《超越学科认知基础》2015秋第三小组成果-第一阶段
目录
实际执行的第一阶段任务
按照之前的Timeline，第一阶段的任务是：
1.搜集新西兰地区生态，地理等信息，以此为蓝本设定模型参数 2.探究农药、杀虫剂对生态的破坏机理 3.研究农药、杀虫剂的大量使用对生态，人类的影响
由于条件的限制，第一阶段的进度实际包含了与第11周部分相关的内容，包含：
1.建立生态模型。 2.探究农药，杀虫剂的大量使用，对模型的影响。
其中，使用Netlogo进行小组生态模型的演示作为下阶段的任务。
成员工作汇报
之前已部分完成：新西兰的基本信息搜集
（详情见2015秋邓亚强学习报告-第八周）
按照之前已经拟定的计划，小组模型使用新西兰岛屿为原型，通过搜集各方面的信息资料（详情见分工），对新西兰岛屿进行分析。初级阶段主要分析的要点包括新西兰传统农业（即土著居民毛利人的生产方式），新西兰现代农业（包含治理前后阶段）的特点，分析对比出两种生产方式的异同。
实现的内容包括：
| 计划内容 | 待解决问题 | 简述 |
| 新西兰的自然状况; | 了解自然状况对于新西兰农业模式的影响 | |
| 新西兰旅游业的现状 | 旅游业与农业之间存在矛盾，土地？资源？收入？ | |
| 新西兰的传统农业历史 | 这一部分希望找到直接的资料，但是目前数据来源是间接引述而来的，存在可信度问题 | 罗宾和格里菲斯指出,现代人(尤其是旅游者)对自然景观的感受是对历史的错觉;早期土著社会对环境的改造比我们想像的要大得多,澳新的土著史就是一部环境史 |
| 新西兰的现代农业的特点与相关实例 | 通过对于现代农业的特点的了解，为提出有效的解决方案作准备 |
赵益泉：农药的基本信息以及对于（自然）环境的影响
成果
| 污染分类 | 水溶性农药 | 脂溶性农药 |
| 农药对水环境的污染 | 对于水溶性农药，质地轻的砂土、水田栽培条件和病虫草发生期降雨量大的地区容易发生农药的流失而污染水环境（易污染地下水），反之则相对较轻。（稻田和其他水田使用水溶性农药是一种特殊情况，其农田流失量是较大的。）
Ritter等人为，具有如下性质的农药可能污染地下水：农药水溶性超过30mg/L；水中农药的土壤吸附系数Kd＜5或一般为1~2者，Koc系数小于300~500者，即土壤吸附系数Kd除上土壤有机碳含量之值＜300~500者；农药带负电荷；农药水解半衰期＞一周和2~3周者。 |
脂溶性农药能附着于土粒表面，并随农田降雨径流和农田排水而进入水环境，但属于难流失农药，对水环境的污染一般要比水溶性农药轻。 |
| 农药对土壤的污染 | 水溶性农药极易在土壤中下渗。植物容易吸收水溶性农药。 | 脂溶性农药容易被土壤粘粒和有机质吸附，不易在土壤剖面中移动，农药主要分布在土壤表面或施药层中。植物不易吸收脂溶性的农药。 |
| 农药对大气的污染 | 农药水溶性/脂溶性的差别不是此类污染程度变化的原因。 | 农药水溶性/脂溶性的差别不是此类污染程度变化的原因。 |
| 农药对环境生物的影响和污染 | 农药水溶性/脂溶性的差别不是此类污染程度变化的原因。 | 农药水溶性/脂溶性的差别不是此类污染程度变化的原因。 |
| 农药对农作物的污染 | 农药水溶性/脂溶性的差别不是此类污染程度变化的原因。 | 农药水溶性/脂溶性的差别不是此类污染程度变化的原因。 |
| 污染分类 | 颗粒剂 | 粉剂 | 雾剂 | 乳油 |
| 农药对水环境的污染 | 部分粉剂农药弥散于大气中，并随气流和沿风向迁移至非施药区，部分随尘埃和降水进入水环境。一般来说，在非航空施药时，其漂移量和影响范围都是较小的，不会导致农药对水体的严重污染。 | 部分雾剂农药弥散于大气中，并随气流和沿风向迁移至非施药区，部分随尘埃和降水进入水环境。一般来说，在非航空施药时，其漂移量和影响范围都是较小的，不会导致农药对水体的严重污染。 | ||
