黄土高原典型区水土保持技术评估与需求分析——以安塞为例

黄土高原是我国乃至全球水土流失治理的重点地区,经过40多年的治理,积累了种类多样的水土保持技术,对遏制和缓解水土流失和生态退化起到了良好作用。目前由于缺乏对具体治理需求的考量,从而影响水土保持技术效果的发挥,故技术评估和需求分析是选择适宜可行生态治理技术的重要环节。选择安塞纸坊沟流域和南沟流域的4个自然村为研究区,通过实地调研、利益相关者问卷调查和地理空间分析,旨在辨识并评估现有水土保持技术,识别技术需求,构建指标体系分析其立地适宜性和社会-经济可行性。研究结果表明,农户主要应用3类12项技术,工程类和生物类技术应用居多,生物类中地埂植物带和农业类技术应用较少;目前应用的水土保持技术整体效果较好,专家认为12项技术中工程类的梯田和淤地坝、生物类的地埂植物带综合表现最好,农户对梯田和水平沟、鱼鳞坑整地等坡面治理技术的效果评分高于专家,对淤地坝、谷坊等沟道治理技术以及集雨水窖和保护性耕作技术的效果评分低于专家,农户更关注技术的经济效益;技术存在的问题表现在梯田和治沟造地配套措施不完善,淤地坝、谷坊和水窖缺少修缮维护;识别出的技术需求分为3类,即新技术、改良技术和配套技术;纸坊沟流域的两个村立地条件更适宜人工造林种草,南沟流域的两个村更适宜天然封育,由社会-经济可行性分析可知,峙崾崄农户需要更多梯田种植果树及其配套技术,纸坊沟需要更多梯田种植作物或大棚蔬菜瓜果,大南沟需要造地后的配套技术,杏树窑需要造地种植作物及道路等配套基础设施。该研究是对黄土高原水土保持技术进行评估和需求分析的重要尝试,为生态治理决策提供参考。     

黄土丘陵区纸坊沟流域农业生态经济系统耦合态势

基于1938-2007年黄土丘陵区纸坊沟流域的调查资料,通过建立生态环境与社会经济综合评价指标体系和耦合模型,对该流域的耦合态势进行了分析.结果表明：研究期间,纸坊沟流域农业生态经济系统经历了经济系统对生态系统的初级再生阶段-消耗阶段-促进阶段-协调阶段以及生态系统对经济系统的初级响应阶段-滞后阶段-恢复阶段-协调阶段的耦合过程.依据耦合度拟合曲线及所划分的耦合类型,目前纸坊沟流域农业生态经济系统仍处于不断协调过程中,有望形成良性耦合态势.     

黄土丘陵区纸坊沟流域近70年农业生态安全评价

在国内外已有研究的基础上,结合黄土丘陵区纸坊沟流域近70a来农业生态经济系统演变过程,参考PSR模型,从生态环境、社会经济和综合功能3方面构建黄土丘陵区流域农业生态安全评价指标体系,基于层次分析法赋权的综合指数评价方法,对纸坊沟流域1938～2005年农业生态安全状况进行评价.结果表明:该流域农业生态安全状况发生了先降后升的变化,1938年处于较安全状况,1958年为极不安全状况,1975年和1985年都处于较不安全状况,1995年处于临界安全状况,2005年属于较安全状况.评价结果表明纸坊沟流域还需要进一步优化农业系统结构,实现农业生态安全.     

生态治理技术评价指标体系

为了对生态治理技术进行更加科学合理的评价,在确定了指标体系构建思路的基础上,根据评价指标的筛选原则,通过对评价指标的理论初选和专家筛选,构建了能够揭示生态治理技术本身属性、相宜性、应用效果、推广潜力等的综合评价指标体系。该指标体系包含目标层和指标层两个层次,目标层为生态治理技术适应效果,指标层分为控制性指标和分类评价指标。控制性指标包含5个一级指标和14个二级指标,适用于所有类型的生态治理技术;分类评价指标为三级指标,共有水土保持技术、荒漠化治理技术、石漠化治理技术和生态恢复技术四个类型的三级指标各29个,针对不同的生态治理技术可以选用合适的三级指标对其进行评价。这样的评价指标体系既可体现区域差异,又可建立公共评价平台,为生态治理技术的评估提供了科学依据和关键技术支撑。     

黄土丘陵区农业生态系统和经济系统的互动关系——以安塞县纸坊沟小流域为例

基于1938—2007年黄土丘陵区纸坊沟流域的调查资料,利用生态系统服务价值评估方法和生态足迹理论对该流域生态系统服务价值与生态足迹进行了测算,并分析了研究区农业生态系统与经济系统的互动关系.结果表明：1938—2007年,纸坊沟流域经历了3个阶段,即生态环境破坏-经济发展落后阶段（1938—1975年）、生态环境恢复-经济迅速发展阶段（1975—2000年）和生态环境保持良好-经济稳定增长阶段（2000—2007年）;该区生态经济系统的互动关系表现为“生态恶化-生态、经济相互调节、适应-生态、经济良性互动”的过程.     

