居民家庭日常出行碳排放的发生机制与调控策略——以北京市为例

根据2007年北京市居民活动日志调查数据,利用Amos7.0软件建立单效标因素的路径分析模型,试图在"社区-家庭"层面上挖掘"空间利用-出行特征-碳排放"的内在发生机理,藉此寻找城市空间组织低碳化的调控路径。研究发现:影响居民家庭日常出行碳排放的主要因素是出行距离和出行方式。社区空间利用特征对家庭出行的距离总量有显著影响,对小汽车出行比率则没有明显作用效果;私家车的购置对居民家庭出行行为的高碳化具有不可逆的作用特点;在现有设施条件、空间环境和车辆使用政策下,公共交通对私人交通出行没有替代性。研究认为,城市空间组织和调控优化应通过土地混合利用、设施供给等物质空间组织与再组织手段,形成空间行为组织和行为规划策略,引导居民降低交通发生量,优化居民交通发生的时空结构,建构低碳的城市空间结构。     

乌鲁木齐市居民出行行为的空间特征和碳排放分析

城市化发展过程中,从微观机制探讨城市空间结构、居民出行行为和碳排放的关系是城市地理学研究的一个重要方面。利用2011年乌鲁木齐居民出行日志调查数据,在分析居民基本出行特征和通勤空间特征的基础之上,探讨了不同城市空间的居民出行碳排放的分布特征和影响因素。结果表明:①乌鲁木齐市居民出行以通勤类出行为主,居民出行在空间上存在差异性,内城中心区和郊区卫星城人均出行次数高于其他区域。城市南、北发展不平衡对郊区居民出行产生影响。②乌鲁木齐市居民通勤的实际平均出行距离为4.9 km,相比于东部大城市具有通勤距离短而通勤时间长的特征。通勤距离在空间上呈现明显的由内向外递增趋势。③2011年乌鲁木齐市居民日常出行人均直接碳排放量为682.95 g,居民日常出行碳排放表现为中心区和卫星城的低碳化、近郊区居民中碳化和远郊区居民的高碳化。     

基于居民出行行为的北京市交通碳排放影响机理

近年来低碳城市逐渐成为众多学科关注的焦点所在,国内外学者从多个角度对其开展一系列的理论与实证研究,但从微观层面深入探讨城市交通碳排放的影响机理的研究相对较为缺乏。利用北京市居民活动日志调查获取的第一手数据,基于居民日常出行行为计算微观层面的城市交通碳排放,并采用结构方程模型深入挖掘居住空间、个体行为以及交通碳排放三者之间的内在关系。结果表明,出行距离、机动出行概率对交通碳排放产生显著的正效应,而出行频率的影响并不显著;同时,出行结构的影响要远远大于出行总量的影响。另外,城市空间结构对城市交通碳排放产生显著影响,单位社区居民的出行行为整体具有“低碳”性质,应从低碳视角对单位社区进行重新审视。     

中美城市居民出行行为的比较——以北京市与芝加哥市为例

中外城市比较研究是城市科学研究中的一个重要方面。不同社会文化背景、城市规划理念下城市居民日常行为的比较,对中国城市未来发展借鉴国际经验具有重要意义。当前,围绕中美城市空间发展及居民日常行为的研究多局限在经验性的理论讨论,鲜有基于一手数据的比较分析。开展基于活动—出行日志的中国北京与美国芝加哥城市中心区居民出行行为的对比,由此透视不同的城市空间结构对居民行为的时空制约差异。结果显示:北京居民的通勤距离较短,且表现出市中心指向性;而芝加哥居民的通勤距离较长,具有向城市远郊区扩散的趋势。居民日常出行中,工作目的出行距离最长,北京居民事务目的出行居次,而芝加哥休闲目的出行居次。北京居民倾向于慢行交通出行,而芝加哥居民依赖于小汽车出行。最后讨论了美国经验对中国城市空间健康发展的建议,以及中美城市比较研究的未来。     

