乡村空间重构与土地利用转型耦合机制及路径分析

科学揭示乡村空间重构与土地利用转型的耦合发展关系,有利于为中国乡村振兴和城乡融合发展提供理论基础和实践依据。运用文献综述、理论分析阐释二者的耦合机理及驱动因子。主要结论如下：（1）重构乡村空间是对新一轮乡村转型发展要求的积极回应,土地作为乡村地域的关键发展要素,通过其利用形态的多维转化适应不同的空间重构场景。（2）乡村空间重构是土地利用转型的重要驱力,也为土地利用转型提供不竭的现实需求,土地利用的成功转型是乡村空间重构结果的显著表征,二者交互影响,存在耦合互动关系。（3）空间规划、政策制度、产业结构、利益主体及生态理念的多轮驱动机制共同对其耦合关系施加影响,不同作用机制下的作用效力、方向有所不同。（4）新时代下促进乡村空间重构与土地利用转型耦合发展的一个重要思路是全方位探寻土地利用优化转型的多维路径,总体上应立足生态文明的价值位序,以空间规划为约束机制,以产业结构升级为诱发机制,以多方利益协调为保障机制,同时创新土地政策制度机制,从而提高耦合水平,助力乡村振兴战略实施。     

Knowledge co‐production and boundary work to promote implementation of conservation plans

Knowledge co‐production and boundary work offer planners a new frame for critically designing a social process that fosters collaborative implementation of resulting plans. Knowledge co‐production involves stakeholders from diverse knowledge systems working iteratively toward common vision and action. Boundary work is a means of creating permeable knowledge boundaries that satisfy the needs of multiple social groups while guarding the functional integrity of contributing knowledge systems. Resulting products are boundary objects of mutual interest that maintain coherence across all knowledge boundaries. We examined how knowledge co‐production and boundary work can bridge the gap between planning and implementation and promote cross‐sectoral cooperation. We applied these concepts to well‐established stages in regional conservation planning within a national scale conservation planning project aimed at identifying areas for conserving rivers and wetlands of South Africa and developing an institutional environment for promoting their conservation. Knowledge co‐production occurred iteratively over 4 years in interactive stake‐holder workshops that included co‐development of national freshwater conservation goals and spatial data on freshwater biodiversity and local conservation feasibility; translation of goals into quantitative inputs that were used in Marxan to select draft priority conservation areas; review of draft priority areas; and packaging of resulting map products into an atlas and implementation manual to promote application of the priority area maps in 37 different decision‐making contexts. Knowledge co‐production stimulated dialogue and negotiation and built capacity for multi‐scale implementation beyond the project. The resulting maps and information integrated diverse knowledge types of over 450 stakeholders and represented >1000 years of collective experience. The maps provided a consistent national source of information on priority conservation areas for rivers and wetlands and have been applied in 25 of the 37 use contexts since their launch just over 3 years ago. When framed as a knowledge co‐production process supported by boundary work, regional conservation plans can be developed into valuable boundary objects that offer a tangible tool for multi‐agency cooperation around conservation. Our work provides practical guidance for promoting uptake of conservation science and contributes to an evidence base on how conservation efforts can be improved.     

Evaluating mortality rates with a novel integrated framework for nonmonogamous species

The conservation of wildlife requires management based on quantitative evidence, and especially for large carnivores, unraveling cause‐specific mortalities and understanding their impact on population dynamics is crucial. Acquiring this knowledge is challenging because it is difficult to obtain robust long‐term data sets on endangered populations and, usually, data are collected through diverse sampling strategies. Integrated population models (IPMs) offer a way to integrate data generated through different processes. However, IPMs are female‐based models that cannot account for mate availability, and this feature limits their applicability to monogamous species only. We extended classical IPMs to a two‐sex framework that allows investigation of population dynamics and quantification of cause‐specific mortality rates in nonmonogamous species. We illustrated our approach by simultaneously modeling different types of data from a reintroduced, unhunted brown bear (Ursus arctos) population living in an area with a dense human population. In a population mainly driven by adult survival, we estimated that on average 11% of cubs and 61% of adults died from human‐related causes. Although the population is currently not at risk, adult survival and thus population dynamics are driven by anthropogenic mortality. Given the recent increase of human‐bear conflicts in the area, removal of individuals for management purposes and through poaching may increase, reversing the positive population growth rate. Our approach can be generalized to other species affected by cause‐specific mortality and will be useful to inform conservation decisions for other nonmonogamous species, such as most large carnivores, for which data are scarce and diverse and thus data integration is highly desirable.     

