空间植物栽培装置方案与验证

为满足空间植物培养的需求,基于空间微重力环境和平台资源约束,开展了根部水分和养分控制、栽培室大气环境控制、光环境控制等方面的空间植物栽培装置方案研究。研制了具有水分/养分供应、大气环境控制、光源、测量与控制、栽培室和根盘等6个功能模块的空间植物栽培装置。开展了装置的集成与调试,对装置各功能模块设计合理性进行验证。最后利用组合体试验平台,进行装置各功能模块集成性能验证、植物功能评价验证(生物学特性、物质和能量交换、营养品质和生物安全性等)及植物栽培流程验证(流程合理性、资源需求及保障、与环境之间的相互影响)。验证结果表明:水分供应、养分供应、大气环境控制、植物光照控制和参数测量控制等性能良好,能够满足植物培养对各类生长环境条件的需求;生菜生长旺盛,生产效率101.31 g(鲜质量)·(kWh)^(-1)·d^(-1)·m^(-2),光能利用率0.31 g(干质量)·mol^(-1)光子,富含各种营养,食用安全。装置方案和植物栽培流程合理可行,性能良好,具有较高的植物生产能力。研究结果为后续开展空间植物栽培装置研制奠定了技术基础。

交通与土地利用要素供给对通勤圈空间特征的协同优化机制——以武汉市为例

在交通矛盾日益制约大城市高质量发展的背景下,基于居民时空大数据的通勤圈空间特征研究为精细化交通与土地利用等要素配置提供了有效视角。以武汉市为例,利用手机信息数据识别出商业(务)型、工业型两类通勤圈,结合情景模拟探究交通与土地利用要素供给对通勤圈形态变化及内部交通结构特征的协同影响。研究发现:(1)商业(务)型通勤圈呈现“圈层+轴带”和“核心集聚+圈层扩展”两种结构模式;工业型通勤圈则呈现“纺锤模式”布局,通勤方向性更为明显。(2)轨道交通要素供给会重点影响通勤圈的形态、拉长通勤距离;土地利用要素的紧凑布局有利于促进通勤圈圈层集聚,缩短其通勤距离和时耗。针对两种类型的通勤圈,从促进通勤圈绿色出行的角度提出完善交通设施布局和服务设施配套的优化策略。

流域国土空间水资源承载力评价及保护方法研究

量化测度水资源承载力并制定相应的水资源保护措施,对于区域国土空间可持续发展极为重要。运用DPSIR框架,评价了梁子湖流域的水资源承载力,并对评价结果进行空间落位。基于评价结果,使用FLUS模型模拟未来发展趋势,划定了区域国土空间功能优势区,并综合评价模拟结果,确定了梁子湖流域的水环境保护格局。从量化测度和情景模拟两个方面构建了一套切实可行的流域国土空间水资源保护规划技术路径,可为区域水资源保护目标导向下国土空间规划与生态保护提供参考。

多情景视角下云南省“三生”空间变化模拟与效应评价

[目的]优化国土空间开发格局和统筹协调“三生”空间格局配置,是实现未来可持续发展的重点任务和根本途径。[方法]以云南省土地利用为基础,结合自然和社会发展因素,采用MOP-PLUS耦合模型模拟2030年经济优先、生态优先和协同发展3种情景下“三生”空间及效应变化。[结果](1)3种情景下经济效益分别增长40.29%,32.10%,34.79%,生态效益分别减少0.89%,0(未变),0.06%,生境质量均值分别下降0.78%,0.38%,0.43%,空间冲突强度均值分别增长2.79%,下降1.21%,下降2.32%;(2)3种情景生活空间均呈上升、生态空间呈下降趋势,生产空间仅在经济优先情景有较小增长;均存在生活空间侵占生产空间、生产空间再掠夺生态空间的情况,生活空间扩张呈中心向四周蚕食趋势;(3)不同发展情景下均伴随一定程度的生境质量下降,通过优化空间布局可平衡空间冲突;相较于其他情景,协同发展情景经济效益增幅适中,生境质量变化幅度相对均衡,空间冲突强度下降最多,符合兼顾生态保护、经济发展、社会进步的多重目标。[结论]形成的模拟-效应-优化的反馈调控机制,可与不同尺度、不同目标结合开展土地利用变化模拟与效应分析,为国土空间配置提供决策依据。

