的三级指标对其进行评价。这样的评价指标体系既可体现区域差异,又可建立公共评价平台,为生态治理技术的评估提供了科学依据和关键技术支撑。     

基于SENCE概念框架的区域水生态安全评价研究——以甘肃地区17流段为例

作为生态环境至关重要的因素,水生态安全格局是生态安全格局的关键组成部分,科学评估水生态安全状况,进行生态系统管理及保护,对促进经济社会发展具有重要意义。选取甘肃地区17个流段为研究对象,基于SENCE （社会-经济-自然复合生态系统）概念构建涵盖经济发展、社会进步、自然资源、生态环境4方面33指标的初步水生态安全评价指标体系,基于改进生态位理论结合模糊系统分析对初步水生态安全评价指标体系进行优化,最终得到28指标构成的水生态安全评价优化指标体系,运用优化后指标体系对17流段2016-2018年间水生态安全状况模糊综合评价。结果表明：水生态安全状况良好（一级、二级）以上占比分别为35.3%、41.2%、35.3%,一般（三级）占比分别为57.8%、52.0%、46.1%,较差（四级）占比分别为23.5%、11.8%、11.8%,大致呈正态分布,且年际变化小,基本保持稳定。年平均降水量、河川基流量、地表水源供应量、生态环境用水量、节水灌溉面积等指标累计指标权重达47.75%,是影响水生态安全状况的主要影响因子。     

广义森林生态效益货币量的空间模型分析

从广义森林生态效益计量概念出发,提出了广义森林生态效益货币量和森林生态环境空间的定义。根据广义森林生态环境的空间模型分析概念和实现空间模型分析的3个基本条件,采用Arcview和Autocad图形向GIS空间数据转换的方法对1986、1949和1896年黑龙江省森林资源空间图形资料和反推的小班资源数据库,通过环境图象叠置分析获得森林资源与环境的空间图象,建立广义森林生态效益经济计量模型,由此实现广义森林生态效益的GIS空间分析。结果表明：森林生态效益货币量的分布近似呈正态分布,各森林生态效益经济总量各占一定比重。利用GIS空间分析功能作出的黑龙江省森林生态效益主产区的空间分布图显示,黑龙江省森林生态效益的主产区主要分布在镜泊湖、兴凯湖、汤旺河、嫩江等江河的源头。通过分析黑龙江省森林生态效益货币总量的动态,得出1986年的黑龙江省森林生态效益比1949年下降38％,比原生状态的1896年下降59％。森林生态效益的下降与森林资源的数量和质量的下降呈正相关,森林生态效益的变化总是要滞后于森林资源的变化。     

城市水资源生态足迹核算模型及应用——以沈阳市为例

水资源生态足迹可以直接反映区域人类社会经济活动对水资源的压力.本研究在现有的生态足迹模型基础上,充分考虑城市自然生态系统对水资源的需求,建立了包括居民日常生活用水、生产运营用水、公共服务用水和生态需水4类帐户的城市水资源生态足迹核算模型,并结合沈阳市实际情况,确定了模型中的相关参数,对沈阳市水资源生态足迹和生态承载力进行分析.结果表明:2000-2009年,沈阳市人均水资源生态足迹总体呈下降态势,但各年度均为水生态赤字;2005年较2000年水资源生态足迹人均下降0.31 hm2,2006、2007年有小幅回升,2008、2009年趋于平稳,说明沈阳市水资源可持续利用状况有一定改善,但仍处于不可持续状态.     

基于生境质量的唐县生态安全格局构建

生态安全格局作为景观生态学的重点及热点,其识别与构建对维持区域生态安全及实现区域可持续发展具有重要作用.本研究以河北省唐县为研究区,基于2016年土地利用现状数据,利用InVEST模型评估生境质量,确定生态源地;然后选取土地利用类型、生境质量指数、植被覆盖度、距水域距离、距居民点距离、距道路距离等阻力因子构建阻力表面,并采用阻力阈值法进行生态安全分区;最后运用最小累积阻力模型(MCR)判定生态廊道,从而综合构建唐县生态安全格局.结果表明: 唐县生态源地占总面积的3.3%,主要分布在斑块面积较大的林地和水域中,河北省四大水库之一的西大洋水库也位于生态源地范围内;根据耗费阻力突变点,将研究区划分为禁止开发区、限制开发区、优化开发区和重点开发区,各区占地百分比分别为18.9%、43.6%、27.6%和9.9%;唐县潜在生态廊道总长度为333.52 km,优化后生态廊道总长度为263.91 km,有助于各种生态交流.研究结果对唐县土地资源的合理可持续利用具有重要指导意义,可为唐县土地规划布局决策提供理论和技术支撑.     

