6月5日,“世界环境日”到来之际,中国科协生态环境产学联合体(以下简称“联合体”)发布2022年生态环境十大科技进展。长江生态环境保护修复技术与管理体系及应用研究、我国现代噪声治理体系构建与应用研究、改性粘土治理赤潮方法与技术、湖泊氮磷截留效应及其内循环影响机制等十大进展当选。
评选内容由两院院士、联合体成员单位、高校和科研院所推荐,由15位院士组成评委会最终投票产生。自2019年度首次发布起,本次是联合体连续第4年开展遴选发布活动。
中国科协党组成员、书记处书记张桂华指出,遴选工作是促进生态环境科技创新的一项重要举措,能够充分展示生态环境领域最新最有价值的科研成果,在加强生态环境保护、促进绿色发展中发挥重要作用。
提供治理“工具箱”
随着我国已进入高质量发展阶段,科技的支撑作用越加凸显,对切实管用科研成果的需求也越加迫切。从本次发布的十大进展中,可以明显感受到科技进步为生态保护带来的变化。
以“改性粘土治理赤潮方法与技术”为例。赤潮被联合国有关环境组织列为当今三大近海生态环境问题之一,它是由于海水中微型生物暴发性增殖或聚集而产生的生态灾害。近年来,在人类活动和全球气候变化双重压力下,全球呈现出暴发面积增大、频次增多、致灾致害性增强的趋势。据不完全统计,我国每年赤潮发生70多次,经济损失达300亿元。
由于其突发性强、影响面积大,过去相关治理方法大都停留在实验室研究阶段,长期缺乏像“灭火器”一样的应急处置技术,是海洋生态环境领域的一个国际性科技难题。
而此次入选的改性粘土治理赤潮方法与技术,是由我国科学家自主研发的,以天然粘土为载体,对其表面进行了功能化修饰和改造,增强了絮凝材料的电中和能力、网捕能力和溶藻能力,大大提高了赤潮治理效率,已在我国沿海7个省市、20多个水域得到广泛应用。
比如,棕囊藻赤潮多次在广西近海爆发,过程中形成的大量囊体可能堵塞防城港核电站冷源取水口的筛网,从而对核电安全造成威胁。在应用了该技术后,赤潮灾害得到了明显控制。“现在中广核沿海60%的核电厂都建立这个体系。”该技术主要完成人、中国科学院海洋研究所研究员俞志明告诉记者。
该成果还被广泛应用在保障旅游和养殖等领域。“在一些海滨浴场,你会感到浑身黏糊糊,这也与赤潮有关。”俞志明说,从2012年开始,相关部门应用该技术已在北戴河、秦皇岛等建立了防护体系,保障旅游安全。
随着逐步成熟并见到实效,该技术也逐渐走出国门,分别在秘鲁、智利、美国、新加坡等国家推广与示范。2022年,中美双方还签订了双边合作协议,建立示范基地,共同应对美国佛州的沿海赤潮。
再比如,本次获选的“湖泊氮磷截留效应及其内循环影响机制”,针对湖泊藻类水华频发与氮磷失衡等全球性挑战,在全球尺度范围内首次揭示了湖泊整体优先截磷的规律,揭示了湖泊内部循环加剧氮磷不平衡的新机制,回答了长期困扰科学界的“氮磷浓度持续下降,但藻类水华短期依然频发”的观测事实,并据此提出了以内循环调控为基础,内源-外源协同、长期-短期协同相结合的精准治理新认识,并在我国重点湖泊得到了示范应用。
为科学决策“垒基”
科技进展也一直为我国相关环境政策的出台提供支撑。
在此次评选中,“长江生态环境保护修复技术与管理体系及应用研究”入选。该研究建立在269家优势研究单位5000余名科研人员历时3年的联合协同攻关之上,并涉及了58个城市“一市一策”的驻点跟踪研究。研究成果系统诊断并揭示了长江流域水生态环境突出问题及其成因机理,构建了以磷为核心的流域水质目标管理多项技术体系,提出了系列方案和对策。
