时空研究

时空研究（精选12篇）

时空研究 篇1

1 引言

时空数据模型和时空索引机制是时空数据库的基础和关键技术，其性能的高低决定了整个数据库的效率[1,2]。本文就这两个方面进行了研究和探讨，提出了一种支持三维空间和双时态的“三维双时态时空数据模型”和支持该模型的“复合时空索引(Composite Spatiotemporal Tree,简称CST-TREE)”机制，现分别介绍如下。

2 三维双时态时空数据模型

时空数据库中的物体在空间上可以看成一个三维空间立体结构，若再增加对时间维的信息表达，即是依赖于时间的空间对象，因此可以从空间模型出发扩展得到时空数据模型。

2.1 模型的数据结构

在一个时空数据库STDB(Spatiotemproal Database)中的所有空间对象都是与时间相关的，时间不仅包括对象的有效时间(valid time)，还包括事务时间(transaction time)，同时使用这两种时间就可以完整地保存对象的历史信息和当前信息。时空对象的形式描述如下：

其中，T T和T V分别是事务时间和有效时间;EVENT表示时间点;T S∈D(t)是时间域中的一个值;PERIOD是一个二元组;{T S1,T S2}表示时间区间，T S1,T S2∈D(t),S指空间对象。

另一方面，时空数据中的空间数据可以分为三类，即点对象、线对象和多边形对象，这里采用三维无穷空间作为时空数据库的空间域，各种对象的基本结构形式化定义如下：

其中，D(S)表示空间域;〈X,Y,Z〉表示空间点坐标;Attr表示非时空属性，即常规属性。

2.2 模型的数据类型

时空数据库中的数据类型可以分为常规数据类型，时态数据类型,空间数据类型。具体可参考文献[1]。

3 复合时空索引

目前，比较有代表性的时空索引都是在空间索引R树及其各种变形的基础上发展起来的，如3D-R树，TPR-TREE等。通过研究与分析发现,时态域中的时间点、时间段与空间域中对象的点、线等概念之间存在着对应关系，因此在R树的基础上提出了一种支持前述时空数据模型的“复合时空索引(CST-TREE)”机制。

3.1 复合时空索引的结点结构

CST-TREE由一个包含有效时间的空间索引和一个双时态索引两部分组成，其索引树结点

可具体形式化描述如下：

式中，D(S)和T(s)分别代表空间域和时间域;((x1,y1,z1),(x2,y2,z2))表示包含三维空间对象的包围盒(Rectangle Bounding Box)的空间坐标;TT├,TT┤,TV├,TV┤分别指事务时间和有效时间的开始和结束值。

双时态索引由两部分组成，虽然它们在结构上完全一致，但一个用来处理历史信息，另一个用来操纵当前信息。它们用(TT├TV├)和(TT┤,TV┤)两个元组组成了时态域中类似于空间索引中的邻接矩形，这样就可以大大缩小检索范围,提高数据库效率。

另外，值得注意的是上述索引结构的叶结点都不是直接指向数据库中存储的数据，而是指向对象指针池(object pointer pool)中的某个对象指针，再由这个对象指针将不同子索引的检索结果进行集成，并指向数据库中时空数据的物理位置，下面是一个对象指针(object pointer)结构的形式化描述：

式中，对象指针由对象序列号(Oid)，标识位Tag，时空坐标ST–Coordinates，状态指针Pointer-of-Version和对象指针Pointer-to-object五部分组成。其中，Tag是一个整型变量，它用来标识检索出来的临时数据的索引关系;ST-Coordinatesyon用来表示随时间变化的物体在某一时刻的时空坐标;Pointer-of-Version用来连接同一对象在不同时刻的状态，它又分为两类，一类用于指向历史信息，另一类用于指向当前状态信息。

由此可以看出，由这些对象指针组成的对象指针池不仅将时空索引树和数据库紧密地联系在一起，而且又在自己内部形成了一个以某个对象为单位，以时间为准轴的链状结构，因此可以快速、准确地将空间对象定位于某一时间点或时间段，查找出用户所需要的信息，从而大大提高数据的检索效率，并减少了冗余信息。

A.双时态索引;B.空间索引;C.历史信息子索引;D.当前信息子索引;E.空间子索引;F.对象指针池;G.数据缓冲区

3.2 复合时空索引的索引结构

图1给出了CST-TREE的索引结构图,由于本索引是基于R树的,因此是一种平衡的索引树。复合时空索引的结构由时空索引树,对象指针池和数据缓冲区三部分组成。其中整个索引又分为历史信息子索引(Historial-version-index)、当前信息子索引(Current-version-index)和空间子索引(ST-index)三部分,记录的插入、删除操作能在当前状态子索引中进行,另外两个子索引只能插入新的对象。在插入或删除记录的过程中,只也会与R树一样对结点重新组织,进行合并或拆分。

摘要：建立了一种支持三维空间和双时态的时空模型,给出了模型的形式化定义,讨论了时空数据类型。并在此模型上提出了一个基于R树的复合时空索引(CST-TREE)机制,定义了节点结构,并分析、描述了此索引的结构及原理。所提出的索引机制可大大提高数据的检索效率,减少了冗余信息。

关键词：时空数据库,数据模型,索引

参考文献

[1]Kim J S,Kim D H,Ryu K H.A spatiotemporal data and indexing[C].In:Clementini.Proceedings of International Conference on Elec-trical and Electronic Technology'01.Hong Kong.2001.New York:IEEE Computer Society,2001:110-113.

[2]Sellis Y,Papadopoulos A N T.Specifications for efficient indexing in spatiotemporal database[C].In:Maurizio R.Proceeding of10th International Conference on Scientific and Statistical Database Management’98.Capri.1998.New York:IEEE Computer Society,1998:123-132.

时空研究 篇2

重庆市畜禽粪便排放时空分布研究

以重庆市直辖前(1995、)和直辖后(、)畜禽养殖数据为基准,研究重庆市各区(市、县)畜禽的年粪便排放量,并从时间和空间上分析重庆市畜禽粪便年排放量的变化趋势.结果表明,1995、、2000、20畜禽粪尿总排放量为7455.03万t、7831.56万t、7223.84万t、7421.52万t;猪粪当量分别为6954.84万t、7419.62万 t、6433.5万 t、6748.02万 t;畜禽粪便中平均年有机质排放量为794.45万t、N 43.27万t、P 23.36万t、K 45.51万t.重庆市畜禽粪便负荷、猪粪当量负荷和有机质、N、P、K负荷分布以近郊为重,而畜禽粪便年排放量、猪粪当量及有机质、N、P、K量却是位于三峡库区的区、县量较大;直辖前后畜禽粪便年排放量及猪粪当量、猪粪当量负荷、N、P、K排放总量及负荷相差不明显.

作 者：彭里 古文海 魏世强 王定勇 PENG Li GU Wen-Hai WEI Shi-Qiang WANG Ding-Yong 作者单位：西南大学,重庆,400716刊 名：中国生态农业学报 ISTIC PKU英文刊名：CHINESE JOURNAL OF ECO-AGRICULTURE年，卷(期)：14(4)分类号：X8关键词：畜禽粪便排放量 时空分布 猪粪当量 N、P、K排放量 负荷

绘本设计的多维度时空研究 篇3

关键词：绘本；多维度

绘本作为一种图文互动的艺术形式，突出了插图与文字之间的辩证关系。它具有自己独特的品格特征，具有文学与绘画双重血统，但又不完全等同于其中任何一方。在其中，文字与插图用不同的方式传达信息，共同表达一个主题。这种交互式的复合艺术中，文与图的多种组合可能对于图像时代的设计中图像与语言的关系是一种探索。而计算机和数字技术的运用，国际互联网的出现都对绘本这种传统平面设计形式产生了巨大的冲击。它们的出现不仅丰富了设计的手段， 更改变了设计师和受众之间的关系。我们从书籍对纸质媒体的突破中看到了这一趋势带来的非同寻常的意义。而绘本作为一种特殊的书籍形式，也必将从传统的静态的平面转向一种动态的互动的新视觉形式。如何进行绘本设计，如何将文字与插图在绘本的立体空间中结合并获得最佳的叙事效果，如何突破纸平面拓展文字与图像交互叙事的可能性，这都是本土设计师需要探索的问题。

1 绘本之物理空间

绘本与其他书籍一样，是由各种平面元素构建而成的二维页面，经过印装工艺组成的三维立体空间。这个空间是由封面、书脊、封底及勒口等围合而成的；而绘本中，相连的对页是绘本空间构成的一个基本单位，对页连接起来叠成的若干个空间最终组成了绘本的整体空间形态。如果把绘本比作建筑物的话，则读者的视线可以在其中穿梭、行进，感受它的效果：从封面到内页，从天头到地脚，版面与版面之间的连贯、呼应、对比、暗示、联想、悬念等手段，通过页与页之间的过渡与变化，随着翻页活动，出现了具有时间性的空间变化，使绘本的故事情节逐渐深入展开。也就是说，二维的纸面经过装订，构成了三维的空间；而三维空间中由于有了翻页活动的加入，而在其基础上增添了时间这个维度，从而形成了四维时空。这个四维的实体空间以视觉空间为主，辅以触觉、听觉，甚至是嗅觉。

鲁道夫·阿恩海姆（RudolfAmhe）在《艺术与视知觉》中提到“一个物体的视觉概念，是從多个角度进行观察之后得到的总印象”，所以“一个视觉对象，其实就是一个运动的事件”。绘本的叙事也源于动态，就是说时间结构是绘本设计中除了空间结构外的另一个重要的形式结构。绘本本身具有三维空间，再加上读者视线的循序渐进以及抚摩、翻阅书页所构成的时间上的相继性，从而使阅读的空间变化转化成了时间的审美过程。“作为文学的和视觉的符号群，总是通过时间顺序地被理解的。”四读者在几米开外感受到绘本封面的感召力，走近将绘本拿在手中，开始近距离地欣赏封面、书脊、封底、勒口等，对绘本的外观形态进行多角度的观察，再翻开书页，由表及里、层层深入地一页页翻阅。由此，绘本的各部分设计逐一展现在读者眼前。在这个过程中，空间上的多视点、多侧面、多层次的观察逐渐演变成了动态的时间性。如杉浦康平先生在《造型的诞生》中提到的：“随着翻页不断出现对开页，故事情节逐渐深入展开。书籍和电影、电视一样，是每个瞬间的重叠，它伴随着戏剧化的变化流动着。”网但绘本的阅读又不完全等同于电影等时间艺术，绘本的阅读相较于电影的观赏有更多的主动性。因此，绘本设计中，将空间结构和时间结构相结合，促使空间形象在时间相继性中组合成完整的故事情节，进而引起读者的情感共鸣，显得尤为重要，其直接影响到绘本最终的叙事效果。尤其是当下电子读物、动画片的泛滥打破了纸质绘本的传统时空结构和秩序感，为人们提供了新的阅读体验。这就促使绘本设计师在纸质绘本的设计过程中更需加强对时空结构的把握，改变以往单一的模式。

