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二氧化锡复合光催化剂的制备及其光催化性能研究

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二氧化锡复合光催化剂的制备及其光催化性能研究

作者：胡文科广西大学

学位级别：硕士

印染废水是一种难处理的废水,具有水量大、化学需氧量(COD)高、颜色深等特点。随着人们对环境质量越来越重视,寻求更环保、高效、低能的技术手段处理它是必然的选择,光催化技术的兴起与这一要求正好是相符的。SnO2材料由于其较好的光电... 详细信息

印染废水是一种难处理的废水,具有水量大、化学需氧量(COD)高、颜色深等特点。随着人们对环境质量越来越重视,寻求更环保、高效、低能的技术手段处理它是必然的选择,光催化技术的兴起与这一要求正好是相符的。SnO2材料由于其较好的光电特性,在电池、气敏传感和光催化方面被广泛研究。本文制备了 3种不同的SnO2复合光催化剂,研究了材料在不同条件下降解甲基橙溶液的光催化效果。采用水热法,合成了不同质量比的高岭土/SnO2/Sn2+复合光催化剂,对光催化剂的形貌、特性等进行表征研究。结果显示,高岭土较好的融合在SnO2/Sn2+晶格中,复合光催化剂中含有Sn2+,外形呈现无规则,有明显团聚现象,里面的晶格与SnO2(110)晶面相符,条纹间距为0.335nm。适量高岭土的掺杂降低了 SnO2/Sn2+的禁带宽,提高了 SnO2/Sn2+在可见光条件下的光催化性能,4%高岭土 SnO2/Sn2+的禁带宽为2.62eV。对高岭土/SnO2/Sn2+光催化剂降解甲基橙的不同因素研究,发现4%高岭土/SnO2/Sn2+的催化效果最佳,在500W氙灯条件下、甲基橙溶液为10mg/L、光催化剂为50mg、光反应120分钟(min),甲基橙溶液的的降解率可达98.2%。随着光催化剂的质量增加,催化效果有一个明显的提升;在酸性条件下的降解效果更好;随着甲基橙溶液的浓度升高,降解率会下降,但降解的甲基橙总量变多。合成了不同摩尔比的SnO2/SnWO4复合光催化剂。复合材料由不规则纳米片组成,纳米片有较明显的团聚现象,SnO2与SnWO4较好的按照摩尔比复合成功,SnO2/SnWO4复合材料有效的降低了 Sn02的禁带宽,其在可见条件下具有一定催化效果。对SnO2/SnWO4的光催化性能研究,Sn02与SnWO4的复合能有效提高光催化剂的活性,SnO2/SnWO4(1:2)复合光催化剂对甲基橙的降解率为58.7%,而SnWO4仅为7.0%,对不同质量光催化剂的催化效果研究,发现75mg的SnO2/SnWO4(1:2)的光催化效果最佳,酸性条件有利于甲基橙溶液的降解,循环使用5次之后降解率仍然可达到50.0%以上。利用水热法,合成了不同质量比Ni0.5Zn0.4Cu0.1Fe2O4/SnO2磁性复合光催化剂,Ni0.5Zn0.4Cu0.1Fe2O4的粒径为10nm-30nm,由球形颗粒物组成,与SnO2复合之后,粒径变大,Ni0.5Zn0.4Cu0.1Fe2O4/SnO2复合物具有较好的磁性,更易于回收。Ni0.5Zn0.4Cu0.1Fe2O4/SnO2在汞灯条件下具有较好的光催化活性,光催化剂为50mg、复合质量比为1:1、甲基橙浓度为20mg/L的时候、60分钟甲基橙可降解68.8%;pH值在碱性条件下Ni0.5Zn0.4Cu0.1Fe2O4/SnO2(1:1)催化剂具有较好的活性;循环使用3次仍然具有较好的催化活性。

关键词： SnO2 复合光催化甲基橙水热法

中国灌木林-经济林-竹林的生态系统服务功能评估

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生态学报 2011年第7期31卷 1936-1945页

作者：王兵魏江生胡文中国林业科学研究院森林生态环境与保护研究所北京100091 内蒙古农业大学生态环境学院呼和浩特010019

基于森林生态系统的长期连续定位观测数据和全国第五次、第六次、第七次森林资源清查数据,应用中华人民共和国林业行业标准《森林生态系统服务功能评估规范》(LY/T 1721-2008)对灌木林、经济林、竹林的物质量与价值量进行了评估。结果表... 详细信息