基于巡回的北京市居民出行时空间决策的社区分异

国内以往关于城市空间结构与居民出行行为之间关系的研究主要建立在出行角度的分析之上,以巡回作为基本单元,从出行决策视角探讨居民出行时空间决策社区分异的研究尚少见报导。利用2007年北京市居民活动日志调查获取的第一手数据,构建基于巡回的出行时空间决策概念模型,并采用嵌套Logit对北京市居民工作日出行时空间决策的社区分异进行探讨。结果表明:居民巡回类型决策的社区分异较为显著,但会随出行目的变化而发生较大变化;巡回中主要活动起始时间决策的社区分异并不显著,但起始时间与活动类型存在较强的内在联系;出行距离及交通方式决策的社区分异较为显著,对单位社区及政策性住房社区应给予更多的研究和关注。     

手机信令数据在职住空间、出行行为和交通碳排放研究中的应用进展与前景

手机信令数据具有覆盖范围广、获取成本低、时空精度较高、稳定实时追踪等优势,能够有效识别大规模人群的空间活动和出行特征,已成为应用最广泛的交通大数据类型之一。文章在手机信令数据的分类和特征基础上,总结了其在职住空间关系和交通出行行为研究中的技术应用,随后结合上述应用成果和已有文献对其在交通碳排放研究中的应用潜力和场景进行了探讨,最后总结了手机信令数据在职住空间、出行行为和交通碳排放研究中的应用框架、应用机遇与挑战以及未来研究内容与技术创新方向。目前,手机信令数据在职住空间领域中的应用包括职住地识别、职住关系和通勤网络特征及其影响因素解析,在出行行为领域中的应用包括驻留-出行识别、出行方式和路径识别,以及人群移动普适规律解析。以上技术应用能够有效服务交通碳排放领域研究,为交通碳排放测算以及城市空间结构、居民出行行为对交通碳排放的影响研究奠定了基础。未来,相关研究应进一步关注长时序动态追踪、大范围对比分析以及人口和交通新现象研究,并注重多源数据的融合、传统方法与机器学习的结合以及数字孪生模型的构建。     

建成环境对城市居民日常出行碳排放的影响——以开封市248个居住区为例

居住区是居民日常生活最基本的空间单元,其建成环境对出行碳排放的影响是学术界关注的焦点。基于大样本调查数据核算居民各类出行碳排放,通过POI抓取、空间句法、网络分析等方法识别开封市主城区成规模的248个居住区的建成环境特征,借助核密度和GWR等方法剖析居住区尺度居民各类出行碳排放的空间分异规律。结果表明：① 城市内部居民出行碳排放空间差异显著,居住区公共服务供给的公平性问题突出,外圈层快速扩张区域应作为城市碳减排工作的关键区域;② 居住区尺度能较好地揭示建成环境对出行碳排放的影响,路网设计、建筑密度、土地利用混合度等因素对各类出行碳排放的作用机理差异较大,作用强度亦存在不同方向上的空间渐进规律;③ 根据出行碳排放结构及其对应的建成环境指标可识别出外层高密度欠通达低混合型居住区碳排放水平较高,内层低密度高通达高混合型居住区碳排放水平较低。研究结果可为居住区空间重构和城市碳排放的分区规划与治理提供科学依据。     

北京城市居民日常活动空间的社区分异

居民日常活动空间直接反映其对城市空间的利用状况及生活质量,从而得到地理学、规划学、社会学等领域的关注。中国城市在市场化转型、快速城市化等背景下,社会阶层分化与居住空间分异日益明显,城市社区无论在社会构成还是在建成环境上都呈现出显著的空间分异。基于对北京城市居民活动日志问卷调查数据,借助GIS可视化与空间分析方法,通过对北京城市不同类型社区居民日常活动的时空分布、活动空间形态及面积等特征的比较,揭示不同社区居民的日常活动空间的社区分异,试图将基于人口属性、设施供给的社区分异研究拓展到基于日常行为的居民对城市空间利用的社区分异。     

基于居住区比较的西宁城市居民日常活动空间研究

采用2013年西宁市城市居民周日和周一连续两天的活动日志调查数据,利用趋势面和路径缓冲区方法表征和测度西宁市城区单位、郊区单位、城区商品房、郊区商品房、城区混合5类居住区居民的活动空间,并进行比较研究,在行为层面上对西宁城市居民日常活动空间特征及成因进行解读,利用多元线性回归模型分析活动空间的影响因素。结果表明:(1)单位居住区居民形成了职住接近主导的近家工作活动空间,商品房和混合居住区居民形成了较为扩展的工作活动空间;(2)各类型居住区居民工作日非工作活动近家集聚;(3)休息日单位居住区居民活动空间较工作日扩展,郊区商品房居住区居民活动空间较工作日收缩,城区商品房与混合居住区与工作日几无差异;(4)郊区居民活动空间范围显著大于城区居民,居住区距离市中心的距离对西宁城市居民日常活动空间范围具有正向影响;(5)住房属性是影响居民日常活动空间的重要变量,工作日商品房居住区居民活动空间显著大于单位居住区居民,而休息日各类型居住区居民活动空间范围的差异缩小。     

