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星期六 十月 25th 2025

大象足迹中的中国环境史

【能源与环境】 | Energy & Environment

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独立媒体人(Jointing.Media)不夜侯,深圳,2025-08-12

编者按:曾经,非洲草原上的象群如繁星般浩瀚——16世纪仍有约 2600 万头,而今仅剩 49 万;亚洲象更只剩不足 5 万头,连中国境内野生个体都仅 300 多头,仅为大熊猫的1/6

8月12日是世界大象日(World Elephant Day)。该纪念日由加拿大电影制作人帕特里夏·西姆斯(Patricia Sims)等人于2012年发起,旨在唤起全球公众对非洲象和亚洲象生存困境的关注。

大象是环境变迁的沉默见证者。英国历史学家伊懋可(Mark Elvin)将这些体重可达数吨的巨型动物比喻成“矿工的金丝雀”——生态系统健康状况的早期预警系统。一头成年象每日需消耗150公斤以上植被,饮用近200升水,活动范围可达数百平方公里。这种生理特性使象群成为环境变化的敏感指示器——当它们开始退却,往往意味着整片森林生态系统已走向不可逆转的变迁。


《大象的退却:一部中国环境史》被誉为西方学者撰写中国环境史的奠基之作。书中以这种陆地上最庞大的动物为线索,展开了一幅跨越四千年的中国环境变迁图景,通过大象在中国版图上从北向南、从中心到边缘的持续退却,揭示了中国文明发展背后沉重的生态代价。

“豫”——河南这个简称的右半部分是一个“象”字,隐藏着中国环境史上的重大秘密:三千多年前的中原大地上,曾遍布大象的足迹。《大象的退却》通过精心绘制的分布图,展示了大象在中国版图上逐步南撤的轨迹:

  • 公元前900年(西周时期):大象仍活跃于河北、山东、山西等华北地区
  • 公元580年(隋朝开国):大象退至河南及江淮之间
  • 公元1050年(北宋时期):分布于浙江、江西、湖南、四川
  • 公元1450年(明朝景泰年间):仅存于福建、两广
  • 鸦片战争前夕:退缩至云南一省范围

这一持续数千年的退却过程,恰如此书作者伊懋可所言:“一部中国环境史,完全可以用大象的退却路线来概括”。通过追踪大象的足迹,作者巧妙地将中国四千年经济、社会、政治制度与自然环境的变化编织成一部宏大叙事。

栖息地的消亡

大象退却的首要推手是栖息地的丧失。伊懋可指出,农耕文明对森林的敌视深植于汉文化基因中——“商代甲骨文中的农的象形字,似乎表明了在林间开展的活动”。这种“刀耕火种”的农业扩张模式,随着汉族人口增长和政治版图拓展,不断吞噬大象赖以生存的森林空间。

书中颠覆了人们对“刀耕火种”的简单认知:传统上被视为原始落后的耕作方式,在伊懋可笔下呈现出复杂的生态智慧。他引用云南少数民族的耕作实践显示:布朗族和哈尼族的轮歇农业有着严格的伐木规范(小树擦地皮砍,大树只砍枝)、烧地流程(留防火道、分次燃烧)和轮作周期。这种耕作方式虽改变了原始森林面貌,却能与生态系统保持动态平衡。然而当汉族移民带来持续开垦、拒绝休耕的农耕模式后,森林再生能力被彻底破坏,大象的生存空间也随之崩塌。

水利工程的双刃剑

伊懋可最具创见的贡献在于提出“技术锁定”理论——中国古代大规模水利工程在造就农业辉煌的同时,也导致了生态系统的僵化。京杭大运河等巨型水利设施在建立初期带来显著效益,但随着时间推移,维护成本呈指数级增长,陷入“次好技术因先发优势而持续支配”的困境。

这种“锁定效应”在黄河治理中尤为明显:秦汉时期在西北部的农耕推广导致严重水土流失,“河”变成了“黄河”。为应对泥沙淤积和洪水威胁,历代王朝不断加高堤坝,形成恶性循环。明清时期珠江三角洲的迅速淤积同样以珠江流域森林破坏为代价。水利工程创造的短期红利,最终需以更高的生态代价偿还——这一洞见对理解当代中国水利工程仍有警示意义。

人类贪婪的掠夺

除生境破坏外,人类对象牙、象鼻的贪婪需求加速了大象的消亡。书中揭示了一个令人震惊的历史细节:唐宋时期岭南地区盛行食用象鼻,“争食其鼻,云肥脆,尤堪作炙”。惠州曾发生野象闯入城区事件,最终在人类围猎中演变为悲剧。

更致命的是大象极低的繁殖率——孕期长达22个月,使种群在人类猎杀压力下毫无恢复能力。当猎杀效率随武器进步而提高(如明朝军队用火器击溃战象),大象的退却便加速为崩溃性消失。

《大象的退却》写于二十年前,却精准预言了21世纪的中国生态困境。2021年云南野生象群“北上南归”事件,戏剧性复现了书中描述的人象冲突——象群因保护区森林过度繁茂(“森林化”导致地表喜食植物减少)被迫进入农田觅食。这一事件证明:即使建立自然保护区,若忽视生态系统的动态平衡,仍无法实现真正的人与自然和谐。

当代中国的生态挑战与历史一脉相承。三北防护林工程可视为对古代森林滥伐的补救;南水北调工程延续着水利治理的传统智慧与风险;而云南野生象生存空间的持续萎缩,恰是四千年“退却”的现代缩影。伊懋可提醒我们:生态危机不是现代性的产物,而是文明发展的伴生物。

超越“退却”的未来之路

在批判之外,《大象的退却》也暗含重建共生的可能。书中对少数民族生态智慧的发掘,如傣族养象耕田,对轮歇农业生态合理性的肯定,都暗示了不同于汉文化主流的发展路径。这些案例为当代中国提供了关键启示:生态治理需超越单一的“保护vs发展”框架,寻找多元的地方性知识。

全书以一个问题作结:“大象一退再退的目的地又在哪里?”答案不在书中,而在我们手中:能否打破“技术锁定”的魔咒?能否避免内卷化的生态陷阱?能否在象群最后的栖息地构建真正的共生文明?

