流域绿水管理博弈建模及应用分析

绿水资源表示水循环通过降水渗透入土壤非饱和层并由植物蒸腾或土壤蒸发返回大气层的水汽,是农业作物生产的重要基础,但是通常被传统流域水资源管理所忽视。基于流域水量平衡和蓝水绿水综合思维,将绿水资源纳入流域水资源管理体系。在绿水信贷理念和博弈建模分析框架下,结合SWAT分布式水文模型、多目标优化及情景比较分析,利用绿水管理措施合理优化配置流域蓝水绿水资源,采用绿水生态补偿协调处理上下游利益冲突的博弈问题,探索性地提出了流域绿水管理博弈框架。该框架通过博弈建模可以识别分析流域绿水管理问题的博弈空间、博弈结构和纳什均衡等博弈特征;通过合作博弈约束条件改进的多目标优化,可以计算流域绿水管理情景的绿水补偿标准和帕累托最优收益。将建立的绿水管理博弈框架应用于涟水流域实例研究,NSE、R2、PBIAS、p-factor与r-factor等模拟效果评价和不确定性分析结果表明,涟水流域SWAT分布式水文模型的蓝水绿水模拟均达到可信程度。上下游收益变化、绿水补偿标准与帕累托最优解集等博弈分析结果显示,涟水流域整体社会经济与生态环境收益明显改善,其帕累托最优收益平均增长2.72亿元/a,年均绿水补偿标准折合1.94、1 253.7元/hm²。实例分析表明提出的绿水管理博弈框架在涟水流域具有较好的适用性和可行性。因此,该方法可以为流域蓝水绿水管理试点研究及其绿水补偿标准核定提供相关理论依据和技术参考,具有一定程度的的应用价值和现实意义。     

深化水资源水环境政策改革,积极推动环境社会治理——PACE20周年纪念大会会议综述

中国工程院国际工程科技高端论坛暨PACE 20周年纪念大会于2017年8月28~29日在北京举行。PACE 20周年大会就"水资源水环境政策"和"环境社会治理"两个主题进行了深入研讨,并达成以下共识:政府治理是中国水资源水环境治理的主导模式,但目前我国水资源水环境政府治理仍面临政策不规范、立法不完善、监管不到位等实质性的问题,要积极促进政策的制定与执行;环境社会治理是我国环境治理的短板,环境治理不仅需要政府的主导,更需要社会上的利益相关方参与政策制定、监督与执行过程,更需要社会各行为主体的自觉自主行动,促进环境行为改善,化解由环境引起的社会矛盾。     

基于统计方法的辽东湾沉积物中多环芳烃来源特征分析

为研究辽东湾表层沉积物中多环芳烃(PAHs)的来源特征,2014年5月采集了20个辽东湾海域表层沉积物样品,并利用气相色谱质谱联用仪对优先控制的16种PAHs进行测定,采用聚类分析、主成分分析-多元线性回归分析、异构体比值3种统计方法对辽东湾表层沉积物中PAHs来源特征进行了研究。结果表明,辽东湾表层沉积物中PAHs含量范围88.5~199.3 ng·g-1,平均值为(126.3±35.3)ng·g-1,其中,萘、菲和荧蒽是PAHs优势组分。通过统计分析结果表明,辽东湾北部表层沉积物中PAHs含量低于西南部,沉积物中PAHs的来源包括石油燃烧来源、煤炭、木材等生物质燃烧来源和石油来源,其中燃烧来源是主要来源,煤炭、木材等生物质燃烧来源占49.9%,石油燃烧来源和石油来源占50.1%。     