2 绘本之心理空间

在绘本中，除了那个我们能看得见、摸得着的物理空间之外，还存在着另一个空间—心理空间。设计将文字与插图进行组织、编排，从而表现出富有活力的情感和情节，诉说出一个虚空间。而读者通过视觉、触觉、听觉等不同感官对绘本设计的整体领悟，对故事情节的理解，形成了一种看不见、摸不着的空间。绘本的作者、设计师通过文字、插图和书籍设计等叙事要素为读者编织了一个完整的故事状态，从而激发了读者的想象空间。

绘本中由若干个平面构成的立体空间实质上是一个视觉图像的载体，其目的是为了传递信息，表达故事，发现意义。绘本在二维、三维、甚至是四维空间内探讨形式的设计与创造，实际上是为了追求超越平面的内容与涵义。康定斯基（wass衡Kandins材）曾阐述了艺术形式（物理空间）与内涵（心理空间）的关系：“狭义地说形式就是一个面与另一个面之间的边线，这是它的外在含义，但是，它另有一个千差万别的内在含义；确切地说，形式是内在含义的外观。”

在绘本设计的物理空间背后，是更深层次的心理空间。“艺术的内容就是理念，艺术的形式就是诉诸感官的形象。艺术要把这两方面调和成一种自由的统一的整体。”网因此，绘本中的任何视觉形式，只有在具备了丰富的内涵后，才是“有情感的，是充满了幻想和活力的”。绘本中对空间形式的探究，其首要目的是通过具体的视觉形象表现、叙述故事内容。优秀的绘本，从文字、插图到整体设计的每个细节都在向读者提供了各种有关故事内容的讯息。而故事的叙述，归根结底是为了描绘出某种抽象和隐晦的概念与想法，如某种情感的传达，人生体验的分享，甚至是人生哲理的教授等等，这些才是绘本的最重要的核心价值。比如日本的佐野洋子的名作《活了一百万次的猫》被视为“一部有关生命意义的伟大寓言”；谢尔·希尔弗斯坦（sheldonAhnsilverstein）的《给予的树》被解读为“一则关于‘索取与‘付出的寓言”，“是一个温馨的故事，略带哀伤的感动，慰藉人们的心灵。谢尔·希尔弗斯坦为各个年龄的读者创造了一个令人动容的寓言：在施与受之间，也在爱人与被爱之间。”而奥地利的赫尔嘎·班石（He坛：Bansch）的《嚓一澎》更是一本能帮助孩子走出孤独和阴影的具有治疗功能的绘本。据红泥巴网站创始人，著名儿童阅读推广人阿甲介绍，这本绘本在国外被用来进行临床上的心理治疗，引导曾经受过刺激的孩子回到一个正常的人生轨道，帮助孩子成长。

3 绘本阅读之交互空间

宁夏雷电的时空特性统计研究 篇4

宁夏回族自治区地处内陆地区, 年降水量南多北少, 雷电出现频率较高。随着改革开放以来伴随着西部大开发的浪潮, 经济快速发展, 境内大量电子设备的出现并且高层建筑物逐年增多, 加之境内古建筑物较多, 每年因雷击造成的损失很大, 如何避免损失, 是对雷电预警和防护工作提出的迫切要求。现阶段充分利用现有的资源, 找出宁夏雷电的时间, 地域分布特征, 以及其他特性, 为雷电预警和防雷工作提供参考依据, 是当前的迫切要求。

一、宁夏闪电定位网介绍

历史资料统计, 目前全国有26个省 (自治区、直辖市) 气象局建设的雷电定位总探测站数为150多个, 主要测量云地闪电。资料显示闪电定位系统对于监测中小尺度雷电的发生和发展以及对其进行预测效果是比较好的[5], 并且对闪电造成的灾害事故的鉴定能够提供可靠的科学依据[6]。

闪电资料中包括闪电发生的时间, 经纬度位置, 电流强度大小, 陡度, 定位方法等。探测的结果中显示了四种定位方式, 分别为“二站振幅”、“二站混合”、“三站混合”、“四站算法”。该定位系统网络共有5个测站, 分别位于银川, 中卫, 盐池, 同心和六盘山。

从2009年1月份至2009年12月份, 由宁夏闪电定位系统监测到的所有闪电中, 使用的闪电定位算法主要有二站混合算法、二站振幅算法、三站混合算法以及四站算法。各种算法的使用比例是不同的, 其中二站混合算法使用最多达到52%, 其次是三站混合20%以及四站算法15%, 二站振幅在所有算法里面使用最少, 只有13%。从这些统计结果来看二站混合算法是闪电定位系统中主要使用的算法, 并且这种算法精度也比较高, 并且联合定位法有着很多优良特性。

二、宁夏地区闪电分布规律研究

㈠闪电地位资料介绍闪电定位资料来源于宁夏闪电定位监测系统, 下文中分别计算了闪电的强度谱分布, 月变化, 日变化, 季节闪电密度分布, 其中计算闪电强度谱分布的时间以0KA-10KA, 10KA-20KA, ……, 140KA-150KA, 150KA-200KA及大于200KA共17段进行了统计, 在进行密度图绘制时, 图上的任意一点就代表资料中闪电发生具体位置。

㈡宁夏地区的时间分布特征在2009年1月至2009年12月, 在12个月闪电定位系统总共监测到的21281次闪电中, 正地闪总共发生4318次, 负地闪发生15662次, 正负地闪的比例达到1:3.63, 负地闪占到总数的78%, 与其他地区的研究结果不太一样, 这可能与宁夏地区的雷暴云结构与其他地区有所差别。一般来讲, 雷暴云的上部带正电荷, 下部则带负电荷。因而雷暴的电荷结构是典型的电偶极子, 偶极子的带电区直径为几公里量级。除了这两个主电荷区外, 在雷暴云的底部还可有一个小的正电荷区, 在偶极结构雷暴中, 下部小正电荷区一般不参与放电, 但有些地方的雷暴云下部小正电荷区较强, 并参与放电过程。如我国甘肃、青藏高原地区等。因为雷暴云底部的负电荷距离地面较近容易放电, 所以负闪较多。但是目前有关雷暴云的电荷结构还没有统一定论, 还有争议, 宁夏地区的雷暴云电荷结构还有待于进一步考证。

图1中可以清楚的看出2009年闪电次数随着月份呈现明显的单峰结构, 峰值最大出现在8月份, 闪电主要发生在6月份~10月份, 这几个月闪电发生的次数站总的闪电的次数超过99%, 7月份、8月份是全年闪电发生的鼎盛时期, 而冬季极少发生。可能是这一时期, 太阳辐射比较强, 水汽丰富, 地面增温明显, 水汽抬升较容易发生, 从而引起天气多变, 容易引发强对流天气, 而冬季由于地表增温不明显, 水汽含量低, 没有强对流天气出现。

图2给出了地闪次数的日变化图, 图像呈明显的双峰分布, 下午14时至18时是全天雷电活动最活跃的时间, 晚上0时左右为全天雷电活动的次峰值, 两个峰值之间相差比较大, 而在凌晨6时到上午11时地闪发生相对较少。原因分析为从下午12时开始, 由于太阳辐射的作用, 导致地表温度明显骤增, 大气静力不稳定度加强, 极易生成强对流性天气, 使得雷电活动开始发展, 到达下午16时, 强对流天气发展成熟, 闪电活动频繁。

㈢闪电电流强度特征在12个月所有闪电资料中, 正地闪发生4318次, 平均电流强度为93.97千安, 负地闪发生15662次, 平均电流强度为49.32千安, 正负地闪比例为1:3.63。正负地闪电流平均电流强度均比兰州[7]的高, 反映了各地雷暴云的不同的区域性特征, 也说明各地雷暴云的带电量是不同的。如图3所示, 负地闪与总地闪的电流强度谱分布形式基本相同, 均呈单峰分布, 这个结果与赵旭寰[4]的结果基本类似, 其中20千安~50千安范围内的电流占53.7%, 81.13%的电流值小于80千安, 分布较为集中。正地闪电流强度谱也呈明显的单峰分布, 峰值出现在40千安~50千安区域之中, 约占总数的10.8%, 与负地闪谱分布相比较, 观察可得正地闪具有更宽的谱分布。根据一般的理论, 在对流系统发展成熟时正地闪才有可能发生, 所以可以用正地闪做为对流发展的指标, 而其强度平均达到93.97千安, 危害比负地闪大。

㈣闪电的空间分布特征观察图4 (从上至下, 从左到右) 所给出的2009年四个季度的闪电密度图, 点的密集程度代表闪电发生的密集程度, 部分点重合叠加在一起了, 清楚的表明了闪电发生的密集程度, 和随季节分布特征。从图上观察可以得到以下结论。

第一, 闪电密度分布明显存在地区差异, 尤其是在4月~9月这几个闪电高发期, 中南部山区高于北部地区。

第二, 地闪的密度较大区出现在中南部山体密布区, 银川, 中卫, 固原等城市地区。这个结果与郑栋[8]等北京地区研究结果基本相符。

第三, 地闪密度的峰值区出现在夏季, 分布范围广, 其次是春秋两季, 冬季的闪电出现次数很少。

第四, 距离闪电定位系统的距离越远, 能测到的闪电发生次数越少。这表明闪电定位系统的探测能力与水平距离有密切关系, 这与国外有关理论分析相一致。

第五, 地闪密度分布随着季节明显呈现南北纬度变化, 具体表现为春夏北进, 秋冬南退的迹象。许多研究人员认为闪电常常随着降水发生, 这是否与西风槽的东移以及太平洋副高的西升北抬有关还有待于进一步证实。

原因分析为一是夏季水体蒸发强烈, 造成局部地区的水汽密度增大, 由于空气中所含水汽的不同, 外加太阳辐射作用形成局地温度差, 造就了小范围的空气环流为局地热力抬升提供良好的条件, 以至于水体密布地区的闪电密度较大。二是银川等城市地区的大型企业较多, 工业生产所释放的大量暖湿气体为气层抬升提供有利条件, 容易形成不稳定层;另外由于城市下垫面的关系, 形成城市热岛效应, 为雷暴天气的形成提供的有利条件。三是在土壤电阻率分布不均匀的区域内, 当雷暴云在某区域上空形成时, 雷暴云的电荷将在该区域感应出反极性的感应电荷, 由于该区域内土壤的电阻率分布不均匀, 就会有一块电阻率最小的地方, 这个地方的导电性能也相对最好, 所以在该地方出现的感应电荷将明显多于周围的其它地方, 在这里的电场强度也就高于其他地方。这就为先导放电提供了良好的条件, 雷暴云的下行先导自然也就可能被吸引到这里来, 从而导致在这里容易出现闪电。在城市或河边, 土壤的含水量比较高, 其电阻率低于其它远离水边的区域, 因此, 该地区出现闪电的密度较高, 另外在森林覆盖较高的区域, 高大树木顶部容易聚集电荷, 使得电场强度增大, 易触发闪电。四是中南部的山地, 受到地形对气流的明显抬升作用的影响, 雷暴天气也较容易发生, 闪电密度相应也较大。五是随着经济发展, 城市人口增多, 市区高层建筑物增多, 高层建筑物顶部尖端会聚集大量电荷, 使其电场强度增大, 在其上部若有雷暴云生成, 易形成上行先导, 使其易受雷击。

