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  • 摘要:

    中科院合肥物质科学研究院吴正岩研究员课题组在酸性土壤重金属污染修复方面取得重要进展。研究团队研制成功一种新型纳米复合材料,能够高效抓取和转化酸性土壤中的有害重金属离子,且亩均成本不超过30元。这项研究成果近期发表在美国化学会的绿色化学领域核心期刊《美国化学会可持续化学与工程》(ACSSustainableChemistry&Engineering)上(DOI: 10.1021/acssuschemeng.6b02569)。

    文章指出世界上约30%的不冻土都是酸性土壤,不仅造成农业减产,而且还会激活重金属离子,加剧重金属对人体的危害和对环境的污染,已经成为我国乃至世界农业和环境领域亟待解决的关键问题。据了解,目前土壤修复常规处理方法有植物修复和化学修复两种,但存在成本高、周期长、效率低等缺陷,且治标不治本,这也是制约酸性土壤和重金属污染治理的关键技术瓶颈。研究团队成功研制出一种复合纳米材料,将黏土、生物炭等天然材料复配,使其由聚集态变为松散态的网状结构,既能将土壤ph值提升至接近中性,又能够高效地富集和抓取土壤中的有害重金属元素,同时还能将“六价铬”等有害元素转化为安全元素“三价铬”。

    这种新型的土壤修复材料亩均成本只有10元至30元,修复过程直接融入耕种流程之中,不仅使用便捷,相比传统修复方法效率也大幅提高,并且可以制作成粉剂、液体、颗粒等各种形式。专家表示,该材料应用前景广阔,明年有望实现量产。

    来源机构: 美国化学会可持续化学与工程 | 点击量:24
  • 2   2017-02-20 创新湿地植被氮素遥感监测模型 (编译服务:农业立体污染防治)     
    摘要:

    氮元素是引发湿地污染和湖泊富营养化的关键元素之一,也是湿地植物生长发育不可缺少的重要营养元素。湿地植物氮素含量是湖泊/湿地氮循环和水体富营养化生态模型的重要参数。在植被氮素遥感监测研究中,由于遥感只能获取作物冠层顶部的光谱信息,而对冠层中、下部信息难以探测,通常直接利用冠层顶部光谱信息与少量叶片氮素含量进行遥感建模,而已有研究表明,植被氮素随冠层高度呈垂直梯度分布现象,忽略了冠层氮素垂直分布差异会限制氮素遥感反演精度和实际应用价值。

    日前,中科院南京地理与湖泊研究所罗菊花等人以芦苇为湿地代表植物,利用植被分层的方法,基于高光谱遥感技术,研究了芦苇的氮素垂直分布规律和遥感探测氮素的冠层有效深度,并在此基础上构建了考虑芦苇冠层氮素垂直分布特性的氮素遥感监测模型。

    研究结果表明:

    1. 在芦苇生长盛期(植株高度为1.8-2.5 m),芦苇冠层氮素存在明显的垂直分布梯度,从上层到下层氮素所占的平均比例依次为13%, 23%, 31%, 22%, 和 11%,呈现先增加后减小的抛物线变化趋势(R2 = 0.96);
    2. 当芦苇LAI>2时,芦苇前三层对芦苇光谱的贡献率最大,高于85%,因此,前三层为芦苇氮素遥感监测的有效层,在实际研究中,应该采集前三层叶片的氮素平均值与冠层光谱构建芦苇冠层总氮遥感监测模型;
    3. 混合植被指数PPR/NDVI是对芦苇氮素敏感且可有效消除LAI和背景影响的植被指数,基于该植被指数、氮素垂直分布比例和有效深度,构建了考虑氮素垂直分布的芦苇植株氮素遥感监测模型,模型对芦苇全氮含量的反演精度可达80%以上。

    以上研究结果为下一步的植被氮素卫星遥感监测研究提供了理论支撑,是实现大面积快速监测湿地植被氮素及湿地植被地上氮储量遥感估算的前期基础,可为湿地植被的修复和流域内氮循环研究提供重要的数据基础。

    来源机构: Remote Sens. | 点击量:31
  • 摘要:

    生物受到威胁后,一旦威胁排除,需要关掉免疫反应。否则对有机体可能产生负面影响。可能导致人类的自动免疫紊乱,植物停止生长和其他有害影响。基因测试可以确定免疫反应相关基因。2017年1月20日,《科学》期刊发表了一篇文章,揭示了一种前所未有的植物调节它们免疫系统对病原体的反应。一组小钛,称为RALFs,即快速简化因子(Rapid ALkalinization Factors),有助于拟制免疫信号,一旦植物免疫系统受到感染,就阻止进一步反应。这项成果有助于改善粮食作物的免疫系统,并将对粮食安全产生巨大影响。

