基于机器视觉的鱼类行为特征提取与分析

近年来,水污染问题备受关注。生物式水质监测成为目前国家环境保护工作的重要任务之一。为准确监测水质污染情况,本文以青鳉鱼(Oryzias latipes)为研究对象,采用非接触式的机器视觉监测技术,提取青鳉鱼的生理特征(呼吸频率)和运动特征(胸鳍和尾鳍的摆动频率),并分析这些特征与水质之间的关系。本文采用支持向量机(Support Vector Machine,SVM)准确提取鱼鳃,并根据鱼鳃呼吸面积大小变化计算出鱼的呼吸频率。基于形态学细化算法提取青鳉鱼骨架,求出胸鳍和尾鳍的摆动频率。结果显示:不同浓度铜离子暴露实验测得的青鳉鱼生理特征和运动特征与实际情况一致;通过对不同铜离子浓度下的毒性实验数据对比,发现了青鳉鱼的生理特征和运动特征会随不同的铜离子浓度发生相应变化,可以作为水质监测的评价标准。     

中国碳排放强度的时空演进及跃迁机制

面对气候变化所带来的生存危机以及环境治理的复杂状况,对中国碳排放强度时空演进的动态监测与预警治理的研究是实现碳排放强度下降目标的关键。文章测算1997—2015年中国大陆30个省区碳排放强度的空间面板数据,采用探索性时空数据分析(ESTDA)方法对中国碳排放强度的空间相关性、集聚特征及其时空跃迁进行空间统计分析,借助分位数回归与时空跃迁嵌套模型,揭示在时间和空间推移的双重作用下中国各省区碳排放强度的时空跃迁机制。研究结果表明:(1)中国30个省区的碳排放强度在时空分布上并不是完全随机状态,各个省区碳排放强度之间具有显著的空间相关性特征,碳排放强度的变动趋势会受到其相临近省区碳排放强度的影响,省域间的碳排放强度在空间分布上呈现"集聚"与"分异"并存的时空演进特征。(2)中国碳排放强度空间集聚趋势增强,具有高度的凝固性和较低的流动性,10个高碳排放强度省区碳排放强度的稳定性将成为制约中国碳排放强度整体跃迁的重点省区,相关省区的跃迁性将成为驱动中国碳排放强度整体跃迁的关键省区。(3)各省区的碳排放强度空间集聚过程中存在时空跃迁的驱动模式和制约模式,分位数回归模型能够很好地解释各驱动因素对碳排放强度时空跃迁的驱动机制,不同响应阶段的驱动因素的分位数与碳排放强度时空跃迁类型之间具有很强的嵌套性。(4)根据各省区碳排放强度时空演进及其跃迁机制的分析结果,进一步提出加强对关键省区碳排放强度的有效监测与治理,加大碳排放的约束力度等差异化的碳减排调控措施。     

中国工业碳排放达峰的情景预测与减排潜力评估

实现2030年碳排放达峰不仅是中国为应对全球气候变化向国际社会做出的郑重承诺,也是中国未来经济结构转型与可持续发展的必然选择。基于中国实现2030年碳排放达到峰值的宏观目标为背景,本文以中国碳排放的主要行业工业为研究对象,首先运用拓展的STIRPAT模型对工业及其9个细分行业的碳排放达峰进行了情景预测,然后基于公平和效率的双重视角对工业细分行业的减排潜力进行评估。研究表明:(1)仅有低碳情景和抑制排放情景2可以实现中国碳排放2030年达峰,低碳情景是实现中国工业碳排放达峰的最佳发展模式,达峰时间最早(2030年),峰值最低(140.43亿t)。激进排放情景则是最差的发展模式,达峰时间最晚(2036年),峰值也最高(150.09亿t)。(2)工业内部各细分行业碳排放的最优达峰情景差别较大。建材和纺织制造业能够实现提前达峰,可以在这类行业率先实施达峰管理措施,使其带动其他行业陆续达峰。(3)最具减排潜力的行业是石油制造业,其次是电力行业,这些减排潜力较大的行业应该成为国家节能减排的重点对象。(4)基于工业各细分行业在减排公平性和效率性上的差异将工业9个细分行业分为四类。其中,石油、钢铁制造业和电力行业属于"高效高公平行业";化工、建材制造业属于"低效高公平行业";采掘业属于"高效不公平行业";纺织、轻工和机电制造业属于"低效不公平行业"。中国应针对不同类型的行业制定出相应的减排战略,将减排重点放在各行业最具潜力的方面。最后,文章对实现中国工业碳排放达峰管理提出了几点政策建议。     