三、小结

研究中发现, 年平均雷暴日简单的反映了一个地区的雷暴发生情况, 但是局限性较大。依据闪电定位仪观测的资料可以清楚的知道具体区域的落雷情况, 相比之下更有说服力, 值得雷电防护工作参考。总结宁夏地区雷电活动规律有以下几点。一是宁夏地区闪电活动主要集中于夏季, 8月的闪电总数占全年的50.3%单峰特征十分明显, 春秋两季闪电活动相对较少, 而冬季则很少发生。二是宁夏地区闪电主要发生在沿黄流域, 中南部山区以及银川等大城市地区, 闪电活动与下垫面性质关系密切。三是一年四季地闪分布不均匀, 地闪的发生随季节存在纬度上出现夏季北进, 秋冬季南退的趋势, 初步分析可能与太平洋副高的移动有关。四是正地闪电流强度比负电闪强, 可以做为对流发展程度的指标, 危害也比负地闪大。五是宁夏地区闪电的主要发生峰值时段集中在下午14时至18时左右, 与夏季强对流的发生发展密切相关。

摘要：利用宁夏回族自治区2009年1月至2009年12月的闪电定位系统监测资料, 分析了该地区地闪的月变化、日变化、强度谱分布、闪电密度等特征。统计结果显示:宁夏地区闪电活动主要集中于夏季, 主单峰特征十分明显。宁夏地区地闪的密度较大区域出现在沿黄流域, 中南部山区以及银川等大城市地区, 闪电活动与下垫面性质有很大关系。全年四季中地闪密度分布不均匀, 地闪的发生随季节也存在纬度上的变化。

关键词：闪电定位系统,地闪密度,月分布,空间分布

参考文献

[1]陈渭民.雷电学原理[M].北京:气象出版社, 2003.

[2李玉塔, 傅智斌.2004-2007年江西雷电分布特征分析[J].气象与减灾研究, 2008, ⑵.

[3]李霞, 汪庆森, 巩晴霞, 等.苏州地区雷电分布规律分析[J].气象科学, 2006, ⑷.

[4]赵旭寰.江苏省雷电分布规律及预报研究[D].江苏:南京信息工程大学, 2008.

[5]林逸, 陈丹青.雷电定位系统在深圳的应用[J].广东气象, 2002, (z2) .

[6]罗树如, 段和平.雷电定位资料在雷电灾害鉴定中的应用[J].江西气象科技, 2004, ⑵.

[7]李照荣, 陈添宇, 康凤琴, 等.兰州周边地闪分布特征[J].干旱气象, 2004, ⑵.

滇池水体中磷的时空变化特征研究 篇5

滇池水体中磷的时空变化特征研究

应用GPS定位技术,对滇池海埂、斗南、罗家村、新街、昆阳等5个代表性样点水体总磷及可溶性磷进行了为期1 a的动态监测,全面分析了不同区域、不同层次、不同时期滇池水体总磷、可溶性磷的时空动态变化特征.结果表明,全湖水体总磷的平均浓度为0.10～0.20 mg・L-1,全湖水体可溶性磷的平均浓度为0.003～0.021 mg・L-1.水体磷含量因季节而变化较大,总体趋势是总磷浓度以夏季较高,可溶性磷以5月和10月较高,但不同位点变化高峰和趋势不同.水体总磷浓度以底层较高,除斗南外均显著高于中层,而表层和中层水体总磷浓度差异不大.水体可溶性磷浓度以底层较高,但无显著的`层次变化.不同区域总磷浓度1年的平均动态跃迁范围是:表层为0.05～0.41 mg・L-1,中层为0.07～0.30 mg・L-1,底层为0.05～0.88 mg・L-1.水体总磷年均层次变化范围为0.14～0.30mg・L-1.各区域总磷浓度以海埂和昆阳较高,其次是斗南,新街和罗家村较低;可溶性磷含量以昆阳和海埂位点较高.

作 者：陈永川 汤利 谌丽 李杰 CHEN Yong-chuan TANG Li CHEN Li LI Jie  作者单位：陈永川,CHEN Yong-chuan(云南农业大学资源与环境学院,云南,昆明,650201;中国科学院南京土壤所土壤圈物质循环重点实验室,江苏,南京,210008)

汤利,谌丽,李杰,TANG Li,CHEN Li,LI Jie(云南农业大学资源与环境学院,云南,昆明,650201)

刊 名：农业环境科学学报  ISTIC PKU英文刊名：JOURNAL OF AGRO-ENVIRONMENT SCIENCE 年，卷(期)： 24(6) 分类号：X832 关键词：滇池   水体   总磷   可溶性磷   时空变化特征  

时空研究 篇6

关键词：有机质含量；耕地土壤；分级；时空变化

中图分类号：S151.9 文献标识码：A 文章编号：1674-1161（2014）09-0007-03

有机质是土壤的重要组成部分，土壤的许多属性都直接或间接地与其有关。有机质具有养分全面、肥效持久的功效，能提供作物生长发育所需要的氮、磷、钾及各种中、微量元素。同时，有机质还可以改善和调节土壤的物理性状，是土壤肥力的重要标志之一。

1 凤城市年土壤有机质含量统计分析

1.1 耕层土壤有机质含量

1980年凤城市耕层土壤有机质含量状况见表1。

从统计结果看：土壤有机质含量处于中等级别的三级地所占比例为28.02%；四级地（较缺乏）所占比例较大，占耕地总面积的71.48%，说明凤城市耕地土壤有机质含量总体处于较缺乏水平。

1.2 行政区域有机质含量

在凤城市1980年行政区域统计中，土壤有机质含量主要处于三、四、五等地水平，一、二、六级地未有分布，具体分级情况见表2。

从表2中可以看出：三级（中等）地主要分布在凤凰城经济管理区、边门镇、蓝旗镇、青城子镇和通远堡镇等地；各乡镇（区）均有较大面积的四级（较缺乏）地分布；等级稍差的五级（缺乏）在整个凤城市分布较少，其中刘家河镇和沙里寨镇分布相对多一些。

2 凤城市2007年土壤有机质含量统计分析

2.1 耕层土壤有机质含量

凤城市耕层土壤有机质含量变化范围为19.36～29.27 g/kg，平均为24.19 g/kg。土壤有机质分级及面积统计结果见表3。

从表3中可以看出，目前全市99.70%的耕地土壤有机质含量处于中等水平，处于较缺乏水平的耕地比例仅为0.30%，说明土壤有机质总体含量处于中等水平。

2.2 各乡镇（区）耕层土壤有机质含量

通过统计各乡镇（区）土壤有机质含量的平均值（图1）可以看出，凤城市耕层土壤有机质含量总体水平不高，有机质总体含量最高的爱阳镇，也仅为25.44 g/kg，处于中等水平；有机质总体含量最低的是红旗镇，为22.37 g/kg。

2.3 行政区域有机质含量

按照凤城市行政区域统计土壤有机质分级情况，结果见表4和图1。

由表4可以看出：几乎所有乡镇（区）的有机质含量都处于三级的中等水平；宝山镇、大堡蒙古族乡、蓝旗镇和红旗镇有少量耕地有机质水平处于四级较缺乏水平。由此可见，凤城市的有机质含量处于中等水平。

3 凤城市25 a土壤有机质含量变化情况

通过对比分析，统计近25 a情况，结果见表5。

由表5可知：近25 a凤城市各乡镇（区）土壤有机质平均含量由较缺乏转化为中等水平；随着耕作年限的增加，较小比例的五级（缺乏）水平的耕地消失。土壤有机质含量的提高与人们有机肥的施用有密切关系。

4 结语

土壤肥力在很大程度上取决于土壤有机质的含量，为培育具有高水平肥力的土壤，必须使耕地土壤有机质不断提高。实行秸秆直接还田或过腹还田、实施沃土工程、粮肥轮作、间作等措施，相当于增施有机肥料，能够有效增加土壤有机质的含量。

高铁与旅游流时空演变规律研究 篇7

一、旅游流时空演变规律概述

目前理论界对旅游流的定义仍然没有一致性的结论, 主要分为狭义和广义两种看法, 广义的旅游流是指旅游客流和其他的一些流量;而狭义的旅游流仅仅指旅游客流。除此之外, 目前普遍认同的广义旅游流是指旅游客源地和旅游目的地在空间相互作用过程中形成的文化流、物质流、资金流、信息流和旅客流;而普遍认同的狭义旅游流是指旅游目的地、旅游通道与旅游客源地之间的空间流动。目前旅游时空分布主要具有尺度性特征, 分布是小尺度的景区游客、中尺度城市内部乃至省内游客时空分布、大尺度国内游客时空分布。但是在不同的尺度下研究存在时间和空间的差异性, 当前研究时间分布较空间分布更加成熟, 因为时间的客流量较空间的规律、机制等更为容易获取研究数据。实际上, 以往研究对小尺度的空间分布主要侧重于客流量的分布规律、强度密度等, 对中尺度的空间分布主要是客流量在城市间的演变过程和运动轨迹, 对大尺度的空间分布主要是客流量的区域集聚和区域扩散。从经济学角度出发, 研究旅游时空分布主要侧重于它的极化分析和差异分析。

二、旅游流时空演变规律分析

1. 旅游流时空演变规律的极化分析

沃尔夫森指数是分析极化常用的指标之一, 本文也同样用其分析旅游经济空间的演变趋势和极化特征。以山东省为例, 根据统计年鉴和统计年报, 山东省的沃尔夫森指数在2000年~2012年呈现不断下降的趋势, 从2000年的1.43下降到2012年的0.83, 这在一定程度上表示山东省旅游的极化现象在不断缓解。而山东省基尼系数是表示山东省经济发展的平衡程度, 根据统计年鉴和统计年报, 在2000年~2012年也呈现下降趋势。沃尔夫森指数和基尼系数基本呈现一致性趋势, 这也标志着经济发展与旅游业发展是高度相关的, 旅游经济逐渐趋于空间平衡。

仍然以山东省为例, 影响旅游经济发展的因素主要体现于经济发展水平、交通条件和旅游资源。仅就经济发展水平为例, 根据山东省GDP与旅游总收入的相关性, 在2007年~2009年的相关系数分别为0.777、0.900、0.905, 而在2010年~2012年的相关系数分别为0.903、0.900、0.897, 这也表示地区的经济发展水平与旅游业发展具有高度相关性, 且呈现正向关系。而且根据山东省各地市统计年鉴, GDP较低的地区, 旅游发展也不景气。因此, 目前旅游流空间逐渐趋于平衡, 且经济水平越好的地区, 它的旅游流也越大。

