“四层一体”在地理研学资源开发中的运用——以哈尼梯田地理研学资源开发为例

自2016年教育部等十一部门印发《关于推进中小学生研学旅行的意见》以来,社会各界对于研学旅行的研究迅速增加。因地理学研究“人地关系地域系统”这一核心问题,无疑成为研学旅行研究和实践的重要阵地。但如何开发地理研学旅行资源,尤其是如何有机结合人文地理与自然地理研学要素成为困扰很多研学导师的难题。本文尝试使用“四层一体”分析方法,从自然地理要素、生计、制度、文化四个层面出发,探讨如何从地理学科视角挖掘和利用研学资源,发现各个地理研学要素之间的相互作用关系,增强其逻辑性。     

地方旅游经济对地理科学发展的促进作用——评《自然地理学》

为直面地理科学领域的发展需求,由刘南威主编、科学出版社于2019年11月出版的《自然地理学》一书在总结各项地理特征的同时,对可持续发展策略进行了全新的梳理。该书以地理及相关专业的学生作为讲授对象,是能够完全体现"自然地理学"课程应用特点的书籍。     

周期性Ca2+ 、Mg2+浓度波动对凡纳滨对虾稚虾摄食、生长和能量代谢物含量的影响

养殖水环境中的离子浓度会因气候和季节的变化发生波动,对凡纳滨对虾的摄食、存活和生长产生影响。在实验室条件下,凡纳滨对虾养殖水体Ca~(2+)/Mg~(2+)保持在1∶3左右,以恒定Ca~(2+)浓度150 mg/L、Mg~(2+)浓度450 mg/L为对照组(CC0组),4 d为一个离子浓度波动周期,分别以Ca~(2+)浓度100 mg/L、Mg~(2+)浓度300 mg/L和Ca~(2+)浓度45 mg/L、Mg~(2+)浓度135 mg/L为离子浓度波动处理组(CCM1组和CCM2组),研究Ca~(2+)、Mg~(2+)浓度波动对凡纳滨对虾稚虾生长和鳃中能量代谢物质含量的影响。结果表明:在本实验条件下,Ca~(2+)、Mg~(2+)浓度波动对凡纳滨对虾稚虾的存活无显著影响。在CCM1组中,对虾的食物转化效率(FCE)、特定生长率(SGR)显著高于CC0组和CCM2组对虾(P0.05),蜕皮率也达到最高,但蜕皮率与其他两组差异不显著(P0.05)。在检测出的21种能量代谢物质中,丙酮酸等3种能量代谢物含量随水体Ca~(2+)、Mg~(2+)浓度波动幅度的升高而降低,且在CC0组对虾体内含量较高;草酰乙酸等4种能量代谢物含量随水体Ca~(2+)、Mg~(2+)浓度波动幅度的升高而降低,且在CCM1组对虾体内含量较高;NAD+等14种能量代谢物含量随水体Ca~(2+)、Mg~(2+)浓度波动幅度的升高而升高。其中,NADP+、环腺苷酸、丙酮酸和α-酮戊二酸的含量变化达到显著水平(P0.05)。研究结果表明:周期性Ca~(2+)、Mg~(2+)浓度波动条件下,凡纳滨对虾具有生长差异,且在能量平衡上产生积极响应。适宜范围内的Ca~(2+)、Mg~(2+)浓度波动,促进凡纳滨对虾的生长,这与其能量储备和平衡相关。     

海洋自然资本评估中生物能值转换率的研究

自然资本评估是研究生态系统服务与社会经济发展的重要方式。由于海洋具有特殊性和复杂性、开放性、流动性和多层次耦合性等特点,海洋自然资本评估方法的研究进展缓慢。能值分析理论通过能值转换率将生态系统内流动和储存的各种不同类别的能量和物质转换为同一标准的能值,可衡量和比较不同等级的能量价值,系统完整地反映自然资本价值,这一特点是其他评估方法所缺乏的。为精确量化海洋生物资本价值,本研究引入海洋食物网信息能流图和生态系统能量传递规律,提出了生物能值转换率的经验公式,即Tn=T1·E^1-nL(T1为初级生产者的太阳能值转换率,n为营养级,EL为林德曼效率)。为验证经验公式的可行性,选用相关案例进行了研究,得到海洋食物网中不同食性生物所处营养级及其相应的能值转换率。经验公式有一定误差,具体应用时应通过调研文献和相关数据,确定关键参数的取值范围以提高准确性。本研究得出的经验公式简化了海洋生物能值转换率的计算方法,促进了能值分析理论在海洋自然资本评估中的进一步应用。     

