“双碳”和“高碳”情景下金沙江中上游流域未来径流模拟

受全球气候变化影响,金沙江中上游流域的水文情势发生了较大改变,模拟金沙江中上游流域未来径流,对区域水资源利用具有重要意义。根据中国的“碳达峰”和“碳中和”目标,基于CMIP6的5种全球气候模式(GCMs),耦合SWAT模型和CA-Markov模型,预估了未来“碳达峰”时期(2021—2040年)和“碳中和”时期(2041—2060年)的流域径流变化趋势,为水资源的管理与规划提供理论支撑。结果表明:2021—2060年间金沙江中上游流域呈现暖湿趋势,“高碳”情景下气温和降水量增幅更大。未来土地利用变化表现为除未利用地面积减少之外,其他类型土地面积均有增加。“双碳”情景下年径流量呈现增加趋势,“碳达峰”时期增长率为1.55×10^(8)~2.01×10^(8) m^(3)/a,“碳中和”时期增长率为2.07×10^(8)~4.02×10^(8) m^(3)/a;“高碳”情景下未来时期年径流量呈现减少趋势,“碳达峰”时期减少率为0.99×10^(8)~1.07×10^(8) m^(3)/a,“碳中和”时期减少率为0.85×10^(8)~1.06×10^(8) m^(3)/a;从月平均径流量来看,“双碳”情景下水资源更加丰富,年内分配更为均匀。

基于未来土地利用模拟模型的郑州市“三生空间”模拟及生态环境效应分析

本文选取郑州市为研究区,基于2010,2015和2020年土地利用数据,采用土地利用转移矩阵和生态环境效应评估方法,分析2010—2020年“三生空间”格局变化和生态环境质量时空演变。采用未来土地利用模拟(FLUS)模型,以2015年土地利用数据为基准,结合自然发展情景、生产优先情景和生态保护情景三种情景,模拟2035年“三生空间”格局发展,并计算区域生态环境质量指数及生态贡献率。结果表明:(1)2010—2020年,郑州市生产空间占地面积持续下降,生活空间不断增加,生态空间先增加后减少。(2)2010—2020年,生态环境质量指数从0.3097持续降至0.3058,低质量区域不断扩张。农业生产用地的缩小,以及其他和水域生态用地被占用是导致生态环境质量恶化的主要因素。(3)自然发展情景下,生活空间存在扩张趋势,而生产和生态空间却不断下降,而生产优先情景和生态保护情景下,生活空间缩减,生产和生态空间不断上升。(4)三种情景中,生态保护情景下郑州市2035年的生态环境质量指数最高,且在该情景下郑州市生态环境质量水平也在不断提升。研究模拟未来土地利用格局变化及其引起的生态环境效应,将有利于优化现有土地利用空间格局,促进城市可持续发展。

中原城市群“三生”空间模拟及生态效应评估——基于未来土地利用模拟模型和共享社会经济路径情景

黄河流域高质量发展背景下,加强该流域典型城市群“三生”空间(PLES)时空演变和生态效应具有重要现实意义。以中原城市群为例,基于2010年、2015年和2020年的土地利用数据,耦合未来土地利用变化情景模拟模型(FLUS)、共享社会经济路径(SSPs)和生态环境效应模型,分析了2025—2100年五种SSPs情景下中原城市群"三生"空间的时空演变特征,以及2035年不同情景下的生态环境效应。结果表明:(1)从2025年到2100年,除SSP4情景外,其余4种情景均表现为生产空间面积持续缩减、生活空间面积明显扩张、生态空间面积略有起伏总体缩减。(2)5种SSPs情景下,“三生”空间的空间分布格局相对一致。城镇生活用地较为聚集呈片状分布,农村生活用地呈点状零散分布。农业生产用地较大,分布均匀。林地和牧草生态用地主要分布在西部和南部,水域生态用地呈东西向带状分布在中原城市群中北部。(3)2035年,研究区生态环境质量空间分布不均衡,呈现“西南高⁃中部低”特征。中间发展情景(SSP2),生态环境质量略高于其他情景。研究结果对中原城市群的国土空间规划和生态文明建设具有一定的理论和实践价值。

