用独立分量分析方法实现地震转换波与多次反射波分离

独立分量分析(ICA)是新兴的一种统计学方法。其目的是寻求对非高斯分布数据进行有效表示,使得各个基分量在统计学意义上独立,或者尽最大可能独立。这种表示意在获取数据的基本结构,可有效实现特征提取和信号分离。本文概述ICA的基本理论和快速算法,并在分析地震记录特点的基础上,阐明采用ICA方法可以实现对沉积地区远震记录中转换波和多次反射波的分离。研究结果表明,ICA方法可有效地分离地震转换波和多次反射波,并由此获得较为合理的地下间断面初步解释结果,从而有利于扩展接收函数技术的应用。     

吉林省夏季极端降水事件特征分析

利用吉林省46个气象站1961-2010年逐日降水资料,采用百分位定义极端事件阈值的方法,对吉林省极端降水事件的时空分布及变化趋势特征进行了分析。结果表明:(1)吉林省极端降水事件主要发生在夏季,其中5%的降水日数贡献了该季度25%～30%的降水量;夏季极端降水强度以通化地区最强、东部山区最弱,极端降水频率东部山区最大、西北部最小;(2)吉林省100mm以上的极端大暴雨天气也时有发生,通化地区南部发生几率最大,约为4～6 a一遇;中部一带约为8～10a一遇;西北平原区和东部山区出现大暴雨概率很小。(3)近50a吉林省夏季极端降水事件稍有增多的趋势,而强度变化趋势不明显,但存在明显的地域差别,西北部表现为频率减少、强度减弱,中部和东南部表现为频率增多、强度增强。(4)极端降水事件存在年代际差异,20世纪70年代极端降水频率最小,90年代极端降水强度最大,60年代初期极端降水强度存在由强转弱的突变。     

物种敏感性分布法在土壤中铜生态阈值建立中的应用研究

利用不同累计概率分布函数拟合了基于中国土壤的21个物种的铜毒理学数据,建立了不同土壤条件下的铜物种敏感性分布曲线.结果表明物种敏感性分布方程Burr Ⅲ在X轴(浓度)方向及y轴的较小累计概率范围内拟合优度较佳.在构建土壤中铜物种敏感性分布曲线时,利用铜生物毒害模型归一化处理能体现土壤性质对铜毒害的影响,相比于未归一化(不考虑土壤性质差异的影响)的结果更具科学性.结合铜的生物毒害模型利用Burr Ⅲ构建了中国土壤4种典型情景中的物种敏感性分布曲线,并基于此推导出了不同土壤情景下的铜5％毒害浓度(HC5),其在酸性土壤、中性土壤(包括水稻土)、碱性非石灰性土壤和石灰性土壤中的值分别为13.1、29.9、51.9和26.3 mg·kg-1(以土壤中外源铜为单位).此结果不仅表明了不同土壤条件下的不同物种对铜毒害的敏感性分布规律,还为建立对应土壤性质的铜生态阈值提供了可靠的科学基础.     

城市规模对生态效率的影响及区域差异分析

随着城市规模的不断扩大,城市住房紧张、交通拥堵、环境恶化等问题开始日益凸显,如何从生态视角找到适度的城市规模是我国新型城镇化建设中面临的一个重要问题。本文以中国2003-2013年281个地级市为研究对象,通过建立空间计量和门槛面板模型研究了城市规模对生态效率的影响及其区域差异,研究结果表明,中国城市生态效率整体呈现逐渐上升的趋势,且区域差异较大,溢出效应较为明显;城市规模对生态效率的影响呈现N型曲线的特征,且呈现显著的区间效应,根据门槛内生性分类结果发现,当城市规模低于54.48万人时,生态效率随城市规模的扩张不断增加;当城市规模大于54.48万低于337.22万人时,城市规模扩张对生态效率的促进作用较大,当城市规模超过337.22万人这一门槛值之后,促进作用开始显著减小,说明基于生态效率的最优城市规模为337.22万人左右;而产业结构、技术水平等都对城市生态效率有明显的促进作用。基于以上结论,各城市应加强环境合作,减少环境污染溢出;对于规模较小的城市,应该依托周边大中城市,争取产业合作,通过完善城市基础设施建设,进行户籍、土地等制度改革,促进城市规模的扩大;对于规模居中的城市,应该以节约资源、保护环境为前提,推进适度规模的城镇化,真正实现城市从量到质的转变;对于规模较大的城市,可以建立新城区或城市群,完善城市近郊及周边交通、教育等公共资源配置,充分发挥聚集和发散效应,有效缓解人口过于集中和环境恶化带来的压力。综上,不同规模的城市应采取不同措施提高生态效率,推进城市走集约、智能、绿色、低碳的新型城镇化道路。     

