L-氨基酸脱氨酶的分子改造及其用于全细胞催化法生产α-酮戊二酸条件的优化

酮戊二酸(α-ketoglutaric acid,α-KG)是谷氨酸脱氨基的酮酸产物,作为一种重要的有机酸广泛用于食品、医药、精细化工等领域。为提高L-氨基酸脱氨酶全细胞催化法合成α-KG的效率及产量,首先通过优化全细胞催化剂制备条件及全细胞转化反应条件,包括发酵过程中的温度、诱导剂浓度、诱导剂添加时刻、诱导时间等;全细胞转化过程中的温度、pH、细胞量、转化时间。各个条件优化后以200g/L谷氨酸钠为底物时,产量最终提高了54. 9%,摩尔转化率为39. 6%。其次,通过定点饱和突变对L-氨基酸脱氨酶进行定向进化以提高其催化能力。经过多次突变、筛选,最优突变体E. coli BL21-pET-20b(+)-pm1152催化200g/L谷氨酸钠生成α-KG最高产量为100. 9g/L,摩尔转化率为64. 7%,较最初对照菌株提高了66. 3%。结果表明,条件优化和饱和突变可有效提高重组大肠杆菌全细胞转化合成α-KG的能力。     

基于化肥施用控制的稻田生态补偿标准研究——以南京市溧水区为例

农田生态补偿作为一种控制化肥用量与面源污染的公共政策工具,其补偿标准将决定政策内化外部效应的实际效果。以南京市溧水区水稻种植户为对象,综合运用成本收益法、能值分析法和双边界二分式CVM法,测定基于政府和农户双重视角下的稻田化肥减施生态补偿标准。研究结果表明:化肥污染环境成本量化视角下南京市水稻种植过程中的折纯化肥投入参考值为268.75 kg hm~(-2)a~(-1),相比2017年南京市的实际化肥用量312.48 kg hm~(-2)a~(-1)仍有约14%的下降空间;绝大多数种植户愿意在接受平均补偿标准为882.49元hm~(-2)a~(-1)的前提之下减少化肥投入至参考用量;受教育程度越高、家中务农人数越多、化肥投入成本越高的稻农更倾向于接受生态补偿,而种植面积较大的农户以及年长男性种植户对减施化肥持更谨慎的态度。研究结果为南京市农业面源污染防治和稻田生态补偿标准制定提供了一定的理论支撑,在实际补偿发放过程中,单一的补偿标准无法保障公平公正,需建立与作物种植类型、化肥减施成效相挂钩的分级生态补偿制度,从而激励农户尽可能减少化肥投入。     

基于“管制平衡”的草原生态补偿政策参与式干预发展评价研究

从整体性治理理论视角出发,深入分析了草原生态补偿政策实施过程中的管制与治理维度,认为草原生态补偿政策是一个"管制平衡"导向型政策,进而提出从"参与式干预发展"的角度对该政策的实施效果进行综合性评价。基于内蒙古锡林郭勒典型草原的一个纯牧业嘎查(村庄)的案例研究,将参与式干预发展评价(PADev)方法的应用进行了详细呈现,并获得了兼具"形成性"和"主体间性"的综合性评价结论与发现。为验证PADev的适合性和科学性,从"元评价"的角度,进一步呈现了基于生态调研和抽样社会调查的评价,作为PADev方法的"验证性"评价。案例研究发现,草原生态补偿政策的地位和作用体现在"草-畜-人"历史性(长达35年,从1983年牲畜承包开始)发展变迁的结构关系中,从政策作用的末端来评价生态补偿政策所产生的生态效益,比较难以直接确定其因果关系,但从基于制度变迁的路径依赖及未来发展的角度,政府主导的生态补偿政策将积极地促进牧民们的自主整合和适应市场的发展,以及"生态载畜量"和"实际载畜量"的收敛趋同。     

跨区域森林生态补偿的演化博弈分析——基于主体功能区的视角

新常态下,我国的森林生态环境承载力已经达到或接近上限,森林资源存在乱砍乱伐现象和林区政府监管乏力问题,究其根源是缺乏森林保护和补偿的驱动机制。在中央政府投入大量物力和财力的同时,其他利益相关主体却存在不同利益诉求和行为导向冲突,跨区域森林生态补偿难以实现,因此利用演化博弈模型厘清森林生态环境保护与补偿行动中保护主体、受益主体和中央政府的关系,有助于突破跨区域森林生态保护补偿困境,形成良好的行动机制。分析主体功能区利益群体逻辑关系的基础上,构建保护地区政府和受益地区政府的演化博弈模型,分别研究未引入"约束-激励"机制和引入"约束-激励"机制下的主体行为特征及其影响因素,剖析不同情形地方政府间的博弈决策行为。研究结果表明,在未引入中央政府"约束-激励"机制的情况下,跨区域生态补偿无法实现,保护地区政府会通过权衡保护森林资源收益和机会成本进行策略选择,当保护森林资源的净收益为正时,即使没有受益地区生态补偿,保护地区政府仍然有足够的激励保护森林资源,当保护森林资源的净收益为负时,两类政府群体容易陷入森林生态治理的"囚徒困境",而"约束-激励"机制的引入可以实现森林生态保护补偿的帕累托改进,通过中央政府惩罚、奖励金额的限制能够实现最优稳定均衡策略。     