中国出口隐含碳排放影响因素研究——基于反事实法的分析

中间消耗的"消耗规模与部门构成"是影响中国出口碳排放的重要因素。基于世界投入产出数据库(WIOD)1995—2015年数据,在部门归类与形式变换基础上,本文选取"单位产出碳排放量"、"完全消耗系数"与"出口值"为中国出口隐含碳排放的影响因子,构建"因子变动—反事实构造—效果评价"分析框架,借助规模指数与结构指数对影响因子的变化动态进行描述,并通过反事实构造对"因子变动"的影响效果进行评价。研究发现:"单位产出碳排放量"规模指数单调递减,Spearman偏度系数为右偏态,说明相比于意愿产出而言,非意愿产出"碳排放量"具有内在的规模不经济;"中间消耗"规模指数与碳偏向性指数在截面上始终处于高位水平,时序上出现了显著的递增趋势,说明中国单位出口值的中间消耗量偏大,消耗投入在结构上偏向于高碳部门,与"技术前沿国"美国存在显著"技术差距";"出口值"规模指数呈现"平缓扩张——快速攀升——V型震荡"的阶段性特征,结构指数经历了以基期2002年为顶点、"先下降、后上升、再平稳"的变化轨迹,说明"出口值"作为最具弹性的影响因子,受"亚洲金融危机"、"加入世界贸易组织"与"美国次债危机"等外部冲击的影响明显,对出口碳排放的推动作用存在伸缩性与阶段性差异。从"因子变动"影响效果来看,中国产出、中间消耗与出口的部门构成具有内生关联,均显著偏向于高碳部门,对出口隐含碳排放增长产生了叠加性的"正向"扩张效应。基于此,本文认为,总量控制与结构优化的视角需从产品环节向中间消耗环节扩展,现阶段应深化要素市场改革,加速要素禀赋升级,借力要素价格机制与差别化产业规制政策,从上游环节抑制出口碳排放的输入来源。     

长三角地区城市居民出行交通碳排放特征与影响机理

随着能源问题及全球变化关注,城市居民出行交通碳排放研究已成为多学科关注焦点。选择南京、宁波和常州作为长三角典型城市,基于典型居住小区问卷调查获取第一手的城市居民出行基础数据,估算与分析城市居民出行碳排放特征及影响机理。结果表明：长三角2010年城市居民人均出行交通碳排放约1 1219 kg CO2/人,日常通勤和远距离出行碳排放量之比为75[DK]∶25;城市居民日常通勤交通碳排放的主要影响因子为交通方式、出行距离、家庭年收入、年龄和性别;远距离出行交通碳排放的主要影响因子为出行距离、交通方式和家庭年收入。建议采用差别化的行政干预和经济杠杆有效调控家庭小汽车保有量增长速度,鼓励小排量汽车和清洁能源汽车消费,兼顾汽车产业发展、家庭小汽车刚性需求与节能减排需求之间的博弈平衡;优化城市功能格局,大力发展公共交通网络;加强节能减排与低碳意识宣传,鼓励与引导公共交通出行     

基于BMPs的鄱阳湖区小流域农村面源污染控制

鄱阳湖小流域农村面源污染严重,环境问题不断加剧。通过背景值调查与污染源解析,显示农村生活和种植业是鄱阳湖小流域农村面源污染的主要来源。采取集成式BMPs模式,将源头控制与末端治理相结合,充分利用当地优势,合理搭配植物缓冲带、沟渠湿地、人工湿地,兼性塘等,实现氮、磷流失的有效拦截,达到有效控制示范区小流域农村面源污染目的,从而为鄱阳湖农村面源污染控制提供借鉴。结果表明： BMPs系统污染物去除能力高,运行成本低。系统单位面积削减总量分别为CODcr 71017 kg、SS 11491 kg、TP 408 kg、TN 3593 kg、NO-3 N 474 kg、NH+4 N 1918 kg,而运行成本不到01元/t。整个系统中尤以表面流人工湿地减污效果最好,耐负荷冲击能力最强。沟渠湿地整体去污能力不低,但耐冲击负荷能力弱,易受外界因素的影响。为加强减污效果,可通过完善生态系统尤其是挺水性植物加以改进     

