关于设立面向全球科学研究基金的思考与建议

气候变化、健康危机和粮食安全等问题通常会超越国家间的地理边界,是典型的全球性挑战。随着不同挑战的日益加剧,设立全球科学研究基金已成为推动科技进步、探索创新解决方案和加强伙伴关系的重要手段。在此背景下,“研究设立面向全球的科学研究基金”是我国“十四五”时期(2021—2025年)完善科技创新体制的重要举措。为推进这一举措落实,本文在分析主要发达国家(美国、加拿大、英国、德国、日本、澳大利亚)和欧盟针对全球挑战的科研基金资助经验和广泛调研研讨的基础上,从人才项目、研究项目和大科学装置项目三个方面提出了我国未来设立面向全球的科学研究基金的建议,并探讨了相应的遴选、评估和管理机制,以期促进我国科研资助体系的创新发展,逐步提升我国在全球挑战研究中的国际影响力。

韧性科学的回顾与展望:从生态理论到城市实践

城市韧性的概念在生态与环境领域正在兴起,如何将城市的结构复杂性和功能多样性与自然、经济和社会要科学地耦合尤为重要。实践方面,城市韧性在国际组织、政府机构和私人基金会等计划的支持下得到世界各地城市的日益重视。对此,回顾了韧性在生态系统科学中的概念起源及其在工程技术与社会学科的应用发展;整合了城市系统的科学知识,以进一步阐述城市韧性的概念及理论发展;举例了目前联合国、洛克菲勒基金会和跨国企业所构建的全球合作网络中韧性城市的实践。基于城市韧性理论的回顾和韧性城市实践,结合城市系统在生态、经济和社会维度的差异性,就我国城市以韧性为导向的转型发展过程中存在的机遇、挑战及解决途径提出了参考建议。

乡村振兴背景下农村环境质量评价指标体系研究进展

在乡村振兴背景下,农村的生态文明建设扮演着重要角色。我国环境质量评价工作起步较晚,且主要针对较大尺度的城市、流域等区域,小尺度的乡村环境保护与评价工作相对缺乏。开展农村环境质量综合评价,一方面可以有针对性地解决农村建设过程中社会经济发展与生态环境保护不协调的问题,另一方面对农村环境质量进行科学评价并采取对应的改善措施也是整个乡村振兴蓝图规划的重点之一。笔者从指标体系、研究方法、发展建议3个方面总结了近年来农村环境监测与评价工作的研究方法和进展,并对农村环境质量评价指标体系的构建提出建议。

环境污染物诱导神经毒性的表观遗传机制研究进展

表观遗传修饰与神经系统功能密切相关,其在环境污染物暴露致神经毒性中的作用机制已引起广泛关注。本文综述了重金属、有机污染物和空气颗粒物等典型环境污染物对人体和模式生物表观遗传修饰(DNA甲基化、组蛋白修饰和ncRNA等)和神经系统功能的影响,指出环境污染物可直接或(通过引起氧化胁迫)间接改变表观遗传修饰状态,导致相关基因表达失调,从而诱导一系列神经毒性,并提出当前研究存在的局限性。建议未来针对污染物的神经毒性机制研究,应着重关注组蛋白修饰和ncRNA以及不同类型表观遗传修饰之间的交互作用;同时,环境污染物复合暴露导致神经毒性的表观遗传机制有待深入研究;如何从表观遗传角度解释环境污染物诱导神经毒性的年龄易感性及性别特异性也值得进一步探讨。

