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[学术文献 ] Adapting feeding methods for less nitrogen pollution from pig and dairy cattle farming: abatement costs and uncertainties 进入全文
ORIGINAL ARTICLE
本研究评估了畜牧业生产过程中降低氮排放的三项措施的减排成本：两种措施是在饲喂生猪时调整蛋白质含量，一种措施是在饲喂奶牛时提高饲料的质量。采用部分成本法，我们将不同措施在氮损失和生产成本上产生的影响进行量化。我们计算了畜禽舍、粪便池、粪便施用以及从土壤中排放的NH3、N2O 和NO的含量。使用蒙特·卡罗模拟方法对与价格波动有关的不确定性及对排泄率和排放因子的假设进行了评估。因为涵盖了各个输入参数的可变性，该不确定性评估弥补了当前支持减少氮损失方法的一项基础空白。对于开展研究的几种场景，农场的平均氮减排成本为负数，对农民而言意味着净收益：在养猪业中，不管是三段式喂养（氮减排量最小为−35，最大为+ 5，平均-14€/ kg）还是优化的一段式喂养（氮减排量最小为-52，最大为+4，平均-21€/ kg），大多数情况下调整饲喂方式都会带来净收益。在奶牛喂养中，通过提高饲料质量来进行氮减排无疑比目前的做法更加经济（氮减排量最小为-40，最大为-11，平均为−21 €/kg）。如本研究所示，可以将氮减排成本作为比较不同方法养殖同一类牲畜，以及养殖不同牲畜之间降低氮损失措施的成本效益和可行性的标准。以上对畜牧业从业人员以及制定减少畜牧业氮排放的可行性方案是至关重要的。
[学术文献 ] Assessing the implications of water harvesting intensification on upstream–downstream ecosystem services: A case study in the Lake Tana basin 进入全文
Science of the Total Environment
撒哈拉以南非洲的很多地区通过集水系统提高了农业产量。类似地，集水系统有助于水土保持、干旱时期和旱季的水土恢复，从而有助于可持续农业的集约化发展。然而，没有强有力的证据表明集约化集水对上游-下游的社会-生态系统景观具有影响。在本研究中，我们开发了一套决策支持系统（DSS）用来确定水文模型中集水池的位置和大小，从而可以评估集约化集水系统对中等大小水域的上游-下游生态系统的作用。我们将这套决策支持系统结合土壤和水文评估工具（SWAT）对埃塞俄比亚塔那湖流域进行案例研究。研究发现，与目前的做法相比，补充灌溉与营养施用相结合能够使模拟的苔麸（teff，又称埃塞俄比亚画眉草，是埃塞俄比亚一种主要粮食作物）产量增加三倍。此外，经过补充灌溉后的苔麸，过量的水被用于灌溉旱季洋葱，灌溉面积达到7.66吨/公顷（中位数）。集水可以增加主要粮食作物的产量并使当地居民通过售卖更多的经济作物而增加收入。因此，集水在提高当地及区域范围内的粮食安全等方面发挥着重要作用。每年总灌溉用水约为整个水域年产水量的4%-30%。通常，集水可以降低水流峰值，在水流小时也可以提高水位。集水可以大大减少沉积物的产生。集水池提高农作物的产量从而使人们受益。下游社会-生态系统则可从粮食价格的降低、洪灾损害的减少、泥沙涌入的减少，以及水量和水质量的提高等方面受益。集水的好处值得进行经济可行性研究，并对其生态影响进行详细分析。
[学术文献 ] Associations between environmental pollutants and larval amphibians in wetlands contaminated by energy-related brines are potentially mediated by feeding traits 进入全文
Environmental Pollution
在最近几十年来，北美洲中部Prairie Pothole地区的威利斯顿盆地（Williston Basin）能源生产增长迅速。能源生产过程中对盐水废水（卤水）的回收和处置已经降低了生态风险，但泄露却还时有发生，并且将卤水排入环境的传统做法在许多地区持续造成盐碱化。除了钠和氯化物外，这些卤水还含有较高浓度的金属、类金属物质（铅、硒、锶、锑以及钒）、铵、挥发性有机化合物、碳氢化合物和放射性核素。两栖动物对氯化物和某些金属尤为敏感，从而增加了其在受卤水污染湿地中的潜在风险。我们从蒙大纳州（Montana）和北达科他州（North Dakota）湿地收集了河床沉积物、捕捉了两栖动物（Ambystoma mavortium, Lithobates pipiens and Pseudacris maculata)幼体，这两个地区具有严重的卤水污染史，因此从这两个地区的取样，以确定污染是否与沉积物中金属浓度相关，以及金属在生物组织中的累积是否存在物种差异。在湿地沉积物中，卤水污染与钠和锶的浓度呈正相关。众所周知，钠和锶存在于油和气的废水中。但是，卤水污染与汞呈负相关。在两栖动物组织中，硒和钒与卤水污染相关。与掠食性的蝾螈相比，蝌蚪组织中金属浓度更高。这表明，频繁的接触沉积物可以导致摄取更多的金属负载物质。虽然很多金属可能与能源生产没有直接关系，但是暴露在卤水含有的高氯化物中会产生潜在的或协同影响，对水生生物产生重要后果。为了有效管理受卤水污染湿地中两栖动物种群，我们需要更好的了解两栖动物的生活史特征、物种特异性敏感性以及湿地沉积物中共生金属的物理化学特性，以及它们与氯化物和湿地干燥等其他压力因素的相互作用。
