基于主体功能区的京津冀城市群碳收支时空分异与碳补偿分区

从主体功能区划视角研究碳收支和碳补偿分区,对于制定适应各主体功能区低碳发展策略,推动区域生态环境协同治理,实现高质量发展具有重要意义,也是地理学思想对于实现“双碳”目标的重要贡献。本文首先构建主体功能区视角下碳收支与碳补偿的理论框架,然后以京津冀城市群157个县级单元为研究区,引入集中化指数、标准显性比较优势指数、SOM-K-means聚类等方法研究功能区视角下京津冀城市群碳收支时空分异与碳补偿分区,并提出以低碳发展为导向的碳减排空间优化方案。结果表明：① 2000—2017年京津冀城市群碳收支量呈现波动上升态势,其集中化指数均高于0.4的“警戒线”,碳收支地区差异整体偏大。② 碳收支时空分异显著,碳排放高值区呈现以京津唐为中心,向外逐步降低的“核心—外围”空间格局;而碳吸收空间格局趋于稳定,总体呈现东、北、西部高,而中、南部低的倒“U”型格局。③ 京津冀城市群碳收支与主体功能区战略定位较为吻合,优化开发区和重点开发区是碳排放的主要承压区,而重点生态功能区是碳吸收的优势主导区,各功能区碳吸收集中化指数差别较碳排放集中化指数小。④ 京津冀城市群共有53个支付区、64个平衡区和40个获补区,结合主体功能区规划战略目标,最终形成9类碳补偿空间优化区,并提出每一类型区低碳发展方向及策略。⑤ 未来要加强更微观尺度的碳收支及碳补偿研究,丰富和完善碳补偿理论框架,将碳补偿融入到碳交易市场,探索实现“双碳”目标的多元化路径。     

区域土地利用影响地表CO2浓度异质性特征的动力学机制

本文综合应用高斯方程和拉姆齐模型,针对京津冀地区2000年以来10 km×10 km栅格尺度的地表CO₂浓度开展研究,分析了区域土地利用影响地表CO₂浓度异质性特征的动力学机制。研究发现：① 地表CO₂浓度与土地利用类型密切相关。2000—2018年京津冀地区CO₂浓度的高值区主要集中于经济较发达的快速城镇化地区;② 土地利用强度及土地利用效率上的时空分异为地表CO₂扩散提供了潜在的势能。京津冀地区地表CO₂排放及扩散存在明显的空间异质性,距离CO₂排放高值区越近,其相应的CO₂浓度越高并随时间推移及空间拓展呈逐步减小的态势;③ 京津冀地区在土地利用结构调整、格局优化及效率提升后,CO₂排放强度增幅明显减弱,其区域间的增幅差异也逐渐缩小。产业转型发展、土地利用格局优化、土地利用效率提高有效地抑制了京津冀地区地表CO₂排放强度的提升并促进了该区域的内涵式增长与高质量发展。     

第三十二次中国科技论坛演讲摘登 京津冀：低碳发展与协同发展

京津冀协同发展上升为重大国家战略．是基于环境资源约束的严峻形势．以及后金融危机时代打造中国第三增长极的战略部署。习近平总书记亲自谋划推动京津冀协同发展．这是历史性的重大战略决策．体现了中央对我国新阶段发展大势的科学把握．凸显了京津冀在全国发展格局中的战略地位．反映了三省市人民盼望科学发展的现实要求。推进京津冀协同发展有一系列关键问题要抓．其中．低碳发展是协同发展的重要抓手。     

京津冀地区线环构造遥感地质解译与控矿规律分析

线性构造和环形构造与矿产的生成有着密切的内在联系. 在京津冀地区地质背景与矿产资料搜集的基础上,获取京津冀地区Landsat 8 OLI遥感影像,继而对遥感影像上的线性和环形构造进行遥感地质解译;并借助于ArcGIS平台对研究区内的线性构造和环形构造及其交汇部位进行缓冲区分析,根据线性、环形构造的影像特征及其与矿点的产出关系,总结出线-环形构造的控矿规律及控矿模式,为以后遥感找矿、圈定成矿远景区提供依据.     