场景理论视域下单位大院邻里公共空间场景化更新设计研究——以许昌市许通家苑为例

单位大院作为我国特定历史时期的物质见证,蕴含一定的历史价值与特色文化内涵,然而其独特性在城市发展过程中逐渐式微。目前,在“后单位制”这一相对历史时期,单位大院的更新实践研究随着当前我国存量更新城市建设发展模式的深化逐步转入高质量发展阶段。本研究基于场景理论及其研究体系,总结单位大院在社区建设、社区邻里生活和城市发展三个方面的价值意义,从物质结构与主观认识两大层面解析单位大院邻里公共空间要素,构建研究框架;以许昌市许通家苑为例,基于研究框架分析单位大院空间现状问题,根据场景价值意义维度提出单位大院邻里公共空间场景化更新设计策略,以期为“高质量发展”要求下的单位大院更新设计提供参考。

苏南水网地区蓝绿空间格局多情景模拟预测

【目的】模拟预测苏南水网地区蓝绿空间格局多情景发展趋势,探究促进地区可持续发展的情景方案。【方法】以江苏省苏州市吴江南片区为例,设置自然发展、生态保护优先和城镇发展优先等3种情景,借助CA-Markov模型,对2030年蓝绿空间格局变化趋势进行多情景模拟分析,并运用形态学空间格局分析(MSPA)和景观连通性评价解读蓝绿空间景观生态结构与生态格局特征。【结果】不同发展情景下蓝绿空间规模与格局变化差异显著。自然发展和城镇发展优先情景下,蓝绿空间面积呈现加速减少趋势,分别减少了3626.37、7145.74 hm^(2)。蓝绿空间核心区、孔隙等形态类型负向变化剧烈,蓝绿空间破碎度增加,连通性降低。生态保护优先情景与自然发展和城镇发展优先情景相比,蓝绿空间面积分别增加了2904.30、6423.67 hm^(2),蓝绿空间核心区等形态类型增幅明显,孔隙率显著降低,蓝绿空间破碎度降低,连通性增强。【结论】自然发展和城镇发展优先情景对水网地区蓝绿空间呈现负向影响趋势,生态保护优先情景在维持蓝绿空间面积与格局稳定,改善蓝绿空间连通性方面效果显著。

干旱地区河槽暗蓄雨洪资源化利用模拟

目的 研究利用雨洪资源解决干旱地区用水短缺问题,提出利用河槽暗蓄收集雨洪最佳工程方案,为该类工程的设计提供参考。方法 应用Visual Modflow软件模拟研究辽西喀左地区内第二牤牛河流域中不同调蓄方案和拦蓄入渗方案对河槽暗蓄雨洪资源化的影响。结果 通过不同调蓄方案的对比,采用可调控悬挂截渗坝代替现有截渗坝时,雨洪资源利用率可提高至20.3%;通过不同拦蓄入渗方案的对比,“不清河床+坑塘+拦水堰”方案的雨洪资源入渗量为天然条件下雨洪资源入渗量100倍以上。结论 河槽暗蓄雨洪资源化工程最佳的拦蓄入渗和调蓄组合方案为在“不清河床+坑塘+拦水堰”的情况下采用可调控悬挂截渗坝,可显著提高雨洪资源利用率。

元宇宙视域下高校图书馆空间再造研究

元宇宙将重塑图书馆服务业态,提升数字化和智慧化服务水平,因此有必要探究元宇宙视域下高校图书馆空间再造未来发生的变革。文章通过文献研究法、思辨研究法开展专题研究,首先对元宇宙视域下高校图书馆空间再造的理论研究进行梳理和总结;其次从阅读、教育、社交、就业四个维度畅想高校图书馆虚拟空间服务场景;最后从发展理念、技术应用、馆员培养、服务规范、管理水平五个方面思考和规划未来发展路径。旨在推动元宇宙视域下高校图书馆空间再造,为数智化发展和服务提供新思路、新动能。

