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杭州湾南岸海岸带碳汇价值核算和潜力预测研究

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杭州湾南岸海岸带碳汇价值核算和潜力预测研究

作者：刘镇杭自然资源部第一海洋研究所

学位级别：硕士

价值核算是连接碳汇自然属性与社会经济属性的纽带,有利于开展碳汇交易和推动碳汇赋能区域经济高质量发展。同时,科学的评估碳汇价值底数和未来潜力对于确保区域碳增汇可持续具有重要意义。本文以杭州湾南岸为研究区,在梳理碳汇价值核... 详细信息

价值核算是连接碳汇自然属性与社会经济属性的纽带,有利于开展碳汇交易和推动碳汇赋能区域经济高质量发展。同时,科学的评估碳汇价值底数和未来潜力对于确保区域碳增汇可持续具有重要意义。本文以杭州湾南岸为研究区,在梳理碳汇价值核算相关理论的基础上,基于综合遥感影像数据、气象数据与现场调查数据等模拟而成的海岸带碳汇数据,寻求碳汇价值与所在地理空间单元的结合,系统核算了杭州湾南岸的海岸带碳汇价值家底,并模拟了未来不同发展情景下海岸带碳汇潜力的数量变化与格局演化状况。主要研究成果如下:(1)以“碳”为关键要素,采用不同价格系数来核算碳汇价值,并构建“储量-增量-价值量”为一体的碳汇清单,得到如下结论:以总价值量计,每年沉积物碳库碳汇价值为168.27万元,植被碳库为1766.29万元,意味着通过调节滨海盐沼湿地的环境要素,减少植株体内光合碳再分解释放比例,能够促进其短期碳汇效益到长期碳汇效益的有效转化。蓝色碳汇价值亟待深入挖掘。(2)通过PLUS模型与构建的碳汇潜力预测方法相结合,实现对未来多情景下海岸带碳汇潜力格局变化的评估。研究结果显示:基线、经济发展、生态保护和综合最优四种情景下杭州湾南岸平均新增蓝碳封存量为2.36万吨/每年、1.90万吨/每年、2.63万吨/每年和2.58万吨/每年;以价值量看,滨海盐沼植被是增速最快的地类,平均每年碳汇价值量同比2022年增长33%、7%、48%与45%。整体而言,综合最优是碳汇价值潜力整体可持续性最高的发展情景。(3)基于杭州湾南岸碳汇价值底数和格局潜力,从科学技术、思想理念、管理办法等不同角度出发,构建基于碳汇清单的海岸带碳汇增汇技术体系框架,实现系统的海岸带生态保护与修复;针对外来种互花米草的特殊性,考虑直接去掉互花米草情形和以本地物种作为替代物种填补情形,相比互花米草存在情形,蓝碳单位面积价值同比减少分别为32.21%与2.14%。可见,在单论碳汇这一指标时,互花米草对于滨海湿地区域碳汇的作用与本地物种相接近。

关键词：价值核算碳汇清单 PLUS模型增汇技术体系杭州湾南岸

我国南方典型海岛景观格局及其对生态系统的影响

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海洋环境科学 2023年第3期42卷 449-458页

作者：张智玮池源刘大海曲玉冰马雪健刘镇杭自然资源部第一海洋研究所山东青岛266061 自然资源部海岸带科学与综合管理重点实验室山东青岛266061 南京大学地理与海洋科学学院江苏南京210023

海岛特殊的地理位置和复杂的外界干扰,造就了其脆弱的生态系统;在日益增强的人类活动干扰下,海岛景观格局异质性增强,进而产生一系列生态效应。采用景观和生态效应指数,选择我国南方典型海岛——东山岛和南澳岛作为研究区,探究海岛景观... 详细信息

