基于贝叶斯公式的不确定性水环境容量研究——以北运河为例

针对水环境的随机不确定性,构建了基于贝叶斯公式的不确定性水环境容量核算方法,并以北运河为实证案例对所建立的核算方法进行验证:利用贝叶斯公式,通过对水环境容量核算涉及的流量、流速、背景浓度、污染物综合衰减系数这4个参数和水环境容量本身5个随机变量的分布特征进行分析,最后得到水环境容量的概率分布.结果表明:北运河流域l0个...     

人工防护林碳储量估算——以新疆墨玉为例

通过2009年8月对新疆墨玉县人工减排林样地进行实地调查取样,获得该地区人工减排林生态系统植被生长状况各种数据,利用这些数据采用生物量与蓄积量关系为基础的植物碳储量估算方法及土壤剖面有机质百分含量推算土壤碳储量的方法分别对干旱区人工林植被、土壤碳储量进行估算。结果表明,干旱区墨玉县玉北固阻结合流沙固定技术试验示范区人工减排林现有碳储量4522.01Mg,波斯坦库勒天然稀疏植被封育区现有碳储量1840.12Mg,土壤平均碳储量相差不大,分别为25.91t/100m2和27.39t/100m2。波斯坦库勒天然稀疏植被封育区内大多是幼龄林,碳储量并未达到最大,随着树木的生长,这些林木还能够固定一定量的大气碳,波斯坦库勒天然稀疏植被封育区的生态系统碳储量能力还有很大的提升空间。新疆减排林区碳储量将进一步增加。     

基于InVEST-PLUS模型的碳储量空间关联性及预测——以广东省为例

构建土地利用碳储量数据库,基于InVEST模型Carbon模块,得到广东省1990~2020年碳储量时空分布情况.用Moran’s I指数和Getis-Ord Gi^*分析格网尺度下碳储量时空分布特征,用Anselin Local Moran’s I得到LISA集聚图.然后运用PLUS模型和14个土地利用驱动因子预测2050年土地利用及其碳储量分布.结果表明,土地利用变化直接影响区域碳储量高低,林地、草地等具有生态服务功能地类碳密度最高,分别是188.44,329.34Mg/hm².碳储量空间格局整体呈现出中部低、北部高、东西中等的特点.碳储量空间分布特征与土地利用特征一致,碳储量显著高值集聚区域分布在建设用地少、生态用地多且连片的粤北地区,显著低值区域分布在国土开发强度和生态用地破碎化程度高的珠三角地带.在自然发展情景下,到2050年广东省土地利用碳储量将减少4327.21万Mg,随着国土空间进一步开发,环珠江口沿岸城市碳储量持续下降.增加植被生态系统碳储量,是实现碳中和的重要手段之一.要继续维持粤北山区生态保护屏障的重要地位,减缓珠三角城市土地开发强度,提高建设用地集约节约能力,形成平衡协调的土地利用和碳储量格局.     

生态修复区盐地碱蓬群落碳、氮储量及其影响因素分析——以辽河三角洲大凌河口湿地为例

为揭示土壤环境变化及植物群落结构对修复初期河口湿地碳汇格局的影响,本文运用方差分解方法测算了群落尺度辽河口湿地生态修复区碳、氮储量分配格局,并定量阐明了盐度、含水率、高程等环境因子对碳、氮储量的影响贡献率。结果表明：（1）春、秋季,土壤碳储量分别为41.93 t/ha和44.72 t/ha,氮储量分别为8.65 t/ha和8.80 t/ha;植物碳储量分别为8.97 kg/ha和180.48 kg/ha,氮储量分别为0.61 kg/ha和16.27 kg/ha。（2）植物碳氮储量与株高、盖度呈显著对数函数关系,与土壤微生物量碳氮及土壤氮的周转速率呈显著负相关性。（3）土壤含水率、群落盖度和高程是影响碳、氮储量的最主要因子,地形高程和含水率能解释幼苗期碳、氮储量分异的45.6%以及成熟期碳、氮储量分异的54.5%。研究结果证明了微地形改造、生态补水等措施对湿地碳汇能力的提升具有重要作用。     

