全球变暖的主要原因是越来越多的温室气体排放，剧烈的气候变化严重威胁人类健康。世界卫生组织估计2012年全球有1 260万人的死亡与可改变的环境因素有关；2030—2050年间每年气候变化导致的直接死亡为250 000人。世界各国通过签署《巴黎协定》，设定碳达峰、碳中和目标与措施等，努力降低温室气体排放，减轻气候变化的危害。中国在全球碳达峰、碳中和战略中发挥重要作用。气候危机也是全球健康危机，碳达峰、碳中和将是中国卫生健康系统的战略机遇。碳达峰、碳中和与中国卫生健康系统的目标是和谐共生的，均致力于为人民提供高质量的健康保障。中国卫生健康体系不仅应该努力减少自身的碳排放量，也要为全球碳达峰、碳中和整体战略贡献力量。

氯仿(CHCl3)和溴仿(CHBr3)是两种重要的挥发性卤代烃(Volatile halohydrocarbon,VHCs),可通过光化学作用,引起臭氧层破坏和温室效应,影响全球气候变化.以黄河三角洲湿地的优势物种—盐地碱蓬(Suaeda glauca)为研究对象,采用室内盆栽培养来探究不同浓度氮输入水平(CK,对照,6.0 g N m-2 a-1;1.5N0,低氮处理,9.0 g N m-2 a-1;3.0N0,高氮处理,18.0 g N m-2 a-1)对盐地碱蓬以及盆栽微生态系统CHCl3、CHBr3通量特征的影响.结果表明,不同氮梯度下盐地碱蓬CHCl3和CHBr3排放通量均呈现出先降后升的趋势,低浓度1.5N0下可以促进盐地碱蓬CHCl3的释放,高浓度3.0N0则抑制;盐地碱蓬CHCl3、CHBr3气体通量的峰值分别出现在枯萎期与苗期,其主要原因是不同氮梯度刺激了气体消耗与产生之间的平衡以及植物各生长期生长因子的改变.由相关性分析可知,盐地碱蓬CHCl3排放通量受多种因子相互作用,植物根长与CHBr3排放之间存在显著相关性,根部越长,CHBr3的排放通量越低.不同氮梯度下盆栽微生态系统内CHCl3、CHBr3排放通量的变化趋势不同,CHCl3通量为先升后降,CHBr3为先降后升,气体通量的最高值与最低值出现在植物不同生长时期,盆栽微生态系统气体排放通量主要受土壤NH4+-N、NO3--N、以及植物凋落物等交互作用的影响.

溶解氧是衡量地表水环境质量的重要指标之一.近年来,溶解氧异常已经成为地表水水质异常的主要因素之一,并导致生物多样性减少、水环境质量下降、富营养化加重、温室效应加剧等系列生态环境问题.因此,解析溶解氧异常机理并提出针对性的策略修复对科学实施水污染治理和水生态系统修复具有重要意义.本文总结和阐述了氧的溶解度、复氧速率、水体耗氧对地表水体溶解氧浓度变化影响及其异常机理,总结了污染源控制、人工增氧、水生态系统重构等溶解氧异常的修复调控方法,提出地表水溶解氧预警和调控是未来的研究热点,应将研究重心放在制定时空差异化的地表水环境质量标准、搭建流域溶解氧实时空间立体监测体系、建立生态系统标准流程和技术规范3个方面.

氟喹诺酮类抗生素(FQs)是使用量最大的抗生素之一,是一种在环境中具有"伪持久性"的新型污染物,具有巨大的生态风险.FQs会改变微生物群落结构和功能从而影响微生物介导的氮循环过程,改变环境中各种类型氮的组分,进而对全球氮循环产生重要影响.本文总结了 FQs污染现状及对微生物介导氮循环的影响,以阐明FQs对氮循环各个关键过程的作用,从而为揭示FQs的生态效应研究提供科学依据.FQs普遍存在于各类环境介质中,不同环境中FQs浓度和种类存在显著差异,其中氧氟沙星、诺氟沙星、环丙沙星和恩诺沙星是检出频率和浓度最高的4种FQs.FQs对氮循环的作用过程具有典型的剂量和种类依赖型特征.FQs主要通过降低氨氧化过程相关的amoA基因丰度和氨氧化细菌丰度、组成来抑制硝化过程;主要通过降低相关酶活性和narG、nirS、norB和nosZ等基因丰度,以及降低反硝化功能属微生物丰度、组成来抑制反硝化过程;通过降低厌氧氨氧化细菌丰度、组成和hzo基因丰度来限制厌氧氨氧化过程;最终导致环境中活性氮去除的降低和氧化亚氮(N2O)释放的增加,甚至进一步诱发水体富营养化和温室效应等环境问题.未来应重点关注低浓度FQs和复合抗生素对氮循环过程的影响,进一步加强FQs对氮循环微生物单体和群落变化影响的研究.