海岛特殊的地理位置和复杂的外界干扰,造就了其脆弱的生态系统;在日益增强的人类活动干扰下,海岛景观格局异质性增强,进而产生一系列生态效应。采用景观和生态效应指数,选择我国南方典型海岛——东山岛和南澳岛作为研究区,探究海岛景观格局的空间异质性;选择植被、土壤和地表水热条件三个重要的生态效应指标,从景观、海岛和区块三个尺度分析其对景观格局的响应状况。结果表明,从景观尺度来看,人工景观在各个景观指数和生态效应指标上相对自然景观都表现出较差的状态;在海岛尺度上,两个海岛尽管距离较近,但由于自然条件和海岛发展定位的差异,景观格局和生态效应都呈现较大的差异,南澳岛无论是景观格局还是生态效应都优于东山岛;在区块尺度上,两个海岛的景观格局和生态效应指标都呈现明显的空间异质性;海拔、坡度和距岸线距离对植被指数表现出显著的正相关性,对土壤和地表水热指数呈负相关性。研究结果揭示了自然条件和人类活动对海岛景观格局的影响,并阐明了不同尺度下海岛生态系统对景观格局的响应特征,对海岛生态修复和空间规划具有实践意义。

关键词：景观格局生态效应尺度海岛

基于自然的海岸带蓝碳增汇措施及其技术体系研究

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海岸工程 2023年第1期42卷 13-24页

作者：刘镇杭刘大海池源李彦平自然资源部第一海洋研究所山东青岛266061 自然资源部海岸带科学与综合管理重点实验室山东青岛266061

海岸带碳汇类型多、潜力大,不仅是重要的碳源/汇空间,具有强大的碳捕获、碳埋藏能力,是推动实现国家“碳达峰、碳中和”目标的关键区域。本文基于海岸带及海岸带蓝碳的自然禀赋特征分析,结合红树林、盐沼湿地和海草床三种生态系统,从自... 详细信息

海岸带碳汇类型多、潜力大,不仅是重要的碳源/汇空间,具有强大的碳捕获、碳埋藏能力,是推动实现国家“碳达峰、碳中和”目标的关键区域。本文基于海岸带及海岸带蓝碳的自然禀赋特征分析,结合红树林、盐沼湿地和海草床三种生态系统,从自然修复、人工修复等角度开展研究,综合分析了现有海岸带蓝碳生态系统修复与增汇技术并总结归纳其优缺点;探索构建现实可达的海岸带蓝碳增汇技术体系,将其分为修复技术、辅助技术、管理与价值化技术;面向未来,从宏观和微观两个角度提出科学问题和管理需求,以期为实现碳中和远景目标提供一定科学参考。

关键词：海岸带碳汇自然禀赋增汇措施技术体系

红层判识及其科学研究意义：从岩表特征模糊区分到地质基因定量判定

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地球科学 2024年

作者：周翠英廖进刘镇中山大学土木工程学院中山大学广东省重大基础设施安全工程技术研究中心

红层是岩石圈层具有代表性的沉积地层之一。其分布之广，厚度之大，沉积之典型、地貌之完整，实属罕见。同时又是中华文明与文化传承的重要载体。长期以来，是地质、工程、生态与材料等领域关注的热点之一。但是，自1835年英国工程师和1... 详细信息

红层是岩石圈层具有代表性的沉积地层之一。其分布之广，厚度之大，沉积之典型、地貌之完整，实属罕见。同时又是中华文明与文化传承的重要载体。长期以来，是地质、工程、生态与材料等领域关注的热点之一。但是，自1835年英国工程师和1925年李四光先生提出红层概念以来，至今尚未达成统一认识，缺乏较为系统的对红层判识及其科学意义的归纳总结，约束了对红层的全面认识，难以满足红层科学发展的需要（目的与意义）。为此，本文较为系统地回顾了红层判识的岩表特征模糊区分、地貌颜色明确辨别、地层规律定性识别与地质基因定量判定等四个阶段的主要历程，归纳总结了不同阶段红层判识的科学意义，讨论了地质演化关联、对象范畴扩展与材料属性模型等红层判识趋势及其主要发展方向，在此基础上，提出红层判识的价值与展望。

