基于MSIASM方法的中国省级行政区体外能代谢分析

通过社会代谢多尺度综合分析方法,采用社会不同层次人类活动时间、体外能代谢率与人类活动的社会开支和体外能的社会开支等指标,评价我国30个北京、天津、河北、山西、内蒙古自治区、辽宁、黑龙江、上海、福建、山东、河南、湖南、陕西、甘肃、宁夏回族自治区、新疆维吾尔自治区、吉林、江苏、浙江、安徽、江西、湖北、广东、广西壮族自治区、海南、重庆、四川、贵州、云南和青海30个省级行政区的社会代谢状况,识别出限制区域可持续发展的关键因素可持续发展水平,并通过因子分析和相关分析方法,识别限制区域可持续发展的因素。结果表明,该方法社会代谢多尺度综合分析方法适合于中国省级行政区的可持续发展评价;与2003年相比,2007年我国各省级单位的社会生产和消费水平普遍提高。在内蒙古自治区,矿业的迅速发展及其对工业和服务业的剧烈带动作用,造成了体外能代谢改善水平高于全国其他省级行政区。在海南省,整体工业化水平不高,以农业和旅游业为主的产业特点,使其体外能代谢的改善水平低于全国其他省级行政区。在江西和贵州,生产性行业发展过快,而服务业发展的和民生的工程人民生活水平改善发展的滞后,导致生产部门体外能代谢水平提高,而消费部门体外能代谢水平下降。在河北、青海和新疆维吾尔自治区,社会各行业均发展较快,而人民生活水平的改善较慢,使其付薪部门体外能代谢水平提高,而家庭部门体外能代谢水平下降。在安徽和广西壮族自治区,农业生产发展和消费水平提高较快,而工业生产水平和服务业发展有所降低,使其非农生产部门体外能代谢水平下降,而农业和家庭部门的体外能改善水平提高。在山西和上海地区,工业、服务业的发展和人民生活水平改善较叫快,而农业生产发展较慢,导致非农部门和家庭的体外能代谢水平提高,而农业部门的体外能代谢水平有所降低,这为地区可持续发展政策的制定提供了科学依据。与2003年对比,2007年资本和技术聚集是我国大部分地区社会发展的重要影响因素。北京、天津、河北、山西、内蒙古自治区、辽宁、黑龙江、上海、福建、山东、河南、湖南、陕西、甘肃、宁夏回族自治区和新疆维吾尔自治区仍需加大力度调整地区产业结构;吉林、江苏、浙江、安徽、江西、湖北、广东、广西壮族自治区、海南、重庆、四川、贵州、云南和青海继续加大资本技术的引进力度,以解决个省级行政区经济发展中的资本技术聚集与区域产业结构的不协调问题。而且,2007年中国省级行政区社会代谢表现异常,大多数省级行政区社会开支并未随社会发展而增加,社会负担表现为自南方向北方转移的倾向;内蒙古、宁夏和新疆3个矿产资源丰富的省级行政区的经济发展使当地环境承压过重。30个省级行政区中只有上海接近中等发达国家水平,北京、天津、河北等16个省级行政区仍需着力调整区域的产业结构,吉林、江苏、浙江等14个省级行政区仍需着力资本技术的引进力度,中国的社会负担出现南方转移到北方的倾向;与其他国家和地区相比,大部分省级行政区仍处于发展中国家水平,对这些国家和地区曾遇到的不可持续发展问题我们应引以为戒。     

基于MSIASM和能源消费碳排放的中国四大直辖市社会代谢分析

通过社会代谢多尺度综合评估(Multi-Scale Integrated Assessment of Societal Metabolism,MSIASM)方法,采用生物-经济压力和不同组织尺度下的体外能代谢率、能源密度指标,并将能源消费碳排放融入评估框架,评价了中国四大直辖市2004年至2010年的社会代谢及其综合发展状况。研究中能源消费碳排放的加入较好补充了MSIASM在生态评估方面的弱势。研究结果显示,四大直辖市整体社会代谢发展良好,体外能代谢率和生物-经济压力稳步上升,能源密度和单位能耗碳排放不断降低,总体呈现良性发展态势。从各个直辖市的社会经济系统各部门表现来看,各城市体现了自己的突出特点。在深入到行业尺度研究体外能代谢率、能源密度后,整体显示出控制工业部门和交通运输部门的能耗增长对于提高经济生产能源效率的突出作用,同时应继续加大金融和计算机等低能耗高经济生产率行业的发展力度。     