金沙江中上游流域未来径流模拟研究

为了探究金沙江中上游流域未来径流变化趋势,为流域防洪规划提供依据,基于SWAT水文模型,选用CMIP5数据集建立未来时段的全球气候模式,从时间和空间尺度解析研究区2022—2050年径流变化趋势。结果表明:流域2022—2050年降水量和平均气温均高于基准期,并且呈现上升趋势,其中流域南部降水量增幅较大,流域北部气温增幅较大。在RCP2.6、RCP4.5、RCP8.53种气候情景下,2022—2050年年径流量均呈现增大趋势,变化率分别为5.79×10^(8)、5.53×10^(8)、2.99×10^(8)m^(3)/a。相较于基准期,未来春季和秋季径流量呈现减少趋势,夏季和冬季径流量呈现增加趋势,冬季径流量增幅达到了10%。流域产流量呈现从西北到东南依次增加的特点,相较于基准期,流域南部产流量均呈现增加趋势。未来径流量呈现增加趋势,冬季径流量增幅较大,可能会发生冬汛等极端水文事件,流域南部受洪水威胁的可能性进一步增大。

模拟未来职业实践的教例教学探索

模拟未来职业实践的教例教学是在教学过程中运用教育教学实例培养合格师范生的一种较为有效的教学模式。该模式于20世纪80年代初开始实验，现已形成独有的特色。教学实践证明，该模式的探索与采用对师范院校教育学教学改革有一定理论意义和实践价值。

权衡生态保护与经济发展的土地利用多情景模拟

从土地利用视角切入,首先对龙门山过渡带的生态服务功能重要性与生态脆弱性进行了综合评价,采用自然断点法将生态服务功能重要性与脆弱性计算值进行分级,以此为基础结合研究区现状已划定生态保护区,划分生态综合评价等级为Ⅴ级的区域为规划约束情景下土地利用限制转换区,划分生态综合评价等级为Ⅳ级、Ⅴ级的区域为生态保护情景下土地利用限制转换区。设置自然发展情景研究区土地利用规律保持2010—2015年不变,规划约束情景在自然发展情景基础上将耕地、林地与水域、草地向建设用地转化的概率分别降低30%、20%与10%,生态保护情景在自然发展情景基础上将耕地向建设用地转化概率降低30%并补充于耕地向林地转化之上,将林地、草地向建设用地转化的概率降低50%。基于多情景土地利用模拟结果,提取待权衡用地斑块,划定生态综合评价结果Ⅴ级、坡度25°、地方林线海拔3500m为判定阈值,结合现状地类、主体功能区划定等因素进行多重逻辑判定,将多情景模拟结果进行集成,权衡判定后的集成方案既能很好地保护生态环境,又能较好兼顾研究区经济发展。

基于FLUS-InVEST模型的京津冀多情景土地利用变化模拟及其对生态系统服务功能的影响

研究未来不同情景下土地利用变化对区域生态系统服务的影响,可以为城市可持续发展的规划和决策提供有效支持。以京津冀城市群为研究区域,首先利用未来土地利用模拟(FLUS)模型模拟2045年自然发展情景、耕地保护情景和生态保护情景下的土地利用空间分布格局,并结合InVEST模型模拟研究区不同情景下的生境质量、产水量、碳储量、土壤保持量和水质净化服务,在此基础上运用层次分析法构建综合生态系统服务指数(CES),从空间上反映多种生态系统服务的供给总量,研究不同情景下土地利用变化对生态系统服务功能的影响。研究结果表明:①FLUS模型的模拟精度较高,适用于研究区的土地利用模拟。②在生态保护情景下,除产水量相比2015年下降2.47%外,其他几种生态系统服务均有最大幅度的上升,且这4种生态系统服务在西北山区都出现增加的现象;自然发展情景下,城镇用地和农村居民点的扩张引发了大量的碳储量和生境质量损失;耕地保护情景下,水质净化能力出现最大程度的下降。③自然发展情景下京津冀区域CES的损失最大。CES下降幅度最大的区域主要发生在林地被城镇用地侵占,其次是林地被农村居民点侵占的地区,导致生境质量、碳储量和水质净化能力同时下降;在生态保护情景下,林地的增加促进了多种生态系统服务功能同时提升,京津冀区域的CES大幅提高,表明生态保护情景是最有利于可持续发展的土地利用方案。但同时需注意大量造林可能带来的水资源短缺,要因地制宜保护生态环境。研究结果可以为京津冀城市群可持续发展政策的制定提供参考依据,为研究未来不同政策情景下土地利用变化对生态系统服务的影响提供新思路。

