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《全球地表水长期水情图绘制》

  • 来源专题：农业立体污染防治
  • 编译者： 金慧敏
  • 发布时间：2016-12-22

  • 2016年12月7日，欧洲委员会联合研究中心科学家在《Nature》上发表了一篇关于地表水的文章，他们与谷歌（Google）联合开展了定量化地表水变化的研究，并创建了交互地图，标识了地球地表水在过去32年的变化。

    基于1984-2015年的超过300万卫星场景（1832TB 数据），利用10000台计算机并行运算生产出了全球地表水资源管理器（Global Surface Water Explorer），单图的分辨率是30米，用户能够计算不同时间的全球地表水的位置和持水性的变化，可以是区域的变化，也可以是特定地区的变化。地图对所有用户免费开放。

    这些数据能够显示气候变化对地表水的影响，以及人类活动的影响。有助于改进模拟情景，显示发生区域，为决策支持提供信息。

    论文信息：High-resolution mapping of global surface water and its long-term changes. Nature, 2016;

    DOI: 10.1038/nature20584

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  • 《全球地表水杀虫剂污染大幅高于预期》
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    • 编译者：金慧敏
    • 发布时间：2015-04-28
    • 德国科布伦茨-兰道大学环境学研究所进行了一项研究，使用了官方授权程序中定义的依法接受监管门槛水平值（RTLs），首次全面评价了全球农业地表水环境杀虫剂污染数据。 结果是惊人的：检测后超过40%水相样品杀虫剂浓度超过各自的RTLs。而沉积物的曝露中（即地表水体底部的矿床），超过80%的样品杀虫剂浓度超过RTLs，然而这是从没有结合监管的角度来分析的。总的来说，这项研究的结果表明，杀虫剂对全球农业地表水生物多样性威胁较大，目前的监管风险评估方案和农药的授权程序未能保护水环境。 这项研究的结果基本上挑战了当前的常规杀虫剂风险评估程序，并且表明了全球水平上淡水生物多样性的威胁。“这些研究结果的可能原因是当前风险评估程序的无效性或农民不依从于当前杀虫剂的应用处方”，本项研究者之一Ralf Schulz说。目前地球面临来自为不断增长的人口提供足够食物和扭转农业农药的全球不利影响如地表水生态的双重挑战。从根本上改革全球传统农业系统和采用有机农业的方法是满足这种双重挑战的可能方法。 由监管机构强制授权之前进行的农药环境风险评估，通常经过了深入阐述。这些风险评估程序应确保农药的应用不会导致对水生和陆地生态系统和人类健康产生不可接受的负面影响。在一个给定的农药的授权程序过程中，特定的浓度水平（即，RTL）被认为它在生态效应上是可以接受的，例如，预计对地表水的生态完整性和水生生物不会发生不可接受影响。在对农药授权并使用后，农民必须坚持具体的应用方剂，如在其20米喷雾缓冲区旁边没有地表水体。这些方剂应保证现场使用不超过RTLs。在本质上，美国或欧盟的农药登记可以认为是全部风险评估均得到满足，并假设农民坚持各自应用方剂。然而，必须指出这些具前瞻性的农药授权程序对RTLs定义并不代表官方的水质标准，因为其监管风险评估是基于这样的假设：在应用综合风险评估方案和农民应用处方的基础上，现场浓度不会超过RTL。 科布伦茨大学研究人员进行的Meta分析考虑了28种杀虫剂化合物，其中大部分目前在欧盟和美国拥有授权，检测了73个国家2500个以上地表水样点的11300个杀虫剂浓度样本，分别报送1962年至2012年间的838位科研同行评审。总体而言，在全球水体中共检测了8166个杀虫剂浓度，在水体沉积物中检测了3134个。然而，在11300个杀虫剂浓度中，超过52%的样本浓度（5915例，超过地表水网站分析的68.5%）超过了RTL，部分地区超出RTL10000倍甚至更多。根据作者的观点，这些研究结果表明了实质性的威胁，全球地表水农药浓度即相当于RTL（即，那些被认为是从监管的角度来看还是可以接受的）已经导致减少了30%的淡水生物多样性。 来自科布伦茨大学的他们在研究中列出了为什么现场实际情况可能更糟糕的几个原因：第一，只能检索到全球农业地表水10%杀虫剂污染数据，这表明在世界很多地区没有杀虫剂污染地表水的科学知识，特别是涉及俄罗斯或美国南部的大部分地区。此外，地表水的杀虫剂浓度也很难检测出来，因为他们会很简单地出现在高度污染的地表水中，例如只在一年中出现几天。然而，由于杀虫剂对水生生物的毒性高，这些短期的峰值浓度，每年在农业地表水中反复出现，对水生群落产生了大量和长期的不利影响。此外，对80%以上的样品进行了多种杀虫剂化合物分析，检测到不止一种，在某些情况下甚至达到30种杀虫剂。虽然这些杀虫剂混合可能产生的不利影响大大高于单一化合物，然而，它们却未被风险评估监管程序考虑。一般情况下，水生生物对地表水杀虫剂浓度高度敏感，即使其浓度远低于基准水平如饮用水。然而，如上所述，只有很少的杀虫剂化合物具有法律约束力的环境质量标准。 刚刚发表在美国国家科学院院刊的这项研究，也评价了是否新杀虫剂化合物风险低于老的杀虫剂化合物。然而，事实却恰相反：越来越多使用的新杀虫剂如拟除虫菊酯，超过监管门槛水平多达66%，而老的杀虫剂或由于其他环境问题目前被禁止或不经常使用的有机氯农药化合物，只超过RTL24%。作者认为，随着新杀虫剂发展级别的提高，地表水环境风险明显急剧升高。此外，杀虫剂对水生生态系统的风险非常高，是不可接受的，即使在上世纪九十年代初已强制执行主要农药法规高度管制的国家如欧盟和美国也是如此。此外，深入的分析表明，对杀虫剂不管制的国家（例如在非洲或亚洲，国家）有42%的杀虫剂样本浓度超过RTL；令人惊讶的是，在高度管制的国家如美国，欧盟，加拿大，日本和澳大利亚，这一数字仅略低一点（即，40%超过RTL）。
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    • 全球人口已经超过了70亿大关，2050年将达到90亿。满足这些日益增长人口粮食需求是全球一个主要挑战，掌握耕地面积对全球粮食生产至关重要。2015年1月16日，《Global Change Biology》杂志在线发表了关于全球耕地及其尺寸的绘制相关研究工作，并且这一产品可以从http://cropland.geo-wiki.org网站上免费下载。 该研究工作汇聚了全球多个课题组遥感、土地覆盖和农业专家，以2005年数据为基准，整合了许多全球独立地图，研制出两个产品：一个是绘制了1公里IIASA-IFPRI耕地比例地图；另一个是同分辨率的全球尺度地图。这些独立的地图是从世界各地一些机构和组织整合进来的，包括已有的全球陆地地图(如GlobCover 2005 和MODIS v.5)、区域地图（如AFRICOVER）和国家地图。这些数据利用FAO提供的统计方法进行了校准，并利用Geo-Wiki对数据进行训练，新的IIASA-IFPRI耕地产品用高分辨率卫星图像进行了校验，精确率超过了82.4%。另外，也用EarthStat耕地产品进行了比较，显示具有较低的平方根误差。与对照相比，具有较高的拟合度。 这项成果可服务于全球土地模拟和综合评估，特别是改善了需要耕地信息的土地模型的应用。这一成果被地球观测组织（GEO）的全球农业监测组用来进行月报和作物生产监测活动。
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