不确定性能源电力系统-碳贸易模型及其应用——以天津为例

文章将不确定能源电力系统碳贸易模型用于天津市的能源系统规划与碳管理中。研究基于融入区间和随机不确定性优化理论构建了区间随机碳贸易模型,可以处理表现为随机和区间形式的不确定性信息,并可以有效的对能源电力系统中的碳允许排放定额进行再分配。通过将该模型应用于天津市能源电力系统内,可以证明该模型的可行性。文章提出的模型具体可以实现:保证碳排放量达标的前提下,实现能源电力系统的规划与管理;以及在系统成本最小前提下,生成CO气体减排方案。2     

海岛生态系统承载力不确定性分析——以庙岛群岛南部岛群为例

从人-自然耦合的复合生态系统角度,考虑社会经济发展与生态系统之间的交互作用,借鉴指标体系概念框架,提出了包含海岛基础承载力（FCCI）和海岛现实承载力（RCCI）两个综合指数的海岛生态系统承载力（EBCCI）评估方法,并以北方典型海岛庙岛群岛为例,评估了庙岛群岛南部岛群生态系统承载力。为提高评估结果的准确性,提出了参数导致评估结果不确定性的计算方案,给出了不同置信度下不确定性度量方法。结果显示,在95%的置信水平上,庙岛群岛南部岛群RCCI得分区间为[0.6908,0.7348],不确定度为4.4%,FCCI得分区间为[0.7949,0.8417],不确定度为4.68%,社会支持能力（SSCI）得分区间为[0.8612,0.8863],不确定度为2.51%,社会经济发展较好地支持了基础生态功能的实现。通过引入对模型参数的不确定性分析,提出了一种新的承载力估计方法,用区间代替单一值来衡量生态系统承载力,使结果更加准确可信。     

浅覆盖区第四系三维地质结构模型不确定性分析——以运漕幅离散钻孔为例

针对以离散钻孔为主要数据源建立的第四系三维地质结构模型,采用地统计学方法以置信度指数定量评估三维地质结构模型的不确定性。通过分析目标地层顶面趋势,获取其地质复杂度信息;利用半方差函数模型分析目标地层顶面的空间自相关性,获取其数据精度信息;结合专家经验,以置信度综合评估模型的不确定性。以运漕幅第四系三维地质结构模型为例,分别绘制早—中更新世青弋江组(Qp1-2 qy)与中—晚更新世大桥镇组(Qp2-3 d)顶面高程与置信度指数图。结果表明,钻孔位置和运漕幅右下角钻孔密集处的置信度指数较高,图幅边缘及地层缺失处的置信度指数偏低。置信度指数与钻孔数据精度呈正相关,与地质复杂度呈负相关。置信度指数可为以离散钻孔为主要数据源建立的第四系三维地质结构模型的不确定性分析提供量化工具。     

区域生态系统服务对土地利用变化的脆弱性评估——以江苏省环太湖地区碳储量为例

文章在评述生态系统服务对全球变化的脆弱性研究概况的基础上,认为在生态系统服务退化和不可持续的状态下,改变土地利用变化对降低生态系统服务脆弱性具有重要意义。论文引入了生态系统服务对土地利用变化脆弱性评估方法,分析了生态系统服务对土地利用类型转变、土地利用类型渐变、土地管理方式变化的脆弱性响应机理,以江苏省环太湖地区碳储量为例进行实证研究。结果表明:①在1980—1990年、1990—2000年、2000—2005年3个时间段,农田、林地的显著减少和建设用地的急剧增加致使生态系统碳储量对土地利用强度变化表现得愈加脆弱,土地利用强度指数每增加一个单位,碳储量分别减少0.90 Tg、1.68 Tg、1.69 Tg;②2005—2015年间,通过对农田、林地、建设用地的规划控制,可以降低生态系统碳储量的脆弱性,土地利用强度指数每增加一个单位,碳储量分别由规划控制前减少0.50 Tg变为增加0.62Tg。据此得出结论,合理调整土地利用结构、加强规划管理可以降低生态系统碳储量对土地利用变化的脆弱性。最后,针对研究中存在的一些不足之处,提出了进一步研究的建议。     