基于森林生态系统的长期连续定位观测数据和全国第五次、第六次、第七次森林资源清查数据,应用中华人民共和国林业行业标准《森林生态系统服务功能评估规范》(LY/T 1721-2008)对灌木林、经济林、竹林的物质量与价值量进行了评估。结果表明:灌木林、经济林、竹林提供的服务功能价值分别为17953.56亿元/a、7569.35亿元/a、2659.01亿元/a,在全国森林生态服务功能总价值中占有重要的地位。涵养水源和生物多样性保护及固碳释氧是主要的生态服务功能。数量化统计分析得出灌木林生态服务功能价值在华中、华南地区较大,而由于气候等因素,在西北等干旱地区灌木林所占比例较大;经济林生态服务功能价值在西南地区较大;竹林生态服务功能价值在华中、华南地区较大。从第五次森林资源清查到第七次森林资源清查期间近20a来,灌木林、经济林、竹林森林生态服务功能价值变化不大,生态功能稳定。应清醒地认识到灌木林、经济林、竹林在维系和促进当地社会经济持续发展和环境保护中的巨大作用。

关键词：森林生态服务功能灌木林经济林竹林

TiO2纳米管阵列的亲水性及其光电性能研究

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TiO2纳米管阵列的亲水性及其光电性能研究

作者：胡文岳太原理工大学

学位级别：硕士

自清洁材料广泛应用于生活中的方方面面,如装饰材料、窗户玻璃、汽车反光镜和太阳能电池板等。TiO由于化学稳定性高、无毒无污染、制备简单、价格低廉等优点而在自清洁领域受到了广泛的关注。但现在依然存在一些问题,如TiO薄膜的亲水机... 详细信息

自清洁材料广泛应用于生活中的方方面面,如装饰材料、窗户玻璃、汽车反光镜和太阳能电池板等。TiO由于化学稳定性高、无毒无污染、制备简单、价格低廉等优点而在自清洁领域受到了广泛的关注。但现在依然存在一些问题,如TiO薄膜的亲水机理尚不明确,光催化性能和亲水性之间的关系还处于研究阶段;TiO薄膜大多需要光照处理后才具有超亲水性,这在雨天等光照不足的环境下无法使用。因此,本文以研究一种无需光照就具有超亲水性的TiO自清洁薄膜为目的,通过对TiO纳米管阵列(TiO-NTAs)进行表面改性和掺杂,来提高其自清洁性能。(1)采用电化学阳极氧化法,以钛片作阳极,铂片作阴极,分别以添加一定量NH4F的H3PO4和(CH2OH)2为电解液,制备出直径为110 nm左右的TiO纳米管阵列。在(CH2OH)2电解液中制备的TiO纳米管阵列的水接触角初始值为14.5°,远小于同条件下在H3PO4电解液中制备的TiO纳米管阵列的水接触角初始值(133.67°),并研究了TiO纳米管阵列的亲水机理。(2)采用化学还原法,用铝粉包裹TiO纳米管阵列退火,成功的制备出黑色TiO纳米管阵列。研究发现,随着退火温度的升高,TiO纳米管阵列的水接触角总体上呈现出先增大后减小的趋势。经过300℃和450℃退火后的TiO纳米管阵列,在光照后水接触角有了明显的减小。而且,经过300℃和450℃退火后产生的黑色TiO纳米管阵列其光吸收范围从紫外光扩展到了可见光,极大的提高了对可见光的利用率。(3)采用非金属离子掺杂法,用硫酸铵作为N源、S源,成功制备出N/S共掺杂黑色TiO纳米管阵列。研究发现,随着N和S元素掺入量的增加,TiO纳米管阵列的水接触角呈现出不断减小的趋势,当硫酸铵添加量达到0.5 g时,接触角减小到10°,光照后,减小为7.5°,而且N/S共掺杂TiO纳米管阵列对可见光有着显著的吸收,其光吸收性能随着硫酸铵添加量的增加而变强。

关键词： TiO2纳米管阵列黑色TiO2纳米管阵列 N/S共掺杂黑色TiO2纳米管阵列亲水性光电性

基于服刑人员心理健康状况的管教模式优化研究 ——以广东省H监狱为例

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基于服刑人员心理健康状况的管教模式优化研究 ...