关键词：红层地质基因定量判识范畴扩展科学意义

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面向时序数据的质量保障方法研究与系统实现

面向时序数据的质量保障方法研究与系统实现

作者：刘镇熊北方工业大学

学位级别：硕士

智能终端设备采集的数据主要是时序数据,具有周期性、季节性和趋势性,并蕴含有价值的信息。以智能电网为例,在行业规模整体呈现快速增长的同时,支撑智能电网各类应用的数据也在激增,且这些数据大多通过智能终端获取。智能电网的终端设... 详细信息

智能终端设备采集的数据主要是时序数据,具有周期性、季节性和趋势性,并蕴含有价值的信息。以智能电网为例,在行业规模整体呈现快速增长的同时,支撑智能电网各类应用的数据也在激增,且这些数据大多通过智能终端获取。智能电网的终端设备受物理环境和传输距离的影响,采集的时序数据质量问题普遍存在,通常表现为数据缺失和数据异常,会影响基于时序数据的各类管理和决策效果,严重的会导致生产事故。本文重点针对数据缺失和数据异常问题对时序数据的质量保障方法开展研究。首先,分析了现有时序数据填补方法的优势和不足,提出了一种基于GAN的时间序列趋势感知数据填补方法(Trend GAN),该方法能够有效的处理缺失和无效数据,可用于复杂工业场景的数据质量提升。其次,讨论了工业互联网场景中时序数据异常的特殊性,提出了一种基于生成器模型的时序数据异常检测方法。本文的主要研究工作如下:(1)针对时序数据填补方法存在趋势忽略和训练复杂度高的问题,提出一种基于GAN的时间序列趋势感知数据填补方法(Trend GAN)。方法使用降噪自编码器(DAE)实现端到端的训练;在生成器模型中使用双向门控循环单元(BiGRU)提取双向特性并补充DAE丢失的特征,并且利用Bi-GRU和提示向量提高判别器的能力。在四个真实数据集上实验表明,该方法引入的所有成分都有助于提高填补精度,在处理具有随机和连续缺失模式的时间序列时,Trend GAN的MSE值均远低于对比方法。(2)针对时序数据异常检测在数据压缩任务中容易丢失关键特征,忽略后向特征,且采用固定阈值训练导致的错判与漏判问题,提出一种基于生成器模型的时间序列趋势感知自适应阈值异常检测方法(Trend GAN-DAE)。方法首先在GAN部分引入DAE和Bi-GRU,使其能够训练出更符合原始数据分布特征的生成器。然后,基于DAE的自适应阈值选择模型寻找生成序列与设备性能指数的非线性期望函数,通过比较期望与实际性能指数之间的差值调整异常检测阈值。在Penmanshiel风电场公开数据集上实验表明Trend GAN-DAE的准确率、召回率、F1值都优于对比方法。(3)设计并实现了一个时序数据质量保障原型系统。该系统具备基本的数据质量保障功能,并集成了本文提出的数据填补方法和异常检测方法。该系统以最大化用户自由度为原则,方便使用者上传自己的数据和算法,创建自己的清洗任务,可以借助系统内的可视化功能分析结果,并下载处理后的高质量数据。对提高时序数据质量,减少操作人员管理和维护各类数据的成本具有实际意义。

关键词：数据填补异常检测双向门控循环单元降噪自编码器生成对抗网络

导风栏杆参数对钢桁梁桥风车桥耦合振动影响研究

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铁道科学与工程学报 2024年第3期21卷 1068-1078页

作者：郭向荣邹欣杭中南大学土木工程学院湖南长沙410075

为探究导风栏杆参数对钢桁梁桥风车桥耦合振动的影响,以某典型超高墩钢桁梁桥为背景,对设置了新型导风栏杆的节段模型进行风洞试验及CFD数值模拟,得到不同导风栏杆参数及风攻角下车、桥三分力系数。在此基础上,建立风-车-桥系统空间耦... 详细信息