CGE与GIS集成的中国城市增长情景模拟框架研究

建立机理和空间明确的城市模拟模型,对刻画我国城市未来情景、推演城市增长的环境影响、解释城市增长复杂性具有重要意义。现有的城市模拟模型偏重于对单个城市或城市区域进行模拟,大多缺乏可靠的经济学基础。通过有效集成CGE模型、GIS空间分析和格网动力学模型,采用多区域可计算一般均衡模型将分散的城市模拟模型连接成为相互作用的“城市模型体系”,提出一个经济机理和地理参考明确的、多维度、多尺度、可运行的中国城市未来模拟模型框架,阐述其假设、逻辑、主要内容与关键技术。

情节式未来思考的认知神经机制

情节式未来思考(episodic future thinking/thought,EFT)是将自我投射到未来以提前经历某事件的能力。回忆过去和想象未来在很大程度上依赖共同的认知过程和脑区。EFT的认知机制主要关注如何构建EFT,如何把回忆过去和想象未来相联系,以及EFT的现象学特征认知差异。EFT的神经机制主要探讨想象未来是否具有专属脑区,想象未来和回忆过去的脑区差异,回忆过去和想象未来是否共享大脑系统。从记忆、海马回对EFT的作用以及EFT与时间折扣的关系提出未来研究的方向。

基于触媒理论的城市形态扩张人工智能模拟

为了研究城市化过程中规划政策和关键区位对于城市空间形态扩张和功能结构调整的带动作用,以吉林省延吉市为例,基于触媒理论,通过未来土地利用模拟模型和景观扩张指数,探索规划政策的修改对未来城市形态发展的影响,诊断城市扩张方式。结果表明:规划政策修改前城市形态紧凑度低,出现离心型城市化的现象;规划政策修改后,新机场作为新的城市触媒更好地连接新老城区,城市空间结构优化,城市形态紧凑度提高。城市触媒对城市形态的优化作用,需要利用良好的空间规划政策。在现行规划政策付诸实施之前,FLUS模型能对未来结果以及开发选择进行评估。

气候变化和都市化双重驱动下流域未来水文响应

近年来,受气候变化和人类活动的共同影响,流域的气候和水文状况发生了显著改变,分析变化环境下未来水资源演化格局成为当前国内外学者关注的重点研究内容之一。以柘溪水库流域为研究区域,利用人文因素和自然因素作为土地利用变化的驱动因子构建土地利用模型,采用MIROC5气候模式多个情景作为未来气候典型代表,利用分布式水文模型分析了气候变化和都市化双重驱动下的流域未来水文响应。结果表明:都市化发展明显增加了流域地表径流,减少了地下径流;而气候变化对水文响应驱动力比都市化对水文响应的驱动作用更强。

共享社会经济路径下土地利用变化模拟

针对高原湖滨地区土地利用无序扩张等问题,构建共享社会经济路径(SSPs)与未来土地利用模拟模型相结合的研究框架,并选取云贵高原湖泊分布最为密集的通海县、华宁县及江川区为研究区,开展不同SSPs情景下的未来土地利用模拟。结果表明:(1)SSP1情景下建设用地与农用地集约利用程度提升,且大量其他用地被转化为生态用地,是高原湖滨地区最为理想的未来发展模式;(2)SSP2情景下研究区保持现有发展趋势,土地利用变化自然发展;(3)SSP3情景下人类活动对自然环境的干扰随时间变化逐步加强,是未来高原湖滨地区发展需要避免的情景;(4)SSP4情景下研究区发展不平衡情况严重,经济增长缓慢,难以与生态实现协同发展;(5)SSP5情景下研究区以大量能源消耗为代价,土地利用变化强度先增大,后逐步减弱并达到稳定的状态。SSPs为未来土地利用模拟模型的参数设置提供了内涵和依据,两者结合可为云贵高原湖滨地区的可持续发展提供决策依据。