| 农药对土壤的污染 | 落于土壤表面或落于稻田水面而间接进入土壤的农药百分比，颗粒剂大于粉剂 | 落于土壤表面或落于稻田水面而间接进入土壤的农药百分比，粉剂小于颗粒剂 | 落于土壤表面或落于稻田水面而间接进入土壤的农药百分比，农药雾滴大的大于雾滴小的 | |
| 农药对大气的污染 | 污染相对严重 | 污染相对严重 | ||
| 农药对环境生物的影响和污染 | ||||
| 农药对农作物的污染 | 在一般情况下可湿性粉剂的起始残留量要小于乳油的。 | 在一般情况下乳油的起始残留量要大于可湿性粉剂的。 |
词条
文献
楚悦晨&邓亚强：农药对于生物的影响以及致病机理
成果
Subtitle1:农药对生物的影响（楚悦晨）
【农药】根据美国环保署的定义，农药是指任何能够预防、摧毁、驱逐或减轻“害虫”的物质或混合物，它可以用来杀灭影响作物生长的昆虫、真菌、杂草等其他生物。传统农药有DDT、六六六、敌敌畏等。传统农药针对性差，极易对非目标生物造成危害，甚至污染整个生态环境。现阶段新型的生物农药目标性强，对非目标生物几乎没有影响，目前看来对环境的危害也较小。但是成本较高，应用尚不广泛。
【生物富集作用】又叫生物浓缩，是指生物将环境中低浓度的化学物质，通过食物链的转运和蓄积达到高浓度的能力，最终使生物体内的浓度远超环境浓度。生物体吸收环境中物质的情况有三种：一种是藻类植物、原生动物和多种微生物等，它们主要靠体表直接吸收；另一种是高等植物，它们主要靠根系吸收；再一种是大多数动物，它们主要靠吞食进行吸收。在上述三种情况中，前两种属于直接从环境中摄取，后一种则需要通过食物链进行摄取。环境中的各种物质进入生物体后，立即参加到新陈代谢的各项活动中。其中，一部分生命必需的物质参加到生物体的组成中，多余的以及非生命必需的物质则很快地分解掉并且排出体外，只有少数不容易分解的物质(如DDT或汞)长期残留在生物体内。化学物质在沿着食物链转移的过程中产生生物富集作用，即每经过一种生物体，其浓度就有一次明显的提高。所以，位于食物链最高端的人体，接触的污染物最多，对其危害也最大。
【几种传统农药分析】
【有机磷农药】有机磷对人畜主要是对乙酰胆碱酯酶的抑制，引起乙酰胆碱蓄积，使胆碱能神经受到持续冲动，导致先兴奋后衰竭的一系列的毒蕈碱样、烟碱样和中枢神经系统等症状；严重患者可因昏迷和呼吸衰竭而死亡，有机磷杀虫药大都呈油状或结晶状，色泽由淡黄至棕色，稍有挥发性，且有蒜味。除敌百虫外，一般难溶于水，不易溶于多种有机溶剂，在碱性条件下易分解失效。常用的剂型有乳剂、油剂和粉剂等。R和R′为烷基、芳基、羟胺基或其他基因，X为烷氧基、丙基或其他取代基，Y为氧或硫。但是有机磷农药较易降解，不易在生物体内富集，且近年来发展出不少高效低毒的品种，总体上还算是较为安全高效。
【对生态系统的影响】 1.生态富集作用，通过食物链层层积累，实现富集，鸟类等食物链较高级的生物体内的DDT和汞可能达到环境的几百万倍。
2.若一种生物数量大量减少，必然对整个环境造成影响。比如某些鳞翅目害虫如凤蝶，若数量大幅减少，可能会影响周围植物的传粉。许多所谓的害虫在食物链中占有重要地位，比如昆虫是鸟类的食物，数量大幅减少会导致食虫鸟的种类和数量下降。
3.传统农药针对性不强，可能大量杀伤非目标生物，比如蜜蜂，或食虫鸟等，从而对植物传粉的造成大面积的不利影响，而且极易沿食物链传播并造成大范围影响。
