The conservation patterns of grassland ecosystem in response to the forage-livestock balance in North China

Being a key ecological security barrier and production base for grassland animal husbandry in China,the balance between grassland forage supply and livestock-carrying pressure in North China directly affects grassland degradation and restoration,thereby impacting grassland ecosystem services.This paper analyzes the spatiotemporal variation in grassland vegetation coverage,forage supply,and the balance between grassland forage supply and livestock-carrying pressure from 2000 to 2015 in North China.We then discuss the spatial pattern of grassland ecological conservation under the impacts of grassland degradation and restoration,and livestock-carrying pressure.Over the last 16 years,the total grassland area in North China decreased by about 16,000 km2,with vegetation coverage degraded by 6.7％ of the grasslands but significantly restored by another 5.4％ of grasslands.The provisioning of forage by natural grassland mainly increased over time,with an annual growth rate of approximately 0.3 kg/ha,but livestock-carrying pressure also increased continuously.The livestock-carrying pressure index without any supplementary feeding reached as high as 3.8.Apart from the potential livestock-carrying capacity in northeastern Inner Mongolia and the central Tibetan Plateau,most regions in North China are currently overloaded.Considering the actual supplementary feeding during the cold season,the livestock-carrying pressure index is about 3.1,with the livestock-carrying pressure mitigated in central and eastern Inner Mongolia.Assuming full supplementary feeding in the cold season,livestock-carrying pressure index will fall to 1.9,with the livestock-carrying pressure alleviated significantly in Inner Mongolia and on the Tibetan Plateau.Finally,we propose different conservation and development strategies to balance grassland ecological conservation and animal husbandry production in different regions of protected areas,pastoral areas,farming-pastoral ecotone,and farming areas,according to the grassland ecological protection patterns.     

气候影响下的荒漠下的荒漠化监测

根据揭示沙漠化扩张内在规律的相关气候驱动因子的假说,气候作用影响之下的沙漠化是在具反射率-降水正、负反馈特点的气候系统之中的区域干旱化过程与干旱土壤退化过程相互作用的结果。在辐射调节下的地表下垫面温度占主导的条件下,气候成因的沙漠化是由区域气候系统反馈所形成。正反馈的外部调节因子是降水量的变化和极端降水事件(特别是旱灾)的出现频率,降水量减少以及降水频率的降低直接影响沙漠化的程度。20世纪下半叶,人类因素导致的干旱土地退化作为另外的正反馈调节因子,其重要性正在增加。通常正反馈的扩大趋势会被通过蒸腾而进行的地表温度调节的负反馈所抑制。由正反馈到负反馈的转换是通过地球表面与大气层之间的热量交换的调节所确定的,其中非潜热因子处于增加状态。上述情况在反射率和地表温度同时增加的条件下发生。在超出绿色植物生物量及其NDVI指数阈值的条件下,负反馈向正反馈的转换就会发生。人为作用导致的植被退化加快了向绿色植物生物量阈值逼近的进程,从而引起气候因素驱动的沙漠化扩大。一个主要由气候因素影响的荒漠化区域,在大多数情况下,其绿色生物量均在季节变化和年际变化中达到了阈值。在中度的人为影响的植被退化条件下,这些地域一般都包括部分干旱与半干旱土地。然而有时,人类活动也会导致干旱的半湿润土地退化。本文运用Turan和Sahel地区1982-2001年NDVI指数的监测结果,分析了全球变暖和人为作用导致的土地退化。     

可见光下Li+/CNTS-TiO2光催化剂降解海洋柴油污染的研究

通过溶胶-凝胶法,以CNTS-TiO₂为前驱物制备了Li⁺掺杂CNTS-TiO₂的纳米复合光催化剂(以下均称为Li⁺/CNTS-TiO₂),采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等测试手段对光催化剂进行表征,结果表明制得的催化剂为纳米材料且在TiO₂的基础上增大了比表面积。利用掺杂量为3%的Li⁺掺杂CNTS-TiO₂复合光催化剂(以下均称为3%Li⁺/CNTS-TiO₂)光催化降解海洋柴油污染,在可见光条件下考察了Li⁺掺杂量、煅烧温度、光催化剂投加量、柴油初始质量浓度、光催化反应时间、H₂O₂质量浓度等条件对光催化实验的影响。进行正交实验,确定最优化工艺条件为:Li⁺掺杂量为3%,光催化剂的煅烧温度为600 ℃,3%Li⁺/CNTS-TiO₂的投加量为0.1 g/L,降解柴油初始质量浓度为0.4 g/L,光催化反应时间为3 h,H₂O₂质量浓度为0.6 g/L,降解率可以达到95%以上。同时对此光催化剂进行应用试验,试验结果表明光催化剂去除效果优异,去除率可达91.87%。     