中国东部超大城市群生态环境建设成效与发展对策

京津冀、长江三角洲和粤港澳大湾区3个东部超大城市群是我国经济增长的核心引擎。高速发展伴随的高强度人类活动给城市群的生态环境带来巨大压力,严重影响了城市群的可持续发展。研究基于多维生态环境数据,分析了3个超大城市群生态质量、环境质量、资源能源利用效率和生态环境治理能力4个维度20年来的生态环境演变历程,评估了国家和地方层面环境政策和举措的成效。结果显示:2000年以来,3个超大城市群的生态用地稳中有增,生态系统服务能力持续提升;大气环境质量明显改善,水环境质量不断提升;资源能源利用效率大幅提高,单位国内生产总值(GDP)污染排放明显下降;生态环境基础设施日趋完善,生态环境治理能力持续增强。《国家环境保护“十五”计划》《“十三五”生态环境保护规划》等的实施对城市群生态保护和大气、水及固体废物等污染的防治作用显著。研究讨论了超大城市群生态环境存在的主要问题,提出了对应的保护发展对策,为超大城市群后续生态文明建设和高质量可持续发展提供了科学依据。

中国省际碳排放极化格局研究

温室气体减排是减缓气候变化的重要途径。由于资源、劳动力、资本和技术等要素的差异,我国社会经济发展不平衡,碳减排的潜力也各不同。文章在计算中国省际碳排放的基础上,运用基尼系数和空间自相关的方法,刻画了1990年到2007年中国省际碳排放时空分布格局和聚集程度,有利于设立合理的长期减排目标和战略,实现碳排放空间的公平分配,促进区域协调发展。研究表明,碳总量和碳强度都呈现正的空间自相关性,在局部空间上出现了高值的聚集现象。碳强度的极化现象比碳总量更加严重。文章最后根据区域经济发展,资源禀赋,碳排放聚集等,因地制宜地提出了碳排放区划方案。区划结果显示出资源丰裕程度与碳强度的关系,有利于实施差异化的减排战略,实现经济发展与碳排放脱钩。

不同城市化阶段生活垃圾处理技术选择研究:以厦门市为例

以厦门市为研究区域,将6个行政区划分为4个不同城市化发展阶段的区域类型,通过垃圾成分监测和不同处理技术的碳排放计算,了解城市化进程中垃圾成分与碳排放的变化特征。将碳排放纳入环境因素,综合经济因素和技术因素对不同垃圾处理技术进行对比评价,并针对不同城市化阶段的特点,分别采用层次分析法对各阶段的垃圾处理技术进行排序,同时结合低碳经济的发展趋势,为不同城市化阶段的地区提出最适宜的垃圾处理技术方案,结果表明:城市化发展后期阶段的地区单位垃圾的碳排放量最大,是碳减排的重点;城市化起步阶段和中期阶段的地区适宜采用以厌氧产沼气发电为主的垃圾综合管理体系;城市化后期阶段和终期阶段的地区适宜采用以焚烧发电为主的垃圾综合管理体系。

中国沿海水生生物污染数据集及食用水产品的健康危害评估

沿海区域是污染物的汇集区域,污染物的生态风险和健康危害广受关注。亟需开展污染物的监测,评估污染的生态风险。已有研究提供了不同水域不同水生生物中各类污染物的含量数据,但尚缺乏系统的沿海区域生物体污染物含量的数据集,无法为沿海区域生态风险及其人体健康危害评估提供数据支撑。本研究通过CNKI、Web of Science和PubMed数据库,搜集了2000—2019年间沿海区域物种-污染物含量相关文献的数据,建立了中国沿海水生生物污染数据集。进一步提取了常见软体动物和鱼类的重金属含量数据,运用靶标危害系数(target hazard quotients,THQ)模型进行了食用危害评估。结果显示,中国沿海区域软体动物中的8种重金属平均浓度从高到低依次为锌(317.939 mg·kg^(-1))、铜(87.792 mg·kg^(-1))、铅(14.428 mg·kg^(-1))、铬(11.459 mg·kg^(-1))、锰(5.384 mg·kg^(-1))、砷(1.332 mg·kg^(-1))、镍(1.011 mg·kg^(-1))和汞(0.384 mg·kg^(-1))。而鱼类中这8种重金属的平均浓度梯度为锌(172.025 mg·kg^(-1))、铜(11.637 mg·kg^(-1))、铅(9.604 mg·kg^(-1))、锰(1.808 mg·kg^(-1))、镍(1.573 mg·kg^(-1))、砷(0.802 mg·kg^(-1))、铬(0.546 mg·kg^(-1))和汞(0.023 mg·kg^(-1))。THQ模型预测结果表明,重金属并不会对成人产生健康影响,唯一例外的是,砷元素污染可能会对儿童产生潜在的健康危害。综上,本数据集提供了中国沿海区域物种的污染物含量数据,为污染物引起的人体健康危害评价提供了数据支撑。