江西省农业温室气体排放趋势及减排潜力

掌握农业温室气体的排放规律对我国实现“碳达峰、碳中和”的战略目标具有重要作用。基于江西省2011~2020年农业数据资料,阐明了江西省农业温室气体(甲烷、氧化亚氮)的二氧化碳排放当量在种植业、养殖业和能源消耗领域的排放水平和时空演变规律;并用STIRPAT模型在多情景模式下模拟分析了江西省在2030年和2060年的减排潜力。结果表明:2011~2020年江西省农业温室气体排放总量为3686.91~3967.56万t,呈先升高后下降的趋势;空间上呈现西高东低、南高北低的分布特征。种植业、养殖业和能源消耗年均产生的二氧化碳排放当量占比分别约为71.5%、26.9%和1.6%;种植业中稻田甲烷和农用地氧化亚氮的二氧化碳排放当量的占比分别为72.77%和27.23%;养殖业中动物肠道甲烷、动物粪便甲烷和动物粪便氧化亚氮的二氧化碳排放当量的占比分别为31.53%、43.90%和24.57%。在基准发展模式和低碳发展模式下的预测结果表明,2030年江西省农业温室气体排放降幅将达到国家要求,分别为12.66%和14.91%。因此,在满足江西省农业生产目标的基础上,江西省农业的减排固碳应聚焦种植业和养殖业,特别是控制农业甲烷排放源。在我国“双碳”目标的战略背景下,可以为未来推进江西省农业减排固碳工作的实施提供建议。

一种低复杂度的正交时频空系统接收机设计

正交时频空(OTFS)调制可以将时间和频率选择性信道转换为时延-多普勒(DD)域的非选择性信道,这为高速移动场景建立可靠的无线通信提供了解决方案。然而,在车联网等复杂的多散射场景下,信道存在严重的多普勒间干扰(IDI),这给OTFS接收机信号的准确解调带来了极大的挑战。针对上述问题,该文提出一种联合稀疏贝叶斯学习(SBL)和阻尼最小二乘最小残差(d-LSMR)的OTFS接收机设计。首先,根据OTFS时域和DD域的关系,采用基扩展模型(BEM)将信道估计问题转换为基系数恢复问题,精准估计包括多普勒采样点在内的DD域信道。然后,提出一种高效的转换算法将基系数转换为信道等效矩阵。其次,将信道估计中估计得到的噪声,用于d-LSMR均衡器中进行信道均衡,并利用DD域信道矩阵的稀疏性实现快速收敛。系统仿真结果表明,与目前代表性的OTFS接收机相比,该文所提方案实现了更好的误码率性能,同时降低了计算复杂度。

基于PLUS模型的大连市“三生”空间时空演变与多情景模拟

通过构建“三生”空间分类体系,借助土地利用转移矩阵和PLUS模型探究并预测大连市“三生”空间的时空演变特征,为评估国土空间状况和制定协调开发措施提供有效支持。结果表明:①大连市“三生空间”多功能性显著,生产主-生态副-生活次和生态主-生产副空间分布最广,占比分别为40%、30%。②2000-2020年,生活主-生产副和生态主-生产副空间分别增加592 km^(2)和491 km^(2);生产生态均衡-生活副空间减少了921 km^(2);其余空间较稳定,呈现先增后减规律。③2030年自然发展情景相对稳定需注意耕地减少带来的粮食安全问题;经济优先情景生态风险增加,需建立监测机制;生态保护情景提高了生态空间占比,但需平衡生态要素的结构及经济、社会、环境的整体效益。研究可为大连市国土空间规划提供一定的参考。

基于行为场景的传统村落公共空间更新研究——以南京市浦口区山滕组为例

随着乡村振兴政策的不断深化,传统村落中公共空间作为村民活动的重要载体,物质条件的提升对村落公共空间的优化提出了更高要求。本研究选取南京市浦口区山滕组作为实证案例,在实地调研基础上,采用行为场景分析从整体特征与典型节点层面探析传统村落公共空间中行为与空间的相互关系,分析总结影响公共空间使用的因素,并提出传统村落公共空间的优化策略,以期为传统村落公共空间发展提供借鉴。

