基于物质流分析方法的生态海岛建设研究——以长海县为例

建设生态海岛是海岛生态经济系统实现可持续发展的重要途径。运用物质流分析方法对长海县的物质输入与输出状况进行计算,并用物质消耗强度、废物排放强度和环境负荷强度3个指标衡量了该海岛县生态效率的变化,分析了技术进步对海岛生态经济系统生态压力变化的贡献状况。结果表明,2003—2009年间,长海县物质输入总量、物质输出总量和环境负荷总量呈增长态势;生态效率明显提高;技术进步对减轻海岛生态经济系统生态压力的贡献没有抵消经济增长所产生的生态压力的增加量。为了减少物质输入和废物输出,减轻经济活动对海岛生态系统产生的压力,建立创新型管理机制有效促进技术进步,不断提高生态效率具有特别重要的作用。     

城市物质代谢的生态效率——以深圳市为例

城市可持续发展研究的关键是城市物质代谢通量及其效率研究,但物质代谢通量仅能反映代谢速率,而其生态效率则能反映支持社会经济发展的物质代谢能力。从工业、生活的源头循环(减少原生资源的消耗)和末端循环(减少污染物的产生)角度,构建城市物质代谢生态效率的度量模型,并依据中国城市化发展进程,选定深圳市作为研究区,核算城市水、能量和废物代谢通量以及代谢的生态效率。结果表明:随着深圳市社会经济的快速发展,水、能源和废物代谢通量呈现出增长势头,但代谢的生态效率不断提高。1998～2004年间,GDP增长2.7倍,城市水和电的代谢通量分别增长1.5倍和3.0倍;工业增加值增长3.7倍,工业水、电、能源和废物的代谢通量分别增长1.9、3.5、2.7倍和2.0倍;常住人口增长1.5倍,居民水和电的代谢通量分别增长1.8倍和1.7倍;资源效率提高1.8倍,环境效率提高3.7倍,生态效率提高2.3倍。虽然深圳市物质代谢的生态效率在提高,但是随着物质资源的日益稀缺,物质代谢的生态效率仍需进一步提高,而提高城市物质代谢生态效率的关键是资源效率和环境效率的协同发展,以及逐步构建废物资源化的循环链条。     

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.     

银川市城市生态经济系统的物质流分析

运用物质流分析法对银川市2006-2012 年生态经济系统中的物质流进行分析。结果显示, (1)不含水的物质输入与输出总量均呈先减后增的趋势。物质输入以气体和固体为主, 其中固体物质主要以化石燃料、矿物和建筑材料的增加最为明显; 物质输出端主要以气体为主, 其中化石燃料燃烧废气排放量和工业废气(二氧化硫、工业烟粉尘)排放量在总气体排放中所占的量最多。固体废弃物的增加, 也加大了研究区的环境压力。(2)水输入量波动下降, 水输出量不断上升。农业用水和工业用水约占总用水量的98%, 农业用水量在不断下降, 工业用水量和生态用水量在不断上升; 废水排放以工业污水为主。(3)从整体来看, 物质利用强度和输出强度在缓慢降低, 银川市经济发展一方面依靠大量的资源投入, 另一方面, 环境污染的压力在迅速减轻; 单位产值的物质消耗量在减少, 废弃物的输出效率明显提高, 银川市资源利用效率在稳定提高。     

产业生态系统资源代谢分析方法

产业生态系统是由企业群、资源及环境组成的社会-经济-环境复合生态系统。资源代谢是其功能运行的重要保障。资源代谢在时间和空间尺度上的耗竭及阻滞是造成严重生态环境问题的主要原因。根据生态学原理,运用物质流分析手段解析了产业生态系统的物质流、能流及资金流结构,构建了产业生态系统资源代谢分析模型,提出了资源输入-使用-输出-循环共生四方面的资源代谢分析指标体系和基于模糊综合分析的资源代谢问题树分析方法。在此基础上提出了基于循环共生网络结构模型的生态管理模式。以期为产业资源的生态管理提供方法支撑。     

微生物代谢环境难降解性有机物的酶学研究进展

随着人类社会的快速发展,工业化水平不断提高,产生大量的污染物并排放到环境中,给人类的生活和身体健康造成了严重的影响。这些污染物中包含种类繁多的难降解有机物,如多芳香烃(PAHs)、环硝胺类物质(RDX、HMX和CL-20)、多氯联苯(PCBs)及烷烃类化合物等,对自然界的污染危害大。微生物可以消除它们对污染的影响,研究结果表明微生物的代谢或共代谢活动是降解这些物质的有效途径,降解起始阶段需要一些关键酶的参与活动,以氧化还原酶为主。这些氧化还原酶一般与细胞膜上其他的活性组分在一起,形成一个氧化还原系统氧化底物。被氧化的中间物质再通过一系列酶催化继续氧化成三羧酸中间代谢产物被微生物所利用。以下综述了与这些物质降解相关的代谢途径和关键的酶,展望今后在开展这类研究工作时要加强降解微生物的筛选和相关酶学的研究,进一步研究这些污染物的代谢或共代谢途径和机理,为工程化治理环境污染提供依据。     

物质流分析（SFA）方法及研究进展

物质流分析(substance flow analysis,SFA)通过追踪经济-环境系统特定物质的输入、输出、贮存等过程,量化经济系统中物质流动与资源利用、环境效应之间的关系,为资源环境优化管理提供科学依据.系统阐述了SFA的内涵及发展历程,介绍了SFA方法体系,在此基础上对SFA研究现状进行了评述.分析表明,SFA是产业生态学领域内一种重要的产业代谢分析方法,它在污染物迁移路径追踪及环境影响分析、战略性资源生命周期代谢分析、物质社会存量分析等方面具有十分重要的应用价值.提出了SFA的未来应用领域和发展趋势.     

