基于MCR模型的现代城市绿地海绵体适宜性分析

【目的】探索用于区分保护型绿地海绵体和建设型绿地海绵体的定量评估方法,同时检验MCR模型运用在城市绿地海绵体适宜性评估中的可行性,为海绵城市建设提供新的方法依据。【方法】将城市用地的扩张假设为生态保护用地扩张和城市建设用地扩张两个水平扩张过程,以扬州市为例,选取适当的生态源与城市建设源,从生态和社会两方面收集指标构建阻力因子体系,在MCR模型框架下利用ArcGIS的成本距离工具进行扩张过程的模拟,用F_MCR差值=F_{MCR生态扩张}-F_{MCR建设扩张}来表明最终的绿地海绵体适宜属性。【结果】基于扬州市绿地海绵体的MCR差值结果与33处城市潜在绿地海绵体耦合分析得出,MCR差值>0的区域为天然绿地海绵体,适宜严格保护; MCR差值<0的区域为可进行人工建设干预的海绵体,适宜与城市雨水设施相衔接。【结论】MCR模型能够精确、直观地反映城市潜在绿地海绵体的适宜属性和未来利用方向,便于针对不同的海绵体类型采取不同的建设措施。     

黑河市森林火灾碳排放的计量估算研究

根据黑河市森林调查的实测数据和1971—2011年间森林火灾的统计资料,采用地理信息系统(GIS)技术,通过大量野外火烧迹地的调查,结合实验室的控制实验,确定森林火灾碳排放的各计量参数,并利用排放因子的方法,估算了黑河市41年间森林火灾碳排放量和含碳气体排放量。结果表明:41年间黑河市森林火灾碳排放量为4.00×10⁷ t,年均排放量为9.76×10⁵ t,约占全国年均森林火灾碳排放量的8.63%; 含碳气体CO₂、CO、CH₄和非甲烷烃(NMHC)的排放量分别为1.24×10⁸、6.51×10⁶、4.30×10⁵和3.47×10⁵ t,年均排放量分别为3.01×10⁶、1.59×10⁵、1.05×10⁴和8.46×10³ t,分别占全国年均森林火灾各含碳气体排放量的7.42%、5.86%、9.37%和7.49%。研究发现针阔混交林型的森林火灾面积占总过火林地面积的42.73%,由于该林型燃烧效率较低,其森林火灾中的碳排放量仅占排放总量的29.61%,且CO₂的排放因子较低,其CO₂排放量仅占CO₂总排放量的30.11%。同时研究表明,黑河市年均碳排放对该市的碳循环与碳平衡产生重要影响,针对研究结果提出了合理的林火管理路径。     

公园绿地及周边环境PM2.5浓度特征及影响因素

【目的】评价城市公园对降低大气PM_2.5质量浓度的作用,同时探讨环境因素对PM_2.5质量浓度的影响。【方法】以北京市北小河公园为研究对象,通过PM_2.5质量浓度监测仪测定公园绿地内、公园附近建筑室内及公园道路旁(开敞空间)的PM_2.5质量浓度,对公园及其附近建筑室内与道路旁PM_2.5浓度做差异对比分析,同时监测温湿度、风速及气压、车流量,以分析环境因素对PM_2.5质量浓度的影响。【结果】①公园及其附近建筑室内与道路旁PM_2.5浓度日变化趋势基本一致,呈现双峰单谷型,即早晚高、白天低。②无污染或轻度污染时,公园绿地PM_2.5质量浓度均低于道路旁及附近建筑室内,PM_2.5质量浓度分别降低了5.7%和6.9%,说明公园绿地对PM_2.5有一定的滞留作用; 中度污染天气条件下,公园内PM_2.5浓度同样低于道路旁与建筑室内,降幅分别为3.6%和7.3%,公园绿地对PM_2.5仍有一定的滞留作用; 重度污染质量条件下,公园内PM_2.5质量浓度略低于道路旁,降幅仅为0.3%,而比建筑室内升高了5.5%。③公园绿地PM_2.5质量浓度与温度、风速呈负相关关系,与相对湿度、气压呈正相关关系; 道路旁PM_2.5质量浓度与车流量呈正相关。【结论】在中度污染及以下环境空气质量条件下,公园绿地对PM_2.5有一定的滞留作用,说明公园绿地对PM_2.5滞留作用的发挥受一定的环境空气质量条件的制约。     