滇东南喀斯特区域生态脆弱性的时空演变及其影响因素

由于自身的脆弱性和人类活动的扰动,喀斯特区域植被破坏、水土流失和石漠化等生态问题突出。综合分析喀斯特区域的生态脆弱性及其影响因素,可为区域生态修复、环境治理提供科学支持。本研究以滇东南典型喀斯特区域广南县为例,从自然和人为因素角度构建喀斯特区域生态脆弱性评价指标体系,运用SPCA对2000、2010和2018年的生态脆弱性进行反演,分析其时空演变特征,并利用地理探测器探究其影响因素。结果表明: 2000—2018年,广南县整体脆弱性变化较小,但脆弱程度在不断加剧。在脆弱等级方面,该县以微度脆弱为主,但轻度、中度和重度脆弱在逐渐增加。广南县沿“者兔-莲城-杨柳井-板蚌”以南地区的生态脆弱性较高,以北地区的脆弱性较低;脆弱性空间集聚效应强烈,北部处于脆弱性低-低集聚区,而西南部和东南部处于脆弱性高-高集聚区;生态工程的实施有利于区域生态脆弱性的改善,而人类活动的干扰使生态脆弱性进一步恶化。岩性和石漠化面积比重对喀斯特区域生态脆弱性的影响较为显著,导致喀斯特生态脆弱的基础是喀斯特碳酸盐岩的发育。     

三大沿海城市群滨海湿地的陆源人类活动影响模式

随着陆源人类活动对滨海湿地的干扰日益强烈,研究滨海湿地陆源人类活动影响规律对于滨海湿地资源管理和保护具有重要的现实意义.以我国三大沿海城市群(环渤海湾、长江三角洲、珠江三角洲)滨海湿地为研究对象,分别选取围海造地(直接因子)和流域污染物(营养盐、非点源无机污染物)输入(间接因子)表征1990-2000年间滨海湿地的陆源人类活动影响强度及规律.研究发现,虽然围海造地仍然以农业用地为主(＞50％),但城市建设用地比例随人口城市化率增高而增加,以珠江三角洲城市群最高;在环渤海湾和珠江三角洲城市群区域超过60％的滨海湿地面积受到高或中等污染物输入强度影响,长江三角洲城市群区域则有44.7％的滨海湿地面积处于中等污染物输入强度及以上.通过叠加围海造地和污染物输入双重陆源人类活动的综合影响强度表明,珠江三角洲城市群平均强度指数达到0.79,且处于中等及以上影响强度区域面积比例达到78％,均高于其他两个城市群滨海湿地区域.空间分析结果表明,陆源人类活动对滨海湿地的强影响区域多集中分布于河流人海口、较为发达城市滨海区以及海岸线附近.     

新兴海岛型城市建设引发的生态变化的遥感分析——以福建平潭综合实验区为例

福建省平潭岛于2010年被正式确立为“福建省平潭综合实验区”,由此引发了新兴海岛型城市的建设高潮.本研究利用遥感生态指数(RSEI),基于2007年Landsat-5影像和2013年Landsat-8影像,分析了平潭综合实验区建设初期的生态状况及其时空变化趋势和变化原因.结果表明： 研究期间,作为生态脆弱的海岛,平潭岛的生态状况整体处于中等水平,在综合实验区建设初期(2007-2013年)有进一步下降的态势,RSEI值从2007年的0.511下降至2013年的0.450,降幅达14%;占全岛面积约36.5%区域的生态状况趋于退化,且主要发生在中部和西南部地区.究其原因主要是由于综合实验区建设带来的大面积成片开发,使得岛内原本不多的植被遭到进一步破坏.平潭岛在综合试验区建设中应及时制定并落实科学有效的生态保护措施,以遏制其生态质量下滑的趋势.     