新污染物对肠道菌群的影响及其毒性效应研究进展

新污染物通过与肠道菌群的互作所导致的毒性效应逐渐被人们认识和关注。该文综述了当前备受关注的内分泌干扰物、全氟和多氟烷基化合物、微塑料和抗生素等新污染物对机体肠道菌群的影响及其相关毒性效应,并提出当前研究存在的局限性。建议未来应开展基于无菌动物模型的粪菌移植实验以厘清肠道菌群和宿主健康的因果关系,并利用多组学研究系统揭示新污染物通过干扰肠道菌群稳态导致毒性效应的机制。此外,从肠道菌群的角度解释新污染物损害机体健康的长期效应、年龄易感性及性别特异性,也值得进一步研究。

中国产业能源消费氮氧化物排放影响因素分析

中国快速增长的能源消费导致大量的氮氧化物排放,研究能源消费的氮氧化物排放的影响因素对于减排政策制定具有重要意义。文章基于扩展的经济-能源-氮氧化物排放的投入产出模型,首次尝试将结构分解方法(structural decomposition analysis,SDA)运用于氮氧化物排放的影响因素分析。研究实例分析了1990-2010年中国生产部门能源消费的氮氧化物排放的变化趋势和影响因素,研究结果表明:1990-2010年中国生产部门能源消费氮氧化物共增排1 522万t,其中国内生产总值因素变动对增排贡献最大(贡献率为107.2%),氮氧化物排放系数因素变动对减排贡献最大(贡献率为-27.3%)。进一步分析表明,经济规模扩大是带动氮氧化物增排的主要原因,而技术水平提高是抑制氮氧化物增排最有效的措施,未来经济结构优化、能源强度降低和技术进步具有较大潜力,交通部门应受到特别关注。

福建省稻米中的砷水平及其健康风险研究

为更好了解区域水平上水稻(OryzasativaL.)砷所引起的健康风险,在福建省9个地区采集了206份水稻样品并对其总砷和无机砷含量进行了分析,然后在此基础上建立风险评价模型并对其健康风险进行了评价。结果表明,福建省水稻精米中总砷平均含量为(0.105±0.091)mg·kg-1,无机砷平均含量为(0.045±0.019)mg·kg-1。全省所有样品中无机砷含量符合中国国家标准规定的限量标准(MCL)0.15mg·kg-1。通过膳食调查的数据和水稻无机砷含量对每天通过稻米消费无机砷摄入量进行了计算,全省平均每天无机砷摄入量为13.50μg,并且9个地区每天无机砷摄入量均超过了美国国家研究委员会所规定的最大限量标准10μg·d-1。根据无机砷摄入量和癌症斜率因子所构建的癌症风险模型结果表明,福建省稻米无机砷所引起的癌症风险为每100000有37.5人,虽然低于中国的平均水平(每100000有61人),但是超过了美国国家环境保护局所规定的可以接受的癌症风险的上限(每100000人有10人)。因此,需要进一步通过流行病学方面的调查来确定福建省稻米无机砷摄入和健康风险之间的关系。