植被空间类型对城市绿地碳中和绩效的影响

【目的】通过构建城市绿地植被碳中和绩效评估体系,分析植被空间类型对绿地碳中和绩效的影响,为“双碳”目标下的城市绿地建设提供理论参考。【方法】基于生命周期评估视角,以安徽省青阳县三角洲公园为例,将绿地营建分为材料生产与运输、场地施工与种植、绿地运营与维护3个阶段,并结合开敞型、半开敞型、覆盖型和遮蔽型4种植被空间类型,进行碳排放与碳汇的模拟计算,进而分析碳中和绩效。【结果】植被空间由开敞转向遮蔽时,总碳排放量快速增长且趋势加快,3个阶段碳排放量占比依次表现为下降、持平和上升;总碳汇量及净碳中和量表现为趋势放缓的逐步增长,而碳中和所需年限对应表现为趋势放缓的逐步减少,由开敞型的43.9 a减少到遮蔽型的24.6 a,两者放缓的趋势都意味着植被空间的遮蔽程度对于碳中和绩效的提高是有限度的。【结论】城市绿地植被空间类型对碳中和绩效存在影响,针对其“开敞—遮蔽”特征总结了碳排放与碳汇两方面对策：碳排放方面,提倡减少机械使用、选择环保材料、控制施工破坏及提高能源利用效率等策略;碳汇方面,提倡选取当地碳汇优势树种、调节植被群落结构和结合生命周期进行绿地调控管理等策略,以因地制宜地改善绿地碳中和绩效。     

基于能值理论和生态服务价值的重庆市生态GDP核算

【目的】核算重庆市生态GDP,评估经济增长GDP中资源环境的消耗成本和生态收益,以期将生态理念植入社会经济发展,为经济高质量发展政策的制定提供一定参考。【方法】采用能值分析法和生态服务单位面积价值当量表分别核算资源环境损害价值和生态服务价值,进而从GDP中减去资源环境损害价值再加上生态服务价值后剩余的GDP即为生态GDP,并将重庆市“九五”、“十五”、“十一五”及“十二五”4个规划期的生态GDP与绿色GDP、GDP进行对比分析。【结果】1)资源耗减和环境损害价值从84亿美元增至1419亿美元,资源耗减价值增长明显;2)生态服务价值从490亿美元增长至772亿美元,生态服务价值增长相对较缓慢;3)生态GDP从589亿美元增至1862亿美元。“九五”时期和“十五”时期生态GDP最大,GDP次之,绿色GDP最小;“十一五”时期和“十二五”时期GDP最大,生态GDP次之,绿色GDP最小。【结论】直辖以来重庆市经济持续增长但同时自然资源和生态环境的“透支”较大,即使在得益于一系列生态文明建设政策举措后生态服务价值持续提升下,也难以抵消资源环境损害价值,因此经济高质量发展不仅要加快生态文明建设,也要注重资源高效低耗利用。
     

