对资源环境问题的思考——熵率与自然资源的合理利用

自然界中的能量与物质系统的运动是遵循热力学定律的.从熵的角度来看,现在人类开发利用资源的方式,使系统熵增加速,不利于环境系统的有序和稳定.而人类作为智慧圈的主体,是可以通过智慧和知识,向其输入负熵,以延缓熵增速度.目前的形式下,可以采取适当的对策,坚持科学的发展观,实行节约型经济模式,从熵的角度出发寻找高效的新能源,充分利用不可逆过程的建设性作用,通过知识技术的进步提高资源能源的利用率.     

农村典型河道劣Ⅴ类水体治理熵增抑制效果评估

随着城市化快速推进,农村污水处理设施建设严重滞后,部分污水直接溢流入河所造成的水体污染及环境恶化问题日益突出。控源截污并收集处理是劣Ⅴ类水体源头治理的最重要手段。研究分析了农村典型河道水体劣Ⅴ类成因,对农村污水处理设施进行扩容及升级改造,并引入熵的理念解析了有机物、氮磷削减对水环境的影响及减排效果。800 m³/d规模农村污水处理设施升级改造到1800 m³/d后可有效改善典型河道水体环境,减少的年熵增为9.80×10⁷ kJ/K。河流水环境、水生态生态系统稳定需要熵增-逆熵增过程中保持相对平衡,熵增评估对污水厂升级改造及溢流污染治理有一定的现实意义。在国家碳排放、碳中和、劣Ⅴ类水体治理的大背景下,熵概念下的可持续污水处理有望会成为新技术评估的发展方向。     

城市生活垃圾厌氧消化的熵分析

在城市生活垃圾厌氧消化的整个过程中,从熵的角度出发,对其进行分析,得出如下结论:(1)在厌氧消化的前处理系统(收集、分选及底物强化等)中,收集是一个熵增过程,分选是一个熵减过程,而预处理强化则是一个熵减过程(。2)通过以葡萄糖为发酵底物的发酵过程的ΔG的分析可知:在水解产酸阶段,ΔGθ<0,反应自发进行,故该过程的ΔS﹥0,即该过程是一个熵增过程;在产氢产乙酸阶段,ΔS<0,故这是一个熵减过程,但后续反应对氢的利用则可能使该阶段变为一个熵增过程;在产甲烷阶段,ΔGθ<0,反应均自发进行,故该过程的ΔS﹥0,即该过程是一个熵增过程(。3)城市生活垃圾厌氧发酵产物的资源化利用是一个熵增过程(。4)分选、溶胞强化、产氢产乙酸及发酵产物的资源化利用等工序可能成为厌氧消化的限速步骤。     

城镇污水处理技术清洁性的评估

城镇污水处理工艺的清洁性是指其在处理污水过程中所付出的资源、能源和环境代价，不仅包括其运行期间的“末端”污染物排放，还包括从其获取自然资源和能源开始直至最后拆除的整个过程所产生的各种环境问题。运用LCA可对污水处理技术从“摇篮至坟墓”的生命周期角度评估其清洁性，能确切地取得其生命周期内各阶段输入和输出和物料、能耗以及各种环境影响的量化清单，并以此为基础进行环境影响评估和完善化分析。通过清洁性评估可有助于污水处理工艺的创新、选择和决策，从而以最小的资源和环境代价去解决城市污水的污染问题，满足我国可持续发展的战略要求。     

加快构筑中国循环经济型社会的水资源保护和开发利用新模式

我国已进入完善社会主义市场经济体制的新历史时期。建立促进经济社会可持续发展的机制是完善我国社会主义市场经济体制的目标。循环经济是可持续发展的战略选择,构筑水资源保护和开发利用新模式是创立“循环型社会”的重要任务,完成这一任务的主要保证措施是节水减污、污水处理、水环境修复和污水、污泥的资源化一能源化。     

倡导循环经济追求持续发展

分析了“资源-产品-污染排放”给人类带来的非持续发展后果,综述了其对物质循环动态平衡的影响,提出保持物质循环动态平衡是循环经济的途径之一,“资源-产品-再生资源”模式是实现物质循环动态平衡的途径,也是对可持续发展的一种支持。     