邻苯二甲酸二乙基己酯(DEHP)毒理与健康效应研究进展

邻苯二甲酸二乙基己酯(DEHP)作为重要的聚氯乙烯塑料增塑剂在工业上应用广泛。目前,DEHP在海洋、大气、饮用水及动植物体内均被不同程度检出,对生态环境造成日益严重的污染。结合国内外毒理学研究成果,概述DEHP的人体暴露及代谢途径;并从肝脏、心脏、生殖发育系统和呼吸系统等方面详细探讨DEHP对动物健康的危害及其可能的毒性机制,以及对人体健康潜在的影响;在此基础上,对目前存在的问题及进一步研究的方向进行了探讨和展望。

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入海口、较为发达城市滨海区以及海岸线附近。

厦门市城市能源代谢综合分析方法及应用

城市代谢理论目前被认为是系统解析城市病症结的重要切入点。能源是人类活动和城市发展的物质基础,研究其代谢规律可以揭示城市能源利用过程中存在的问题及其代谢污染物的生态环境效应,从而为城市能源规划与管理提供科学依据。文章在部门调研数据、统计年鉴数据和文献资料分析的基础上,提出了一种基于能量流的城市能源代谢综合分析方法。该方法系统分析能源在城市内部的流动过程,全面核算5种主要代谢污染物的排放量,并使用7个指标对能源代谢进行评价,进一步使用该方法系统研究了厦门市2009年能源代谢情况,结果表明:(1)厦门本地能源稀缺,对外依存度高,并且结构较为单一,主要依赖煤炭和燃油,分别占能源总量的61%和23%。(2)代谢污染物CO_2、NO_2和废热首要来自能源加工转化,SO_2和PM2.5首要来自工业。(3)2009年能源代谢总效率为0.43 tce·t^(-1),在各部门中服务业及其他的效率最高,加工转化的效率最低,代谢效率与能源结构关系密切。(4)文章提出的方法可为城市能源代谢研究提供方法参考。

厦门城市森林景观破碎化时空演变特征分析

利用厦门市1988、1996和2006年森林资源规划设计调查资料,采用景观指数分析方法,定量研究了厦门市森林景观破碎化时空演变特征。结果表明,1988、1996、2006年研究区林地面积所占比例分别为25.1%、48.7%和47.0%。中心区、近郊区和远郊区的森林景观破碎化动态具有差异性。中心区森林景观受城市化影响较大,破碎化程度加剧,林地内部之间的转化是森林破碎化的主要表现形式;近郊区是城市化进程中土地利用变化激烈区域,沿海区域林地被建设用地取代;远郊区是厦门市森林分布的主体部分,城市化水平低,森林景观受人为活动干扰较小。

厦门城市森林碳储量和碳密度时空变化特征

基于4期森林资源规划设计调查资料,运用生物量转换因子连续函数法,结合GIS空间分析手段,分析了厦门市城市森林主要植被类型碳储量和碳密度在不同城市化区域的时空变化特征。结果表明,1972-2006年,厦门市城市森林碳储量呈现出前期上升,后期小幅下降,总体上升的趋势,34 a间城市森林碳储量增加了865 589.71 t。在城市化梯度上,碳储量大小为中心区<近郊区<远郊区,碳密度大小为中心区>近郊区>远郊区。这主要是由于近郊区和远郊区面积比例较大以及不同区域间植被类型和龄组结构的差异,更深层次的原因是在城市化的快速发展过程中,土地利用变化、植树造林、人为经营管理活动等因素共同影响城市森林碳汇功能。

新时代循环经济发展助力美丽中国建设的路径与方向

世界主要经济体普遍把发展循环经济作为破解资源环境约束、应对气候变化、培育经济新增长点的基本路径。发展循环经济是推进生态优先、节约集约、发展方式绿色转型的必要途径,也是推进美丽中国建设的必然要求。本文从全球视野分析了物质资源消耗与经济社会发展的关系,提出了发展循环经济的战略价值,结合新时代背景阐释了循环经济发展的新内涵及其助推碳减排的关键路径。同时,分析了当前循环经济发展存在的问题,从完善循环经济评价体系、构建循环经济治理路径的实施方案、推动政用产学研融合技术创新体系、加强立法及配套政策的可操作性和完善智慧平台建设等方面提出了若干建议。