能源消费背景下河南省碳排放测算及碳达峰预测

区域碳减排对中国实现“双碳”目标起着重要作用，预测区域能源消费碳达峰时间及峰值大小对实现“双碳”目标具有重要意义.以河南省为例，运用IPCC法测算2000-2019年河南省能源消费碳排放量，基于STIRPAT扩展模型及岭回归法分析能源消费碳排放影响因素，并预测不同情景下2020-2040年全省达峰值及达峰时间.结果表明：(1)2000-2019年河南省能源消费CO₂排放量及人均CO₂排放量均呈倒“U”型趋势，碳排放强度呈现持续下降趋势.(2)正向影响因素对能源消费碳排放量作用程度大小依次为产业结构(1.900%)、城市化率(0.602%)、人均GDP(0.231%)和能源强度(0.079%),负向影响因子的作用程度大小依次为人口规模(-2.659%)和能源结构(-0.888%).(3)碳达峰值范围均在1.73～1.86亿t之间，达峰时间均出现在2029年.在节能情景下达峰值最低，约为1.73亿t;在无序情景下达峰值最高，约为1.86亿t.综合6种情景发现，人均GDP、城市化率和能源结构呈中低速增长，且人口规模、能源强度和产业结构呈中高速发展，...     

去除水体中F-和SO2-4的吸附材料

选择火山渣、 骨炭、 粉煤灰和锰砂为吸附材料, 考察其去除水体中F^-和SO^2-₄的性能, 并将火山渣和骨炭进行改性, 研究其改性后的动力学规律. 结果表明： 火山渣和骨炭对F-的吸附量分别为0.092,0.041 mg/g, 对SO^2-₄的吸附量分别为5.72,3.99 mg/g; 粉煤灰和锰砂对F^-的吸附量均低于0.020 mg/g, 均未吸附SO^2-₄;Al₂(SO₄)₃可作为改性剂; 经质量分数为10%的Al₂(SO₄)₃联合热改性后火山渣对F^-的最大吸附量为0.099 mg/g; 经质量分数为10%的Al₂(SO₄)₃化学改性后火山渣对SO^2-₄的最大吸附量为5.93 mg/g; 二者动力学吸附规律均符合准二级方程.     

生物炭添加对土壤冻融过程中温室气体排放的影响

【目的】研究模拟生物炭添加对土壤冻融过程中二氧化碳(CO₂)、甲烷(CH₄)和氧化亚氮(N₂O)排放的影响,为冻融期土壤温室气体的减排提供参考。【方法】以伊犁河谷典型农田为研究对象,野外采集原状土柱,并在室内模拟不同幅度的冻融过程(+5 ℃、-5 ℃～ +5 ℃和-10 ℃ ～ +10 ℃),探求冻融过程中土壤CO₂、CH₄和N₂O排放对生物炭添加(0、20和40 t/hm²)的响应特征。【结果】与不添加生物炭的处理相比,添加生物炭会使冻融过程中的土壤CO₂排放量提高1.1～1.4倍,但该影响远小于冻融作用对土壤CO₂排放的促进作用(为CK的1.5～3.2倍); 虽然冻融作用未显著(P > 0.05)影响土壤CH₄的累积排放量,但生物炭的添加显著(P < 0.05)促进了45.5%～81.8%的CH₄吸收量; 冻融作用使土壤N₂O的累积排放量提高了1.3～3.0倍,生物炭降低了冻融过程中10.2%～30.9%的土壤N₂O排放量,但在多数情况下这种减小并不显著(P > 0.05)。【结论】模拟生物炭添加会增加土壤冻融过程中CO₂的排放,也会促进CH₄的吸收和N₂O的减排。     

山东省经济发展与环境污染关系实证研究

环境库兹涅兹曲线(EKC)是描述污染问题与经济发展之间关系的常用模型,一般情况下呈倒U形.通过对山东省1990～2005年的人均GDP与工业三废排放量之间的关系分析,分别建立二次和三次环境库兹涅兹曲线模型.研究发现,山东省人均废气排放量与人均GDP符合倒U型模型,而人均二氧化硫排放量、人均烟尘排放量、人均固体废弃物排放量与人均GDP之间不符合倒U型模型.文章从环境保护成效、环境政策成本和经济增长模式三个方面评述了山东省环境经济政策,并提出环境保护与经济发展综合决策机制和政策框架.     

