基于改进粒子群算法和元胞自动机的城市扩张模拟——以南京为例

为合理利用多智能体算法解决城市扩张动态模拟问题,基于地理学理论和社会学规律对粒子群算法进行有针对性的改进,提出分段式粒子群算法(SPSO),并结合元胞自动机模拟复杂时空过程的能力,构建出适用于城市扩张模拟的地理元胞自动机SPSO-CA。在SPSO-CA中我们利用多时像的土地利用数据、交通路网数据和地形数据,挖掘出1995~2000年南京城市扩张的土地转换规则。再由此规则实现1995~2008年的南京市城市扩张过程的动态模拟。最后对比SPSO-CA、PSOCA及NULL模型结果得:SPSO-CA总精度86.3%,Kappa系数为0.792,Moran’s I为0.078,PSO-CA总精度83.6%,Kappa系数为0.755,Moran’s I为0.054,NULL模型总精度81.9%,Kappa系数为0.741,真实的Moran’s I为0.072。这表明无论是总精度还是空间一致性,SPSO-CA都优于PSO-CA和NULL模型,即用SPSO-CA模拟城市扩张是可行的。     

浅谈GIS在城市环境总体规划中的应用与探索

环保大数据结合地理信息系统是实现城市环境总体规划空间化、促使环境管理转型的重要举措。城市环境总体规划是我国环境规划制度中的一项尝试,实现环境管理由末端治理转向前端控制的基础性、空间性、综合性、战略性规划。本文在分析GIS在环境规划领域的技术优势基础上,提出城市环境总体规划中生态保护红线划定、环境(生态)功能区划、要素空间管控、环境风险防控、产业布局调控五大技术需求。总结GIS在城市环境总体规划中的五大技术应用:空间基础数据处理与评价模型应用、标准化制图与空间信息表达、信息系统管理平台建设、专业软件数据转换、衔接"多规合一"平台等。最后,提出GIS支持下的环境功能区划和生态保护红线评估等功能模块开发、城环总规信息系统上的环境影响评价模块开发以及环境详细规划控制图则编制方法等探索方向。     

无功交换对含大量风电场地区电网稳定性影响

针对含大量风电场的地区电网外送电时,外送联络线通道发生永久故障问题,运用电力系统综合分析程序(power system analysis softwarepackage, PSASP)仿真其动态过程,分析无功交换潮流对地区电网形成孤网后稳定性的影响,提出稳定控制策略。结果表明:无功交换潮流较小时,对孤网影响不大;当无功交换潮流较大时,应及时采取如:投退无功补偿装置、限制风电出力、切除部分负荷等措施进行稳定控制。     

肖四海不同渔业发展阶段的水环境特征分析

2006～2008年，对长江中游的一个浅水湖泊--肖四海进行了水质和水生植被研究，并结合历史资料分析了肖四海1987～2008年不同渔业发展阶段的水环境特征。研究结果表明：1987～2008年期间，该湖营养状况经历了中营养→富营养→中营养→富营养→中营养的变化过程，沉水植被经历了消亡→恢复→旺盛→衰退的演替过程，这种变化主要受不同阶段的渔业方式的影响。草食性鱼类和河蟹的过量放养、化肥的大量使用以及饵料的大量投放等不合理的渔业方式导致了水生植被的消亡和水体的富营养化，而合理的渔业方式不会对水体环境产生消极影响，并据此提出了长江中下游湖泊渔业可持续发展的建议     

城镇化过程对鄱阳湖流域生态系统的影响

城镇化是社会经济发展和现代文明的重要标志，但带来了严重的资源危机和生态环境问题。以鄱阳湖独特的流域特征为研究对象，以城市人口数量表征城镇化的进程，分类解析1990~2011年江西省统计年鉴数据，通过讨论鄱阳湖土地资源结构变化、水资源变化特征、湿地生态系统、生物多样性等资源消耗程度，以及大气污染和水污染为代表的城镇主要污染问题，探讨快速城镇化下鄱阳湖生态环境对干扰的响应。结果表明：鄱阳湖流域各城市的城镇化进展及其机制不同，南昌、九江和上饶城市扩张迅速，而景德镇和赣州发展较平缓；城镇化导致水资源日益紧缺，各城市年总用水量2003年以后均呈增加趋势，其中农业用水量逐年增加，工业用水量各城市年变化存在差异；生物多样性特征受到严重威胁，湖泊水面及湿地面积的持续减少，生物环境的组成和结构发生改变；九江等城市工业废气排放量加大、南昌等城市工业废水排放高，造成湖区环境恶化。根据分析，建议鄱阳湖流域未来从规划土地利用类型、统一调配水资源、制定生物多样性保护对策、加强环境污染治理、强化环保宣传和规划与政策法律化等多方面采取措施。本文为鄱阳湖生态系统可持续发展和生态经济区的城镇化建设提供理论参考     

