湖泊生态系统服务功能支付意愿的影响因素——以洪泽湖为例

为更好的保护湖泊生态系统,同时为了提供湖泊生态安全管理、宣传、预防等方面的建议,应用目前评价非使用价值较成熟的条件价值法(CVM),以洪泽湖为研究对象,采用实地调研的方式,运用支付意愿问卷调查的形式,结合数据相关分析和回归分析的方法,分析了湖泊生态系统服务功能支付意愿的影响因素。共发放支付卡式CVM问卷520份,回收有效问卷498份,获得支付意愿的分布形态和规律。运用Logit回归模型分析湖泊生态服务功能价值评估过程中的主要影响因素,对比分析了不同人群对恢复该湖泊生态服务功能支付意愿的差异。通过多元统计分析得到在洪泽湖生态系统恢复计划案例中,受访者的支付意愿主要受到家庭年收入、对政府的信任程度和对环境保护的意识等因素的影响,并展开了较为详细的讨论和解释。最后针对模型分析的结果,提出具体可行的增强公众环保态度和环保意愿的建议,为政府相关政策的制定提供理论基础,为决策者选择有效目标人群提供参考依据。     

黄河中游晋陕峡谷延安段新发现的石制品

2018年6月,我们在黄河中游晋陕峡谷陕西一侧延安段新发现5处旷野石器地点,采集石制品556件,部分石制品暴露于黄土地层的剖面上。古人类加工石制品的原料来自于黄河河床和阶地的砾石层,岩性以石英岩为主,其次为石英。除上述两种原料之外,燧石、硅质岩、硅质灰岩、石英砂岩、细砂岩、蛋白石、玛瑙、火成岩等也有少量使用。石制品类型包括石锤、石核、石片、工具、断块和碎片屑,尺寸以小型为主。石核和石片以自然砾石台面者居多。剥片主要采用锤击法直接剥片,少量使用砸击法,可能偶而使用碰砧法和锐棱砸击法。工具多为以石片为毛坯加工而成的中小型刮削器,有少量以砾石为毛坯加工而成的砍砸器。伏羲村、苏亚河、高家畔、延水关4个地点发现的石制品原生埋藏地层为黄河第二级阶地上覆的马兰黄土堆积,该套地层形成于晚更新世晚期,石制品属简单的石核-石片工业,可能属于旧石器时代晚期。衣锦滩地点的石制品分别埋藏于黄河第二级阶地上覆的马兰黄土堆积和黄河第一级阶地上覆的土状堆积中,时代分属于旧石器时代晚期和新石器时代。本次新发现的旧石器地点进一步扩大了黄河晋陕峡谷地区旧石器遗存的分布范围,丰富了该地区旧石器文化的内涵,为未来的研究工作提供了新线索。     

基于地基激光雷达点云的植被表型特征测量

植物表型是基因型与外界环境共同作用的结果。精确测量植物表型对于植物生理特征与功能性状研究具有重要意义。本研究以加拿大一枝黄花(Solidago canadensis)为对象,对20株植株进行3个月室内培养,各月利用地基激光雷达扫描(terrestrial Li DAR scanning,TLS)系统对实验植株进行多站扫描和点云融合,实现对植株生长过程的连续观测。对于扫描获取的离散点云,利用多端点三维坐标重构法获取植株高度,并基于叶片点云的Delaunay三角网重构叶片表面,获得植株的真实高度、叶面积、叶倾角和方位角等结构参量。对比手动测量结果,发现基于点云重构获得的植株高度与真实植株高度对比,二者间相似性的决定系数(R2)为0.991,叶面积、叶倾角、方位角相似性R2分别为0.989、0.949和0.871;基于TLS点云重构法实现了非破坏性的植物表型测量,能够获得高精度的植物表型特征;多时相扫描能精确监测植物生长过程的表型特征变化。     

重组酶介导等温核酸扩增方法快速检测土壤沙门氏菌

【背景】沙门氏菌(Salmonella)是一种可以引起人畜患病的致病菌,也是最主要的食源性细菌之一。土壤中的沙门氏菌可通过蔬菜等植物进入人体,引发食物中毒。但由于土壤性质及其他微生物的干扰,如何快速甄别土壤是否受到沙门氏菌的污染仍是一个难题。【目的】建立一种快速、灵敏检测土壤沙门氏菌的实时重组酶介导等温核酸扩增(Real-Time Recombinase Aided Amplification,RT-RAA)方法。【方法】针对沙门氏菌invA基因序列设计特异性引物和探针,构建含有invA基因待检片段的重组质粒,评价RT-RAA方法的灵敏度;分别以肠炎沙门氏菌、大肠杆菌、福氏志贺氏菌和金黄色葡萄球菌的基因组DNA为模板,评价RT-RAA方法的特异性;RT-RAA方法用于番茄、生姜土壤中沙门氏菌的检测,同时用平板培养法进行验证。【结果】RT-RAA方法可用于重组质粒中invA基因片段的检测,在39℃条件下,20 min内即可获得检测结果,最低检测质粒拷贝数为10拷贝/反应,而且与大肠杆菌、福氏志贺氏菌和金黄色葡萄球菌无交叉反应。土壤样品DNA的RT-RAA检测结果显示,供试番茄土已被沙门氏菌污染,而生姜土则没有,与平板培养结果一致。【结论】RT-RAA方法具有灵敏度高和特异性强的特点,可用于土壤沙门氏菌污染的快速检测。     