当2021年北迁象群在人类引导下安全南返,我们似乎看到一线希望——这一次,人类选择为大象让路而非驱赶。

编者注:伊懋可(Hark Elvin),1938年生于英国剑桥,剑桥大学毕业。1990年任澳大利亚国立大学亚太研究院中国史教授。曾在格拉斯哥大学、牛津大学、巴黎高师和海德堡大学任教,在哈佛大学做过访问研究员。主要著作有:《中国历史的模式》、《另一种历史:从一个欧洲人的视角论中国》、《华人世界变化多端的故事》,合编了《中国文化图集》、《积渐所至:中国环境史论文集》,还发表了署名为约翰·达顿(John Dutton)的小说《圣伊莱斯集市》和《虎岛》。


编辑:一一

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独立媒体人(Jointing.Media)一白 , 上海, 2025-08-06

尚未从幼儿园毕业的幼侄,已先一步体验了笔者童年未曾体验的“花花世界”,其吃喝玩乐之斑斓,远胜笔者当年。然暑期无兴趣班的日子,亦会嚷着“无聊”,小小年纪便应验了叔本华“人生如钟摆”的箴言。

安排神兽们的暑期生活是家长们的夏日烦恼之一。神兽们精力旺盛,暑期出笼,时间充裕,如何让孩子过上快乐又有意义的童年暑假呢?旅游首当其冲。数据显示,亲子体验消费已形成“3000亿规模底盘+20%年增速”的强劲市场。

2025年中国在线亲子度假市场交易规模预计达3000亿元,同比增长超20%。暑期亲子游占比超60%。欧洲长线游增速50%-75%,中东非、南美等小众目的地出游人次同比增103%及178%。72%家长优先选择“教育+娱乐”融合业态,愿为“情绪价值”支付溢价:如旅拍、成长纪念册等服务溢价达25%-30%。新生代父母青睐“野性成长”活动,露营、徒步搜索量增100%,推动亲子体验成为“家庭情感投资”载体。

旅行让孩子们快乐吗?笔者观察幼侄:每次家长们带他出游,起初兴趣盎然,行至中途却总会嚷嚷“没意思”。反观搭积木、魔方之类的游戏总能让他百玩不厌,不断刷新自己的记录。恰如心理学家契克森米哈赖定义的“心流”(Flow):当挑战与能力匹配时,人会进入全神贯注的创造愉悦中。

外部刺激带来的消费型快乐适度则可

法国思想家鲍德里亚认为,在极大繁荣的丰盛社会,由于欲望和需求的不断被生产、被制造,消费变得无止境。消费成为人类活动的主宰,它构成一个欲望满足的对象系统,人们从消费中得到物质精神满足,甚至是人生的幸福和意义,消费成为自我实现的全部过程。在《消费社会》一书中,鲍德里亚写道:消费是个神话,也就是说它是当代社会关于自身的一种言说,是我们进行自我表达的方式。

然凡事过犹不及。过度消费不断推高快乐阈值,使满足愈发困难。神经科学研究也证实了此点——过度消费刺激导致多巴胺耐受性增强,个体遂陷入“刺激-麻木-更强刺激”的循环。不过,笔者认为,适度的消费对儿童仍具积极意义:人生本为一场体验之旅,某种消费让他感受其所渴望的体验也“不过如此”,继而对同类的快乐去魅,而非沉溺。

消费型快乐借助他人创造的产品(刷视频、游戏、追剧)获取即时感官刺激,易伴随空虚感。创造型快乐通过主动创造(写作、解题、艺术创作)获得深层成就感,常伴以“心流”之境,兼具持久性与成长性。二者之关键差异在于:前者依赖外部刺激,后者源于内在潜能;后者门槛较高,却能持续强化自我价值。

从“心流”到“自主创造”的高级快乐

古希腊哲学家亚里士多德强调:“人的快乐应更高级和伟大”。与多巴胺类的消费型快乐不同,创造型快乐激发内啡肽系统——这种“天然镇痛剂”在克服挑战时释放,带来深层愉悦。他亦指出,实践的快乐在于行动本身,而非外在结果。

(未完待续)

编辑:Wind

插图:超银河战舰|吴天天(5岁3个月)磁力片积木作品

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巴塞罗那城市规划的可持续密码:城市如树

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独立媒体人(Jointing.Media)山谷,武汉,2025-07-19

在西班牙巴塞罗那,诞生于1859年的城市网格成为全球可持续规划的典范。从空中俯瞰巴塞罗那,一个个八边形街区网格有序排列,组成一张庞大的棋盘。该规划被视为欧洲现代城市规划先驱,因其独特优势沿用至今。

从塞尔达网格到超级街区,传承与进化

1859年,工程师伊尔德方斯·塞尔达(Ildefons Cerdà)摒弃了以教堂或宫殿为中心的古典模式,以“平等、自由”为核心,摒弃贵族化的单中心结构,采用均质网格系统,覆盖约9平方公里。医院、学校均匀分布,避免贫民窟形成,让“平等呼吸”成为城市肌理的一部分。

这些八边形街区的边长113米,转角切斜角形成20米宽广场,增加公共空间和商业界面,更预留了车辆转弯半径,预见汽车时代的交通需求;底层商铺、中层住宅、顶层办公的垂直布局,形成功能混合的社区单元,使居民步行范围内满足生活需求,大幅减少通勤能耗;建筑高度约20米,与道路宽比1:1,保障采光与通风。

巴塞罗那的建筑风格多样但统一,不同时期的建筑在保持各自特色的同时,也遵循了整体的城市规划原则。现代主义建筑、哥特式建筑等风格在巴塞罗那得到了完美的融合与展现。

进入21世纪,城市规模扩大,人口、车辆增多,原有街道愈显狭窄。公共空间压缩让生活于此的居民颇感不便。巴塞罗那并未抛弃塞尔达的遗产,而是通过“超级街区”(Superblocks)计划为其注入生态内核。

巴塞罗那市政府在原有基础上打造的“超级街区”,提出让街道从“为了通勤”向“为了生活”转变。将9个网格街区合并为单元,限制外部车辆进入,释放道路空间转化为绿地与广场。“超级街区”禁止大货车和非居民私人车辆入内,私家车、救护车限速每小时10公里以下。街区内部将机动车道调整为单行道,并对原有机动车道和停车位面积进行适当缩减,成本低、利于推广,并建造地下停车场,将地上空间改造为绿地等公共活动区。

据统计,“超级街区”试点区域车流量减少了13%,释放了70%被机动车占据的空间,新增1.6平方公里公共空间,热岛效应显著缓解。释放的街道转化为儿童游乐场、露天市集,社区活动参与率上升30.7%,增强了社会凝聚力。

巴塞罗那市政府计划至2030年将“超级街区”推广全市,支撑减排40%的气候目标。

智慧城市的先行者转向公民科技赋能的城市治理

巴塞罗那通过积极推进城市物联网建设和数字化转型等举措,成功实现了从智慧城市1.0到智慧城市3.0的转变。在剑桥大学、延世大学联合出版的《智慧城市指数报告2022》(Smart City Index Report 2022)中,巴塞罗那排名第三。此外,2023年,在瞻博网络(Juniper Research)的欧洲智慧城市评选中巴塞罗那位列第三,仅次于柏林和伦敦。

