三层级多目标水循环调控理论与工程技术体系

以新疆典型干旱区内陆河流域为研究对象,通过对地理、地貌、水文气象条件、流域水循环特征的系统分析,提出了水资源开发利用存在的三大问题,即:水资源匮乏且时空分布严重失衡,跨界河流水安全问题突出;水资源过度开发利用,人工绿洲与天然绿洲结构严重失调,生态环境恶化;水资源利用效率效益低,供需矛盾和水盐平衡失控。以水问题和水需求为导向,工程措施与生态保护并举,采用系统科学的基础理论与分析方法,构建了三层级多目标水循环调控理论与工程技术体系,分别从宏观、中观、微观三个层级,提出了区域、流域、灌区水循环调控与水资源高效利用的科学模式和关键技术。结合区域地形地貌特点和水资源禀赋条件,建立了北疆"网式"、南疆"环式"、东疆"串式"结构水循环调控框架,增强区域水资源合理配置的调控能力。针对流域水循环特点,提出山区水库替代平原水库和河道内与河道外引水"三七调控"、经济与生态耗水"五五分账"的综合调控模式。围绕现代灌区建设和面临的挑战,研究指出建立节水灌溉—水盐调控—地下水利用—生态保护"四位一体"的水资源高效利用综合调控技术体系,是干旱区绿洲农业可持续发展的方向。     

“机器代人”与城镇新增长模式 ——以广东省佛山市顺德区为例

为分析“机器代人”影响下的劳动密集型城镇新增长动力,文章构建了“机器代人”背景下城镇新增长模式的分析框架,以珠三角城镇增长的代表性地区--佛山市顺德区为案例,重点从技术、产业、人口和空间4个方面进行了探讨。研究发现：“机器代人”的推广应用极大地促进了地区的技术升级,企业和政府共同推动着地区技术升级路径从“二次创新”走向“一次创新”。技术升级对产业升级和人口变化产生重要的影响,一方面促使了家电等传统产业转型升级,传统产业对自动化设备的需求又带动了机器人产业的发展;另一方面削减了普通劳动力需求,催生新的就业机会,促使地区就业结构变化。产业升级和人口变化共同促进空间组织产生变化,创新要素在空间上扩散与集聚,区域形成“大集聚、小分散”的格局,边界地区成为区域新的增长核心。在“机器代人”影响下顺德区形成了技术、产业、人口和空间相互影响与促进的城镇新增长模式。     

中美科技竞争力比较研究

在界定国家科技竞争力内涵的基础上,从科技人力资源竞争力、科技财力资源竞争力、科学研究竞争力、技术创新竞争力和科技国际化竞争力五个方面建构了国家科技竞争力评价指标体系,从而详细对比了中美两国在科技发展上的差异。研究发现,无论是整体竞争力还是科技投入、科学研究、技术创新、科技国际化等单项竞争力,中国都与美国都存在不小差距,中国科技竞争力虽然加速提升,但仍显著落后于美国,中国科技发展任重道远。基于中美两国科技竞争力的现状对比及趋势研判,本文认为：中国进一步提升科技竞争力,加快建设世界科技强国,既需要对标先进、参照一流,进一步深化开放式创新,充分学习和借鉴美国等科技强国的成功经验,更需要立足自身、正视短板,坚持科技创新与制度创新双轮驱动、发展速度和创新质量有机统一、自主创新与开放创新相互促进,着力推动以质量和效益为核心的创新战略,加强基础科学研究,突破关键核心技术,集聚高端科创人才,以实现国家科技竞争力的持续稳步增强。     

中国面向遥感应用的垂直起降无人机现状和 应用前景分析

近年来,针对中国生态环境、洪涝灾害应急响应、国土安全监测等遥感观测任务,无人航空遥感手段需求越来越多。构建异构无人航空器遥感观测多任务集群系统是近几年的发展目标,为完成无人航空遥感生态建设,垂直起降无人机以其不受场地限制起降又可快速巡飞的特点,在多个领域发挥着越来越大的作用。本文主要研究内容包括国内垂直起降无人机发展现状调研、面向航空遥感应用市场的无人机分析及典型机型介绍、垂直起降无人机在遥感领域的应用场景及案例分析、垂直起降无人机在遥感领域的应用前景及发展趋势等。通过广泛调研及深入分析可知,目前垂直起降固定翼无人机正逐步取代多旋翼飞行器的主导地位;垂直起降无人机占据了遥感应用无人机80.47%的市场份额;动力多元化、系统智能化、布局多样化、尺寸小型化等是面向遥感应用的垂直起降无人机的发展方向。本文较为全面地阐述和剖析了面向遥感应用的垂直起降无人机的相关内容,为遥感航空无人机生态建设提供了参考与支撑。     

Intersection-pavement de-icing: comprehensive review and the state of the practice

Winter maintenance operations are crucial for pedestrian and motorist safety and public mobility on urban streets and highways in cold regions, especially during winter storms. This study provides a comprehensive literature review of existing deicing technologies, with emphasis on electrical resistance-heating deicing technologies for possible applications in areas with concentrated traffic, such as street intersections and crosswalks. A thorough review of existing and emerging deicing technology for snow/ice melting was conducted. The performance of various deicing methods was evaluated and the installation and operation cost of the electrical resistance-heating methods compared. Finally, current state of the practice of intersection/crosswalk winter maintenance was surveyed among state departments of transportation in North America. The intersection/crosswalk winter maintenance procedure adopted by the State of Alaska Department of Transportation and Public Facilities was described, and the annual winter maintenance and operation cost per intersection was estimated. It was found that the annual energy cost of an electrical resistance-heating method such as the carbon-fiber-tape deicing technology is about the same as the average annual maintenance and operation cost of current practice. In addition, an automatic electrical resistance-heating deicing system will bring benefits such as minimized delay time and improved safety for pedestrian and vehicular traffic in an urban application.     