基于居民日常出行的生活空间单元的划分

本研究从行为地理学的视角,以空间稳定性假设为出发点,提出辨识生活空间单元的新方法。借鉴行为地理学关于微观个体的数据采集方法,在北京市清河永泰居住区随机选择了100 位居民为对象,对其日常活动空间的驻点信息进行了调查。通过对居住地和驻点联系的K-Means 空间聚类分析,对生活空间单元的范围进行了划分。分析表明:①属于相同生活空间单元的居民日常出行范围和频率比较接近;②小区建成年代、规划设计、房价等空间环境因素,对生活空间单元的形成具有显著影响;③共用的商业设施和交通服务设施是影响生活空间划分的主要因素。利用这一方法得出的生活空间范围可应用到地区环境性能评价、城市空间管制等多个研究领域。     

湖南省旅游业碳排放的初步估算及脱钩效应分析

旅游业碳排放已经成为当前影响环境的重要因素之一。以中部典型省份湖南省为例,采用"自下而上"法、文献研究以及相关统计分析方法,从旅游交通、住宿和旅游活动三个重点领域初步估算了湖南省旅游业碳排放量,并运用脱钩模型对湖南省旅游业碳排放与旅游经济增长间的脱钩关系进行了分析。研究表明:2000-2009年,湖南省旅游业碳排放占湖南省碳排放的比重为1.11%,虽略大于全国旅游业碳排放占全国碳排放0.86%的比重,但远低于全球旅游业碳排放占全球碳排放量5.30%的比例;湖南省旅游业碳排放量中,旅游交通碳排放占73.34%;旅游住宿碳排放占24.19%;旅游活动碳排放占2.45%;湖南省旅游业碳排放与旅游经济增长间的脱钩关系均以弱脱钩为主,但旅游经济增长速度要明显快于旅游业碳排放增长速度,其脱钩弹性系数在处于0.196-0.777之间。旅游业既是湖南省低排放产业,也是湖南省应对气候变化的优势产业,应进一步提高低碳旅游对湖南省低碳经济发展的推动作用。     

经济发展对碳排放的影响

探讨国家经济发展对碳排放的影响，采用具体评价模式对发达国家和发展中国家长期发展的对比研究。结果表明：第一，经济结构多元化的发展导致国家能源消费需求增长的减缓；第二，能源消费结构的多元化发展则导致国家碳排放水平的下降；第三，经济和能源消费的两者结构多元化的演进最终促使国家发展完成从高碳燃料为主向低碳为主的转变。     

南极大气CO_2、CH_4和N_2O本底趋势特征分析

对南极大气温室气体CO_2(含δ~(13)C-CO_2和δ~(18)O-CO_2)、CH_4和N_2O长期测值进行比较分析。结果表明,南极是全球大气温室气体浓度(CO_2稳定同位素丰度值)随纬度分布变化中的最低(高)区域。南极大气温室气体浓度值变化趋势、年增长率与全球整体上一致,但在具体数值上存在差异。南极CO_2平均年增长率(1958—2014年)为(1.43±0.59)mg·L~(–1)·a~(–1),低于同期赤道(1.51±0.72)mg·L~(–1)·a~(–1),但1980—2014年和2000—2014年年增长率均高于南半球中纬度地区。δ~(13)C-CO_2和δ~(18)O-CO_2丰度趋势揭示了化石燃料排放和全球尺度过程对CO_2的影响,但南极是受影响最小的区域。1983—2014年南极CH_4平均增长率为(6.2±4.9)μg·L~(–1)·a~(–1),低于北半球中纬度(6.5±5.6)μg·L~(–1)·a~(–1)而高于赤道(5.6±5.3)μg·L~(–1)·a~(–1)和南半球中纬度(6.1±4.9)μg·L~(–1)·a~(–1),这与CH_4人为排放增强主要在北半球中纬度地区而显著被OH氧化在赤道和中纬度地区的事实是吻合的。南极N_2O平均年增长率为(0.87±0.15)μg·L~(–1)·a~(–1)(2005—2013年),与南半球中纬度地区接近但低于北半球而高于赤道地区。     

