Vacancy in Ultrathin 2D Nanomaterials toward Sustainable Energy Application

The unique physicochemical properties of (2D) nanomaterials make them well‐suited for use in sustainable energy applications. Many of these materials can be further improved with vacancy engineering. This review details recent progress in the vacancy engineering of ultrathin 2D nanomaterials. For clarity, it mainly focuses on various ultrathin 2D materials in three categories: X_a&X_aY_b‐, M_aX_b‐, or M_aX_bY_c‐structured materials. Recently developed vacancies in different types of ultrathin 2D materials, as well as their preparation and characterization, are described. Emphasis is placed on the potential electrochemical energy storage and conversion applications of these materials. This review considers the relationship between vacancy properties and material categories of various ultrathin 2D materials in terms of application requirements, preparation, and characterization techniques. The challenges and future outlook of this promising field are summarized.     

Sustainable intensification of crop residue exploitation for bioenergy: Opportunities and challenges

Crop residue exploitation for bioenergy can play an important role in climate change mitigation without jeopardizing food security, but it may be constrained by impacts on soil organic carbon (SOC) stocks, and market, logistic and conversion challenges. We explore opportunities to increase bioenergy potentials from residues while reducing environmental impacts, in line with sustainable intensification. Using the case study of North Rhine‐Westphalia in Germany, we employ a spatiotemporally explicit approach combined with stakeholder interviews. First, the interviews identify agronomic and environmental impacts due to the potential reduction in SOC as the most critical challenge associated with enhanced crop residue exploitation. Market and technological challenges and competition with other residue uses are also identified as significant barriers. Second, with the use of agroecosystem modelling and estimations of bioenergy potentials and greenhouse gas emissions till mid‐century, we evaluate the ability of agricultural management to tackle the identified agronomic and environmental challenges. Integrated site‐specific management based on (a) humus balancing, (b) optimized fertilization and (c) winter soil cover performs better than our reference scenario with respect to all investigated variables. At the regional level, we estimate (a) a 5% increase in technical residue potentials and displaced emissions from substituting fossil fuels by bioethanol, (b) an 8% decrease in SOC losses and associated emissions, (c) an 18% decrease in nitrous oxide emissions, (d) a 37% decrease in mineral fertilizer requirements and emissions from their production and (e) a 16% decrease in nitrate leaching. Results are spatially variable and, despite improvements induced by management, limited amounts of crop residues are exploitable for bioenergy in areas prone to SOC decline. In order to sustainably intensify crop residue exploitation for bioenergy and reconcile climate change mitigation with other sustainability objectives, such as those on soil and water quality, residue management needs to be designed in an integrated and site‐specific manner.     

“2020年后全球生物多样性框架”进展及展望

“2020年后全球生物多样性框架”是当前《生物多样性公约》谈判的焦点议题之一。本文阐述了框架制定的背景, 介绍了“2020年后全球生物多样性框架”不限成员名额工作组(Open Ended Working Group, OEWG),的谈判过程, 综合分析了缔约方在各有关磋商进程中的观点, 以及目前缔约方对框架各个要素的共识和分歧, 评估了框架的制定进展, 并就框架的设计提出四点展望: (1)阐明转型变革的具体实施路径; (2)平衡反映公约三大目标; (3)加强与其他全球治理进程的协同; (4)强化框架对全球及缔约方履约进展的评估和审查。最后提出对我国的建议: (1)及时更新国家生物多样性战略与行动计划(National Biodiversity Strategies and Action Plans, NBSAP); (2)加强国内生物多样性工作的协调; (3)继续加强生态环境执法和责任机制。为缔约方更好参与框架制定进程, 深入了解框架及其磋商进展提供参考, 并为下一步框架制定提供参考。     

基于组合评价法的湖南省农业可持续发展区域分异

从农业资源与环境、农业生产与经济、农业人口与社会3个评价维度构建了区域农业可持续发展指标体系, 运用主成分分析法、熵值法、模糊Borda法、因子分析法及聚类分析法和GIS技术, 通过组合评价方法定量研究湖南省农业可持续发展区域分异现状。结果表明: 湖南省农业可持续发展在区域上总体呈现出不平衡的发展状态, 农业可持续发展综合水平以长株潭城市群为核心, 由东至西递减; 农业人口与社会可持续发展水平南北低中部高, 东部强西部弱; 农业生产与经济可持续发展水平围绕湘北洞庭湖农业区和湘南农业综合区向外围递减; 农业资源与环境可持续发展水平表现为一横两纵优势带和南北两个落后圈。     

