基于关键特征排序的可解释碳排放预测模型

提出基于关键特征排序的可解释碳排放预测模型(EEMD-LSTM-ATT),选取人口总数、城镇化率、第一产业国内生产总值、第二产业国内生产总值、第三产业国内生产总值与进出口贸易总额这6个变量,以非线性预测能力强的长短时记忆网络为基线模型,采用注意力机制提取影响因素与时间属性的权重信息。结果表明:该模型一方面能够抑制模态混叠的产生,减少数据非线性对于模型预测带来的影响;另一方面能够解释不同时间属性与不同影响因素对于碳排放的重要性程度,使得预测结果具备可解释性;将影响因素与时间属性的权重信息加入模型的训练过程能够促进碳排放影响因素与模型预测有机结合;本文方法可实现高精度碳排放预测,均方根误差为3.772,平均绝对误差为3.416,拟合优度为0.880。

灰水足迹研究进展与方法学改进

灰水足迹是水足迹的重要组成部分,定义为稀释污染物所需的水量。灰水足迹作为水污染的体积量化指标,已得到国际学术界广泛应用。然而,由于底层数据缺乏和方法体系限制,灰水足迹研究尚无法为实践管理提供有效支持。本文剖析了灰水足迹评价的必要性及相关概念内涵,从灰水足迹核算方法及适用范围、演化机制、基于灰水足迹的虚拟水流动路径解析等方面综述其研究进展。在此基础上,分析当前灰水足迹核算方法的局限性并提出改进思路。同时,为实现灰水足迹深度应用,进一步阐述未来研究的重点方向,包括构建高时空分辨率灰水足迹数据库、基于实体—虚拟灰水耦合流动格局推动生态补偿机制和推进灰水足迹标签制度以消费侧选择引导生产侧绿色转型。

黑龙江省建筑业碳排放核算及影响因素分析

首先根据国家统计局发布的权威数据,利用碳排系数法对黑龙江省建筑业的碳排放进行精准的计算;其次将碳排放的计算结果作为因变量,将影响因素作为自变量,运用STIRPAT模型找出影响黑龙江省建筑业碳排放的影响因素。研究发现,城镇化率、生产总值、能源强度和能源结构的提升会促进建筑业碳排放,从业人员数、产业结构和建筑业技术装备率的调整会降低黑龙江省建筑业碳排放,生产总值的变动对碳排放影响最为显著。

福建省极端降水对植被净初级生产力的空间异质性影响分析

植被碳动态与极端降水变化具有较强的相互作用。探索表征碳动态的植被净初级生产力(NPP)指标对极端降水事件的响应变化,对研究区域生态系统适应气候变化的策略具有重要意义。本研究基于1985—2015年的净初级生产力数据,利用地理探测器探讨了极端降水因子对不同海拔高度的NPP的影响效应。结果表明:1)福建省NPP整体上呈增长趋势,其空间分布与海拔高度相关。2)从单因子效应看,最大1日降水量显著影响海拔200 m以下的NPP空间格局,降水强度显著影响海拔200 m以上的NPP空间格局。3)从因子交互效应看,降水强度与最大1日降水量的交互效应对NPP空间格局的驱动作用更为显著。研究从不同海拔高度深化了福建省极端降水对NPP的影响机制,为福建省植被生态的分区分类保护与修复提供了参考。

密闭空间环境空气监测技术研究进展

密闭空间是一个独特大气环境,人员在其中长期工作生活存在着缺氧、二氧化碳和有害气体超标的风险,密闭空间环境监测对作业人员的生命安全和身体健康起着至关重要的作用。旨在针对密闭空间的特点,分析了密闭空间空气污染物来源及危害,对密闭空间光谱监测技术、色谱-质谱联用监测技术、色谱-离子迁移谱监测技术、半导体监测技术、电化学监测技术、光离子化监测技术的特点、应用及发展趋势进行了分析,为不同类型的环境监测技术在密闭空间中的应用提供借鉴和参考。