长三角区域酸雨类型转变趋势研究

【目的】酸雨是人类面临的重要环境问题,而我国长三角区域已成为全球重要酸雨影响地区之一。目前,我国已对SO₂排放进行了有效控制,但随着氮氧化物排放量显著增多,氮沉降问题逐渐加剧。为此,探究长三角区域的酸雨类型转变趋势,为现在及将来酸雨危害严重地区森林生态系统恢复和可持续经营发展提供理论依据。【方法】将长三角区域作为研究对象,以上海、南京、苏州和宁波4个城市为代表,通过分析4个城市降水及大气排放物特征,了解区域酸雨类型的特点。【结果】长三角区域多年平均降水pH和酸雨频率分别为4.87±0.28和(57.12±18.67)%,大气中SO₂含量逐年显著下降,但是4个代表城市大气NO₂含量变化趋势存在差异。其中,上海和南京地区NO₂含量缓慢下降,而苏州和宁波地区NO₂含量则仍然呈显著上升趋势。降水pH仍然受SO₂含量变化的显著影响,降水中硫氮比( {\mathrm{SO}}_4^{2-} 与 {\mathrm{NO}}_3^{-} 含量比)从20世纪90年代的7.5左右下降到当前的2.0左右,区域酸雨类型已经转变为硫酸-硝酸混合型。【结论】长三角区域仍然受到酸雨影响,且酸雨中硫氮比正逐渐降低,酸雨类型发生了转变,这将对长三角区域生态系统提出更加严峻的考验。     

城市游憩型公共开放空间服务能力的测度——以南京市中心城区为例

【目的】基于行政区—街道—居住区尺度,剖析公共开放空间社会游憩服务本质并针对性地提出其服务优化策略。【方法】借助GIS、RS技术,以南京市中心城区游憩型公共开放空间为研究对象,分别从公共开放空间服务供给能力、居民游憩需求以及交通渠道3个方面,根据可达性相关指标定量化分析其服务能力。【结果】①供给侧:研究区公共开放空间数量略显不足且分布较为不均衡,结合人口分布表现为老城区服务效率较高、边缘区域则较差。②需求侧:结合人口分布,老城区80.15%的居住区属于游憩需求冷点地区,边缘地区需求热点则较多。③4种交通方式下公共开放空间可达性差异明显:机动车可达性最佳; 其次为非机动车和公共交通; 步行可达性最差,仅有35.13%的居民可以在20 min内步行到达临近的公共开放空间。【结论】从供需双向出发评价公共开放空间游憩绩效水平,并结合城市总体规划和居民游憩需求合理布局以及构建慢行系统3个方面提出了优化策略。研究结果能缓解当前以南京为代表的密集型城市中游憩空间供给不足与居民生活休闲需求激增之间的矛盾,并对接南京市新一轮总体规划的编制,为城乡规划实践提供参考。     

基于i2SFCA的新乡市主城区公园绿地空间步行可达性分析

【目的】分析城市公园绿地空间的可达性,以有效衡量城市居民需求与公园绿地供给的关系,提高城市公共服务水平。【方法】以两步移动搜索法(two-step floating catchment area method,2SFCA)为基础,引入Huff模型,提出改进的两步移动搜索法(improved two-step floating catchment area method,i2SFCA),以河南新乡市主城区为研究区域,对比两种方法计算城市公园绿地步行条件下的空间可达性,并用GIS进行分析。【结果】i2SFCA比2SFCA方法更具适应性和灵活性,尤其是在边界区域的绿地可达性计算中表现更为明显;新乡市主城区中公园绿地分布不够均衡,各片区之间空间可达性分布差距较大,呈西低东高的格局;主城区人口与公园绿地可达性的空间分布不够协调,亟须改善高人口密度而低可达性片区。未来城市公园绿地建设中,应进一步平衡绿地的分布格局,增加小型街头绿地,完善带状绿地,提高绿地的服务质量。【结论】通过两种计算空间可达性方法的实验对比得出,i2SFCA方法更有优势,可明确城市中公园绿地资源缺乏区域,为提高城市社会服务水平提供数据基础。     