城市代谢效率研究的热点识别与综合效率实证研究

城市代谢是城市可持续发展研究的重要部分,其有序运行为城市发展与居民生活提供重要保障,代谢效率的提高有助于缓解资源利用与环境保护间的矛盾。通过分析国内外近30年的城市代谢效率的研究进展,整合代谢效率研究热点选取综合效率评估所需指标,并以深圳市为案例研究,结合数据包络分析（DEA）模型对城市物质代谢综合效率进行评估。结果表明：（1）近30年城市代谢研究处于蓬勃发展阶段,中国在相关研究领域中的影响力凸显,而城市代谢效率研究主要关注能源、水资源、碳氮元素及耐用物质（主要为建筑材料）等要素及其环境效应;（2）基于上述要素对深圳城市代谢的综合效率进行评估,其综合效率在2005-2017年间呈波动状态,多数年份城市代谢过程取得了高效运行（效率值大于1）,但仍存低效年份,包括2006（0.96）、2007（0.76）、2011（0.85）和2013（0.97）年,研究期间综合效率提高不明显。在资源投入与效益产出方面,深圳市在水资源利用效率方面需进一步提高;在当前资源消耗水平下经济效益仍有提高潜力;在减少碳氮元素的环境排放及建筑垃圾产生的效率方面有一定程度的提高。（3）通过城市代谢效率研究的热点识别,可明晰目前城市代谢综合效率评估所需涵盖的要素,由此建立评估体系可用于综合效率评估的实践,通过案例分析研究其反映城市资源利用效率动态的可行性,以期为城市可持续发展评估提供科学参考。     

植物抗寒性与酶系统多态性的关系

植物是一个开放系统,从热力学观点来说,它在物质上和能量上既有输入,又有输出。植物之所以能维持一定形态结构并不停地自我更新,就是依靠这种不断地与外界进行物质和能量的交换,这就是植物的新陈代谢。植物体内的新陈代谢不是随机进行的,而是按照一定的顺序性和模式进行的。这种代谢上的有序性保证了植物形态结构与功能的统一性;而代谢上的有序性是遗传基因的潜势所确定的模式。这些过程在一定范围又受内因(如发育阶段、内源激素等)和外     

山东省农地利用可持续集约化的时空格局

在提出农地利用可持续集约化理论框架的基础上,基于物质流分析方法(MFA)构建农地利用可持续集约化的评价指标体系,对2000、2005、2010、2015年山东省17地市的农地利用可持续集约化水平进行测度,分析农地要素资源输入-输出的总体变化特征,以及资源生产率和环境经济效率的空间布局,据此揭示农地利用可持续集约化水平的时空格局.结果表明:2000-2015年,山东省农用地直接物质投入逐渐减少,隐藏流、物质储存和国内生产过程排放均呈逐渐增加的趋势.全省各个地级市资源生产率呈现半岛沿海地区低于南部地区、西北地区资源生产率总体水平相对较高的变化特征.环境经济效率逐渐增强,且西部地区的环境经济效率高于半岛沿海地区.研究期间,山东省各地市的农地利用可持续集约化水平的空间格局出现较为明显的“集群化”演变,呈现西部地区逐渐增强、东部地区逐渐降低的趋势,农地利用可持续集约化水平的区域动态变化从高到低依次为:鲁西北>鲁北>鲁西南>鲁南>鲁中>半岛沿海.     

Investigation of the mechanism of temperature sensitivity of the electroreceptors of ampullae of lorenzini

In experiments on Black Sea skates (Raja clavata), the potential of the receptor epithelium of the ampullae of Lorenzini and spike activity of single nerve fibers connected to them were investigated during electrical and temperature stimulation. Usually the potential within the canal was between 0 and –2 mV, and the input resistance of the ampulla 250–400 k. Heating of the region of the receptor epithelium was accompanied by a negative wave of potential, an increase in input resistance, and inhibition of spike activity. With worsening of the animal's condition the transepithelial potential became positive (up to +10 mV) but the input resistance of the ampulla during stimulation with a positive current was nonlinear in some cases: a regenerative spike of positive polarity appeared in the channel. During heating, the spike response was sometimes reversed in sign. It is suggested that fluctuations of the transepithelial potential and spike responses to temperature stimulation reflect changes in the potential difference on the basal membrane of the receptor cells, which is described by a relationship of the Nernst's or Goldman's equation type.I. P. Pavlov Institute of Physiology, Academy of Sciences of the USSR, Leningrad. I. M. Sechenov, Institute of Evolutionary Physiology and Biochemistry, Academy of Sciences of the USSR, Leningrad. Pacific Institute of Oceanology, Far Eastern Scientific Center, Academy of Sciences of the USSR, Vladivostok. Translated from Neirofiziologiya, Vol. 12, No. 1, pp. 67–74, January–February, 1980.     

Principles of organization and evolution of systems of regulation of functions

Evolution of living organisms is closely connected with evolution of structure of the system of regulations and its mechanisms. The functional ground of regulations is chemical signalization. As early as in unicellular organisms there is a set of signal mechanisms providing their life activity and orientation in space and time. Subsequent evolution of ways of chemical signalization followed the way of development of delivery pathways of chemical signal and development of mechanisms of its regulation. The mechanism of chemical regulation of the signal interaction is discussed by the example of the specialized system of transduction of signal from neuron to neuron, of effect of hormone on the epithelial cell and modulation of this effect. These mechanisms are considered as the most important ways of the fine and precise adaptation of chemical signalization underlying functioning of physiological systems and organs of the living organism