基于地面调查的植被生态质量综合评估指标体系构建

植被是陆地生态系统的主体，是保障生态质量的基础，也是基于自然的生态系统增汇、实现“碳中和”的重要利器。植被是生态质量评价的核心要素，但目前的生态质量评价研究中所用到的植被指标多是通过遥感反演或者气象指数模型计算得到的，而基于典型生态系统尺度地面调查的植被观测数据更直接、更准确，数据也很丰富，却很少用于生态质量评价，也缺乏系统的评价指标体系。通过文献研究、专家研讨和问卷调查，并借鉴群落退化演替和生态系统长期监测研究的理论基础，构建基于地面调查的植被生态质量综合评估指标体系。该指标体系整体分为三级，一级综合指数由群落结构指数、物质生产指数、生物多样性指数、群落发展或者演替趋势4个二级分项指标构成，二级分项指标由12—14个三级指标组成，不同植被类型各有其特征指标。该体系将完善我国多尺度陆地生态系统的生态质量评价指标体系，为新时期国家生态质量评价提供科学建议，为我国生态文明建设提供技术支撑。     

基于格网的东江流域生态安全空间综合评价

通过统计以往关于生态安全评价的文献,从众多指标中筛选出应用频率较高的指标作为构建生态安全评价指标体系的基础,运用压力-状态-响应(P-S-R)模型,采用熵权法确定评价指标的权重,建立了基于格网的东江流域生态安全评价指标体系,并用综合评分法对东江流域的生态安全状况进行了评价。结果表明:东江流域生态安全由2000年的较安全等级下降为2004年的较不安全等级,到2008年改善为很安全等级。可见,基于对照比较筛选以确定生态安全评价指标,可在很大程度上克服目前生态安全评价指标体系缺乏统一标准的不足;基于格网的生态安全评价,可消除行政界线变动带来的影响,并可反映区域内部的空间差异性,从而提高了研究结果的可信度。     

水土保持技术对农业产业-资源系统的耦合路径分析

水土保持技术通过对农业产业-资源系统的作用过程影响系统的耦合效果,这一过程及效果成为农户选择水土保持技术的关键点。为此,运用结构方程模型,以典型流域—县南沟流域为对象,通过对2017年130户农户调研资料的分析,揭示其作用过程和耦合路径,结果表明:水土保持技术与生态环境、农业资源、农业产业形成了一个新的耦合系统,水土保持技术对生态环境的改良和农业资源量的增加具有促进作用,对农业产业的发展具有抑制作用。但其(现阶段)作用强度较弱,(水土保持技术对三者的路径系数分别为0.13、0.08、-0.02);这是由于县南沟流域基本完成了规模化治理,故水土保持技术对农业产业-资源系统的影响的弱强度是基于水土流失治理及治理措施有效发挥基础之上的弱强度,同时隐含了现有的水土保持技术体系已不能完全满足新时代背景下生态文明建设与经济发展的需求,需要围绕水土保持内涵经营过程,以生态功能的提升为主线,筛选、集成、研发水土保持技术,形成可适化水土保持技术体系。     

水生态一、二级分区技术框架

水生态功能分区是流域水环境分类、分级、分区、分期管理的基础。回顾总结国内外水生态功能分区工作的基础上,针对我国流域水生态功能一、二级分区工作,提出了一个可供参考的分区指标体系,探讨了流域尺度水生态分区技术框架的构建以及可能存在的问题。该技术框架主要由3部分内容组成:环境要素对水生态因子的驱动机制、分区指标体系和分区技术。作为技术框架的理论依据,驱动机制分析首先以水-陆生态水文耦合模型为框架对环境要素如何影响水生态系统功能进行阐述。指标体系是技术框架的基础部分,主要包括水生态因子和环境要素两大类,其中一级分区指标包括气候、水文和地貌等要素,二级分区指标包括水质、水生动植物、藻类、土壤、植被、土地利用和社会经济要素。针对一、二级水生态功能区采用"自上而下"和"自下而上"的分区方法,为技术框架付诸现实提供了保障。为正在进行的各大流域水生态功能分区工作提供一定的参考依据,同时也希望在这些具体分区工作的基础上能进一步完善本分区技术框架。     