航天发射场测试发射任务桌面推演系统研究

提出采用桌面推演系统开展航天发射场测试发射任务仿真推演,以实现测试发射任务流程效果评价和流程优化设计,进而提升任务实施能力的解决方案。在总结桌面推演系统主要技术方法和航天发射任务特点的基础上,分析了航天发射任务的桌面推演能力需求和关键技术需求,给出了情景构建方法和航天发射任务桌面推演系统总体架构,并针对真实数据驱动、桌面智能化推演等方面提出建议,可为航天发射任务桌面推演系统的研究与开发提供参考。

国土空间格局优化情景分析:理论与方法

研究目的:探析国土空间格局优化情景分析的理论逻辑、现实困境和技术范式,使国土空间格局优化成为促进国土空间高效开发、有力保护和推动区域差异化协同发展的重要支撑,为建立健全中国特色的国土空间治理体系和治理能力现代化提供参考。研究方法:文献调查法,归纳演绎法,理论分析法。研究结果:(1)国土空间格局优化情景分析的理论与方法在要素和空间多尺度融合、演变机理与优化路径耦合、情景评估与对比等方面还需进一步探索。(2)将空间作为要素的载体与流动的外部指引,要素作为空间的核心与演变的内在动因,以情景匹配不同发展路径与优化目标是国土空间格局优化情景分析的理论逻辑。(3)国土空间内在演变机制、系统演化行为以及相应的政策调控路径是国土空间格局优化情景分析的基础,不同空间尺度下各类要素结构调整和配置是国土空间格局优化情景分析的要义与核心内容。研究结论:需加快形成因素综合、过程关联、层次融合、稳定韧性的国土空间格局优化情景分析范式,推动国土空间治理能力提升。

基于行为场景理论的厦门十里长堤滨海休闲空间探析

户外休闲游已成为后疫情时代旅游“新样态”的重要类型。不同类型的户外休闲空间,需要与之相匹配的理论研究与治理参考。以厦门市十里长堤为例,在行为场景理论构架下,对滨海户外休闲场所的使用群体、空间结构和行为模式进行研究,探讨三者之间相互协调的互动关系,为今后滨海户外休闲空间的规划、开发与管理提供理论支持和参考依据。

贸易空间的表述与实践:西藏山南“拉康加羌姆”研究

“拉康加羌姆”是俗人表演的法舞,是一部神圣与世俗共存的展演,也是汉藏文化交流的典型表现。整个仪式结构以独特的地理方位“枯廷拉康”为物质基础生产了一个具有象征性质的“空间实践”;以“卵(鸟)生宇宙”,“矮人”等情景完成了秩序的“空间表述”;最终以“猕猴与罗刹女”以及“文成公主远嫁吐蕃”等情景展演,形成了以交易为主的“表述空间”。这些神话和历史事件虽然发生在不同时空,但内在具有一定的联系,通过神话、仪式、历史事件的展演,形塑了一个由赞普直接表征的秩序空间,营造了边贸会和平互惠的贸易空间,这也是藏族社会突破村落和家族边界形成一个和平空间的根本机制。松赞干布与文成公主的婚礼表述了汉文化在吐蕃政治图景中的重要意义,这一空间的形成与文成公主镇压魔女的空间塑造策略是紧密相连的,而加羌姆则致力于将这一表述直接实践于地方社会的核心位置,从而实现空间的国家化。

考量生态系统服务供需关系的流域城市生态空间优化研究——以青弋江流域泾县段为例

快速城市化阶段,流域城市对生态系统服务的需求与日俱增,生态系统服务供需失衡加剧,厘清及优化流域城市生态系统服务的供需关系对于流域生态保护与经济发展的协同具有重要意义。以长江下游最大支流——青弋江所贯穿的安徽省泾县为例,运用生态系统服务空间定量评估方法,测算固碳释氧、水文调蓄、土壤保持、生境支持、粮食生产、休闲游憩6种关键生态系统服务的供需水平;通过四象限法,判定供需关系并辨明平衡、赤字、盈余3类区域;以供需平衡为目标,基于“保护平衡区与赤字区,开发盈余区”的策略设定用地情景,利用CA-Markov模型获取供需约束的生态空间布局。结果表明:1)生态系统服务供给的分布以高质量生态要素为基底,呈南高北低态势,需求分布与人类活动集中区较吻合,在县域中部和南部突出;2)研究区供需关系整体匹配,平衡区占比最大,盈余区其次,赤字区最小;3)供需约束情景在非生态空间向生态空间转入上表现较好,能增加林地、水域、草地3类重要生态资源的存量,且在形态上可维护大型生态斑块的完整性并引导城镇空间走向紧凑;4)依据供需关系设定的生态保护空间与生态保护红线在平衡区较一致,但在盈余区与赤字区,后者出现“开天窗”式的管控缺口,使青弋江破碎,而前者未有该现象。

