乌鲁木齐城市生态系统健康评价模型的研究

文章介绍了城市生态系统健康的理论与方法,针对乌鲁木齐市的地理、气候和生态特点,研究了干旱气候城市的生态系统健康评价指标。根据2002-2011年乌鲁木齐市统计数据,利用城市生态系统健康评价模型,分析了乌鲁木齐市近10年城市生态系统健康状况随时间变化趋势。2002-2011年的评价结果表明,乌鲁木齐市近10年的城市生态系统健康状况整体呈好转趋势,但隶属度结果表明好转的速度较慢,乌市的城市生态系统健康状况具有较大的上升潜力与空间。随后针对城市生态系统健康的薄弱环节进行分析,确定乌市城市生态系统水平的制约因素,并提出了具有针对性的调整措施,从而为乌市建设生态城市提供科学依据,为今后干旱地区城市生态系统研究提供参考。     

特大城市集群绿色发展与生态足迹关联特征

本文以成渝城市群、长江中游城市群和长三角城市群为研究对象,解析不同空间尺度下绿色发展与生态足迹时空变化特征,并结合耦合协调度模型、环境库兹涅茨曲线（EKC）理论探究绿色发展与生态足迹的关联特征。研究表明,长江经济带城市群2000—2015年绿色发展水平逐年提升,约16.44%的城市达到较高水平,空间上呈现“东部高、西部低”的特征。人均三维生态足迹增长逐渐趋缓,成渝城市群达到峰值（5.21hm²）后逐年稳定下降。长江经济带绿色发展与生态足迹处于良好协调状态,绿色经济的快速发展带动了耦合协调度的提高。绿色发展与生态足迹存在倒“ U”形EKC曲线关系,由于自然资源基础和产业结构差异,成渝城市群（拐点出现在2008年）绿色发展与生态足迹协调关系好转早于中下游城市群（拐点分别在2019年、2012年）。四川、安徽应作为降低资源消耗的重点对象,未来应进一步加强区域中心城市的辐射带动作用,拉动周围城市提高绿色发展水平。研究成果能为区域绿色发展与生态环境协同管理提供思路与理论支持。     

青藏高原农牧业生态风险时空变化特征与分区防控

青藏高原地区是我国重要的生态安全屏障、战略资源储备基地,农牧业是青藏高原涵盖范围最广的产业,明晰其生态风险对实现青藏高原农牧业可持续发展具有重要意义。构建了青藏高原农牧业生态风险评价体系,并以216个县域为评价单元,分析1990—2015年农牧业开发综合生态风险的时空分布及其重心转移规律,并结合区域农牧业开发强度实现农牧业生态风险权衡分区。结果表明：（1）青藏高原综合生态风险总体有上升趋势,呈“东部多核聚集、西部零星散列”的分布格局。（2）风险重心向西北方向移动,风险主趋势方向转为西北—东南走向。（3）青藏高原限制开发区面积占比最大为50.84%,其次为发展预警区与自然恢复区,青藏高原整体农牧业开发强度较高,应在保障高原生态安全屏障功能的情况下减缓农牧业开发。针对区域特征提出农牧业发展方案,以期为青藏高原地区农牧业开发生态风险防范及发展规划提供科学指引。     

2008~2017年中国地级市化肥施用碳足迹的时空演变格局

本研究收集整理近10年来我国地市年鉴化肥施用数据,基于生命周期分析思想定量研究我国2008~2017年地市尺度的化肥施用碳足迹时空演变特征.结果表明：2008~2017年,我国化肥施用碳足迹以2013年为节点呈现"先增大后减少"的单峰变化,2015年我国氮、磷和钾肥施用总碳足迹负荷为1.97t CO₂eq/hm²,较发达国家平均水平高出50%以上;在化肥生产和施用的全生命周期阶段,生产和运输过程的温室气体排放占比较高（60%以上）;氮肥的施用贡献了约91%的总化肥施用碳足迹;超过3/4的地市化肥施用碳足迹负荷过高,主要位于我国三大粮食主产区（华北平原,东北平原和长江中下游平原）;2013年以后仍有33个地市的化肥施用碳足迹依然保持增长,这些地区主要位于新疆,云南和黑龙江等地.本研究揭示了近10年我国化肥施用碳足迹的变化过程,可为我国绿色农业发展和温室气体相关政策制定提供一定参考依据.     