2011年新一届市政府上台后宣布“加强巴塞罗那的智慧城市品牌,以促进城市服务新经济的发展”。同年,全球智慧城市博览会(SCEWC)在巴塞罗那诞生。

2013年,巴塞罗那确立了对智慧城市的定义:“一个高度连接、低碳绿色、以人为本、(生产力)自给自足的城市”,规划了能源、交通、水循环、垃圾处理网络覆盖、政府开放等12个领域共22个智慧城市重点项目。

在这一阶段,巴塞罗那大力推进物联网技术,通过物联网有效管理城市的能源、市政、交通等系统,为智慧城市建立了坚定的设施和数据基础。例如,巴塞罗那在建筑物中安装智能电表和传感器来监控和优化能源消耗;使用智能灌溉系统监测湿度、温度等实时数据,从而优化灌溉时间,节省水资源;采用交互式数字公交车站、传感器引导停车等设施用于减少车辆拥堵、降低废气排放。通过物联网技术,巴塞罗那城市管理者实时获取城市交通流量、环境质量等各项数据,通过精细化管理和智能化决策提升城市运行效率。

与此同时,面对大量的传感器数据,巴塞罗那政府建立Sentilo(西班牙语,意为传感器)平台并向公众开放。通过Sentilo平台,使用者可以查看巴塞罗那全市的传感器网络,了解城市各维度数据,包括巴塞罗那道路的人流量、车流量,环境噪声,温度、湿度和空气质量等。

2015年后,巴塞罗那在前期智慧城市建设的基础上,转向寻求公民科技赋能的城市治理模式。《巴塞罗那数字城市计划(2015―2019)》(Barcelona Digital City Plan 2015-2019)中明确提出“技术应该为人类服务,而不是人类为技术服务”。巴塞罗那重点推动数字化转型、数字创新以及公民共同参与的智慧城市建设,智慧城市进入3.0阶段。

案例一:SCOREwater项目为期4年,通过对下水道污水进行研究,分析获取巴塞罗那不同社区的生活习惯信息,研判可能造成的问题,并提供相应的解决方案,从而实现供水服务的数字创新。这一开创性的方法被称为“下水道社会学”(Sewer sociology)。

案例二:“让我们照顾巴塞罗那”(Cuidem Barcelona)项目,提出了市民共同参与的城市清洁维护和垃圾回收解决方案。

首先,市民可以通过项目网站查看全市垃圾处理和回收的地点和时间,以了解所在社区垃圾清理情况,更好地处理各类生活垃圾。其次,市民可以在网站上反馈城市中需要被清洁的地方,以便城市管理人员及时获取信息并处理。最后,市民可以查看所在社区的清洁管理计划,并提出改进建议。此外,针对2022―2023年度的城市维护项目,巴塞罗那市民亦可通过地图查看器查看具体项目的进展及实施情况。

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The Ocean Cleanup|海洋清理基金会

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官方网站:https://theoceancleanup.com

海洋清理基金会(The Ocean Cleanup)由荷兰发明家博扬·斯拉特(Boyan Slat)于2013年在其18岁时创立于家乡荷兰代尔夫特。该基金会是一家非营利性组织,其运营完全依赖个人、企业、政府及机构的捐赠。

“海洋清理”总部位于鹿特丹,团队由150余名来自不同背景、具备多元专业知识的专业人士组成,他们均怀有一个共同的愿景:清除世界海洋中的塑料垃圾。

Founded 2013
Dutch inventor Boyan Slat founded The Ocean Cleanup at the age of 18 in his hometown of Delft, the Netherlands.
Non-profit foundation
We are fully reliant on donations from individuals, corporations, governments and institutions.
HQ Rotterdam
The Ocean Cleanup’s team consists of more than 150 professionals with different backgrounds and expertise;  all bound together to one vision: rid the world’s oceans of plastic.

编辑:一一

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荷兰少年为环保理想辍学,利用科技清理海洋十年

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独立媒体人(Jointing.Media)山谷,广州, 2025-07-12

太平洋上,一艘工程船缓缓靠近一个巨大的C形浮动装置。阳光下,60立方米的塑料垃圾在网中翻滚——汽水瓶、轮胎碎片、渔网,甚至一只破损的塑料椅。26岁的Boyan Slat抚摸着这堆人类文明的残骸,泪水突然涌出。这是2019年末,他的团队首次从太平洋垃圾带成功回收垃圾,距离那个被嘲笑的少年梦想,已过去整整八年。

少年心气是不可再生之物。Boyan Slat在18岁那年进入代尔夫特理工大学学习航空航天工程,但一年后就辍学了,因为他要把所有精力投入到清理海洋垃圾的项目中。21岁时,他创立非营利组织海洋清理(The Ocean Cleanup),25岁时,他开启全球最大规模的海洋清洁计划。1994年7月出生的他今年31岁,海洋清理(The Ocean Cleanup)今年10岁。

海洋梦也曾被击碎

2018年9月,旧金山外海风浪咆哮。Slat紧盯雷达屏幕,心跳如鼓。代号System 001的首台海洋清理装置刚入海即发出警报——钢索断裂,600米的巨型屏障被洋流撕成碎片。监控室一片死寂,团队工程师掩面叹息:“我们成了环保界的笑话。”

质疑声如潮水涌来。海洋物理学家Kim Martini公开断言:“缺乏实测证明,注定失败。”媒体标题刻薄地写着《荷兰神童的塑料乌托邦崩塌》。那个夜晚,Slat独自坐在码头,海浪声中反覆播放一段手机视频:七年前希腊潜水时拍摄的画面——塑料袋像水母般缠绕珊瑚,死去的信天翁胃里塞满红色塑料瓶盖。“总有人说海洋无法拯救,”他对着黑暗低语,“但至少我在试。”

年少时的塑料噩梦

2011年的爱琴海湛蓝如宝石,17岁的Slat纵身跃入水中,却撞进一片噩梦。触目所及皆是塑料残骸:酸奶杯卡在礁石间,渔网缠绕着海龟脖颈,沙滩上堆积着发泡胶山。更震撼的是在无人岛岸边——数百只信天翁尸体腹腔内,鲜红的塑料片如血块般凝固。