行星边界框架下可持续发展理论拓展创新与实践应用

系统把握行星边界框架的理论意涵及其在可持续发展理论体系中的拓展应用,对跟踪国际可持续发展研究前沿、丰富中国可持续发展实践路径具有重要意义。该研究基于行星边界框架内涵特征梳理,从思维范式、评价方法、全球治理三方面探索行星边界框架在可持续发展研究领域的价值贡献：该框架具有“强约束”特征,通过量化人类活动的“安全运行空间”加深了经济、社会、环境三者关系由增长模式向包含模式转变的理解。可量化的边界与生命周期评估、足迹家族、投入产出法等环境可持续评价方法的融合丰富了可持续发展评估工具。与联合国可持续发展目标体系的融合应用提升了行星边界框架理论的全球影响力。生态文明思想是立足本土经验泛化而成的新范式新表征,蕴含丰富的理论与实践基础。从只有一个地球、理性增长等价值理念及行动逻辑差异之处辩证地理解生态文明思想与行星边界框架的逻辑关系,是行星边界框架理论本土化实践的重要根底。基于此,提出进一步推动中国可持续发展战略实施的新思考：借助行星边界框架探索人与自然和谐共生的现代化方向,提高对人与自然和谐共生的基本认知,深化其与中国环境治理体系和治理能力现代化的有益碰撞;从拓展SDGs‑PB研究尺度、注重异质性调整、强化数据支撑等维度促进行星边界框架与中国SDGs的有机融合;围绕绿色低碳循环发展经济体系中的边界约束、“双碳”目标任务中的阈值设定等发挥行星边界框架支撑中国“双碳”目标实现的方法工具功能。     

数字经济对旅游业碳排放效率的影响及门槛效应

旅游业是信息密集型行业,与数字经济具有天然适配性。在碳达峰、碳中和目标要求下,提升旅游业碳排放效率问题日益紧迫,而数字经济的发展为旅游业碳排放效率提升提供了新契机。科学评价数字经济对区域旅游业碳排放效率的影响效应,有助于依托数字经济赋能旅游业节能减排,为旅游业绿色发展和生态文明建设提供有力支撑。该研究基于2011—2019年中国30个省份数据,利用地理加权回归和双重门槛模型分析数字经济对旅游业碳排放效率的影响。结果显示：①全国旅游业碳排放效率整体呈现“东南高,西北低”的空间分布格局。数字经济发展指数在研究期内呈现出显著上升趋势,且在空间上呈现出“东南高,西北低,中部均衡”的格局。②数字经济发展对旅游业碳排放效率的提升具有显著的正向促进作用。GWR模型结论表明,数字经济发展有利于旅游业实现低碳绿色转型。③数字经济对旅游业碳排放效率的提升存在双重门槛,且表现出倒“U”型非线性关系。当数字经济发展水平小于第一门槛值时,旅游发展显著正向促进旅游业碳排放效率;当该值处于第一和第二门槛值之间时,这种正向促进影响变小;当该值大于第二门槛值时,则为负向影响。因此,该研究建议：应加大数字经济与旅游业合理融合发展力度,培育与数字技术高度融合的旅游产品;鼓励数字经济强省对口帮扶弱省,缩小省际间旅游产业“数字鸿沟”;明确因地制宜差异化的发展战略,发挥数字经济在节能减排的最优效应;建设数字化旅游专业人才队伍,助力旅游业节能低碳高质量发展。     

城市蔓延影响了城市代谢效率吗？

探究城市蔓延如何影响城市代谢效率对合理进行城市规划具有重要意义。首先基于非期望产出的SBM模型测算了中国285个地级市2004—2019年的城市代谢效率并分析了收敛性情况,接着运用Tobit模型和面板门槛模型分别检验了城市蔓延与城市代谢效率的线性相关关系和非线性相关关系,最后以两阶段SYS‑GMM构建动态回归模型和替换核心解释变量的方法进行了稳健性检验。结果表明：①2004—2019年全国城市代谢效率有所提升,且上一年城市代谢效率对当年城市代谢效率产生了显著正向影响,表现为“滚雪球”效应。各地区城市代谢效率值的差距逐渐缩小,存在σ收敛与绝对β收敛。②城市蔓延能显著提高城市代谢效率但存在区域异质性,东部地区与省会城市的作用不显著且为负,中部地区、西部地区、东北地区和非省会城市的正向作用显著。控制变量中,网络普及程度、经济发展水平和非农人口占比对城市代谢效率呈显著正向作用,财政分权和外资利用率的回归系数不显著。③城市蔓延对城市代谢效率的影响呈倒“U”型曲线,在公共交通的调节下,城市蔓延对城市代谢效率的影响呈“U”型曲线,而在产业结构高级化的门槛约束下,城市蔓延对城市代谢效率的促进作用呈现“跃迁式”的增长。通过动态面板和以平均灯光密度替换城市蔓延指数的稳健性检验结果与原回归结果保持高度一致。因此,应当依照城市所处的不同发展阶段合理控制蔓延速度,加强公共交通和信息网络等基础设施建设,并合理协调三次产业发展,进一步提高城镇化率,以促进城市代谢效率的提升。     

