长沙市生态足迹与脱钩效应变化及预测分析

用改进的生态足迹因子对长沙市2002—2016年的生态足迹及其脱钩状态进行定量评价，并构建灰色GM(1,1)模型对长沙市生态状况进行预测。结果表明：长沙市生态足迹由期初的8.63×106hm2逐年增加到期末的1.16×107hm2，同期可利用生态承载力由1.99×106hm2逐年增加到2.03×106hm2，生态赤字由-6.65×106 hm2先升后降至-9.58×106hm2；灰色GM(1,1)模型预测得到2030年生态赤字将上升到-1 368.03 hm2。     

上海浦东新区碳储量变化影响因素分析

采用InVEST模型估算浦东新区2000年、2010年和2020年的碳储量,基于地理探测器对碳储量变化的影响因素进行分析。结果表明,研究期间浦东新区碳储量先增后减,在空间上表现为东部增多、中部减少、西部不变;土地利用程度是碳储量变化的主要影响因子,土壤类型和年均降水量是重要影响因素,双因子的交互影响力高于单因子;当高程范围为0 m ～ 7 m、坡度 ＞ 10.13°、无坡向、土壤类型为滨海盐土、年均温度为16.25℃ ～16.31℃、年均降水量为1 132.41 mm～1 150.02 mm、土地利用程度为200～268.24、人口密度为1.76万人/km2～3.32 万人/km2、GDP为291 799.79万元/km2～644 331.46 万元/ km2时,浦东新区的碳储量增长最高。     

“省公顷”下渭河干流甘肃段生态安全评价及预测

摸清流域生态需求和生态供给是流域生态治理和促进其高质量发展的基础。文中应用改进生态足迹法对2009—2018年渭河干流甘肃段生态足迹和生态承载力进行核算,并运用GM（1,1）模型对流域未来的生态供需趋势进行预测。结果显示,2009—2018年渭河干流甘肃段生态足迹和生态承载力呈波动下降趋势,生态足迹下降2.26%,下降趋势低于生态承载力的4.18%;生态赤字以每年0.58%的速率波动减小。如果继续当前的发展模式,那么预计到2028年,生态赤字较2018年降低16.27%,流域生态安全状况将得到缓解。     

基于OCO-2卫星观测的浙江省典型城市CO2柱浓度变化特征及碳排放重点源识别应用

为有效制定城市层面的低碳发展政策，实现碳达峰的发展目标，利用碳卫星2号（OCO-2）监测的高分辨率大气CO₂柱浓度数据（XCO₂），分析浙江省杭州、宁波和嘉兴3个典型城市的XCO₂变化特征，以及人类活动和XCO₂变化的关系；识别城市碳排放热点区域，评估碳排放热点源对XCO₂的影响，并利用拉格朗日粒子扩散模型（LPDM）进行验证。结果表明：（1）2016—2021年3个城市的XCO₂年增长量分别为3.1×10^-6，2.3×10^-6和2.2×10^-6，杭州的增长量最为明显；杭州和宁波在2019—2021年XCO₂增量明显，分别为8.0×10^-6和5.7×10^-6。杭州XCO₂的变化趋势与临安大气本底站CO₂观测数据的变化趋势一致。（2）与2017年相比，3个城市的建筑用地面积都略有增加，分别增加了0.9%，2.2%和4.8%；从人口和GDP数据来看，2016—2021年3个城市也均呈持续增加的变化趋势。表明CO₂浓度升高与人类活动密切相关。（3）XCO₂正距平高值区域基本都对应了碳排放热点源（电力企业）的下风向地区，电力企业CO₂的排放会导致下风向地区的XCO₂出现局地性增长，增量为7×10^-6～9×10^-6。     

连云港市碳排放“双向”分析及碳达峰情景分析与预测

为探究连云港市碳排放特征，实现“碳达峰”“碳中和”的目标，以2011—2020年连云港市的碳排放量数据为核心，采用可拓展的随机性的环境影响评估模型（STIRPAT）以及岭回归方法进行碳排放量数据的“双向”分析。首先，根据连云港市2011—2020年能源消耗数据，“反向”核算出连云港市历年的碳排放量，结果表明，连云港市碳排放量呈现逐年持续上升趋势；其次，选取人口因素、人均地区生产总值、城市化率、能源结构、产业结构为主要因素，构建了STIRPAT模型这一“正向”预测媒介，采用岭回归分析法得到了连云港市的碳排放量拟合模型，结果表明，不同的因素对连云港市碳排放量的影响程度存在差异；最后，通过情景分析法预设6种连云港市未来发展情景模型，对连云港市的碳排放量进行了预测，结果表明，中增长-高减排的发展模式更适合连云港市，将于2030年以4 788.9万t的碳排放量实现达峰。针对这一发展模式要求，提出连云港市应积极调整能源结构比例、加快产业结构优化等相关建议。     

基于SWAT模型的湘江永州流域非点源氮磷污染特征分析

为精准治理流域非点源氮磷污染，基于SWAT模型，运用本地区第二次全国污染源普查数据和2000—2019年流域水文、水质数据，开展湘江永州流域非点源氮磷污染模拟。结果表明：湘江永州流域建立的SWAT模型具有较好的模拟效果，流域2005—2019年的总氮月均污染负荷为383.40～17 998.70 t/m;总磷月均污染负荷为64.62～567.86 t/m,总氮和总磷各月污染负荷均与各月降雨量呈显著相关关系；农田和林地是本流域总氮、总磷污染负荷总量最大的2种用地类型，但两者之间单位面积输出的污染负荷强度却相反，林地对流域水污染防控具有正面效应，农田种植面源污染是非点源氮磷污染治理的重点。     

