Water Resource Management in Botswana: Balancing Sustainability and Economic Development*

Botswana is a rapidly developing country in southern Africa. Over the last three decades, diamond mining and tourism have provided double-digit rates of economic growth. Yet most of Botswana’s land is in the Kalahari desert where the climate is subject to sustained periods of severe drought. In this environment, water resources are the most crucial of all environmental resources. Water use directly affects economic development because water utilization impacts all the major national economic sectors. A sustainable water use resource management plan must stretch several decades into the future to assure the availability of adequate supplies of water to future generations while not compromising the ability of the current generation to reasonable rates of economic development. Yet thinking about sustainability is present in Botswana water policy mostly only in rhetoric. A series of cultural traditions and political constraints, coupled with bureaucratic managerial weaknesses, serve to maintain a system of water allocation that is unsustainable in the long run and inefficient in the short-term. Unless sustainable water use patterns are adopted, the results for the short-term, as well as the long-term, will be devastating. Drawing on data obtained through a series of interviews with government officials, leaders of non-governmental organizations (NGOs), and water resource researchers, this paper explores water policy in Botswana within the larger context of sustainable natural resource management practice and the pressures of economic development. This research was partially funded under U.S. Department of State, College and University Affiliations Grant # ASCS-1095.     

应用后续确定性问题校正条件价值评估——以福建省鼓山风景名胜区非使用价值评估为例

条件价值(CV)法是评估环境与资源价值的重要手段,后续确定性问题可有效便捷地提高CV结果的有效性。应用10刻度量化表式后续确定性问题对鼓山风景名胜区非使用价值CV评估结果进行校正。问卷采用双边界二分式,面对面调查获得518份有效调查问卷。结果显示:具有正支付意愿的受访者,其付费加入"鼓山保护协会"的确定度呈正态分布,确定度的平均值为6.72;确定度与受访者的收入、受访者对鼓山的熟悉程度呈显著正相关;受访者对起始投标值敏感。当确定度门槛值取7或8时,正支付率从51.5%分别下降至27.8%或23.3%,而平均支付意愿分别从33.24元下降至19.74元或16.36元,采用后续确定性问题校正后CV结果下降了一半左右。     

Shellac-coated iron oxide nanoparticles for removal of cadmium(II) ions from aqueous solution

This study describes a new effective adsorbent for cadmium removal from aqueous solution synthesized by coating a shellac layer, a natural biodegradable and renewable resin with abundant hydroxyl and carboxylic groups, on the surface of iron oxide magnetic nanoparticles. Transmission Electron Microscopy (TEM) imaging showed shellac-coated magnetic nanoparticle (SCMN) adsorbents had a core-shell structure with a core of 20 nm and shell of 5 nm. Fourier Transform Infrared Spectroscopic analysis suggested the occurrence of reaction between carboxyl groups on the SCMN adsorbent surface and cadmium ions in aqueous solution. Kinetic data were well described by pseudo second-order model and adsorption isotherms were fitted with both Langmuir and Freundlich models with maximum adsorption capacity of 18.80 mg/g. SCMN adsorbents provided a favorable adsorption capacity under high salinity conditions, and cadmium could easily be desorbed using mild organic acid solutions at low concentration.     

城市环境中自然通风研究进展

城市环境中自然通风源于城市热压梯度及城市风压梯度的综合作用。城市环境中自然通风影响着城市"五岛"效应(城市热岛、湿岛、干岛、浑浊岛及雨岛),城市大气的自净能力和城市居民的身体健康,也是研究快速城市化地区广义城市风环境(风场、温度场、湿度场)的参考因子。为了全面理解国内外针对城市环境中自然通风的研究进展,从城市环境中自然通风的监测、模拟及应用三个方面对目前国内外针对城市环境中自然通风的研究现状进行了综述,最后结合环境物联网、无线传感技术等目前在城市环境中自然通风研究的相关技术及应用领域的新进展,对城市环境中自然通风的后续研究热点和关键问题进行了展望,为城市环境中自然通风的相关技术及应用问题的后续研究提供了基础研究素材。     

天然胶/公共网络/废胶粉互穿聚合物网络

通过互穿聚合物网络技术成功制备了天然橡胶/公共网络/废胶粉共轭三组分,并测定了力学性能和微观形态。结果表明:当A/B摩尔比为2/1、AB含量为4.5%、废胶粉粒径为60目、废胶粉含量为15%时,体系的力学性能最好,共轭三组分天然橡胶/公共网络/废胶粉体系的磨耗体积明显低于两组分天然橡胶/废胶粉体系的磨耗体积。界面共轭互穿改善了界面结合,可减少反复压缩过程中的相间摩擦生热和变形。     

硅橡胶自然环境加速试验方法与自然环境试验方法等效性研究

目的研究自然环境加速试验方法与自然环境试验方法的等效性。方法针对6141硅橡胶,在高原、沙漠、湿热三个自然环境条件下,采用玻璃框、黑箱、强制通风玻璃框、单轴跟踪太阳4种已有自然环境加速试验装置,开展4种自然环境加速试验方法与户外暴露自然环境试验方法的对比试验,运用图形与秩和检验法分析不同自然环境加速试验方法与自然环境试验方法的等效性。结果在高原、沙漠、湿热三个典型环境条件下,采用6141硅橡胶对比开展的玻璃框、黑箱、强制通风玻璃框、单轴跟踪太阳4种自然环境加速试验与三个典型环境条件下的户外暴露试验中,其拉伸强度服从同一性能变化规律。结论在高原、沙漠、湿热三个典型环境条件下,开展的6141硅橡胶玻璃框、黑箱、强制通风玻璃框、单轴跟踪太阳4种自然环境加速试验与三个典型环境条件下的户外暴露试验具有等效性。     