基于MTFC的图像复原结果对比分析

地物在成像过程中,由于受到光学成像系统作用、地物周边环境等影响,会使得到的地物影像存在噪声、模糊等各种影像质量下降的问题,这种现象就是图像退化。根据影像退化机制,利用调制传递函数补偿(Modulation Transfer Function Compensation,MTFC)原理复原图像,提高航空面阵成像系统的成像质量,使航空面阵影像更便于判读解译。采用调制传递函数补偿(MTFC)原理进行图像复原。复原图像与原始影像相比在一定程度上边缘更加清晰,更利于判读解译,但在复原过程中也不可避免的添加了噪声。通过复原图像评价指标对比发现,利用航线方向MTF得到的复原图像效果较差,这与成像系统航线方向成像性能偏低有关。     

黄河源地区草地退化空间特征

利用黄河源地区1985年和2000年1：100000土地利用／覆被数据,结合1：250000DEM、道路和居民点数据与野外调查资料,分析草地退化与坡向、海拔及距道路和居民点距离之间的关系．探讨黄河源区15年间土地覆被变化特征与规律。结果表明,退化草地占源区总面积的8．24％,冬春季牧场退化率显著高于夏季牧场：草地退化是黄河源区研究时段内土地利用／覆被变化最主要的特征。草地退化表现为：①阳坡退化率高于阴坡;②受人口密度影响,草地退化率与海拔高度成反比,相关系数为．0．925;③距离居民点越近。退化率越高。尤其当与居民点距离≤12km时,草地退化率与其相关系数高达-0．996;④在距道路4km以内．草地退化率与道路距离成反比．相关系数高达-0．978。1985年以来,源区的草地退化有自然因素的影响．但人类活动的影响仍起主导作用。科学地减少当地居民对草地的过分依赖是解决脆弱的江河源区环境退化的根本。     

大渡河上游不同地带居民对环境退化的响应

青藏高原的环境退化引起了极大的关注,但农牧民如何认识和响应环境退化,还缺乏实证研究.采用参与性农村评估法,对大渡河上游不同地带典型村（位于河谷区的丹扎木村、中山区的克尔马村和山原区的日科村）的农牧民进行调查和对比分析.研究表明：①大渡河上游不同地带的居民对环境退化具有不同的响应过程.河谷区通过劳动力向二、三产业转移,缓解了人口压力,采取积极的措施来应对自然灾害和森林退化;中山区以劳动力向二、三产业转移和发展畜牧业来缓解人口压力,没有采取积极的措施应对环境退化：山原区的劳动力不能转移到二、三产业,只能通过增加牲畜数量来解决生计,牧民仅采取一些积极的措施来应对草料不足的问题和雪灾等自然灾害.在大渡河上游,最脆弱的区域是中山区和山原区,而不是人口压力大的河谷区.②生计方式是影响居民响应人口压力和环境退化的关键因素.基于居民的生计方式来解释和解决生态脆弱区的人口压力和环境退化问题,将是一个新的方向.③劳动力向二、三产业转移有利于居民改善生计.降低教育收费和进行基础设施建设,将加快劳动力向二、三产业转移.     