烧结烟气中CO对SO2监测的干扰分析

通过承钢烧结机脱硫出口SO2的比对监测,发现在线及手持监测设备正常但监测数据仍比对不合格。进行CO干扰实验,得出CO对采用＂定电位电解法＂的手持SO2分析仪有正干扰,并得出了干扰系数。现场实地测试后,利用干扰系数对监测数据进行人工修正,对比结果合格。应用＂定点位电解法＂监测烧结机烟气中低浓度SO2时,应人工修正或加装剔除CO影响的元件。     

甘肃张掖市退耕还林(草)工程影响综合评价

利用抽样调查和收集资料得到的数据,对张掖市实施退耕还林（草）工程的影响从社会、经济和生态三个方面进行了评价。结果表明：张掖市退耕还林（草）社会可持续性的评价结果为“较好”;2002—2004年的退耕还林（草）工程在三年内给农户带来了17229．62万元的纯收入;通过三年的退耕还林（草）,能增加植物碳量累积（NPP）170658．11t,NEP总量增加44544．94t。同时,还针对退耕还林（草）政策的完善提出建议：希望继续增加退耕还林（草）面积,在今后的退耕还林（草）工程中安排合理的还草面积,增加退耕还林（草）工程的配套费用。政府有关部门应切实解决退耕农户关心的问题。     

北京地区大气氨时空变化特征

在北京城区和上甸子本底地区分别开展了为期3a和1a的NH₃在线观测,并结合风向、风速、温度、相对湿度等气象因素的变化特征,分析了北京地区NH₃浓度水平、年季特征及影响因素.结果发现,北京城区和本底地区的NH₃年均浓度分别为（32.5±20.8）×10^-9V/V和（11.6±10.3）×10^-9V/V,北京城区的NH₃浓度高于大多数国内外主要城市和地区的NH₃浓度水平.城区和本底地区NH₃浓度年变化特征为夏季高,分别为（34.1±6.8）×10^-9V/V和（11.1±2.2）×10^-9V/V,冬季低,分别为（19.7±9.3）×10^-9V/V和（2.4±0.6）×10^-9V/V.NH₃的日变化特征受气象因素影响明显,其结果表明,春季城区NH₃浓度峰值出现在15：00,而本底地区受西南风影响在20：00达到峰值;夏季城区NH₃浓度最高值在7：00出现,本底地区则呈现双峰值（分别在09：00和22：00）;秋季城区和本底地区的日变化规律一致,均在22：00出现峰值;冬季城区的峰值出现时间晚于本底地区,峰值分别出现在23：00和20：00.西南风是造成本底地区NH₃浓度升高的主要原因,春季和夏季,随着西南向风速的增大,NH₃浓度显著升高.城区的NH₃浓度则主要受到局地排放的影响.浓度权重轨迹法的研究结果发现,北京、天津、河北及河南北部地区是影响北京地区大气NH₃的主要源区.     

巢湖沉积物磷铁硫形态记录及其环境变化指示

分析了巢湖表层和柱状沉积物中磷（P）、铁（Fe）和硫（S）元素的形态组成、分布、相互关系及其指示的湖泊环境变化.西半湖S3采样点位柱状沉积物总磷（TP）记录表明,巢湖西半湖区自20世纪60年代开始受人类活动影响逐步明显,其中钙磷（Ca-P）指示的流域径流输入增加早于铁铝磷（Fe/Al-P）指示的居民生活污水输入;西半湖区沉积物15~0cm有机质埋藏持续增加伴随着pH值的逐步升高,指示了水体富营养化导致藻类生产力（光合作用）提高并显著影响pH值;而东半湖S7采样点位柱状沉积物磷形态则记录了东半湖区不同的环境变化特征.巢湖沉积物活性铁组分以Fe （Ⅱ）为主,S3和S7沉积剖面Fe （Ⅲ）/Fe （Ⅱ）值整体均呈上升趋势且与Fe （Ⅲ）同步变化,表明其比值由Fe （Ⅲ）变化驱动;Fe （Ⅲ）/Fe （Ⅱ）指示沉积物上层为弱氧化性,其余层位为还原性环境.沉积物还原性无机硫（RIS）以酸可挥发性硫（AVS）为主,沉积物高有机质含量、低元素硫和还原条件降低了AVS向黄铁矿硫（CRS）的转化.巢湖沉积物中与P,S结合的Fe占比很小,高Fe/P和Fe/S比值会抑制沉积物磷的释放,导致柱状剖面P,Fe和S之间的相互作用关系整体上并不显著.     