海峡西岸经济区生态系统健康评价

基于活力、组织结构、恢复力、生态功能、人类健康等区域生态系统健康标准,综合考虑人为压力、响应措施等因素,构建了海峡西岸经济区(海西区)生态系统健康评价指标体系;针对区域生态系统健康的自然特性与人工特性,采用均方差法和层次分析法,确定了各指标权重;运用模糊综合评价法,建立了海西区生态系统健康评价模型.结果表明： 2008年,海西区生态系统健康状态优越,人为压力较轻,区域生态系统健康状况总体较好,但具有显著的空间差异;受固定资产投资、教育经费支出等响应指标的制约,部分地市生态系统健康状况劣于其健康状态.与1992年相比,2000和2008年海西区生态系统健康状况相对较优,驱动要素以经济活力、组织结构、人类健康、人口压力和投资调整等为主;但受建设用地扩张及其引起的自然景观减少、人类干扰增强等制约,2008年海西区生态系统健康状况劣于2000年.     

湖南省农业生态系统能值演变与趋势

应用能值分析方法,对1999-2008年湖南省农业生态系统的能值总量、投入和产出结构以及各能值指标的变化进行趋势分析.结果表明： 研究期间,湖南省农业生态系统总能值使用投入量基本保持平稳,但能值投入结构有变化,其中,不可更新工业辅助能值投入量由400E+22 sej增至5.53E+22 sej,可更新有机能值投入量由1.32E+23 sej降至1.20E+23 sej;系统能值产出总量和产出效率均有较大幅度的提高,2008年总能值产出达1.69E+23 sej,比1999年提高23.8%,净能值产出率由0.79升至0.96;由于环境负载率也呈不断上升的趋势（由1.12上升到1.79）,可持续发展指数呈缓慢下降趋势,由0.71降至0.54,说明湖南省农业总体属于高消费驱动型生态系统,具有较明显的粗放式发展特征.     

城市群空气污染综合评估范式与应用——以京津冀城市群PM2.5污染为例

城市群已成为中国城市发展的主要形式，城市化发展引发的一系列环境污染问题成为目前的研究重点之一，尤其是近年来明显的空气污染问题。由于传统的针对某一城市地区进行细致研究，难以解决在城市聚集的城市群下形成的区域性空气污染来源和影响机制等问题，使区域性空气污染造成的负面效应难以评估。通过构建综合评估模型范式，并运用空间分析，对京津冀168个区县2000年，2005年，2010年，2015年PM_2.5人口暴露风险、人类活动对PM_2.5的贡献、以及5种土地利用类型的"源汇"特征进行了实证研究。结果发现：（1）2000-2015年，京津冀城市群的人口暴露风险、空气污染分布、综合评估结果总体呈现北低南高的现象。（2）2000-2015年，各县域的人口暴露风险和空气污染的程度、范围呈上升趋势。不同的土地利用类型具有不同的源汇特征，且对污染的贡献不同。本研究通过综合评估模型范式对城市群或区域城市发展与空气质量的权衡关系模式开展量化解析，为城市的可持续发展提供了科学的范式和初步的实证示范。     

神农架林区人类活动与生境质量的空间关系

近几十年来，全球范围内人类活动的加剧对于区域生态系统产生了深远影响，对区域可持续发展造成了严重威胁。科学测度人类活动与生境质量的关系，可为制定有效的生态系统保护政策提供科学依据。基于1995年、2000年、2005年、2010年和2015年土地利用变化数据，借助InVEST模型测度神农架林区生境质量的时空分布特征，并且结合多源数据测度其人类足迹指数的时空分布，综合运用双变量空间自相关和地理加权回归，对神农架林区人类活动与生境质量的空间关系以及人类活动对生境质量的影响进行分析。研究结果显示：（1）1995-2015年间，神农架林区生境质量水平基本保持稳定，无剧烈变化，超过60%的区域处于较高生境质量和高生境质量类；（2）1995-2015年间，神农架林区人类足迹指数呈现"西部低，东北高"的空间分布特征和"两极化"的发展趋势；（3）1995-2015年间，神农架林区人类活动与生境质量之间存在显著的空间依赖性，二者呈现显著的空间负相关，林区中部人类活动对生境质量的影响以负面效应为主且愈加显著，人类活动会导致生境质量的恶化。研究结果表明未来的人类活动管理以及生态系统保护政策制定需要充分考虑二者之间的空间依赖效应，科学合理划定保护范围，提高生态保护规划实施效果。     