“它们误以为红色塑料是食物。”当地环保志愿者递给他一件沾满油污的信天翁标本,“塑料释放的毒素正通过食物链毒害人类。”这句话如闪电击中少年。回到荷兰,他翻遍学术报告:太平洋垃圾带面积达160万平方公里(超过3个四川省),传统清理需79000年。在代尔夫特理工大学的实验室里,他用20欧元材料搭建模型——V型浮栅借助洋流自动聚集塑料,太阳能驱动的传送带将垃圾提离水面。

孤勇者的征途

2013年3月,19岁的Slat攥着退学申请走出校长室。书包里是画满草图的笔记本,银行卡余额仅剩200欧元。他的创意是利用洋流自然力量收集垃圾,而不是主动去追垃圾。他设计了一个漂浮的装置,像个人工海岸线,垃圾会被洋流带到装置那里。

他骑单车穿梭于鹿特丹工业区,向300家企业推销海洋清理计划,却只收到一封回覆:“很遗憾,您的项目不切实际。”

转机发生在TEDx讲台。当他展示信天翁尸体照片时,观众席传来抽泣声;演示浮栅模型时,掌声持续三分钟。演讲视频一夜引爆网络,1500封志愿邮件如雪片涌入,15天众筹8万美元。一位麻省理工教授写道:“我愿免费提供流体力学计算支持。”

实验室在废弃船厂建立起来。100多名科学家跨越12个时区协作,528页可行性报告诞生:浮栅下方3米深围网拦截悬浮塑料,风浪推动装置超越垃圾流实现“包饺子”式收集。当计算显示十年可清理太平洋垃圾带半数塑料时,联合国将“地球卫士奖”授予了这个辍学生。

他的设计最后还获得了代尔夫特理工大学的“最佳工具设计奖。

追本溯源,向源头宣战

2020年,马来西亚巴生河污浊湍急。Slat站在名为“拦截者”(Interceptor)的太阳能船上,见证又一项革命性装置启用。传送带将矿泉水瓶、塑料袋卷入分拣台,AI摄像头自动识别塑料类型。“看!垃圾桶满载信号亮了!”当地工人欢呼着吊起重达5吨的垃圾箱——这相当于十万个塑料瓶。

“海洋垃圾80%来自全球1000条河流。”Slat指着卫星地图上密集的红点。此刻,他的团队已在印尼雅加达、越南湄公河部署拦截船,每艘日处理垃圾5万公斤。更宏大的蓝图正在展开:2025年前控制千条污染河道,太平洋百公里“超级浮栅”进入材料测试阶段。

当回收塑料在电厂熔炉中转化为城市电力,Slat总想起希腊那只垂死的海龟。如今“海洋清理”组织年处理垃圾能力达8000吨,相当于每分钟从太平洋清除一个足球场的污染。面对依然严峻的海洋生态,他常重复17岁时的呐喊:“每当人们说环保留给下一代,我就站出来宣告——我在这里!现在就行动!”

须知少年凌云志,曾许人间第一流。弱冠之年就找到了人生的志向,坚定不移的朝着一个目标前进,从这个角度看Slat比许多同龄人幸运。

少年是人类的未来和希望,掌握科技是实现理想的工具。Boyan Slat的故事还在继续。理想主义者并非“孤勇者”。传播,让个体的理想让更多人看到,获得更多人的支持,这理想实则也是众人的理想。这也是为何,力虽微,JM却一直都在……

英文译文

编辑:一一

插图:陈娅手作|海洋系列2025(材料:牛奶棉)

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资料来源:机构官网


中国古代建筑设计绿色智慧:夏季降温

【能源与环境】 | Energy & Environment

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JM特约撰稿人 陈娅,武汉, 2025-06-24

在古希腊神话中,相传音乐之神俄耳甫斯拥有一把七弦琴,其琴声能够感动鸟兽,甚至能让木石随着音乐的节奏与旋律在广场上组合成各种建筑物。乐曲终了,那节奏与旋律便凝固于这些建筑物之上,化作比例与韵律。受此启发,18世纪的德国哲学家谢林提出了那句描述音乐与建筑关系的至理名言:“建筑是凝固的音乐。”的确,那些伟大的建筑,物质材料合乎规律的组合,能给人类以音乐的节奏和韵律的美感。

青砖灰瓦的院落里,

一株老槐树下斑驳日光,穿堂风掠过石阶水缸;

千公里外的数据中心,

算法正模拟这片荫凉,

将风的路径刻进下一座巨厦的基因图谱。


时值盛夏,钢筋混凝土的城市里,没有安装空调的建筑可谓寥寥。第一部空调系统问世于1902年。一百多年后的今天,全球建筑能耗已占终端总能耗的三成以上,玻璃幕墙森林加剧了城市热岛效应。 在没有空调的年代,古人顺应自然、利用物理规律之道,在保温、隔热、通风、采光等方面创造了众多精妙手法,体现了“天人合一”的生态观。这些设计即使在今天看来,其原理依然先进有效,为现代绿色建筑和可持续发展提供了经验和灵感源泉。

徽派建筑的天井堪称“天然空调”。热空气通过烟囱效应上升排出,冷空气从地面补充;若加入水体(如水池、水缸),蒸发冷却效应可使温度比室外低2.6-4.3℃。

岭南“冷巷”利用狭窄通道形成文丘里效应,加速气流带走热量;苏州园林的九曲回廊则引导穿堂风,兼具遮阳与通风。宫殿的重檐屋顶形成隔热空气层,民间阁楼则前后开窗促进对流,皆使热空气远离生活空间。

福建土楼以圆形布局与巨型夯土墙应对湿热气候与地震威胁。其土墙原料为当地红土掺石子、石灰,关键部位甚至加入红糖与糯米饭增强黏性,厚度可达1.5米。这种结构使土楼“夏隔热、冬抵冷、湿吸潮、干补湿”,如同天然调湿器,且拆除后材料可完全回归自然。

在山西,乔家大院采用单坡屋面内倾设计,高大外墙抵御风沙,内倾屋顶则收集雨水至院内水窖,在干旱环境中实现水资源循环。 北方窑洞直接利用黄土层隔热保温,岭南竹楼选用速生竹子搭建轻盈骨架。这些材料“取之于自然,复归于尘土”,形成闭环。土楼杉木支架可循环再用,秦砖汉瓦历经千年仍可拆卸重组,大幅降低重建的资源消耗。

从土楼夯土墙的调湿能力到天井的蒸发冷却效应,中华营造智慧的本质是向自然借力而非对抗。梁思成曾言:“建筑之始,产生于实际需要,受限于自然物理。”中国古代建筑的节能环保智慧是系统性的、因地制宜的,贯穿于从宏观选址布局、群体组织、单体设计,到微观构造、材料选择的每一个环节。它们融合了实用性、科学性和艺术性,体现了古人对自然的深刻理解和尊重。