    来源机构: 美国《每日科学》 | 点击量:31
  • 摘要:

    根据一项新的研究,增加地下水位可能有助于减缓全球变暖,提高农作物产量,保护泥炭土。这项由谢菲尔德大学科学家主导的研究发现:提高土壤饱和水即地下水位20cm,不仅可以减少土壤中二氧化碳排放,而且促进了作物生长。重要的是,研究还表明泥炭土转化为农田的损失率降低了。

    人类释放温室气体的大约三分之一是由农业引起的。减少这一排放点对减缓气候变化至关重要,然而世界正面临着全球粮食短缺,农业土地是一个宝贵的资源,这增加了对粮食安全的挑战。英国农业排水泥炭地占比正在发生重要变化,这是农业贸易中最有生产力的土壤。对原本有机质丰富的自然淹没泥炭地进行排水,可触发碳氧化并将CO2释放到大气中。

    谢菲尔德大学动物和植物科学系资深研究者Donatella Zona博士阐述英国的泥炭土正在迅速减少,如果要维护粮食安全,就要找到解决方案,以减少这种损失。在这项研究中,来自谢菲尔德、埃克塞特、莱斯特和圣地亚哥大学的国际研究队伍研究了水位、CO2浓度升高和农业生产对温室气体的波动和最重要的干沼泽经济作物之一萝卜生产力的影响。国际研究团队,将诺福克沼泽收集的泥炭土地下水位升高了30厘米到50厘米--集约耕作制下英国最大的低地泥炭。发表在《环境科学》杂志上的这项研究结果显示,水位升高使二氧化碳的平均吸收量增加。作者指出减少泥炭地土壤CO2的排放量,不仅将帮助英国达到为巴黎气候协议设定的目标,而且也将有助于保护和扩大英国农业泥炭土的生命。下一步研究团队将分析其他农作物,包括芹菜,调查化肥使用对温室气体排放量和生产力的影响。

    论文信息:Effect of water table management and elevated CO2 on radish productivity and on CH4 and CO2 fluxes from peatlands converted to agriculture. Science of The Total Environment, 2017;

    DOI: 10.1016/j.scitotenv.2017.01.094

    来源机构: 美国《每日科学》 | 点击量:39
  • 5   2017-02-13 水资源安全的自然解决方案 (编译服务:农业立体污染防治)     
    摘要:

    大自然保护协会(TNC)对全球超过4000个大城市的水源集水区进行研究分析,发布了《自然资源:水源区保护的环境、经济和社区效益报告》。报告指出城市水源集水区能够收集、储存和过滤淡水资源,报告指导如何通过实施大规模自然解决方案(如森林再造和改良农业实践等方案)促进可持续发展,保护水资源。报告通过全球分析表明,通过研究的4000多个城市中,五分之四的城市可以通过三项水源保护措施 - 牧场再造林、森林保护和覆盖作物种植,减少水中的沉积物和营养物污染。报告同时指出每年将需要在现有集水区生态系统服务功能补偿项目支出的基础上再增加420~480亿美元的投资,才能使90%的城市水源集水区的沉积物和营养物污染再减少10%。同时大自然保护协会的专家认为,水基金是保障水资源保护资金的长效机制。报告全文:https://thought-leadership-production.s3.amazonaws.com/2017/01/26/17/25/54/87c054aa-e945-4413-9163-ca11053110d7/Beyond_The_Source_Full_Report_Final.pdf

    来源机构: 大自然保护协会(TNC) | 点击量:34
  • 摘要:

    2015/16年发生了21世纪最强的一次厄尔尼诺事件,厄尔尼诺现象引起全球广泛的干旱和洪水。例如,2015年夏季中国北方遭受极端的干旱,两个农业省(河南和辽宁)遭遇自1951年有记录以来最严重的干旱。2015年的中国北方干旱,作物受灾面积3417.9千公顷,受灾人口达2100多万,造成直接经济损失114.8亿元。这种毁灭性的影响提出了一个问题:是否意味着厄尔尼诺信号越强,我国北方发生极端干旱的概率越大?

