Forest Stand Dynamics and Livestock Grazing in Historical Context

Abstract:  Livestock grazing has been implicated as a cause of the unhealthy condition of ponderosa pine forest stands in the western United States. An evaluation of livestock grazing impacts on natural resources requires an understanding of the context in which grazing occurred. Context should include timing of grazing, duration of grazing, intensity of grazing, and species of grazing animal. Historical context, when and under what circumstances grazing occurred, is also an important consideration. Many of the dense ponderosa pine forests and less-than-desirable forest health conditions of today originated in the early 1900s. Contributing to that condition was a convergence of fire, climate, and grazing factors that were unique to that time. During that time period, substantially fewer low-intensity ground fires (those that thinned dense stands of younger trees) were the result of reduced fine fuels (grazing), a substantial reduction in fires initiated by Native Americans, and effective fire-suppression programs. Especially favorable climate years for tree reproduction occurred during the early 1900s. Exceptionally heavy, unregulated, unmanaged grazing by very large numbers of horses, cattle, and sheep during the late nineteenth and early twentieth centuries occurred in most of the U.S. West and beginning earlier in portions of the Southwest. Today, livestock numbers on public lands are substantially lower than they were during this time and grazing is generally managed. Grazing then and grazing now are not the same.     

牧民对气候变化的认知及应对措施——以镶黄旗为例

文章通过对镶黄旗60户牧户的调查访问,分析牧户对气候变化和极端气候灾害事件的认知和应对措施,结果显示:牧民对气温有较强的认知能力,而对于降雨和大风的认知与实际相悖;气候变化下牧户对草场情况和水资源状况等生态环境变化的认知来看,牧民对牧草产量、植物种类、土壤沙化、鼠虫害、地下水变化的认知比较明显;牧民对气候变化所采取的措施主要有政策措施、帮助措施和合作方式,而3种措施中牧民主要采取草畜平衡和春节休牧、畜种改良和防疫措施、邻里间的互助来应对气候变化。影响镶黄旗牧民的主要灾害天气主要是旱灾,占灾害天气的75%,从气候灾害事件影响方面的认知来看;气候灾害事件对畜、草、人的影响比较大,且影响程度为畜>草>人;牧民面对气候灾害事件主要采取处理牲畜、购买草料、走场、圈养、外出打工等5种应对措施。     

石墨烯薄膜原子氧剥蚀行为及电阻特性

目的研究石墨烯薄膜在原子氧空间环境的适应性,为其在航天器上应用提供参考。方法采用刮涂法制备石墨烯薄膜,将石墨烯薄膜材料及石墨烯电阻传感器置于微波源原子氧设备内开展原子氧试验,原子氧剂量分别为3.0×10^20 atoms/cm2和7.5×10^20 atoms/cm^2,研究薄膜表面形貌、结构、成分及电阻性能的变化。结果采用刮涂法可制备氧含量较低的石墨烯薄膜,原子氧剂量为7.5×10^20 atoms/cm^2情况下,石墨烯薄膜的厚度损失为5.3μm,原子氧反应率为7.14×10^-25 atoms/cm^3。原子氧作用后,石墨烯薄膜中碳原子无序程度增大,C—O、—COOH官能团含量降低,C=O官能团含量增加。石墨烯电阻传感器的R0/R比值随原子氧剂量增加线性降低,0.8μm厚度薄膜可探测最大原子氧剂量为5×10^19 atoms/cm^2,增加薄膜厚度有望提高传感器的使用寿命。结论得到了石墨烯薄膜厚度损失、原子氧反应率、微观结构及电阻特性的变化规律,可为石墨烯薄膜的空间应用提供技术支撑。     