在建筑的夏季降温方面的设计,古人主要通过遮阳隔热与通风降温来实现。

  • 屋檐遮阳

深远的出檐是中国古代建筑最显著的特征之一。巨大的屋顶通过斗拱体系或梁柱直接悬挑出很远的距离。夏季高角度的阳光被宽大的屋檐有效遮挡,防止阳光直射到墙面和窗户,避免室内过热。同时,屋檐保护了木构架和土墙免受雨水侵蚀。挑檐深度经过长期实践,往往与当地夏至、冬至的太阳高度角相关,以达到冬夏平衡。

  • 双层屋顶/架空屋顶通风隔热

古建筑在瓦屋顶(尤其是筒板瓦)下方,通常会铺设一层望板(木板)或望砖(薄砖)或苇席。瓦片、空气层、望板/砖/席共同构成了一个多层隔热通风体系。瓦片吸收热量后,空气层形成自然对流,带走热量,防止热量直接传入室内。更高级的建筑(如宫殿、寺庙)采用重檐或双层坡顶,两层屋顶之间的空间形成巨大的空气隔热层,隔热效果极佳(如故宫太和殿)。

  • 格栅门窗促进室内外空气流通

格扇门/槛窗/支摘窗通常由木格栅构成,糊纸或后期安装玻璃。格栅结构本身遮阳且通透。格扇门可以整扇取下或打开,支摘窗上半部可以支起,下半部可以摘下。这种设计允许在夏季形成最大程度的穿堂风,促进室内外空气流通,迅速带走热量和湿气。

  • 巧妙的空间组织与通风设计降温

天井/院落 是传统民居(尤其南方)的核心。天井狭窄高深,形成强烈的“烟囱效应”。地面被阴影覆盖保持凉爽,热空气上升从天井顶部排出,带动底部冷空气不断从周围房间补充进来,实现自然通风降温(如徽州民居、四合院)。 在密集的村落或大型宅院中(如岭南镬耳屋群落、山西大院),设计狭窄的巷道。巷道遮阴效果好,且由于狭窄空间加速空气流动(文丘里效应),形成“穿堂风”,有效降低巷道及两侧建筑的温度。 建筑前后设置通透的厅堂或走廊,作为气流的通道,引导风穿过主要使用空间。

  • 利用水体与植物降低环境温度

在庭院中设置水池、水缸或引水入庭院(如苏州园林)。水体的蒸发吸热可以显著降低周围环境的温度,增加空气湿度(在干燥地区尤佳)。 在庭院、天井、房前屋后种植高大的落叶乔木(如梧桐、槐树)。夏季枝叶茂盛遮阴,冬季落叶后允许阳光进入。

古人的智慧并非简单复制即可生效,而是系统思维与哲学理念的传承。当代实践面临三重挑战:人口密度与建筑高度的矛盾(木结构限高)、传统材料与现代安全的平衡(夯土抗震性)和舒适需求与零能耗的目标冲突。

现代建筑的师古开今的案例也不少。比如,上海中心大厦的双层表皮幕墙设计,灵感源于传统“重檐”的隔热空气层原理。其内外幕墙之间形成的巨大空腔,在夏季形成热压通风(烟囱效应),有效降低内层幕墙温度;冬季则关闭通风口形成保温层,显著降低空调能耗。同时,螺旋形上升的凹槽设计引导风流,减少风荷载,其原理暗合冷巷对气流的引导优化。

东莞TBA大厦更进一步,其双层玻璃幕墙嵌入可调节遮阳装置,模仿古代“支摘窗”灵活控制光线,配合Low-e玻璃阻隔热辐射,较常规建筑节能79%。

济南研究中心立体绿化缓冲层,通过调解微气候,让夏季建筑表面降温4-7℃。

荷兰学者王正峰指出:“被动式降温机制需因地制宜。若忽视环境成本依赖技术,可持续发展将难以实现。” 真正的绿色建筑,应如计成在《园冶》中所倡导的“虽由人作,宛自天开”,在科技与人文的平衡中,重建人与大地的诗意联结。

绿色建筑不是高科技设备的堆砌,而是空间布局、材料选择、构造设计、能源策略、水资源管理、生物多样性等多维度的系统集成。需要建筑师具备跨学科的视野和整体思考的能力。

英文译文

编辑:Jas

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独立媒体人(Jointing.Media) 望舒,上海, 2025-06-13

近日,一只薄荷色的塑胶玩偶Labubu潮玩以108万元成交。不久前在巴黎逝世,享年81岁的纪实摄影大师萨尔加多最贵的摄影作品中文版售价39,800元人民币。

这套摄影作品是《创世纪》(Genesis)系列中的限量版摄影集,耗时8年完成,包含32次全球探险拍摄的影像,旨在记录地球未被现代化侵蚀的原始风貌。其精装版摄影集由日本建筑师安藤忠雄设计,采用西班牙手工樱桃木书架、意大利印刷装订,全球限量发售。

一边是资本狂欢中泡沫翻涌的潮玩经济,一边是静默凝视深渊的纪实影像;一边是转瞬即逝的喧嚣,一边是穿透时光的盐粒。

图:萨尔加多与他的《创世纪》画册

当Labubu在拍卖行闪光时,萨尔加多的黑白影像正悬挂在上海自然博物馆。这位1944年生于巴西小农庄的摄影师,其人生本身就是一部史诗。经济学博士出身的他,29岁毅然放弃世界银行高薪职位,用妻子送的相机开始摄影生涯。”每张照片都是我对世界的告白”,他在自传中写道。为捕捉海鬣蜥爪尖的鳞片反光,他匍匐数日等待;为记录西伯利亚涅涅茨人的迁徙,他在零下45度的严寒中跋涉47天;为拍摄埃塞俄比亚饥民,他徒步850公里深入险境,让世界看见那些”被符号化的数据”如何成为一张张真实的面孔。

“摄影不是用眼睛看,而是用灵魂凝视。”萨尔加多这句名言诠释了他的创作哲学。他的《劳动者》系列中,巴西金矿五万劳工如蚂蚁般在泥浆中攀爬,却被他拍出古希腊浮雕的庄严;《出埃及记》里卢旺达难民的绝望眼神,被他转化为对人类暴行的永恒质询。最震撼的莫过于他因目睹太多死亡而精神崩溃后,用八年时间完成的《创世纪》——“我要寻找这个星球尚未被人类玷污的净土”,他在拍摄笔记中写道。这组作品里,南极冰原上的企鹅队列如同朝圣,亚马逊部落少女身上的彩绘恍若神谕。