景感生态学在城市生态系统服务中的应用研究——以城市公园景观设计为例

城市生态系统服务和可持续发展是当前城市生态学研究的热点问题。景感生态学作为联系生态系统服务和可持续发展的桥梁,可作为研究城市生态系服务和可持续发展的一种有效途径。随着社会发展所伴随的人们经济生活的生活压力增大,城市居民的亚健康状态日益突出。城市公园作为城市生态系统的重要构成,其设计目的应考虑应对城市居民健康问题和促进人类精神文明建设方面的作用。以城市公园景观设计为例,从园路、建筑、植物、水体景观和小品等方面探讨景感生态学在城市公园景观设计中的应用价值。景感生态学作为探索城市公园景观设计的新思路,以实现生态效益和居民福祉的提升,丰富和提升城市公园的生态系统服务功能,从而有利于促进为人类当代和后代提供可持续的福祉,以期驱使人类行为和言行规律朝着对生态系统有益的方向演化,自觉维护和改善生态系统服务,从而可持续地保障城市生态系统服务。     

基于文献计量的微藻收获技术研究分析

微藻是能以自养模式固定二氧化碳,生成生物能源的原料,对可持续发展具有重要意义。微藻也能以异养模式生长,用于废水处理和积累高附加值物质。目前,微藻收获的成本占总成本的20%~30%。微藻收获技术已经成为研究热点。本文从文献计量的角度分析了各国微藻收获的研究进展以及我国的研究现状,并展望了微藻收获技术发展趋势,为进一步研究提供参考。     

新安江上游地区黄山市生态补偿价值初探

基于生态补偿价值理论,以2005年为基准年,对新安江上游黄山市生态资源的价值进行研究,分析了上、下游的效益关系,得出黄山市要维持本市自然资源的可持续发展必须对自然资源进行生态补偿的结论,并以生态系统功能的效益作为生态补偿的上限,机会成本和直接投入的总和作为生态补偿的下限,计算出生态补偿总价值量的范围为726963．8．2971790．81万元。     

应对气候和生态环境危机促进全球可持续发展——UNEP与自然和谐共处报告简述

2021年2月18日,联合国环境署发布《与自然和谐共处：应对气候、生物多样性和污染危机的科学蓝图》。报告指出：气候变化、生物多样性下降和环境污染已经成为全球三大环境紧急情况;人与自然关系面临着社会经济发展压力加剧环境风险、遏制环境恶化的全球承诺尚未兑现、环境风险威胁可持续发展目标等多重挑战;全球亟需开展以联合国可持续发展目标为框架的系统变革,加快应对全球环境危机的重点行动,改革资源环境和经济系统,提高粮食、能源和水系统的环境友好性与可持续性,加强对人体健康与生态环境健康的协同保护,进而推动人与自然的和谐共处以及可持续发展。该报告结合全球环境评估的最新进展,强调了社会-经济-环境可持续发展仍是未来的重要研究课题,对我国社会-生态系统与可持续发展等领域的科学研究有如下启示：（1）创新社会-生态系统的综合集成研究,探寻不同发展路径和气候变化情景下社会-生态系统时空演变特征与趋势;（2）注重科学研究对决策的支撑以及与国际重大议程的衔接,探索和创新可持续发展的中国方案。     

福建省福州市马尾区药用植物资源研究

依托第四次全国中药资源普查工作,摸清马尾区药用植物资源种类、分布、重点中药材品种以及药材栽培等情况。根据第四次全国中药资源普查要求,通过实地调查、走访以及栽培基地调查等方法对马尾区药用植物资源进行调查,查阅相关资料确定野生药用植物的药用部位、生活型等。马尾区野生药用植物种类共计506种,隶属于132科360属,含2～5种的寡种科占绝对优势地位;草本为主要生活型,药用部位集中在根类和全草类;有福建省重点药材50种、特色药材22种。由于长期受人为干扰,马尾区原生植被破坏严重,药用植物种类较为贫乏。因此,可考虑林下种植中药改善土壤环境,实现中药资源可持续发展。     

厦门市生态经济系统物质流分析

运用物质流分析(MFA)方法和STIRPAT模型,对1996～2007年厦门生态经济系统物质输入与输出进行分析,结果表明:(1)在不考虑水的情况下,物质输入与输出不断增加(年均增长率分别为11.48%、11.41%),但均小于GDP增长速度(15.94%),二者成正比;物质流增长集中表现在对金属、非金属矿物的需求及化石燃料燃烧废气、工业废气的排放.(2)用水量和废水排放量均不断增加,尤以生活污水排放量增长速度较快,加重了区域环境的压力.(3)物质输入与GDP、物质输出与GDP呈良好线性关系.厦门经济发展很大程度上依赖资源消耗.(4)单位GDP物质输入与输出均不断减小,表明资源利用率、处置率明显提高,区域逐步走向生态环境与社会经济的协调发展.(5)构建了厦门物质输入驱动机制的STIRPAT模型,得出人口数量、富裕程度、技术水平或经济结构每分别发生1%的变化,将引起输入量相应发生0.99%、0.98%、0.17%、0.31%的变化.提升技术水平和优化经济结构具有较大调控空间,将是厦门物质减量化战略的实施重点.