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北京市制造业减污降碳协同效应分析和驱动因素

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环境科学 2024年第4期45卷 1917-1925页

作者：俞珊韩玉花牟洁张双张增杰北京市生态环境保护科学研究院北京100037 国家城市环境污染控制工程技术研究中心北京100037

基于北京市2013~2020年制造业大气污染物和CO_(2)排放数据计算结果,分析了制造业排放变化特征,采用协同效应系数评估了制造业减污降碳的协同效果,并利用LMDI模型量化分析了人口规模、经济发展、产业结构、能耗强度、能源结构和排放强度... 详细信息

基于北京市2013~2020年制造业大气污染物和CO_(2)排放数据计算结果,分析了制造业排放变化特征,采用协同效应系数评估了制造业减污降碳的协同效果,并利用LMDI模型量化分析了人口规模、经济发展、产业结构、能耗强度、能源结构和排放强度对于大气污染物排放、CO_(2)排放以及二者综合的驱动影响程度.结果表明,北京市制造业排放总体呈下降趋势,2013~2020年,大气污染物排放减少了79.2%~92.5%,CO_(2)排放减少了60.3%,各项排放在“清空五年”和“蓝天三年”时期呈现不同的阶段性特征.从减污降碳协同效果来看,各项大气污染物和CO_(2)的协同效应系数均在0~1之间,对于大气污染物的减排作用大于CO_(2).从各驱动因素影响来看,能耗强度降低和能源结构优化对于排放的负向拉动作用较大,排放强度降低对于大气污染物排放具有抑制作用;从协同减排综合驱动影响来看,能耗强度降低的协同效果最为明显,产业结构调整在“蓝天三年”时期的协同效果最佳.

关键词：制造业减污降碳协同效应驱动因素北京市

基于K-means聚类和图像分割的紫色土发生层边界识别

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土壤学报 2024年第4期61卷 939-951页

作者：杨凯慈恩刘彬陈洋洋谢宇西南大学资源环境学院重庆400715 三峡库区农业面源污染控制工程技术研究中心重庆400715

土壤学始于对土壤剖面及其形态特征的观察,剖面发生层的划分与发生层边界特征的描述是土壤调查的基础。实地划分发生层需要丰富的土壤学实践经验,存在主观和缺乏统一划分标准的问题。以紫色土剖面图像为研究对象,采用K-means聚类和图像... 详细信息

土壤学始于对土壤剖面及其形态特征的观察,剖面发生层的划分与发生层边界特征的描述是土壤调查的基础。实地划分发生层需要丰富的土壤学实践经验,存在主观和缺乏统一划分标准的问题。以紫色土剖面图像为研究对象,采用K-means聚类和图像分割技术,结合图像的颜色特征(CIELab色彩空间)和纹理特征(Entropy)识别紫色土剖面发生层边界,并与实地划分的结果进行比较。结果表明:(1)CIELab色彩空间的a、b通道和Entropy纹理特征,可以划分出供试剖面的主要发生层(A、B、C)和基岩(R);(2)聚类识别的发生层数量和发生层深度与实地识别的结果基本一致;除Z2剖面的C层和Z6剖面的Ap层聚类识别与实地识别的发生层下边界深度相差较大(分别为13cm和8cm)外,其余发生层下边界深度相差均在3 cm以内;(3)聚类识别的发生层边界形状更为不规则,明显度更为模糊。K-means聚类和图像分割技术实现了紫色土剖面发生层边界的客观识别,可为土壤剖面智能辨识系统的开发提供科学参考。

关键词：剖面图像发生层 K-means聚类图像分割颜色纹理

北京市医药健康行业典型园区减污降碳协同路径

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环境科学 2024年第10期45卷 5624-5631页

作者：刘旭北京市生态环境保护科学研究院国家城市环境污染控制工程技术研究中心北京100037

北京市医药健康行业已逐渐趋于集群化,开展产业园区减污降碳协同发展路径研究,对如何实现经济发展、污染减排及绿色低碳协同增效具有重要意义.以制造型和研发型两个典型园区为样本,采用园区2020年实际生产活动水平数据,选取6项减污降碳... 详细信息