海洋环境保护经济损益评估——以珠江口及毗邻海域为例

基于计量经济学方法,首次计算了珠江口毗邻海域生态系统的经济价值和不同规划期的水污染经济损失,从而间接获得了碧海行动计划实施后将产生的经济效益数据,结合计划投资,对珠江口毗邻海域碧海行动计划的经济损益进行了评估.结果显示,珠江口毗邻海域总经济价值为2015亿元/a,现状由于水污染造成的经济损失高达332.9亿元/a,约占...     

基于Monte Carlo模拟的河流水质评价——以温瑞塘河为例

基于水质评价的综合污染指数（CWQI）法和水质指标实测含量的统计分析,应用Monte Carlo模拟方法,建立了河流水质评价的Monte Carlo-CWQI耦合模型并进行实例研究.通过建立的耦合模型和温瑞塘河流域14个监测断面2004~2010年的水质监测数据,定量分析各监测断面隶属于不同污染等级的概率水平和各水质指标对水体污染的影响程度.结果表明：温瑞塘河水系水质污染十分严重,勤奋、九山、东水厂、十字河、南白象、灰桥、新桥、米筛桥、仙门、光明、郭溪、瞿溪、西岙和梧田监测断面处于重度污染的概率分别为28.50%,0.55%,92.71%,59.73%,78.85%,39.38%,78.87%,83.09%,65.32%,78.08%,0.00%,0.96%,68.09%,86.06%;处于严重污染的概率分别为71.28%,0.01%,4.33%,39.76%,21.07%,60.59%,4.42%,12.41%,11.02%,21.24%,0.00%,0.02%,1.42%,13.12%.各监测断面总氮（TN）,氨氮（NH₃-N）和溶解氧（DO）的Spearman等级相关系数范围分别是0.41~0.76、0.25~0.63和0.14~0.66,是其他指标的2倍以上,表明影响该地区水质达标的主要因子是TN,NH₃-N和DO.本研究拓宽了河流水质评价的研究视角,能够为流域水环境管理提供丰富的决策依据.     

海水入侵指标对比分析与评价—以珠江口地下水含水层为例

合理评价海水入侵对于地下水含水层管理和居民生活健康有着重要的意义。当前海水入侵评价应用较广泛的为包含单一因子和基于统计分析的多种水化学方法。本文综合阐述了海水入侵评价中所用的水化学指标、原理与方法,包括在国内评价体系中少见的一些方法,并以珠江口地下水含水层为例,对比了各种指标的有效性,评价了各类方法的优缺点以及在实际应用中可能产生的问题。结果显示,以Cl-和TDS作为简单直接的单因子可以快速评价海水入侵,尤其对于大范围的海水入侵评价十分有效。而和Ca2+,HCO₃-,SO₄2-等变化有关的指标具有地域性,在研究区对海水入侵的指示并不是十分敏感。在复杂评价因子中,与离子交换有关SAR,BEX以及GQI_SWI与Cl-相关性较高,可以较好的指示海水入侵及水岩相互作用。经过分析,受到地下含水层和地表水道双重介质入侵的影响,研究区海水入侵范围在过去几个年代有向北推进的趋势。本研究对于高速经济发展下的沿海地下水含水层管理和评价有重要的指导意义。     

