农业水足迹生产和消费协调度评价及调控研究

水资源是京、津、冀区域发展的最大短板,农业用水所占比例虽然持续降低,但2018年仍占用水总量的54.1%,评价农业水足迹生产和消费协调度状况对提高水资源承载力有一定意义。基于京、津、冀农业灌溉用水、气象、作物产量等数据,核算并分析作物水足迹的生产和消费时间变化特征,构建水足迹生产和消费协调度评价模型,基于系统动力学模型模拟农业水资源承载力变化。结果表明:京、津、冀作物虚拟水含量在2000—2015年间年际变化整体呈下降趋势;北京、天津、河北的农业水足迹生产和消费协调度年际变化整体呈上升趋势,用系统动力学模型模拟时,入渗系数上调10%为0.77,灌溉水利用系数取北京市的值0.732,在区域蓝水消耗不增加的状况下,2015年,京、津、冀的小麦、玉米、蔬菜模拟产量分别比实际产量增加43.3万、50.1万、237.2万t,其他作物的模拟产量都可以获得不同程度的提高。     

基于灰水足迹视角的浙江省工业出口结构优化研究

当前浙江省水质型缺水情况日趋严重,基于灰水足迹视角探究浙江省工业出口结构优化途径,可为当地加强需水管理、缓解水质型缺水提供依据。基于投入产出法量化浙江省工业出口灰水足迹量,采用LMDI因素分解法分析该省工业出口灰水足迹的贸易结构变化效应,并探究浙江省为降低灰水足迹而优化工业出口结构的途径,得到以下结论:(1)与2007年相比,2010年浙江省工业出口灰水足迹降低了3.34×1011m~3,从降低灰水足迹角度出发仍存在一定的优化空间;(2)浙江省在加强需水管理缓解水质型缺水问题中,可重点降低造纸印刷及文教体育用品制造业、化学工业、纺织业、金属冶炼及压延加工业等4部门的出口比重。从灰水足迹角度研究了浙江省工业出口结构优化问题,并选择了相对简便的出口结构调整方法,可提高研究的针对性与实用性。     

水足迹视角下江西省环鄱阳湖水资源利用评价

为掌握鄱阳湖区域水资源利用情况,探索今后环鄱阳湖区水资源利用发展方向,研究了江西省鄱阳湖周边的九江、上饶、南昌、景德镇、抚州、鹰潭6个市的水资源情况,以水足迹视角出发结合水资源评价体系与脱钩评价模型,分别计算了各市各部门的水足迹强度以及整个区域内水资源利用开发情况。结果显示:环鄱阳湖区农业水足迹对总水足迹影响最大,总水足迹强度与当地农业发展程度有关;农村人均生活水足迹与灰水足迹较城镇人口更大;环鄱阳湖区人均水足迹由1 337.68 m3·人-1上升至1 385.72 m3·人-1,水资源匮乏度和压力指数分别降低13.9%和12.8%;环鄱阳湖区总体水资源利用水平为中等,开发潜力较为一般;根据"以水定城"预测结果,环鄱阳湖区2020年和2030年,承载人口分别能达到4 949.2万人与4 663.8万人,预测GDP分别能达到8 350.9亿元与1 6701.9亿元。     

水生态足迹及适应性理论视角下的中国省际水安全评价

将水生态足迹和水生态承载力的方法应用到水安全评价领域,与多指标评价法相结合,以中国31个省市为研究对象,测算了各省市的水压力指数、水适应指数和水安全指数,探究了中国经济规模、社会发展以及科技水平与水资源利用的协调发展关系。结果显示:受年际水资源量丰枯的影响,各省市的水压力指数呈波动趋势,在空间分布上,水资源量较为丰富的南方地区水压力指数较低,严重缺水的华北地区水压力指数较高;而随着经济的发展和科技的进步,各省市的水适应指数逐年升高,在空间分布上,经济发达、科技水平较高的东部沿海地区的水适应指数较高,水的协调性安全程度处于全国较高水平。二者结合得出的水安全指数显示:受水压力指数年际波动的影响,水安全指数年际变化也呈波动趋势,水安全指数呈由南向北递减的趋势,东南沿海地区的水安全程度较高,而华北地区的水安全形势较为严峻。     

锡林浩特市胜利矿区近30a植被覆盖度变化研究

为研究内蒙古锡林浩特市胜利矿区近30 a植被覆盖度变化情况及其影响因素,采用Sen斜率估计和M-K检验法分析NDVI变化趋势;基于像元尺度分析植被变化,研究其空间差异性;通过转移矩阵研究植被覆盖度稳定性、降雨和地形因子对植被覆盖度的影响程度。结果表明:(1)近30 a胜利矿区NDVI均值呈缓慢下降趋势;(2)植被损伤区面积占研究区总面积的23. 02%,分布于矿业景观和城镇建设景观;植被恢复区面积占研究区总面积的3. 11%,分布于人工草场与湿地;(3)植被覆盖度不稳定,易发生转移;(4)排土场高程和坡度与植被覆盖度呈显著负相关,坡向与植被覆盖度关系不显著。     