2. 旅游流时空演变规律的差异分析

旅游流时空演变规律的差异分析主要基于基尼系数、变异系数和标准差分析。以山东省为例, 根据统计年鉴和统计年报, 2000年~2012年山东省旅游的变异系数从1.04下降到0.76, 而基尼系数从0.51下降到0.41, 二者基本趋于一致。这说明山东省旅游经济的相对差异在不断减小。但是标准差是逐渐增加的, 由2000年25.57上升至2012年201.86, 这说明山东省旅游经济的绝对差异在逐渐增加。这种现象的发生主要是因为旅游业是一个高附加值的产业, 随着我国旅游业的整体趋势在不断上升, 各地市开始加大投入, 纷纷投入“旅游文化建设”, 因此出现了相对差异减小的现象。但是受地区经济发展和地区资源所限, 各地的发展并不能统一, 开始出现差异化, 因此出现了绝对差异增加的现象。

三、高铁与旅游流时空演变的关系

从以往研究文献和本文预测试结果来看, 高铁与旅游时空演变的关系主要体现于扩散、极化和差异化作用, 这三种作用主要反映了高铁对旅游流空间分布的“马太效应”。

1. 高铁对旅游流时空演变的扩散作用

湖北省是高铁首位度非常高的省份, 首位度是用来衡量城市经济、政治发展规模的指标, 而且湖北省城市旅游经济发展的极化现象非常严重, 因此以湖北省为例研究高铁的扩散和极化作用是非常好的。因此在研究高铁对旅游流时空演变的扩散作用时, 要剔除武汉这个城市。我们对比湖北省高铁区和非高铁区的网络中心性, 可以发现, 高铁区的旅游流网络中心性明显大于非高铁区的旅游流网络中心性, 这也说明高铁带动了湖北省城市旅游流的时空扩散, 它链接了旅游中心城市与边缘不发达城市间的旅客流。根据以往文献研究发现, 非高铁区的旅游流网络结构只能与边缘地区的7个旅游点发生直接联系, 且在7个地区里只有1~2个主要旅游地区, 占总旅游流的43.75%;而高铁区的旅游流网络结构能与边缘地区的12个旅游点发生直接联系, 这12个地区中有6个是主要旅游地区, 占总旅游流的75%。由此可见, 高铁对旅游流时空演变具有重要的扩散作用。

2. 高铁对旅游流时空演变的极化作用

湖北省旅游流的发展呈现很严重的极化现象, 呈现集聚性形态, 其中武汉是客流量最为庞大的城市, 它是排在第二位的4倍之多。武汉每年占全省的旅游量约为50%, 这与经济发展具有很重要的关系。位序规模法则是指对一个城市的规模和该规模在某个体系中的位序分布。根据帕累托分布法和位序规模法则, 对湖北省各城市进行拟合发现, 高铁开通前后的拟合指数呈现出很大的差异, 第一标度武汉和其他第二标度地区的空间分布完全符合帕累托分布法和位序规模法则。也就是说, 高铁的建设强化了旅游流时空演变的极化作用。经济发达地区建设高铁可以带动旅游流的增加, 而经济欠发达地区建设高铁反而会加强旅游流的流失, 形成旅游流的“马太效应”。

3. 高铁对旅游流时空演变的差异化作用

泰尔指数是衡量地区收入的有效指标, 在这里用来表示地区间旅游经济的发展差异。根据统计年鉴和统计年报, 我们以2009年前后湖北省武汉市武广高铁为例, 在2009年前, 湖北省的泰尔指数为0.408, 2009年以后泰尔指数为0.435, 这也就是说高铁的开通使地区旅游经济差异更显著了。如果剔除首位度城市武汉, 高铁开通前的泰尔指数为0.136, 而开通后的指数为0.105, 可见高铁使经济欠发达城市的旅游经济差异性更小。因此, 与分散作用、极化作用类似, 高铁对旅游流时空演变具有差异化作用。

四、结语

根据以上所述, 本文之所以以山东省与湖北省为例, 是因为山东省是文化重省, 旅游流大, 尤其是青岛地区, 而湖北省是高铁密集区, 旅游流区分明显。本文研究发现, 旅游流在时间上呈现逐渐增加趋势, 在空间上呈现两极分化趋势。而高铁的建设加速了旅游流时空发展的速度。虽然本文从经济学角度, 利用基尼系数、差异系数、泰尔指数等多种分析指标, 但是限于篇幅, 本文并不能把原始数据附于原文, 以及不能详细的列出计算过程。期望后续研究可以进一步扩展和补充。

参考文献

[1]丁佼, 黄晓霞, 和克俭.国内旅游客流时空集散规律研究进展[J].云南地理环境研究, 2012, 24, (5) :44~50.

[2]李志飞, 夏磊.中国特殊时段旅游流时空分布特征研究——以“十一”黄金周为例[J].旅游学刊, 2013, 28, (10) :37~46.

中国甘蔗产业碳汇时空差异研究 篇8

1 国内外文献评述

在国外的研究中,由于农田碳循环已经成为近20年来研究的重点,因而在已有的研究成果中基于不同研究区域尺度、研究方法以及不同研究对象的研究成果均较为丰硕。以大的区域尺度来看,一些研究者以全球、大洲和国家为区域尺度进行研究。其中,以全球角度出发,KRATENA K[6]以输入输出系统结合,以生态足迹碳循环概念为基础,通过能源价值的方法对全球不同生态系统的价值进行了评估,认为在生态系统价值上和排放吸收系统的评估上,目前的状态都是过度排放; 同时,作者认为可持续发展的目标实际上就是控制碳排放的增长,并且还可以上述概念为基础,建立“经济 - 能源 - 环境”模型对生物物理进行评估和国家政策进行制定。在以大洲为研究对象的研究中,SMITH P[7]认为欧洲农田生态系统是生物圈中碳排放的最大部分,据估达300万t左右,欧盟为78万t,其认为欧洲的农田土壤具有显著的固碳潜力,应该把提高农业土壤的碳吸收能力作为可持续发展政策重要的一部分。另外以国家为区域尺度的研究中,WEST T O[8]通过运用全碳循环分析法,对美国农业的常规耕作和免耕耕作方式下的碳排放进行对比,得出免耕耕作法更有利减少碳排放,给美国农业减少碳排提供了减排的方法。然而,基于分析方法的角度,可以看出在不同区域尺度的研究中已经运用了生态足迹法以及全碳循环分析法,除了以上两种方法以外,LALR[9]还提出了碳当量法,该方法就是利用不同农场统计信息以能源的使用量进行计算产业中各环节的碳当量 ( CE) ,通过CE对农业生产中耕作作业、排灌、化肥使用、农药使用等不同组成部分的碳排放量进行计算,最终当碳输入和碳输出的比值大于1时则该农业系统可以评定为可持续的,反之则不可持续。从方法上说,碳当量法与全碳循环分析法具有很强的相似性,但在研究结果的最终处理方法上的不同使两种方法产生区别。国外以甘蔗为对象的研究目前还比较少,在已有的研究也集中于甘蔗土壤的研究,其中SUMAN A等[10]以印度Inceptisols区域2003年的多宿根甘蔗田土壤为研究对象,以不同化肥和有机肥投入为变量,来实验不同投入农资量对碳吸收和土壤碳的影响,得出不同肥料施用制度下经过5年种植期土壤有机质 ( SOC) 增加量在2. 3~ 17. 1t / ha之间,在印度亚热带的条件下每年需要输入3. 9t C /ha有机质才能维持土壤有机质的平衡。

国内的研究基于不同区域尺度研究也比较多,在碳循环的方法上虽然有一定研究,但大部分研究是在国外研究方法的基础上根据自身特点进行改进。首先,在基于区域尺度的碳源/碳汇研究中,以全国为研究区域尺度的研究中,方精云等[11]利用森林和草场字眼请查资料、农业统计、气候等地面观测资料,以及卫星遥感数据,并参考国外研究结果,对1981 - 2000年中国森林、草地、管草丛以及农作物等陆地植被的碳汇进行了估算,其中农作物的生物量按0. 012 5 ~ 0. 014 3Pg C /a的速率增加。在国内的跨越省域的大区域尺度中,赵荣钦等[12]利用1981- 2001年作物产量、农业投入等统计数据,对沿海10个省市自治区农田生态系统部分进行了碳汇估算,得出: 碳吸收呈波动增长趋势,总碳排呈明显增长趋势,其中农业投入是碳排放增加的主要因素;发达地区呈显著下降,反映了农业种植面积下降的原因,这也减弱了农田生态系统的碳汇功能。该研究区域有3个省份属于甘蔗优势产区,因而有部分研究涉及甘蔗产业。在其他基于区域尺度的研究中普遍是以省市区域为研究范围,其中这类研究中傅强[13]、马涛[14]、张大东等[15],韩召迎等[16],朱苑维等[17],何介南等[18]分别对江西、上海、浙江、江苏、珠三角、广州的农业碳汇或者农业碳循环进行了研究。在国内的研究中,除了针对广义的综合农业系统的碳汇研究比较多外,对于农业土壤的碳循环研究也比较多,并且取得了一定进展。另外还有一些对于单一作物农作物系统的碳源/碳汇研究,但是此类研究目前较缺乏。在以农业土壤为对象的研究中,韩冰等[19]运用在搜集和整理全国典型农业长期定位实验站数据的基础上,通过自建经验公式估算了不同管理措施下我国农田土壤的固碳能力和潜力,其中全国在施用化肥、有机肥、秸秆还田、免耕四种耕作制度与管理方法下平均固碳能力分别为: 380. 78kg /ha·a、316. 11kg /ha·a、224. 62kg /ha·a、284. 55kg / ha·a。金琳等[20]通过查阅相关文献著作等,根据中国农作制的分区构建农田管理情景,分析各管理措施长期定位试验土壤有机碳变化量的数据,运用IPCC指南方法结合Meta分析法,估算各区域及水田、旱地农田管理下的碳汇量,得出了以下结果: 各种措施表现为化肥与有机肥配施的增碳作用最大,达到0. 889t C /ha·a; 其次为秸秆还田、施有机肥和免耕,分别为0. 597t C /ha·a、0. 545tC / ha·a、0. 514t C / ha·a; 施化肥的作用最不明显,仅为0. 129t C /ha·a。对于单一作物农业系统的研究中,何介南等[21]以广州市水稻作物系统的相关资料和观测数据为依据,通过实验建立水稻作物系统固碳估算模型,估算了2005年广州市水稻生态系统的吸收量和排放量,结果表明广州市水稻生态系统具有弱碳汇功能,其值为5. 58 t C /ha·a。另外,还有一些学者将农作物碳汇与土壤碳汇同事进行了研究,其中刘阳[22]对呼和浩特地区和奈曼地区玉米农田生态系统各组分有机碳含量及相关指标的测定,研究了呼和浩特地区玉米农田生态系统在传统耕作方式下不,同时期碳储量变化规律及奈曼地区保护性耕作对幼苗期与收获期耕地碳储量的影响规律,结果表明,不同耕作方式、不同时期的植株地上部分的碳储量都高于地下碳储量,土壤碳和植株碳储量均是收获期最大。

在国内外以往的研究中可以看出,近年来对于农业生态系统碳汇的研究多集中于大区域尺度下的综合农业生态系统的研究,相关农业土壤碳汇的研究也比较常见,但对于单一作物生态系统的研究还比较缺乏。一些国内的研究中也有部分也涉及甘蔗,但首先其研究时间较早,种植区域、耕种面积与生产力均可能产生变化; 其次在国外的一些文献中虽然有专门针对甘蔗产业的研究,但其研究对象仅是以土壤为主,因此差别很大。另外,在方法上国内外均比较成熟,因此在本研究中在运用其他研究者的方法的同时,结合甘蔗产业自身特点进行了一定程度的改进,以更准确估算中国甘蔗产业的碳汇。