“真正的摄影师必须成为事件的一部分,而不是旁观者。”这是萨尔加多1986年拍摄萨赫勒饥荒时的领悟。当其他记者拍完即走,他与饥民同吃同住两周,最终那张母亲哺乳骷髅般婴儿的照片,让联合国救援物资增加了三倍。这种投入差点要了他的命——在刚果拍摄时感染疟疾,在车臣被弹片击中小腿,但他从未退缩:“如果我的照片不能让人夜不能寐,那它们就毫无价值。”

与此同时,奢侈品专柜里,鳄鱼皮包标价30万,红木家具成交逾百万,百达翡丽腕表拍卖价千万起步……奢侈本无罪,但当消费异化为符号崇拜,灵魂便困于黄金囚笼。

萨尔加多曾在演讲中告诫年轻摄影师:“不要追求漂亮的构图,要追求真相的重量。”他拍摄饥民时不用长焦俯视,而是平视目光传递尊严;他拒绝《国家地理》高价邀约,只因编辑要求“增加色彩饱和度更吸引读者”。“我的名声建立在他人苦难上,若野心超越同情心,我就失去灵魂。”这段独白揭露了艺术真正的价值标准。

当潮玩炒家计算着K线图时,萨尔加多临终前仍在整理未发表的底片,其中一张笔记写道:“希望我的照片能像盐粒,既防止历史被遗忘腐败,又为未来保留希望的滋味。在这个可大批量生产的工业品比《创世纪》限量画册贵的时代,或许我们更需要重温萨尔加多的觉悟:“当你的作品比被摄对象的苦难活得更久,你必须确保它值得被记住。”

历史终将淘洗一切。真正的价值,需要时间的沉淀与生命的滋养。当资本将潮玩捧为“新黄金”,愿我们仍有勇气走进萨尔加多的黑白世界。毕竟,泡沫狂欢后只剩虚空,而大地上的盐粒,早已渗入人类共同记忆的岩层。

英文译文

编后语:

JM:为何萨尔加多的摄影作品价格不及工业产品(如Labubu潮玩)?

Kimi(AI):可以从市场逻辑、文化消费心理、稀缺性构建等多个角度分析:

1. 市场定位与受众差异
摄影艺术市场的局限性:萨尔加多的作品(如《创世纪》)虽在艺术界享有盛誉,但其受众主要集中在艺术收藏机构、博物馆或高净值艺术爱好者,市场规模相对较小。例如,其限量版摄影集全球仅售100套,中文版售价3.98万元,但受众仍局限于特定圈层。
潮玩市场的爆发性:Labubu作为潮玩IP,依托泡泡玛特的盲盒机制、社交媒体营销和明星效应(如贝克汉姆、蕾哈娜等),迅速触达全球年轻消费者。其初代薄荷色Labubu因“全球唯一”的标签和稀缺性,在拍卖会上拍出108万元,背后是资本与大众文化的双重推动。


2. 稀缺性构建方式不同
摄影作品的“无形稀缺”:萨尔加多的作品通过限量印刷(如《创世纪》不限版数但手工制作成本高)和艺术家签名等方式体现稀缺性,但这种稀缺性更多依赖艺术价值而非市场炒作。
潮玩的“人为稀缺”:Labubu通过限量发售(如全球唯一薄荷色款、限量15版棕色款)、盲盒抽取概率控制、二手市场炒作等手段,人为制造稀缺性。例如,初代薄荷色Labubu曾以5位数价格购入,两年后拍卖价飙升至108万元,溢价超10倍。


3. 文化消费心理的转变
艺术品的“精英化”属性:摄影作品的价值更多基于历史意义、美学深度和人文关怀(如萨尔加多对环保议题的关注),其消费门槛较高,需专业鉴赏能力。
潮玩的“情感化”消费:Labubu的“丑萌”设计契合年轻人追求个性、情感寄托的需求,被视为“精神搭子”。65%的年轻消费者将其视为情绪消费品,甚至加入抢购群蹲守直播,这种情感驱动远超实用价值。


4. 资本与产业链的推动
潮玩的金融化趋势:Labubu被赋予投资属性,二手市场溢价可达30倍以上,部分藏家将其视为“理财产品”。泡泡玛特通过全球化布局(覆盖90多个国家)和IP联名(如与奢侈品牌合作预期),进一步推高市场热度。
摄影作品的产业链局限:萨尔加多的作品虽通过展览、出版等方式传播,但缺乏类似潮玩产业的规模化运作(如东莞制造业供应链、跨境电商平台),市场渗透力较弱。


5. 社会价值观的变迁
从“艺术永恒”到“即时满足”:传统艺术强调永恒价值,而潮玩文化迎合了快节奏社会中的即时满足需求。Labubu的火爆反映了年轻人对身份认同、社交符号的追求,而摄影作品的价值需更长时间沉淀。
环保议题的“边缘化”:萨尔加多的《创世纪》旨在呼吁生态保护,但此类议题在消费主义浪潮中易被边缘化。相比之下,潮玩通过明星带货、限量营销等手段,更直接地触达大众。


总结
萨尔加多作品与Labubu的价格差异,本质是艺术市场与消费主义市场的分野。前者依赖文化深度和精英认可,后者则通过资本操控、情感营销和稀缺性构建,将工业产品转化为“文化符号+金融工具”。这一现象也折射出当代社会对“价值”定义的多元化——艺术品的永恒性正在被即时消费的快感所挑战。

编辑:Jas

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从海洋“钉子户”藤壶,一窥海洋生态面临的失衡压力

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独立媒体人(Jointing.Media)不夜侯,深圳,2025-06-10

在墨西哥海岸,一头座头鲸反复将身体撞向沙质海床。五分鐘内翻滚四次——这不是嬉戏,而是它试图剐蹭掉身上密密麻麻的藤壶。这些钙质“钉子”让它刺痛难忍。

2023年底开始,福建省某海域的海岸线上出现了大量的藤壶,严重影响了海洋生态系统和沿岸居民的生活,引起了社会各界的广泛关注。据专家分析,此次藤壶污染事件与人为排放、环境破坏等因素密切相关。

藤壶作为滤食性动物,是海洋食物链中的重要一环,与其他海洋生物原本保持着微妙的平衡。然而,人类的活动导致藤壶生存环境失衡,继而让海洋生态持续承受着诸多压力。

藤壶是是海洋食物链中的重要一环

藤壶不是贝类,而是与虾蟹同属甲壳动物。它们一生经历三个迥然不同的阶段:自由漂浮的“无节幼虫”、寻找定居点的“腺介幼虫”,以及分泌“超级胶水”永久固着的成虫。一旦进入成虫阶段,它们便不再移动,成为真正的海洋“钉子户”。