海洋自然保护区生态保护补偿机制

在提炼生态保护补偿概念内涵的基础上,综合考虑政策目标、海洋环境自然属性、自然保护区区域特殊性以及我国制度环境,明确了海洋自然保护区生态保护补偿的思路;根据相关法律法规,结合生态系统服务分析,对海洋自然保护区生态保护补偿机制的主体、客体和补偿标准进行了讨论。研究结果表明,海洋自然保护区生态保护补偿应该以持续的生态效益供给为目标,以正外部性内部化为基本原理;海洋自然保护区生态保护补偿的主体是国家,由相关政府部门代表国家履行补偿责任;补偿客体为保护区周边居民和保护区管理机构,对周边居民的补偿标准以其为保护区牺牲的生态效益价值来确定,对管理机构的补偿标准以其使保护区增加的生态效益价值来确定。在构建补偿机制框架后,探讨了保护区运营资金支持和补偿标准公信力等问题,为后续的研究实践提供参考与借鉴。     

冻融条件下生物结皮覆盖对土壤饱和导水率的影响

生物结皮(BSC)是广泛分布的地被物,每逢冬春季节,受冻融交替作用影响,结皮土壤的理化性质和水文学特征明显改变且与裸土差异显著,从而影响该地区土壤可蚀性评估和土壤侵蚀防治。采用室内模拟实验,以蓝藻结皮土壤为对象,研究不同冻融交替次数和初始含水量下,土壤三相对温度变化的响应特征并定量分析结皮覆盖土壤在此条件下饱和导水率(Ks)的变化趋势和突变点。结果表明:初始含水量对Ks无显著影响(P>0.05),冻融交替次数对Ks有极显著影响(P<0.01),冻融条件下裸土的平均Ks为1.941 mm/min,结皮覆盖土壤平均Ks为0.325 mm/min,两者具有极显著差异(P<0.01),且随交替次数增加,Ks差异逐渐增大,并在10次时达到最大值为10.13倍。不同冻融含水量下的结皮土壤的Ks在冻融10—20次时趋近,平均值为0.219mm/min。冻融作用显著改变土壤结构,且在冻融7次时土壤结构变化较明显,冻融过程中<0.1 mm的土壤颗粒显著变化。试验条件下,Ks受因子影响程度大小为:冻融交替次数>土壤结构>结皮厚度>结皮容重>下层土壤容重>...     

意愿价值评估法应用于农业生态补偿研究进展

农业生态补偿是支持和保护农业发展的重要政策激励手段,有关补偿标准的估算及计量方法研究始终是学术界讨论的热点。意愿价值评估法(CVM)是国际社会进行非市场价值评估最广泛采用的陈述偏好方法。由于在农业生态补偿领域应用时间不长,农业产业的弱质性及农民认知水平的差距,导致国内CVM的实证研究面临许多问题和困惑。阐明CVM方法的内涵与理论基础,全面系统地梳理国内外CVM在农业补偿领域的研究进展。以激励农户采纳农业清洁生产技术补偿意愿问卷调查为例,深入探讨CVM应用于农业生态补偿政策评估中存在的假想特性偏差、研究手段偏差及调查实施偏差等。提出通过合理的技术途径和对策措施规避可能的偏差,包括:明确计量模型适用范围、开展效度与信度检验、选择两种尺度评估及处理调查过程偏差的方法等,为破解CVM应用于国内农业生态补偿政策制定中的问题提供方法和思路借鉴。研究指出存在的不足与局限性,以期未来不断完善和拓展。     

生态补偿权衡关系研究进展

生态补偿是以市场机制解决环境外部性问题的方法,其典型特征是通过经济激励而实现生态系统保护和减贫的双赢,因此在世界范围内得到了广泛实施。权衡关系是生态补偿理论和实践中面临的问题和困境之一。生态补偿存在4种权衡关系:生态系统服务之间的权衡、监测成本与交易成本之间的权衡、公平与效率之间的权衡以及生态系统服务供应与减贫之间的权衡。分析了权衡关系的产生源于生态系统服务产生过程的不确定性、自然和社会经济系统的耦合性以及生态补偿实施背景的异质性,并提出应该在理论基础、实践模式和评估系统3个方面加强权衡关系的研究。     

构建我国农业生态转型的政策法规体系

中国农业需要进入产出高效、产品安全、资源节约和环境友好的生态转型阶段。为了全面推进生态农业建设,在分析了各国农业生态转型的经验和我国相关政策和法规的基础上,提出了建立我国农业生态转型政策法规体系的原则是整体把握、系统设计,因地制宜、分级管理,疏堵结合、奖惩有度,着眼基层、重在落实。分别就我国生态农业的红色清单制度的清单内容、惩罚措施、监督机制,绿色清单制度的清单内容、分层管理、经费支持和行动主体,以及生态农户认证制度的标准构建、认证程序和支撑政策等进行了论述。最后提出了制定"现代生态农业实施条例"的设想。