2 研究区域与数据来源

2. 1 研究区域

选取中国农业部“十二五”规划中的甘蔗四大优势产区: 广西、广东、海南、云南作为研究对象。该区域内甘蔗的种植面积在近十多年来占全国甘蔗总种植面积的92% 以上,对中国甘蔗总产量以及糖产量具有决定作用。其他种植区域由于种植分散、种植面积小、种植不持续等原因,导致数据不完整,而且对国家整个甘蔗产业影响较小。四大优势产区甘蔗种植面积占总种植比例较高,可以基本上体现国内甘蔗碳汇的水平,因此本研究将其他小规模种植省份剔出本研究范围。

2. 2 数据来源

本研究采用了2004 - 2013年《中国农产品成本收益汇编》中四甘蔗大优势产区的甘蔗亩产、化肥用量、农药使用量、灌溉费用、农膜使用量、农作物亩产量、耕作柴油消费等统计数据及中国国家统计局2003 - 2012年区域省份甘蔗播种面积的统计数据。

3 研究方法选取

3. 1 甘蔗的碳吸收

农作物碳吸收的计算采用王修兰[23]的方法,该方法以农作物光合作用的生物量与经济产量的关系进行干物质总量计算,进而得出固定碳总量。算式如下:

式 ( 1) 中,Cd为作物整个生育期对C的吸收量; Cf为光合作用合成1g有机质所需要吸收的C;Yw为经济产量; Wc为农作物含水率; Hi为经济系数。其中,甘蔗的Hi( 经济系数) 为0. 50,Cf( 碳吸收率) 为0. 450,含水率Wc为75% 。得出甘蔗C吸收量计算式 ( 2) 如下:

3. 2 农资碳排放

根据WEST T O[8]全碳循环分析法中的论述,在农业的生产过程中使用的农资产品大多也是由石化能源生产而来,农资的投入也相应产生了碳排放,因而该部分的碳排放不能忽略。结合与甘蔗的生产方式,全碳循环分析法相关的农资主要有: 排灌电力、农药、农业机械、农膜和化肥。计算式( 3) 如下:

计算式中,Ei表示各项农资投入算产生的碳排放量; Qi表示个农资投入的数量; λi表示各种投入的碳排放系数。其中,电力的系数采用的是杨茜[24]的系数,该系数是根据我国近年电力发电、输电过程中产生碳 排放计算 而来, 取2010年系数为0. 89kg C / kwh。氮肥的系数采用的是逯非等以IPCC推荐的方法结合我国氮肥生产特点所研究的结果,为174 0kg C /t[25]。柴油的排放系数为IPCC2006年报告中提出的系数,为0. 592 6kg C /kg。磷肥、钾肥、农药和农膜的系数由于国内尚缺乏研究,因而直接采用国内外研究中较常用的WEST T O[8]研究成果,该成果是以20世纪90年代美国的农资生产、转运过程的碳排放情况为基础得来,分别为165. 09kg C /t、120. 28kg C / t、4. 93kg C / kg、5. 18kg C / kg。由于在甘蔗的生产过程中也运用大量复合肥,因此复合肥不能忽略,由于国内缺乏对复合肥碳排放的研究,因而本研究采用WOOD S等[26]的研究,数据基础为欧洲复合肥生产企业不同温气体排放的数量,其中复合肥碳排放系数为0. 39kg /kg。

3. 3 土壤碳吸收与 N 排放

土壤固碳的能力上采用金琳等[20]的研究成果,该成果系其过查阅相关文献著作等,构建农田管理情景,分析各管理措施长期定位试验土壤有机碳变化量的数据,并且根据全国不同农作制度分区,最终结合以IPCC计算方法得来。在本研究中主要采用其东南沿海与西南区两个数据,采用其中肥料施配制度的数据,其中东南沿海( 广东、海南) 为1. 06t C /ha·a,西南区( 广西、云南) 为0. 73t C / ha·a。

在甘蔗生产过程中的N排放主要是由于生产过程中的氮肥和复合肥造成的。在本研究中采用张强[27]所研究的排放因子,该排放因子是以IPCC2006的计算方法为基础,通过中国N2O数据库,结合mata analysis得出中国水田和旱地N排放分别为0. 41% 和1. 05% 。由于在甘蔗产业研究上还缺乏对N排放更准确的统计,且结合以甘蔗种植的方式,因此本研究采用其旱地排放因子。

4 结果分析

4. 1 中国甘蔗产业碳汇时空差异分析

4. 1. 1 中国甘蔗产业碳汇能力的时空差异分析

不同优势产区的甘蔗固碳能力有所差异 ( 见表1) ,其中平均固碳能力最强的为广东,达到18. 71tC / ha·a,最弱的是海南仅13. 84 t C / ha·a,云南和海南甘蔗碳汇能力居中在17. 29 t C /ha·a和15. 45t C / ha·a。广东的甘蔗生产技术水平较高,很早就保持在高位水平,因此在技术水平大幅提升的背景下,甘蔗碳汇10年内变化不大; 广西、海南、云南则呈波动上升趋势,年均增长 率分别为1. 42% 、1. 58% 、0. 64% ,增长幅度不大。从各省的平均甘蔗碳汇能力上看,与李克让[28]的研究中得出的1992年甘蔗碳汇能力值15. 16t C /ha·a相比,除了海南外均高于该值,说明2000年以后甘蔗碳汇能力普遍高于20世纪90年代。同时可以发现在2007年、2008年各省碳汇能力在到达较高位值之后在2009年普遍跌落,也能够说明在2008年发生冻害对整个产业所产生的影响。

t C/ha·a

4. 1. 2 中国甘蔗产业碳汇量的时空差异分析

在各区域的碳汇总量上看 ( 见表2) ,各产区均呈波动上升趋势。四大产区2012年总碳汇量与2003年相比较上升了50. 19% ,年均增长率为4. 62% 。其中,广西的碳汇总量在四大产区中最大,2007年以后的大部分年份都接近或者超越其他三大产区总和的一倍。广西2003 - 2012年期间甘蔗碳汇上升的总量是其他三省增加总量之和的7. 17倍,其一省碳汇总量增加了80. 64% ,年均增长率为6. 79% 。广东、海南和云南在10年内甘蔗碳汇总量分别增加了5. 87% 、4. 08% 和20. 21% , 年均增长 率分别为0. 64% 、0. 45% 和2. 07% 。碳汇总量增加除了一方面是受固碳能力上升的影响外,另一方面是由于甘蔗种植面积的增长,其中广西体现最为明显,其面积年增长率最高,达到5. 30% ,使得广西甘蔗总碳汇上升非常显著。

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4. 2 中国甘蔗产业主要碳排放分析

4. 2. 1 中国甘蔗产业农资碳排放时空差异分析

甘蔗产业的碳排放集中在6个方面,即农药、灌溉、农膜、燃料、化肥以及土壤。从图1中可以发现,化肥所产生的碳排放比例最大,化肥碳排放的增长基本印证了总用碳排放的趋势。而化肥的施用所产生的碳排放并不仅仅是在其工业生产和转运过程中产生碳排放,氮肥和复合肥的使用会使得土壤产生温室气体。从数据上说,与化肥相关的排放( 含土壤) 产生的排放在10年内占到了所有排放总量的77. 47% 。农药是产生碳排放量第二多的生产资料,2012年的碳排放总量相较2002年的超过了一倍不止,在接近2012年的部分上升趋势十分明显。灌溉所产生的排放波动明显,主要是由于甘蔗种植过程中不需要大量灌溉造成的,在降雨量较大的年份灌溉费用少,并且在降雨量较大的省份中灌溉费用一直呈“0”的状态。农膜产生的碳排也呈波动上升趋势,主要是广西与云南种植面积增长所产生,广东与海南种植区域由于气候较温暖,几乎不产生此项碳排。燃料的使用所产生的碳排放量微乎其微,这也体现了一个很突出的问题,就是我国的甘蔗四大优势产区的机械化水平很低。

4. 2. 2 中国甘蔗产业碳排放的时空差异分析

四大产区的区域各区域的碳排放量上看 ( 见图2) ,广西的碳排放量占的比例最大,并且近年来所占比例有呈扩大的趋势。广西和云南在十年总排放量呈增长趋势,广东与海南在碳排上呈下降趋势。从单位的碳排放量上可以发现,广西与云南也呈上升趋势,而海南云南同样是下降趋势。广西和云南种植面积增长幅度较大,尤其是广西的总种植面积在2003 - 2012年间增加了580. 64万ha,所以在单位碳排放量增长与种植面积增长的双重增长下总碳排也必然增长。广东省在10年内的种植面积仅增长了6% ,而海南种植面积则减少了4426. 67 ha。广东由于单位面积碳排放降低,导致总的碳排放量降低;海南在种植面积与单位面积碳排的降低下导致的总量降低也是必然。

4. 2. 3 中国甘蔗产业碳排放与碳吸收的对比

中国的吸收/排放值整体都在16倍以上,最高的甚至达到20多倍。碳排放与碳吸收均呈增长趋势,碳排放的年均增长率为4. 94% ,碳吸收的年均增长率为4. 64% ,碳排放的增长率略高于碳吸收的增长率。随着农业技术水平提高、农资投入增加以及农业的机械化,碳排放与碳吸收均有继续提高的可能,但从趋势上以及碳吸收量与碳排放量的比值上看,目前和未来甘蔗产业均会表现为碳汇作用 ( 见图3) 。

5 结论与建议

5. 1 结论

( 1) 中国甘蔗产业碳汇总量持续增长。在所研究的区域总碳汇以及四大优势产区2003 - 2012年的甘蔗碳汇均呈波动增长状态,四大产区的总碳汇量从2003年的1873. 50万t上升至2012年的2813. 77万t,总量增加近940万t。广西对中国甘蔗碳汇的影响明显,其2012年甘蔗碳汇总量在1848. 43万t,研究时间内的年均增长率为6. 79% ,极大带动了全国甘蔗碳汇的整体增长。在单位面积碳吸收上,广东一直保持着研究区域内的最高水平,年均固碳能力达18. 71 t C /ha·a。

四大产区的甘蔗碳汇能力2012年的截面数据显著高于20世纪90年代,从侧面说明了生产水平的提升。2009年各省甘蔗碳汇能力普遍下跌也反映了甘蔗产业的受冻害的情况。甘蔗碳汇总量的大幅度增加不仅得益于甘蔗单产水平的提升,更得益于甘蔗种植面积的增加。

( 2) 中国甘蔗产业碳排放呈增大趋势。四大产区的总碳排放在研究中呈上升趋势,不同产区的总排放与单位面积排放有明显差异,变化趋势也各有不同; 从整体上看碳吸收与碳排放在2003 - 2012的年均增长率分别为4. 64% 与4. 94% 。其中使用农资的排放中化肥占了大部分比例,农药的比例也较大,两者都呈增长的趋势。