快速城镇化过程中的城市蔓延与生态保护冲突空间识别与量化评估--以长三角生态绿色一体化发展示范区为例

如何解决社会经济发展与生态环境保护之间的矛盾是实现区域和城市可持续发展的首要问题,表现在空间上就是城市无序蔓延与生态环境保护用地的冲突,本质上是建成区与非建成区的生态系统之间的冲突。以长三角生态绿色一体化发展示范区为例,基于自然环境因子和社会经济因子构建城市蔓延风险空间量化评估模型,得到城市蔓延风险空间分布并提取城市蔓延严重风险区;利用生态侵蚀度指数识别评估生态保护压力空间并提取生态保护压力高值区。根据城市蔓延严重风险区与生态保护压力高值区的重合空间,对城市无序蔓延与生态保护的冲突程度进行分析,进而探讨快速城镇化发展过程中二者的协调关系,为城市国土空间规划与区域生态保护决策提供科技支撑。长三角生态绿色一体化发展示范区案例研究结果表明:(1)城市蔓延的严重风险区与生态保护压力高值区的重合面积达到583.83km^(2);其中较高风险区与侵蚀度高的地区重合面积为311.73km^(2),冲突度为53.39%;高风险区与侵蚀度高的地区重合面积为47.70 km^(2),冲突度为8.17%。(2)示范区内各类生态系统中,耕地生态系统受城市蔓延冲突程度均为最高,其在较高和高风险区的占比分别为91.58%、8.42%;其次是草地生态系统。为协调城市蔓延与生态保护空间的关系,保障示范区生态绿色一体化发展。进一步识别了示范区内生态预警区和城市蔓延重点关注区,其中生态预警区内需要充分的生态修复,降低生态保护压力;城市蔓延重点关注区在建设时要注意保护原有生态保护压力大的区域,加强生态工程建设,管控建设用地规模,保障蓝绿空间占比。

厦门市电磁环境解析

为了掌握厦门市电磁环境状况,于2014—2015年对厦门市进行网格分区季度监测,由监测数据发现厦门市区的电磁辐射强度较低,其整体电磁环境监测值符合《电磁环境控制限值》(GB 8702—2014)标准的要求。不同区域低频磁感应强度呈现工业区>商业区>文教居住区>旅游风景区的特点,其中商业区、文教居住区比总体平均水平(0.181μT)略低;射频电磁辐射呈现工业区>商业区>旅游风景区>文教居住区的特点,商业区、旅游风景区的平均辐射强度比较接近,接近平均水平(0.73 V/m);运用主成分法分析电场和磁场分布的综合特征,分布表现为4个主成分;还发现了4代不同代际移动通信信号的分布规律,一代、二代手机代表通讯频段信号强度更高,强信号覆盖的范围也更大;三代手机代表通讯频段信号在中心城区、商业区和个别旅游风景区较强;四代手机代表通讯频段信号在中心城区和商业区较强。

基于DEA-Malmquist的我国城市生活垃圾管理效率评价

本文结合数据包络分析(Data Envelopment Analysis, DEA)和Malmquist指数方法,构建了涵盖减量化、资源化、无害化三大原则的指标体系,分析了我国城市2013~2017年生活垃圾管理效率的时空分异特征及其影响因素,探讨了资源化率对管理效率的影响.结果表明:全国城市生活垃圾管理效率较高,空间上呈现东高西低的特征.2013~2017年管理效率未得到有效提高,技术进步不足是生活垃圾管理效率的主要限制因素.不同类别城市的生活垃圾管理效率差异明显.北京、深圳、南京、青岛、重庆这些城市管理高效而且管理效率持续提高,其他城市管理效率仍有待提高.提高资源化率对管理效率提升的促进作用是有限的.研究最后提出,通过加强区域合作交流,推动技术创新发展,权衡社会经济和环境目标,实施差异化管理等建议,实现城市生活垃圾可持续管理.