城市生态系统健康及其障碍度评价——以南宁市为例

根据城市生态系统健康内涵,从活力、组织力、恢复力等5个方面选取28个指标,构建城市生态系统健康评价指标体系,以南宁市为例,借助生态系统健康指数及障碍因素诊断模型,对其2006—2012年的生态系统健康及其障碍度进行评价,结果发现:南宁市生态系统健康状况不断好转,经历了由不健康到健康(2012年)的演变过程,但要达到很健康仍需做出更大努力;人口预期寿命、城市居民人均可支配收入、万人拥有医生数、人均GDP、万元GDP水耗、万元GDP能耗、婴儿死亡率等是影响城市生态系统健康变化的主导因子;从子系统看,城市服务功能不足是制约南宁市生态系统健康发展的主要障碍因素;从单指标因素看,环境保护支出占GDP的比重、人均水资源、人均GDP、城市人口密度、人均公共绿地面积和每万人拥有公共汽车台数是制约南宁市生态系统健康发展的主要障碍因子;根据上述结论,进一步提出了促进南宁市生态系统健康发展的建议.     

基于灰色关联的洛阳市空气质量影响因素分析

以洛阳市2006年至2009年的市区空气质量为例,利用灰色关联分析法对影响空气质量的因素进行了分析。分析结果表明:洛阳市空气质量的首要污染物是可吸入颗粒物(PM₁₀),空气质量呈现煤烟型和尘污染的复合特征;烟尘排放总量、城市机动车辆总数、人均公园绿地面积和二氧化硫排放总量是影响洛阳市空气质量的主要因素。改善城市燃料结构、控制机动车辆的尾气排放和加强城市绿化建设是改善城市空气质量状况的最有效手段。     

贵阳市生态承载力评价及其障碍因素诊断

根据城市生态承载力内涵,从压力系统和支持力系统2个方面选取30个指标,构建了城市生态承载力评价指标体系,借助生态承载负荷度模型、生态承载力综合评价模型、障碍因素诊断模型,对贵阳市生态承载力进行评价并对其障碍因素进行诊断,结果显示:研究期内,贵阳市生态系统压力呈波动减小趋势,支持力则呈上升趋势;2003—2007年,生态承载高负荷,2008—2014年,生态承载低负荷;生态承载力不断提高,生态系统正在向良性方向发展;生态系统支持力对贵阳市生态承载力的影响具有主导作用;城市化率、人均公共绿地面积等16个因子是影响贵阳市生态承载力变化的主导因子;万元GDP烟尘排放量、万元GDP能耗、万元GDP废水排放量、万元GDP二氧化硫排放量、万元GDP工业固体废物产生量5个因子是目前制约贵阳市生态承载力提升的关键障碍因子.根据上述结论,提出相应的建议,以促进贵阳市生态承载力进一步提高.     

基于PCA-BP神经网络的PM2.5季节性预测方法研究

【目的】分季节预测PM_2.5浓度值,利用PCA方法对数据进行降维,分析季节及气象因素对PM_2.5的影响,在提高预测准确率的同时降低时间复杂度。【方法】以合肥市2014—2017年的PM₁₀、SO₂、CO₂、CO、O₃浓度值,以及同时段的气象因素值,对PM_2.5浓度进行预测。数据分析中发现PM_2.5在不同季节浓度差异较大,故本研究选择分季节进行预测;为了提高预测准确率,加入如风力、温度、湿度、气压等气象因素进行预测,同时采用主成分分析(PCA)的方法进行数据降维,将降维后的数据再输入BP神经网络模型进行预测。【结果】实验采用3组实验进行对比:5种污染物指标(PM_2.5-5)预测PM_2.5、加入气象因素的综合12项指标(PM_2.5-12)预测PM_2.5、对综合指标进行PCA处理后的(PM_2.5-PCA)预测PM_2.5。实验结果表明:4个季节的PM_2.5浓度值有较大变化,均方根误差(RMSE)的差值较大;采用PM_2.5-PCA的方法,在任何季节的RMSE均有降低,相关系数(r)均有所提高。【结论】PM_2.5浓度具有季节性特征,采用季节性预测方法可以提高预测准确率;同时采用PCA方法进行降维,可以在保证准确率的同时降低预测时间复杂度。     