Mg2B2O5晶须增强AZ91D镁基复合材料在Cl-溶液中腐蚀行为*

用电化学方法测量了Mg_2B_2O_5晶须增强AZ91D镁基复合材料在3.5%NaCl溶液中的开路电位、动电位极化曲线和交流阻抗,研究了晶须体积分数对镁合金基体耐腐蚀性能的影响,并利用SEM和XRD表征了腐蚀后复合材料表面的微观形貌和相组成。结果表明,随着Mg_2B_2O_5晶须体积分数的增加,AZ91D镁基复合材料的耐腐蚀性逐渐提高。当硼酸镁晶须的体积分数为35%时,材料的自腐蚀电位提高0.2V以上,自腐蚀流密度降低了1个数量级;SEM测试表明,复合材料表面生成了一层晶须增韧的腐蚀钝化膜,对基体起到保护作用。     

崇明东滩湿地CO2 、CH4和N2O 排放的时空差异

通过静态暗箱—气相色谱法研究了长江口崇明东滩四类典型湿地(围垦湿地、高潮滩、中潮滩和低潮滩)CO₂、CH₄和N₂O排放特征及影响因素。结果表明,在生长季尺度下,CO₂、CH₄和N₂O均以排放为主;在昼夜尺度下,CO₂和CH₄在夜间排放量大于白昼排放量,而N₂O的排放高峰出现在下午;在潮水退去、潮滩暴露初期,CH₄和N₂O有大量排放,CO₂正好相反。崇明东滩温室气体排放通量自岸向海有明显的梯度变化,总体趋势是越近岸通量值越大。观测与实验表明,温度、潮汐、土壤理化性质、植物和土地利用变化都对温室气体排放通量有明显的影响,其中滨海潮滩湿地特有环境因子潮汐以"淹没—暴露"光滩沉积物的方式控制温室气体的排放。     

1978—2010年福建省CO2排放及其影响因素

为探明城市化进程对区域CO2排放的影响机制,本研究以中国东南沿海快速城市化地区福建省为研究区域,采用LMDI指数分解法,将福建省CO2排放分解为CO2强度效应(ΔCF)、能源结构效应(ΔCN)、经济规模效应(ΔCY)、能源强度效应(ΔCI)和人口规模效应(ΔCP)5个影响因素,探讨福建省1978—2010年期间CO2排放的驱动机制.结果表明:1978—2010年期间,福建省CO2排放增加了5 817.10×104t,年均增长率为8.87%,高于全国平均水平;推动福建省CO2排放增加的核心因素是经济规模扩张和人口增加,而抑制CO2排放增长的主要因素为能源强度的下降,能源消费结构和CO2排放强度变化不是福建省CO2排放变化的主要原因.比较不同城市化阶段发现,经济规模效应对CO2排放的促进作用逐渐增大,能源强度抑制CO2排放增长的贡献逐渐降低.     

Chemical weathering and CO2 consumption in the Xijiang River basin, South China

Monthly samples of riverine water were collected and analyzed for the concentrations of major ions (Ca²⁺, Mg²⁺, K⁺, Na⁺, HCO₃⁻, SO₄²⁻, Cl⁻, NO₃⁻), dissolved silicon, and total dissolved solids (TDS) at Wuzhou hydrological station located between the middle and lower reaches of the Xijiang River (XJR) from March 2005 to April 2006. More frequent sampling and analysis were carried out during the catastrophic flooding in June 2005. Stoichiometric analysis was applied for tracing sources of major ions and estimating CO₂ consumption from the chemical weathering of rocks. The results demonstrate that the chemical weathering of carbonate and silicate rocks within the drainage basin is the main source of the dissolved chemical substances in the XJR. Some 81.20% of the riverine cations originated from the chemical weathering processes induced by carbonic acid, 11.32% by sulfuric acid, and the other 7.48% from the dissolution of gypsum and precipitates of sea salts within the drainage basin. The CO₂ flux consumed by the rock chemical weathering within the XJR basin is 2.37 × 10¹¹ mol y^− 1, of which 0.64 × 10¹¹ mol y^− 1 results from silicate rock chemical weathering, and 1.73 × 10¹¹ mol y^− 1 results from carbonate rock chemical weathering. The CO₂ consumption comprises 0.38 × 10¹¹ mol during the 9-d catastrophic flooding. The CO₂ consumption from rock chemical weathering in humid subtropical zones regulates atmospheric CO₂ level and constitutes a significant part of the global carbon budget. The carbon sink potential of rock chemical weathering processes in the humid subtropical zones deserves extra attention.     