论构建中国用能权交易体系的制度衔接之维

用能权是具有公私法双重属性的管制性财产权。用能权交易是我国推进绿色发展的一项制度创新,对实现能耗总量和强度"双控"目标具有重要意义。用能权交易制度旨在从供给侧实现节能降耗目标,与其并行的节能减排市场化机制还包括节能量交易和碳排放权交易。节能量交易与用能权交易的规制对象、规制手段、制度设计目的和约束功能相近,故两者存在制度重复建设问题。用能权交易和碳排放权交易的制度设计目的具有协同性、规制对象有交叉,但两者在用能权指标和碳排放配额初始分配、履约等方面存在制度衔接不畅问题。通过法学和制度经济学分析,对用能权交易、节能量交易和碳排放权交易的制度整合与重构提出了建议。中国应当取消目标节能量交易制度,并以核定用能权交易取代项目节能量交易。用能权交易和碳排放权交易的制度衔接层面,应当打通用能权交易体系和碳排放权交易体系,建立联合履约机制,即允许用能单位或排放单位在满足一定条件的情况下使用用能权指标、核定用能权、碳排放配额或核证减排量履约。用能权指标与碳排放配额在履约方面的衔接机制重点在于一级市场的对接。用能权的初始分配仅仅是为重点用能单位设定节能义务的过程,应当以公平为原则,并且采取免费分配的方式。相对于用能权交易制度,碳排放权交易制度则是为了控制排放单位对碳排放空间这一资源的过度利用。因此,在碳排放配额初始分配环节,政府应当通过有偿分配的方式以实现国家对碳排放空间这一稀缺资源的所有者权益。建立核定用能权和核证减排量的联合履约机制,既允许用能单位购买核证减排量抵消其超额耗能,也允许排放单位购买核定用能权以抵消其超额排放,并对抵消比例设定限制。     

基于卫星夜间灯光数据的中国分省碳排放时空模拟

中国能源统计数据"横向不可比,纵向不可加"现象依然突出,尤其是分省能源消费统计千差万别,给分省碳排放评估带来了较大困难,如何利用卫星遥感数据科学合理地估算中国分省碳排放是当前亟须研究的问题。本文运用DMSP/OLS全球稳定夜间灯光数据,在通过相互校正、年内融合和年际间校正等系列处理得到中国分省稳定夜间灯光数据的基础上,首先分别构建中国分省稳定夜间灯光亮度DN值与人均碳排放和单位面积碳排放之间的时空地理加权回归模型,两个模型整体效果均较好,拟合优度分别高达96.74%和99.24%;其次运用稳定夜间灯光亮度DN值对分省人均碳排放和单位面积碳排放进行时空模拟;最后运用人口规模和土地面积对分省碳排放进行估算。估算结果显示:(1)整体来看,2000—2013年年均碳排放模拟值与实际值6.3349×109t较为接近,两个模型的相对误差均在0.5%以内。(2)分年度来看,所有年份的相对误差均在5%以内,2006年分省加总碳排放模拟值与实际碳排放6.2036×109t最为接近,绝对误差和相对误差均较小,两个模型模拟值的相对误差均为0.04%。(3)分省域来看,2000—2013年年均碳排放模拟值与实际碳排放均非常接近,除海南和宁夏外,其余28个省区市的相对误差均在1%以内。(4)分年度分省域来看,以2013年为例,40%省份的相对误差在2%以内,70%省份的相对误差在5%以内。从整体、分年度、分省域、分年度分省域的估算结果来看,基于稳定夜间灯光数据的中国分省碳排放时空模拟效果良好。因此,运用卫星夜间灯光数据可以较为准确地对中国分省碳排放进行估算和预测,为卫星遥感影像数据服务分省碳排放监测和评估提供一种补充性参考。     

畜牧业“碳排放”到“碳足迹”核算方法的研究进展

全球变暖趋势日益加剧,不仅影响农业可持续发展,而且威胁到人类生存。畜牧业碳排放因其在农业碳排放中乃至全球碳排放中占比较大而日益备受关注。准确核算畜牧业碳排放是制定切实可行的碳减排政策的前提,也为我国在气候变化下承担共同但有差别的减排责任提供话语权。本文基于研究范式的演进,对畜牧业碳排放到碳足迹核算方法的研究发展进行了系统梳理,研究表明,在学者的不断研究与质疑下,畜牧业碳排放到碳足迹的核算方法经历了从OECD核算法、IPCC系数法到生命周期法与投入-产出法的演变与完善,学术界认为区域异质性、养殖规模与管理方式均影响碳足迹;散养比规模化养殖产生更多的碳排放,舍饲比户外放牧排放更多的碳。畜牧业碳足迹核算能够更加全面地反映畜牧业全生命周期的碳排放情况,但由于研究假设、研究方法及研究样本等差异导致不同区域、不同畜产品的碳排放核算结果存在不确定性。运用生命周期法和投入-产出法对欧盟成员国畜牧业碳排放的核算结果基本一致,但运用IPCC系数法和全生命周期法对中国畜牧业碳排放核算中,牛、猪和羊的碳排放量排序结果不尽一致。鉴于核算结果的差异性,本研究对不同核算方法的起源、最早采用时间、特点、局限性等方面进行了归纳总结,并建议后续研究探讨基于生命周期评价的畜牧业碳足迹研究边界的延伸性,标准化畜牧业碳排放或碳足迹核算,避免学者重复核算畜牧业碳排放,以便深入展开畜牧业碳排放其他方面的研究。     