京津冀协同发展区地应力监测孔钻探施工技术

地应力监测孔作为地应力测量与监测的基础场所,钻探施工的质量直接影响到地应力测量试验的效果,扩孔的质量更是决定地应力监测仪器能否顺利安装以及后期监测仪器能否正常工作的关键因素。本文以京津冀协同发展区地应力监测孔钻探施工为例,详细介绍了地应力监测孔的施工工艺,包括取心钻具组合、金刚石钻头选择、组装式扩孔钻头分级扩孔钻进等,对保证钻孔垂直度和同心度、降低钻孔孔径误差、保证岩心采取率,以及提高监测孔扩孔效率和质量等关键技术提出了一些具体措施,并取得了良好的钻探效果,对今后地应力监测孔的钻探施工具有重要的指导作用。     

京津冀及周边地区冬季能见度与PM2.5浓度和环境湿度的多元回归分析

2013年至今,中国冬季与雾霾相伴的低能见度事件频发,京津冀及周边地区尤为严重。PM_2.5浓度与环境湿度是导致低能见度的最关键影响因素。为了深入研究PM_2.5浓度与环境湿度对大气能见度的影响,利用2017年1月京津冀及周边地区MICAPS气象数据与PM_2.5观测数据,运用天气学诊断分析方法讨论了不同相对湿度下PM_2.5浓度、环境湿度对冬季能见度变化的相对贡献,按照地理环境与污染程度差异将京津冀及周边地区划分为北京-天津地区与河北-山东地区,建立了PM_2.5浓度与环境湿度（由露点温度、温度代表）对能见度的多元回归方程,并对2015、2016、2018、2019年冬季能见度进行了回算检验。结果显示:相对湿度低于70%、PM_2.5浓度低于75 μg/m3时,北京-天津地区与河北-山东地区能见度多高于10 km,PM_2.5浓度升高是此时能见度迅速降低的主导因素;相对湿度从70%上升至85%和PM_2.5浓度从75 μg/m3升高200 μg/m3的共同作用导致了能见度降低到10 km至5 km;能见度进一步从5 km下降至2 km则更多依赖于相对湿度进一步从85%升高至95%,PM_2.5浓度与此时能见度相关减弱;能见度降低至2 km甚至更低主要是由于水汽近饱和状态下（相对湿度95%以上）的雾滴消光引起,与PM_2.5浓度的变化关系不大。与不分组直接拟合相比,以相对湿度85%为界线,分别拟合能见度能够很大程度优化多元回归模型,相对湿度高于85%时能见度拟合值的均方根误差从9.2和5.2 km下降至0.5和0.7 km,5 km以下拟合能见度的误差大幅度减小。按相对湿度85%将数据分组所得的拟合方程对2015、2016、2018、2019年1月能见度估算结果较好,观测值与拟合值相关系数均高于0.91,为雾-霾数值预报系统提供了新的能见度参数化算法。      

京、津、冀地区的碳排放趋势估计

通过多种方法相结合,估计了京、津、冀地区2009-2050年的能源碳排放量、水泥工艺碳排放量和森林碳汇量,计算了区域总的碳排放量和净碳排放量。结果表明:1)京、津、冀地区碳排放量都呈现先升后降的Kuznets趋势,森林年碳汇量对碳排放降低影响不明显;2)在自由排放条件下,北京、天津均在2030年前达到碳排放高峰期,河北省及整个京津冀地区的碳排放高峰将延迟到2039年;3)在2050年前,北京、天津年碳汇量将有所降低,河北年碳汇量则上升。     