双碳目标下工业园区绿色发展路径研究

工业园区是中国工业产业、人才和先进要素集聚发展的核心单元,也是能源消耗和碳排放最集中的地区之一。双碳(碳达峰和碳中和)目标下,各类工业园区将在双碳战略实践中发挥至关重要的作用。分析了工业园区碳排放特征,构建碳排放识别模型,利用系数法、宏观和微观结合的方法核算工业园区碳排放数据;应用Kaya恒等式、改进可拓展的随机性的环境影响评估模型(STIRPAT)、对数平均权重分配模型(LMDI),分析了工业园区碳排放的主要影响因素和低碳发展思路;应用能源环境情景分析模型(LEAP)规划工业园区绿色发展路径,为工业园区碳达峰与碳中和行动提供技术支持。     

沱江流域主要污染负荷预测及时空分布特征

耦合社会-经济因子探究工业点源和生活污染源污染负荷未来变化趋势,可为优化水环境规划和管理方案提供理论依据。选取沱江流域为研究区域,采用经济增长预测法、工业点源传统统计法、人口趋势灰色模型预测法和排污系数法分别计算了2020-2025年该区域28个县(市、区)的工业GDP值,工业点源废水排放量及主要污染负荷(COD、NH₃-N、TN、TP),农村与城镇人口及生活污染源的主要污染负荷,并利用ArcGIS技术探究了工业点源和生活污染源主要污染负荷空间分布特征。结果表明:2020-2025年,工业GDP值总体呈逐年增加趋势,而工业废水排放量总体呈逐年减少趋势,预计到2025年,流域工业GDP值将增加至2.52×10¹²元,而工业废水排放量将减少至0.64×10⁸ t。工业点源主要污染负荷表现为COD>NH₃-N>TN>TP。沱江流域总人口数与生活污染源污染负荷呈逐年增加趋势,其中城镇人口与生活污染源污染负荷呈逐年增加趋势,农村人口与生活污染源污染负荷呈逐年减少趋势,且城镇人口及生活污染源污染负荷增加量大于农村人口及生活污染源污染负荷减少量。城镇、农村生活污染源的主要污染负荷表现为COD>NH₃-N>TN>TP。工业点源和生活污染源主要污染负荷在空间上存在高度异质性。2025年,来自工业点源的主要污染负荷均呈上游较少,中、下游较多的特征;来自城市生活污染源的主要污染负荷均呈中、上游较多,下游较少的特征;来自农村生活污染源的主要污染负荷均呈中游较多,上、下游较少的特征。笔者提出耦合社会-经济因子预测流域污染负荷的方法可以推广到其他与社会经济指标相关联的流域工业点源、生活污染源污染负荷的预测研究中,以期为未来流域水环境管理与治理提供科学参考。     

基于GWLF模型的于桥水库入库河流水文模拟及氮磷负荷估算

流域模型技术应用是当前开展面源污染防治的重要工具,而水文过程的准确模拟是进行污染负荷估算的首要环节和关键步骤。为了弄清近年来于桥水库入库河流氮、磷输入负荷,选取GWLF模型对水平口子流域的水文过程进行模拟,首先利用2006—2018年气象、水文资料率定模型水文参数,然后将参数推广到整个流域,对2019—2020年3条主要入库河流流量进行模拟,最后乘以相应河流断面的总氮、总磷浓度估算氮磷输入负荷。结果显示：GWLF模型适用于研究区的水文过程模拟,校准期和验证期的纳氏系数分别为0.89和0.91,平均相对误差分别为12.2%和13.1%;2020年总氮入库负荷为3 977.0 t,其中引滦调水贡献占57.0%,3条入库河流共贡献43.0%;总磷入库负荷为48.8 t,其中引滦调水贡献占68.6%,3条入库河流共贡献31.4%。GWLF模型输入数据需求量较少,模型参数较少,模拟效果较好,适用于中小型流域的水资源和水环境管理,具有一定的推广应用前景。     

基于形态空间格局分析方法和最小累积阻力模型的北京市平原区造林工程生态格局分析

为了科学评估北京市平原区造林工程的生态影响，利用高分卫星数据获取2018—2020年北京市平原区造林面积、分布及变化信息，分析了造林工程的空间格局特征，并采用形态空间格局分析(MSPA)方法及最小累积阻力(MCR)模型，构建了北京市平原区生态网络，通过情景模拟分析造林工程对生态源地、生态廊道产生的影响。结果显示，2018—2020年北京市平原区造林工程主要沿西北东南方向实施，实现了对原有林地资源分布不均衡问题的解决。热点建设区域为北部的延庆及东南部的通州、大兴，呈现由城市边界逐步向市中心蔓延的发展趋势。在不考虑其他因素对土地利用的影响的前提下，造林工程的实施使平原区林地面积增长了9.8%。通过情景模拟发现，造林工程的实施使生态网络向连通、完整、均衡方向发展。其中，生态源地面积增长了131.0 km²,主要生态源地连通性提升了41.1%,生态廊道的分布由主要分布在西北部山区向西北、东南两个方向均有密集分布转变。综上，造林工程的生态环境效应显著，造林工程的实施对生态环境质量改善具有重要意义。