The effects of land consolidation on the ecological connectivity based on ecosystem service value: A case study of Da’an land consolidation project in Jilin province

Land consolidation has a profound impact on landscape patterns and ecological functions at various scales through engineering and biological measures. In recent years, China invests more than 100 billion RMB yuan on land consolidation each year. To understand how land consolidation affects landscape patterns and ecosystems, we investigated the ecosystem service value and the ecological connectivity in a consolidated area of Da’an city from 2008 to 2014 using a revised ecological connectivity index. The results indicated that land consolidation has certain negative influences on the ecosystem services in this area. The total ecosystem service value will decrease by nearly 30% in the late stage of consolidation. This decrease is caused by the loss of ecosystem service of the wetland and grassland, despite a sensible increase of cultivated land. In addition, land consolidation could change the ecological connectivity as well as the land use structure. Up to 85% of the entire area will be in low connectivity in the late stage of consolidation, representing a 6.23% increase in the total coverage compared to pre-consolidation. Finally, the different connectivity landscape and their key areas can be identified by the revised ecological connectivity index effectively. This study is helpful to trace out the relationships between landscape pattern and ecological process, and provides insights for ecological planning and designing of land consolidation in this area. We suggest that more attentions should be paid to improve the quality and ecosystem service value per unit area of the landscape, to establish ecological compensation mechanism of wetland losses, and to create the ecological corridors along the least accumulated impendence surface in the key areas during land consolidation.     

甲氨基阿维菌素苯甲酸盐对黑土区农田土壤动物群落的影响

甲维盐属高效半合成抗生素杀虫剂。在哈尔滨市典型黑土农田区,研究不同浓度甲维盐处理对土壤动物群落结构的影响。结果表明:甲维盐处理显著降低了土壤动物群落的个体密度和类群数量,且这种趋势随着甲维盐浓度的增加而增强;显著改变了群落的垂直分布格局,表聚性特征被削弱,使动物较多地聚集于5~15 cm土层;改变了群落多样性特征,其中螨类和跳虫对多样性的贡献相对较大;显著改变了表层土壤化学性质,但不同动物类群对土壤环境变化的响应规律不同,螨类和跳虫对甲维盐干扰具有较强的适应能力。甲维盐处理可以显著改变黑土区农田土壤动物群落结构,浓度是影响该过程的重要因素,施用杀虫剂时需慎重评价其生态后果。     

两个相似路径台风残余造成局地特大暴雨的成因机制和能量收支对比分析

本文利用ERA-Interim 0.5°×0.5°再分析资料、自动站小时和分钟加密资料、风云2G（FY-2G）卫星红外云图及多普勒雷达和风廓线雷达资料对2015年路径高度相似的“苏迪罗”和“杜鹃”台风在浙江沿海引发的局地特大暴雨进行对比分析。这两次降水过程都是在台风减弱为热带低压甚至残压并深入内陆远离浙江沿海后发生的。结果表明,“苏迪罗”降水过程是由低层强东南和偏南急流长时间辐合加上有利地形共同作用导致的;经向环流背景下来自季风持续的水汽输送有利于“苏迪罗”维持较长的生命史和稳定的降水。“杜鹃”残压特大暴雨的触发系统则是高纬地面冷高压底部的东东北出流南下与“杜鹃”北象限的东东南风交汇形成的中尺度倒槽;纬向环流和强盛副热带高压造成的弱引导气流及夏季风南撤和低涡卷挟造成的水汽通道断裂是“杜鹃”登陆后快速减弱为残压和降水维持时间较短的原因。两次台风降水过程中均无外部动能输送和来自有效位能的动能转换。动能收支的主要影响因子为中低层局地次网格运动间的能量转换、旋转风和散度风效应及下垫面的摩擦耗散。所以,虽然“杜鹃”的对流有效位能很小,但仍可造成强对流和特大暴雨。此外,降水过程中释放的凝结潜热造成的局地非绝热加热使气柱中显热能大量累积,促使地面中小尺度涡旋和倒槽不断加深,造成降水的增幅。     

IPCC第六次气候变化评估中的气候约束预估方法

得益于第五次评估报告（AR5）以来约束预估研究的迅速发展,观测约束成为政府间气候变化专门委员会（IPCC）第一工作组（WGI）第六次评估报告（AR6）提升对未来预估约束的证据链中的重要一环。IPCC第一工作组第六次评估报告首次利用包括根据历史模拟温度升高幅度得到的观测约束、多模式预估以及第六次评估报告中更新的气候敏感度在内的多条证据链来约束全球地表温度未来变化的预估,减小了多模式预估的不确定性。文中回顾并介绍了IPCC第一工作组第六次评估报告中涉及的几种主要观测约束方法（多模式加权方法、基于归因结论的约束方法（ASK方法）、萌现约束方法）及其应用情况。在IPCC第一工作组第六次评估报告以及很多针对不同区域不同变量的预估研究中,观测约束方法均显示出了订正模式误差、改善模式预估的潜力。相比而言,目前中国在观测约束预估方面的研究还不多,亟待加强观测约束方法研究以及在中国区域气候变化预估中的应用,为中国应对气候变化的政策制定和适应规划提供更丰富、不确定性更小的未来气候信息。      

