基于BP神经网络的城市总生态足迹预测研究——以武汉市为例

鉴于BP网络在处理非线性复杂系统的优势,以武汉市为研究对象,构建一个10-4-1结构的BP神经网络预测模型,将1978-2002年和2003年的相关数据作为模型的训练和测试样本,以2004年的社会、经济、环境数据作为网络的预测输入,对该年的总生态足迹进行预测。结果表明,BP神经网络预测结果与实际足迹值的相对误差为0.69%,预测精度优于传统的多元回归统计模型。     

上海地铁车站空气中CO2浓度调查

１９９８年５月末对上海地铁人民广场站和漕宝路站２个站台内空气中ＣＯ２浓度进行了监测，以日本，美国，澳大利亚和韩国４个国家的室内空气质量标准进行影响评价。结果表明：２个地铁站内空气中ＣＯ２浓度在大部分运营时间内低于１５７１．４或１１７８．８ｍｇ／ｍ＾３，属“可”或“良”。     

海南省自然生态承载力研究

自然生态承载力是当前国际可持续发展定量研究的前沿问题之一。提出按照各类土地的实际生产能力和实际生态服务功能计算各类土地的生态承载力,将消纳污染和水资源的供给功能纳入区域自然生态承载力计算模型,并简称该方法为"实际供给法"。依据海南省统计年鉴资料和生态调查资料,应用"实际供给法"计算和分析了海南省1952~2004年自然生态承载力的动态变化特征:①海南省自然生态承载力长期持续增长,由1952年的7.0804hm²/人上升到2004年的8.5984hm²/人,增加了1.5180hm²/人,年均增长0.4%;②可再生资源生态承载力占总生态承载力的绝大部分,1952年和2004年分别占98.6%和92.3%,而不可再生资源生态承载力仅分别占1.4%和7.7%;③水资源生态承载力呈跳跃式下降,从1952年的6.8165hm²/人下降到2004年的0.4473hm²/人;耕地、海域和淡水水域的承载力呈上升趋势,分别从1952年的0.1277、0.0057和0.0001hm2/人上升到2004年的2.6066、3.1192和1.1468hm²/人,其它土地类型生态承载力变化不明显;④在生态承载力组成中,水资源比例由大到小变化显著,从96.3%下降到5.2%,耕地、海域的比例由小到大变化显著,分别从1.8%、0.1%上升到30.3%、36.3%,其它土地都由小到大,但所占比例较小;海域、耕地和水资源是海南生态承载力的主要贡献因素,三者之和占到总量的71.8%~98.2%。并分析了海南省自然生态承载力动态变化的原因。     

生态足迹研究的国内外近期进展

论文对生态足迹(ecologicalfootprint)方法产生的背景、理论、计算方法和近期成果作了简要介绍,详尽综述了该方法的优缺点。指出该模型具有概念形象性、内涵丰富性、理论思想的角度全面、新颖,实现了对生态目标的测度及极强的可操作性等优点;同时也指出了其与传统经济指标相脱离的生态偏向性、静态性、忽视污染的生态影响等方面的不足之处。最后对其当前的研究动态和发展趋势作了较详细的分析,指出其动态性、多指标的整合性、污染影响分析等渐趋完善的发展趋势。     

Impact of carbon-based nutrient enhancement on biofiltration performance for drinking water treatment

Incorporation of a carbon-based nutrient enhancement strategy for drinking water biofiltration is an attractive option, especially for source waters which contain recalcitrant organics. This study compared biofilters that were operated in parallel and individually enhanced with amino acids (including alanine, phenylalanine, and tryptophan), inulin, and sucrose to increase biomass concentration and promote biodegradation of dissolved organic carbon (DOC) in the source water, including disinfection by-product (DBP) precursors. Biomass activity was characterized by measuring adenosine tri-phosphate (ATP), dissolved oxygen (DO) consumption, and through the use of laccase and esterase enzyme assays. Performance was evaluated in terms of headloss, turbidity, pH, DOC, UV₂₅₄, and DBP formation potential (DBP FP). The introduction of carbon-based nutrients significantly increased biomass activity, where ATP values peaked at 976?ng/g of filter media, 853?ng/g, and 513?ng/g for amino acids, inulin, and sucrose-spiked biofilters, respectively, while a non-spiked control only reached 104?ng/g. DO utilization by the enhanced biofilters was significantly higher than the control, with a strong correlation between ATP and DO uptake observed for all filters (R²?>?0.74). Laccase and esterase enzyme activities of enhanced biofilters were also elevated (p?> 0.05), suggesting greater biodegradation potential. Operational parameters such as headloss development and turbidity control were not impaired by carbon supplementation strategies or an increase in biomass concentration and activity. However, the enhancement strategy did not provide improvement in terms of source water carbon removal (DOC and UV₂₅₄) or DBP FP when treated filters were compared to a control.     