4.农药可以通过雨水和进入地下，污染整个地下水域及周围水系，从而可能造成更大范围的危害和污染，甚至可能进入人类的使用水源，造成人类疾病。
【生物农药】生物农药（Biological pesticide)是指利用生物活体（真菌，细菌，昆虫病毒，转基因生物，天敌等）或其代谢产物（信息素，生长素，萘乙酸，2，4-D等）针对农业有害生物进行杀灭或抑制的制剂，又称天然农药。最经典的例子比如说苏云金芽胞杆菌防治鳞翅目幼虫（毛毛虫），用尼古丁做杀虫剂，或者用除虫菊做蚊香。由于生物农药的广效性普遍较差，成本较高且有效期较短，目前生物农药的市场占有率还很低，但其预估的市场增长率远超传统的化学农药。
生物农药的优点有：
1.选择性强，几乎对非目标生物没有杀伤力，对人畜及食物链上的其他生物较为安全。
2.对生态环境的影响小。生物农药的成分来自于自然生态系统，极易被日光、植物和各种微生物分解。
3.生物农药具有明显的后效作用。比如运用信息素诱杀某雄性害虫，该种群繁衍必然受到极大影响，从而使来年种群数量急剧下降。若使用病原体，还会在一定范围内传播疾病，对后代数量亦会造成抑制作用。
4.不易产生抗药性
5.可利用农副产品加工，不需要利用不可再生能源。
【生物防治】是指用一种生物对付另外一种生物的方法，大致可以分为以虫治虫，以鸟治虫和以菌治虫三类，可以视为生物农药的一个分支。它利用了生物物种之间的相互关系，完全不污染环境。经典案例如寄生蜂防治松毛虫，白僵菌防治马尾松毛虫，训练狐狸防治草原鼠害等，我国广西崇左正在研究生物防治技术以减少甘蔗田里除草剂和杀虫剂的使用。
【生物修复】传统农药已对环境造成了极大损伤，生物修复技术利用生物特有的分解有毒有害物质的能力，去除污染环境如土壤中的污染物，达到清除环境污染的目的。比如上文提到的DDT可在无氧环境下被某些细菌部分降解，石油泄露的常用处理方法也属于生物修复。该技术尚处于萌芽阶段，许多化学物质还没有发现其对应的降解菌。
Subtitle2:农药致病机理（含对人类的影响）（邓亚强）
【人类及病理部分】（待完善和补充）
（PS：值得一提的是，虽然小组Timeline要求小组成员在12周前完成资料搜集，但是，为了资料论据的完善性，这一点是要渗透在模型建设的每一阶段（第一阶段需完成70—80%））
农药作为新生的合成类化学物品，对于它的使用应当格外的小心。这一方面来自于未知领域的未探索完全，病理的研究并不完全，另一方面来自于自然选择力量推动生物进化的周期正在缩短（由于人类干预的人为选择因素）。
现在将农药类化学物品的危害，主要就人类致病方面进行总结：
在参考了以前的官方发布论文期刊之后（PS：在小组进度中仍在进行），得到的一下几个要点：
【影响类】：这一部分属于统计学范畴，统计数据的取舍应当符合统计学思维
1.地区因素：现在论文积累包含地区：
国家划分：Salinas_Valley（美国）Pakistani（亚洲•巴基斯坦）UK（英国）等
职能划分：农业发展区、城市人群
2.年龄因素：三个主要人群：婴儿、儿童、成年人
【致病机理】：这一部分的致病机理研究，主要是基于对于动物的研究（昆虫——蜂类等膜翅目，哺乳类，鸟类），此外还有部分基于生化机制的影响内容，因为伦理学的因素限制，不可能对于人进行直接实验，但是，这里的文献应当包含少量临床资料等数据（知识建构的完善）
| 影响的系统 | 简述 | 代表文献 |
| 神经系统 | 对于记忆能力的损害、嗅觉（嗅球等神经团）的损害、对于周围神经系统的损害 | Bumblebee_learning_and_memory_is_impaired_by_chronic_exposure_to_a_neonicotinoiddp_sticide等 |