水稻对5种重金属累积特征及食用安全研究

为探究土壤中重金属污染对水稻食用安全性的影响,以上海市青浦区现代农业园区水稻和染毒土壤为试验材料,采用温室盆栽土培试验方法研究了镉（Cd）、铅（Pb）、镍（Ni）、铬（Cr）和汞（Hg） 5种土壤重金属在不同含量梯度下水稻生物量变化以及水稻籽粒部分累积特征,并基于《食品安全国家标准食品中污染物限量》（GB 2762-2017）和靶标危害指数法（target hazard quotient,THQ）分析了土壤中5种重金属的安全阈值。研究结果表明,Cd、Hg和Cr对水稻地上部分生物量影响表现为\"低促高抑\"规律,Ni对水稻生物量影响不明显,随着Pb浓度升高,水稻生物量逐渐下降;水稻籽粒对5种重金属富集能力排序为Ni>Cr>Cd>Pb>Hg,水稻植株部分对5种重金属的富集量大于籽粒部分,富集趋势与籽粒部分相一致,植株部分含量约为籽粒部分的2倍~8倍,水稻籽粒中Cd、Pb、Ni、Cr和Hg含量与土壤中对应重金属含量呈显著正相关线性关系（P<0.01）;依据《食品安全国家标准食品中污染物限量》（GB 2762-2017）中谷物食用安全限量值以及靶标危害指数法,推导出污染区域土壤中各重金属安全阈值为：Cd 0.51 mg·kg-1、Pb 330.33 mg·kg-1、Ni 131.00 mg·kg-1、Cr 231.67 mg·kg-1、Hg 0.93 mg·kg-1。     

Hydrus-1D模型在推导基于保护地下水的土壤风险控制值中的应用

为合理推导基于保护地下水的土壤风险控制值和风险控制土方量,以珠三角某企业的电镀车间为研究区域,采用Hydrus-1D耦合地下水稀释模型构建水流和溶质运移方程,模拟六价铬和镍在包气带的迁移过程,并将计算结果与土壤-水分配耦合地下水稀释模型进行比较.结果表明,考虑包气带吸附作用下,Hydrus-1D耦合地下水稀释模型计算六价铬和镍的土壤风险控制值分别为41. 6 mg·kg~(-1)和619. 1 mg·kg~(-1),与土壤-水分配耦合地下水稀释模型的计算结果相比,其风险控制值分别提高了近10倍和45倍,风险控制土方量分别减少1 804 m3和44 590 m3.对于地下水位埋深较浅、水力联系密切的污染场地,可进一步开展水文地质调查,完整考虑污染物在包气带的迁移过程,采用Hydrus-1D耦合地下水稀释模型推导基于保护地下水的土壤风险控制值,以节约后期治理修复或风险管控成本.     

恶臭监测嗅觉测试方法的比较分析

通过恶臭污染监测技术的比较分析,阐明了各类恶臭监测技术的特点和发展方向,指出嗅觉测试法在目前技术水平下的重要作用和地位,依据古典心理物理学中最小可觉差法及平均差误法对欧洲EN13725标准方法和中国三点比较式臭袋法进行了比较分析,得到2种实验方法的特点。古典物理学是科学心理学一百多年的发展历程中已经形成的经典研究技术,主要用于外界刺激对人的感觉器官作用的测试技术。其中最小可觉差法是采用已知\"标准刺激\"对未知的\"比较刺激\"进行比较的感受阈值测定方法。平均差误法则是将\"标准刺激\"阈值视为零,并将接近零的平均实验结果作为感觉阈值的测定方法。在欧洲嗅辨实验所用的\"标准刺激\"为标准臭气样,而中国嗅辨实验暂时没有标准臭气样品,仍依据嗅觉阈值为零的概念进行恶臭样品实验。通过多年对嗅辨员的考核经验,总结了人的嗅阈值的分布特征,进而提出标准臭气样品的制备研究方法,提出培训嗅辨师以增强对环境恶臭污染识别能力的观点,借以深入理解恶臭嗅觉测定技术方法。