2021年度中國生態(tài)環(huán)境十大科技進展發(fā)布

2022年6月5日，中國科學(xué)技術(shù)協(xié)會生態(tài)環(huán)境產(chǎn)學(xué)聯(lián)合體組織發(fā)布了2021年度中國生態(tài)環(huán)境十大科技進展——衛(wèi)星遙感碳核算、大氣污染會如何影響人類健康、納米材料在環(huán)境保護中能發(fā)揮什么作用、我國的生物多樣性觀測有什么新進展、如何高效控制農(nóng)畜牧業(yè)氨排放污染、污泥全鏈條處理處置與資源化、中國旱區(qū)生態(tài)系統(tǒng)等熱點研究入選。這些進展是由兩院院士、聯(lián)合體成員單位、高校和科研院所推薦，由15位院士組成評委會評議投票產(chǎn)生。

1 國產(chǎn)超光譜衛(wèi)星痕量氣體遙感及應(yīng)用

中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)、中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院、生態(tài)環(huán)境部衛(wèi)星環(huán)境應(yīng)用中心組成的項目團隊圍繞“痕量氣體時空分布表征”關(guān)鍵科學(xué)問題，研制了我國分辨率最高的紫外—可見超光譜衛(wèi)星載荷，研發(fā)了從超光譜衛(wèi)星發(fā)射前定標(biāo)、在軌定標(biāo)到多組分痕量氣體反演的完整遙感算法。數(shù)據(jù)結(jié)果被廣泛應(yīng)用于我國的大氣污染防治工作，并成為生態(tài)環(huán)境部衛(wèi)星環(huán)境應(yīng)用中心大氣環(huán)境遙感監(jiān)測和分析的業(yè)務(wù)化標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品。

突破之處：在載荷關(guān)鍵部件遭到國際禁運的不利客觀條件下，實現(xiàn)國產(chǎn)衛(wèi)星多組分痕量氣體反演精度達到國際同類最先進衛(wèi)星的同等水平。

2 空氣污染全組分暴露表征及健康效應(yīng)機制

北京大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院、北京大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院針對科學(xué)、精準(zhǔn)治理空氣污染，聚焦從污染源到健康效應(yīng)的證據(jù)鏈及因果關(guān)系，開發(fā)暴露組學(xué)技術(shù)識別關(guān)鍵危害組分，量化生物質(zhì)燃燒源顆粒物的全球健康風(fēng)險，揭示臭氧非均相氧化對室內(nèi)污染的影響。

突破之處：揭示空氣污染顯著影響脂質(zhì)代謝，提出臭氧造成氨基酸代謝紊亂的原理，發(fā)現(xiàn)空氣污染導(dǎo)致的新型健康結(jié)局;建立以“準(zhǔn)實驗”評價大氣污染治理健康效益的新范式。

3 新型功能性工程納米材料研發(fā)關(guān)鍵技術(shù)與環(huán)境應(yīng)用

水污染治理關(guān)鍵新材料和技術(shù)創(chuàng)新突破是打好碧水保衛(wèi)戰(zhàn)的重要科技保障。中國環(huán)境科學(xué)研究院、廣東省科學(xué)院生態(tài)環(huán)境與土壤研究所組成的研究團隊以“納米材料可控制備—原理與關(guān)鍵技術(shù)突破—工程示范應(yīng)用”為主線，在可控制備和高效利用技術(shù)方面取得了突破，在制備原理、高效水處理技術(shù)應(yīng)用和工程示范、推廣等方面取得了重要進展。

突破之處：實現(xiàn)了新型功能性工程納米材料的自主研發(fā)、環(huán)境應(yīng)用和工程示范的有機融合，為深入打好碧水保衛(wèi)戰(zhàn)提供科技支撐。

4 大氣污染時空變化驅(qū)動力研究

清華大學(xué)地球系統(tǒng)科學(xué)系、清華大學(xué)環(huán)境學(xué)院研究研制了高分辨率大氣污染時空變化近實時追蹤數(shù)據(jù)集。定量了社會經(jīng)濟發(fā)展、能源環(huán)境政策、氣象條件變化和人群脆弱性等4個方面共8項因素對PM2.5污染和健康風(fēng)險的影響，揭示了近年來污染治理和能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型措施對推動PM2.5濃度下降的決定性作用。

突破之處：突破了大氣污染多驅(qū)動因素解耦技術(shù)，解析了我國PM2.5污染長期變化趨勢及主要驅(qū)動因素，成果支撐了國家清潔空氣行動計劃實施效果評估和冬奧會空氣質(zhì)量保障工作。

5 中國生物多樣性觀測網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)體系

生態(tài)環(huán)境部南京環(huán)境科學(xué)研究所、中國科學(xué)院成都生物研究所、北京大學(xué)組成的團隊建立了生物多樣性觀測網(wǎng)絡(luò)設(shè)計的理論和方法以及觀測技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)體系和信息管理平臺。2021年，《自然》雜志對中國生物多樣性觀測網(wǎng)絡(luò)進行專題報道，《中國的生物多樣性保護》白皮書將該網(wǎng)絡(luò)作為重要成果進行重點推介。項目成果已應(yīng)用于《生物多樣性公約》第十五次締約方大會。