基于情景模拟的港口小城镇交通-空间耦合关系研究——以海南洋浦经济开发区为例

在大力推动港口建设和港产城融合发展的背景下,港口小城镇的交通-空间耦合关系亟待协同优化。首先,对交通-空间耦合的基本内涵进行解读,发现其普遍存在港城客货组织混杂、组团内部职住失衡、跨组团通道容量约束三方面问题。其次,应用情景模拟方法,从客货组织、职住平衡、交通方式三个维度构建十二项组合情景,并进行交通-空间耦合绩效的量化评价。分析表明,外引货运交通、改善职住平衡和提高跨组团公交服务水平均能实现耦合绩效改善。据此,提出通过分离货运要素、聚焦港区平衡、强化公交导向的综合施策来优化交通-空间耦合关系。研究可为港口小城镇空间布局、交通-空间一体化规划提供借鉴。

耦合景观生态安全格局的南京市“三生”空间多情景模拟

[目的]阐明区域景观生态安全格局与“三生”空间多情景模拟的耦合过程,为维护区域生态安全、优化国土空间发展格局提供参考。[方法]将包含防洪、水土保持、生物保护和游憩等重要生态过程的综合景观生态安全格局作为约束条件耦合到FLUS模型中,设置农业空间优先、工业和生活空间优先、生态空间优先和三生空间均衡发展4类情景,预测了规划目标年(2025年和2035年)不同情景下“三生”空间结构与布局状况。[结果]南京市低、中、高安全水平生态用地规模分别为1537.41,2576.85,2928.59 km^(2),占比23.34%,39.12%,44.46%;相较其他3种情景,“三生”空间均衡发展情景下,维持中等水平的生态安全,各类空间变化趋势整体较为缓和,到2025年和2035年,生产空间基本维持现有水平,仅增加2.09,2.02 km^(2),生活空间增幅相对有限,分别为28.55,46.27 km^(2),生态空间缩减幅度有所放缓,分别为30.64,48.29 km^(2),该情景在满足经济发展对建设用地需求的同时,也能兼顾粮食安全和生态保护的要求,有利于促进经济、社会和生态全面协调可持续发展。[结论]以“三生”空间均衡发展为目标优化国土空间发展格局,有利于实现生产空间集约高效、生活空间宜居适度、生态空间山清水秀。

基于FLUS的成渝城市群三生空间演变及模拟预测

研究三生空间格局演变与驱动机制,设定不同模拟情景,有利于实现城市群国土空间区域协调可持续发展。以成渝城市群2000年、2010年及2020年的土地利用数据为基础,划分三生空间。应用FLUS模型,以2010年土地利用数据为基础,结合自然环境、社会经济和交通区位等驱动因子,仿真模拟2020年三生空间格局,Kappa系数为0.824,以此模型因子预测2030年三生空间分布格局,并设定三种单一情景与之对比。结果表明:(1)2000—2020年间,生产空间相对减少1375.95 km^(2),生活空间相对增长2087.48 km^(2),生态空间减少736.8 km^(2)。生产空间与生活空间的重心总体向东南方向移动,而生态空间与之相反,重心总体向西北方向移动。(2)与2020年实际情况相比,预测2030年生产空间相对增加了1749.57 km^(2),生活空间和生态空间分别减少了58.9 km^(2)、1685.37 km^(2),基于历史情景,符合未来成渝地区三生空间格局变化。(3)与单一空间优化情景相比,2030年三生空间综合预测更符合未来发展趋势,且与2020年三生空间实际利用变化对比,城镇与农村生活用地持续增长,城市化进程保持高质量发展。研究成果可为未来成渝城市群国土空间规划及未来的三生空间共生协调提供多方位、多角度的借鉴参考。