北京市医药健康行业已逐渐趋于集群化,开展产业园区减污降碳协同发展路径研究,对如何实现经济发展、污染减排及绿色低碳协同增效具有重要意义.以制造型和研发型两个典型园区为样本,采用园区2020年实际生产活动水平数据,选取6项减污降碳协同增效措施,构建协同发展情景,针对不同类型的产业园区提出协同发展路径.结果表明:①典型园区的碳排放主要来自天然气和电等能源消费环节,污染物排放主要来自重点排污企业.研发型园区各排放量明显低于制造型园区,大气污染排放量仅占制造型园区的25%.②能源结构及强度和污染物减排措施可分别促成研发型园区减污降碳协同排放量减排62.6%和37.4%,制造型园区为81.6%和13.5%.③调整园区能源结构及治理重点排污企业可实现协同减排,减排速度更多体现在大气污染物;降低能耗强度可实现协同减排,碳减排速度更快;受园区产业结构特殊性影响,优化产业结构可能导致园区不同程度的协同增排或不协同.④优先选择调整能源结构、降低能耗强度和污染物减排纳入协同路径;制造型园区可适当扩大重点排污企业治理范围,研发型园区还应另外关注园区公用环保设施的协同作用;园区层面的优化产业结构措施需因地制宜,科学引导产业转型和高新技术企业入驻.

关键词：医药健康减污降碳产业园区协同效应北京路径

基于生态系统服务及其权衡关系时空演变特征的生态功能分区研究：以潮白河流域为例

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生态与农村环境学报 2024年

作者：张继平刘春兰王辉裴厦乔青北京市生态环境保护科学研究院国家城市环境污染控制工程技术研究中心国家环境保护工业废水污染控制工程技术(北京)中心

基于生态系统服务及其权衡关系的时空分布模式进行生态功能区划，能够满足特定区域协调多种生态系统服务的现实需求，有助于明晰差异化的管控策略，促进区域可持续发展。本研究以潮白河流域为研究区，采用遥感/GIS技术和空间分析方法，... 详细信息

基于生态系统服务及其权衡关系的时空分布模式进行生态功能区划，能够满足特定区域协调多种生态系统服务的现实需求，有助于明晰差异化的管控策略，促进区域可持续发展。本研究以潮白河流域为研究区，采用遥感/GIS技术和空间分析方法，分析研究区2000—2020年粮食生产、水源涵养和娱乐休闲3种生态系统服务的时空变化特征；采用相关性系数、权衡协同度及均方根偏差对生态系统服务权衡与协同关系进行系统分析，明确权衡与协同关系的强度及空间分布特征。在此基础上，综合考虑生态系统服务间的权衡关系及权衡强度进行生态功能分区，并提出针对性的生态系统服务优化调控建议。研究结果表明：（1）研究区娱乐休闲及粮食生产服务呈增加趋势，水源涵养呈波动增加趋势。（2）水源涵养与粮食生产、娱乐休闲服务之间均表现为权衡关系，粮食生产和娱乐休闲服务之间表现为协同关系。不同生态系统服务类型间的权衡/协同关系空间分布特征存在显著差异。（3）水源涵养与粮食生产之间的权衡强度最大，娱乐休闲与水源涵养之间的权衡强度次之，粮食生产与娱乐休闲的权衡强度最弱，三者的权衡强度均呈增加趋势。（4）将潮白河流域划分为农业核心生产区、农业生态发展区、水源涵养核心保育区、水源涵养生态发展区等4个生态功能区，并提出了差异化的管控建议。研究结果可为京津冀地区协同发展及国土空间管控提供参考。

关键词：生态系统服务权衡与协同关系生态功能分区潮白河流域

La_(2)FeMO_(6)双钙钛矿中的不对称氧空位用于促进氧活化和H2S选择性氧化

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Chinese Journal of Catalysis 2024年第7期62卷 198-208页

作者：魏征蒋国霞王怡雯黎刚刚张中申程杰张凤莲郝郑平中国科学院大学挥发性有机物污染控制材料与技术国家工程实验室环境材料与污染控制技术研究中心北京101408

金属氧化物催化剂表面O_(2)分子的活化对于多相催化中氧化还原反应具有重要意义.硫化氢(H_(2)S)选择性氧化是一个典型的氧化反应,通常用于去除克劳斯工艺尾气中有害的H_(2)S,同时回收化工产品硫磺.受克劳斯反应的热力学限制,工艺尾气中... 详细信息