三峡工程的运行对洞庭湖水环境容量的影响

以COD、TN、TP为例,讨论了三峡工程运行前后洞庭湖水环境容量的变化,并对其产生原因进行了分析,结果表明,三峡工程的运行增加了洞庭湖枯水期的水环境容量,而在丰水期有小范围的降低。总体来看,在全年的大部分月份中三峡工程的运行在一定程度上提高了洞庭湖的水环境容量,对洞庭湖水体状况的改善起到了积极的促进作用     

基于双层规划模型的城市固体废物管理系统优化研究

采用变权重组合模型和情景分析法,对北京市的城市固体废物(MSW)产量进行有效地预测.预测结果表明,北京市垃圾产量增幅不大但处理设施容量存在缺口.在科学预测的基础上,构建以温室气体(GHG)控制为上层目标,系统成本最小化为下层目标的双层规划模型(BLPMGMC).该模型的结果表明,焚烧和堆肥将是北京市MSW的主要处理方式;在3个规划时段内,GHG总排放量达到1.67×106t(以CO2当量计),填埋场的CH4和焚烧厂的N2O是GHG排放的主要贡献者;系统总成本达到7.0×109元,其中,65%的成本来自于焚烧厂和堆肥厂.4种模型结果的对比分析表明,双层规划能提供综合经济和环境因素的管理方案.     

1990~2018年长江经济带农田氮素平衡转变特征

利用"氮素平衡模型"评估了1990~2018年长江经济带农业生态系统的氮素平衡情况,并利用去势分析、相关分析、莫兰指数等方法探索了长江经济带农田氮素平衡的时空演变特征.结果表明：农田氮素输入总量呈上升趋势,氮输出总量变化趋势微弱,氮剩余总量呈逐年递增趋势.时间上,去趋势后的氮剩余量变化以2004年为转折点呈现先增加后减小的特征;1990~2018年东部、中部、西部氮剩余量变化趋势与研究区域整体变化基本一致,但地域性差异显著,东部氮剩余增长速度最快,其次为中部、西部.空间上,东部和中部地区由氮负荷状态转变为氮剩余状态,西部地区氮剩余情况加重;氮剩余在空间上出现较为显著的空间集聚现象,主要发生在四川省和江苏省.氮剩余量空间分布集聚性现象呈较显著的方向性特征,由东北向西南方向转变,并且随着离散程度趋于缩小,沿着长江流域方向的积聚程度逐渐增大.     

不确定条件下的区域能源-大气系统优化模型

以北京市丰台区能源-大气系统为实际案例,结合区间机会约束规划方法,以区间参数和随机参数反映系统的不确定信息,以能源系统总成本最小化为目标函数,以能源供需、热电生产、新能源消费、大气污染物排放等为主要约束条件,建立了区域能源-大气优化模型。通过交互式算法,确定了不同风险水平下的优化方案。研究结果表明:丰台区将建立以天然气为主要能源载体,燃气发电供热为主,新能源发电供热为补充的多元化能源系统。     

北京市垃圾填埋气体排放模拟及CDM现状分析

为了理清北京固废系统潜在的环境影响及相关机制发展状况,本研究基于填埋气逸出模拟对北京市固废系统中的填埋气排放和CDM项目进行研究分析。将中国垃圾填埋气模型应用到北京市,预测其潜在垃圾填埋气排放总碳当量达0.97亿t,2026年左右迎来产气高峰,排放量为54 367 m3/h,碳当量达228万t,2015—2040年间的碳当量占比约53.3%;北京市CDM数据分析显示,2010年以来北京市CDM项目发展良好,但较全国水平稍显滞后,其垃圾填埋气回收利用项目占北京市获批CDM项目总量的11.1%,签发数比例约33.3%,远低于全国水平的41.82%。研究表明:北京市固废系统即将步入产气高峰期,潜在碳排放量巨大,势必将给北京市的温室气体减排工作带来切实压力,但是相关CDM项目发展不适应当前的减排需求,急需加强和改善北京市的城市固体废物管理,推进相关CDM项目在北京的良性发展。     

基于不确定性的水资源配置双层模型及其实证研究

针对水资源管理系统的不确定性和复杂性,引入区间参数表达系统中的不确定信息,建立了反映水资源管理者和使用者之间层次关系的区间双层规划模型,并以北京市丰台区水资源管理系统为例进行实证研究.同时,基于交互式算法和模糊满意度算法,用Lingo软件编程求解,确定了丰台区水资源的优化配置方案.规划结果表明:丰台区水资源管理系统的供需水量基本达到平衡,75%的供水量来源于本地地表水和南水北调水源;规划期内的系统经济效益预期达到2.22×10~9~5.16×10~9元,COD排放量将达到1.47×10~4~1.89×10~4t.区间结果提高了优化方案的灵活性,系统满意度体现了上层决策者与下层决策者的交互.其次,通过设计4种COD最大允许排放情景,说明了不同的COD排放约束将对规划结果产生重要影响.最后,通过3种模型的对比分析可以为丰台区水资源配置提供不同发展情景下的优化方案.