藤壶是海洋食物链中的重要一环,与其他海洋生物原本保持着微妙的平衡。藤壶以珊瑚为食,也为海鸟、海龟、海豹、鲸鱼及一些鱼类等提供了食物来源。藤壶附着形成的群落可以为一些小型海洋生物如贝类、甲壳动物、藻类和幼鱼等提供栖息、繁殖和躲避敌害的场所,增加生物多样性。

作为滤食性动物,藤壶通过其壳上的小孔过滤海水中的浮游生物、有机碎屑、细菌和营养物质等,对海水起到一定的净化作用,促进海洋生态系统的物质循环和能量流动。被誉为海洋“清道夫”。其在自然状态下的适度存在有助于维持生态平衡,促进能量流动和物质循环。

藤壶一般会附着在海洋底部的岩石、礁石或珊瑚等表面,其附着本身以及形成的群落结构,能够在一定程度上减缓水流对底质的冲刷,起到防止海洋侵蚀的作用,对保护海岸线和海洋底部生态环境有一定的积极意义。

自然用4亿年打磨出的平衡,只用400年就被人类破坏了

在人类尚未介入海洋生态的漫长岁月里,藤壶的种群平衡的调节机制隐藏在物理环境、生物天敌和种群内部的复杂博弈中。

藤壶幼虫需在潮间带或浅海固着,但剧烈的水流冲击会撕碎幼体。在浪涌强烈的礁石区,藤壶覆盖率不足平静海湾的1/5。高潮线以上的藤壶暴露在空气中,夏季高温下超过40℃即脱水死亡,仅少数耐旱物种能在潮上带存活。

除种群内部的自我抑制外,海星、荔枝螺等天敌有效控制着藤壶数量。一只海星一年可吃掉5000多只藤壶。实验显示,移除海星后藤壶覆盖率暴涨300%。单只荔枝螺年食藤壶上千只,可控制潮间带藤壶密度70%。滨蟹与鱼类可清除藤壶的幼虫及薄弱个体。

此外,暖流改变浮游生物分布,藤壶幼体食物短缺时死亡率超95%。波浪冲刷与冬季寒流也定期清除着礁石上的附着群体,-2℃低温持续48小时即可杀死90%的藤壶。

然而,人类的活动直接或间接的给藤壶提供了生长“乐园”。当船舶、钻井平台、养殖网箱等人工表面入侵海洋,为藤壶提供了完美的附着基。船底光滑且无天敌栖息,藤壶附着密度可达天然礁石的10倍;养殖区藤壶覆盖网箱速度比天然基质快6倍。沿岸城市排放的污水和农业径流注入大量氮磷,引发浮游生物暴增。藤壶幼体以此为食,存活率猛增300%。日本部分海湾因富营养化导致藤壶年增长率达15%,远超自然调节能力。

加之气候变化的推波助澜,海水温度上升延长了藤壶繁殖期。厄尔尼诺事件引发的暖流改变浮游生物分布,为藤壶提供了更广的扩散路径。研究显示,水温每升高1°C,藤壶幼虫发育速度加快约20%。

当藤壶大量附着在珊瑚礁上时,会刺穿珊瑚组织,导致珊瑚死亡,影响珊瑚礁的形成和发展,进而破坏珊瑚礁生态系统,导致依赖珊瑚礁生存的众多生物失去栖息地和食物来源,对整个海洋生态系统的稳定性和生物多样性构成威胁。

莆田市湄洲岛的红树林曾受到藤壶的危害,天然红树林出现大面积死亡,生态系统呈现萎缩迹象,生物多样性和滨海环境质量下降。

藤壶的泛滥引发了一系列生态灾难

藤壶的大量繁殖和广泛附着可能会抑制其他海洋生物的生长和繁殖,改变海洋生物群落的结构和组成,减少某些物种的生存空间和资源,从而对海洋生物多样性产生负面影响。

藤壶在附着过程中,其幼虫会分泌胶状物质将藤壶牢牢固定在宿主身上,这个过程可能会刺穿宿主的皮肤、甲壳等组织,导致宿主受伤、感染病变,甚至可能引发严重疾病,影响宿主的健康和生存。

桶冠鲸藤壶、隐鲸藤壶等种类专门寄生在鲸类体表,甚至扎根于皮肤深处。一头成年鲸体表可寄生百万级藤壶,总重达450公斤。为抵抗额外阻力,鲸鱼需多消耗30%能量,被迫延长觅食时间,繁殖率随之下降。为摆脱痛苦,鲸鱼不惜以血肉之躯撞击船体,试图剐蹭掉这些寄生者。

大量藤壶附着在海洋生物身体的特定部位,会改变其身体的流线型结构,影响浮力和平衡能力,使它们在游泳或浮沉过程中更加困难,甚至可能导致一些海洋生物因无法正常控制浮力而溺水或陷入困境。比如,绿蠵龟因游速慢、代谢低,一旦全身寄生藤壶,体重将增加30%以上。它们无力逃脱虎鲨等天敌,最终沉没或饿死。

藤壶寄生在底栖生物表面时,会与宿主或其他生物争夺氧气和营养物质等资源,过度利用宿主的资源会影响宿主的正常生长和繁殖,可能导致底栖生物种群的减少甚至灭绝,破坏海洋生物种群的平衡。藤壶在礁石上形成致密“钙化装甲”,封锁了贝类、珊瑚幼虫的附着空间。在美国华盛顿州的潮间带,藤壶垄断了75%的硬质基底,导致贻贝、牡蛎数量锐减50%。更隐蔽的是,藤壶疯狂滤食浮游生物,使鱼类食物链底层断裂。日本海某些渔场因藤壶泛滥,鲱鱼捕获量三年内下降40%。

在一些藤壶密集的区域,当藤壶大量死亡后,其尸体和残骸会在海洋中堆积,产生大量的腐烂物质和有机碎屑,污染海洋环境,消耗水中的溶解氧,影响其他海洋生物的生存和水质。

人类设施也难免受损。1905年日俄对马海战中,远道而来的俄舰队因船底藤壶堆积导致航速下降,成为其惨败的关键因素之一。研究显示,藤壶覆盖的船底使摩擦阻力飙升,燃油消耗激增40%。一艘万吨货轮年损失燃料费超百万美元。数据显示,一艘被严重附着的货轮航速可降低至正常水平的30%,燃料消耗激增40%。美国海军每年为此支出超6亿美元清理费用。藤壶还会堵塞钻井平台冷却管道,导致停产事故。其分泌物加速金属腐蚀,使海上风电基座寿命缩短30%。养殖网箱被其覆盖后水体交换受阻,鱼苗成批死亡;海底光缆因此加速腐蚀。