高校碳排放核算与分析：以北京A高校为例

在双碳背景下,我国各行业正积极核算自身碳排放,以有效应对气候变化,大学校园也应积极参与其中.以北京A高校为例,采用排放因子法和理论计算法核算了2021年其校园碳排放量.结果表明,A高校净碳排放量（以CO2计,下同）为43 249.04 t,人均碳排放量为1.52 t.电力、通勤与差旅、热力、天然气和食物是碳排放的主要来源.热力和天然气的碳排放与月份密切相关,而电力碳排放在不同的功能区和月份都有所不同.食物的碳排放与饮食结构有关,而污水和垃圾处理的碳排放则与处理过程有关.使用蒙特卡洛模拟法讨论了碳排放清单的不确定性,发现碳排放总量的不确定性在-13.61%～26.08%之间.尽管计算结果相对科学可靠,但通勤和差旅、电力、天然气和食品是主要的不确定性来源.总体来说,研究结果为校园和其他复杂系统的碳排放核算和不确定性计算提供了参考.     

基于碳储量最大化的流域多目标土地利用分区优化模拟—以广西西江清水河为例

土地利用变化是影响碳固存变化的重要因素,土地利用优化对实现区域碳平衡具有重要作用。以广西西江清水河流域为研究对象,基于2000年、2010年和2020年土地利用数据,通过FLUS-InVEST耦合模型预测2060年清水河流域4种模拟情景（基线情景、耕地保护情景、水域保护情景、高碳储用地保护情景）下土地利用变化与碳储量的时空发展特征;针对高、中、低碳储能力等级区域适宜发展的方向,构建基于碳储量最大化的灰色线性规划模型,优化土地利用数量结构并运用FLUS模型模拟土地利用空间布局;利用Fragstats软件分析流域上、中、下游区域不同土地利用类型的形态格局,探讨其与碳储量的相关性并提出相应的优化策略。结果表明：1）4种模拟情景下,2060年流域碳储量仅在高碳储用地保护情景下稳定提升,其他3种情景都大幅下降;2）基于优化方案,2060年流域内林地、湿地和水域面积增加,建设用地面积稳定增长,草地、耕地面积相对减少且连片耕地保持不变,流域整体碳储量增长达1.32×10⁶ t;3）流域土地利用形态格局影响碳储量,且不同流段存在空间异质性,整体上斑块呈现复杂不规则的形态和较高的聚集度、连接度,有利于提高区域整体碳储量。优化策略能更好地满足流域不同区域的发展需求并统筹流域整体发展,增加流域碳储量的同时推动总体效益最优化。

     

川中丘陵地区近55年来农田生态系统植被碳储量动态研究——以四川省盐亭县为例

通过农田样方观测与实验分析获得主要农作物的含碳率、经济系数、果实水分系数,再根据盐亭县近55年来(1949~2004年)农作物产量与耕地面积的相关数据,估算了该区农田生态系统植被碳储量与碳密度的动态变化。结果表明,近55年来该区农田植被碳储量和植被碳密度都有一定程度的提高,具有碳汇效应;但植被碳储量和碳密度很不稳定。植被碳储量以大春作物为主(占总碳储量的70.80%);近期大春作物的比重略有下降,而小春作物所占比重则略有上升。今后该区应加强农田基本建设,维持农业生产和农田植被碳储量的稳定;改进农业生产技术和管理水平,提高作物单产、农田植被碳储量和碳密度;适度扩大水稻、马铃薯和油菜等作物的种植面积,稳定小麦播种面积。     

气候变暖背景下典型冰川储量变化及其特征 ——以天山乌鲁木齐河源1号冰川为例

冰储量变化与冰川水资源变化及其对河川径流的贡献有密切关系。论文以天山乌鲁木齐河源1号冰川为例,基于雷达测厚、冰川测图等多年实测资料,通过GIS技术,计算出该冰川不同时期的储量值,并对其变化特征进行分析。结果表明,乌鲁木齐河源1号冰川1962、1981、1986、2001和2006年的储量分别为10 736.7×10⁴、10 296.2×10⁴、9 989.4×10⁴ m³、8 797.9×10⁴和8 115.0×10⁴ m³。1962-2006年44 a间,在气候变暖背景下,冰储量亏损24.4%,厚度减薄12.1%,面积减小14.0%,最大长度缩短7.6%,且均呈加速趋势。1981年之前,冰川面积和长度的减小是造成冰储量减少的主要原因;1981-2001年,冰川厚度、面积、长度的减小共同造成储量的减少,面积的缩小仍是主导因素;2001年以后,冰川厚度的减薄成为冰储量减少的主要因素。     