京津冀都市区经济分布演化及作用机制模拟研究

利用kernel密度估计方法考察了京津冀都市区1995-2007年经济分布演化过程,在此基础上,引入经济增长分布模拟模型进一步模拟研究了其经济增长驱动力的作用效应。研究发现:①京津冀都市区经济增长分布形态经历了"双峰状"→"单峰状"→"双峰状"的演化过程。②资本深化、技术效率、技术进步和空间依赖效应对京津冀都市区经济增长起显著作用。③资本深化和技术效率对京津冀都市区经济增长分布演化起重要作用,而技术进步、空间外溢效应和误差分布效应则没有显著的作用。④资本深化分布的变化和技术效率综合作用效应的变化是影响京津冀都市区经济分布演化的驱动力,并通过资本深化的分布效应和技术效率的综合作用效应这两个渠道对其经济分布演化产生影响。⑤对京津冀都市区经济增长起作用的因素不一定能够影响到其经济分布的演化,基于分解技术的经济增长分布模拟模型,并利用理论分布和实际分布差异性的统计检验可以识别真正影响其经济分布演化的因素及其作用渠道。     

京津冀地区霾成因机制研究进展与展望

为满足当前对京津冀地区霾研究和控制的迫切要求,本文梳理了近年来京津冀地区霾的长期变化特征、天气学特征、污染物来源等相关研究成果,发现:从2000年以后,京津冀地区的霾日数呈现出了下降趋势;北京细颗粒物(PM2.5)质量浓度也在总体上呈现下降的趋势,但2013年年均质量浓度仍高达89.5μg m–3,约为我国空气质量标准的3倍(35μg m–3),京津冀空气污染的形势依然严峻;近年来京津冀地区的霾污染事件频发可以归因为不利天气条件与大量污染物人为排放的共同作用;大量的研究表明,区域输送对京津冀地区霾事件的形成和维持有不可忽视的影响;京津冀地区的大气污染不再局限于一时一地,针对重污染天气的预警以及应急控制应该以区域预报为基础实现区域联动;京津冀地区独特的地理环境条件加上城市群的快速发展,形成的局地大气环流也会对局地的污染过程产生重大的影响;大气边界层内气象要素的变化对重污染发生具有显著贡献。京津冀地区的污染控制需要城市群的联动应对治理。     

MERSI和MODIS卫星监测京津冀及周边地区PM2.5浓度

京津冀及周边地区是中国PM_(2.5)污染最重的区域之一,利用卫星遥感技术监测大范围的PM_(2.5)时空分布变化是一种先进的重要手段。本研究首先基于暗像元算法利用FY-3B/MERSI与AQUA/MODIS对京津冀及周边区域进行了遥感AOT反演和验证分析;然后,引入气象资料和地面观测资料利用GWR模型反演了区域PM_(2.5)浓度,并对遥感反演结果进行了交叉验证评估,综合对比分析了MERSI和MODIS的气溶胶及PM_(2.5)遥感监测能力;最后,利用MERSI数据对2017年第一季度京津冀及周边区域的PM_(2.5)月均浓度时空分布变化情况进行了初步探索分析。结果表明:FY-3B/MERSI在气溶胶及PM_(2.5)遥感监测能力方面略优于AQUA/MODIS,MERSI反演的1 km分辨率AOT和PM_(2.5)与地面站点实测结果的决定系数R2分别为0.76μg/m~3和0.79μg/m~3,均方根误差分别为0.26μg/m~3和28μg/m~3,平均绝对误差分别为0.16μg/m~3和15μg/m~3,能基本满足对京津冀及周边区域PM_(2.5)的精细化监测需要。2017年第一季度京津冀及周边区域PM_(2.5)月均浓度遥感监测结果表明该区域的PM_(2.5)空间分布格局与地形地貌关系密切,高值区整体上沿太行山脉成带成片;从时间变化来看,1—3月呈逐月下降的趋势,其中3月份PM_(2.5)区域浓度较1月和2月有大幅下降。这说明FY-3\MERSI遥感反演产品能为环境质量监测和环境管理工作效果评估提供有效参考,本研究对国产卫星在大气环境遥感业务中的大力发展应用有重要参考意义。