金属氧化物催化剂表面O_(2)分子的活化对于多相催化中氧化还原反应具有重要意义.硫化氢(H_(2)S)选择性氧化是一个典型的氧化反应,通常用于去除克劳斯工艺尾气中有害的H_(2)S,同时回收化工产品硫磺.受克劳斯反应的热力学限制,工艺尾气中仍有近1%的H_(2)S残留,在焚烧炉中会转化为有害的SO_(x),造成不必要的硫损失以及严重的环境问题.研究表明,氧分子活化解离产生的活性氧物种是H_(2)S选择氧化的关键活性物种.然而,受限于氧分子的低效活化,传统催化剂需提高反应温度以获得令人满意的H_(2)S转化率,这也促进了副反应的进行并生成有害副产物SO_(2).因此,迫切需要在较低温度下实现氧分子的高效活化以促进H_(2)S选择氧化反应的进行,从而最大限度地提高克劳斯工艺硫回收效率并降低运营成本.目前,大多数研究通过引入更多的氧空位促进氧分子的活化及氧化反应的进行,但很少有人考虑氧空位本身结构的影响.近年来,研究者更多地关注不对称氧/空位(M_(1)-O-M_(2)或M_(1)-VO-M_(2)),该特殊结构可以有效地优化氧分子的活化,提高催化性能.本文报道了一种简单的氧空位调控策略用于H_(2)S选择氧化,通过过渡金属(M=Mn,Co和Mo)取代策略在LaFeO_(3)钙钛矿催化剂中引入不对称氧空位,从而激发氧分子活化以促进H_(2)S选择氧化的进行.X射线粉末衍射、Raman光谱及透射电镜结果表明,Mn和Co的引入形成了均匀的La_(2)FeMO_(6)以及La_(2)FeCoO_(6)双钙钛矿相,而Mo的引入则形成了La_(2)Mo_(2)O_(9)和LaFeO_(3)钙钛矿的混相.X射线光电子能谱及M?ssbauerr谱结果表明,Mn取代形成的La_(2)FeMO_(6)双钙钛矿催化剂由于其结构中Mn与Fe的完全交替取代形成了丰富的不对称Fe-VO-Mn位点,结合H_(2)程序升温还原及O_(2)程序升温解吸结果,可以推断不对称空位促进了催化剂上氧分子的活化,进而提高了催化剂的氧迁移率和还原性.模拟计算了氧分子在LaFeO_(3)及La_(2)FeMO_(6)催化剂上的吸附及解离过程,结果表明,氧分子在对称的Fe-VO-Fe位点上具有较高的吸附能及解离能,在不对称的Fe-VO-Mn位点上不存在稳定的吸附态,倾向于直接解离形成活性氧物种.具有丰富不对称Fe-VO-Mn位点的La_(2)FeMO_(6)催化剂的H_(2)S选择氧化低温活性和稳定性显著提高,在较宽的温度窗口内均可保持较好的H_(2)S转化率(>90%)与硫选择性(接近100%).综上,本文通过取代策略实现了对催化剂氧空位结构的调控,揭示了不对称氧空位对氧分子活化行为的促进机制.研究结果不仅为合理设计高效氧化催化剂探明了一条可行的途径,还对氧分子活化过程中氧空位结构的促进机制提供了深入的见解,有望激发更多关于开发氧化还原反应高效催化材料的研究.

关键词：双钙钛矿不对称氧空位氧分子活化硫化氢选择性氧化硫磺回收

北京市生态系统调节服务稀缺性演变特征及驱动因素分析

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环境科学研究 2024年

作者：裴厦于倩茹刘春兰郑方钰北京市生态环境保护科学研究院国家城市环境污染控制工程技术研究中心

北京市作为国际大都市，生态系统服务呈现显著的稀缺特点。研究北京市生态系统调节服务的稀缺性特征及其影响因素，对于合理制定城市生态系统调节服务定价策略以及优化生态安全格局具有重要意义。因此，该研究构建了城市生态系统调节服... 详细信息