清洁生产知识问答

什么是循环经济?所谓循环经济,本质上是一种生态经济,是将清洁生产和废弃物的综合利用融为一体的经济,它按照自然生态系统物质循环和能力流动规律重构经济系统,使经济系统和谐地纳入到自然生态系统的物质循环过程中。循环经济与传统经济之间关系如何?循环经济主要三大原则,即“减量化、再利用、资源化”原则“减量化原则针对的是输入端,旨在减少进入生产和消费过程中物质和能源流量;再利用原则属于过程性方法,目的是延长产品和服务的时间强度;资源化原则是输出端方法,能把废弃物再次变成资源以减少最终处理量。循环经济重要意义是什么?2 0世…     

生态农业示范县的规划与建设

只有抓好规划这个基础,制定强有力的建设措施,才能够建设好生态农业示范县,实现在富民的过程中改善环境质量,维护生态平衡,资源得到永续利用,使县域走向可持续发展的道路.     

垃圾处理的“还原型”生态经济产业途径及循环经济模式

污染的主要来源是资源的不合理利用以及生态经济的自然循环链锁关系被人为地割裂后产生污染的循环环节所致。由于所有的产品经过消费以后都会变成垃圾，而代表着人类社会现阶段资源不可持续资源利用模式的垃圾的现行处理模式，将直接导致资源的耗竭。比较生态系统和经济系统的结构后发现，经济系统中的“还原”环节被弱化是导致目前人类生态经济灾难的症结所在。因此，在此基础上探讨建立垃圾处理生态经济可持续发展的“还原型”高科技产业途径及循环经济模式的一系列问题。     

一种新型环境友好污水处理工艺——蚯蚓生态滤池

蚯蚓生态滤池将蚯蚓创造性地引入到污水处理系统中,延长和扩展了微生物代谢链,强化了生态系统富集与扩散、合成与分解、拮抗与协同等多种自然调控作用,实现了污水污泥的同步高效处理。滤池出水可用作绿化争农田灌溉,蚓粪污泥含水率低,减量化稳定化效果显著,较好地解决了剩余污泥的处置问题。蚯蚓生态滤池工艺高效节能,具有鲜明的“生态平衡”和“环境友好”技术特色,符合可持续发展的理念,具有技术经济竞争优势,环境效益比较显著,具有良好的实际应用前景。     

2003—2013年中国粮食增产格局及其贡献因素研究

国家粮食安全是关乎国计民生的重要问题。2003—2013年我国粮食生产实现“十连增”乃至2015年“十二连增”,世人瞩目。论文以分省为基本单元,采用粮食作物的播种面积、产量、单产等数据,从全国和分省两个尺度,定量分析了2003—2013年我国粮食增产状况及其区域差异,全面探讨了我国粮食增产的地域格局及其贡献因素。研究表明：1）全国粮食“十连增”主要得益于稻谷、小麦和玉米等三大粮食作物的增产,且由于期间其他作物的减产,三大粮食作物增产贡献率达到105.73%;2）三大粮食作物中,玉米增产最为明显,无论在增产幅度、贡献率、增产速率还是增产区域角度均高于小麦和稻谷;3）单产提升对全国粮食“十连增”的贡献大于播种面积的扩大;4）分作物而言,玉米和稻谷增产主要得益于播种面积扩大,小麦则主要是单产提升;5）从省级角度看,近10 a我国绝大多数省份粮食均出现增产,但是粮食增产的主力依然集中在传统的粮食生产大省和西北的甘肃、新疆二省。     

2003—2013年中国县域单元粮食增产格局及贡献因素研究

2003—2013年,中国粮食产量逐年增加,实现了前所未有的“十连增”,2015年更是达到了“十二连增”。文章采用2003—2013年粮食播种面积、产量等为基础数据,以分县为研究单元,定量分析了2003—2013年间中国分县粮食增产的特征、格局与贡献因素,结果表明：1）2003—2013年间我国超过75%的县域单元粮食均出现增产,但主要增产仍集中在东北和黄淮海平原地区的产粮大县;2）粮食增产增幅的两极分化较为明显,处于“滞后增产”和“超速增产”的县域单元占比均较高,其中“超速增产”的县域单元主要分布在松嫩平原、三江平原、黄淮海平原、江汉平原、鄱阳湖平原、黄土高原以及新疆等地;3）对于大部分县域单元而言,播种面积和单产水平对其粮食增产均有正向贡献作用,其中东北平原、内蒙古高原西部、河西走廊、新疆、江汉平原、洞庭湖平原等地播种面积贡献较大,而单产水平贡献较大的地区为黄淮海平原、黄土高原、青藏高原东南部等地。     