化肥、农药的大量投入可以看出近年来农业投入力度的变化趋势; 同时,由燃料排放量的低比例可以发现当前我国的甘蔗生产的机械化水平很低,随着机械化水平提高该项排放有可能呈大幅度上升趋势。

5. 2 建议

通过对全国甘蔗四大优势产区的碳汇的研究可以发现,甘蔗作为一个很强的碳汇作物,对全球温室气体的吸收与环境改善起到很大作用。针对本研究的结果,相应提出一些提升中国甘蔗碳汇能力建议。

( 1) 加强高生物量甘蔗的品种培育与推广。首先,甘蔗产业的强碳汇能力是由甘蔗本体的大生物量特征形成的,甘蔗自身的固碳能力对整个产业的碳汇能力的影响最大; 其次,甘蔗产生的生物质除部分留在土壤中,蔗渣在工业生产中大部分作为了造纸和人造板的原料,很大程度替代了林业原料,保护了森林资源。高生物量的意义在于,在稳定或者增加糖产量的同时能够增加碳汇与蔗渣等副产物,这不仅实现了自身经济作物的原来农业生产价值,也大大增加了其农业多功能性中的生态价值。

( 2) 建立甘蔗产业碳汇交易与补偿机制。近年来由于糖价格的走低,导致农民的积极性挫伤,若针对甘蔗产业制定碳交易的价格与规则,或以碳汇为依据形成某种补偿机制,可以相当程度上避免“价贱伤农”稳定种植面积,调动农民种植的积极性,这对于稳定糖料供应和粮食安全意义重大。

( 3) 加强研究甘蔗的科学低碳种植模式。从研究中可以发现,甘蔗产业碳排主要产生与化肥与农药,但将来有可能还有燃料所产生的碳排。要加强科学低碳种植模式的研究,一方面在不减少产量的情况下减少使用化学肥料和农药,另一方面提高机械化水平,不因低碳而影响生产效率。建立科学低碳的种植模式是一个艰难的过程,需要长时间的摸索和实践。

摘要：以中国甘蔗四大优势产区为研究对象,应用2004-2013年《中国农产品成本收益资料汇编》中研究区域的各类农资数据,结合国家统计局网站2003-2012年的播种面积数据对研究区域的碳汇能力与碳汇总量进行估算,结论如下:甘蔗产业碳汇总量及碳汇能力均呈波动上升趋势,反映21世纪后甘蔗单产提升、种植面积增加等趋势;甘蔗产业碳排放呈上升趋势,其中化肥碳排放占总量最大,而燃料排放极低,表明产业投入呈加大趋势,但机械化水平还极低。

时空研究 篇9

智慧城市建设正成为支撑国内新一代信息技术产业发展的重要内需市场[1], 中国工程院预计“十二五”期间智慧城市投资规模将超2万亿。智慧城市云服务中心是智慧城市建设的重心, 也是利用信息手段推动城市向宜居、生态与健康方向发展的基础设施, 智慧城市云平台是其核心技术支撑[2]。

时空信息总线 (Spatial-Temporal Bus, STB) 就是旨在建立智慧城市的神经中枢, 通过提供云主机、移动设备、传感器信息的实时接入、异构时空信息数据的无缝融合、分布式数据交换、面向部门级别的数据智能路由和支撑全平台的综合服务的需求, 提供可靠的时空消息传输、时空服务接入、时空服务协议转换、时空数据格式转换以及基于内容的时空信息路由等功能, 支撑空天地一体的智慧城市数据感知[3]、时空数据大数据挖掘分析与价值提取, 并最终向用户提供多样化的信息服务产品。

本质上, 时空总线的目的是在云端一体化的智慧城市云平台既有Iaa S、Paa S、Saa S和Terminal之外, 构建管理即服务 (Management as a Service, Maa S) 技术体系 (图1) , 充分利用时空总线基于消息的数据交换能力, 实现从小到传感器、虚拟机, 大到跨地域数据之间实时可靠状态同步与协调调度, 奠定基于地理建模、地理设计、地理监测与地理控制的智慧城市云平台时空信息同化模型[2]的实现基础, 支撑政府、企业与个人等智慧城市多样化需求。

2 时空总线技术体系

时空总线需要解决实时监控、跨平台通用与复杂流程定制三大问题。当前智慧城市建设不仅需要建设高效稳定可管理的云服务平台, 而且需要将形成空天地一体化对地感知网络, 实时感知城市中信息世界、人类社会和现实世界的整体实时状态 (参考ISR模型) [2], 要实现此目标需要解决海量数据管理、不同平台协议的传感器信息的实时接入与融合处理、多源异构传感器信息的统一接入与加载标准、多源异构信息的自主加载与交换融合, 形成面向主题的综合信息服务、面向智慧城市运行的空间信息智能处理等问题。由于数据包括来自GNSS的位置数据、来自遥感平台的影像等传感数据以及来自嵌入式传感器的实时监控数据, 数据格式、传输协议、数据量以及更新频率都大相径庭。为了更好的支撑应用, 就需要构建统一、标准化的智慧城市时空信息交换平台。

如图2所示, 基于时空总线技术架构从下至上可以分为:

(1) 目标对象层, 即监测与控制的目标。其主要实现监听与执行两类接口, 前者可以采用Push/Pull结合的模式汇集来自智慧城市云平台中桌面、服务器应用, 信息消费者的Web及移动终端应用, 及基于多样化通信技术 (短波、微信、Zig Bee、4G、Wi-Fi和Ad Hoc) 通过物联网网关采集的传感器网络等众多信息, 后者则支持将控制信息反向推送到各个应用或者基于协同控制网构建的物联网控制器中。目标对象层不仅是城市各类运行状态的信息来源, 而且是决策控制信息平台的执行基础, 其实现手段包括Nagios、I2C总线、现场总线、CAN总线等软硬件、车联网、工业级监控技术。

(2) 消息代理层, 通过伺服代理模式, 将目标对象层采集的数据进行标准化编码 (时空总线通常采用扩展过的轻量级Geo JSON数据标准格式, 支持基本要素与包含三维和多媒体等的复合对象) , 并基于AMQP/JMS/MQTT等消息中间件传输协议将其数据发布进入云中心的消息队列, 同时伺服代理也负责订阅来自云中心的消息频道, 将实时控制信息解码后, 通过调用开放API或者在受控前提下采用钩子等系统侵入手段将控制命令传入目标对象层各类应用中。

(3) 智能路由层。基于Rabbit MQ、Web Sphere等消息中间件技术搭建[4], 将来自消息代理层的各类时空关联数据汇聚分类入不同的主题频道, 并支持用户动态定义的消息路由, 实现主题消息的订阅、广播、协议转换等多样化的交换模式 (如Enterprise Integration Pattern技术) , 从而支撑智慧城市中复杂的信息流调度管理, 支持基于用户的权限管理, 此外还需要采用分布式技术 (消息中间件集群) 实现高并发环境下路由层的水平扩展, 支持基于实时数据库 (如Redis技术) 及海量列存储 (如HBase技术) 技术对时空信息实时查询与历史数据挖掘, 实时处理与挖掘分析形成的决策控制指令也编码后传入特定频道推送到目标对象。

(4) 管理应用层, 在智能路由层之上, 构建管理门户界面, 支持对消息中间件的状态查询、消息频道的定义与管理、用户安全管理、路由定义执行等系统功能, 并将其封装暴露为开放API, 供智慧城市、互联网及各类智慧应用嵌入使用。

3 时空总线在智慧城市中的应用

时空总线拥有实时普适灵活的数据交换特点, 可以成为建设“全面透彻的感知”的智慧城市的有力工具。如图3所示, 时空总线的应用模式即围绕总线实时连接各类设备与个人, 打通感知、存储、处理、分析决策与控制信息化服务流程。因其拥有跨平台的监控能力, 所以可以接入手机平台、车载、行业专用及工作站和PC等各类设备[5], 因其多样化的路由能力支持将数据并行快速汇入实时数据库、历史数据库与备份数据库, 从而在支持电子围栏预警分析等实时任务之外, 并定期调用相关流程进行数据ETL、专题地图生成等大数据复杂挖掘计算。

在2013年发生的四川省雅安市芦山县7.0级强烈地震中, 超图软件基于时空总线技术在第一时间快速定制开发了应急救灾应用“灾务通”, 并提供国家民政部减灾中心进行现场核灾工作, 支持灾害现场信息的快速填绘报, 并为减灾人员提供综合移动信息服务。

图4是2013年4月27~29日对倒房和地块进行数据与图片采集的成果统计, 可见基于时空信息总线技术, 有效地将原本需要分头采集定期汇总的核灾业务实时协同化, 提高了核灾与辅助决策的效率, 对救灾物资的及时准确筹备投放提供了有效支撑。

摘要：时空总线技术旨在建立智慧城市的神经中枢, 通过构筑目标对象层、消息代理层、智能路由层、管理应用层的四层架构, 提供支持服务器、移动、物联网的跨平台的信息监听与指令执行、实时安全信息订阅发布及基于消息路由的系统集成功能, 解决实时监控、跨平台通用与复杂流程定制的智慧城市信息协同三大问题。基于时空总线构筑智慧城市云平台中的管理即服务能力, 提升云服务中心的可管理性。并同时介绍了基于时空总线的智慧城市应用模型及在芦山地震中的应用案例。

关键词：智慧城市,云计算,时空总线,城市协同,数据交换,物联网,移动互联网,大数据

参考文献

[1]梁军, 黄骞.从数字城市到智慧城市的技术发展机遇与挑战[J].地理信息世界, 2013 (01) :81-86.

[2]黄骞, 梁军.智慧城市云平台机理研究[J].信息技术与标准化, 2014 (07) :26-30.

[3]李德仁.论空天地一体化对地观测网络[J].地球信息科学学报, 2012, 14 (04) :419-425.

[4]甄甫, 刘民, 董明宇, 等.基于面向服务架构消息中间件的业务流程系统集成方法研究[J].计算机集成制造系统, 2009, 15 (05) :968-972, 989.