作者：胡文坚南昌大学

学位级别：硕士

在监狱服刑改造的生活中,服刑人员的心理健康水平对改造质量有很大的影响,保持良好的心态有助于监狱维护安全稳定,有助于监狱警察更好地管理服刑人员。因此,根据服刑人员的心理特点进行针对性的管理是科学改造,提升教育改造质量的保证... 详细信息

在监狱服刑改造的生活中,服刑人员的心理健康水平对改造质量有很大的影响,保持良好的心态有助于监狱维护安全稳定,有助于监狱警察更好地管理服刑人员。因此,根据服刑人员的心理特点进行针对性的管理是科学改造,提升教育改造质量的保证。针对现阶段H监狱对只是不同犯罪类型的服刑人员进行管理,而忽略了对不同犯罪类型服刑人员的不同心理健康状况进行区分管理,本文从服刑人员心理健康的水平及情况出发,基于不同服刑人员心理健康状态管教模式的优化研究。首先界定服刑人员心理健康的标准,将广东省H监狱的服刑人员分为几类罪犯,并针对性地提出管理方法,并分析了现阶段服刑人员存在的心理问题,以及维护心理健康的方法。运用90项症状自评量表对广东省H监狱的服刑人员的心理健康状况进行了调查。测验及统计分析结果表明:scl-90量表调查结果显示,服刑人员整体心理健康状况较差。各因子得分普遍高于全国常模且存在显著性差异。在文化程度上,不同学历的服刑人员在人际关系上差异显著。在刑期因素上,不同刑期的服刑人员在躯体化、焦虑上差异显著。在年龄因素上不同年龄段的差异不显著。在服刑人员类别上,非暴力罪类服刑人员与暴力犯罪类服刑人员在人际关系、敌对性和偏执性上差异显著,并且非暴力犯罪类服刑人员得分较低。心理问卷调查的结果给了我们很大的启示:普遍的心理状态以及与不同服刑人员的心理影响因素,并基于服刑人员心理状况管教的模式提出以下改善建议:（1）凝聚改造正能量,推进管理创新。（2）坚持奖惩并举,构建公平机制。（3）科学认识和科学改造罪犯。（4）加大物质投入,进一步加强软、硬件建设。（5）政治教育与文化教育双管齐下。（6）建立心理互助小组,举办互助培训。（7）创建全监狱管教平台。

关键词：服刑人员心理矫治管理教育管教模式

电站锅炉屏式过热器超温、爆管的研究与技术应用

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电站锅炉屏式过热器超温、爆管的研究与技术应用

作者：胡文森华北电力大学

学位级别：硕士

本文对燃煤锅炉屏式过热器超温、爆管的问题进行了综合研究，分析了造成屏过超温、爆管的原因，给出了解决屏过超温、爆管的技术改造方法，并结合一台锅炉的改造实例和现场热力试验的分析，验证了改造方法的可行性。

关键词：过热器,超温,爆管,技术改造,热力试验

延长油田寨科一旦八区块配伍性研究及阻垢剂筛选

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延长油田寨科一旦八区块配伍性研究及阻垢剂筛选

作者：胡文庭长江大学

学位级别：硕士

延长油田西区采油厂寨科一旦八区块的地面油水集输管线存在严重的结垢现象。结垢往往会导致管线堵塞,管线腐蚀,以及由于结垢物堵塞地层而造成地层孔隙渗透率降低等。由结垢所带来的危害给油田带来了很大的影响。寨科一旦八区块主要包括... 详细信息