A National Key R&D Program: Technologies and Guidelines for Monitoring Ecological Quality of Terrestrial Ecosystems in China

Ecological quality is defined as the stability, adaptability and resilience of an ecosystem. Monitoring and assessing ecological quality are important bases for China's ecological civilization construction. The national key research and development program “Technologies and guidelines for monitoring ecological quality of terrestrial ecosystems in China”, launched in July 2017, includes plans to study the observation technologies and provide guidelines on the ecological in-situ observation, the regional biodiversity and ecosystem function monitoring and its applications, all of which contribute to national ecological quality assessment. A year after its implementation, some important progress has been achieved, such as building the indicator system for comprehensive monitoring of ecological quality and improvement of the methods, mass data transmission, infrared camera-based monitoring of biodiversity, multi-angle automatic spectral observation systems, and unmanned aerial vehicle (UAV) based desert monitoring. We have organized this special issue and attempted to introduce the monitoring techniques and assessment methods on ecological quality from different perspectives in order to further promote the development of ecology and its observation methods.     

中国海洋环境规制对海洋技术创新的影响研究——基于环渤海和长三角地区的比较

文章运用中国沿海11个省、市、自治区2006—2015年的面板数据为样本,将海洋环境规制划分为命令控制型和经济激励型两类,对比分析了环渤海和长三角地区海洋环境规制对海洋技术创新的影响差异。研究发现:从沿海地区整体来看,命令控制型和经济激励型环境规制对海洋技术创新的影响作用均显著为正;在试点城市环境规制对技术创新的促进作用优于非试点城市;在环渤海地区,命令控制型环境规制对海洋技术创新的影响作用显著为正,经济激励型不显著;在长三角地区,经济激励型环境规制对海洋技术创新的影响作用显著为正,命令控制型不显著。基于实证结果提出了制定差异化的环境规制、加大政府对研发资金的支持等有针对性的政策建议。     

珊瑚礁生态系统修复研究进展

健康的珊瑚礁生态系统具有造礁、护礁、固礁、防浪护岸、防止国土流失的功能。同时, 珊瑚礁生态系统生物多样性极高, 被称为海洋中的“热带雨林”。我国南海拥有200多个珊瑚岛、礁与沙洲, 是世界海洋珊瑚礁最丰富的区域之一。近年来, 由于全球气候变化和围填海等人类活动的影响, 珊瑚礁生态系统受到了不同程度的影响或破坏, 危及海洋生态与岛礁安全, 珊瑚礁生态系统的修复至关重要。本文对珊瑚礁生态系统的现状、修复方法及存在的问题进行了总结, 并在此基础上创新性地提出了基于系统的珊瑚礁多维生态系统修复模式并付诸实践, 以期提供更有效的珊瑚礁生态系统修复新方法。     

基于生物炭技术的农作物秸秆收购半径与收集站设置的数学模型

生物炭是酸性土壤修复的重要新型材料,生物炭技术是农作物秸秆开发利用的新兴技术,而农作物秸秆收集半径和收集站设置是影响农作物秸秆生物炭技术应用的关键因素,假设在农作物秸秆均匀分布的圆形区域建设生物炭生产基地,对影响生物炭生产基地效益的农作物秸秆收购半径进行分析,建立了"农作物秸秆收购半径数学模型",获得其最优收购半径为R=(a-c)/b(其中为单a位质量农作物秸秆相关收益,b为单位质量单位距离农作物秸秆运输费用,c为单位质量农作物秸秆变动成本)。同时进一步分析,建立了"农作物秸秆收集站位置设置数学模型",假设从收集站向生产基地运输单位质量单位距离农作物秸秆费用q比其直接运输至生产基地费用b节约50%时(即q/b=0.5),获得其最优位置为0.49R (其中R为收购半径)。收购半径和收集站模型的建立,为我国北方农业主产区农作物秸秆收集利用提供参考。     

基于工程技术研究中心的双创教育模式研究

创新创业教育是新形势下高校培养高素质应用型人才的一种重要教育理念和模式。针对我国目前在创新创业教育过程中出现的诸多问题,提出了一种基于高校工程技术研究中心的新型双创人才培养模式。在介绍工程技术研究中心内涵并分析其优势的基础上,以滁州学院地理信息与旅游学院为例,重点阐述了基于研究中心模式双创人才培养的具体实施方案及实施成效。结果表明,基于工程技术研究中心的双创教育模式不但可以与传统专业人才培养方案有效融合,更能有效互补,具有一定的现实意义。