时空研究 篇10

当前水资源危机已成为一个全球性环境问题, 水污染造成的水质性缺水使这一问题更加严峻。河流作为重要的地表水资源, 其水质变化一直为众多学者所关注[1,2]。河流水质演变是自然与社会系统综合作用的结果, 不仅反映了各种自然因素如气象水文特征的变化, 同时也体现了流域范围内社会经济、人类活动对河流水系的作用[3]。从水环境变化与人类社会发展相互作用和耦合的角度出发, 研究河流水质变化已成为世界各国众多学者关注的热点问题[4]。在我国城市化进程中, 城市河流污染是一个迫切需要解决的问题[5]。城市人口集中, 人类活动强烈, 研究城市河流水质的变化及其影响因素, 对于流域水质保护、水资源利用及管理具有重要的意义。

沣河位于西安市西南部, 是渭河右岸的一级支流。1998年, 沣河及其支流被列为西安市地表饮用水源地。2010年初, 西安市政府审议通过了《沣河流域综合保护利用规划》, 未来随着《关中-天水经济区发展规划》以及西咸一体化的深入实施、沣渭新区的建设, 沣河将从城郊河流变为城中河, 在城市发展中具有重要的战略地位。前人研究显示, 沣河水质以有机污染为主[6]。因此, 本文采用有机污染综合指数 (A值) 和变异系数等方法分析沣河流域近20年来的水质资料和自然社会经济统计数据, 研究沣河的水质时空变化及其影响因素, 为打造生态沣河提供科学依据。

1流域概况

沣河位于西安市西南部, 发源于长安区喂子坪乡鸡窝子以南的秦岭北侧, 流经西安市长安区、户县、咸阳市秦都区等十余个乡镇、街办, 先后纳高冠河、太平河、潏河三大支流, 在草滩农场西、咸阳北部鱼王村附近入渭, 流域水系及监测点位见图1。沣河全长78 km, 平均比降8.2‰, 流域面积1 460 km2, 年径流量4.2亿m3。根据其河道特征, 沣河沣峪口以上为上游, 峪口至秦渡镇为中游, 秦渡镇以下至河口为下游。上游流经石质山区, 地质条件复杂, 河道主要为砾石覆盖, 水流清澈湍激。中游为山前台原带, 河床砂砾淤积, 河水入渗地下, 两岸滩地土层薄, 地下水源丰富, 地热水蕴藏较广。下游水流平缓, 河道展宽, 入渭前系河滩漫流, 入渭口摇摆多变, 极不稳定。近四十年来沣河流域经济发展较快, 上游凭借风景秀美、河流清澈、空气清新、山势挺拔, 旅游业得到大力开发;出峪后流经关中平原中央地带, 优越的自然环境为农牧业经济的发展提供了良好的条件, 目前是西安及咸阳的粮食、瓜果、蔬菜、肉禽、蛋奶的主要生产基地。中下游地区造纸、食品加工、机电加工、制革等乡镇企业快速发展。同时, 近年来一些大专院校纷纷在这一带扩建校区。

2数据来源与分析方法

2.1资料来源

在综合考虑沣河断面水质时空代表性和数据完备性的基础上, 本文选择沣河沣峪、沣河口、秦渡镇、严家渠、三里桥5个监测断面研究沣河1986-2009年水质的时空变化, 这五个断面涵盖了沣河从上游到下游的空间范围, 选择的水质指标为DO、CODMn、NH3-N、BOD5。其中, 1986-2000年水质数据来源于主要来源于文献[7], 2001-2009年水质数据来源于西安市环境监测站。相关自然社会经济统计数据和环保数据来自文献及网络报纸资料。

2.2研究方法

根据收集的沣河沣峪、沣河口、严家渠、三里桥四个监测断面1986-2009年数据的年平均值, 采用有机污染综合指数法[7]计算各监测断面及整条河流的有机污染综合指数 (A值) , 作出水质随时间的变化曲线图 (图2和图3) ;利用五个监测断面典型年份的水质数据作CODMn、NH3-N沿水流方向的沿程变化图 (图4) , 判断水质变化的趋势和规律;同时选用变异系数 (CV) 分析沣河近20年来水质指标的变化程度。根据秦渡镇水文站35年 (1956-1990年) 来平均降雨量数据[8]和沣河三里桥断面2001、2003、2008年水质数据作出的沣河水质与降雨量年内变化曲线见图5。利用有关自然社会经济统计数据, 通过对比分析、作用机理分析、分时段归纳与统计分析相结合的方法, 研究有关自然社会经济因素对地表水质变化的影响。

3结果与讨论

3.1时间变化

沣河水质近20年来水质变化曲线如图2所示。根据水质的变化曲线, 沣河水质近20年的变化可以分为缓慢污染、快速污染、污染相持和污染改善四个阶段。1989年之前沣河的有机污染综合指数A值范围为2～3, 变化幅度较小, 变异系数CV为0.120, 水质处于缓慢污染阶段。1989-1992年为快速污染阶段, 水质A值由1989年的2.3迅速升至1992年的10.5, 呈快速上升态势, 3年翻了两番。第三个阶段 (1992-2000年) 为污染相持阶段, A值呈锯齿状变化, 8年间仅增长了4.7%, 长期处于严重污染状态。2000年A值最大, 高达11.04, 是水质恶化的顶点。之后, 水质变化趋势发生转折, 进入沣河水质变化的第四阶段 (2000-2009) 。此阶段, 水质逐渐改善, 9年间下降了88.3%, 年均降幅9.8%。

3.2空间变化

沣河沣峪、沣河口、严家渠和三里桥4个典型断面的水质变化曲线见图3, 可见沣河水质具有非常明显的空间变化。沣峪和沣河口未表现出明显的阶段性变化。位于上游的沣峪断面水值A值绝大部分年份均小于1, 仅1990年较高, 为1.83;近20年来A值均值为0.67, 变异系数 (CV) 为0.69, 水质处于良好状态。中游的沣河口断面A值均值为2.7, CV为0.50, 水质状态为开始污染。下游的严家渠和三里桥断面水质的A值变化趋势及其变化阶段基本与沣河总变化一致;水质A值较大, 均值分别为8.3、10.6, CV分别为0.75、0.68;1992年, 三里桥断面水质A值高达29.3, 水质处于严重污染状态。

图3和图4显示:在沣河水质演变的缓慢污染阶段 (1986-1989) , 上游的沣峪断面水质明显好于其他三个断面, 沣河口与严家渠断面水质相近。在水质演变的快速污染与污染相持阶段 (1989-2000) , 水质表现为从上游至下游沿水流方向污染逐渐加重的现象。随着污染的改善, 2005年以来, 上、中、下游4个监测断面水质的差别大大缩小, 至2009年, 沿水流方向, 4个断面的水质A值分别为2.90、2.97、2.92、2.86。近20年来, 沣河水质演变的总体趋势为:上游水质污染略有加重, 中、下游水质明显改善。

3.3原因分析

3.3.1水文气象因素

沣河发源于秦岭北坡, 主要是雨水和冰雪融水补给, 降水是影响其年际径流变化的主要因素。沣河上游来水水质可满足地表水Ⅰ-Ⅱ类标准。因此, 由于稀释作用, 年均降水量与水质变化呈负相关, 变化趋势应相反, 年内变化也应具有相似的规律。高榕[7]关于沣河1986-2001年的研究显示, 在多数年份沣河水质与流域年均降水量变化无负相关性。由图5可见, 水质与降雨量年内变化未表现出明显相反的变化趋势, 仅个别月份存在相反的变化趋势, 其中CODMn的对应关系相对好一些。不可否认水量对水质有很大的影响, 之所以这种影响在本次研究中不明显, 经分析原因可能是:①河流水质的变化受多种因素的影响, 如入河点源污染物量和非点源污染物量、河流的自净能力等;②沣河发源于秦岭北坡, 流程短, 比降大, 河流流量变化大, 降水期间, 流量迅速增大, 之后, 流量迅速减少, 导致获得的河流水质数据与采样日期关系很大;③水库、闸坝、灌渠等水利工程建设改变了河流的水文情势水量, 使得降水对河流水质的影响变得更加复杂。水量对水质的影响往往叠加了其他因素的作用, 当其他作用与水量的作用方向一致或其他作用的强度相对较弱时, 水量的影响才表现出来。因此, 确定沣河水质与水文气象的关系需要开展更加深入的研究。

3.3.2工农业和生活污染

河流与人们的生活密切相关, 城市高强度的经济社会活动对河流的水流、水质、水循环等各个方面都有着十分显著的影响, 随着城市化水平的不断提高, 城市化进程对水环境的影响更是愈来愈显著[9]。近30年来西安市经济社会快速发展, 城市化迅速。据《西安市环境质量报告书 (2001-2005) 》, 西安市建成区面积由2000年的186.97 km2增加到2005的222.84 km2, 总人口由2000年的688.01万人增加到2005的741.7万人。生活污染主要是乡镇居民生活污水和生活垃圾, 污水量一般正比与乡镇人口和生活用水量。1986-2001年生活用水量和人口的变化趋势与水质变化的趋势相一致, 说明生活污染也是影响水质变化的主要因素[7]。西安城市规模迅速扩张, 远离市区的房地产开发项目和大学园区, 无法进入城市管网系统。经实地调查, 目前大专院校生活废水是沣河流域一重要污染源。例如长安大学园区, 至2008年其规模以上的大专院校有22所, 其中给沣河排水的12家大专院校中仅6家有治污设施, 但能完全达标排放的只有西安电子科技大学一家, 排入沣河污水治理率仅1/3, 排放COD 2 736 t/a, 远远超出了沣河的自净能力[10]。高榕关于沣河水质变化影响因素的研究显示, 在1991-1994年、1996-2001年间乡镇工业的发展是影响水质的主要因素;农牧业产值和国内生产总值的变化曲线与水质变化曲线较符合, 呈上升趋势, 说明随着农牧业生产发展, 水质污染逐渐加重[7]。2010年4月对沣河的实地调查发现, 沣河源头水质优良, 往下游有村镇的地方大都将污水排在河里;在沿河农村, 沿河岸生活垃圾和建筑垃圾堆放比较普遍, 许多村落附近河道边堆有大量垃圾, 人家越密集, 垃圾就越多。此外, 从东大到秦镇段, 沿河养鸭的非常多;近年来, 沣河上游旅游业发展迅速, 各旅游度假村、休闲山庄所排放的餐饮废水及生活污水给沣河水质造成一定影响。

3.3.3环保工作

1996年, 西安市政府坚决取缔、关闭了在沣河流域年产5000t以下的造纸厂等15类严重污染环境的企业。1998年, 市政府完成了对西安周边河流沿岸乡镇企业污染源的调查, 基本摸清了企业污染源行业、地区分布状况、主要污染物种类及排放总量等基本情况。高榕等 (2003) 对沣河流域主要污染源的实地调查显示, 主要污染源有49个, 乡镇工业占总数的77.6%, 其中造纸业又占乡镇工业总数的76.3%。20世纪八九十年代, 造纸行业成为西安市一些区县的支柱产业。据统计, 截至2002年底, 西安的造纸企业数量为272家[11]。近年来, 西安市通过关停并转, 大力压缩造纸厂。2004年, 西安市关闭了90家小型造纸厂, 且西安市政府不再批建新的造纸企业, 对于保留的造纸企业加强监管, 西安市的水环境得到初步改善。2006年前11个月, 西安市完全关闭21个造纸企业, 全市排入水环境的COD削减了1.6万t, 占全市COD排放总量的9.41%, 减少工业废水排放量1亿多t[12]。2006年至2008年, 西安共关闭淘汰造纸企业41家, 2008年年底, 西安市造纸厂压缩减少到20家[10]。在坚决关闭规模以下造纸企业的同时, 西安市规模以上的化学制浆造纸企业已全部安装了正规碱回收装置;以废纸为原料的非化学制浆企业, 采取“零排放”和“节水减排”工艺。同时对沣皂水源地进行定期执法检查, 严格控制污染, 在远离河道的居民集中居住区修建15座大型公厕, 设置100余个垃圾箱。从沣河水质变化曲线图可以看出, 以上环保工作的开展使沣河水质明显改善。