基于耦合PLUS-SCS模型的城市用地内涝风险预测及优化管控——以湖南省长沙市为例

[目的]预测城市未来土地利用情况及内涝风险强度,并探讨未来城市内涝风险的优化管控措施及实施效果,为提升城市内涝防控水平,优化城市用地布局提供参考依据。[方法]以湖南省长沙市为例,借助PLUS和SCS模型,预测基准情景下城市用地布局及其内涝风险情况,将内涝高风险区域作为PLUS模型中的限制转化因子,耦合PLUS和SCS模型,模拟内涝管控情景下城市用地布局及其内涝风险情况。通过对比两种情景下的内涝风险差异来验证优化管控措施实施的效益。[结果]预测基准情景下2035年长沙市建设用地内涝高风险区面积为96.47 km^(2),在不减少建设用地面积的前提下,内涝管控情景下城市建设用地的内涝风险总面积相比基准情景减少了36.94 km^(2),其中新增建设用地中的高风险区全部被规避。[结论]未来城市用地内涝风险呈现出显著增加的趋势,耦合PLUS-SCS模型的优化管控方法能够帮助城市规避内涝风险。

不同土地利用情景下汾河上游地区碳储量评估

陆地生态系统碳储量对预测气候变化、温室气体排放和减少等具有重要意义,而土地利用格局变化是研究陆地生态系统碳储量的基础,它直接影响陆地生态系统结构及分布情况,进而改变陆地生态系统碳储量。运用SDCLUE-S复合模型模拟了未来不同情景下汾河上游土地利用情况,并采用InVEST模型测算了不同时期下研究区碳储量情况。结果表明:2007—2017年汾河上游草地、未利用地及水体面积减少,耕地、建设用地、林地增加,自然增长情景与生态保护情景下2030年土地利用格局差异较大,耕地、建设用地、林地及水体呈相反趋势发展。2017年汾河上游生态系统碳储量和碳密度分别为58977910.98t和147.54t/hm^(2),与2007年相比增加了1237143.02t和3.09t/hm^(2)。2017—2030年自然增长情景下汾河上游生态系统碳储量和碳密度显著下降,主要原因是林地、草地面积减少,建设用地增加,生态保护情景下显著增加,碳储量和碳密度分别为59142210.16t和147.95t/hm^(2)。生态保护情景能够有效提高区域生态系统碳储量,但同时要考虑社会经济可持续发展,因此研究区在未来发展规划中应基于生态保护情景,统筹各项资源,保障经济发展。

前事实思维的研究概况

前事实思维是心理模拟的一种形式,经常把前事实思维看过是从反事实思维分离出来的概念,前事实思维对意图有反馈的作用。目前对前事实思维并没有一个完全一致的定义,在本文中,将前事实思维定义为一种可能发生在未来的关于行动-结果的条件命题,"如果我才去行动X,那么会导致结果 Y。"前事实思维是一种包含因果信念的思维,某种行为会导致某一结果的可能性很高。本文从前事实思维的定义、心理发展轨迹、神经机制以及前事实思维是如何影响行为决策这几方面,对国内外的文献进行梳理。

基于系统动力学的区域低碳发展政策研究——以中国为例

低碳经济是一次全面的经济转型,其必要性和迫切性有目共睹,而低碳经济转型势必需要政策力量的推动才可能实现,因此,研究政策对低碳发展的不同影响就成了政策制定的必经之路。对于低碳发展的研究目前有很多,文章应用系统动力学方法构建区域低碳发展的政策影响模型,并将模拟结果与中国历年统计年鉴数据相比对,证明了模型的有效性。最后对中国未来发展的两种情景进行了预测,并对政策的制定、研究和分析给出了意见和建议。

Simulation and Numerical Analysis on Anti-float Anchor by Field Rock and Soil Tests