熵权多目标决策模型在水环境质量综合评价中的应用

介绍了熵和熵权的概念与性质,在此基础上结合多目标决策模型建立熵权多目标决策评价方法,并对水环境质量进行综合评价,评价结果与物元分析模型、属性识别理论方法、模糊隶属函数法进行对比,结果表明,利用熵权多目标决策评价法进行水环境质量综合评价是可行的。     

重庆人口发展与生活污水治理对策的探讨

本文通过对重庆城区两江水质的分析表明：主要污染物来自人口急剧增加所产生的生活污水，从而提出了占地少、投资低、效果佳的沼气净化池处理方法和措施。     

模糊评价模型的改进及其在水质评价中的应用

通过将熵值赋权与模糊评价模型相结合，建立一种新的综合评价模型——熵权模糊评价模型，其运用熵值来确定权重系数，避免了传统评价模型主观赋权的局限性，并应用这种新方法对闽江的魁岐等4个断面进行水质评价。     

黄土高原水土流失区粮食现状与增产潜力研究

以黄土高原10个试区的攻关资料为基础,从区域旱作产量潜势、试区攻关水平和试区所在县的产量现状三个层次,详细剖析了黄土高原水土流失区粮食现状和增产潜力。结果指出,该区粮食增产潜力很大,目前整体产量水平仅达到试区攻关水平的74.7%,达到旱作粮食产量潜势水平的54.2%。在黄土台塬区和丘陵区中,丘陵区的粮食增产潜力较台塬区大,前者尚有117.6%增产能力,后者仅56.6%。但考虑到人口增长和坡耕地的退垦等因素,未来30年内黄土高原水土流失区的粮食供需仍处于负平衡。     

充分发挥作物品种资源在粮食增产中的作用

我国十分重视品种资源的收集保存和研究利用，并利用各种优异品种资源育成一批又一批新品种，主要粮食作物推广的品种经历了４～５次更换，随之粮食作物产量由５０年代的１１５５ｋｇ／ｈm₂增加到１９９４年的４０６５ｋｇ／ｈm₂。迄今，我国收集的粮食作物品种资源约２４万份，并对其中２０万份进行了主要农艺性状、品质、抗逆、抗病虫鉴定和评价，筛选出大量具有优良性状的资源，有的已在我国粮食增产中发挥了明显作用，应充分利用新技术，加速现有粮食作物品种资源的鉴定和开发利用；根据生产和育种的需要，不断收集新资源，深入鉴定筛选优良资源；并创造新物种或中间材料。     

从栅格到县域:中国粮食生产的资源潜力区域差异分析

粮食安全是国家安全的重要组成部分。论文通过构建生产潜力模型,利用GIS技术,定量计算了1km×1km栅格和县域尺度中国粮食生产潜力;通过对粮食生产的资源禀赋状况逐级评判,揭示了中国不同地区粮食生产的资源潜力。结果表明:中国平均光温、水资源和土地资源分别具备1倍多、1倍以及近1/3的增长空间。中国县域粮食资源潜力差异显著,内蒙古及长城沿线以及黄土高原地区为县域粮食资源可开发空间较大的区域,西北、黄淮海、四川盆地区为可开发程度较低的地区。     

黄土塬区旱作冬小麦增产潜力研究

在长期冬小麦潜势试验和肥料试验的基础上 ,建立了作物光温水肥产量模型 ,从光温生产潜力、旱作产量潜势、现阶段施肥水平下光温水肥产量潜力和目前试区产量现状共4个层次 ,对黄土塬区旱作冬小麦的增产潜力进行了分析。结果指出 ,目前黄土塬区冬小麦实际产量仅达到了光温潜力的41 6 %、旱作产量潜势的49 3 %、试区施肥水平下光温水肥产量潜力的78 6 %。因此 ,采用合理施肥方式和加强田间管理 ,黄土高原塬区旱作冬小麦还有较大的增产潜力。     

熵权多目标决策等效数值法在大气环境质量综合评价中的应用

介绍了熵和熵权的概念与性质,在此基础上结合多目标决策模型建立熵权多目标决策等效数值评价方法,并对大气环境质量进行综合评价,评价结果表明,利用熵权多目标决策等效数值评价法进行大气环境质量综合评价是可行的。