城市土地利用变化对生态系统服务的影响——以淮北市为例

城市是一类以人类活动为中心的社会-经济-自然复合生态系统.城市的快速蔓延及强烈的人类活动显著地改变了城市的土地利用结构,进而严重影响了城市生态系统服务及人居环境.通过遥感、GIS技术及生态系统服务价值评估等方法,对淮北市1987年、2000年和2007年3个时期20a间的土地利用结构及生态系统服务价值的演变进行定量评价.研究结果表明:1987-2007年间淮北市生态用地空间结构和面积发生剧烈变化,生态用地占城市面积的比例由91.45％降低至71.86％.1987-2000年,农田面积大幅度下降,而林地和水体都呈不同程度的增加趋势,建设用地面积增长迅速.2000-2007年,农田面积有所增加,林地和水体面积却明显下降,建设用地总面积虽然没有明显变化,但其聚集度显著增加.20年间,城市生态服务功能的价值呈现先增加后减少的趋势,在2000年达31.32亿元.2000-2007年,以废物处理和水源涵养功能退化最为严重.可见,城市土地利用结构的变化与生态服务功能密切相关,此结果可为淮北市景观格局优化及土地合理调控和管理提供一定的科学依据.     

Labor productivity: A biophysical definition and assessment

A model of energy analysis is presented to study the concept of labor productivity from a biophysical perspective. It is argued that current methods of defining and assessing labor productivity in the fields of work physiology and input/output energy analysis are relatively poor operational tools for assessing productivity in the economy and society. We propose to adopt society as the hierarchical level of analysis rather than the individual, as labor productivity can best be studied as a function of parameters related to the technological development of society. Parameters considered are: the ratio exosomatic/endosomatic energy used in society, the ratio working/non-working population, the return on the circulating energy investment, and the profile of human time allocated to the economic process. The links between patterns of human time allocation, population structure, standard of living, technological development, and demand on natural resources are analyzed. The results suggest that the role and meaning of human labor differ widely in societies with different levels of technological development.     

The enhancing effect of interferon-beta and -gamma on the killing of Leishmania tropica major in human mononuclear phagocytes in vitro

Both native human IFN-beta or -gamma added to human monocytes in culture increased their leishmaniacidal effect on intracellular Leishmania tropica major (L. major) amastigotes. This effect was dose-dependent, and was apparent if the IFN was added either before or after infection of the monocyte cultures with the promastigote form of the parasite. Compared on the basis of antiviral activity, IFN-gamma was shown to have a leishmaniacidal effect approximately three times greater than IFN-beta. Recombinant IFN preparations showed similar effects. In addition, IFN-gamma increased H2O2 production from human monocytes in culture in a dose-dependent manner. Monoclonal antibody to IFN-gamma abrogated both its effect on the leishmaniacidal capacity and on H2O2 production by the monocytes. These results suggest that IFN-gamma may be of therapeutic value in cutaneous leishmaniasis.     

Growth responses and root porosity of rice in relation to temperature,light intensity and aeration

Summary Experiments were conducted under which rice plants were grown under three energy input levels (temperature and light) and two solution-oxygen concentrations. The rice variety was Colusa. Increasing the energy input increased total top growth. There was no significant effect of solution-oxygen concentration on top growth. The highest number of tillers developed under medium energy input followed by high energy input and the least under low energy input. There was a trend towards more tiller production under low oxygen conditions as compared to high oxygen. Decreasing the oxygen supply increased the dry weight production of roots under the two higher energy input levels, but had no significant effect under the low energy input. The highest amount of root growth occurred under high and medium energy input and least under lower energy input. Increasing the energy input increased the percent root porosity, but the oxygen level had no significant effect on root porosity. None of the treatments had a significant effect on nitrogen concentration in the tops. The amount of water necessary per unit dry matter production had a trend towards increase with increased energy input level and also significantly higher under low oxygen as compared to high oxygen conditions. Contribution of the Department of Soils and Plant Nutrition, University of California, Riverside. Supported in part by NSF Grant No. GB-5733X1.     