为探究导风栏杆参数对钢桁梁桥风车桥耦合振动的影响,以某典型超高墩钢桁梁桥为背景,对设置了新型导风栏杆的节段模型进行风洞试验及CFD数值模拟,得到不同导风栏杆参数及风攻角下车、桥三分力系数。在此基础上,建立风-车-桥系统空间耦合振动仿真分析模型,分析不同风速情况下不同导风栏杆间距、挡风面角度以及风攻角对车-桥系统动力响应的影响,得到最优导风栏杆参数。结果表明:随着导风栏杆间距增大,桥梁阻力系数缓慢减小,列车阻力系数呈增大趋势;随着挡风面角度的增大,桥梁三分力系数变化较小,列车阻力系数呈增大趋势;导风栏杆对桥梁三分力系数随风攻角变化的变化趋势影响较小,对列车阻力系数随风攻角变化的变化趋势影响较大;对于此类桥梁而言,导风栏杆间距为60~75 cm时挡风效果较为显著,60 cm间距导风栏杆可最大程度降低列车响应,且不显著增大桥梁响应;挡风面角度为10°~20°时挡风效果较为显著,10°挡风角的导风栏杆可以在充分发挥挡风效果的同时将列车响应控制在较低水平,且不会显著增大桥梁响应;挡风面角度相较于导风栏杆间距对车-桥系统振动影响小;导风栏杆可以有效减小3种风攻角条件下的列车脱轨系数以及-7°攻角条件下的轮重减载率,但同时也增大了-7°攻角和0°攻角条件下的轮重减载率以及桥梁中跨跨中横向位移。研究结果为进一步优化导风栏杆参数和保证列车在超高墩钢桁梁桥上安全营运提供参考。

关键词：导风栏杆钢桁梁三分力系数数值模拟风-车-桥系统动力响应

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小学生近视的影响因素分析及干预效果研究

小学生近视的影响因素分析及干预效果研究

作者：刘镇雄武汉体育学院

学位级别：硕士

研究目的:本研究以武汉市光谷第六小学四、五年级60名近视小学生为实验对象,调查分析近视小学生的个人用眼习惯、生活习惯情况,分析导致近视的主要影响因素。探讨明目功联合体育游戏干预对改善近视小学生视力的效果,为我国小学生近视防... 详细信息

研究目的:本研究以武汉市光谷第六小学四、五年级60名近视小学生为实验对象,调查分析近视小学生的个人用眼习惯、生活习惯情况,分析导致近视的主要影响因素。探讨明目功联合体育游戏干预对改善近视小学生视力的效果,为我国小学生近视防控措施提供理论基础和实践方法。研究方法:本研究采用文献资料法、问卷调查法、实验法、数理统计法,选取武汉市光谷第六小学四、五年级近视小学生共计60人,对照组30人(男生15人,女生15人),实验组30人(男生15人,女生15人),对实验组进行为期12周的明目功联合体育游戏干预。研究结果:(1)通过调查发现,近视小学生写作业时长在1-2小时占48.33%,使用电子产品时间超过1小时占63.33%,户外活动时间不足1小时的占48.33%,50%的学生存在不良的用眼习惯。此外,父母双方近视的小学生近视率最高,为45%,父母一方近视的小学生近视率次之,为33.33%,父母双方无近视的小学生近视率最低,为21.67%。(2)干预前实验组与对照组左右眼裸眼视力、等效球镜度数没有显著性差异(P>0.05);干预后实验组与对照组左右眼裸眼视力存在非常显著性差异(P0.05);对照组干预前后在左右眼裸眼视力上均无显著性差异(P>0.05),在左右眼等效球镜度数上均存在显著性差异(P0.05);实验组在干预前后遗传学生和非遗传学生在右眼等效球镜度数上有显著性差异(P0.05);非遗传学生在干预前后对照组与实验组在右眼等效球镜度数上有显著性差异(P0.05);遗传学生在干预前后对照组与实验组在左右眼裸眼视力上存在显著性差异(P0.05)。研究结论:(1)通过调查发现,60名近视小学生中普遍存在一些个人用眼卫生习惯不合理、不科学的现象,比如写作时间过长、使用电子产品时间过长、不良的阅读和写作习惯、户外体育锻炼时间较少等,这些都是导致近视的关键因素。此外,父母患有近视可能是导致小学生近视的一个主要影响因素。(2)经过12周的明目功联合体育游戏综合干预练习后,实验组近视小学生的左右眼裸眼视力水平得到了明显改善。(3)实验组近视小学生左眼等效球镜度数下降幅度较小,右眼等效球镜度数稍有提升,对照组左右眼等效球镜度数下降幅度较大,虽然实验干预无法完全扭转小学生的近视现状,但可以延缓近视的发展。

