土壤中有机肥源抗生素抗性基因环境归趋与风险管理研究进展

抗生素抗性基因——一类新型污染物,已对人类健康和环境安全构成威胁,如何有效应对日益严峻的耐药性危机已成为一项全球性挑战。有机肥源抗生素抗性基因是土壤抗生素抗性基因的主要来源,而土壤参与并主导不同环境单元中抗生素抗性基因演化的多元交互作用,因此,有必要厘清有机肥源抗生素抗性基因在土壤和其他环境介质中的命运、归趋与风险。本文综述了近年来有机肥源抗生素抗性基因在土壤中的分布特征、环境归趋、人体暴露风险以及风险管理方面的研究进展,并提出建议与展望,以期为有效减轻抗生素抗性基因在环境中的危害,遏制抗生素抗性基因的增殖与传播提供理论依据与决策参考。     

引江济淮工程菜子湖线有机磷农药分布特征及生态风险评价

选取引江济淮工程重要的输水线之一菜子湖线为研究对象,检测分析了12种有机磷农药（organophosphorus pesticides,OPPs）在沿线水体和沉积物中的污染水平、分布特征及生态环境风险,以更好地评估引江济淮工程菜子湖线水域农药类环境激素的污染及生态风险情况。结果表明,水体中 OPPs 的总浓度范围为112.8 ~ 1781.4 ng/L,主要以溴硫磷、三硫磷和灭线磷为主;沉积物中 OPPs 的总浓度范围为 290.33 ~ 13105.25 ng/g,主要以灭线磷、治螟磷和毒虫畏为主。相对于我国其他水域,引江济淮工程菜子湖线水体和沉积物中 OPPs的主要污染物类别差异较大。水体中 OPPs 生态风险评估结果表明,溴硫磷、三硫磷和毒虫畏在菜子湖线全域均表现出较高生态风险（RQ > 1）,C、D、H 和 K 这4个站点 OPPs 风险较高（RQ > 10000）,敌敌畏和治螟磷在大部分水域表现出中等（0.1 < RQ < 1）或低生态风险（RQ < 1）。本研究结果不仅为今后长期追踪评估引江济淮工程沿岸水环境生态质量提供必不可少的本底数据,也为评估菜子湖线水生态环境健康风险提供科学依据和应用价值。     

TOWARD SUSTAINABLE MAIZE PRODUCTION FOR SMALLHOLDERS THROUGH OPTIMIZED STRATEGIES IN NORTH CHINA

● County-level sustainability assessment of maize production is presented. ● County-level improvement potential exhibits a large spatial heterogeneity. ● Promoting technical innovations can facilitate China’s agricultural transition. Agricultural production by smallholders is crucial for ensuring food provision in China. However, smallholders face a series of challenges on their farms including high-to-excess resource inputs, low use efficiency, as well as negative environmental impacts, which may be unfavorable for sustainable agriculture production. This study developed a county-level sustainability assessment of maize production in Hebei, China, by applying multiple data sources in combination with emergy, carbon footprint, nitrogen footprint and cost-benefit analyses. Scenario analysis was applied to explore the localized implementation strategies to achieve the sustainable farming system. The results show that the average emergy sustainability index (ESI) of maize at 2.31 is relatively low. The average greenhouse gas (GHG) emissions and reactive nitrogen (Nr) losses are 0.15 g·kcal⁻¹ CO₂-eq and 3.75 mg·kcal⁻¹ N, respectively. The average cost and net income are 12,700 and 4340 CNY·ha⁻¹, respectively. These results indicate a great potential to improve the environmental-economic sustainability of the maize production system of smallholders. In addition, the environmental and economic indicators calculated from the maize production show a substantial spatial heterogeneity among counties, indicating a requirement for different optimization strategies to improve the environment-economy sustainability at a finer scale. Based on the multiple scenario analysis, optimal strategies targeting each county are proposed. By adopting the optimal strategies, the average ESI and net income could increase by 32% and 83%, respectively, and the average GHG emissions and Nr losses reduce by 33% and 35%, respectively. These findings provide an important reference for adopting different strategies to achieve environment-economy sustainability for smallholders production systems with diverse landscapes in North China and propose a transition pathway toward achieving agriculture sustainability for smallholders worldwide.     