Quantitative analysis of the energy requirements for development of obesity

OBJECTIVE: Obesity is typically developed over long time and reflected in an energy imbalance, which is too small to be measured and controlled. Our objective is to formulate a mathematical model for the relation between the change in body mass and the values of the energy intake and the energy expenditure, controlled by the physical activity factor PAF. DATA AND THEORY: The uncontrolled components of energy expenditure increases as result of body mass increase: expenditure of a larger mass and expenditure to convert matter in intake into tissue. Both contributions depend on the fraction of fat in the added tissue. Based on data from the literature, the fraction of fat in added tissue and the energy required to convert energy into tissue are estimated and included in the model. RESULTS: Application of the theory shows that an increase in body mass of 1 kg/year corresponds to an energy imbalance of 71 kJ/d for men. Of this imbalance, 82% are stored as new tissue, while 18% are used for energy conversion. If a man in steady state changes energy intake by 0.1 MJ/d, keeping the physical activity factor constant, then the corresponding increase in steady-state body mass is 1.77 kg/PAF, and it will take 320/PAF days before half the change of body mass has taken place. A typical value for PAF is 1.8. CONCLUSION: Energy-based theoretical relations between the various factors involved in energy balance help identifying and quantifying the components of the energy balance and understanding their relations during development of obesity. The inclusion of increased energy expenditure to convert food energy to tissue changes previous estimates of the energy imbalance by about 20 percent.     

供给侧改革视角下中国省域生态产品有效供给及影响因素

生态产品是事关人类生命健康、经济社会建设的世界性稀缺产品.为了更好地分析生态产品有效供给问题,找出生态产品有效供给的规模效率的变化规律,本研究利用2004—2015年的面板数据,以劳动力、资本、能源和技术为投入变量,以GDP、生态产品和非期望产出为产出变量,运用SBM-Undesirable模型和泰尔指数对我国生态产品有效供给的规模效率及其差异性进行测算,并运用Tobit模型进一步对其影响因素进行实证分析.结果表明: 我国生态产品供给规模效率在2011年以前呈下降趋势,以2012年为转折点呈现上升态势,但地区间仍有较大差距.全国及各地区生态产品有效供给效率的影响因素不尽相同,从全国总体情况看,经济发展水平、产业结构(第二产业增加值占GDP比重)、科技投入、金融资本投入(环境污染治理占GDP比重)、能源消费结构(煤炭消费量占能源消费总量比重)和农业面源污染的影响为负,而生态空间及外贸结构的影响为正;在东部地区,产业结构、科技投入、金融资本、能源消费结构和农业面源污染的影响为负,经济发展水平、生态空间及外贸结构的影响为正;在东北地区,经济发展水平、农业面源污染和外贸结构的影响为负,产业结构、科技投入、能源消费结构和生态空间的影响为正;在中部地区,经济发展水平、科技投入、金融资本、能源消费结构、农业面源污染和生态空间的影响为负,产业结构和外贸结构的影响为正;在西部地区,产业结构、能源消费结构和农业面源污染的影响为负,经济发展水平、科技投入、金融资本、生态空间及外贸结构的影响为正.在进一步对以上实证测算进行理论分析的基础上,从供给侧改革的角度提出有效提高生态产品供给规模效率的政策启示,包括注重转变经济发展方式、优化生态系统结构和遵循生态法则进行整体治理等.     

国家中心城市交通运输业碳排放效率研究

为改善交通运输业碳排放效率促进城市低碳经济发展,以在区域发展中发挥引领作用的九个国家中心城市为研究对象,运用包含非期望产出的Super-SBM模型和Malmquist-Luenberger生产率指数,从静态和动态两个角度对研究区2005—2016年交通运输业碳排放效率进行了测算,并进一步分析了碳排放效率变化的影响因素....     