基于GIS的断层构造对滑坡灾害发育控制作用分析——以雅安市雨城区为例

断层是滑坡发育的影响因素之一。选择雅安市雨城区和区域内232处滑坡作为研究的基础资料,通过地理信息系统空间分析技术及作者提出的滑坡影响因子贡献率的方法,得到了研究区内断层100m和200m缓冲区对滑坡的贡献率,定量研究了断层对研究区域滑坡发育的关系。研究结果表明,研究区域断层对滑坡敏感性不大,100m断层缓冲区较200m断层缓冲区贡献率值较大,为下一步研究区域滑坡危险度区划奠定了基础,同时为区域防灾提供了科学依据。     

基于自组织神经网络的生态敏感性分区——以北京市房山区为例

 采用自组织神经网络(SOM)模型,以北京市房山区为例,对其进行生态敏感性分区.分别以土壤侵蚀、地表水环境、地下水环境和生境为生态敏感性因子,作为SOM 模型的4 个二维输入矩阵,通过多次迭代学习和自组织聚类,使结果在4 维(4 个生态因子)生态敏感性空间内最大限度地逼近房山区生态特征分布.结果表明,房山区西北部山区的敏感性最高;东部平原是地表、地下水非常丰富的地区,属中度敏感;二者之间的丘陵浅山区敏感性相对较弱.     

红树林湿地沉积物中AVS-SEM与重金属分布特征——以珠江口淇澳岛为例

红树林湿地沉积物的独特理化性质使其能够大量富集河口重金属,为了研究珠江口湿地沉积物中AVS-SEM与重金属的分布特征及影响因素,采用重铬酸钾氧化-还原容量法、并联氮载气冷法酸溶硫化物分析法、等离子体发射光谱法及X射线荧光光谱法等分析了淇澳岛红树林不同生境下沉积物柱状样的基本理化性质、酸可挥发性硫化物(AVS)、同步浸提...     

基于SAVEE方法的海岛空间价值评价——以南沙群岛为例

对SAVEE评价方法的理论基础、分析步骤、应用条件和优缺点进行了系统归纳和总结,构建了SAVEE评价分析模型。以南沙群岛的空间价值评价为例开展实证研究,尝试将SAVEE方法应用于海岛空间价值评价。结果表明:SAVEE评价法计算简便,可操作性强,能够量化体现每个因子价值,评价结果清晰易懂。SAVEE为空间价值评价方法提供了新的选择,具有极大的应用前景。     

环境承载力不确定性多目标优化模型及其应用——以北京市通州区区域战略环境影响评价为例

为明确给出环境承载力的实质内涵"人类活动阈值",利用不确定型多目标优化方法,建立了区域环境承载力优化模型.应用该模型对北京市通州区进行区域战略环境影响评价.结果表明,水环境容量足制约通州区社会经济发展的瓶颈;<通州新城规划>的人口与经济发展目标与其"滨水宜居新城"目标相违,必须削减其人口与经济目标,2010年和2020年适度人口规模分别为44.88～50.39万人和85.29～96.40万人:适度经济规模分别为132.57～182.02亿元和862.9～1141.22亿元.通过加大投资力度,调整投资结构,<通州新城规划>的三次产业结构目标基本可以实现.2010年和2020年三次产业适度的结构分别为(6%～7%):(39%～43%):(51%～54%)与2%:(23%～30%):(68%～75%).为实现这些目标.对于高能耗、高水耗行业(造纸与化工等)应限制其发展,并逐步淘汰.