青藏高原国家公园群游憩可持续性管理评估指标体系

建立游憩可持续性管理评估指标体系, 对于引导青藏高原国家公园群科学规划与建设、推行游憩可持续性管理、规范市场主体和访客的行为、保护当地重要而脆弱的生态环境极为重要。本研究在对国家公园群潜在建设区科学考察的基础上, 以需求为导向, 分析国家公园群对游憩可持续性管理评估指标的需求; 以全球共识为导向, 分析《全球可持续旅游目的地标准》在国家公园群的适用性; 以经验为导向, 梳理世界主要国家国家公园群游憩可持续性的管理重点; 在此基础上, 建立了青藏高原国家公园群游憩可持续性管理评估指标体系。所建立的指标体系包括制度建设、经济、社会、文化、生态环境5个一级指标, 15个二级指标, 34个三级指标。所提出的评估指标体系具有区域特色, 以及代表性、系统性与务实性特征。国家公园群游憩可持续性管理评估指标体系的应用需要得到监测、统计体系的有力支撑, 而国家公园群潜在建设区相关领域基础普遍薄弱, 为了更好地应用游憩可持续性管理评估指标体系, 建议完善监测、统计体系。一方面, 需要优先加强对各国家公园潜在建设区访客数量、珍稀特有物种、水环境质量、植被覆盖率、文化遗产原真性和完好度等方面的监测工作; 另一方面, 需要优先加强对各国家公园潜在建设区访客属性、访客满意度、当地社区满意度、游憩对当地经济社会发展的贡献、游憩废弃物处理率等方面的统计工作。     

我国天然林保护工程对区域经济与生态效益的影响——以四川省峨边县和盐边县为例

通过抽样技术和实地调研 ,获得样本点 10 a的资源环境与社会经济方面的数据资料 ,从长时间尺度上对四川省峨边县和盐边县天然林保护工程的生态、社会与经济影响进行评价 ,并对经济成本与生态效益进行比较博弈分析。结果表明 ,天然林保护工程带来了显著的生态、社会与经济影响 ,给各利益主体带来了不同的代价与收益。当生态环境改善到一定程度以后 ,获得经济与生态的双赢是可行的。对于各利益主体承担的经济代价与获得的收益之间的不平衡 ,可以采取相应的政策措施进行补偿 ,实现帕累托改进     

6种沙门菌单克隆抗体的制备和效能评价

目的：制备稳定、特异、高亲和性的分别针对甲型副伤寒沙门菌、乙型副伤寒沙门菌、丙型副伤寒沙门菌、肠炎沙门菌、伤寒沙门菌和猪霍乱沙门菌的单克隆抗体。方法：用甲醛灭活的菌液抗原免疫BALB／c小鼠,取脾细胞与SP2／0骨髓瘤细胞融合;用灭活的菌液包被酶标板,ELISA筛选阳性克隆株,建立细胞系;选取高效分泌杂交瘤细胞,常规制备腹水并纯化,进行单抗特异性与亲和性评价。结果：筛选得到分泌6种沙门菌相应单克隆抗体的杂交瘤细胞株,获得高亲和性单抗;所有单抗与大部分病原菌（包括7种沙门菌、3株志贺菌、2株李斯特菌、4株致病性大肠杆菌、2株霍乱弧菌）无交叉反应,但由于同类型O抗原的广泛分布,抗乙型副伤寒沙门菌单抗与鼠伤寒沙门菌、抗伤寒沙门菌单抗与肠炎沙门菌有明显的交叉反应。结论：沙门菌单抗的制备,为感染性腹泻的监测、诊断奠定了基础。     

“满意度”与可持续发展评价研究进展

可持续发展是全人类共同追求并且不断探索完善的一种社会经济发展模式。各国研究机构和学者针对如何评价城市与区域可持续发展水平,提出了大量的分析方法、评价指标和研究框架。分析了"满意度"在城市与区域可持续发展评价中应用的发展历程、存在问题和研究展望。研究认为,在生态文明建设背景下,城市与区域可持续发展评价需从可持续发展的核心内涵出发,结合主观与客观的方法对指标体系进行判定,在充分利用客观信息提高城市可持续发展能力的同时,考虑居民对于城市可持续发展的要求与"满意度",提出建立与之相适应的指标动态监测体系,构建适应生态文明体制的可持续发展模式。     

Comparison of energy evaluation systems and a mechanistic model for milk production by dairy cattle offered fresh grass-based diets