厄尔尼诺对长江中下游地区夏季持续性降水结构的影响及其可能机理

根据中国国家气象信息中心提供的1961-2016年2400多站的逐日降水观测数据,分析了厄尔尼诺对长江中下游地区夏季持续性降水结构的影响。发现长江中下游地区的降水主要以5 d及以内的降水事件为主,其强度主要分布在4-24 mm/d;5 d以上降水所占比例相对较小,而其强度主要分布在12-24 mm/d。其中,长江中下游地区夏季大于5 d的降水事件（长持续性降水事件）所占比例和强度在长江以南地区要大于长江以北地区。同时,在厄尔尼诺的影响下,长江以南地区的降水结构从2-5 d持续性降水事件（短持续性降水事件）和1 d的降水事件（非持续性降水事件）向长持续性降水事件转变,且其强度增加。而长江以北地区,以湖北为主,降水结构存在从非持续性向短持续性降水事件转变的现象,短持续性降水事件的强度也略有增强。因此,厄尔尼诺使得长江中下游地区的降水事件更多地以持续性降水为主,不同持续性降水事件的强度加强。进一步分析发现厄尔尼诺次年西太平洋副热带高压西伸加强,与其相关的东南季风所输送的水汽也有所加强。同时,中高纬度阻塞高压环流形势稳定维持。受这些因子的共同作用,最终导致长江中下游地区夏季降水持续性延长和降水强度加强。而这将给长江中下游地区的农作物种植和经济发展等带来较严重的影响,使防洪、防涝工作面临严峻的挑战。      

中国1961—2016年夏季持续和非持续性极端降水的变化特征

基于国家气象信息中心提供的1961—2016年2400多站逐日降水观测资料,根据百分位法确定极端降水,对中国夏季持续（持续2 d及以上）和非持续性（持续1 d）极端降水事件的变化特征进行了研究。结果表明：在气候变暖背景下,以江淮流域为代表,中国大部分地区极端降水量趋于增多,但华北、西南及西部部分地区趋于减少;除内蒙古中部、四川等地以外,中国大部极端降水对总降水的贡献呈增多趋势。进一步对华北、江淮、华南、西南4个代表区域进行分析,发现华北、西南地区的持续和非持续性极端降水量都呈减少趋势,持续性极端降水量的减少更突出,极端降水更多以非持续性形式出现;江淮、华南一带,两类极端降水量都呈增多趋势,持续性极端降水量的增加更明显,极端降水更多以持续性形式出现。     

环境WiFi能量采集系统的匹配网络与整流电路设计

设计了一款针对WiFi信号的环境能量采集系统,工作频率范围从2.4 GHz到2.485 GHz.该系统采用了4倍压整流电路,并设计了从天线到整流电路的宽带匹配电路,提升了能量采集的效率.设计的宽带匹配电路在WiFi工作频率范围内,S₁₁均小于-10 dB.整流电路可将采集信号增加4倍,能有效提高RF-DC转换效率.测试结果表明,所设计的电路达到了设计要求,在-10 dBm的输入功率下,达到了40%的RF-DC转换效率,并使超级电容在30 min内采集到了257 mV的电压.     

天津市海岸带环境的空间价值及其政策启示

运用政策选择实验的方法, 对天津市沿海地区居民的政策需求进行了实证分析, 定量地考察了海岸带环境 的价值及其在不同地区和不同属性居民之间呈现的空间差异, 对不同类型经济开发的空间影响强度, 及海岸带开 发、防灾减灾和生态环境保护政策的效果进行了比较分析。主要研究结论包括, ①工业开发明显降低了居民的效 用, 说明在目前的产业结构和增长方式下, 工业开发是以生态环境的破坏为代价的, 需要通过产业和环境政策的统 筹和协调来解决工业开发与环境承载力的矛盾。相反, 渔业开发仍然会带来正面的综合效益, 因此, 渔业作为天津 沿海地区未来发展的重点产业之一是适宜的。②塘沽和汉沽地区海岸带环境的价值具有明显的空间差异性。例如, 在塘沽区, 港湾开发和娱乐业的发展给居民带来负面影响, 而在汉沽区, 这些开发所带来的影响不显著。因此, 应该 根据不同地区的实际情况确定海岸带管理政策的重点和目标, 并实施差别化的生态环境补偿政策, 对产业开发格 局进行调控。③不同类型人群对于海岸带政策的敏感性存在差异, 因此有必要根据各类人群的空间集聚程度制定 有针对性的政策。上述研究结论为海岸带管理的定量决策, 如凝炼各地区海岸带规划的目标、制定产业开发的生态 补偿政策提供了一定的科学依据。     

基于合作与冲突视角的“亚洲水塔”周边国家地缘关系网络演化研究

全球暖化背景下,发源于“亚洲水塔”的国际河流水文特征的改变加剧了区域内地缘关系的紧张性,致使周边国家间地缘关系备受关注。利用新闻大数据GDELT中的合作与冲突事件表征国家间的合作与冲突关系,对1992—2018年“亚洲水塔”周边国家间地缘关系网络演化进行研究,结果表明：①研究期内,“亚洲水塔”周边国家间的地缘关系愈加紧密,区域地缘关系网络趋于稳态。②国家间合作网络逐渐呈以中国为中心的放射形结构,巴基斯坦是区域冲突网络的核心,区域内合作与冲突水平极化现象凸显。③周边国家间地缘关系互动的对等反应特征明显,地缘关系模式的演化表现出一定的时空惯性。④国际贸易格局的改变、地缘政治环境的变化、水资源战略价值重构以及地缘文化因素的潜在作用共同推动了“亚洲水塔”周边国家地缘关系网络的演化。