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2016年第6期(发布时间: Jun 29, 2016 发布者:罗婷婷)  下载: 2016年第6期.doc       全选  导出
1   2016-06-28 15:16:24.73 2016世界防治荒漠化日全世界共同庆祝的主题: 保护地球,恢复土地,全民参与 (点击量:18)

荒漠化、土地退化、干旱和气候变化是相互关联的。由于土地退化和气候变化,伴随着洪水和极端温度,干旱的严重程度和频率一直在增加。农业用地50%以上中度或严重退化,导致每年损失1200万公顷的粮食产量。

今年的6月17日,全球庆祝世界防治荒漠化日(WDCD)。联合国秘书长潘基文在他的年度信息中标记着这一纪念日,敦促所有职员一起努力。联合国秘书长潘基文指出如果没有长期的解决办法,荒漠化和土地退化不仅会影响粮食供应,而且会导致大量的人口迁移,威胁到许多国家和地区的稳定。这就是为什么世界领导人提出了土地退化中立作为可持续发展目标的目标之一。这意味着每年至少恢复1200万公顷退化土地。

去年,193个国家承诺在2030年前努力让土地退化中立。这意味着,如果一公顷的土地退化,我们应该尝试恢复等量健康的退化土地。90个国家已经签署了挑战书,并制定他们的国家目标。联合国防治荒漠化公约(UNCCD)执行秘书莫妮克提及只有这些国家参与还不够,至少有169个国家受到土地退化和干旱的影响,同时所有国家都受到间接影响。避免、停止和扭转土地退化的行动必须从现在开始,每个人都充分参与。如果我们拖延,世界土地退化中性的前景就变得暗淡。

去年在土耳其安卡拉举办的防治荒漠化公约第12届缔约方会议,全球环境基金(GEF)首席执行官Naoko Ishii宣布设置300万美元(LDN)支持在土地退化中立概念下设定目标的国家。利用预留的第六补给分配资源用于土地退化重点区(LDFA),这些活动应增强受援国加快设定与可持续发展一致目标的能力。

全球环境基金(GEF)是防治荒漠化公约的一个金融机制,并将土地退化作为一个重点领域,在世界各地防治荒漠化和减少森林砍伐。在这方面,全球环境基金通过支持项目、计划和试点方法,以永久扩大他们的努力。“印度已与全球环境基金合作以促进可持续的土地和生态系统管理的实践。印度约有69%的旱地,当务之急是要解决与土地退化相关的问题”印度政府环境部森林和气候变化部联合秘书阿伦库马尔梅塔说。另一个例子来自马里,其中GEF首席执行官Naoko Ishii最近批准了GEF项目以扩大和复制库利科罗区可持续土地管理和农林业的成功实践。

在GEF6,GEF推出综合试验,在非洲南撒哈拉以粮食安全为目标,培育农业生态系统可持续性和恢复性(GEF 1亿600万美元;联合贷款10亿美元)。这个程序需要十二个国家保障和维护农业生态系统服务,以期获得小农农业和食品价值链效益。“我希望综合试验设计应对我所希望的愿景,即GEF促进伙伴关系、共同工作解决全球环境规模的问题。” Naoko Ishii说。

全球环境基金对可持续土地管理的项目投资近10亿美元,并有超过40亿美元的合作融资用在非洲撒哈拉以南、中东和北非、亚洲和拉丁美洲的干旱地地区。

2   2016-06-28 15:32:07.143 全国生态环境调查报告正式发布 (点击量:16)

《全国生态环境十年变化(2000~2010年)调查评估报告》(以下简称《报告》)近日发布。调查评估结果表明:全国生态环境脆弱,生态系统质量和服务功能低。通过调查评估,基本掌握了全国生态环境状况及其变化趋势、变化的时空分布特征和存在的主要问题,找出了生态环境变化及问题出现的主要原因,提出了新时期我国生态环境保护对策与建议。

调查评估结果显示,十年间,全国森林、灌丛、草地生态系统质量总体向好,城镇、农田生态系统格局变化剧烈,森林、湿地生态系统人工化趋势明显。农业生产与开发导致的水土流失、土地沙化、石漠化等问题依然严重,城镇化、工业化与资源开发导致的流域生态破坏、城镇人居环境恶化、自然海岸线丧失、野生动植物自然栖息地减少等问题加剧。全国生态安全形势依然严峻,生态环境风险增加,生态保护与发展矛盾突出。主要存在以下几个问题:

