面向碳捕集系统的碳中性评价:研究框架及方法

作为应对全球气候变暖而提出的概念,碳中性主要是指在一定时空边界条件下,通过技术措施使得向大气中排放的净CO_2为零。随着近年来可再生能源、碳捕集等技术的快速发展,负碳甚至成为可能,因此碳中性概念框架需要不断调整,以应对新技术要素的填充。首先回顾了碳中性的既有定义和包含要素,并对碳中性框架内涵盖的时间、空间两边界尺度进行探讨,总结了文字、公式和图形三种碳中性定义的具体表达形式。特别地,本文提供的面向碳捕集系统的碳中性框架,可为碳捕集系统的环境友好性设计提供一种量化考察方法,从而服务碳捕集工程领域内的设计或评估工作。     

CCSM4/WRF-CMAQ动力降尺度预估RCP8.5情景下京津冀地区空气质量的潜在变化

目前,针对气候变化对区域空气质量影响的研究相对较少,并且多采用统计降尺度方法对全球气候模式结果进行处理.采用WRF中尺度气象模式对CCSM4气候模式的CMIP5 RCP8.5情景预估结果进行动力降尺度处理,并为CMAQ空气质量模式提供气象场;在2012年清华大学MEIC大气污染物排放清单的基础上,选取2005年作为气候现状代表年、2049-2051年作为未来气候代表年,对京津冀地区典型月份（1月、4月、7月、10月）的气象及空气质量数值模拟结果进行对比,以此预估气候变化背景下京津冀地区空气质量潜在变化.结果表明,在排放情况不变及RCP8.5情景下,未来代表年与现状代表年相比,京津冀地区以典型月份为代表的年均气象因素整体呈现温度升高,风速、相对湿度及大气边界层高度均降低的趋势;年均大气污染物浓度整体呈现升高的趋势,其中,温度升高约0.8℃,风速降低约0.11 m/s,相对湿度降低约2%,大气边界层高度降低约8 m,ρ（PM_2.5）升高约2.4 μg/m3,ρ（SO₂）升高约1.8 μg/m3,ρ（NO_x）升高约1.0 μg/m3;此外,主要的气象条件（温度、风速、相对湿度、大气边界层高度）中,风速及大气边界层高度的降低可能是造成这些大气污染物浓度变化的主要气象因素,并且风速及大气边界层高度的降低与ρ（PM_2.5）降低的相关系数分别约为-0.44和-0.26.研究显示,气候变化会对京津冀地区造成污染物浓度升高的潜在风险,同时由于现阶段缺乏可用于空气质量模式的未来排放情景数据、在线耦合模式日臻完善,在我国气候-空气质量的研究领域亟待进行更深层次的研究.      

万州区滑坡灾害风险管理对策

滑坡灾害风险管理是实现滑坡灾害防灾减灾的有效途径。以三峡库区万州区为例,从分析万州区滑坡灾害风险管理的现状入手,总结了万州区滑坡灾害风险管理采取的主要手段和存在的问题,并有针对性地从区域和单体(单个灾害点)两个尺度,提出了万州区滑坡灾害风险管理的对策与建议,主要包括:在区域上,加强全区滑坡灾害点调查和监测工作、完善滑坡灾害应急预案、加强专业技术人员培训、优化各职能部门的组织结构及协助模式、建设风险动态管理系统、加大滑坡灾害风险控制投入、优化城市建设规划方案以及加强公众的教育和公共信息服务平台建议等;在单体上,加强监测系统建设、提高相关职能部门及民众对滑坡及其次生涌浪灾害的应急响应能力。     

地下水污染风险评价中污染源荷载量化方法的对比分析

地下水污染风险评价是地下水资源保护和地下水污染防治区划的重要基础,其评价体系通常由污染源荷载、地下水脆弱性和地下水价值3个要素构成.由于污染源荷载量化方法的差异,必然存在对污染源基础信息的需求差异,以及对最终评价结果的影响未知等问题.为探讨污染源荷载量化方法对地下水污染风险评价的影响,本文选择具有代表性的评分指数法和定量指数法,以滹沱河冲洪积扇中尺度研究区为例,分别进行污染源荷载量化,耦合叠加相同的地下水脆弱性、地下水价值要素,进行地下水污染风险评价,并作对比分析.结果表明,两种方法得出的污染源荷载量化结果存在较大差异,风险评价的最终结果在风险数值特征及风险级别的空间分布上差异也比较显著,说明污染源荷载量化方法的选择对风险评价结果有重要影响;评分指数法适用于基础信息精度较低的大尺度评价区,方法简单,评价结果可靠性程度略低,定量指数法适用于基础信息精度高的中小尺度评价区,方法略复杂,但评价结果可靠性更高,反映出评价区的尺度效应对方法的选择有重要影响.     