Grass-based diets are of increasing social-economic importance in dairy cattle farming, but their low supply of glucogenic nutrients may limit the production of milk. Current evaluation systems that assess the energy supply and requirements are based on metabolisable energy (ME) or net energy (NE). These systems do not consider the characteristics of the energy delivering nutrients. In contrast, mechanistic models take into account the site of digestion, the type of nutrient absorbed and the type of nutrient required for production of milk constituents, and may therefore give a better prediction of supply and requirement of nutrients. The objective of the present study is to compare the ability of three energy evaluation systems, viz. the Dutch NE system, the agricultural and food research council (AFRC) ME system, and the feed into milk (FIM) ME system, and of a mechanistic model based on Dijkstra et al. [Simulation of digestion in cattle fed sugar cane: prediction of nutrient supply for milk production with locally available supplements. J. Agric. Sci., Cambridge 127, 247–60] and Mills et al. [A mechanistic model of whole-tract digestion and methanogenesis in the lactating dairy cow: model development, evaluation and application. J. Anim. Sci. 79, 1584–97] to predict the feed value of grass-based diets for milk production. The dataset for evaluation consists of 41 treatments of grass-based diets (at least 0.75 g ryegrass/g diet on DM basis). For each model, the predicted energy or nutrient supply, based on observed intake, was compared with predicted requirement based on observed performance. Assessment of the error of energy or nutrient supply relative to requirement is made by calculation of mean square prediction error (MSPE) and by concordance correlation coefficient (CCC). All energy evaluation systems predicted energy requirement to be lower (6–11%) than energy supply. The root MSPE (expressed as a proportion of the supply) was lowest for the mechanistic model (0.061), followed by the Dutch NE system (0.082), FIM ME system (0.097) and AFRC ME system (0.118). For the energy evaluation systems, the error due to overall bias of prediction dominated the MSPE, whereas for the mechanistic model, proportionally 0.76 of MSPE was due to random variation. CCC analysis confirmed the higher accuracy and precision of the mechanistic model compared with energy evaluation systems. The error of prediction was positively related to grass protein content for the Dutch NE system, and was also positively related to grass DMI level for all models. In conclusion, current energy evaluation systems overestimate energy supply relative to energy requirement on grass-based diets for dairy cattle. The mechanistic model predicted glucogenic nutrients to limit performance of dairy cattle on grass-based diets, and proved to be more accurate and precise than the energy systems. The mechanistic model could be improved by allowing glucose maintenance and utilization requirements parameters to be variable.     

中小尺度生态用地规划方法

生态用地指以发挥自然生态功能为主,具有重要生态系统服务功能或生态环境脆弱、生态敏感性较高的土地。它是土地利用与生态建设的直接联系,关系区域生态系统的稳定性和安全性。生态用地的研究有利于建立合理的土地利用系统,完善区域生态安全格局,促进经济社会发展与生态环境相协调。在不同尺度下,生态用地的内涵、性质、主导功能以及规划方法都有所不同,结合我国土地利用规划及城市规划的层次划分,选取市域和中心城区为研究范围,其中市域为中尺度代表范围,中心城区为小尺度代表范围,分别分析了两种尺度下生态用地的内涵及区别,提出了相应的规划方法及侧重点。定量规划方面,中心城区生态用地主要结合国家相关法规、规定、政策等确定;而市域生态用地采取借鉴法、土地利用结构数量优化方法以及情景分析三种方法综合确定。空间规划方面,城区生态用地采取分类规划方法,分别对点线面三类生态用地进行提取,主要步骤为辨识重要生态源,构建面状生态用地;结合水体和交通缓冲区,构建线状生态用地;提取关键节点,构建点状生态用地;生态用地分类。市域生态用地则采取综合规划方法,主要步骤为提取特殊生态用地、基于生态用地结构功能和生态敏感性等的生态建设重要性评价、生态用地空间提取及分类。     