一是生态系统类型复杂多样,格局局部变化剧烈。森林、湿地生态系统面积有所增加,灌丛、草地、农田生态系统面积减少,城镇生态系统面积扩张迅速。

二是生态系统质量低,森林与草地质量有所提高。森林、灌丛与草地生态系统质量为优等级的面积比例分别为5.8%、11.7%和5.4%。

三是生态系统服务功能低,不能满足社会经济可持续发展要求。生态系统土壤保持、防风固沙和洪水调蓄功能有所提高,水源涵养功能无明显变化,生物多样性保护功能下降。

四是生态环境脆弱,人工化加剧,生态环境问题依然突出。水土流失、土地沙化和石漠化等土地退化问题依然严重。生态系统人工化加剧,野生动植物自然栖息地减少。流域生态环境恶化,河流断流、湿地退化、生物多样性减少等问题突出。城镇无序扩张,人居环境恶化。海岸带变化剧烈,自然岸线长度减少,滨海自然湿地面积减少。矿产资源开发生态破坏严重。自然保护区、重点生态功能区等重要生态保护区域人类活动干扰加大。

针对生态保护管理面临的主要问题,《报告》指出,我国生态环境保护顶层设计不完善、责任不落实,生态保护观念落后;重人工建设、轻自然恢复;生态保护重战略规划,缺乏“落地”机制;生态保护与恢复项目多头管理,效益低下;城市建设与管理缺乏生态理念;缺乏合理的生态保护评估和绩效考核机制。对此,《报告》提出7点建议:

一、落实生态保护新理念,完善国家生态保护策略。落实“保护生态环境就是保护生产力、改善生态环境就是发展生产力”的新理念,实行最严格生态环境保护制度,形成与生态保护相适应的生产生活方式。

二、改革现有生态环境管理体制,落实生态保护责任。加快推进自然资源资产所有者与监管者的分离,建立统一的生态保护监管机构,改变目前按类型分要素交错重叠管理体制,强化对生态系统的综合保护与管理。

三、明确“生态用地”类型,划定并严守生态保护红线,构建科学合理的生态安全格局。定义“生态用地”概念,明确“生态用地”类型,增加生态用地,力争面积占陆地国土总面积50%以上。

四、坚持保护优先,统筹区域重大生态保护与恢复工程,改变目前生态保护与恢复项目多头管理的局面。坚持保护优先、自然恢复为主的方针,对人工造林种草等生态建设工程进行科学论证和限制,坚持宜林则林、宜草则草、宜荒则荒。

五、增强城镇和城市群生态功能,促进城镇化健康发展。强化城镇生态安全意识和要求,严格控制城镇无序扩张与超大规模。在城市群发展规划中,要体现生态优先原则,优先确定生态用地、再规划城市建设用地。在城市总体规划中增加生态规划专项,建立节约资源、利用可再生资源和循环利用资源的机制和政策。

六、推进流域综合管理,保障流域生态安全。综合协调流域资源环境承载力、产业布局、城镇化格局、生态环境保护等方面的关系,推进流域综合生态管理。尽快启动长江、黄河、海河等重点流域生态安全对策研究,重点开展流域生态调查、生态风险评估、生态保护与建设措施、农业面源污染防治等工作。

七、增强生态保护科技支撑,建立生态调查评估常态化机制。加大国家生态保护与恢复方面的科技投入,提升科技支撑能力。

为了加强对生态环境的保护,接下来,将尽快启动全国生态环境调查评估(2011~2015年),并积极推进调查评估成果应用。

3   2016-06-28 15:41:19.757 可持续土壤管理准则获得全球土壤伙伴关系批准 (点击量:10)

在本周的联合国粮农组织(FAO)的全体大会上,全球土壤伙伴(GSP)发布了一系列的可持续土壤管理指南,世界粮食安全的一个里程碑。全球土壤伙伴关系旨在推动改善岌岌可危的土壤状况,全球三分之一的土壤被确定为退化。

若要成功改善土壤健康,必须进行大量的诊断评估工作。例如,根据最新FAO-政府的调查,在非洲国家马拉维每年耕地表土的损失是29吨,导致农户收入下降10%。粮农组织和该国政府在经过广泛的调查后发现,每年的表土流失量在29吨左右,导致农作物减产10%。但根据该研究,尽管“热点”地区土壤侵蚀不断加剧,但另一些地方却出现“亮点”,那里的土壤流失程度不仅比全国其他地方低得多 – 如大裂谷地区为每年不到10吨 – 而且还在稳步下降,其原因是采取了积极的土壤管理措施。