| 免疫系统 | 对于B、T细胞的分化影响、对于白细胞介素（IL）分泌的影响 | Early-life_experience_affects_honey_bee_aggression_and_resilience_to_immune_challenge等 |
| 生殖系统 | 对于生殖细胞的发育分化的抑制、内分泌系统（固醇类激素）的紊乱 | Neonicotinoid_pesticides_severely_affect_honey_bee_queens等 |
| 端粒酶 | 端粒的长度影响、端粒酶的活性 | Pesticide Use and Relative Leukocyte Telomere Length in the Agricultural Health Study等 |
| 其他方面（待补充） | （待补充） | （待补充） |
词条
文献
文献资料打算在git中共享，个人在维基上不做文件链接
廖俊豪：对于农药相关的治理措施
立法：
20世纪60年代末70年代初，新西兰发生了一系列的环境问题。这些环境问题促使国内民众环保意识高涨，公众发起了大规模的环保运动，要求保护环境的公众压力促使国家制定了一批新的环境法律: 1967年《水土保护法》、1972年《清洁空气法》、1977年在原有法律基础上修订整合的《县镇规划法》、1978年《海洋哺乳动物保护法》、1979年《杀虫剂法》、《有毒物质法》、《国家发展法》。尽管新西兰在资源环境保护方面制定了许多法律，但是，立法的目的主要是回应分散的环境问题，没有建立统一管理资源环境的原则和制度，因此1991年新西兰颁布了《资源管理法》。
治理体系：
新西兰形成了以政府为核心的综合治理格局，中央政府与地方政府合理分工。地方大区委员会、地区当局、联合管理区负责主要的环境管理。
中央政府的职责主要包括:
( 1) 管理全国重要的自然资源，如渔业管理，濒危物种管理；
( 2) 处理影响全国的环境事务，如建立国家有害物种管理政策，建立有害物质和新的生物种的国家控制政策；
( 3) 全面协调法律实施，确保法律规定不对环境形成影响。
地方政府的环保职责：
1.大区委员会是选举的地方政府实体，其职责主要是制定本地区有关水、土壤和交通等资源利用政策，并协调其他部门管理。同时，负责本地区的民防、污水处理、有害物质管理与控制；
2.地区委员会是被选举的市区委员会。它们的职责主要集中于地方服务需求，包括水供给、土地发展控制、污水和雨水处理、社区发展和其他的公共工程；
3.联合管理区，它们具有联合的资源管理职能。
具体制度：
1. 许可证制度。这是《资源管理法》确立的一项重要制度，对土地、水、海岸资源的利用及向这些环境中排污都需要取得许可证。
2. 替代性机制，是对环境行政管制措施的一种补充。其方法包括提供信息，服务资助或者利用经济工具。要求政策制定者在颁布政府报告、计划或国家环境标准之前，必须分析达到环境目标的可替代性措施，做出正确的评估，并选出成本最低收益最高的措施。
3. 地方当局对下列内容负有监测义务：本辖区内的环境状况；地方环境报告和计划的实施状况；资源许可证和相关的条件的遵守情况。如果监测结果与原定目标不一致，地方当局必须出台解决措施。
4. 《资源管理法》授权环境部制定环境标准和指南来帮助地方政府和资源使用者来实施该法的义务。环境标准具有法律强制性，适用于全国范围内；环境指南包括维持特定环境质量的建议，达到环境目标的途径、方法，一般不具有法律强制性，地方政府可以将指南融合在其政策或计划中，企业可以将其转换成行为指南。
5. 活动产生的环境影响，是该活动能否获得批准的决定因素。