湖南省四水流域水沙周期特征及其影响因素分析

采用复小波变换和M K非参数检验的方法分析了湖南省四水流域主要控制站1951~2011年径流量与输沙量周期规律和突变特征。结果表明：(1)湖南四水径流量存在多个波动增加和波动减少的波动变化现象,但无显著变化趋势;而输沙量虽然有一定的波动,但总体上呈波动减少变化态势,而且下降趋势较显著;(2)湘潭站、桃江站和桃源站径流量和输沙量存在20~25 a的第一主周期,而石门站径流量和输沙量的第一主周期不具有一致性,径流量主周期为2 a,输沙量主周期为13 a,但其径流量和输沙量第二、三主周期变化规律相吻合,均为3~5 a的周期;(3)大量的水利工程建设是导致输沙量减少的主要原因,径流量的变化与降水的变化规律较为一致     

工业搬迁区绿化带土壤铜污染及其在植物体内的迁移

老工业搬迁区主要道路两旁绿化带土壤由于历经老工业企业的变迁和环境的污染破坏,可在一定程度上对这一地区环境的历史变迁及重金属污染状况起到指示作用。采集沈阳铁西老工业搬迁区绿化带土壤及其绿化乔木和灌木植株样品,分析土壤中铜的总量及生物有效态含量,同时分别分析了绿化乔木(8种)和绿化灌木(6种)植株根、枝条和叶片的含铜量。结果表明,搬迁区绿化带土壤中含铜量为29.14~166.95mg/kg,显著高于沈阳市土壤铜元素的背景值;土壤有效态铜为0.23~1.72mg/kg,达到中等水平(0.3~1.0mg/kg)的占采样点总数的70.0%。数据还显示,绿化乔木和灌木对铜的蓄积能力依品种不同差异显著,同种植物不同部位(根、枝条和叶片)对铜的富集能力不同;总体上,绿化乔木植株体内含铜量的分布规律为根叶片枝条或叶片根枝条,绿化灌木植株体内含铜量的分布规律为根叶片枝条。对铜蓄积能力较强的绿化乔木为榆叶梅(Amygdalus triloba Lindl.)、垂柳(Salix babylonica Linn.)、旱柳(Salix matsudana Koidz.)和银杏(Ginkgo biloba),对铜蓄积能力较强的绿化灌木为大叶女贞(Ligustrum lucidum Ait.)、小叶女贞(Ligustrum quihoui Carr.)和紫叶小檗(Berberis thunbergii cv.Atropurpurea)。     

北京市“十三五”大气污染物排放总量控制基本思路探讨

随着各项环保措施的深入实施,北京市大气环境质量进一步改善的难度逐渐加大。对北京市"十二五"时期的大气污染物排放总量控制工作进行了经验总结,并分析了"十三五"时期大气污染物的排放形势和减排压力。在此基础上,从6个方面提出了北京市"十三五"期间大气污染物排放总量控制的基本思路。     

快腐剂对畜禽粪便堆肥过程中腐熟度的影响

以牛粪、菌糠和鸡粪等为材料按照两种比例调配为混合基质,在添加或不添加快腐剂的条件下在发酵桶中进行为期38 d的堆肥发酵实验,通过对发酵产物的温度、p H值、总有机碳、C/N、硝铵态氮含量和种子发芽指数等指标变化的研究,揭示了快腐剂对发酵过程的影响。结果表明,虽然快腐剂对有机物料的温度、C/N比无显著的影响,但可以促进铵态氮向硝态氮的转化,在16 d时使发酵产物NH+4-N/NO-3-N比值降为0.15,达到腐熟标准(0.16);提升种子发芽指数,在腐解29 d时使种子发芽指数达到82.76%,达到完全腐熟指标(0.8),比不添加快腐剂的处理提前了4 d左右。快腐剂的作用效果受腐解物料配比的影响。