长江经济带PM_(2.5)时空特征及影响因素研究

大气细颗粒物(PM_(2.5))因其对空气环境质量乃至人类健康的巨大危害而逐渐引起学者们的关注。本文以我国综合实力最强、战略支撑作用最为突出的区域之一——长江经济带为研究对象,基于城市级空气质量监测数据,运用地理学时空分析与GIS可视化方法探索并呈现了2015年长江经济带PM_(2.5)的时空分布特征及其演变规律;在此基础上,结合空间回归模型考察了PM_(2.5)浓度与区域城市发展之间的内在关系。结果表明,就空间特征而言,长江中下游地区PM_(2.5)污染较长江上游地区更为严重,长江北岸地区比长江南岸地区更为严重;PM_(2.5)高浓度集聚地带主要位于鄂皖苏大部分地区,与空气质量较佳的云南及其周边地区呈"对角"分布状态。长江经济带内城市间PM_(2.5)浓度存在着显著的正向空间自相关,且自相关性随距离增大而不断减弱,其门槛尺度约为900 km;在这一范围内,PM_(2.5)空间集聚效应较为明显。就时间特征而言,冬季PM_(2.5)浓度相对较高,春秋两季次之,夏季空气质量最好;各地区浓度分布在年初相对离散,后有所趋同。此外,PM_(2.5)与其他类型的大气污染物(如SO2、NO2、O3)浓度两两之间均存在着显著的正相关性,暗示大气污染物从原发污染演变为二次污染,形成恶性循环。空间回归分析结果表明,PM_(2.5)污染随经济发展水平的提高呈现先上升后下降的趋势,在一定程度上支持了"环境库兹涅兹曲线"假说;且人口密度、公共交通运输强度均在不同程度上导致长江经济带PM_(2.5)浓度的升高。最后,从区域性联防联控、不同类型大气污染物协同治理、促进经济发展方式转型等方面为长江经济带的大气环境治理提出切实可行的政策建议。     

基于广义DEA的建筑业区域碳排放效率评价CSSCI

我国虽然提出了减排目标,但缺乏对建筑业碳排放现状与减排目标效率水平的对比分析。在剔除环境因素和随机误差对建筑业碳排放投入指标影响的基础上,以2005年建筑业碳排放强度降低45%为减排目标单元,构建建筑业碳排放效率评价的广义DEA模型,从八大区域分析我国建筑业碳排放效率水平。以2003—2014年我国建筑业碳排放为实证,结果表明:我国建筑业碳排放效率逐年提升,投入指标冗余逐年降低;建筑业碳排放技术效率水平分为三个层次,北部沿海、东部沿海为高效区,大西北为低效区,其他区域为中效区;建筑业投入指标冗余现状表现为资本存量和碳排放冗余较高,机械设备冗余居中,劳动力冗余较低。从提升区域建筑业碳排放效率和降低区域建筑业投入指标冗余两方面提出减排策略,研究成果可为区域化建筑业减排提供决策依据和理论指导。     

兰坪铅锌矿区不同污染梯度下优势植物的重金属累积特征

对兰坪铅锌矿区污染程度不同的3个样地(云南松林、魁蒿群落和马桑灌丛)进行植被调查,选择其中9种共有的自然生长的优势草本植物为研究对象,测定了土壤及植物体的重金属含量。结果显示,3个样地土壤Cu、Cd、Pb和Zn等4种重金属含量均表现为马桑灌丛>魁蒿群落>云南松林;植物体内重金属积累呈现出随着土壤污染程度增加而增加的趋势;所选择的9种植物均不符合超富集植物的标准,依据不同的耐性机制将9种植物分为3类,野棉花能较强吸收土壤中重金属,并转移到地上部分,属于富集型植物;西南金丝梅、倒提壶、长籽柳叶菜、魁蒿、翻白叶和四脉金茅吸收的重金属主要积累在根部,属于根部囤积型植物;尼泊尔蓼和中华山蓼体内重金属含量较低,属于规避型植物。讨论了利用这些植物进行矿山治理。     

产品碳足迹评价方法及在服装产品的应用

在全球气候变暖的大背景下,促进碳减排是企业和社会的共同责任。要推动企业的碳减排,必须先对企业的碳排放情况有全面的认识。文章在界定产品碳足迹基本含义的基础上,从全生命周期分析的角度对产品碳足迹分析的一般方法进行了阐述,指出产品碳足迹的核查应包含生命周期各个环节的碳排放,而碳排放既包含产品生命周期中温室气体的排放,也包含产品的能源消耗。在此基础上,分析了服装产品全生命周期包含的阶段,并对各个阶段碳足迹的计算方法进行了分析,旨在对服装全生命周期的碳排放有一个全面的认识,以推进服装产品的碳减排。