延长油田西区采油厂寨科一旦八区块的地面油水集输管线存在严重的结垢现象。结垢往往会导致管线堵塞,管线腐蚀,以及由于结垢物堵塞地层而造成地层孔隙渗透率降低等。由结垢所带来的危害给油田带来了很大的影响。寨科一旦八区块主要包括了洛河组,延长组长2,长3,长4+5和长6层系。在油田注水开发的过程中,注入水同时被注入到延长组的四个层位中去。由于注入水与各个层位地层水混合后的结垢情况不一样,油田所采取的阻垢措施要能同时满足各个层位的阻垢要求,这样就给油田的阻垢工作带来了一定的困难。本课题通过调研国内外油气井及油水集输管线关于结垢,防垢,阻垢方面的资料,弄清楚了油田结垢的几种机理,常用阻垢剂的阻垢机理,以及国内外常用的阻垢剂类型。我们对延长油田寨科一旦八区块油水集输管线的结垢情况进行了现场调研。本课题对各层系的采出水进行了水性分析和水质分析,对寨科一旦八区块的15个取样点进行了取样,分析了水溶液的离子成分,水型,矿化度以及水样的水质。同时对电化学离子稳定技术的原理及其在延长油田西区采油厂污水处理站的应用进行了介绍。前期我们采用现阶段比较通用的Scalechem垢化学分析软件对不同层位的地层水以及注入水进行了结垢量和结垢趋势的预测。应用该软件分别预测了各个层位的地层水和注入水在不同的温度和压力的条件下结垢量和结垢趋势的变化情况。Scalechem垢化学分析软件的分析结果表明：注入水、洛河组水源井水、延长组长2地层水的结垢量和结垢趋势都比较小,不会因为结垢而影响油田正常的生产。延长组的长3、长4+5、长6地层水的结垢量和结垢趋势都比较大,结垢物主要是硫酸钡和硫酸锶,结垢对油田造成很大的影响。溶液中BaSO4垢的结垢量和结垢趋势随着温度和压力的升高是逐渐减小的。溶液中SrSO4垢的结垢量和结垢趋势是随着温度的升高而升高的,随压力的升高而降低的,当环境的温度和压力同时升高的时候,溶液中SrSO4垢的结垢量和结垢趋势的变化规律是要看温度和压力中哪个因素起主导作用。后期我们通过烧杯实验来模拟注入水与各个层位地层水的配伍性。当注入水与地层水混合后,溶液中的Ba2-, Sr2+离子含量会减少,相应的会生成BaSO4和SrSO4沉淀。当注入水与长2地层水混合后,混混介溶液的配伍性不好,但混合液中结垢物的量非常少,结垢不会对地层造成什么影响。当注入水与长3,长4+5,长6地层水混合后,混合溶液中的Ba2+, Sr2+离子含量会有所降低,溶液中会产生BaSO4和SrSO4沉淀。其中当注入水与长4+5非注水区地层水按照0：1的比例混合后,混合溶液中Ba2-离子减少量的值达到最大,溶液中生成的BaSO4垢的量也最大。当注入水与长6非注水区地层水按照0：1的比例混合后,混合溶液中Sr-离子减少量的值达到最大,溶液中生成的SrSO4垢的量也达到最大。在后续阻垢剂的筛选实验中,我们将分别用长4+5非注水区地层水和长6非注水区地层水与注入水按照1：0的比例混合后去筛选阻垢剂对Ba2+, Sr2+离子的阻垢效果。寨科一旦八区块在注水开发的过程中主要的结垢产物是BaSO,垢和SrSO,垢,另外还会有少量的CaCO3垢和SrCO3垢生成。针对以上结垢物的类型,本课题主要从阻垢效果较好的聚合物类阻垢剂和有机膦酸类阻垢剂中进行筛选。先是在高温常压静态的条件下对13种阻垢剂单独使用时的阻垢效果逐一进行了筛选。当这些阻垢剂单独使用的时候,阻垢剂的阻垢效果都不太理想。后期对阻垢剂之间进行了复配,然后再对复配后的阻垢剂配方进行进一步的筛选。筛选的实验结果表明：当环境的温度为70℃时,TH-607B与HEDP按照1：1的比例进行混合,当混合阻垢剂的加入量为30ppm时,阻垢剂对注入水与地层水混合液中Ba2离子和Sr2+离子的阻垢率都在85%左右,阻垢效果较好。最终我们把实验室选定的阻垢剂配方应用到了油田现场。通过比较油井的产液量和地面集输管线的结垢情况来考察阻垢剂在现场的应用效果。2011年第二季度的油井产液量环比2010年第二季度的油井产液量有5.7%的提高,同时地面集输管线的结垢情况也有了明显的好转,只有部分管线的拐角地方还有轻微的结垢发生,管线的其它地段无结垢发生。由此可见：复配之后的阻垢剂配方在延长油田寨科一旦八区块的应用很成功。