“我们完成了一张‘长江健康的体检表’。”主要完成单位代表,中国环境科学研究院副院长、研究员许其功举例说,通过研究,他们摸清了长江各城市水污染物排放总量、类型和时空特征,并明确了消减方向;查明了污染病、工程病、梗阻病、航运病、滥捕病等鱼类生态完整性受损的“五大病因”等。“只有摸清了底数,才能确定下一步攻坚战的主要方向;明确目标后,再针对主要矛盾制定方案、路线图、时间表。”
他特别提到,这项研究的一个重要意义就是“促进了协同”。“这项研究打破了组织、地域、技术、学科、信息‘五大壁垒’,对促进科学研究和行政管理的深度融合起到了非常大的作用。”
同样,此次入选的“我国现代噪声治理体系构建与应用研究”是由中国环境监测总站等单位、60多位专家学者历时5年研究出的成果,首次全面系统地研究了我国噪声治理的总体思路和方法,以“统筹规划、源头防控、分类管理、社会共治、损害担责”为原则构建了噪声治理制度体系,为2022年噪声污染防治法及一系列政策、标准、规划的出台实施提供了技术支撑。
助力长远大计
基础科学的重大成果往往能带来生产力的深刻变革和社会的巨大进步,当前人类社会面临的诸多共同挑战需要更多科技支撑。关注基础科学研究,就是关心未来发展。
在本次入选的多个成果,就与可持续发展息息相关。
例如,一个重要进展是中国生态系统管理对“碳中和”的贡献。中国科学院生态环境研究中心领衔的科研团队首次建立了中国“基于自然的气候解决方案”(NCS)的核算框架,评估了包括保护、恢复和管理森林、草地、湿地和农田生态系统的16条路径的气候变化减缓潜力。
中国科学院生态环境研究中心研究员吕楠指出,研究表明,生态系统管理对国家实现碳中和目标具有重要作用,不仅可为能源和产业结构转型以及碳封存等技术的成熟赢得时间,还可提升生态系统质量和弹性。“2020年之前,生态系统管理的主要是恢复和改善管理;但在未来几十年,生态恢复的空间逐渐缩减,生态系统固碳更要从改善管理和保护中发掘潜力。”
据研究,内蒙古、黑龙江、四川和云南是历史实现和未来潜力最大的四个省份。除西北和东部的一些省,天然林管理和造林的贡献最大。对于新疆、青海和西藏,草地放牧优化对历史减缓的贡献最大,而在未来几十年,湿地特别是泥炭地管理将是非常重要的增汇路径。在中部和东部的一些省份(包括河南、湖北、湖南、山东、安徽、江西和江苏),农田养分管理和改良水稻种植的减排潜力巨大,而在广西等省(区)改善人工林管理的固碳效益不可忽视。
再比如,“国家生物多样性保护目标设计与评估技术体系的建立及应用”“西北地区气候暖湿化增强东扩及其重要环境影响”等对“昆明-蒙特利尔全球生物多样性框架”的建立,应对我国西北暖湿化都有重要指导意义。
除了上述提到的进展,其他入选的成果还有大气气溶胶光学组分定量遥感及其环境气候效应研究、土壤重金属污染治理协同固碳减排关键技术及应用、钢铁行业减污降碳协同控制关键技术与应用等。
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中国科协生态环境产学联合体:为贯彻落实习近平生态文明思想和全国生态环境保护大会精神,2018年,在中国科协指导下,由环境、生态、气象、地理、农、林、土壤、地质、海洋、水利、可再生能源11家全国学会,7家生态环境领域知名企业、5家学术研究机构和6家公益组织共同发起成立的协同创新组织。全国政协常委,生态环境部部长黄润秋担任首届联合体主席,联合体秘书处设在中国环境科学学会。现任主席是全国政协常委,中国工程院院士、生态环境部环境规划院院长王金南。