[学术文献 ] Dynamics, biodegradability, and microbial community shift of water-extractable organic matter in rice–wheat cropping soil under different fertilization treatments 进入全文
Environmental Pollution
虽然施肥是决定土壤中可溶性有机物或水溶性有机物（(DOM, WEOM)含量的重要因素，但是在不同施肥处理下，尤其是稻麦轮作农田土壤中，关于水溶性有机物（WEOM)的动力学、生物降解性和微生物群落迁移的了解还十分有限。因此，在本研究中，我们从经过四种施肥处理的土壤样品中提取出水溶性有机物（WEOM)，并进行生物降解实验。四种施肥处理分别为：未施肥的对照组（CK）、化学肥料组（CF）、50%化学肥料加猪粪组（PMCF），以及100%的化学肥料加水稻秸秆组（SRCF）。使用紫外光谱和荧光三维激发-发射矩阵分析法来研究水溶性有机物（WEOM)的化学组分。研究发现，所有检测到的水溶性有机物（WEOM)均源自微生物活性，且主要部分包括腐殖酸样化合物。经过孵化后，未施肥的对照组（CK）、化学肥料组（CF）、50%化学肥料加猪粪组（PMCF），以及100%的化学肥料加水稻秸秆组（SRCF）土壤中的水溶性有机物（WEOM)生物降解率分别达到31.17%、31.63%、43.47%和 33.01%。50%化学肥料加猪粪（PMCF）衍生的水溶性有机物（WEOM)生物降解率最高。在孵化前后使用高通量测序分析确定生物群落，发现鞘氨醇单胞菌（Sphingomonas）、芽孢杆菌（Bacillus）和Flavisolibacter菌是四种施肥处理原始培养液中的主要菌种。经过生物降解后，我们观察到主要细菌根据不同施肥处理而有所不同：未施肥的对照组（CK）中弯曲杆菌（Curvibacter）占43.25%、鞘脂菌属(Sphingobium)占10.47%；化学肥料组（CF）中弯曲杆菌（Curvibacter）占29.68%、茎菌属（Caulobacter）占20.00%；50%化学肥料加猪粪组（PMCF）中固氮螺菌属（Azospirillum）占23.68%、茎菌属（Caulobacter）占13.29%；100%的化学肥料加水稻秸秆组（SRCF）中罗尔斯通菌属（Ralstonia）占51.75%。典型对应分析表明，微生物群落的变化与pH值和254?nm紫外线吸收密切相关。由此我们推测，不同水溶性有机物（WEOM)的固有特性和不同施肥处理下土壤溶液的特性形成了土壤微生物群落结构，从而影响着水溶性有机物（WEOM)的生物降解。
[学术文献 ] Microplastic pollution in the rivers of the Tibet Plateau 进入全文
Environmental Pollution
青藏高原，也被成为世界第三极，是很多大江大河的发源地。然而，这些河流中的微塑料污染水平还鲜为人知。本研究从五条河流中选取了六个采样点收集了地表水和沉积物样本。用大流量采样器和不锈钢铲分别收集地表水和沉积物样本。地表水中微塑料的丰度范围为483到967个/ m3，沉积物中微塑料的丰度范围为50到195个/ m3。在研究过程中还发现了大量小的、纤维状的、透明的微塑料。使用微拉曼光谱法鉴定出五种具有不同化学成分的微塑料：聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚乙烯 (PE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)和聚酰胺（PA）。研究结果表明，青藏高原上的河流已受到微塑料的污染，这些污染不仅来自于人类活动密集的发达地区，还到来自于偏远地区，这一点需要引起更多关注。
[学术文献 ] Kinetic characteristics and predictive models of methylmercury production in paddy soils > 进入全文
Environmental Pollution
弄清汞（Hg）的甲基化过程对于治理受汞污染的稻田土壤十分重要。本研究选取了18块具有不同土壤特性的稻田土壤并掺入无机汞，进行90天的水淹实验。每隔一段时间就地测量土壤的pH值和氧化还原电位（Eh），并对土壤取样以分析甲基汞（MeHg）。汞的甲基化效率随水淹时间的增加而增加，在孵化30天时达到相对稳定的状态，范围为0.08％至2.52％。汞的甲基化效率还与土壤的pH值和氧化还原电位（Eh）显著相关。叶诺维奇（Elovich）方程可以充分描述甲基汞（MeHg）生成的动力学。除了风干土壤样品中有机物的含量和水淹时间外，甲基汞（MeHg）的生成可以通过就地土壤的pH值和水淹土壤的氧化还原电位（Eh）很好的进行预测。这两种预测模型解释了汞甲基化效率在78%和68%之间变化。研究结果表明，稻田土壤经过水淹后可以通过常规的测量土壤性质和水淹时间预测无机汞的甲基化，该相关性可以助于了解汞的甲基化程度，并有助于管理受汞污染的稻田土壤。