关键词：配伍性 Scalechem垢化学分析软件阻垢剂筛选

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固定化微生物对原油污染土壤的生物修复

固定化微生物对原油污染土壤的生物修复

作者：胡文稳中国海洋大学

学位级别：硕士

在石油勘探与开采、储运与炼制过程中,不可避免地会有大量原油和原油制品抛洒或泄漏于地面,造成大面积土壤的石油污染,对生态环境造成严重危害。由于石油烃类物质具有较高的生物学毒性、在环境中的残留时间较长且危害大,如何对受其污染... 详细信息

在石油勘探与开采、储运与炼制过程中,不可避免地会有大量原油和原油制品抛洒或泄漏于地面,造成大面积土壤的石油污染,对生态环境造成严重危害。由于石油烃类物质具有较高的生物学毒性、在环境中的残留时间较长且危害大,如何对受其污染的环境进行有效修复日益受到关注。微生物修复具有费用低、可现场处理污染土壤或水体、能够最大限度地降低污染物浓度和环境负面影响等特点,有关这方面的研究也越来越多。特别是在如何提高降解菌功效方面的研究已经成为国际上的研究热点。因此,提高石油烃降解菌在土壤中的繁殖效率以及便于菌剂的扩大化生产与保存、运输,采取将微生物进行固定化处理的办法具有重要意义。本文从黄河三角洲长期受石油污染的土壤中驯化富集得到对原油具有较好降解效果的土著的石油烃降解混合菌系,在含有高浓度原油的液体介质中检验了该菌系对原油的耐受能力与降解能力,通过分离纯化培养,得到三株优势菌种,经鉴定分别为：棒状杆菌(Microbacterium foliorum)、食烷烃戈登氏菌(Gordonia alkanivorans)和中慢生根瘤菌(Mesorhizobium)采用四种天然多糖性载体材料将石油烃降解混合菌系制备成固定化颗粒,通过对固定化颗粒的制备难易、机械强度、传质性等性能的测试,最终选取操作简便且机械强度与传质性较高的海藻酸钠作为载体,并在海藻酸钠中添加硅藻土以提高固定化颗粒的机械强度和传质性,通过测定固定化反应时间对固定化颗粒中的微生物活性的影响,最终确定固定化颗粒的制备条件,即采用6%海藻酸钠-2%硅藻土溶液(w/v)作载体,与等体积的降解菌生理盐水悬浮液混合均匀,用酸式滴定管逐滴滴入0.1M的CaCl2溶液中,固定化反应12h,并测得该方法具有较高的固定化效率,为92.25%.用扫描电镜对固定化颗粒的微观结构进行观察,颗粒内部呈蜂窝网状结构,大部分的降解菌被包埋在孔隙内附着生长,颗粒孔隙度较为丰富,利于氧气、水分和底物的传输,且能够为固定化细菌提供充分的生长空间,为其在载体内的生长繁殖提供有利条件。将海藻酸钠固定化颗粒和海藻酸钠+硅藻土的固定化颗粒以三种接种量添加到原油污染土壤中进行原油降解实验,调节土壤的水分和N、P含量至理想水平,分别以同等接种量的游离菌作对照。结果表明,固定化降解菌产生了较同等菌量的游离菌明显高的降解优势,特别是在实验初期,接种固定化菌的各组土壤的TPH降解率在实验20天时就已分别达到27.29%,29.83%和27.56%,分别比同等接种量的游离菌高出12.43%,10.10%和6.43%,添加固定化菌的土壤中降解菌的数量比添加游离菌的土壤高出1.20～1.53个数量级。并且低接种量的固定化菌(IL组)体现了比高接种量的游离菌(FH组)更强的降解优势,20天时,前者的降解率已比后者高出6.1%;30天后,各实验组降解菌的数量和微生物活性趋于稳定,相应的原油降解率也趋于缓慢。另外,所用载体不会破坏土壤结构,适用于长期大面积石油污染土壤的现场修复。通过对固定化颗粒的保存条件进行初步试验,将固定化降解菌于4℃下分别保存在无菌水及三种保护剂20%脱脂乳、20%甘油与液体石蜡中,结果表明,无菌水是最好的保存介质,降解菌在至少3周内都可保持较好的生物活性和颗粒性状。本实验的结果为固定化微生物在大规模土壤的实际修复中的应用提供了新的理论依据。

