利用模板匹配技术检测米尺度岩石断层黏滑实验中的声发射事件

声发射观测是岩石摩擦实验中研究强震孕育机制的重要观测手段之一.传统的声发射观测以触发记录为主,难以捕捉并提取微弱的声发射信号.近年来天然地震学中发展的模板匹配技术可以在连续波形记录中识别出微弱的事件,大大提升事件检测能力.本文发展了适用于多通道连续记录的声发射信号的模板匹配技术,并将该技术应用于分析米尺度岩石断层黏滑失稳过程.研究结果显示:模板匹配技术识别出的声发射数量约为传统方法识别的5倍,相对完备震级降低约0.3.临近失稳,检测目录完备震级以上声发射率表现出幂律增加的特征,且声发射事件聚集在失稳破裂起始点附近.失稳后,检测目录完备震级以上声发射率表现出幂律衰减,其中失稳后早期表现出较慢的衰减速度.另外,失稳后早期声发射事件表现出随对数时间沿断层迁移的趋势.最后,通过与天然地震学观测的结果对比表明,声发射模板匹配识别技术是研究大尺度岩石摩擦滑动失稳过程中前震和余震时空演化规律的有效手段,该技术助于在方法上为室内实验和野外观测进行融合研究提供思路.     

基于声发射的岩石破裂应力场动态反演

为获取岩石在破裂过程中的动态应力场,首先进行室内物理试验获取声发射数据,在此基础上基于能量耗散原理,利用实测声发射信息建立起岩石细观损伤表征方程,并通过FLAC3D内嵌FISH语言进行二次开发,自动搜索声发射损伤影响范围内岩石单元并对其力学参数进行弱化,计算得到较为真实的岩石破裂动态应力场。结果表明,计算得到的岩石破裂应力场与实测结果有良好的对应关系,验证了岩石细观损伤表征方法的合理性。同时,获得的岩石动态破裂应力场不仅可以从岩石力学的角度解释破坏产生的原因,也对预测岩石下一步破坏具有指导意义。但这种方法仍具有一定的局限性,需要进一步的探索研究。     

煤田火区碳排放量计算模型和关键参数研究

完善碳排放清单,是进行减排工作的基础,为了查明煤田火区对大气碳排放的贡献量,以煤氧复合作用学说为理论基础,从不同的研究思路出发,提出了烧失煤量法和排放通量法两种火区碳排放量计算模型。在明确模型中关键参数“释放因子”“排放系数α”“排放通量”“排放系数β”的具体含义的基础上,重点对各参数所对应的获取途径进行了研究论述：(1)释放因子通过在室内进行煤自燃模拟实验得出;(2)排放系数α通过煤岩吸附实验结合火区实地勘测得出;(3)排放通量通过对火区现场煤自燃气体排放及环境因素的实时监测得出;(4)排放系数β通过对遥感图像裂隙信息的提取得到。上述两种计算模型在我国乌达实验区进行了实际应用,并对其可实现性进行了检验。     

Credit stacking in nutrient trading markets for the Baltic Sea

Heavy loads of the nutrients nitrogen and phosphorus cause severe damage in many waters in the world. Nutrient trading markets where capped firms can buy and sell nutrient load credits have been established in several countries in order to achieve certain nutrient reduction targets at minimum costs for society. The availability of multifunctional nutrient abatement measures that simultaneously reduce loads of both nutrients, such as wetland construction, raises the issue of credit stacking, i.e. whether a firm constructing the wetland should earn credits for both nutrients. This article examines theoretically and empirically the implications of establishing alternative nutrient trading market designs (markets with and without credit stacking, a market for a bundled payment of nutrients, and separate markets for either nutrient) for total costs and achievement of stipulated nutrient reduction targets for the Baltic Sea. The results show that the total abatement cost of achieving reduction targets of both nutrients is always lowest if a market design with credit stacking is established, that markets without credit stacking result in higher abatement cost and nutrient abatement in excess of the reduction targets, and that none of the single nutrient market systems is able to generate the required abatement of both nutrients. The application to the Baltic Sea shows that the total abatement cost can be 20% higher when credit stacking is not allowed than when it is allowed.     

高压密闭消解-电感耦合等离子体光谱和质谱联合测定海洋地质样品中52种元素

An improved analytical method to determine the content of 52 major, minor and trace elements in marine geological samples, using a HF-HCl-HNO_3 acid system with a high-pressure closed digestion method(HPCD), is studied by an inductively coupled plasma optical emission spectrometry(ICP-OES) and an inductively coupled plasma mass spectrometry(ICP-MS). The operating parameters of the instruments are optimized, and the optimal analytical parameters are determined. The influences of optical spectrum and mass spectrum interferences, digestion methods and acid systems on the analytical results are investigated. The optimal spectral lines and isotopes are chosen, and internal standard element of rhodium is selected to compensate for matrix effects and analytical signals drifting. Compared with the methods of an electric heating plate digestion and a microwave digestion, a high-pressure closed digestion method is optimized with less acid, complete digestion,less damage for digestion process. The marine geological samples are dissolved completely by a HF-HCl-HNO_3 system, the relative error(RE) for the analytical results are all less than 6.0%. The method detection limits are 2–40μg/g by the ICP-OES, and 6–80 ng/g by ICP-MS. The methods are used to determine the marine sediment reference materials(GBW07309, GBW07311, GBW07313), rock reference materials(GBW07103, GBW07104,GBW07105), and cobalt-rich crust reference materials(GBW07337, GBW07338, GBW07339), the obtained analytical results are in agreement with the certified values, and both of the relative standard deviation(RSD) and the relative error(RE) are less than 6.0%. The analytical method meets the requirements for determining 52 elements contents of bulk marine geological samples.     

