基于Ecopath模型的北方典型中小河流生态系统营养结构与能量流动分析

中小河流多而广,是与人类最为亲近的河流类型,但受到的人为改造及生产生活活动干扰强度也最大,表现出的生态退化程度更为明显。以北方典型中小河流清潩河(许昌段)为例,基于2021年夏、秋季水生态调查结果,采用Ecopath with Ecosim软件构建了夏、秋季食物网模型。模型模拟结果显示,清潩河生态系统主要由5个整合营养级(范围值为1.00～3.29)构成,其中,营养级Ⅰ、Ⅱ传递效率较低,严重阻碍了能量向更高营养级流动,夏、秋季系统总转化效率分别仅为1.08%和1.82%。清潩河生态系统夏、秋季交互营养关系无明显变化,捕食者中除翘嘴鲌外均表现出对饵料生物较强的抑制作用。对生态系统总体特征的分析发现,夏季生态系统规模(总流量为2 571.06 t·km^-2)大于秋季(1 472.58 t·km^-2),同时,Finn循环指数(FCI)和Finn平均路径长度(FML)计算结果也表明夏季生态系统成熟度和稳定性优于秋季。最后,利用食物网模型筛选出不同营养级范围的关键功能组为浮游植物、软体动物和翘嘴鲌。根据这3类生物的习性特征与生境适宜性需求,提出限制浮游...     

基于土地利用变化的成都市碳储量时空格局演变特征分析

土地利用/覆被变化(LUCC)是区域碳储量变化的重要因素,基于区域土地利用变化,分析区域碳储量的时空演变特征,对于区域优化土地利用格局,持续巩固提升碳汇能力具有重要意义。采用InVEST模型分析1990—2020年成都市30年期内土地利用及碳储量时空格局演变特征。结果表明：(1)成都市土地类型以耕地、林地和不透水面为主。耕地主要集中在中部、东部平原地区;林地集中分布在龙门山、龙泉山地域;不透水面主要分布在城市经济中心。(2)1990—2020年间,成都市土地类型转移活跃。1990—2005年及2005—2020年,成都市分别有7.88%、11.85%的土地类型发生了转变。耕地净转出了1642.41 km²,林地净转入了434.69 km²,不透水面净转入1230.36 km²。(3)各辖区的碳储量及碳储量的变化均由于地理分布差异而存在明显的区别。(4)影响成都市碳储量的变化影响因素主要是由于城市扩张带来的碳储量降低和由于林地面积及森林质量提升带来的碳储量提高。(5)成都市碳储量空间上存在显著的空间自相关性,成都市东部龙泉...     

黄土高原城市工业污水排放脱钩分析及驱动效应分解——以陕西省为例

黄土高原地处中国干旱与半干旱地区,水资源稀缺、生态脆弱。随着城市工业的不断发展,其面临着工业发展与水资源消耗、污水排放等多层矛盾,深入探究黄土高原城市工业发展与污水排放的关系以及污水排放的驱动效应具有研究意义。以陕西省为研究对象,使用Tapio脱钩模型对其10个地级市的工业污水排放脱钩状态进行测算分析,并进一步使用LMDI模型对其工业污水排放的驱动效应进行分解。研究发现,（1）各地工业污水排放变化存在一定的差异。2011—2014年除西安、咸阳、宝鸡、汉中出现下降趋势以外,其他地区均呈现增长趋势,而渭南增速最快为79.71%,其次是商洛、安康、榆林、铜川、延安。2014—2017年除榆林以外,其余各地区均是下降态势,且榆林在该时间段增速最快,达118.89%。2017—2020年,除咸阳、铜川呈现增长趋势以外,其余各地区均为负增长,但相对而言铜川地区增速不大,为1.45%;咸阳增速较大,为162.43%。（2）陕南工业发展与污水排放的脱钩状态总体较为理想,关中地区西安市脱钩状态较理想,其余各地区仍有较大的改进空间;陕北地区两市总体而言,脱钩状态不理想,工业发展模式以低效扩张与粗放扩张为...     