基于生命周期视角的种养一体化奶牛场环境经济效益评估

准确评估种养一体化奶牛场的经济性能与环境绩效,是相关支持政策制定的基础,也是促进奶业低碳生产的关键.本文基于生命周期视角,对非种养一体化奶牛场（non-IPBS）和种养一体化奶牛场（IPBS）养殖过程中的温室气体排放、能源消耗、水消耗、土地占用等环境成本和经济效益进行评估.结果表明,non-IPBS生产1t标准牛奶（FPCM）的净收益为1427元,而IPBS的实际净收益提高7%,如果青贮玉米自给率从当前的32%提升到100%,则实际净收益将提高19%,同时,该净收益的提高率取决于耕地流转费用,临界点为14695元/hm²;相比non-IPBS,IPBS生产1tFPCM的温室气体排放、能源消耗、水消耗、土地占用分别减少6%、6%、5%、7%,如果青贮玉米自给率提升到100%,则相应减少16%、16%、11%、14%.IPBS在降低青贮玉米种植的化肥施用、解决养殖场粪便污染等方面优势明显,在提升养殖经济效益、降低温室气体排放等方面具有巨大潜力,值得推广.     

互花米草入侵对胶州湾潮滩湿地硫素时空分布的影响

选择胶州湾互花米草潮滩(入侵前为光滩)和光滩为研究对象,研究了互花米草入侵下胶州湾潮滩湿地土壤总硫(Total sulfur, TS)、有效硫(Available sulfur, AS)及互花米草各器官TS含量的时空分布特征及其影响因素.结果表明,互花米草入侵后湿地0～60 cm土壤TS((1.53±0.24) g·kg~(-1)))和AS((0.75±0.04) g·kg~(-1))的平均含量明显高于入侵前光滩湿地TS((1.13±0.09) g·kg~(-1))和AS((0.53±0.02) g·kg~(-1))的平均含量(n=54,p0.05),增幅分别为35.40%和41.51%.其中,互花米草入侵后湿地30～50 cm土层TS含量和20～60 cm土层AS含量较入侵前的光滩湿地大幅增加(n=9,p0.05).与光滩相比,6、10、12月互花米草潮滩土壤TS含量增幅分别为14.53%、67.86%、22.52%,AS含量增幅分别为48.72%、39.06%、50.98%.逐步线性回归分析结果表明,互花米草入侵后导致土壤EC、有机质的改变是影响其土壤AS含量分布的关键因素.互花米草TS含量均值为(2.73±0.39) g·kg~(-1),6月植物TS含量与10月、12月植物TS含量之间均存在显著性差异(n=9,p0.05),硫(S)累积量最高值出现在10月,同种器官内6月根、茎、叶的硫累积系数(Accumulation Factor of sulfur, AF_S)均高于10月、12月.研究表明,互花米草入侵总体增加了土壤硫库储量,提高了湿地土壤AS的供给能力,但增加了其时空变异性,AS在不同季节差异较大.     

西南喀斯特农业区大气降水化学及硫同位素组成特征

西南酸雨区属于中国重要的酸雨区,为了理解其中喀斯特农业区酸雨成因及其变化趋势,本研究于2016年5月至2017年9月在中国科学院普定喀斯特生态系统观测研究站进行了大气降水采集(n=147),分析了其水化学成分和硫酸盐硫同位素组成(δ~(34)S-SO_4~(2-))。结果表明,研究区内710%的降水为非酸性雨水(pH56),降水中SO_4~(2-)和Ca~(2+)为主要离子,分别占总阴、阳离子浓度的781%和566%。与研究区2008年降水中硫酸盐浓度(加权平均浓度为1406μmol/L)相比,本次采样期间降水中SO_4~(2-)浓度(加权平均浓度为989μmol/L)显著降低。在研究期间,降水δ~(34)S-SO_4~(2-)为-65‰～212‰,加权平均值为13‰±62‰,与贵阳2008～2009年降水δ~(34)S-SO_4~(2-)(平均值-28‰±14‰)相比有所升高,说明研究区降水硫酸盐中来自工业燃煤排放的贡献降低。研究区降水化学组分和δ34S-SO_4~(2-)均受到降雨量的影响,随着降水量减小,SO_4~(2-)浓度升高,δ~(34)S-SO_4~(2-)则下降,工业燃煤对雨水中硫酸盐的贡献也增加。西南喀斯特农业区大气硫酸盐沉降介于城市和森林之间,季节变化明显,受控于工业燃煤排放和生物成因硫释放。该研究表明优化产业结构,降低工业燃煤,可进一步优化大气环境。