不是消灭,而是修复与共生

面对藤壶泛滥,人类正从防御、清除到生态重建多管齐下。

高压水枪配合人工铲除的物理方式仍是主流。空化射流技术利用气泡震荡令藤壶自然剥离,对船体“零损伤”。美国海军开发的仿生水下清理机器人,形似扫地机,可自主刮除藤壶,避免军舰长期泊港维护。美国加州在港口设置高波浪冲击区,引导藤壶聚集至易清理位置。试验显示,该方法减少船体附着达60%。

从科技防御角度,早期含砷、汞的剧毒船漆已被淘汰(三丁基锡船漆曾导致欧洲牡蛎大规模绝育)。德国仿生学中心成果显示,现代有机硅树脂基涂料模拟海豚皮肤弹性,使藤壶在10节航速下即被水流冲脱;厦门大学团队发现藤壶附着关键基因bcs-6,通过RNA干扰技术可降低幼虫附着率70%。该基因源自转座子进化,调控幼虫附着时的能量代谢。

从生态角度调控。比如,中国福建养殖区投放天然藤壶的克星荔枝螺,清除率达85%;中国在南海种植红树林超1000公顷,其根系减缓水流,促进浮游幼虫沉降,为藤壶天敌提供栖息地。“红树林-珊瑚礁-海草床”构成了海洋生态的“黄金三角”,修复生态系统。

藤壶对环境变化较为敏感,其分布范围、数量和生长状况等可以反映出海洋环境的质量和生态系统的健康状态,是海洋环境监测的指示生物之一。

见微知著,藤壶泛滥本质是海洋生病的症状,人类活动是诱因。真正有效的不是消灭藤壶,而是修复海洋,修复人类与自然的契约。

英文译文

编辑:一一

插图:舒羽纯手工永生花定制作品(2025)| “余(鱼)生繁华(花)”

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作者:科学前沿阵地,2025-05-09

科学背景

复杂有机污染物(如石油及炼油废水中的多环芳烃PAHs和单环芳烃)常以混合形式通过大气沉降或原油泄漏进入海洋,威胁生态系统和人类健康。尽管多数细菌因仅分泌特定分解酶而难以处理复杂混合物,但研究表明微生物群落可通过协同代谢实现高效生物修复,尤其在耐受高盐、极端pH等严苛环境的液相或固相中更具优势。合成生物学的进展为定向设计耐逆性降解菌株、优化污染场地修复提供了新策略。

产钠弧菌(Vibrio natriegens)是极具合成生物学潜力的快速生长型底盘菌种,其作为已知生长最快的细菌,兼具高盐耐受性及高效多碳源转化能力,可合成高附加值生物产物。目前已开发SWAPnDROP、NT-CRISPR等基因组编辑工具,并实现基于自然转化的多重基因组改造。该菌种通过表型与基因组安全性评估,被认定为生物技术领域通用安全菌株。

创新成果

上海交通大学唐鸿志教授、中国科学院深圳先进技术研究院戴俊彪研究员等研究人员通过整合多个降解基因簇,建立一株能够修复一系列污染物(从单环苯到双环和多环化合物)的V. natriegens菌株。为了提高V. natriegens Vmax的转化效率,构建了一株在1号染色体上携带外源tfoX基因的菌株。随后,体外合成9个降解基因簇,在酵母中组装并整合到Vmax基因组中,以生成能够修复目标污染物的候选菌株。根据修复性能从候选菌株池中选出5个基因簇。开发了基于Vmax并放大tfoX效应的迭代自然转化(INTIMATE)方法,并将所有5个降解基因簇整合到最终的底盘菌株中。该工程菌株能够对氯碱厂和石油炼油厂的工业废水样品中的五种有机污染物(联苯、苯酚、萘、二苯并呋喃和甲苯)进行生物修复,修复范围广泛,涵盖从单环化合物到多环化合物的广泛底物范围。

相关研究成果以“Bioremediation of complex organic pollutants by engineered Vibrio natriegens”为题发表在Nature上。

核心创新点

工程化改造细菌用于复杂有机污染物修复:利用合成生物学技术,将Vibrio natriegens工程化改造为能修复含盐废水和土壤中复杂有机污染物的菌株。这为解决工业废水、石油污染和塑料污染等对全球海洋生物安全的威胁提供了新的思路和工具。

开发新的基因工程方法(INTIMATE):开发了基于自然转化的基因工程方法INTIMATE,通过过表达tfoX基因增强 DNA摄取和整合能力,并将五个基因簇(共43 kb)整合到V. natriegens Vmax菌株的基因组中,使其能同时降解多种有机污染物。

构建高效降解多种有机污染物的工程菌株:成功构建的工程菌株能同时降解双酚、苯酚、萘、二苯并呋喃和甲苯这五种有机污染物,涵盖了从单环到多环的广泛底物范围,且在工业废水样本(氯碱厂和炼油厂)中表现出良好的修复能力。

优化的底盘细胞选择与改造:选择Vibrio natriegens Vmax作为底盘细胞,并对其进行了一系列优化。包括通过删除约150个基因提高其转化效率和蛋白表达效率,以及筛选出chr2_297等非必需基因作为基因工程的插入位点,实现了降解途径基因簇的稳定和均匀表达。

成果启示

这项研究研究通过合成生物学手段成功改造了Vibrio natriegens,使其能够高效修复含盐废水和土壤中的复杂有机污染物。这一成果不仅突破了传统微生物修复在处理复杂有机污染物和耐盐性方面的限制,还开发了创新的基因工程方法(如INTIMATE),显著提高了基因簇的整合效率。INTIMATE提供了一个强大的平台,可用于改造具有更广泛底物谱、更强污染物降解能力和更高安全性的下一代菌株。这些菌株能够感知污染物,在修复后自我毁灭,并无缝融入微生物群落,从而增强环境修复效果。将工程菌株与天然微生物群落相结合,可以进一步提高生物修复效率,并应对紧迫的环境挑战。

研究还优化了底盘细胞,增强了其生长速率和耐盐性,并成功将多个降解基因簇整合到单一菌株中,实现了多种有机污染物的同时降解。这些成果为应对全球海洋生物安全威胁提供了新的技术手段,并为未来开发更高效、适用范围更广的微生物修复技术奠定了基础,特别是在处理工业废水、石油污染和塑料污染等领域具有重要的应用潜力。

(本文节选自公众号:科学前沿阵地,标题略有修改,内容有删减)

编辑:Jas

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