华北平原典型农田水、热与CO2通量的测定

在中国科学院栾城农业生态试验站用波文比-能量平衡法与涡度相关技术对净辐射通量（Rn)，潜热通量（λE），感热通量（H），土壤热通量（G）与冠层CO2通量（Fco2)进行了长期定位研究，结果显示Rn大部分用于作物潜热的消耗，连续2年4个生长季λE/Rn都在70%以上，在作物生育盛期，夏玉米λE/Rn略高于冬小麦，H/Rn都在15%左右，G/Rn在5%-13%之间，且冬小麦G/Rn明显高于夏玉米。蒸发比值（EF）在不同的理想环境条件下，随着可供能量（Rn-G)的增加表现出先迅速下降，后缓慢下降，最后趋于稳定的趋势，并在冬小麦环境条件下得到了验证，直角双曲线模型可以模拟Fco2随光通量密度（PPFD）的响应过程。晴天冠层水分利用效率（WUE）不是在正午出现最高值，当PPFD达到1500μmolm^-2s^-1左右时，WUE却略有下降。     

Mg(BO2)2在MgSO4和MgCl2-MgSO4水溶液中分解的相平衡与物种化学平衡

硫酸镁亚型盐湖老卤是MgCl₂、MgSO₄的饱和溶液体系,富集了Mg、B、Li等元素。本文针对含硼水盐体系热力学难以表达的问题,开展了硼在水盐体系存在形态及其平衡关系的研究。利用易于水解的Mg(BO₂)₂作为硼源,借助拉曼光谱和X射线衍射(XRD)为检测手段,定量研究Mg(BO₂)₂在MgSO₄-H₂O、MgSO₄-MgCl₂-H₂O体系中水解硼物种转化规律。结果表明:(1)Mg(BO₂)₂在MgSO₄溶液中的水解固相为MgB₂O(OH)6、MgB₄O₇·9H₂O和Mg(OH)₂;在MgSO₄-MgCl₂-H₂O溶液中水解固相为Mg₂B₆O₁₁·15H₂O、MgB₄O₇·9H₂O、Mg₂Cl(OH)₃·4H₂O。(2)Mg(BO₂)₂在MgSO₄溶液中水解,液相硼物种主要有B₃O₃(OH)-₄、B₃O₃(OH)₅2-、B(OH)-₄、B₄O₅(OH)₄2-、H₃BO₃,其分布受MgSO₄浓度影响很大,MgSO₄浓度从0增加至饱和,B₃O₃(OH)-₄始终占总硼量的50.07%以上,B₃O₃(OH)₅2-占液相总硼从4.77%上升至37.16%为第2化学物种。(3)在MgSO₄-MgCl₂-H₂O溶液中,硼物种的主要形态有B₃O₃(OH)-₄、B₃O₃(OH)₅2-、B(OH)-₄,其分布 随[Cl₂2-]/([Cl₂2-]+[SO₄2-])变化很大,在MgCl₂和MgSO₄的共饱溶液中,分别占液相总硼量的58.91%,14.62%和12.81%。(4)液相硼物种之间平衡关系的活度商lnQ,不仅与溶液pH、水活度有关,还与MgSO₄、MgCl₂摩尔浓度呈二元线性关系,这样就可将硼在H₃BO₃-NaOH体系物种分布关系的lnQ扩展到 (MgSO₄,MgCl₂,MgSO₄-MgCl₂)水溶液的多元体系。由此获得硼物种的量化关系,可为推算硼在水盐体系的物种分布,进而计算含硼电解质溶液热力学性质提供依据。