This paper introduces the stress and deformation of anti floating anchor rod and explained the damage. Through field testing and numerical analysis, the article were studied the displacement and internal force of a basement tensile anti float anchor, results showed that： the axial force of bolt tension transfer is top-down transfer, axial force decreases, the stress concentrate on the end. When a force is applied to a certain load, end firstly generate damage, but with the deepening of the axial force, it is greatly reduced, which indicates that the anchor force is an effective length, rather than the longer the anchor pullout force is bigger; anchor group effect is a problem that can not be ignored, because the engineering community for its attention degree is not enough, so that the design of anti floating anchor the lack of a reliable basis, the test results can provide a reference for the future design of anti floating anchor. Prestressed anchors in the tension lock, prestressed loss are regularly.

RCPs气候情景下挠力河流域耕地水土资源平衡效应模拟

气候变化背景下,如何耦合水土资源是当前土地资源利用亟待解决的关键问题之一.为揭示挠力河流域耕地水土资源平衡态势,本文以Landsat影像、数字高程模型(DEM)数据和气象台站数据为基本信息源,结合遥感和GIS技术,运用未来土地利用模拟模型定量模拟RCPs气候情景下耕地的水分盈亏状况.结果表明:挠力河流域耕地内部结构差异性变化导致水土资源呈现阶段性的平衡特征,1990年耕地水分盈亏状况良好,旱改水农业结构调整导致当地水田迅速扩张,2002年中度和重度缺水区大量增加,水分亏缺态势急剧恶化,至2014年耕地整体水分亏缺状况趋于缓和;通过对比不同空间分辨率及时间尺度下的模拟精度,确定最优模拟空间分辨率为200 m,最优模拟时间点为2038年;模拟结果显示,未来挠力河流域耕地整体呈现出明显的水分盈亏极化特征,即正常缺水、重度缺水和严重缺水区面积将进一步扩大,轻度缺水和中度缺水区呈现收缩态势,高水分盈亏程度指数区分布更加集中,局部高水分亏缺区面积进一步扩大.未来需针对该地区采取针对性的农田水分灌溉措施及耕地调整,以实现水土资源平衡利用.

基于InVEST模型和PLUS模型的环杭州湾生态系统碳储量

研究土地利用方式与生态系统服务碳储量的关系,对于区域碳排放管理具有重要意义.利用InVEST模型碳储量模块和PLUS模型,探究并预测研究区2000~2018年和2018~2030年生态系统碳储量时空变化特征及其与土地利用方式之间的关系.结果表明,研究区2000、2010和2018年碳储量分别为7.250×10^(8)、7.227×10^(8)和7.241×10^(8)t,呈先减后增趋势.土地利用类型变化是导致生态系统碳储量变化的主要因素,建设用地的快速扩张导致碳储量降低.与土地利用类型相对应,研究区碳储量空间分异显著,并以碳储量分界线为界,呈现“东北低西南高”特征.预测结果显示,至2030年碳储量为7.344×10^(8)t,较2018年增加1.42%,林地面积的增长是主要原因.

A Review on the Driving Mechanisms of Ecosystem Services Change

Ecosystem services have rapidly changed at the global and regional scales in recent years. Exploring the driving mechanisms of ecosystem services change and projecting future change are of increasing importance to inform policy and decision-making options for ecosystem conservation and sustainable use. Although some research has analyzed the influences of land use or climate changes on ecosystem services, a systematic review on the mechanisms of ecosystem services change has not been carried out so far. This work elaborated on the mechanisms of ecosystem services change based on a literature review, and reached four main conclusions.(1)Climate change and land use jointly determine the ecosystem services change through complex and interacting pathways.(2) Whereas the present research progresses mainly focus on the identification of a single influencing factor, they fail in the determination of multiple influencing factors.(3) Although multi-scenario simulations based on remote sensing and climate models are the main means used to predict future changes in ecosystem services,clarifying the interactive mechanisms of multiple factors is the precondition for future projection of ecosystem services change;(4) Therefore, future research should strengthen the analysis and simulation of the effects of human activities on ecosystem services, especially the development of technology to detect the dynamic responses of ecosystem services to major ecological projects, which is crucial to the selection of restoration measures and the regional arrangement of ecosystem conservation projects.