中国碳排放权交易的双重红利效应研究

基于2004-2020年全国30个省(区、市)碳排放权交易政策的准自然实验和双重差分方法,实证检验了碳排放权交易对环境和经济的双重红利效应。异质性分析发现,碳排放权交易政策对东部的碳减排效应促进作用最显著,中部次之,而对西部不存在显著的碳减排效应。经济增长方面,政策实施对东、中、西部三大区域的经济发展都有显著的促进作用。中介效应检验发现,碳排放权交易政策的碳减排效应通过能源消费结构这一中介指标的介导实现;促进经济发展则通过产业结构升级指标的介导来实现。碳排放权交易政策具有环境和经济的双重红利效应。

基于机器学习的碳排放研究热点文献计量分析

为了应对全球气候变化引发的系列生态危机,厘清机器学习算法在碳排放研究领域的应用趋势,利用Cite Space系统分析了近十年来中国知网和Web of Science两个数据库基于机器学习的碳排放研究进展,结果表明:我国发文量占国际发文总量43.74%,但研究机构的国际合作较为缺乏,领域内作者集群现象不明显;国外的相关研究涉及到经济社会发展全链联系,重点围绕神经网络的优化改进,而国内更关注产业政策及社会生活改革,需重点发力算法优化及碳排量估计和预测。总体来看,神经网络作为研究热点和趋势,将对碳排放量的估计和预测发挥有力作用,该领域的深入研究将为人类社会采取相应措施缓解全球变暖提供重要参考依据。

河北省建筑业碳排放脱钩及影响因素研究

在推进“双碳”能源消耗结构转型背景下,碳脱钩成为衡量各个地区低碳减排的重要方法。以河北省建筑业碳排放为研究对象,使用2005—2020年面板数据对建筑业碳排放进行测算与分析,运用Tapio脱钩模型和LMDI分解模型,探究河北省建筑业碳排放的脱钩状态,并寻找影响建筑业碳排放量变化的驱动因素。研究表明:2005—2020年建筑业碳排放逐步从弱脱钩、扩张负脱钩转向强脱钩状态,经济增长效应是影响建筑业碳排放的重要因素,能源强度效应是减缓建筑业碳排放的关键因素,能源结构效应是降低建筑业碳排放的驱动影响因素,人口规模效应则占据较小的影响。因此,河北省应持续进行能源结构优化,通过加强监管力度来实现建筑产值完全脱钩,在绿色经济发展上保持强脱钩状态,推进降碳进程。

长江三角洲地区生态系统气候调节服务价值空间变化影响机制分析

气候调节服务是生态系统服务的重要组成部分,分析其空间变化驱动机制,对提升区域适应气候变化能力具有重要意义。本文通过耦合随机森林模型和析因分析技术,构建气候调节服务价值的影响机制分析方法,探究长江三角洲地区气候调节服务价值空间变化对人类活动(人口、GDP和夜间灯光指数)、气象(降水、蒸散发和风速)和自然地理(高程、坡度和归一化植被指数)3类9个因子的单一和交互响应机制,并模拟不同风险情景下长江三角洲地区不同空间的响应状态。结果表明:(1)人类活动、气象和自然地理对区域气候调节服务价值空间变化的单因素解释率分别为11.98%、6.68%和77.38%。(2)人类活动因子和风速对气候调节服务价值具有负效应,自然地理因子具有正效应,降水和蒸散发对气候调节服务价值存在阈值,降水量小于1550.1 mm,蒸散发小于953.4 mm时,两者对气候调节服务价值具有正效应,大于阈值时则具有负效应。(3)因子间交互作用对气候调节服务价值空间变化贡献率为3.33%,排名前3的交互项为降水蒸散发、降水坡度和高程坡度。(4)皖南、浙江等地地形复杂且重要生态功能区、自然保护地和生态保护红线集中,气候调节服务价值本底高,容易受风险干扰,建议合理限制人类活动干扰,加强生态系统保护。