二沉池出水有机物表征及膜污染机理分析

采用树脂分级将二沉池出水有机物(effluent organic matter, EfOM)根据官能团分类,采用红外光谱、荧光光谱、排阻色谱等多种表征方式对EfOM及其分级组成的化学组成进行分析。考察了EfOM及其分级组成的膜通量随时间的变化曲线,研究了二沉池出水主要的膜污染组分以及膜污染模型机理。结果表明,憎水性有机物组分(hydrophobic, HPO)主要为芳香烃类有机酸,胶体有机物组分(organic colloidal, OC)主要为蛋白质类有机物,过渡亲水性有机物组分(transphilic,TPI)主要是有机酸和多糖。膜污染严重程度依次为OCEfOMHPOTPI,在过滤初期,OC和EfOM中的大分子有机物会快速堵塞膜孔并引起膜通量的剧烈下降。另外,OC和TPI组分会与膜表面发生相互作用,导致不可逆膜污染偏高。对于实际水体EfOM及其各分级组分,滤饼层过滤是超滤后期主要膜污染机理,超滤实验初期的膜污染可能是多种膜污染机理共同作用的结果。研究识别了EfOM的主要污染成分和主要膜污染机理,为超滤工艺深度处理二沉池出水提供了理论指导。     

哈密市土地利用变化对生态系统碳储量的影响研究

基于InVEST模型评估1990—2020年哈密市碳储量变化及其对土地利用变化的响应,运用最优参数地理探测器模型分析碳储量空间驱动因素,并采用PLUS模型预测2040年生态系统碳储量。结果表明,1990—2020年哈密市耕地、草地、建设用地面积增加,未利用地、林地、水域面积减少,生态系统碳储量共增加3855.93×104t,呈现中间高、四周低的空间分布特征,土地利用与人为干扰指数是主要驱动因素。未利用地向草地转移是碳储量增加的主要原因,生态用地向建设用地和未利用地转移是碳储量减少的主导因素。2040年哈密市生态系统碳储量预测值为50 525.62×104t,伊州区和巴里坤县为未来碳储量主要增加区     

美国征收碳关税对中国碳减排和经济的影响

本文基于全球贸易分析-能源模型(GTAP-E),采用递归动态方法,全面分析美国在2020年针对中国和印度等未实施减排限额的发展中国家实施碳关税对中国碳减排与经济的影响。研究结果表明:美国征收碳关税对我国宏观经济将造成较显著冲击,将导致中国产品贸易流向、贸易结构和生产结构出现显著调整。其中,化学橡胶及塑料制品、机器设备制造、金属冶炼加工产品等隐含碳含量高且对美国市场依赖程度高的部门出口将较大幅度下降,生产遭受较严重的负面影响;此外,与这些产业部门紧密相关的上游资源产品等部门因需求降低也将受到一定的负面影响。但是,其他产业部门则由于生产要素价格下降,生产成本降低,出口和产出将有所增长。虽然美国实施碳关税能降低中国及全球碳排放,但是作用非常有限。基于研究结果,我们提出国家需要防范美国碳关税所导致的贸易和经济风险,并特别注意美国、欧盟和日本等发达国家同时采用碳关税的综合影响。另一方面,中国可以考虑基于"避免双重征税"的原则在国内主动实施碳税,以应对碳关税的实施;同时,需要加强在不同情景下中国主动征收碳税以应对碳关税的相关研究。     

气候变化和人类活动对丹江口入库径流的影响及评估

科学估算气候变化和人类活动对河川径流的影响,可以更为合理地规划利用地球水资源。针对丹江口水库入库径流的减少问题,分别采用Mann-Kendall方法和Pettitt检验,对1960~2012年间丹江口水库入库径流的年际和年内变化趋势进行了分析,并与同时期汉江上游20个地面观测站的降水、气温的年际和年内演化趋势进行了比较,从气候变化和人类活动影响的两个方面分析了入库径流减少的原因。在此基础上,利用气候弹性模型分别估算了气候变化和人类活动对径流的影响度。结果表明:近年来丹江口入库径流的减少主要受春季和秋季径流减少的影响,在春季径流的减少总量中,气候变化的贡献度为67%,人类活动为33%;秋季径流的减少总量中,气候变化的贡献度为88%,人类活动为12%。气候变化是导致丹江口入库径流减少的主要原因。     