中国铁路机车牵引能耗的生态足迹变化

基于我国机车能耗统计资料、电力年度统计数据,首次计算了1975 2007年我国铁路机车牵引能耗的生态足迹及其强度变化。结果表明:(1)从1975年至2001年,我国铁路蒸汽机车牵引能耗生态足迹年均减少9.59万hm²,年均降低3.6%。从1975年至2007年,内燃机车牵引能耗生态足迹年均增加3.41万hm²;电力机车的火电生态足迹年均增加3.99万hm²,电力机车的水电生态足迹年均增加215.14 hm²可耕地。我国铁路机车牵引能耗生态足迹总量呈波动态势。(2)从1975年到2007年,我国铁路机车牵引能耗的生态足迹强度呈逐年降低态势,其值从1975年的528.79 m²/万换算吨公里降至2007年的85.54 m²/万换算吨公里,年均降低13.85 m²/万换算吨公里。(3)我国铁路机车牵引能耗的生态足迹强度远远低于民航飞机的能耗生态足迹强度,1991 2007年前者的均值只有后者的12.3%。     

武汉市造纸行业资源代谢分析

资源代谢问题是造成产业系统生态环境影响的主要原因.在分析武汉市造纸行业资源代谢的基础上从资源输入-资源使用-环境胁迫-系统循环共生4个方面构建武汉市造纸行业资源代谢分析指标体系.运用模糊综合评判法和问题树模型对2007年武汉市造纸业的原材料、水、能源等资源的代谢与全国造纸行业平均水平进行了比较分析.结果表明:(1)武汉市造纸业资源代谢水平总体上评价等级为优,但某些指标与全国平均水平比还略有差距;(2)从资源输入角度分析,原材料输入生态效率及水资源输入生态效率等级为优,能源输入生态效率等级为良;(3)从资源使用角度分析,单位产品的原材料消耗及单位产品的水资源消耗等级为优,单位产品的能源消耗等级为良;(4)从环境胁迫角度分析,单位污染物工业总产值及单位产品污染物排放等级均为优,污染物达标排放率等级为良;(5)从系统循环共生分析,企业清洁生产达标率等级为良,资源持续利用及污染物治理等级为优,而中水回用率等级为差.通过代谢分析可得,武汉市造纸行业能源输入生态效率、单位产品能源消耗与全国平均水平比还有一定距离,整个行业中企业清洁生产比例还具有提升的空间;中水回用方面较弱,需要特别加强.     

Immunoregulatory functions of paf-acether. IV. Enhancement of IL-1 production by muramyl dipeptide-stimulated monocytes

paf-Acether (paf) is a phospholipid mediator of inflammation released from monocytes along with IL-1. In this study, we have examined the role of paf on IL-1 production by human monocytes. When paf from 1 nM to 5 microM, but not its precursor lyso paf, was added to monocytes in the presence of muramyl dipeptide (MDP) or LPS, a marked increase in IL-1 activity over the value with MDP alone was observed. In contrast, paf alone had minimal activity over the same dose range. Antibodies against rHu IL-1 alpha and rHu IL-1 beta neutralized the increased IL-1 activity. Interestingly, MDP that prompts monocytes to synthesize IL-1, induced the synthesis of paf, as well. Most of the paf produced remained cell-associated and always preceded IL-1 synthesis. When the paf receptor antagonist, L-652,731 was added to monocytes, it prevented the enhancement of IL-1 activity induced by exogenous paf. In contrast, L-652,731 had little effect on MDP-induced IL-1 synthesis in the absence of exogenous paf. This may indicate that there are alternative mechanisms involved in the sequences of events leading to IL-1 production. It is also conceivable that the paf receptor antagonist is not able to compete or inhibit endogenous paf as well as it does for exogenous paf. Nevertheless, exogenous paf in association with a second signal, modulates IL-1 production from human monocytes in a positive manner. This may constitute another means through which paf can modulate inflammatory and immune reactions.