新工科新农科背景下环境生态工程专业课程体系建设

黄河流域生态保护和高质量发展关系到我国经济发展、社会稳定和生态安全,已上升为国家战略。在生态保护和环境治理行业需求推动下,环境生态工程人才需求旺盛且缺口巨大。依据国家战略指引、行业产业需要、学校定位及发展目标,德州学院环境生态工程专业从新工科新农科背景出发,结合环境生态工程专业的特点、地区经济发展的方向,拟定了专业人才培养目标,并初步构建了其专业课程体系。

基于可视化分析的“生态、环境、资源”承载力研究

为进一步探析全球“生态、环境、资源”承载力科研水平、研究热点和发展趋势,本文基于Web of Science核心合集数据库,采用CiteSpace和VOSviewer分析软件,以1990~2021年期间文献为信息数据基础,对生态承载力、环境承载力和资源承载力研究进行了可视化分析.结果表明,1990~2021年间,生态承载力、环境承载力和资源承载力领域全球发文量整体呈上升趋势;国家之间合作综合排名第一的是中国,发文量占主导地位的研究机构是中国科学院;该领域主要以水环境承载力、水生态承载力、水资源承载力及其间的关系探析等为研究热点,可持续发展和不同承载力及其间生态关系的辨析是重点研究前沿,生态环境科学是主要研究方向;第一发文量和第一共引频次的作者分别是Shen Liyin和Wackernagel M,期刊《Desalination and Water Treatment》发文量最高,第一高被引论文为《A new scenario framework for climate change research:the concept of shared socioeconomic pathways》.可知,生态承载力、环境承载力和资源承载力领域深受到学者们的关注和重视,相关研究现状与应用动态总结辨析,有利于生态环境资源目标协同思考.

基于事前生命周期评价方法的低碳技术研发潜力分析

低碳技术是实现中国双碳目标的关键之一,然而从生命周期角度而言,新技术的工业应用也需要额外的资源投入并会带来新排放,碳减排效果具有不确定性,因此需通过生命周期评价(LCA)量化所有单元过程对碳足迹的贡献,指导低碳技术的工艺设计和流程优化。传统的LCA方法依赖工厂清单数据调研,可定义为技术工业化应用后的事后评价,但对于尚处于试验规模研发的技术,难以获得LCA所需数据。因此,针对尚未工业应用的新兴技术,事前LCA方法论研究将有潜力成为未来产业生态学领域的重点方向。总结了目前事前LCA方法论存在的清单数据收集、系统边界定义和结果解释等主要问题,提出事前LCA方法除应用于粗略预估新技术潜在的碳足迹等环境影响外,更重要的功能是通过量化与新技术相关的工业生态系统的碳足迹现状作为新技术研发基准目标,发现和优化环境影响较大的过程,为工业应用提出低碳设计建议。通过归纳总结具有代表性的新兴技术事前LCA案例,发现基于试验规模数据计算得到碳足迹与实际工业规模有数量级差距,因此建议在研发过程中投入少量额外人力及软硬件资源,以实现工艺过程的放大模拟,预测其工业规模能耗和投入产出清单并开展生命周期环境影响评价。最后以废弃聚氯乙烯脱氯资源化技术碳足迹评估为例,通过融合基础试验、过程模拟和事前LCA方法量化不同反应物浓度、处理量、反应器设计、运行条件等过程变量对能源与原辅料消耗、直接排放、产物收率、废弃物产生量等过程投入产出清单的影响,并实现以碳足迹作为评价指标,指导新技术低碳工艺设计和运行条件的研发。

密闭空间空气保障系统研究进展

密闭空间是一个独特大气环境,人员长期工作生活存在着缺氧、二氧化碳中毒和有害气体污染物超标的风险,密闭空间空气保障系统对密闭空间作业人员的生命安全和身体健康起着至关重要的作用。文章首先阐述了密闭空间的定义,然后分析了密闭空间空气污染物来源,最后重点对载人航天器、潜艇和救生舱3种典型特殊密闭空间的空气保障系统进行综述。

