基于生态网络分析模型的武汉市“三生空间”碳代谢特征

通过模拟生物代谢来剖析城市生产、生活及生态空间(简称“三生空间”)碳代谢机理有助于实现区域要素整合和结构优化,是寻求城市绿色低碳发展的有效途径之一。以武汉市为例,基于“三生空间”分类体系构建水平方向上的碳流模型,剖析2005~2020年“三生空间”演化过程中碳要素的流向;运用生态网络分析(ENA)模型对“三生空间”碳代谢进行分析,评估不同用地之间的生态关系;最后利用互惠指数综合评价“三生空间”演化对城市碳代谢的作用。结果表明:①2005~2020年,武汉市整体以负碳流为主导,2010~2015年达到峰值;2005~2015年整体上呈现碳代谢紊乱局面;2015~2020年,碳减排效果显著,正、负碳流较弱,空间上分布零星,后期碳代谢逐渐趋向平衡;②武汉市生态关系以掠夺限制关系为主,生态空间被生活空间和生产空间挤占,不同用地之间的生态冲突较为强烈,2015年后无生态区域增加,生态关系明显改善;③互惠指数呈先减后增的变化趋势,但互惠指数的平均值为0.77(<1),表明“三生空间”演化对城市碳代谢平衡的作用仍为消极,武汉市的国土空间利用仍有不合理之处,碳代谢压力尚存,需进一步优化国土空间布局,促进绿色低碳发展。

火星沉降H-ENA的分布与特性

能量中性原子(Energetic Neutral Atom,ENA)是由能量离子与中性背景成分电荷交换产生.火星的外逸层扩展范围远高于弓激波,上游太阳风质子与其相互作用并转化为太阳风氢ENA(Hydrogen-ENA,H-ENA),新生的H-ENA可直接进入低层大气,成为新的物质与能量输运通道.本文基于单流体多成分MHD模型与中性外逸层模型,计算了火星200 km等高面沉降H-ENA通量的空间分布,统计了多种太阳风条件下沉降H-ENA的粒子与能量沉降率,分析影响因素.结果表明,在一定模拟条件下,产生于弓激波上游的太阳风H-ENA,呈cosZ分布(Z为天顶角),受磁异常影响较小,是沉降H-ENA的主要成分,占ENA总沉降量的59%,占能量沉降的81%;产生于磁鞘的磁鞘H-ENA受磁异常阻碍影响较大,在最强磁异常上方其沉降通量显著下降;沉降H-ENA与上游太阳风的通量呈正比例关系;2.1%~3.5%上游太阳风质子转化为太阳风H-ENA.

基于生态网络分析的黄河三角洲碳代谢分析

为深入探讨黄河三角洲碳代谢生态关系与国土空间利用的内在联系,为国土空间格局调整和绿色发展提供参考,构建“生态-农业-城镇”空间分类体系,利用生态网络分析模型(ENA)对黄河三角洲2000~2020年的碳代谢过程进行分析,并运用标准差椭圆和生态关系变化率(ERCR)评价各空间之间的生态关系时空分布和变化特征.结果表明,黄河三角洲2000~2015年生态空间被农业空间占用等现象频发,碳代谢呈紊乱局面,2015年后正碳流显著提高,碳代谢趋于平衡;研究区主导生态关系为竞争关系,碳代谢生态冲突较为强烈,2015年后西北地区互惠共生关系逐渐增多,国土空间演变重点区域由南向北转变;研究区大部分生态关系变化率满足ERCR>0,生态关系规模增减与空间转移面积的变化趋势一致.说明黄河三角洲国土空间仍有不合理利用现象,碳代谢压力尚存,需进一步优化国土空间格局,促进绿色发展.

基于MRIO和ENA的中国省区能源-水资源耦合关系研究

能源和水资源在经济活动中密切相关。分析区域间的能源和水资源流动,并量化它们之间的相互依赖关系,能够促进两种资源的协同管理。利用2012年区域间投入-产出表和生态网络分析方法,构建了中国30个地区的能源-水资源耦合网络核算框架。框架分析结果表明:①中国30个地区的能源最终消费量为40.62亿吨标准煤当量(tce)(不含中间消费),水资源最终消费量为4937.78亿m3,无论从生产还是消费的角度来看,山东和江苏的能源和水资源消费量均较大。②从混合水资源和混合能源流动情况来看,水资源输出量较大的地区为新疆和黑龙江,能源输出量较大的地区为内蒙古和山西;混合水资源和混合能源输入量较大的地区多为经济规模较大的地区,如山东、江苏、广东等。③水资源网络和能源网络的循环率都小于10%;系统鲁棒性都向冗余度高的一侧倾斜,此时效率偏低;耦合网络中,浙江对大多数地区的依赖程度较大。分析各地区水资源和能源消费情况以及转移路径,能够为解决能源和水资源可持续利用和管理提供理论支持。