关键词：固定化土壤石油污染微生物修复土著降解菌

基于心流理论的骨折复健类APP交互设计分析

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基于心流理论的骨折复健类APP交互设计分析

作者：胡文越北京交通大学

学位级别：硕士

运用基于心流理论的交互界面研究方法,针对骨折复健类应用程序的用户心流体验,以典型骨折复健类型——胫腓骨骨折复健为例,进行界面设计,以及完成配套智能可穿戴硬件的设计。通过对用户特征及其心流体验要素的分析,确立研究路线的可行性... 详细信息

运用基于心流理论的交互界面研究方法,针对骨折复健类应用程序的用户心流体验,以典型骨折复健类型——胫腓骨骨折复健为例,进行界面设计,以及完成配套智能可穿戴硬件的设计。通过对用户特征及其心流体验要素的分析,确立研究路线的可行性,梳理完整的用户体验交互流程,探讨用户的心流体验预期及达成心流体验的路径,得出符合目标界面效果的设计结论。在用户调研中,通过对其痛点的剖析,对用户骨折复健全流程的真实情况进行分类研究,将骨折复健类应用的典型用户分为新手康复型用户、中间维持型用户和专家医生型用户,建立并完善主流用户的心流模型。运用“用户需求—关键因素—对应策略路径”分析法则,通过三类用户需求、要素的优先级分析,采用用户心流体验地图来确立交互内容、信息层级和功能架构,对用户的行为进行激发和引导。通过分析得出用户满意度高的交互体验,依据心流理论“用户—工具—任务”的研究结构,从用户、工具和任务三个视角,构建骨折复健类应用心流体验要素模型、骨折复健类应用心流体验评价模型、形成基于心流理论的骨折复健类应用交互界面设计方法。在对界面初始模块、病患模块、医生模块等交互模组的探讨中,完成符合心流体验的骨折复健类应用界面设计,提升骨折复健类应用的心流体验。

关键词：交互界面交互设计心流理论用户体验骨折复健

2001—2009年中国碳排放与碳足迹时空格局

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生态学报 2014年第22期34卷 6722-6733页

作者：吴文佳蒋金亮高全洲蒋海兵北京大学城市与环境学院北京大学地表过程分析与模拟教育部重点实验室北京100871 南京大学地理与海洋科学学院南京210093 中山大学地理科学与规划学院广东省城市化与地理环境空间模拟重点实验室广州510275 盐城师范学院城市与资源环境学院盐城224051

碳排放引发的全球变暖给自然环境及人类社会都带来了显著影响,而碳足迹可以衡量自然生态系统对人类活动碳排放的响应。为研究自然-社会二元系统碳动态,基于MODIS(Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer)数据和统计资料计算2001... 详细信息

碳排放引发的全球变暖给自然环境及人类社会都带来了显著影响,而碳足迹可以衡量自然生态系统对人类活动碳排放的响应。为研究自然-社会二元系统碳动态,基于MODIS(Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer)数据和统计资料计算2001—2009年中国陆地植被净初级生产力、能源消费碳排放、碳足迹和碳赤字;在GIS(Geographic Information System)技术支持下,运用空间自相关分析方法讨论其时空格局;据此划分生态经济区。结果表明:(1)2001—2009年全国植被净初级生产力(Net Primary Production,NPP)平均值为3.32 Pg C/a(1 Pg=1015g),呈西南地区>东南沿海>华中、华东地区>东北、华北地区>西北地区的空间格局;(2)2001—2009年全国能源消费碳排放逐年增加,年均增长率16.7%,多年平均值2.53 Pg C/a,呈东部>中部>西部的空间格局;(3)2001—2009年全国碳足迹逐年增加,年均增长率14.7%,多年平均值6.98×106km2;具有正碳赤字(即碳源)的省份为山西、环渤海地区各省、长三角地区各省、广东;相邻省份碳赤字的相对大小由于互相影响而改变;(4)全国分为中东部、南部、北部、西部四个生态经济大区。研究结果直观揭示了中国碳排放和碳足迹的时空动态,为实现自然-社会二元系统的可持续发展提供科学依据。

关键词：自然-社会二元系统 MODIS 碳排放碳足迹空间自相关生态经济区划