北京市作为国际大都市，生态系统服务呈现显著的稀缺特点。研究北京市生态系统调节服务的稀缺性特征及其影响因素，对于合理制定城市生态系统调节服务定价策略以及优化生态安全格局具有重要意义。因此，该研究构建了城市生态系统调节服务稀缺性分析理论框架，并运用生态模型测算、空间自相关性分析以及地理探测器等方法，系统分析了北京市生态系统调节服务相对稀缺程度的时空演变、空间差异以及影响因素。结果表明：①基于相对稀缺理论和空间聚集理论，以供需关系为基础可以构建城市生态系统调节服务分析理论框架。②2010—2020年，北京市生态系统调节服务稀缺程度呈现出“提升期”(2010—2015年)和“回落期”(2015—2020年)两个阶段。③北京市生态系统调节服务稀缺指数存在正向空间自相关性，局部空间聚类效应显著；高-高聚类区(占全市面积40%以上)先增加后减小，低-低聚类区(占全市面积15%以上)逐渐减小。④北京市生态系统调节服务稀缺程度的影响因子(q值)按照影响程度从大到小排序为人口密度(0.62)、年降水量(0.41)、NDVI(0.40)、生态用地比例(0.36)和坡度(0.20)。人口密度和生态用地比例的交互影响作用(q=0.77)最大，其次为NDVI与生态用地比例的交互影响(q=0.76)。研究显示，近年来北京市生态系统调节服务稀缺程度呈逐渐优化的趋势，且演化特征存在明显的空间异质性。因此，建议合理控制人口分布、建设用地以及生态用地比例和质量等关键因素，进一步优化调节服务供给和需求空间结构；同时，未来可以根据生态系统调节服务稀缺指数构建差异化的调节服务定价方法，优化生态产品总值核算(GEP)核算工作。

关键词：调节服务稀缺性演变特征驱动因素空间自相关地理探测器

北京市绿化隔离地区森林生态系统空气负离子供给能力及影响因素分析

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环境科学研究 2024年

作者：刘晓娜张继平乔青杨宁北京市生态环境保护科学研究院国家城市环境污染控制工程技术研究中心

为探析北京市绿化隔离地区（简称“绿隔地区”）森林生态系统空气负离子的供给时空规律及其影响因素，基于植被生长季空气负离子监测数据定量评估了绿隔地区森林生态系统空气负离子供给能力，并分析了气象因子、植物群落因子对其供给影... 详细信息

为探析北京市绿化隔离地区（简称“绿隔地区”）森林生态系统空气负离子的供给时空规律及其影响因素，基于植被生长季空气负离子监测数据定量评估了绿隔地区森林生态系统空气负离子供给能力，并分析了气象因子、植物群落因子对其供给影响的差异性。结果表明：①绿隔地区森林生态系统空气负离子浓度呈先降后升再降的日变化特征，在14:00左右达到峰值。2022年绿隔地区森林生态系统空气负离子供给量为3.02×1021个，供给能力为0.51×1016个/m2，第二道绿化隔离地区（简称“二绿地区”）空气负离子供给能力和供给量均明显优于第一道绿化隔离地区（简称“一绿地区”），主要与森林面积比例、植物群落因子差异有关。②空气负离子浓度主要受温度影响，并与温度呈显著负相关，二绿地区对温度响应更显著，但相对湿度对其影响不显著。③空气负离子浓度受植物群落因子影响显著，植被覆盖度、林分阶段、群落结构为主要影响因子，并均与空气负离子浓度呈显著正相关。不同植物群落因子的空气负离子浓度差异明显，在林分阶段上为近自然林>人工林，在林分类型上为混交林>纯林，在群落类型上为针阔混交林>阔叶林>针叶林，在群落结构上为乔灌草>乔灌>乔木>乔草。研究显示，乔灌草结构的针阔混交林的空气负离子供给能力最高，而乔草结构的针叶林供给能力最低，未来应重点加强近自然林营建，构建混交、复层、异龄、多功能森林群落，其中，一绿地区应重点进行林分类型和群落结构调整，二绿地区应重点关注群落类型和群落结构优化以及植被覆盖度提升。

关键词：空气负离子供给能力植物群落气象因子森林生态系统绿化隔离地区

北京市绿化隔离地区自生草本植物物种多样性研究

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环境科学研究 2024年

作者：张继平刘春兰刘晓娜宁杨翠朱林红乔青北京市生态环境保护科学研究院国家城市环境污染控制工程技术研究中心

城市自生草本植物的物种多样性直接影响城市生态系统稳定性，明晰城市绿化隔离地区自生草本植物物种多样性特征及其影响因素对科学开展城市绿化建设和区域生物多样性保护具有重要意义。该研究采用样线调查和样方调查相结合的方法，于202... 详细信息