关键词：近视小学生明目功体育游戏

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极地海岸带调查及前沿问题探析

海洋开发与管理 2023年第3期40卷 3-12页

作者：刘大海王春娟刘镇杭杨晓阳于莹孙浩池源自然资源部第一海洋研究所、海岸带科学与综合管理重点实验室青岛266061 中国海洋大学海洋发展研究院青岛266100 山东科技大学海洋科学与工程学院青岛266590 国家海洋信息中心天津300171

文章提出了“极地海岸带”这一概念,并从海岸带内涵的视角深入阐述了极地海岸带的定义和范围,全面分析了极地海岸带的特殊性和重要性。从调查监测技术发展和涉及学科领域两个角度梳理总结了与极地海岸带相关的调查监测实践。同时,分析... 详细信息

文章提出了“极地海岸带”这一概念,并从海岸带内涵的视角深入阐述了极地海岸带的定义和范围,全面分析了极地海岸带的特殊性和重要性。从调查监测技术发展和涉及学科领域两个角度梳理总结了与极地海岸带相关的调查监测实践。同时,分析了极地海岸带调查研究的前沿问题,提出了极地海岸带资源生态要素的调查监测发展方向,即充分利用遥感和现场探测手段,以较低成本来探明大空间尺度和长时间序列下的极地海岸带区域资源环境生态要素与时空变化特征。最后,构建了“双源数据挖掘-空间耦合模拟-区域综合评估-影响模拟预测”的知识与技术体系,为我国构建极地海岸带区域资源生态管理与保护政策体系提供科技支撑。

关键词：极地海岸带调查监测前沿问题关键知识与技术体系发展展望

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生物质热解转化与产物低碳利用研究进展

化工进展 2024年第7期43卷 3692-3708页

作者：张子杭王树荣浙江大学能源高效清洁利用全国重点实验室浙江杭州310027

生物质热解转化可制备炭、气、油等高品位能源产品,具有高效可控、多产物利用等优势。然而,生物质直接热解所得产物品质不高,无法实现高附加值利用,亟需对生物质热解反应进行调控与优化。本文从热解反应的优化策略出发,系统概述了原料... 详细信息

生物质热解转化可制备炭、气、油等高品位能源产品,具有高效可控、多产物利用等优势。然而,生物质直接热解所得产物品质不高,无法实现高附加值利用,亟需对生物质热解反应进行调控与优化。本文从热解反应的优化策略出发,系统概述了原料选择及预处理、热解参数与反应器类型、催化剂及辅助热解技术的引入对热解转化过程的影响,全面总结了热解反应优化与产物调控方法。从富氢合成气定向制备、烃类液体燃料选择调控、炭结构调变与高值利用三部分综述了热解产物的定向调控,以期实现生物质的绿色、低碳和增值利用。最后总结了生物质热解转化的挑战与发展前景,同时对机器学习方法的引入加速热解领域的发展进行了展望,为生物质高效热解转化提供一定的参考价值。

关键词：生物质热解催化剂定向调控低碳利用机器学习