农牧交错带农田土壤风蚀PM10释放特征

粉尘释放是风蚀造成危害的一个重要过程。以农牧交错带沙区和非沙区农田土壤为研究对象,利用室内风洞模拟实验,实时监测了风蚀过程中释放的PM₁₀,分析了PM₁₀的动态变化特征,以深入认识土壤风蚀粉尘释放机理。结果表明：非沙区农田土壤风蚀强度远低于沙区农田,与风速呈指数函数关系;非沙区农田的土壤粉尘释放在不同风速下均以气流直接抬升模式为主,平均PM₁₀通量与风速呈线性函数关系,最大PM₁₀通量与风速呈幂函数关系;沙区农田的土壤粉尘释放在风速增大到一定程度后呈气流直接抬升和砂粒跃移冲击复合模式,最大PM₁₀通量增加不明显,但平均PM₁₀通量明显高于非沙区农田;对于沙区和非沙区农田而言,平均PM₁₀通量与风蚀速率呈对数函数关系。     

产业内部结构升级对碳排放的影响——基于OECD主要成员国面板数据的实证分析

人类活动所引起的全球变暖已经成为当前世界各国需共同面对的问题。经济结构性特征是受到广泛认可的区域发展阶段替代指标,因而本文分别选用制造业和服务业产业内部结构为基本视角,对其细化信息进行挖掘,并在经济合作与发展组织（OECD）各主要成员国背景下对碳排放随经济发展阶段推进而演化的过程进行计量分析。结果显示：第一,产业内部结构具备更加丰富的区域经济发展阶段信息,能够在普遍意义上提供判别区域经济发展所处时期的良好标准,为处于不同发展阶段的国家进行差异化碳配额权分配提供参考;第二,制造业和服务业内部产业结构升级的阶段性对照结果说明,碳排放峰值时点滞后于工业化的顶峰位置;第三,人为碳排放在经济发展过程中呈现倒U型的固有演化规律,在工业化顶峰前的碳排放逐步增长是为了维持基本经济发展路径的不可抗趋势。因此,发展中国家在工业化顶峰前不承诺排放达峰具有较高合理性,但仍应通过推进产业结构高级化、发展生产性服务业等举措抑制碳排放增速、尽早实现达峰。     

全球实施碳税政策对碳减排及世界经济的影响评估

该研究模拟了全球各区域2008-2050年的经济发展和碳排放状况,并将该模拟结果设定为基准情景。在基准情景中全球GDP随时间增长,而全球的碳排放同样表现出增长趋势。为了模拟碳税政策的减排效应及其对经济的影响,本文构建了其他3种碳税政策情景。情景1,将碳税收入作为一般性财政收入,此时全球升温减缓,世界碳排放下降显著,但中国、印度、俄罗斯、马来西亚和印度尼西亚等发展中国家经济发展严重受创,世界经济不均衡加剧。情景2,将各区域的碳税收入汇总之后按照比例统一分配,该情景下,世界碳减排规模较情景1略有下降,但世界各区域的经济较基准情景得到更好的发展。情景3,碳税税率随时间阶段性增长,此时,碳税政策对全球升温的控制更显著;世界各区域,尤其是发展中国家（地区）,经济增长更迅速。另外,碳税收入用来提升区域技术进步,在一定程度上促进了产业的优化升级。碳税政策与技术进步的协同减排政策,考虑了区域经济发展的不均衡性,兼顾了气候治理的公平性,是一种有效、可行的全球气候治理政策。     

城市公共自行车自愿碳减排机制初探——以北京市为例

公共自行车系统是待开发的交通自愿碳减排项目。本文采用CCER方法学中的“快速公交项目”,计算北京市2012年公共自行车系统自愿碳减排量,并估算收益。结果显示：北京市2012年公共自行车自愿碳减排量为43.95 t CO₂,出售可获得1538元的收益。同时估算得到北京市2015年公共自行车碳减排量为6874.5 t CO₂,出售可获得约24万的收益。因此,北京等交通需求膨胀的特大型城市,随着公共自行车系统的持续壮大发展,公共自行车运营企业的经济效益有望通过碳交易实现较大提升空间。     

国际碳税格局及其对中国的启示

本文在总结分析全球已经实施碳税的国家碳税实施情况及其效果,评价分析国内外学者对中国征收碳税的相关研究和科学观点的基础上,针对中国碳税设计提出如下建议：目前实施碳税的大多是发达国家,国际上征收碳税的舆论日益高涨,但国内对碳税征收要素研究还不透彻,依据中国的国情开征碳税环境尚不成熟,未来需要进一步加强对碳税开征各要素的调研。