城市自生草本植物的物种多样性直接影响城市生态系统稳定性，明晰城市绿化隔离地区自生草本植物物种多样性特征及其影响因素对科学开展城市绿化建设和区域生物多样性保护具有重要意义。该研究采用样线调查和样方调查相结合的方法，于2022年7—9月和2023年7—9月对北京市绿化隔离地区植物多样性进行了系统调查，明晰了研究区自生草本植物物种组成，对比了8种主要乔木树种和4种主要灌木树种林下自生草本植物物种多样性特征，并采用相关性分析、逐步回归分析等方法分析了林分结构对林下自生草本植物物种多样性的影响。结果表明：①研究时段内，北京市绿化隔离地区调查共记录自生草本植物70科220属334种，其中菊科种数最多，达84种。蒲公英(Taraxacum mongolicum)、早开堇菜(Viola prionantha)和狗尾草(Setaria viridis)的频度较高，分别为48.82%、48.03%和46.46%。诸葛菜(Orychophragmus violaceus)、早开堇菜和狗尾草的多度较高，均在1 000以上。②主要乔木树种中，毛白杨和侧柏林下自生草本植物物种多样性较丰富，其物种多样性指数均大于0.80。国槐和油松林下自生草本植物物种多样性偏低，其物种多样性指数均小于0.50。主要灌木树种中，紫丁香林下自生草本植物物种多样性较丰富，其物种多样性指数均大于0.7。山桃林下自生草本植物物种多样性偏低，其物种多样性指数均小于0.50。不同乔木树种的Shannon-Wiener多样性指数及Simpson优势度指数存在显著差异，不同灌木树种的Simpson优势度指数具有显著差异。③郁闭度、林分密度和平均胸径均与林下自生草本植物物种丰富度指数和Shannon-Wiener多样性指数呈负相关，其中，郁闭度与其相关程度最高，相关系数分别为-0.559和-0.424。具有乔、草垂直结构的林下自生草本植物物种多样性水平总体优于乔、灌、草垂直结构。在乔、灌、草垂直结构中，生物多样性水平随着灌木层盖度的增加而下降。研究显示，北京市绿化隔离地区自生草本植物物种丰富度较高，不同树种的林下自生草本植物生物多样性存在一定差异，不同林分结构主要通过林冠层透光性对林下草本植物多样性产生影响。

关键词：自生草本植物物种多样性林分结构绿化隔离地区北京市

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齿轮线激光三维测量仪的研制

仪器仪表学报 2024年第4期45卷 95-103页

作者：石照耀李美川孙衍强于渤北京工业大学北京市精密测控技术与仪器工程技术研究中心

快速获取齿轮全部齿面的三维误差信息,是表征复杂齿面质量的关键和前提。本文基于激光三角测量原理,建立了齿轮线激光三维测量模型,研制出齿轮线激光三维测量仪,可用于生产现场快速获取被测齿轮的三维齿面误差信息并进行质量评定。仪器... 详细信息

快速获取齿轮全部齿面的三维误差信息,是表征复杂齿面质量的关键和前提。本文基于激光三角测量原理,建立了齿轮线激光三维测量模型,研制出齿轮线激光三维测量仪,可用于生产现场快速获取被测齿轮的三维齿面误差信息并进行质量评定。仪器采用立式结构,主要由基座、精密主轴、圆光栅传感器、控制系统、软件系统等部分组成。精密主轴采用密珠轴系实现高精度回转,保证了被测齿轮的高精度定位与回转。在精密主轴周向布置两个高精度线激光传感器,并根据被测齿轮参数调整其位姿状态;圆光栅实时获取精密主轴的回转角度,并触发采集器实时采集并记录被测齿轮左右齿面的几何信息。开发了齿轮线激光三维测量与评价软件,可实现齿轮齿廓偏差、齿距偏差、拓扑偏差等项目的测量与评定,能够满足5级精度齿轮的检测要求。

关键词：齿轮齿轮测量齿轮测量仪器线激光传感器线激光测量