城市水土资源利用碳排放系统动力学仿真研究——以天津市为例

为实现城市低碳可持续发展,分析土地利用、水资源利用、经济发展、人口增长及能源消费与城市碳排放的相互反馈机制,以构建城市水土资源利用碳排放模型.利用系统动力学建模方法,构建城市水土资源利用碳排放系统动力学模型,模拟预测天津市水土资源利用碳排放量变化趋势,分析不同因素对水土资源利用碳排放量的影响,设置并对比不同综合减排方案的减排效果.结果 表明:构建的城市水土资源利用碳排放模型有效;若系统按现有趋势发展,天津市水土资源净碳排放量在2020-2030年将保持逐年上升趋势;经济快速发展、人口加速增长能显著提高水土资源利用碳排放量,土地利用结构优化、产业结构优化、产业能源效率提升是实现水土资源利用减排的有效途径,产业节水发展对减少城市水土资源利用碳排放作用较小,但由于水资源是城市发展的限制性因素,仍应引起足够重视;在水资源约束和经济稳步发展的前提下,通过实施水土资源利用碳排放综合调控方案,天津于2025年左右水土资源利用碳排放达峰.未来城市发展应主动优化土地利用结构和产业结构,推动产业实现低碳绿色发展,同时重视水资源底线的约束作用.     

城市土地集约利用研究进展

城市土地集约利用是城市土地利用变化研究的重要内容之一。了解城市土地集约利用的机理、过程和效应,有助于优化城市土地利用空间结构,提高城市土地利用效率,缓解资源环境约束带给城市发展的压力以及促进城市可持续发展。文章从3个方面对国内外城市土地集约利用研究进行了梳理和总结:①研究尺度,包括空间尺度和时间尺度;②研究内容,包括城市土地集约利用的内涵和相关理论、集约利用评价、集约利用驱动机制、集约利用效应、集约利用途径;③研究方法,包括统计分析和计量分析方法、基于过程的动态模型方法、GIS空间分析方法和其他研究方法。最后对其未来的发展方向提出了一些建议,认为在研究尺度上,应加强多尺度、多层次、时间序列的研究;在研究内容上,应加强基础理论、机理、过程和效应的研究;在研究方法上,应加强计量分析、空间分析和动态模型应用。     

洱海流域农田土壤氮素的矿化及其影响因素

采用好氧间歇淋洗培养法,对洱海流域内的农田、菜地土壤样品培养2周,研究土壤氮的矿化及其影响因素.结果表明,表层土壤2周氮矿化量平均为65.54mg/kg.不同农田利用方式下,表层土壤氮矿化量的平均值为露地菜田粮田大蒜田.土壤氮素矿化以硝态氮为主,且随着土壤深度的增加而降低.土壤氮矿化同全氮、有机质含量呈明显的正相关关系,与pH值呈负相关;氮矿化与无机氮含量、C/N之间无显著关系.全氮、有机质和pH值是影响该流域农田土壤矿化的主要因子.     

自然资源与环境安全研究进展

跟踪研究自然资源的演化、开发利用过程调控机理一直是中国科学院地理科学与资源研究所(以下简称我所)资源环境研究领域的重要研究任务和研究方向。论文总结了1950年以来我所自然资源与环境安全研究领域取得的成果与进展,在1950—1978年期间,我所自然资源与环境安全研究以大规模的自然资源调查与综合科学考察为主,丰硕的考察成果对中国的资源开发和区域发展提供了重要科学支持,做出了不可磨灭的贡献,而且在系统地积累科学资料和开拓资源科学方面也发挥了积极作用,它为了解我国资源环境、建立资源科学体系奠定了坚实的基础;1978—2000年期间,我所自然资源与环境安全研究转向了区域资源综合科学考察与资源科学研究并重的格局,完成的一系列考察报告为区域发展指明了路径,为全面认识中国自然资源和开展自然资源综合研究奠定了数据基础。2000年以来,我所自然资源与环境安全研究更加注重学科体系建设,促进了资源科学的学科体系建立;更加注重世界资源研究,将自然资源考察地域拓展到全球范围;更加注重机理过程研究,在资源环境承载力、资源流动、资源安全、生态服务功能等领域进行了理论开拓;更加注重资源开发利用技术研究,在环境修复的理论和技术方面取得了一系列成果。展望未来,我所资源与环境领域研究将会继续以国家重大战略需求为导向,以水资源、土地资源、生物资源、能源及矿产资源等关键资源为主要对象,在以下5个方面开展系统深入的研究,推动资源学科的建设与发展:①区域综合科学考察与资源科学综合研究;②水土资源可持续利用及其复杂性;③自然资源流动过程及其生态环境效应;④世界自然资源态势与国家战略性资源安全;⑤环境修复机理与废弃物资源化利用。     