斜坡平台波浪破碎数值模拟

波浪在斜坡地形上破碎,破波后稳定波高多采用物理模型试验方法进行研究,利用近岸波浪传播变形的抛物型缓坡方程和波能流平衡方程,导出了适用于斜坡上波浪破碎的数值模拟方法。首先根据波能流平衡方程和缓坡方程基本型式分析波浪在破波带内的波能变化和衰减率,推导了波浪传播模型中波能衰减因子和破波能量流衰减因子之间的关系;其次,利用陡坡地形上的高阶抛物型缓坡方程建立了波浪传播和波浪破碎数学模型;最后,根据物理模型试验实测数据对数值模拟的效果进行验证。数值计算与试验资料比较表明,该模型可以较好地模拟斜坡地形的波浪传播波高变化。     

海洋温差发电系统中板式换热器换热特性研究

对传统可拆式板式换热器进行了改良,以适用于海洋温差能发电系统工况,并对改良后的板式换热器进行了理论数值分析。研建了海洋温差发电系统测试平台,对系统内的换热器换热特性进行测试,在不同工况下对换热器换热特性进行了实验研究,得到了板式换热器瞬态运行特性,同时还得到了换热器换热特性随热流密度的变化曲线及压降随工质流量的变化关系。结合实验数据拟合了换热器换热特性经验关联式和压降随工质流量关联式,预测值和实验值偏差均在20%以内。结果表明:在实验系统运行工况范围内,换热器的换热系数随着热流密度的增加而增大,当热流密度大于3 kW/m2时,换热系数随热流密度变化的曲线斜率变小;换热器压降随着工质流量增大而增加,压降随工质流量变化的曲线斜率变大。     

碟形越浪式波能发电装置的三维数值模拟

基于计算流体力学软件的三维数值模拟技术,分析了碟形越浪式波能发电装置的越浪性能,通过构建基于水气两相VOF(Volume of Fluid)模型的三维数值波浪水槽对该装置进行三维数值模拟研究,数值计算结果与物理试验结果相互对比验证较为吻合,验证了所构建的三维数值波浪水槽的可靠性,通过考察装置的坡度、导流叶片个数、干舷高度对越浪性能的影响确定装置的最优结构参数。结果表明,在装置的斜坡面边缘增加回流板可减少波浪的反射,提高装置的越浪性能。在数值模拟中将装置的斜坡面边缘处安装回流板对碟形越浪式波能发电装置参数进行优化,通过分析回流板的长度对装置越浪性能的影响来探索最优回流板长度。     

区域可持续发展能力的能值与(火用)耦合分析模型构建

可持续发展能力评价方法是识别人地协同规律、支撑科学决策的重要工具和热点需求。通过文献回顾与理论分析框架构建,耦合能值及?方法,提出自组织能力指数（SO）、生态压力指数（EP）、可持续发展能力指数（SC）构成的,基于热力学理论的可持续发展能力分析模型,利用文献荟萃法筛选17个典型发达国家1985年状态值计算SO与EP阈值,划分了4个阶段。利用中美两国1985-2015年特征对比验证,结果显示：① 2005年以前中国属“低自组织能力、低生态压力”阶段,之后进入“低自组织能力、高生态压力”阶段,存在低生态效率、规模扩张驱动特征;美国一直属“高自组织能力、高生态压力”阶段,存在高生态效率驱动、经济与生态脱钩特征,与全球生态足迹网络和世界自然基金会等的研究结果一致,模型具有较好适应性和可靠性。② 模型利用“获得?量/输入能值量”表达经济社会生态效率、“经济社会?损耗量/生态系统年产?量”表达生态压力,连接了经济社会对生态基底的熵化路径,可识别区域所处可持续发展阶段、分析水平变化和驱动因素。③ 模型以人类与生态并重的视角,从深度上反映经济社会的生态效率、从广度上评价生态空间被占用比例,具有宏观规模与微观效率分析相结合的优势,是对经典方法的补充。