库布齐沙漠北缘不同人工灌木林地土壤肥力质量状况

在库布齐沙漠北缘杭锦旗段选择柠条、沙柳、花棒和杨柴等4种人工灌木林为对象,以流动沙地为对照,研究不同人工灌木林下土壤理化性质、微生物数量和酶活性特征及其相互间的关系,并运用综合指数法对各人工灌木林土壤综合质量进行评价。结果表明:1）总体上,各人工灌木林地土壤容重、蒸发速率和pH值低于流沙地,土壤含水量、入渗率、田间持水量、总孔隙度、速效N、速效P、速效K和有机质含量高于流沙地,土壤盐分与流沙地无显著差异,不同人工灌木林对土壤理化特性的改善存在差异。2）各人工灌木林地土壤酶活性均强于流沙地,总体而言,柠条林地和沙柳林地的建植对土壤酶活性影响较大,花棒林地和杨柴林地的建植对土壤酶活性影响较小。磷酸酶与脲酶、蔗糖酶、多酚氧化酶呈极显著正相关,蔗糖酶与脲酶、多酚氧化酶间极显著正相关。3）各人工灌木林土壤微生物数量均显著多于流沙地,柠条和沙柳林地土壤微生物数量多于花棒和杨柴林地;各类人工灌木林地和流沙地土壤中放线菌数量最多,细菌数量次之,真菌数量最少。细菌、真菌和放线菌间无显著相关性;细菌除了与脱氢酶相关性较低外,与其他酶均极显著正相关;真菌仅与多酚氧化酶显著负相关;放线菌与脲酶、蔗糖酶、磷酸酶显著正相关。 4）各人工灌木林地和流沙地土壤肥力高低为柠条林地＞沙柳林地＞花棒林地＞杨柴林地＞流沙地,人工灌木林的营造改善了土壤理化特征和生物学性质,显著地提高了流沙地土壤肥力质量,营造柠条林效果最佳。     

硅藻指数在龙江与刁江流域生态健康评价中的应用

应用硅藻指数来评价龙江与刁江的水生态健康状况,分别在龙江和刁江流域设置16个样点进行调查研究。鉴定结果表明:龙江流域鉴定出硅藻28属121种,刁江流域鉴定出硅藻23属114种,共同优势属为舟形藻属、曲壳藻属、菱形藻属、桥弯藻属、异极藻属。对目前较成熟的16项硅藻指数,通过因子分析、聚类分析、箱型图分析等多种统计分析方法研究硅藻指数的适用性。研究结果表明:大多数硅藻指数与TP、TN、Cond、pH显著相关与V极显著相关,仅WAT指数与NO3-N显著相关。优选出IPS、IDG、CEE 3项指数作为该地区水质评价的参考生物指标。通过硅藻指数综合判别得出龙江样点均为良好及中等水质,刁江样点有少部分处于良好等级水质,73%的样点水质处于中等和差等水质,龙江水质整体水平要好于刁江。     

探索安徽省霍山县国土空间开发保护现状评估概要

为保证安徽省霍山县国土空间开发保护现状评估方案的科学编制,探索现状评估概要,采用文献分析法,遵循评估要求,得出霍山县现状评估基本概要,并结合霍山县地方特色,构建“控制—效率—体征—特色”的指标体系。结果表明:该评估概要为安徽省霍山县国土空间开发保护现状评估提供一定的参考,但现状评估方案的具体实现规程还有待学界继续探讨论证,进一步完善评估体系,为国土空间规划科学编制、三区三线划定等重要战略部署提供支撑。     