格网尺度下延安市生态服务价值时空演变格局与分异特征——基于退耕还林工程的实施背景

在退耕还林工程背景下,以退耕还林实施后生态效果较显著的延安市为研究对象,基于解译的三期影像数据,通过土地利用转移矩阵,在2 km×2 km的格网尺度下测算延安市不同土地利用类型的生态服务价值（ESV）,并结合空间探索性数据分析,探讨ESV的不同土地利用类型转移的时间变化特征及空间转移的关联性和异质性。延安市的实证分析显示：（1）1990-2015年间,ESV的增减主要发生在耕地、林地和草地之间,林地和草地ESV合计转入21.29亿元,且转入量主要发生在退耕还林工程实施之后;（2）生态服务功能主要由林地和草地提供,ESV的时间变化经历了先下降后上升的过程,退耕还林工程的实施促进ESV的增长,2001-2015年间增长了5.34%;（3）空间探索性分析显示,ESV在格网尺度下呈现出显著的“南高北低”分布格局,并在空间上表现出正向的集聚性和依存性,ESV的高高集聚和低低集聚效果比较明显,并且高高集聚区与林地、草地的空间分布相吻合,低低集聚区与耕地、城乡建设用地的空间分布相吻合。整体而言,延安市土地利用类型转移和ESV的增减变化与推行退耕还林工程在时间上呼应、在空间上匹配,政府主导的退耕还林工程对生态环境恢复与保护起到显著的积极作用。因此,对于不同土地利用类型的生态服务功能,以耕地为主的北部地区应在基本农田保护制度基础上,注重农业生产与生态效益平衡,而林草资源丰富的南部地区则继续发挥生态屏障的调节作用。     

洪水径流系数的尺度效应研究

洪水径流系数是表征降雨径流过程的一个重要参数,以往对径流系数的尺度效应基本上是在坡面或者小流域上进行观测或试验。通过统计滦河流域6个中大尺度子流域汛期的暴雨洪水过程,计算了各场暴雨洪水的径流系数,发现径流系数随着流域面积的增大而减小,并分析了产生这种趋势的原因。结果表明,降雨空间分布不均匀性、单位面积地下径流出流能力及下渗都能引起径流系数的尺度效应。认识径流系数的尺度效应,对于研制开发不同尺度的、具有物理机制的流域水文模型,防洪减灾具有一定的指导意义。     

基于空间马尔科夫链的关中地区生态安全时空演变分析

生态系统内部和生态系统之间都不是封闭的,各要素间均存在着相互作用。利用已获得的陕西关中地区生态安全格网化评价结果数据,运用空间马尔科夫链对该区域的生态安全时空演变进行了分析,得出以下四个结论：①区域背景在关中地区生态安全趋同时空演变过程中起着相当重要作用;②不同区域背景在区域生态安全等级转移中所起的作用也各不相同;③一个区域生态安全等级向上或向下转移的概率与该区域和周围邻居之间的差异程度不成比例;④空间马尔可夫转移概率矩阵为＂区域趋同的时空演变＂现象提供了空间上的解释。实践表明,空间马尔可夫链方法为定量分析地理环境对区域生态安全变化的空间效应提供了方法依据,值得进一步研究和讨论。     

不同制图比例尺土壤数据库对旱地磷储量估算的影响

陆地生态系统中的磷元素在土壤肥力保持和生态环境保护方面起着重要的作用,但以往国家或区域尺度磷储量估算并没有考虑不同尺度土壤数据库所造成的差异。文章以江苏北部29个县（市）390多万hm2旱地为例,分析了17 000多个图斑和963个剖面组成、能详尽反映土壤属性空间异质性的1∶50 000数据库与目前国内同类研究使用最多的1∶1 000 000和1∶4 000 000土壤数据库对磷储量估算的影响。结果表明,不同制图尺度土壤数据库估算的全磷密度和储量差异很大,1∶50 000土壤数据库下的全磷密度和储量分别为1.34 kg.m-3和10.52 Tg,而1∶1 000 000和1∶4 000 0002个土壤数据库下磷密度和储量分别为0.79 kg.m-3和6.02 Tg、0.77 kg.m-3和6.26 Tg,远小于1∶50 000土壤数据库的全磷密度和储量。从不同土壤类型看,褐土受制图比例尺影响最大,1∶1 000 000和1∶4 000 000土壤数据库下与1∶50 000土壤数据库全磷密度和储量相对偏差分别在80%~90%和7%~130%之间,面积最大的潮土在1∶1 000 000和1∶4 000 000土壤数据库下与1∶50 000全磷密度和储量相对偏差也分别达到38%~39%和21%~23%。从各个县（市）来看,1∶1 000 000和1∶4 000 000土壤数据库下与1∶50 000土壤数据全磷密度和储量相对偏差大多超过40%。这也说明使用不同制图尺度土壤数据库将对旱地磷储量和磷密度的估算结果造成很大的影响。因此,在今后的国家和区域尺度全磷密度和储量估算研究中使用更详细的土壤数据库是非常必要的。     

关于我国纳米生物效应与安全性研究的思考

我国纳米生物效应与安全性研究现状 进入21世纪,我国开始高度关注纳米生物效应与安全性的研究。2001年11月,中科院高能物理所完成了“关于纳米尺度物质生物毒性的研究报告”。2005年4月,首批《纳米材料技术标准》正式实施,成为促进纳米技术进一步安全发展的关键。2006年6月22日,中国科学院高能物理所正式建立“纳米生物效应与安全性联合实验室”,开展纳米材料的生物负效应以及纳米生物负效应的反向应用研究,     

纳米尺度传热技术进展

本文主要概述了纳米尺度传热技术的研究进展,描述了纳米技术在导热、对流、以及辐射换热中的应用机理．分析了纳米尺度导热系数的计算方法和导热方程模型的建立．预测了纳米尺度传热技术在各个领域的应用和发展前景。