乌鲁木齐市不同区域大气降尘中重金属污染及来源分析

为进一步了解城市不同区域间大气降尘中重金属含量及其差异性,沿城市走向梯度布设降尘采样点采集样品。采用电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP-AES)仪测定样品中Cu、Cr、Mn、Fe、Ni、Zn、Cd、Pb和As等重金属含量,并计算富集因子来判断不同区域间的污染源类型,通过因子分析方法探讨污染的来源。结果显示,所测重金属元素中除Mn外,均受到人为源的影响,且十分严重。从贡献率来看,不同区域间第一因子的贡献率虽有差异,但均为来自土壤的风沙扬尘造成;第二因子的贡献率也不尽相同,主要是燃煤产生的污染;第三因子出现了差异,市南区和市北区主要是受金属冶炼的影响,而市中区的影响可能来自垃圾焚烧;市南区未出现第四因子,而市中区和市北区的污染源也不相同。分析表明,城市大气降尘污染依然严重,做好防控风沙和建筑扬尘,减少煤炭消耗,调整能源结构和产业布局是整体减少大气降尘的关键。     

利用SPAMS初探盘锦市冬季PM2.5污染特征及来源

利用SPAMS 0515于2015年1月在盘锦市兴隆台空气质量自动监测点位采集PM_(2.5)样品,并分析其污染特征和来源。研究结果表明,盘锦市冬季PM_(2.5)的颗粒类型主要以OC颗粒、富钾颗粒、EC颗粒组成。其中,OC颗粒占比最高,为52.5%;PM_(2.5)污染的主要贡献源为燃煤、生物质燃烧、机动车尾气排放,占比分别为33.2%、25.7%、17.5%,特别是在PM_(2.5)质量浓度较高时段,燃煤和机动车尾气排放对污染的贡献较大。     

我国林业碳汇市场供需研究——以广东长隆碳汇造林项目为例

广东长隆碳汇造林项目作为我国首个获得国家发展和改革委员会签发的林业温室气体自愿减排(CCER)项目,对于我国林业碳汇参与应对气候变化具有重要的示范意义。本文对广东长隆碳汇造林项目进行了成本收益分析,发现林业碳汇交易价格被远远低估,从而使该项目不具备经济上的可复制性。为探究交易价格被低估的原因,本文考察了林业碳汇市场的供需关系,发现目前碳交易市场对林业碳汇CCER需求不足仅是表象,供需错配才是实质。首先,从需求侧来看,广东省碳排放配额设置过于宽松,缺乏林业碳汇CCER的接纳能力;其次,就供给侧而言,CCER的交易成本很高,且项目申报要求业主为企业法人,这严重限制了林业碳汇CCER的有效供给。鉴于以上问题,本文提出应同时从林业碳汇CCER的需求侧和供给侧着手改革。就需求侧而言,收紧广东省碳排放配额总量,并将林业碳汇CCER交易由补充机制改为配额管理。就供给侧而言,可以结合广东省推进林业碳普惠制度,将项目申报主体和交易主体放宽到独立法人和个人,广泛吸收民间资本、培育大型林业企业开展碳汇造林项目;降低碳汇项目进入门槛,根据省情制定方法学,简化签批手续。     

双酚A及其类似物对斑马鱼胚胎及幼鱼的毒性效应

为探讨双酚A及其类似物对鱼类早期生长发育的毒性效应,研究了双酚A及其7种类似物对斑马鱼胚胎及仔鱼的毒性效应。通过对胚胎的孵化率、心率、仔鱼体长等指标进行测定分析,结果显示:(1)双酚A及其7种类似物都可使斑马鱼胚胎出现心包水肿、卵黄囊肿、脊柱弯曲和尾部弯曲等症状。(2)综合考虑斑马鱼78 hpf胚胎心率、120 hpf胚胎孵化率及7 dpf仔鱼体长抑制率等指标,8种受试物中双酚P(BPP)的毒性最大,其次是双酚AP(BPAP)、双酚AF(BPAF)、双酚Z(BPZ),然后是双酚A(BPA)、双酚B(BPB)、双酚F(BPF),双酚S(BPS)的毒性最小,每种受试物的浓度与受精卵的孵化率、仔鱼心率呈明显负相关关系,与体长抑制率呈明显正相关关系。8种受试物毒性与辛醇-水分配系数(log K_(OW))呈正相关关系,log K_(OW)越大毒性则越大。     

辉光放电等离子体氧化降解水中邻苯二甲酸二丁酯

研究了辉光放电等离子体降解水中典型的环境内分泌干扰物邻苯二甲酸二丁酯(DBP)及降解过程中过氧化氢(H2O2)的生成规律。考察了电解质种类、共存污染物(甲醇、叔丁醇)及催化剂等条件对DBP降解及H2O2生成的影响。结果表明,在硫酸钠溶液中DBP降解效率和H2O2生成速率最高;甲醇、叔丁醇等共存污染物对DBP降解和H2O2生成有抑制作用;Fe2+,Fe3+和Cu2+对DBP的降解有催化作用,其催化效果为Fe2+>Fe3+>Cu2+。用高效液相色谱、离子色谱及气质联用仪等仪器分析了降解中间产物,提出了可能的降解机理。