生态工业及生态工业园区的研究与进展

介绍了国外生态工业研究和生态工业园区建设领域的最新进展 ,说明了开展生态工业研究所涉及的若干问题 。

技术减排措施协同控制效应评价研究

随着我国污染减排形势的日益严峻,采用协同控制措施实现多种污染物控制目标逐渐成为一种趋势,而合理评价减排措施的协同效应是正确选择协同控制措施和制定协同控制规划方案的基础。本研究首次从环境-经济-技术角度系统地提出了技术减排措施的协同控制效应评价方法,并以火电行业为案例进行分析。采用协同控制效应坐标系、污染物减排量交叉弹性(Elsa/b)分析和单位污染物减排成本等方法评价技术减排措施对SO2、NOx和CO2的协同控制效应,三种评价方法相互配合,可以帮助我们从多角度检验不同减排措施的协同效果。对火电行业技术减排措施进行协同控制效应坐标系和污染物减排量交叉弹性分析的结果表明,末端治理措施不具有协同性,而前端控制措施和过程控制措施具有较好的协同性。单位污染物减排成本评价的结果表明,末端治理措施优先度排序靠后,而前端控制措施和过程控制措施排序靠前,且针对不同污染物的排序结果有所不同。在进行协同减排方案设计和规划时,应根据决策需要选择适宜的评价方法,参考评价结果选择最为成本有效的措施。

基于贝叶斯推理的水环境系统参数识别

为了克服监测数据有限而且存在误差给水环境系统参数识别带来的困难,以一维河流水质模型方程为例,构建了水环境系统参数识别的贝叶斯算法.结合模型参数的先验分布和水质监测数据,通过贝叶斯定理计算获得了表征参数分布规律的联合后验概率密度函数.通过马尔科夫链蒙特卡罗模拟对后验分布进行了采样,获得了参数的后验边缘概率密度,并在此基础上获得了参数的数学期望等统计量.计算结果表明采用贝叶斯推理获得的模型参数估计具有很高的精度.此算法构造直观、简单,成功解决了水环境系统参数的可识别性问题.

城市级环境信息系统总体方案的研究与开发

在分析我国城市级环境信息系统现状和需求的基础上 ,提出了我国城市级环境信息系统的总体方案 .系统依靠现有的环境数据和管理软件建立城市环境信息基础数据库 ,依照数据仓库的组织方式对环境数据重新进行整合 ,并在此基础上开发出数据查询分析应用和地理信息系统 ,同时结合城市环保局的办公自动化系统 ,建成了一个统一的环境信息发布平台 。

输油管道工程环境影响的分析

输油管道运输石油相比汽车运输有不可比拟的优点,但管道建设会对周围环境产生一定影响。结合管道建设内容,详细分析了管道修建过程中对大气、水、声、生态、社会环境的不良影响及有益影响,最后对管道运输和汽车运输的环境效益和经济效益作了分析比较,为管道建设和政府决策提供参考。

流域环境系统演化概念模型:山-河-湖-海互动及对全球变化的敏感响应──以长江为例

流域是一个复杂的环境系统。长江流域环境研究表明，山-河-湖-海互动是流域环境系统变化的实质，同时也是流域对全球变化响应最敏感、最直接的体现。地貌过程变化，水、沙等物理通量变化，C、P、N等化学通量变化是系统内各子系统之间联系的纽带，也是流域环境系统中最活跃的因子。以山-河-湖-海互动为核心的流域环境系统模型，主要包括：山、河、湖、海各系统之间的能量流与物质流的输入、迁移和输出理论，系统演化平衡理论和系统自组织、自反馈理论。

不同地貌类型区1∶25万比例尺DEM的建立方法

以在 3个不同地貌类型区的试验为例证 ,研究探讨建立栅格化 DEM的技术要点和技术方法 ,并对所建立 DEM的精度进行评价。研究结果表明 ,在平原区可以直接利用 Terlk层及水系要素建立 DEM;在山区 ,则首先需要进行构造地形结构线的预处理 ,而在黄土丘陵沟壑区 ,不仅需要构造地形结构线 ,而且需借用大比例尺的高程数据进行高程加密处理 ,以最大限度地减少地貌特征信息的损失 。