气候和土地利用/覆被变化对宁波地区生态系统产水服务的影响

提供水资源是重要的生态系统服务功能之一,对区域经济和生态系统的可持续发展具有重要作用.近年来,人类活动对水资源的需求量增加,加之水环境污染和水资源浪费现象严重,造成了部分地区的缺水问题.在此背景下,本文以宁波地区为例,研究气候变化和土地利用/覆被变化对生态系统产水服务的影响.首先,利用InVEST模型中的产水量模块,估算了区域的产水量.然后,利用情景分析的方法设计6种情景,分析了气候变化和土地利用/覆被变化对区域产水量的影响.最后,量化了气候和土地利用/覆被变化这2种因素对生态系统产水服务的贡献程度,并讨论了形成机制.研究表明:①2000—2015年,宁波地区的降水量增加了6.44%,潜在蒸散量减少了8.35%.城镇化导致建设用地面积增加了120%,耕地面积减少了22.37%.在气候变化和土地利用/覆被变化的共同作用下,平均产水量增加了10.91%.②气候变化对生态系统产水服务的影响更为显著,而土地利用/覆被变化的影响较小.其中,2000—2015年气候变化对宁波地区产水量的贡献率高达97.56%,而土地利用/覆被变化的贡献率仅为2.44%.③城镇生态系统的产水量高于其他生态系统类型,农田生态系统的产水量高于森林和草地生态系统.因此,城镇化会增加产水量,退耕还林还草会导致产水量的减少.     

空冷塔对大气环境温度湿度影响的数值模拟

运用FLUENT建立空冷塔模型进行数值模拟,研究不同出口温度、环境温度和侧风速度下空冷塔与大气环境之间的传热.结果表明：不同出口温度及环境温度对空冷塔与大气环境间的换热有显著影响.其中,当出口温度升高到328K时,空冷塔近地面层空气温度上升6.22K,而其相对湿度由47.7%降至31.78%,空气干燥程度增大;随着环境温度与排气温度间温差增大,换热效果更为显著,表现为冬季空气干燥程度变化最大,春秋次之,夏季最小.不同环境风速对空冷塔与大气环境间换热区域影响显著,其中,当侧风风速为7m/s时,热交换影响区域可达11.17km,且空冷塔近处相对湿度由47.7%降至39.47%.     

国外气候变化对旅游业影响的定量研究进展与启示

加强气候变化对旅游业影响的定量研究,有助于旅游业在气候变化背景下实现可持续发展。基于SCI/SSCI文献数据库,梳理分析国外气候变化对旅游业影响的定量研究进展。结果显示,30余年来国外主要采用指标方法、需求模型与选择分析方法开展相关研究。20世纪80年代末出现的指标方法是运用最早、最广泛的方法,主要用于旅游资源环境变化等研究,呈现由单项指标转向综合指标的应用趋势;20世纪90年代末兴起的需求模型主要用于天气状况对旅游需求的影响等研究,呈现由时间序列模型转向累计需求模型的应用趋势;21世纪兴起的选择分析主要用于气候变化背景下的行为意愿等研究,呈现由描述统计转向离散选择模型的应用趋势。这些给我国研究的启示是：在研究方法与研究领域上,重点加强累计需求模型在旅游流相关研究中的运用,加强离散选择模型在旅游市场结构相关研究中的运用,加强系统科学方法与大数据技术在相关研究中的运用;在研究对象上,丰富中国境内气候敏感型旅游活动的相关研究,加强“一带一路”沿线国家、地区及青藏高原的相关研究。     

湖南慈利马尾松树轮宽度对气候的响应及1854年以来冬季极端低温重建

利用采自湖南慈利的马尾松树轮样本,建立研究区的标准树轮宽度年表。树轮气候响应分析发现:马尾松径向生长与月最大日降水量在生长季之前部分月份显著负相关(p0.05),在生长季之内部分月份显著正相关(p0.05),与月平均温度、月平均最低温度、月极端最低温度在生长季之前和之内大多月份均显著正相关(p0.05),其中与上一年11月到当年2月(冬季)的平均极端最低温度相关最好(r=0.62,p0.01)。重建了湖南慈利地区1854年以来冬季极端最低温度,重建气温在十年尺度上表现出明显的反"S"型,1854—1916年和1981—2015年处于暖冬时期,1917—1980年处于寒冬时期。此外,共发现29个寒冬年,其中包括3个寒冬时段,分别为1922—1925年、1927—1930年和1953—1960年,其中1953—1960年是自1854年以来最冷的时段。空间相关性分析表明重建序列可以指示我国中东部的冬季低温变化,而冬季低温可能与热带印度洋、西太平洋海温变化异常有关。     