基于经济利益的区域能耗责任研究

我国区域间存在广泛而密切的经济关系。任何一个区域的能源消耗既满足了本地区的生产和生活需要,同时又支撑了其他地区的经济活动。科学、公平地核算区域能耗责任不仅有助于识别各区域对全国能耗的贡献,也有利于制定有效的跨区域能源政策。由于各类经济主体使用能源的动机是为了获得各种经济利益,因此利益原则被普遍认为是能耗责任核算的基本原则。不过,利益原则的具体含义并不是单一的。根据经济利益的类型,利益原则可区分为生产原则、收入原则、消费原则等三种基本原则及由它们衍生出来的收入加权原则、消费加权原则、综合利益原则及加权综合利益原则等四种共担责任原则。鉴于多区域投入产出(MRIO)模型是刻画各区域之间深刻的经济关联和各种经济利益的有力工具,本文基于MRIO模型建立了各种利益原则下的区域能耗责任核算框架,并将之用于分析中国的省际能源效率和能耗责任。结果表明:不同省份同一产业的能源效率差异显著。各省在不同原则下的能源效率和能耗责任也都具有显著差异。不过,不管采用哪种原则,传统能源密集型产业比重较大的省份(如宁夏、贵州、青海、山西和内蒙古)总是具有较低的能源效率,而一些沿海省份(如浙江、北京、广东、上海、江苏等)的能源效率总是较高。同时,经济规模较大的省份(如广东、江苏、山东)总是具有较大的能耗责任,而经济规模较小的省份(如海南、宁夏、青海)总是具有较小的能耗责任。这些发现具有丰富的政策含义:1宁夏、贵州、青海、山西、内蒙古、新疆、甘肃和云南等能源密集型产业比重较大的省份,以及河北、湖北、湖南、广西等生产责任大于其他责任的省份,其节能的重点在于优化生产方式。2北京、天津、吉林、上海、江苏、浙江、安徽、福建、江西、广东、重庆、四川等消费责任或消费加权责任相对于其他责任较大的省份,其节能政策重点在于优化消费模式并尽可能从能源效率更高的地区调入同类产品。3黑龙江、海南、山东、陕西、辽宁、河南等收入责任或收入加权责任相对其他责任较大的地区,应在积极优化生产方式的同时更多的向能源效率更高的地区调出产品。当然,无论那个区域的节能战略都应包含生产、流通、消费等多个领域的措施,只不过它们的侧重点不同而已。同时,我国还需要努力打破地方贸易壁垒,形成统一的国内市场,使各地区能通过公平竞争充分发挥自己的比较优势,促进跨区域的产业结构优化。     

基于壳-弹簧模型的预制地下管廊横向抗震分析

利用ABAQUS有限元软件,采用壳单元模拟预制装配式地下管廊,非线性弹簧模拟管段承插口接头的力学行为,非线性地基弹簧模拟土-结构间相互作用,文中提出一种适用于预制管廊横向抗震分析的壳-弹簧计算模型。以天津市某拟建地下管廊为例,对4个计算工况进行了横向抗震分析。结果表明,壳-弹簧模型内力较梁-弹簧模型均有所增大,轴力、剪力、弯矩分别增大17.4%、22.7%和27.9%;考虑管段间钢绞线预应力时,内力在幅宽上有明显变化且在承插口接头处明显增高;引入管廊结构材料塑性后,管廊层间变形显著增大,且较之线弹性模型增大了68.7%。文中的壳-弹簧模型可反映预制综合管廊结构的弹塑性行为及接头钢绞线预应力影响,对预制综合管廊抗震设计有一定指导作用。