“值的关注的是,那些表土侵蚀影响小的地区都采用了可持续土壤管理干预措施,如覆盖、最小耕作、起垄和壕沟。”FAO土壤和土地管理官员罗纳德•巴尔加斯说,“通过制图工作可以帮助监测那种措施最佳。”

自愿准则即将出炉

《可持续土壤管理自愿准则》有望在12月份提交粮农组织理事会通过。该准则旨在为政府官员和决策者、农牧民及发展工作者提供有关可持续土壤管理原则的参考。

该准则的首要重点是尽量减少土壤水蚀和风蚀。这就需要对土地用途的改变实施严格管理,如森林砍伐或草地生态系统转变为农田,以及推广地表保护活动,如地膜覆盖和免耕,或梯田、防风林和河岸缓冲区等干预措施。

主要目标是尽可能减缓土壤养分过度流失,并减少下游的农业投入物流失。准则还强调促进土壤有机质的重要性,它不仅能够提高耕地的肥力,而且还通过其碳封存功能,在减缓和适应气候变化方面发挥关键作用。

一些建议提出对具有重要生态系统服务功能(碳储存、生物多样性养护和作物增产等)的土壤采取专项行动,使其免受城市无序拓展的影响。应当实现全年作物盖,因为这不仅能够防止土层被风吹走,而且还能减少水分蒸发速度,从而避免土壤盐渍化和最终丧失作物生产能力。

全球土壤伙伴关系在其全体会议上还批准设立以俄罗斯科学家格林卡(Konstantin D. Glinka.)命名的“格林卡世界土壤奖”。

4   2016-06-14 16:53:29.457 植物固氮过程中缺失的联接通道被发现 (点击量:8)

约翰英纳斯中心的科学家们发现了植物的固氮过程中一个重要组成部分。他们已经确定了一个有利于植物细胞中钙运动的关键蛋白质。这一钙运动信号与固氮菌植物关系密切,触发了根部结节发展,以容纳这些细菌。

氮是大气中最丰富的气体,豆科植物能从空气中吸收氮,并将其纳入细胞中。这可能是因为豆类已经开发了一种与特定类型的土壤细菌的共生关系,并把他们安置在根部。这些细菌吸收(或“固”)氮,并把它传递给植物,以进行糖和其他营养物质交换。此功能使豆类作物生长需要较少的氮肥。

吉尔斯教授在约翰英纳斯中心领导一个研究小组,目标是将固氮能力转移到其他植物,如小麦或大麦。这将增加这些作物生长和产量,特别是在发展中国家农民难以获得氮肥。

众所周知,植物和细菌的相互作用依赖于植物根细胞中钙的运动。这一运动的钙发生在植物细胞核。以约翰英纳斯中心吉尔斯博士和吉尔斯教授为首的新研究发现了一组非常重要的蛋白质,称为环核苷酸门控通道(cngc15s 15s),它在钙运动到中心细胞核过程中非常关键。他们发现,cngc15s促进钙进入细胞核,给植物传递土壤固氮细菌在附近的信息。这使植物能够启动细胞和发育过程,促进细菌的住宿,允许建立共生固氮,从而固氮。虽然这种钙的运动仅限于植物细胞的细胞核内,但它对整个植物如何生长有很大的影响。

加尔斯教授说:“这一发现表明有一种位于植物细胞核边缘的CNGC蛋白控制钙的进入。这是了解固氮豆科植物的重要一步,这一理解将有助于我们开发出更有效的作物。

卡朋特博士说:“尽管十几年前就证明了植物细胞核钙信号的存在,但细胞核钙通道的确切身份仍然未知。这项研究首次确定了植物中细胞核钙通道。钙信号不仅对共生是重要的,而且对植物发育进程和植物对环境的反应也很重要。植物细胞核钙信号通道的确定将使我们能更好地理解植物如何使用细胞核钙信号生长和响应环境。

5   2016-06-29 10:15:57.967 土壤修复对不同土壤粒径中的有机碳和养分的影响 (点击量:4)