排水疏干胁迫下若尔盖高原沼泽退化评价指标体系

沼泽退化评价指标体系研究是国际湿地科学研究前沿领域的关键科学问题之一.在长期野外考察的基础上,根据2009年3个排水疏干沼泽退化研究样带20个沼泽的植物群落生态观测和土壤分析数据,基于沼泽植物群落物种重要值的双向指示种分析(TWINSPAN),将沼泽样地划分为未受干扰(A型)、受长期低强度排水干扰(B～D型)和受短期高强度排水干扰(E～G型)3类,其中又可分为7个植物群落类型.采用主成分分析法(PCA)对沼泽退化进行分级,建立了若尔盖高原沼泽评价的植被指标体系(SVEI)和土壤指标体系(SSEI).基于SVEI,将沼泽划分为原始沼泽、轻度退化沼泽、中度退化沼泽和重度退化沼泽.基于SSEI,将红原县沼泽划分为原始沼泽、轻度退化沼泽和重度退化沼泽3个等级,将若尔盖县沼泽划分为轻度退化沼泽、中度退化沼泽和重度退化沼泽3个等级.SVEI或SSEI评价结果与TWINSPAN分类结果相似度均在70%以上,说明SVEI或SSEI对沼泽退化分级均具有较好的效果,可采用不同方法相结合的方式对高原沼泽进行综合评价.     

省域森林生态安全评价——基于5省的经验数据

生态安全是国家安全体系的重要组成部分。面对严峻的生态环境形势,以及大气污染、水污染、土壤污染等严重的生态环境问题,改善生态环境的需求和呼声越来越迫切。作为陆地生态系统的主体和重要资源,森林是人类生存发展的重要生态保障,森林关系国家生态安全。基于森林生态系统与自然、人类社会系统的交互关系,从森林资源状况、地理气候条件、地区社会经济压力、人类管护响应状况四个方面构建省域森林生态安全评价指标体系,并建立森林生态安全指数模型。选取我国五个具有代表性的省份:贵州、湖北、浙江、吉林、青海作为试点省份,对其2004—2014年的森林生态安全状况进行评价和对比。结果表明:影响森林生态安全状况的最主要因素是森林资源类因子,在研究期内,5省森林生态安全状况大体上处于改善状态,但省与省之间森林生态安全状况差异显著,吉林省在研究期内森林生态安全整体状况最好,青海省森林生态安全状况较脆弱。在发展经济的同时,应该加强造林,重视对森林资源的管护,尤其要注意对天然林的保护,维护森林生态安全。     

集约用海对海洋资源影响的评价方法

集约用海是一种相对科学、高效、生态的用海方式,但也不可避免的要占用和消耗海洋资源。因此开展集约用海对海洋资源影响的科学评估,将集约用海对海洋资源的影响降到最低就尤为重要。通过分析集约用海工程对海洋资源的影响,明确了集约用海工程对海洋资源影响影响评价的主要内容和思路,从海洋资源的复杂性及其开发利用角度,构建了基于海洋生物资源、海洋空间资源、港口航道资源、滨海旅游资源和其它资源的集约用海对海洋资源影响的综合评价指标体系。其中,从浮游植物、浮游动物、底栖生物和鱼类生物方面反映集约用海工程对海洋生物资源的影响;从滨海湿地、岸线、海域空间利用变化方面反映集约用海工程对海域空间资源的影响;从水动力变化、港口资源利用方面反映集约用海工程影响下港口航道资源的影响;从旅游资源密度反映集约用海工程对滨海旅游资源的影响;从矿产资源、能源资源利用方面反映集约用海工程对其它资源的影响。在此基础上,根据我国海洋资源调查与评估现状,研究并确立了集约用海对海洋资源影响的各评价指标权重、评价标准及评价等级,建立了基于赋值法、综合评价法的集约用海对海洋资源影响的综合评价模型,利用综合评估指数I来反映集约用海工程对海洋资源的影响程度。利用该评价方法评价了曹妃甸区域集约用海对海洋资源的影响,结果表明该区域集约用海对海洋资源造成的影响较大,应严格控制该区域集约用海工程。     

Accuracy and reliability of the scaling-relaxation method for loop closure: An evaluation based on extensive and multiple copy conformational samplings

The accuracy and reliability of the recently proposed scaling-relaxation method for loop closure were examined by using extensive conformational sampling. For each of the eight heptapeptides chosen to represent a variety of protein conformations, 1,000–2,000 conformations were sampled. Each segment contained 14 rotatable backbone dihedral angles. The average root mean square deviations (RMSDs) between the predicted and the native conformations were 0.7 Å for the backbone and 1.2 Å for the side chain atoms. These predictions were substantially more accurate than the previous predictions (1.1 Å for the backbone and 2.2 Å for the side chain atoms) of the same eight protein segments based on limited conformational sampling (100 conformations for each segment). Large prediction errors mostly occurred at polar and surface side chains that are unlikely to have any meaningful conformation. Moreover, the reliability of seven of the eight predictions was demonstrated with their energy-RMSD and stability-RMSD correlations of the low-energy conformations, where the conformational stability was estimated by using the multiple copy simultaneous sampling method.