泰安市城区土地集约度的动态评价

以中心城市建成区范围内的土地为研究对象,结合泰安市的实际情况,以土地投入、产出和生态环境三个方面为切入点,设计了3个项目层(目标层、准则层和因子层),选择了11个指标因子(地均固定资产投入、地均铺装道路面积、地均从业人员总数、地均财政收入、地均消费品成交总额、地均GDP、人均GDP、人均城市用地、人均住房、绿化覆盖率和人均公共绿地),构建了评价指标体系.并采用多因素综合评价模型,计算了泰安市1990,2000和2007年三个时期的土地集约利用综合分值.结果显示,泰安市建成区的土地集约利用在土地投入、产出和生态环境等方面都有一定程度的提高,其中,不同的指标因子对于土地集约程度提高的贡献有显著的不同:固定资产投入、地均财政收入、地均GDP、人均GDP、人均公共绿地等指标因子的显著变化,为提高土地集约利用程度起到了积极的作用.而地均铺装道路、地均从业人员数、绿化覆盖率等指标因子变化不明显,没有起到应有的作用.     

合肥环城公园开放空间与游憩行为关系研究

目的 探究各类开放空间与游憩行为之间的关系,提出该类型城市公园开放空间的景观提升与规划建议。方法 以合肥老城区的环城公园开放空间为研究对象,采用游憩行为观察法(SOPARC)、大数据分析、核密度估算法(KDE)、主成分分析等研究方法,从定性和定量相结合的角度把握该类城市公园开放空间与游憩行为之间的关系。结果 ①城市公园开放空间中游憩行为的需求主要来自附近居民、儿童及老人;②不同类型的开放空间与游憩行为之间的关系差异较大:绿化空间中游憩行为数量和丰富度最高;铺地空间和广场空间游憩行为发生频率较高,但类型较少;滨水空间游憩行为频率和丰富度均较低;③空间开敞度、空间绿化与铺装程度、空间可达性、空间亲水性是空间品质的主要影响因子;④大部分空间中观赏性游憩行为每百平方米密度低于3.0件,且主要集中在滨水空间;休闲性游憩行为每百平方米密度最高达10.34件;娱乐性游憩行为密度整体较低且波动趋势平缓;体育性游憩行为密度波动较大。结论 城市公园开放空间内游憩行为的类型和特征差异较大,且各类游憩行为对空间品质的偏好度不同。     

天津市工业污染负荷输出与经济增长的关系

基于环境库兹涅茨曲线假说,采用天津市1989—2010年的历史数据,从工业排放物、工业污染源和工业污染负荷3个方面对天津市工业污染的现状进行分析,研究了该市人均GDP与工业"三废"之间的关系.研究结果表明:在被调查的14个工业行业中,化工制造业和机械制造业化学需氧量(chemical oxygen demand,COD)的等标污染负荷值较高,分别为169.30和106.15,这2个行业的COD污染负荷比为48.82%,其废水、COD和氨氮排放量均较大,是对天津市水环境影响较大、需要重点治理的行业.工业废水排放量和人均GDP具有一般相关性;工业废气排放量和固体废物产量均与人均GDP存在显著相关性.人均GDP与工业固废产生量之间的三次函数曲线系数R2=0.967 4,但其拟合曲线还处于环境库兹涅茨曲线左侧阶段;人均GDP与工业废气排放量拟合曲线符合环境库兹涅茨曲线的倒"U"模型,拐点在40 961元,说明工业废气的排放已得到一定控制,开始向良性化方向发展.