沙漠化是可逆的,采用有效措施控制成因过程,也是可以防治的。在中国过去的几十年里,大多数干旱和半干旱地区的荒漠化程度得到缓解,这是因为植被和养分的修复。然而,修复过程中对土壤不同粒径中养分的效应研究较少。科研人员把土壤分成不同的粒径:粗砂(2.0-0.1 mm)、细沙(0.10-0.05 mm)和粉砂-粘土(<0.05 mm),测定了不同粒径的土壤有机碳(SOC)、氮(N)、磷(P)、钾(K)含量。结果表明,粉砂-粘土型颗粒的养分含量较高。在荒漠化恢复过程中,不同粒径中的土壤有机碳、总氮、总磷和有效氮磷钾的含量和稳定性都随着养分含量的增加而增加。表层土壤中存储在粗砂和细砂中的养分比粉砂-粘土型中的养分对流动沙地的固定和植被恢复更加敏感。容积养分的变化和它们的稳定性是由土壤养分和粒度决定的。路径分析显示细砂中的土壤有机碳和总养分含量与粗砂中的有效养分是土壤恢复的关键因素。这些结果将有助于理解土壤恢复机制,以及评价土壤恢复程度。

6   2016-06-14 17:01:14.65 大气中的CO2含量高时,草地更容易从热浪和干旱中恢复 (点击量:5)

极端气候事件如热浪和干旱,会影响陆地生态系统固碳能力。近日,法国INRA和CNRS研究人员在蒙彼利埃生态气候室进行了一次大规模实验来研究这个问题。利用永久性山地草原样方,他们得到了一个意想不到的发现:大气中的CO2水平升高,有助于草原从极端气候事件中恢复并限制水分胁迫带来的负面影响。本文在线发表在PNAS上,它充分检验了研究气候变化时生态系统相互作用的重要性。

从现在到本世纪末,由于气候变化的结果,法国将经历一个极端气候事件数量和严重程度的增加时期,如热浪和干旱。这些事件将会对生态系统产生负面影响,尤其是法国奶牛和肉牛的重要资源--草原对干旱敏感。例如,因为富含碳的有机质可能会流失,所以土壤质量可能会下降。

然而,讽刺的是,大气中CO2水平的升高可能会帮助缓和气候变化的负面影响。事实上,植物需要二氧化碳用于光合作用。天然气也有助于提高植物的耐旱性,有助于土壤有机质的积累。即使直到最近,极端气候事件中较高水平CO2带来的好处是否会一直保持仍然不得而知。然而,INRA和CNRS的研究人员已经发现答案,他们在蒙彼利埃城市生态气候室进行了大规模的实验。在法国奥弗涅地区取了48个面积1m2、深度60cm的山地草原大样本。然后,他们进行不同的实验处理,以测试温度、降雨、大气中CO2和严重干旱、热出现与否的影响。对目前和2050年发生热和干燥条件进行了预测比较。

研究表明,干旱和热浪模拟期间,大气中的CO2水平的升高,有助于缓冲草原植物种受到的水热胁迫影响,使他们能够保持生理功能。根系生长受到刺激,允许植物从土壤中获取更多的水分和养分,一旦外部条件恢复正常就会促进再生。

当涉及到净碳同化时,研究人员发现,与CO2水平增加的相关好处完全抵消了极端气候事件带来的负面影响。结果表明,在研究气候变化的潜在影响时,充分调查生态系统的相互作用是至关重要的。结果还表明,大气中的二氧化碳水平的增加,可以提高土壤有机质和草原生态系统的应变能力,从而限制了干旱和热浪对畜牧业系统的影响。然而,这些研究结果并非针对反复的极端事件导致的累积影响,这是需要使用建模方法加以检验的问题。

7   2016-06-28 15:19:12.867 利用GRACE卫星重力对青藏及周边地区地下水储量研究取得重要进展 (点击量:5)

在国家自然科学基金重点项目(项目批准号:41431070)的资助下,中国科学院测量与地球物理研究所汪汉胜研究团队和瑞典国土测量局Holger Steffen博士、香港大学胡百卓教授合作,用GRACE卫星重力对青藏及周边地区地下水储量研究取得重要进展。研究成果于2016年6月15日以 “Groundwater storage changes in the Tibetan Plateau and adjacent areas revealed from GRACE satellite gravity data”(《从GRACE卫星重力数据分离青藏高原及邻区地下水储量的变化》)为题在Earth and Planetary Science Letters在线发表。论文链接:http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0012821 X16302898