植被通过光合作用固定大气中的CO2来减缓温室效应,同时植被也通过改变地表能量收支影响温室效应.在过去的气候-植被研究中,大多关注气候变化对植被的影响,而植被对气候反馈的研究相对较少.植被通过调节地表能量收支、水通量等重要地气过程影响局地、区域乃至全球气候,在气候变化中的作用十分重要.因此,需要厘清植被对气候的反馈效应机制及其结果,并识别其地域差异.从生物地球物理和生物地球化学过程两方面分析植被与气候之间的作用机制,对全球及关键区域内植被变化对局地、区域乃至全球的气候反馈效应进行了系统总结:(1)生物地球物理反馈的区域特征明显,生物地球化学反馈则表现在全球尺度上,二者相互作用但难以统一;(2)植被破坏带来的气候影响在气温效应方面与生态系统的类型及地理分布相关:热带森林破坏带来增温效应,北方森林破坏带来降温效应,温带森林破坏则会通过增加森林反照率抵消丢失的固碳降温效应,气温效应表现不明显;(3)当前研究对关键过程机制考虑不够完善,不同研究方法的结果差异较大,且缺乏高质量观测数据的验证;同时考虑生物地球物理和生物地球化学的净气候反馈研究尚无法支撑植树造林对气候变化单一减缓作用的常规理解.本文可为科学评估植树造林对气候变化作用的方向与强度提供理论依据.

从2023年1月浙江省普通高校招生选考生物学试卷中的一道关于碳循环的题目入手,对比人教社2007年版和2019年版生物学教材在"物质循环"一节中关于碳循环的知识点,对2019年版教材中的一些表述和土壤碳储量知识点的描述进行深度思考.

CO不仅是中国主要的空气污染物之一,还是温室效应的贡献者.农业用地每年消耗了大量的CO通量,土地利用/覆盖格局对于调控CO空间分布发挥了较大的作用.针对土地利用/覆盖调控CO空间分布开展研究,以华北平原为例揭示人类活动对CO空间异质性的影响.研究发现2010至2020年华北平原CO排放量由4964×104t降低至2683×104t,大部分耕地CO浓度由90t/km2下降至45 t/km2以下.CO浓度空间集聚程度呈现先降低后升高趋势,Moran's I指数由0.25增加至0.41.经济发展迅速的地区CO污染较为严重,北京和周边城市形成了 CO污染高-高集聚区,周口和淮北等城市则形成了低-低集聚区.总体来看,CO浓度呈低-低集聚分布的区域不断扩大,反映出CO减排措施已经初见效果.研究表明土地利用/覆盖在类型与结构方面的差异影响了 CO的排放、扩散以及氧化消耗,增加了大气CO收支的不确定性,对CO空间分布具有一定的调控作用.通过分析土地利用/覆盖与CO空间分布的关联性,探究土地利用/覆盖及景观格局对区域CO的调控作用,为实现有效防控CO污染、推进减污降碳协同治理、改善区域环境质量以及提高人居环境水平提供决策参考.

CH4气体具有极强的红外线吸收能力,单分子CH4造成的增温效应可以达到单分子 CO2的15~30倍,更是远远高于其他温室气体.地表甲烷氧化和释放对整个生态系统的物质循环和动态平衡意义重大,近年来科学家围绕土壤甲烷氧化细菌做了大量研究工作,取得进展的同时也存在诸多问题.以甲烷氧化菌为出发点,总结目前国内外关于土壤甲烷氧化的研究进展,重点介绍了甲烷氧化菌群落结构研究的各种分子生物学方法,旨在推进对土壤氧化甲烷菌作用机制的研究,完善引起温室效应的生物学因素,为进一步对地表土壤甲烷通量的分析和研究提供理论依据.

本试验对比观测研究了在稻田土壤中经3年陈化后的生物炭(B3)和新施入生物炭(B0)对稻麦轮作系统CH4和N2O综合温室效应和温室气体强度的影响,旨在明确生物炭对土壤温室气体排放的长期效应.田间试验设置4个处理,分别为对照(CK)、施用氮肥不施用生物炭(N)、施用氮肥和新生物炭(NB0)以及施用氮肥和陈化生物炭(NB3)处理.结果表明:NB0和NB3处理均显著提高了稻田土壤pH值、有机碳和全氮含量,并且显著影响与温室气体排放相关的微生物潜在活性.与N处理相比,NB3处理显著增加了作物产量,增幅14.1％,并且显著降低了CH4和N2O排放,降幅分别为9.0％和34.0％;而NBo处理显著增加作物产量,增幅9.3％,显著降低N2O排放,降幅38.6％,但增加了CH4排放,增幅4.7％;同时NB0和NB3处理均能降低稻麦轮作系统的综合温室效应和温室气体强度,且NB3处理能更有效地减少温室气体的排放并提高作物产量.在土壤中经3年陈化后的生物炭仍然具有固碳减排能力,因此,施用生物炭对稻麦轮作系统固碳减排和改善作物生产具有长期效应.

气候变暖及粮食安全是保证人类可持续发展的重要课题.生物炭具有较高的稳定性、较高碳含量等特点,能增加土壤碳储量,提高土壤物理及化学性质,提高农田产出,能应对高温胁迫及土壤退化双重压力,具有一举多赢的生态环境效益,在缓解温室效应及粮食危机方面展现出巨大的潜力.综合前人研究成果,分析了生物炭固碳减排潜力及农田效应影响因素(包括:生物炭原料、制备温度、施用量、土壤类型等).综合固碳减排及提高产出两方面因素,提出了较合适的生物炭施用标准,即300-700℃制备的农林废弃物生物炭,且施用量不超过5％.对生物炭固碳减排及田间效应领域未来的研究方向进行了展望.