Fiber-based mode converter for generating optical vortex beams

In this work, an all-fiber-based mode converter for generating orbital angular momentum （OAM） beams is proposed and numerically investigated. Its structure is constructed by cascading a mode selective coupler （MSC） and an inner elliptical cladding fiber （IECF）. OAM modes refer to a combination of two orthogonal LPlm modes with a phase difference of ±π/2. By adjusting the parameters and controlling the splicing angle of MSC and IECF appropriately, higher-order OAM modes with topological charges of l = ±1, ±2, ±3 can be obtained with the injection of the fundamental mode LP01, resulting in a mode-conversion efficiency of almost 100%. This achievement may pave the way towards the realization of a compact, all-fiber, and high-efficiency device for increasing the transmission capacity and spectral efficiency in optical communication systems with OAM mode multiplexing.

基于红外相机调查的上海市长宁区社区生境花园生物多样性

随着全球城市化的加速,城市生态系统的重要性日益凸显。社区生境花园作为一种基于自然的解决方案,对高密度城市的生物多样性保护有积极影响,受到学界和政府关注。然而,当前仍缺乏生境花园物种组成、相互作用和影响因素的量化研究。本研究旨在掌握生境花园内野生动物的物种组成、相对种群大小以及物种分布的时空变化,识别野生动物对城市内生物和非生物因子的响应,并评估城市社区背景下特有威胁因素对动物产生的影响,基于此分析动物保护措施的有效性,并提出适应性管理建议。本研究基于红外相机监测技术,利用2023年2月11日至2024年1月13日在上海市长宁区7座生境花园中10个位点,累积总有效红外相机工作日627 d的调查记录,收集到20,375张鸟类和哺乳动物的照片,分别使用相对多度指数、核密度分析法和回避-吸引指数、生物多样性指数和回归分析,评估了社区尺度动物种群的相对大小,分析了不同物种的日活动节律以及回避-吸引关系,揭示了生物多样性与生境花园相关因素的关系。结果表明,长宁区生境花园中至少存在15种鸟类和5种哺乳动物,其中猫(Felis catus)的相对多度指数最高。活动节律分析显示猫与其他野生动物存在时间上的避让关系,尤其对鸟类和小型哺乳动物构成威胁。生境花园周围景观的蓝绿基础设施斑块面积与花园内部的物种丰富度(S)(r=0.09,P>0.05)、多样性(H)(r=0.03,P>0.05)和均匀度(EH)(r=0.01,P>0.05)指数均呈正相关,但不显著。生境花园面积与物种α多样性关系微弱且相关性不显著(P>0.05)。生境花园的物种组成存在空间差异(β多样性)。本研究表明社区生境花园能与其他城市绿地空间协同为城市野生动物提供踏脚石,然而猫的泛滥对生境花园内物种多样性产生了破坏性影响。此外,花园自身的设计要素能够在微小尺度为野生动物提供水源、食源和庇护所等关键生存要素。在未来的建设和管理中,需要将生境花园纳入城市生物多样性保护规划中,考虑与周围景观的协同保护作用,并加强生境花园生物友好型的生态要素设计,加强对社区内宠物猫和野猫的管理,完善社区管理和维护机制。

城市社区更新中生物多样性的保护策略:以上海市长宁区生境花园为例

保护城市生物多样性、在城市中营造生物多样性生境是城市可持续发展的重要挑战。不断加快的城市化进程对生物多样性造成严重影响,城市生物多样性保护在新型城镇化和生态建设中日益紧迫。生境花园作为城市生物多样性保护的一种模式,厘清其在高密度城市中实现生物多样性保护的机制与效果,探索其科学的建设管理模式具有重要意义。本研究采用案例分析法,通过调研长宁区生境花园的生物多样性现状、居民参与建设和使用情况、生境花园管理模式等,梳理分析了上海市长宁区生境花园所处区域的绿地斑块分布现状、生境花园建设前后的生境条件、政策的促进作用与建成效果,探讨了高密度城市中社区更新背景下实现社区尺度生物多样性保护的模式,并提出相应的生物多样性保护策略。研究结果表明,生境花园是一个低维护管理的自然演替生态系统,作为城市绿地的基本单元,不仅填补了城市小尺度生物多样性保护的空白,而且分布具有空间异质性,对城市绿色生态网络的完善和生物多样性保护格局的优化起到重要作用,然而,生境花园依然存在知识技术方面入门难、资金投入量大、潜在障碍等问题。生境花园有效实现生物多样性保护的4种主要建设管理模式包括:(1)过程管理。包括前期选址、确定生物多样性的保护对象、建设和维护管理4个主要阶段;(2)多元合作。政府、社会、企业和居民个体多元主体形成任务导向型的合作方式;(3)具有扩大影响力的推广模式;(4)针对生境花园的潜在问题采取应对措施。建议未来的城市建设和城市更新规划中,将生境营造和生物多样性保护纳入其中,打造城市社区生境花园基本生态单元,按照4种建设管理模式,促进生境花园逐步成为城市社区尺度生物多样性保护的解决途经。