    中国科学院大气物理研究所与中国气象局兰州干旱所的研究人员发现强厄尔尼诺并不意味着我国北方夏季极端干旱发生(如1982/83年),欧亚中纬度地区正的遥相关型(EU型)是我国北方夏旱发生的关键,海气耦合的动力预测模式(如CFSv2)只有较好地捕捉到正位相EU型,才能预测出我国北方的极端干旱事件。研究进一步指出同时考虑中东太平洋海温和春季欧亚积雪建立的动力-统计预报模型在预见期较长时优于动力模式CFSv2。譬如提前3.5个月进行预测时,动力-统计模型较好地预测出2014、2015年的北方夏旱,而CFSv2则没有抓住。

    论文信息:Scientific Reports 7, Article number: 40741 (2017)

    doi:10.1038/srep40741

    来源机构: Scientific Reports | 点击量:94
  • 摘要:

    俄罗斯东部极其寒冷,气温经常达到零下30华氏度。看似荒凉的气候,但当地植物适应了气候并繁荣生长。植物遗传学家猜想这些植物具备解决抗冷食物和生物质作物育种的答案。为了找到答案,植物学探索者收集了俄罗斯东部的多年生芒草属植物南荻。芒属类植物是一类禾本科植物,包括高粱、甘蔗和玉米。由于在最北部的地方发现南荻,它可能是芒属植物中最耐寒的植物。如果我们想提高植物的抗寒性,南荻是最好的研究群体。

    美国伊利诺伊大学的遗传学家诶瑞克•萨克斯和他的同事在俄罗斯东部收集了47个地区的芒草植物,其中包括一个他未曾奢望的地区。他赤手拔下它,活体根茎部分被送回到伊利诺伊大学进行基因分析,并保存到美国农业部植物种质资源系统,并分发给世界各地的科学家用作育种和科学研究,样品也提供给了VIR基因库。相关的研究发表在了2016年第五期的《Annals of Botany》期刊上。

    来源机构: sciencedirect | 点击量:52
  • 摘要:

    最新研究证明,2015年欧盟共同农业政策(CAP)引进的“生态重点区域”的“绿化”条款能够为自然界和农民提供更多。绿化条款目的是减缓农业地区生物多样性丧失。绿化条款提出:返还他们收到的补贴,农民必须采取措施保护他们土地上的野生动物和植物。来自亥姆霍兹环境研究中心(UFZ)、哥廷根大学和其他德国、奥地利和法国机构的科学家检验了顶尖绿化措施“生态重点区域”的效果。研究结论发布在了《Conservation Letters》期刊上,其结论令人深省:生态重点区域的实施对生态多样性或农民的效益很少,而纳税人付出了很高的代价。然而,通过提出的改进措施可以使双方都受益。

    来源机构: sciencedaily | 点击量:57
  • 摘要:

    1月4日美国夏威夷大学科研人员发表文章表明:“两个潜在的生物燃料作物夏威夷甘蔗和紫狼尾草能从土壤中固定更多的碳。”

    从气候变化的角度来看,用生物燃料取代化石燃料的意义是后者排放更少的温室气体。甘蔗和紫狼尾草是发展潜力很大的生物燃料作物,因为和其它热带C4草一样,他们有一个大碳储存根可以固定更多的二氧化碳。研究人员在夏威夷监测了两年的常规甘蔗和非耕作地中海陆草作物,测量了地上和地下的生物量并评估了温室气体通量。研究人员发现,在年底前两年的研究中,两种作物已经成功固定了土壤中最大组成部分的碳。研究人员建议通过适当的管理,甘蔗和紫狼尾草生物燃料原料可能因此在土壤固定更多的碳。然而,进一步深入研究以确定作物是否能长期固碳是必要的。

    作者认为:“一个常见的错误观念坚持认为生物燃料是不可行的,因为低效率和净碳损失使得减缓气候变化的潜力无效。 这些实验结果表明,在正确的系统中,加上正确的作物和管理,生物燃料可以是可持续可再生能源组合的重要贡献者。”

    来源机构: biomassmagazine | 点击量:47
  • 摘要:

    2017年1月13日,美国农业部(USDA)农场服务局(FSA)的官员宣布美国农业部将接受43个州的由生产商提供的进行评级的300000英亩土地注册为保护储备计划(CRP)草地。通过自愿加入的CRP草原计划,收到发展限制或者转化为作为的草地将被保持为牲畜放牧区,同时提供重要的保护效益。大约200000英亩提供给小规模牲畜生产。

    不同规模的生产者都对美国农业部的CRP感兴趣,最后一轮的CRP注册很多来自小规模的牲畜经营者,显示了美国家庭农场主和大农场主对环境保护有很的影响。最近的评级期截止到2016年12月16日,CRP草地措施细化到小规模放牧操作以鼓励更多的人参与。这个评级阶段以及将来的阶段, 100头或者更少牛(或等量)的小规模牲畜养殖可以提交申请,每户注册200英亩的草地。USDA为这种小规模申请提供了200000英亩草地。可以访问网站:http://go.usa.gov/x9PFS浏览完整的要求列表。小规模养殖或其他农场有意参加CRP草地项目的可以联系当地的农场服务局(http://offices.usda.gov),网站www.fsa.usda.gov/conservation.包含更多的农业服务局保护项目。

    来源机构: 美国国家可持续农业信息服务网 | 点击量:32