基于三维荧光及平行因子分析的川西高原河流水体CDOM特征

川西高原草甸和高寒湿地是青藏高原重要土壤碳库之一,高原河流水体溶解性有机碳特征及其与土壤碳库关系研究,对于理解高寒区域土壤碳输出通量及强度具有重要意义.本文对川西高原高山峡谷区河流(岷江上游、杂谷脑河、抚边河)和高原夷平面河流(白河)水体有色溶解性有机质(CDOM)采用三维荧光及平行因子法(EEM-PARAFAC)进行了分析.结果表明:(1)高原河流中CDOM主要有3种组分,即C_1(260/480,UVC类腐殖质)、C_2[310/420(570),UVA类腐殖质]和C_3(280/370,类色氨酸);(2)河流沿程变化特征显示,高山峡谷区河流总荧光强度值较低,变化范围窄,高原夷平面河流(白河)与其相反;同时白河类腐殖质(C_1、C_2)荧光强度远高于其他3条河流,表明白河中源于沿岸草甸和湿地的陆源腐殖质高,而其余高山峡谷区3条河流陆源腐殖质输入相对低;(3)水体荧光特征参数(荧光指数FI、自生源指数BIX、腐殖化系数HIXb、新鲜度指数β:α)表明,高山峡谷区河流CDOM来源具有外源兼内源双重特征,腐殖化程度低;高原夷平面河流CDOM腐殖化程度相对较高且降解程度低;(4)相关性分析发现4条河流中C_1、C_2极显著正相关,且白河C_1、C_2、C_3呈极显著正相关;所有河流β:α与BIX呈极显著正相关,溶解性有机碳(DOC)与355 nm处吸收系数[a(355)]相关性不显著.     

基于人地耦合系统的国土空间重塑

地理系统主要研究地球表层人与环境相互作用的机理,强调人地关系、自然和人文要素的综合,即人地耦合系统。地理系统在国土空间中的应用主要由地理决策、地理模拟、地理工程所组成,并且相互作用构成了地理治理。国土空间是自然与人类所共同实践的物质载体,人类被自然所塑造的程度并不亚于自身塑造自然的程度,以人地耦合系统为核心的地理系统理论成为国土空间规划与整治修复的理论基础。基于人地耦合系统的国土空间重塑最终以地理治理的形式反映在人类作用于自然环境的各种活动中。经过改革开放40年的发展,中国国土空间已基本形成了较为稳定的格局,形成了经济区、贫困区、小城镇为主的三种形态空间。中国的城镇化发展与发达国家有所不同,是城市化、城镇化、乡村化“三化耦合”并存的状态。必须重视泛第三极、环中国南海、东北亚—北极等以“一带一路”全球空间为基础的战略区域研究。基于人地耦合系统理论与国土空间价值均衡理论,国土空间重塑的基础科学问题是人地耦合系统演化机理与驱动机制。国土空间规划可以划分为三种类型：发展型规划、控制型规划和修复型规划。国土空间的保护与治理包括以土地利用为核心的国土空间全域整治,以生态文明为核心的国土空间系统修复,以社会和谐为核心的国土空间综合治理。人地耦合系统最终的发展目标是形成人类与自然相互作用的命运共同体。     

闽三角城市群自然资本损失评估

在快速城镇化进程中,城市群发展在促进区域经济竞争与合作的同时,也在一定程度上造成人地关系矛盾的加剧,生态系统服务水平下降。为了量化城镇化对自然资本产生的变动,揭示人类资源消耗过程对区域生态系统服务的影响机制,以快速城镇化的典型区域——闽三角城市群为例,运用能值分析方法与GIS技术,分析了2000-2015年闽三角城市群可更新资源时空演变特征,城镇化进程中生态环境价值演变规律以及土地转化过程中的自然资本损失。研究结果表明：（1）闽三角城市群可更新资源在时间上呈波动减小趋势,空间上自沿海区域向内陆区域逐渐升高;（2）高环境质量等级中城镇用地面积占比呈显著增加趋势,由0增加到10.63%,人类活动导致区域生态环境价值的损失逐渐上升;（3）城镇化过程中由于城市空间扩张,使部分自然用地与农业用地转化为城镇用地,转化过程造成的自然资本损失总量为1.27×10²² seJ,货币价值超过6.30×10⁹元。研究有助于完善城镇化影响下的生态环境效应研究,为城市群或区域生态环境管理与修复提供决策参考。     

基于自然资源本底的国土空间规划现状一张图构建及应用——以青岛市为例

国土空间规划体系构建工作已经全面展开,清晰详实的现状图和数据是摸清自然资源家底的重要基础,也是编制国土空间规划的重要支撑。而当前国土空间现状数据的用地分类标准、数据精度和应用目标等尚不统一。基于遥感影像、地理国情和互联网POI等多源数据进行国土空间现状一张图研究,综合现有用地分类标准和数据精度,构建青岛市国土空间规划现状一张图。在此基础上,探讨国土空间规划一张图应用方向,包括青岛市“三生空间”和资源环境研判分析,以及城镇建设适宜性、生态服务功能重要性和农业生产适宜性分析等内容。国土空间规划现状一张图的构建,对于明确资源利用上限与环境质量底线,规范国土空间规划数据,以及支撑国土空间规划编制和管理具有重要作用。