Fe3O4对施氏假单胞菌反硝化过程的影响

生物反硝化是目前废水深度处理中应用最为广泛的硝酸盐氮处理技术,但该方法一般停留时间较长,在冬季因低温处理效果欠佳,因此有必要开发反硝化强化技术。以施氏假单胞菌Pseudomonas stutzeri为研究对象,考察了不同投加量下Fe3O4对P. stutzeri反硝化过程的影响。结果显示当Fe3O4投加量由0 mg/L增至4 000 mg/L时,硝酸盐氮最大比降解速率由18.0 h–1增加至23.7 h–1,体系中的总蛋白含量以及细菌体内的铁含量显著增加。RT-qPCR和非标记 (Label-free) 定量蛋白组学分析表明,投加4 000 mg/L Fe3O4体系中的P. stutzeri,其反硝化功能基因napA、narJ、nirB、norR、nosZ表达量分别提高了55.7%、24.9%、24.5%、36.5%、120%,对应反硝化还原酶Nap、Nar、Nir、Nor、Nos表达量提高了85.0%、147%、16.5%、47.1%、95.9%。对比体系中“游离细菌”和“Fe3O4粘附细菌”,发现二者的反硝化功能基因以及反硝化相关酶没有显著差别;而Fe3O4粘附细菌电子传递相关蛋白表达量有所提高,说明了Fe3O4通过与细菌直接接触促进其生长代谢,导致体系中细菌总量的增加,从而提高反硝化速率。该结果可为反硝化强化技术的开发提供理论支撑。     

好氧活性污泥体系中磺胺类抗生素生物降解的研究进展

磺胺类抗生素(Sulfonamides,SAs)是一类被广泛应用于医疗和畜禽养殖的抗菌药物,但其在人和动物肠道中的可降解性较差,会通过人及畜禽粪便和尿液的排放进入污水处理系统。目前,污水处理厂中的好氧活性污泥(Aerobic activated sludge,AAS)被证实能够有效转化SAs。文中基于对国内外文献的调研,总结了好氧活性污泥体系中SAs生物降解的研究进展,对生物降解机理、主要的生物降解途径和影响降解效率的环境因素进行了梳理与回顾,并针对现有研究的不足提出展望,以期为优化污水处理厂中SAs的生物降解提供科学依据。     

3D生物打印技术在微生物修复中的应用

排放到环境中的各种农药、多环芳烃、卤代芳烃等有机污染物以及阻燃剂等新兴污染物,对环境污染、农产品质量和环境安全造成了沉重负担。因此,有效去除环境中的有机污染物已成为迫在眉睫的挑战。3D生物打印技术已经在医学材料、制药等行业中发挥着重要作用。现在,越来越多的微生物被确定适合通过3D生物打印生产具有复杂结构和功能的生物材料。微生物的3D生物打印越来越受到环境微生物学家和生物技术专家的关注。本文综述了用于污染物微生物去除的不同3D生物打印技术的原理和优缺点,及用于微生物生物修复技术的可行性,并指出了可能遇到的限制和挑战。     

中欧环境和微生物科学家：共同担当起保护地球家园的责任

国际科技合作是促进科技进步和人类社会文明发展的重要举措,在环境保护和维护地球生态系统良好运行的目标下,最容易达成共识。中国国家自然科学基金委员会和欧盟委员会2018年和2019年分别发布了在环境生物技术领域合作的项目指南,共同支持环境生物修复技术和塑料降解微生物菌群相关领域的基础研究和成果转化。本专刊邀请了相关项目负责人介绍合作框架内项目的设计思想、主要内容以及获得的进展,并收录了在环境生物修复技术领域的基础研究和成果转化方面的论文23篇。     

基于“水-能-碳”消费视角的福建省资源环境与经济增长脱钩关系

厘清资源环境消耗与经济增长之间的脱钩关系及驱动机制,对福建省发挥国家生态文明建设示范区作用具有重要意义。本研究通过构建“水-能-碳”资源环境投入产出模型,对福建省行业“水-能-碳”资源环境压力进行分析,基于脱钩理论和对数平均迪式指数分解法对福建省各行业“水-能-碳”资源环境消耗与经济增长之间的脱钩状态及其驱动因素进行研究。结果表明: 2002—2017年,福建省由虚拟水主导的资源环境压力转变为隐含碳为主导的“水-能-碳”多维资源环境压力,且各行业部门差异较大。从行业部门来看,生产供应业具有较大的直接资源环境压力,制造业部门的间接资源环境压力显著。从脱钩关系来看,福建省的资源环境消耗与经济增长的脱钩状态表现良好,主要表现为弱脱钩和强脱钩。从驱动因素来看,经济效应和人口效应是抑制脱钩的主要因素,而技术效应和结构效应则对脱钩起到促进作用。     

Seasonal dynamics of leaf C,N and P stoichiometry in plants of typical steppe in Nei Mongol,China

分析植物叶片(C)、氮(N)、磷(P)含量及其比值的季节动态, 不仅有助于认识植物生长发育和养分吸收利用等生理生态过程, 也有利于认识植物化学计量的动态平衡关系。该文选择内蒙古典型温带草原18种常见植物, 在生长季的6-9月, 每半月一次进行连续采样, 在此基础上分析了叶片C、N、P含量及其比值在生长季内的变化。主要结果: 1)植物叶片C、N、P含量及其比值的季节性变化在不同功能类群间不同步, 其中叶片N、P含量的季节变化体现了明显的稀释作用。2)叶片C、N、P含量及其比值在不同功能类群间差异显著, 单子叶、多年生禾草类的叶片N、P含量显著低于双子叶和多年生杂类草植物, 而其叶片C:N、C:P则高于双子叶和多年生杂类草植物。3)叶片N、P含量显著正相关, 叶片C:N和C:P分别与N和P含量显著负相关, 可能体现了植物体内营养元素间的内在耦合机制。4)叶片N含量与C:N, 叶片P含量与C:P以及叶片N含量与P含量均呈现等速生长关系, 且等速生长关系在生长季保持稳定。