我国三省稻田养殖克氏原螯虾肌肉中24种微量元素含量及健康风险评价

为探讨我国稻田养殖克氏原螯虾的微量元素含量水平和食用安全性,利用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)分析了湖北、湖南和安徽3省156份稻田养殖克氏原螯虾肌肉样品中24种微量元素的含量,并采用污染指数法、暴露评估和非致癌风险评价法进行污染评价和膳食评估。结果显示,在克氏原螯虾样品的24种微量元素中,Li、Be、Tl和U这4种元素未检出,Ni、Cd和Pb这3种微量元素检出率低于50%。有16种元素含量在安徽与其他两个产地间存在显著差异,而其中5种元素在3个不同产地间存在显著差异。所有克氏原螯虾样品中,有害重金属元素As、Cu、Pb、Cd和Cr的污染指数均小于0.2,处于正常背景值水平。研究表明,21种微量元素的总目标危害系数TTHQ=3.672<10,有害元素的THQ均在可接受范围,长期食用对人群没有明显的健康风险,但营养元素Fe的摄入值得关注。     

以嘉陵江为例构建并分析有毒鱼类风险评估体系

摘要：为提高人们对淡水有毒鱼类的认知、增强公众的防范意识、减少不必要的损失,也为有毒鱼类的深入研究奠定基础,本研究初步构建了有毒鱼类风险评估体系,并对嘉陵江已知的18种有毒鱼类展开应用探索。该风险评估体系从有毒鱼类毒性属性、群体属性以及社会属性展开,共包括3个一级指标、8个二级指标和26个三级指标。通过对各有毒鱼类的各指标赋值,其后,根据各指标已确定的权重,从而得出各有毒鱼类的风险评估值,确定其风险等级。结果显示,在嘉陵江已知的18种有毒鱼类中,有4种被界定为高风险有毒鱼类,包括草鱼、鲤、鲇以及鳜,其余14种皆为中风险有毒鱼类。卡方检验（χ2）结果表明,嘉陵江不同风险等级有毒鱼类在食性类别、分布水层、分布范围及繁殖特征上差异不显著（P＞0.05）。该评估体系具有一定的实用价值,但限于对有毒鱼类的认知,本评估体系难免存在不足,未来应当加强对有毒鱼类的研究,以不断地完善该评估体系。本研究加强了人们对于有毒鱼类的了解,为有毒鱼类的科学管理提供了支撑,同时,也为下一步研究奠定了基础。     

城市静态小水体生态修复措施与生态服务价值评估研究

城市静态小水体污染是城市环境污染的重要问题之一。针对城市静态小水体的特点,依据稳态转换理论和生物操纵理论,形成适应于城市静态小水体的生态修复措施,并运用于武汉市青山区倒口湖水生态修复工程。工程实施后湖水水质得到明显改善,其中,水体透明度由0.2~0.4m提高至1.0~1.5m,溶解氧浓度由1.82~2.35mg/L上升至5.21~6.28mg/L,CODMn浓度由14.96~16.3mg/L降低至3.56~5.01mg/L,TN浓度由2.61~2.99mg/L降至1.27~1.6mg/L,TP浓度由0.43~0.62mg/L降至0.06~0.12mg/L。进一步对倒口湖水生态系统的供给、调节、文化以及支持4方面的服务价值进行评估,通过对水生态系统服务价值评价指标计算得出,工程实施前后水生态系统服务价值分别为299.34万元和645.62万元,新增服务价值346.28万元。在增量价值中固碳释氧、净化水质指标占比最大,表明在水生系统动植物的协同作用下,倒口湖的水质条件得到明显改善。     

Assessing the green sea urchin (Strongylocentrotus drobachiensis) stock in Maine, USA

The green sea urchin (Strongylocentrotus drobachiensis) fishery is of great importance to Maine’s economy. The fishery took off in the late 1980s as a result of expanding export markets, but has experienced substantial decline in landings since 1992 because of large decreases in urchin stock abundance. Fishery-independent surveys have not been conducted, and no formal stock assessment has been done prior to this study. Using the data collected from the fishery and urchin life history parameters derived from scientific studies, we conducted a formal stock assessment for the urchin stock. A stochastic observation-error length-structured model is used to describe the dynamics of the sea urchin population. A robust Bayesian approach is used for estimating fishery parameters because of concerns of possible outliers in fisheries data and mis-specification of priors. This study shows that the current stock is only 10% of the virgin stock biomass and that the exploitation rate is close to 40% suggesting that a large reduction in exploitation rate is necessary.