反硝化脱氮对太湖蓝藻水华态势的影响

反硝化作用是水生生态系统的主要脱氮过程,与蓝藻生长之间存在对氮素的竞争作用,然而气候变化背景下反硝化脱氮对蓝藻水华发生动态的影响仍不清楚.基于2017~2021年北太湖为期5 a的水质监测历史数据,结合不同温度下蓝藻生长和沉积物泥浆培养实验,探究了湖体反硝化脱氮与蓝藻水华之间的相互影响.监测数据表明,太湖水体藻类生物量（以Chla表示）高值主要出现在夏秋季节,而总氮浓度季节变化规律与藻类生物量完全相反,冬春季较高,夏秋季显著降低,溶解态无机氮主要以硝态氮为主,并且硝态氮浓度在夏秋季节几乎接近于零.总磷浓度与Chla浓度变化一致.蓝藻培养实验结果表明,20℃以下蓝藻不能大量生长繁殖.泥浆培养实验结果发现,太湖反硝化作用的最高温度阈值为25℃,在10~25℃之间反硝化潜力与温度呈现显著的线性关系（R²=0.99）.反硝化作用发生的最高硝态氮浓度阈值为4 mg ·L^-1,远高于太湖水体的硝态氮浓度,反硝化潜力最高达到（62.98±21.36）μmol ·（kg ·h）^-1.太湖水体反硝化速率受到硝态氮浓度的限制,而气候变暖导致湖泊温度提前升高,会使蓝藻提前生长,蓝藻生长对硝态氮的同化吸收会和反硝化作用产生竞争,使得大量氮还未被反硝化作用脱除就被藻类吸收利用,从而加剧蓝藻水华暴发的态势.研究结果对于解释近年来气候变化背景下太湖蓝藻水华反弹的机制具有重要科学意义.     

汉江流域1951~2003年降水气温时空变化趋势分析

利用Mann Kendall检验方法和空间插值方法，分析了1951~2003年汉江流域年和春、夏、秋、冬四季降水和气温变化趋势的时空分布，并重点分析了丹江口水库上游年降水、年平均气温和北半球气温的变化趋势及相互间的联系。分析发现，在显著性水平α=0.1上，近50年来汉江流域大部分地区降水没有明显的变化趋势，气温呈上升趋势。丹江口水库上游降水在1991年发生突变，从20世纪80年代多雨期进入90年代少雨期，80年代平均降水比1951~2003年多年平均降水多9.7%，90年代平均降水比多年平均降水少11.6%；上游平均气温90年代比多年平均气温高0.2℃，而同期北半球的平均气温也比多年平均高了0.3℃，上游气温同北半球气温同步上升，而上游降水变化受北半球气温升高的影响不断减少，两者之间存在反相关系。分析成果有助于进一步研究气候变化对汉江流域水资源和防洪安全的影响，也将为南水北调中线工程的顺利实施提供科学依据。     

ESTIMATION OF DAILY TEMPERATURE MEANS USING ELEVATION AND LATITUDE IN MOUNTAINOUS TERRAIN1

ABSTRACT A model was developed for predicting mean daily, mean daily minimum, and mean daily maximum temperatures in West Virginia. The model is easily used since the only inputs are elevation, latitude, and julian date. With local calibration, the model is expected to apply to other areas in the Appalachian region.