中国人均水足迹驱动效应分解与空间聚类分析

采用2000—2014年31个省份(除港澳台)的面板数据,利用IPAT模型对足迹强度、资本产出、资本深化和经济活度4个因素对人均水足迹数量的影响进行分解、分析,并引入LMDI分解模型进一步定量计算各因素的影响程度,利用ISODATA模型对各省份人均水足迹驱动因素进行空间聚类分析。得出主要结论如下:(1)我国人均水足迹数量变动是由足迹强度、资本产出、资本深化和经济活度4个因素共同作用的结果,在研究期间内,足迹强度对于人均水足迹数量变动一直呈现为稳定的减量作用,资本深化对于人均水足迹数量的变动一直呈现为稳定的增量效应;(2)从时间序列来看,资本深化效应对人均水足迹数量的变动起决定性作用,其研究期间的变异系数最低,为0.246 0,表现最为稳定,多年平均效应值为0.346亿m~3/万人;(3)各驱动效应在空间分布上有差异,其分布与地区经济发展水平和技术水平有关。     

搅拌模型下矿物的微波加热温升特性研究

为探讨复合矿物的微波加热机制,使用COMSOL Multiphyics软件,基于任意拉格朗日-欧拉(ALE)方法建立起环绕式微波加热模型来开展对不同组分结构和占比的复合矿物模型的温升特性研究.研究结果表明：相比于无搅拌加热模型,在铜片长度为5 cm,转速为(π/3) rad/s的环绕式模型中,矿物加热的效率更高,温度分布更均匀;复合矿物组分结构的变化会改变电磁波的分布,黄铁矿包裹方解石模型的微波加热效率低于方解石包裹黄铁矿模型;在黄铁矿包裹方解石模型中,黄铁矿厚度变化会引起电磁波相位变化,使得矿内电场热点和冷点偏移,并且其厚度大小在穿透深度前后对比,射入的电磁波强度差距较大,电场强度有显著差异;相同组分占比下,非均质矿物整体的电场模比复合均质矿物更低更稳定,组分间的电场强度更为接近;随着黄铁矿占比的增加,非均质矿物整体在微波加热30 s后的温度变化可分为小波峰区(0～10%)、大波峰区(10%～50%)、平稳区(50%～75%),组分间的温差逐渐变小.     

基于SPOT4-VGT的珠江流域植被覆盖时空变化特征

基于1998—2012年长时序SPOT 4-VGT归一化植被指数数据,在数据预处理的基础上,运用标准差和趋势分析法对珠江流域植被覆盖时空分布特征、波动特征和变化趋势进行了分析。结果表明:(1)1998—2012年,珠江流域月最大NDVI季节变化较明显,峰值出现在9月、极小值出现在2月,月均值为0.578,年最大NDVI均值整体呈上升趋势;在空间上,流域年最大NDVI均值为0.740,植被覆盖整体状况良好,但存在明显的空间分布差异。(2)1998—2012年,珠江流域NDVI的标准差存在明显的空间差异,年际波动较大的3个区域分别为珠江源喀斯特地区、流域中部广西盆地内的喀斯特地区和珠江三角洲地区。(3)近15年来,珠江流域年最大NDVI整体呈增长趋势,局部地区恶化。改善区域合计占总面积的57.29%,退化区域占总面积的9.20%,基本不变区域占总面积的33.51%。     

四川境内赤水河流域上中游水土流失时空变化研究

以国家级水土流失重点治理区赤水河流域上中游(四川境内)为研究区,以2000—2015年为研究时间区间,考虑修正后的通用土壤流失方程(RUSLE)中各影响因子,综合评价得到水土流失敏感性空间分布,按照国家标准将流域土壤侵蚀由低到高分为6个等级,同时结合变化斜率法利用GIS软件平台,分析15 a期间流域水土流失情况的变化趋势,为研究区水土流失及其防治工作提供理论依据。结果表明:2000—2015年期间,占研究区总面积34. 8%的区域水土流失呈增长趋势,65. 2%的区域水土流失呈降低趋势;水土流失显著增加的区域占6. 14%,主要集中在叙永与古蔺交界的几个乡镇;水土流失显著减少的区域占29. 43%,零星分布于研究区各处,最集中分布于合江县西北方向。赤水河流域上中游(四川境内)水土流失主要以中度侵蚀为主,空间分布特征明显,呈现南高北低的格局,轻度及以下水土流失区域主要分布在北部区域,极强烈和强烈水土流失区域集中分布于南部低中山区域。15 a间呈增长趋势的区域仅占流域全区的6. 14%,充分说明长期的治理初见成效。     

松花江流域(哈尔滨段)景观生态风险预测

文中以松花江流域(哈尔滨段)为研究区域,通过CA-Markov模型完成区域2025年景观格局预测;对区域2025年景观分布进行6000米网格划分,采用景观易损度指数及景观类型面积比重结合层次分析权重赋值法,构建并计算网格景观生态风险指数,对区域2025年景观生态风险的空间自相关关系及空间分布进行研究。结果表明：(1)从2015年到2025年,林地、草地和水域三种生态景观面积增大,建设用地、耕地和未利用地三种非生态景观面积减小;(2)2025年研究区域整体景观生态风险较低,其中低风险、较低风险、中等风险、较高风险和高风险等级面积比例分别为34.92%,28.75%,31.53%,3.02%和1.91%;(3)景观生态风险全局Moran's I为0.8242,呈现很强的空间正相关,景观生态风险“低—低”值区分布较为集中,大范围分布在木兰县和通河县交界处林地景观范围,“高—高”值区分布也较为集中,大范围分布在主城区建设用地景观范围。研究结果有助于完善研究区域的景观生态格局,为土地的合理利用提供科学依据。