基于遥感的民勤绿洲植被覆盖变化定量监测

基于混合像元条件下的TM影像植被覆盖度遥感反演,定量研究了甘肃省民勤绿洲1987年至2001年植被覆盖时空变化的规律与特点。结果表明,15年中,民勤绿洲的植被覆盖发生了很大的变化,农田植被(耕地)面积增加了53.11%,而中、高盖度植被的面积却减少了25.21%,这对民勤绿洲的长久生态安全构成了严重的威胁。民勤绿洲植被覆盖变化的空间转化过程复杂,但总体属于开垦—植被退化型。15年中因开垦和植被退化而损失的中、高盖度植被达42204.81hm2,占原面积的81.73%,而且损失的主要是绿洲边缘的防风固沙植被,其中因开垦损失的面积为18776.08hm2,占损失面积的44.5%。超采地下水引起的地下水位快速下降是导致绿洲边缘天然和人工灌丛植被退化的主要原因。控制开垦并培育相对稳定的灌丛型植被,应该是研究区生态环境建设的重点。     

西北太平洋低纬度区域海水中溶解氨基酸的分布及组成研究

本文对2018年秋季西北太平洋低纬度区域上层海洋(5~200 m)中溶解氨基酸(THAA)的分布和组成进行了研究。结果表明,该海域表层海水中THAA的浓度范围为0.40~0.97μmol/L,平均浓度为0.58±0.14μmol/L;5~200m垂直断面上THAA的平均浓度为0.59±0.16μmol/L,范围为0.30~1.05μmol/L。调查海域内THAA浓度明显低于中国近海,在5~200m内的垂直分布基本表现出随深度增加而增加的趋势。将表层和垂直水体中的THAA分别与DOC、Chla等环境因子进行相关性分析,结果显示均无显著相关性。西北太平洋低纬度区域海水中的优势氨基酸是天冬氨酸(Asp)、谷氨酸(Glu)、丝氨酸(Ser)、甘氨酸(Gly)、苏氨酸(Thr)和丙氨酸(Ala)。基于氨基酸的碳归一化产率(THAA-C%)、降解因子(DI)值,表明该海域表层海水中的有机质降解程度较高,且随深度的增加而降低。     

Undrained monotonic shear behavior of marine soft clay after long-term cyclic loading

Abstract

In the coastal area, nearshore and offshore structures have been or will be built in marine soft clay deposits that have experienced long-term cyclic loads. Therefore, the mechanical behavior of marine clay after long-term cyclic loading needs to be investigated. In this research, a series of monotonic and cyclic triaxial tests were carried out to investigate the postcyclic mechanical behavior of the marine soft clay. The postcyclic water pore pressure, shear strength and secant stiffness are discussed by comparing the results with the standard monotonic test (without cyclic loading). It is very interesting that the postcyclic behavior of marine soft clay specimen is similar to the behavior of overconsolidated specimen, that is, the specimen shows apparent overconsolidation behavior after long-term cyclic loading. Then relationship between the overconsolidation ratio and the apparent overconsolidation ratio is established on the basis of the theory of equivalent overconsolidation. Finally, a validation formula is proposed which can predict the postcyclic undrained shear strength of marine soft clay.     

粤东南澳岛青澳海滩侵蚀退化风险评价及其安全调控

分析了南澳岛海滩资源储量、空间分布及其开发利用现状,开展海岛海滩侵蚀风险评价,选择青澳海滩开展岸滩及其海湾海床地形、沉积物、动力泥沙调查,分析探讨了青澳海滩泥沙动力沉积特征,灾变退化过程机制,并从海滩稳定性和游客安全角度给出安全调控建议。结果表明:1)南澳岛海滩资源储量与侵蚀风险区域分异特征明显,其中青澳海滩旅游活动频繁、开发强度大,侵蚀退化风险等级高,人为破坏干扰抑制滩海泥沙交换,无序无度占滩开发与利用破坏了海滩自然演化进程,短期过量旅游活动加速海滩侵蚀退化进程;2)青澳湾沉积物以粗粒砂为主,沙源供给不足,不同岸段岸线进退与岸滩蚀淤与海滩方位、波浪动力强度强弱关系密切,具有明显的纵向沉积地貌分带特征。湾内落潮优势流(SE)优于涨潮(NW),对泥沙输运进入湾内具有抑制作用,潮周期海湾泥沙自湾内向湾外输运,泥沙以外输为主单宽输沙为3 400 t;3)青澳海滩存在严重的"无序占滩建筑,污水肆意排放,管理不规范"等问题,监测评价亦表明侵蚀退化风险巨大,游客安全面临着风险隐患,建议青澳海滩实行以生态化养护开发和"游客为中心"为理念的安全调控措施,设立红线及安全标示。该研究为岛礁生态建设、海岛保护及修复提供科学依据。