城市餐饮食物浪费的磷足迹及其环境排放——以北京市为例

除了威胁食物安全,食物浪费不仅造成了资源的巨大浪费,还给环境带来了沉重的压力。食物中的磷元素是人类所必需的基本元素,其代谢过程也是生态系统循环重要的组成部分。磷肥一方面能够增加粮食产量,另一方面也会造成土壤磷积累和水体富营养化。论文根据对北京市136家餐饮机构,2 704桌消费者餐饮食物浪费调查数据,研究了北京市餐饮食物浪费的磷足迹及其环境排放。研究表明：北京市餐饮食物浪费量为39.97×10⁴ t/a ,其含磷量为1.21×10³ t/a;北京餐饮食物浪费的磷足迹为40.56 g P/kg,这意味着每浪费1 kg的食物,将向环境排放40.56 g 磷。因此,合理地进行餐饮消费,减少餐饮食物浪费,对于保证食物安全和环境保护都具有重要的作用。     

基于能值分析理论的生态足迹模型及应用——以江苏省为例

在对传统生态足迹模型进行简要分析的基础上,提出基于能值分析理论的生态足迹计算模型。该改进生态足迹模型通过将生态经济系统中的各种能量流换算成对应的生物生产性土地面积,并比较计算得到的生态足迹和生态承载力,从而衡量研究区域的环境可持续发展状况。论文以江苏省为例,应用改进生态足迹模型分析其2003年生态经济系统的环境状况,得到人均生态承载力为0.2997hm₂/人,人均生态足迹为4.7228hm₂/人,生态足迹超过生态承载力,与传统生态足迹模型的计算结果相一致。但与传统生态足迹模型相比,改进生态足迹模型的计算结果能更真实地反映生态经济系统的环境状况。     

砖混和剪力墙结构住宅建筑碳足迹对比研究

通过对厦门大学职工砖混结构和剪力墙结构住宅住户的调查,将住宅建筑生命周期分为建材生产、建材运输、建筑建造、建筑使用、建筑拆除和废旧建材处理6个阶段,计算了2种建筑结构不同生命周期阶段的碳排放,结果显示:2种建筑碳足迹都为2.3 t/m2左右,砖混结构的人均碳足迹高于剪力墙结构,分别为67.98 t/m2和64.47 t/m2;2种住宅绝大部分的碳排放来自建材生产和建筑使用两阶段,剪力墙结构住宅在建材生产阶段碳排放量为0.673 4 t/m2,是砖混结构的2倍多;剪力墙结构住宅使用期间的碳排放量为1.59 t/m2,为砖混结构的81.2%。剪力墙结构住宅建材生产和建筑使用碳排放占建筑全生命周期碳排放的比例分别为29.28%和69.13%,砖混结构住宅则为14.01%和84.81%。研究结果可为发展低碳建筑提供科学依据。     

中国的生态服务消费与生态债务研究

人类无节制的消费正在耗尽自然生态资本,危及未来繁荣。1980—2005年,尽管生物生产力提高途径使中国人均生物承载力倍增至1.15 ghm2,但由于社会经济代谢对生态服务需求的强烈增长特别是化石能源消费的快速增长,人均生态债务持续扩大,2005年达到1.02 ghm2。我们的生态足迹已经超出生物更新能力的89%。省份尺度上,中国85%以上的省份长期处于生态负债状态,目前仅海南、福建与西藏三省是生态盈余的。中国及其大多数省份的生态债务本质上属于软债务,主要系生态服务供需存在空间的、时间的以及组分结构的矛盾造成的。这部分债务可通过跨区贸易及跨时占用的途径得以缓解。土地资源赋存约束与经济旺盛增长耦合作用,致使生态信贷紧缩已成为中国的一个全国性挑战。在自然资本普遍成为世界各国发展限制因子的背景下,中国全面推行科学发展观,积极扭转生态信贷紧缩,遏止生态衰退。     

生态足迹计量分析--以大庆市为例

生态足迹计量分析是一种度量可持续发展程度的方法,通过测定当前生物生产性土地面积的量来评估人类对地球生态系统的影响。笔者基于我国石油城市——大庆的现状,对生态足迹进行了定量计算,从而分析出大庆市生态足迹的情况。结果表明：2004年大庆市的人均生态赤字为1．0424hm^2,大庆市的发展模式处于一种不可持续的状态,这与大庆市多年来经济迅速发展,而这种高速发展是以消耗大量的自然资源和能量来维持这一现状是相吻合的。