福建集体林权制度改革对生态公益林水源涵养能力变化的影响——基于723个村的实证研究

水源涵养等生态功能是生态公益林的首要功能，维护生态安全是集体林权制度改革（简称"林改"）的重要目标。为了厘清福建林改对生态公益林水源涵养能力变化的影响，以促进生态公益林质量的精准提升。运用综合蓄水能力法测算分析了福建省5县（区）723个村林改前后生态公益林水源涵养能力变化，并运用多元线性回归模型探讨了林改对生态公益林水源涵养能力变化的关键影响因素。结果表明：（1）林改后生态公益林水源涵养量普遍增加，但单位面积水源涵养能力多数下降，少数提升。（2）产权归属通过经营管护行为对单位面积水源涵养能力产生显著影响，其中，国有权属存在正向影响，集体权属与私有权属存在负向影响。（3）面积、人工林占比、防护林占比、蓄积量变动和降雨量等因素，主要通过资源结构、经营条件和外部环境对单位面积水源涵养能力产生显著影响。据此提出，在提高生态公益林数量的同时要注重提升生态公益林质量，加大政府赎买，重点挖掘幼龄人工生态林生态潜力，做好天然林和防护林保护等政策建议。     

呼伦贝尔草原草甸生态功能区建设效益评价

生态工程费用效益评价是对生态工程实施有效性及合理性的评估。基于费用效益理论,分析了呼伦贝尔草原草甸生态功能区建设费用投入情况,在区分气候与人类活动因素对生态效益变化的贡献率的基础上,采用遥感和统计数据从生态、经济和社会三个方面评价了该功能区的综合效益,计算功能区建设工程的效益-费用比,综合评估了呼伦贝尔草原草甸生态功能区建设的经济性。结果表明:(1)2010—2014年该功能区重点生态功能区相关领域建设总投入为84.31亿元,其中重点生态功能区建设投入为1.18亿元,占总投入的1.40%;(2)利用残差趋势分析法计算出人类活动因素对研究区产生生态效益变化的贡献率为37.25%,2011—2015年该功能区重点生态功能区建设产生的生态效益为12458.13万元;(3)2011—2015年该功能区重点生态功能区建设产生的经济效益和社会效益分别为4877.74万元和2804.85万元;(4)呼伦贝尔草原草甸生态功能区建设的工程效益-费用比为1.71,效益高于费用,证明该工程具有一定的经济性。研究将为国家重点生态功能区工程的不断完善以及加快推进实现国家重点生态功能区的功能定位提供一定的科学支撑。     

基于生态足迹的大学食堂餐具生态影响分析

以生态足迹为定量分析方法,以广州大学食堂为例,分析计算了一次性餐具和公用餐具对生态环境的影响,并比较分析了各种型号的餐具生态足迹.分析了一次性餐具和公用餐具生产过程中的原料消耗及能耗.广州大学食堂所用的餐具主要为塑料制餐具、不锈钢餐具、木制和竹制筷子.消耗的资源主要为钢铁、乙烯、木材和竹材等,可归于化石能源地足迹和林地足迹.调查了公用餐具洗涤过程中的资源消耗,主要为洗涤过程中的水电消耗以及废水处理能耗,可归于化石能源地足迹和可耕地足迹.最后结合学校食堂餐具的使用方案,计算了一次性餐具和公用餐具(以1a为限)的生态足迹.研究表明,公用餐具组合的足迹为3.7236×10-3gm2(全球平方米,记为gm2),使用竹筷的一次性餐具组合足迹为2.2085×10-2 gm2,使用木筷一次性餐具组合足迹为9.3781×10-2gm2.公用餐具足迹是一次性餐具的3.97%～16.8%.此外,由于竹筷的足迹是木筷23.55%,因此使用竹筷能大大降低一次性餐具对生态的影响.