突破之處：累計在全國31個?。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市）建立了749個觀測樣區(qū)、1.1萬余條樣線，涵蓋森林、草地、荒漠、濕地、農(nóng)田和城市等代表性生態(tài)系統(tǒng)。

6 農(nóng)畜牧業(yè)氨排放污染高效控制技術(shù)

中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所農(nóng)業(yè)資源研究中心、中國科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心、中國科學(xué)院南京土壤研究所等多個單位組成的科研團隊，針對農(nóng)畜牧業(yè)氨減排的技術(shù)與模式瓶頸，提出了氨減排理論框架;實現(xiàn)了密閉堆肥反應(yīng)器等設(shè)備的產(chǎn)業(yè)化;創(chuàng)建了以目標(biāo)為導(dǎo)向的分步式氨減排模式。集成了全國可復(fù)制的縣域畜牧業(yè)全鏈條氨減排“射陽模式”和農(nóng)牧雙循環(huán)氨減排“南小吾模式”。

突破之處：編制了我國高精度動態(tài)氨排放清單，建立了氨排放評估與預(yù)警平臺;為我國氨減排提供了創(chuàng)新的技術(shù)路徑、可落地的技術(shù)方案和可復(fù)制的運行模式。

7 衛(wèi)星遙感碳核算系統(tǒng)和中國碳衛(wèi)星全球高精度碳產(chǎn)品

中國碳衛(wèi)星TanSat，是我國首顆、國際第三顆溫室氣體監(jiān)測衛(wèi)星。中國科學(xué)院大氣物理研究所團隊，自主研發(fā)了碳反演數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)IAPCAS。反演獲取了TanSat全球XCO2數(shù)據(jù)，精度達國際先進水平，被列入歐空局第三方衛(wèi)星計劃;研究我國碳通量時空格局，揭示了我國陸地生態(tài)系統(tǒng)碳匯的巨大潛力;計算獲得了首個通量產(chǎn)品，降低不確定性30%～50%。

突破之處：為基于我國碳衛(wèi)星研究碳排放、碳匯等碳中和重大科學(xué)問題奠定基礎(chǔ)，利用該系統(tǒng)設(shè)計論證我國下一代碳衛(wèi)星。

8 大氣重污染硫酸鹽快速形成的化學(xué)原理

硫酸鹽是顆粒物的重要組分，對我國北方冬季重污染形成起到重要作用。中科院化學(xué)所與北京大學(xué)等國內(nèi)多家單位合作，首次揭示二氧化硫氣溶膠表界面錳催化反應(yīng)主導(dǎo)重污染硫酸鹽的快速生成，北方冬季低溫、高濕、高離子強度等會使表界面化學(xué)生成速率相比傳統(tǒng)反應(yīng)高2至3個量級。結(jié)合外場觀測和區(qū)域數(shù)值模式，發(fā)現(xiàn)新機制可解釋超過九成的硫酸鹽生成。

突破之處：首次揭示北方冬季大氣重污染硫酸鹽快速形成的化學(xué)原理，為我國推進清潔能源使用和區(qū)域聯(lián)防聯(lián)控等提供科學(xué)依據(jù)，也為其他國家空氣污染控制提供借鑒。

9 污泥全鏈條處理處置與資源化關(guān)鍵技術(shù)及工程應(yīng)用

圍繞我國污泥處理處置難題，同濟大學(xué)等單位組成的項目團隊突破了適合我國泥質(zhì)特征的污泥處理關(guān)鍵技術(shù)和裝備;編制了覆蓋我國污泥處理處置主流技術(shù)路線的工藝包，發(fā)布了污泥處理處置與資源化系列標(biāo)準(zhǔn)、指南、規(guī)程。

突破之處：建成了北京、上海兩大全鏈條綜合示范區(qū)，初步構(gòu)建了我國污泥處理處置與資源化技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系，為我國污泥處理處置高質(zhì)量發(fā)展打下了堅實基礎(chǔ)。

10 中國旱區(qū)生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能隨環(huán)境梯度的變化規(guī)律及其調(diào)控機制

蘭州大學(xué)團隊建立了調(diào)控植物生物量分配規(guī)律的一般性理論模型;揭示了不同環(huán)境下植物根莖葉生物量與元素含量等功能性狀的變化規(guī)律。解析了我國旱區(qū)不同生活型植物多樣性的時空動態(tài)格局及其形成機制;提出并驗證了環(huán)境脅迫—植物與微生物多樣性—生態(tài)系統(tǒng)功能關(guān)系互作原理及其轉(zhuǎn)變機制的理論假說。

突破之處：在對我國旱區(qū)生態(tài)系統(tǒng)進行8年大規(guī)模野外調(diào)查基礎(chǔ)上，揭示了中國旱區(qū)生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能隨環(huán)境梯度的變化規(guī)律及調(diào)控機制。

（來源：《光明日報》2022-06-06 03版）75D02FA6-D7A0-4B7C-9058-D73CC853ED94