城乡劳动力流动及其对农地利用影响研究评述

农业劳动力务农机会成本呈上升趋势,促使大量农业劳动力向城镇流动,成为当今中国社会的一个突出特征。劳动力城乡流动会影响农户的土地利用决策行为,继而影响土地利用变化过程。为理解这一过程对于农地利用变化的影响,文章首先综述了城乡劳动力流动理论研究的历史脉络,并总结了国内外劳动力流动对农地利用影响的研究进展。提出了尚需研究的若干学术问题,即在方法上需要建立劳动力流动-农户土地利用决策模型,重视农户尺度研究,注重区域差异。     

Modeling the e ects of constructed wetland on nonpoint source pollution control and reservoir water quality improvement

This article describes the integrated modeling approach for planning the size and the operation of constructed wetlands for maximizing retention of nonpoint source pollutant loads and reservoir water-quality improvement at a catchment scale. The experimental field-scale wetland systems (four sets, 0.88 ha each) have been in operation since 2002, where water depth was maintained at 30–50 cm and hydraulic loading rate was at 6.3–18.8 cm/day. The wetland system was found to be adequate for treating polluted stream water with stable removal e ciency even during the winter. The integrated modeling system (modified-BASINS) was applied to the Seokmoon estuarine reservoir watershed and calibrated with monitoring data from constructed wetland, stream, and reservoir. The calibrated integrated modeling system estimated that constructing wetlands on 0.5% (about 114 ha) of the watershed area at the mouth of reservoir could reduce 11.61% and 13.49% of total external nitrogen and phosphorus loads, respectively. It also might improve the nitrogen and phosphorus concentration of the reservoir by 9.69% and 16.48%, respectively. The study suggested that about 0.1%–1.0% of the watershed area should be allocated for constructed wetland to meet specified water-quality standards for the estuarine reservoir at the polder area where land use planning is relatively less complicated.     

Bioaccumulation of cadmium bound to humic acid by the bivalve Meretrix meretirx Linnaeus from solute and particulate pathways

Humic acid is an important pool of heavy metals in sediments.Generally,the presence of refractory humic matter in aquatic systems would decrease the bioavailability of Cd and hence control the bioaccumulation of Cd in benthic animals.In the present work,we applied a suspending system to determine the relative importance of particulate and dissolved fractions of humic acid as Cd sources for the bivalve Meretrix meretrix and to investigate the difference of bioaccumulation characteristics of Cd adsorbed on di...     

Effects of land use change and water reuse options on urban water cycle

The aim of this article was to study the effects of land use change and water reuse options on an urban water cycle. A water cycle analysis was performed on the Goonja drainage basin, located in metropolitan Seoul, using the Aquacycle model. The chronological e ects of urbanization were first assessed for the land uses of the Goonja drainage basin from 1975 to 2005, where the ratio of impervious areas ranged from 43% to 84%. Progressive urbanization was identified as leading to a decrease in evapotranspiration (29%), an increase in surface runo (41%) and a decrease in groundwater recharge (74%), indicating a serious distortion of the water cycle. From a subsequent analysis of the water reuse options, such as rainwater use and wastewater reuse, it is concluded that wastewater reuse seemed to have an advantage over rainwater use for providing a consistent water supply throughout the year for a country like Korea, where the rainy season is concentrated during the summer monsoon.     

日本建设循环经济社会对我国的启示

日本的循环型社会建设始于1954年,历经50余年,经历了公共卫生的维护及改善;环境保护治理;循环型社会建设等三个阶段,建立了以推进循环经济3R政策为原则,以各种再利用法为中心的一系列废弃物再利用制度、政策与法律。     

广州市污水污泥中的重金属及其农用探讨

分析了广州市6种污水污泥中重金属(Zn,Cu,Pb,Cr,Mn和Ni)质量分数及其存在形态,并对污泥农业利用过程中施用的最大量进行了估算.结果表明:广州不同来源污水污泥中.(Cu),w(Zn),w(Mn)和,(Ni)较高,变幅较大,而w( Ph )和w( Cr)低.除一种污泥中w(Cu)超标外,其他重金属基本符合国家农用控制标准(G1318918-2002),但所有污泥中重金属质量分数都超过广州市农田土壤平均值.不同重金属以及同一重金属在不同污泥中的形态分布也不同,其中Zn,Mn和Ni的潜在迁移性强,Cu和Cr中的还原态占有很大的比例,污泥中Pb主要以还原态和残渣态存在.根据广州市主要旱地赤红色土壤静态环境容量和动态环境容量计算表明,污泥农用过程中Cu和Zn是主要监控污染元素,不同来源污泥的最大施用量有明显差异.为保证土壤环境的安全,建议将Cu和Zn作为控制城市污水污泥农用过程中最高施用量的计算参考指标.