青藏高原地下水储量的变化对高原生态恢复、农牧业发展、地质灾害防治、工程设计和地热开发等具有重要价值,同时对水文循环和全球气候变化研究具有重要意义。长期以来,在青藏高原广阔的地区,由于可利用的水井水位测量数据极少,对地下水状况知之甚少。2002年以来,GRACE卫星重力观测使评估整个高原地下水的变化成为可能。然而,卫星的重力观测受土壤湿度、冰川与积雪、冻土、湖泊与水库变化等影响,如何排除这些影响是精确获得地下水储量变化信息的关键。汪汉胜研究团队在充分利用国际最新的GRACE重力场数据的同时,还利用了多种水文模型提供的土壤湿度和积雪数据、冰川湖泊ICESat-1卫星测高结果、冻土模型和最新的冰川均衡调整模型,首次揭示了青藏高原及周边2003-2009年地下水增加趋势(图1),每年总增加量为186±48亿立方米,相当于三峡水库175米水位时近一半的库容量。

研究人员进一步的研究分析表明:在高原东部河源地区,广泛分布的石灰岩和碎屑岩的裂隙孔隙、岩溶和活动断层有利于地下水储存;地下水增加与流域或盆地周边地区的冰/雪、冻土融水和降水增加所产生的径流补给以及高原西部的内流盆地活动断层渗漏有关;对于三江(澜沧江、长江和黄河)源地区,2005 年以来中国政府实施生态保护和重建工程所采取的生态移民、限制放牧、森林湿地保护和人工降雨等措施有利于地下水的储积和生态恢复。

8   2016-06-29 10:16:39.977 利用类球红细菌对铅污染土壤进行生物修复 (点击量:4)

利用微生物对重金属污染的土壤进行生物修复是一项很有前景的技术。最初类球红细菌(Rhodobacter sphaeroides)是由油田注水中提取出来的细菌,现在用它来对铅污染土壤进行修复。基于该细菌最佳培养条件和对铅的耐受性的研究,研究人员在不同铅污染度的土壤中进行实验。结果表明,类球红细菌最佳的温度、Ph、接种体尺寸分别为30-35 ℃, 7和2 x 108 mL-1。类球红细菌不能从土壤中消除铅,但是能够改变它的形态。在生物修复过程中,铅可以被转化活性低或惰性状态。特别是交换性显著下降。小麦幼苗实验中,修复土壤中的铅的生物有效性降低。这个结果揭示了类球红细菌的作用机制是把铅变成了惰性化合物,包括硫酸铅和硫化铅。尽管铅的生物修复效率在小麦上表现非常低(根:14.78%;叶片:24.01%),类球红细菌对铅污染土壤的修复中仍然前景广阔。

9   2016-06-29 10:21:04.91 新测试方法可以更快、更便宜地检测植物病毒 (点击量:5)

在佛罗里达大学食品和农业科学研究所植物病理学教授鲍斯顿最新发表的研究中,测试了几种方法来检测病毒的基因组DNA。这些病毒已存在30年并成为植物病原体,威胁着全球热带和亚热带地区的作物生产。

鲍斯顿和她的研究小组的同事们发现,一个称为“重组聚合酶扩增”特定的测试确定疾病病因时,比常用的聚合酶链反应(PCR)检测方法更快、更便宜的。他们采取了一些新技术并改进了这一方法用于测试佛罗里达州发现的几个粉虱传双生病毒。

佛罗里达大学食品和农业科学研究所诊断中心发现这一方法确定作物病毒更容易,从而可以针对病毒引发疾病提出改进管理建议。佛罗里达大学食品和农业科学研究是全国拥有全国植物病害诊断设备的研究所之一。

10   2016-06-29 10:26:30.313 利用烘焙生物材料改良土壤 (点击量:5)

最近,一项日本的研究表明,烘焙生物材料可以改善干旱区域贫瘠土壤的质量,提高了土壤持水量,促进了植物生长,该研究发表在了《Scientific Reports》。高温低氧条件下生物材料降解产生富碳物质,叫做生物炭(biochar),相对低温条件下烘焙生物材料产生生物煤(bio-coal),也是生物炭的一种。为了探明施用生物炭对土壤生物属性影响,研究人员在干旱土壤中施用生物炭,并与未施用土壤做对比。

衡量土壤质量的一个标准是它的持水能力。研究表明,与对照相比,生物煤增加了土壤持水量,提高了5%的生物量。同时,土壤的压缩应力也比对照高5%。发现土壤持水量增高后,研究人员测试了土壤的化学属性。他们发现,施用生物炭的土壤钾、磷、硫的含量较高,其生物有效性也高,植物也具有较厚的茎,更长的根。植物可以吸收更多的钾,较少的锰,锰可以拟制植物生长。

论文详细信息《Improvement of physical, chemical, and biological properties of aridisol from Botswana by the incorporation of torrefied biomass.》 Scientific Reports, 2016; 6: 28011 DOI: 10.1038/srep28011