4结论与建议

研究沣河水质近20年的时空变化及影响因素发现:

(1) 沣河近20年的水质变化可分为缓慢污染、快速污染、污染相持和污染改善4个阶段, 2000年是水质变化趋势的转折点。

(2) 沣河水质空间变化, 在水质演变的缓慢污染阶段, 上游的水质好于中下游;在水质演变的快速污染与污染相持阶段, 水质空间差异巨大, 表现为从上游至下游沿水流方向污染明显加重;随着污染的改善, 2005年以来, 上、中、下游监测断面水质的差别大大缩小。

(3) 工业、农牧业、生活污染是影响水质变化的主要因素, 与水文气象因素相关性不明显。

(4) 大力压缩造纸厂削减工业污染是水质恶化趋势发生逆转的根本原因, 农牧业、生活污染的迅速上升趋势受到一定遏制是另一原因。

(5) 目前流域主要污染源为生活污水、生活垃圾、农牧业等。

通过实地调查及分析沣河近20年来的水质变化, 今后打造生态沣河的环保工作重点:一是进一步调整产业结构, 大力发展旅游业和现代服务业, 削减工业点源污染。二是加强监管, 控制旅游、村镇、大家园区生活污水, 将其纳入城市管网, 或推广应用分散性污水处理技术。三是加强监管, 禁止沿河养殖及倾倒垃圾, 并结合农村生态环境建设对现有垃圾进行处置。四是结合防洪, 开展生态恢复, 还河流以空间, 使其重新具有蜿蜒性、连续性、深潭浅滩交替、洪泛区等多样性形态, 通过湿地等生态工程技术控制农牧业非点源污染。

时空研究 篇11

关键词 外商直接投资；区位演化；空间马尔可夫链

中图分类号 F222.3 文献标识码 A

Abstract Based on the data set of inward foreign direct investment across the provincial regions of China over 1993-2014， this paper attempts to apply Markov chain and geographic information system technology to investigate the spatial and temporal dynamic characteristics of FDI agglomeration in China. Firstly， the FDI shares for different regions in China are classified into four different classes（low， middle-low， middle-high and high），which shows a very uneven FDI distribution pattern based on GIS technology. On the other hand， the estimation of Markov transition probability matrix offers more detailed insights into the mechanics of FDI evolution process in China during the research period. In addition， the evolutionary trends of FDI agglomeration are forecasted by computing the limited power of Markov transition probability matrix. Empirical results indicate that the probability of moving up the FDI ladder is somewhat higher than that of moving down. We can conclude that there is divergence of FDI in China.

Key words Foreign direct investment； Location evolution； Spatial Markov chain

1 引 言

改革开放以来，FDI的流入对中国区域经济发展产生了重大的影响，在加快地区工业化进程、促进贸易增长和建设市场化制度等方面，它都起着不可替代的作用.FDI的流向引导着国内资本、劳动力等多种资源的地区流动，导致各地区生产要素投入的显著差异，被认为是影响中国地区间经济差距的主要因素之一.

FDI的动态空间演化机制与区位影响因素有着密切的联系，良好的区位吸引FDI在特定地区形成聚集，而资本边际收益递减与技术扩散会促使FDI的空间形态由集中逐渐变为分散.目前，关于FDI区位选择因素的研究比较多.Fung等（2002）研究发现优越的基础设施有利于FDI的引进.Li和Park（2006）以及Hong（2007）研究发现聚集因素是跨国公司区位选择的重要因素.因为经济活动的聚集通过劳动力市场的发展，中间产品的共享以及技术的溢出可以带来外部效益.苏梽芳和胡日东（2008）利用空间面板数据模型研究了中国区域FDI决定因素的动态演变过程.何兴强和王利霞（2008）基于“第三国效应”理论，运用空间面板计量方法对1985～2005年期间中国30个省市的FDI区位分布的空间效应进行了检验，结果发现各个地区的FDI存在显著的空间效应.韩剑和张凌（2010）利用空间计量方法分析了中国1987～2007年FDI空间演化的规律及其影响因素.王丽等（2012）利用空间自相关和空间自回归模型研究了1995～2009年中国FDI空间集聚特征及其动因，结果表明各省份实际利用FDI的过程存在较强的空间自相关性.Pan（2012）研究了1993～2008中国各省市的FDI区位决定因素，并发现中国各省市的FDI具有弱聚集效应.赵伟和向永辉（2012）在马尔可夫完美均衡的框架下分析了集聚经济和区位优势对地区间FDI税收竞争均衡的影响，并发现地区间的FDI税收竞争是存在的，税收仍然是影响FDI区位分布的重要影响因素.目前，关于FDI的收敛性的研究还比较少见，因此，本文将利用地理信息技术和空间马尔可夫链方法研究中国各省市的FDI投资的时空区位演化过程.

3 实证分析

3.1 空间布局分析

时空研究 篇12

1 研究对象与方法

研究对象:足球比赛中时间空间的争夺。

研究方法:

(1) 文献资料法:查阅相关文献资料进行整理。

(2) Internet:收集大量资料。

(3) 综合分析法:运用研究方法相关材料进行整理、分析、研究得出结果。

2 研究分析结果

2.1 从现代足球快速争夺、激烈多变的比赛

特点来看, 运用时空观认识足球、分析比赛、指导训练已成为国际足坛的新动向

我们只有尽可能地认识和运用足球比赛中的时间和空间关系, 才能真正驾驭足球比赛。足球比赛的时间是指队员在完成技战术过程中在时机、速度、节奏变化方面具有实践特征;而空间则是指在距离、方位、角度方面具有空间性特征。时间与空间构成我们生存的空间, 时间与空间在一定的条件下可以相互转换。二者在足球比赛中通过距离与时间的比例关系实现转换, 即速度是时间和空间的中介。足球比赛中, 攻、防双方对不同的场区所运用的速度、时间和空间有所区别。因此, 我们要根据现代足球发展的规律合理的利用和创造时间和空间。

2.2 足球比赛进攻的基本原则是制造或利用有效时间和空间来获得良好的射门机会, 最终达到进球取胜的目的

足球比赛防守的基本原则是利用和制造有效时空遏制对手获得良好的射门机会, 最终达到少失球或不失球的目的。下面从技术和战术二方面分析时间和空间在足球比赛中的辩证关系。

在所有的个人技术中, 传球和接控球最能体现足球比赛中的时间与空间的辩证关系。传球技术:传球比运球要快得多, 也最能体现全队的战术意图和个人的战术意识。战术的目的就是为了创造或利用时间和空间。合理的传球可以使同伴在最小的空间内赢得有效处理球的时间

接控球技术:它的好坏直接影响到接控球者可利用的时间和空间, 并进一步影响进攻事态的发展。

所有的战术都是为了合理利用和创造足球比赛中的有效时空, 只不过表现形式不同。在所有的足球战术中无球跑动、全队的进攻和防守战术能最大限度的利用和创造时空。快速争夺时空的主动权是现代足球战术的特征之一。

无球跑动:比赛中良好的配合在很大程度上取决于无球队员的跑动, 队员在提高跑动质量方面付出的努力越多, 全队行动的整体性与默契性越好, 创造的时空越大, 给对手造成的困难就越大。

进攻战术分为阵地进攻和快攻进攻:创造空间以获得时间, 是阵地进攻的总特征;利用时间以创造空间, 是快攻进攻的总特征。

防守战术分为区域盯人、人盯人和混合盯人:利用空间优势来创造时间, 是区域盯人的总特征;利用时间来创造空间, 是人盯人的总特征;即利用时间创造时间, 又利用空间创造时间, 是混合盯人的特征。重点盯住进攻的组织者和主要得分手, 以速度优势最大限度地限制他们的进攻空间。

2.3 通过个人行动来创造空间的个人行动包括五个基本技术因素。

其中四个基本因素为有球技术, 第五个基本技术因素是队员借助无球跑动去创造空间的理解。

出色的控球:只需要一次触球就可控球于脚下的技术, 对在进攻打法中创造时间和空间是非常重要的。

第一次触球的重要性:良好的控球是为了能更好地实施下一打法, 有助于发动进攻的触球才是我们所需要的技术。第一次触球应达到三个目的:护球于对手的逼抢之外;控球于可利用空间之内;便于直接打法的实施。

隐蔽性:优秀球员的特点之一, 是其具备隐蔽性意图的能力。通过假动作或佯攻使对手向传球、运球的相反方向移动, 以便进攻队员得到可利用空间。动作逼真是隐蔽性意图的重要环节。

带球转身:队员都应具备带球运球转身的本领, 对中场和前场队员来说, 这一技术尤其重要。“半转身”接球是最佳站位姿势, 此时队员有很好的向前视野, 很有利于其迅速做出行动的决策。由于是半转身站位, 他可迅速向前跑动。接球时, 他可利用缓冲式接球轻松地减缓球速, 并带球跑入可利用的空间。

运球:擅长运球突破对手的球员不仅可为自己创造空间, 而且还可借助让防守者“暂时出局”的办法, 为本方创造人数优势。这类队员无论是创造空间还是给对手制造麻烦, 其价值作用无可估量。

2.4 无球跑动

空间经常是由无球的进攻者创造而不是有球者。借助离球跑动创造空间的队员应达到两个目的:首先要吸引处于良好防守位置的对手的注意力;其次, 利于有球进攻队员的任务完成。总之全队应整体配合协作, 努力去创造进攻的空间。通过全队行动来创造空间的技术有以下四种:

横向拉开:防守一方向本方球门跑动战术的目的是封锁进攻一方在门前的可利用的空间。经常出现的局面是球队在向本方球门回撤的过程中获得控球权。这时, 获球一方的首要行动就是尽快地横向拉开跑位, 动作越迅速, 对手在顶防与保护时麻烦越多。

纵向拉开:为实施有效的防守, 球队需在比赛时保持紧密性, 限制防守队员之间的可利用空间。对进攻一方则相反, 进攻者为了创造在防守者之间的可利用空间, 进攻者应横向与纵向拉开选位。对进攻队员来讲, 使防守者纵向拉开的简单手段就是对球跑动。

居后插上跑:居后插上跑有两个作用:一是纵向地创造空间, 二是使居后插上的队员或控球队员可利用那一空间。队员对跑向何处应有清楚的认识。

改变进攻方向:防守越出色, 进攻一方具备借助改变进攻方向来创造空间的技术就越为重要。交叉跑通常由两名进攻队员共同配合完成。虽然这种配合简单, 但却非常有效。

反向传球:反向传球的技术相当简单, 即先向一个方向带球跑动, 然后在跑动中向相反的传球。

2.5 一次触球打法

高水平的球队必须具备准确地实施一次触球打法技术。队员离对手的球门越近, 被限制的空间则越多, 一次触球打法也变的越为重要。

3 结语

综上所述, 时间与空间的辨证关系充分体现在足球比赛中。创造和利用时空是当代足球的发展特征。因此, 我们要深入地研究创造和利用时空的规律, 以提高对足球运动的认识。

摘要：通过大量的理论研究, 运用足球技术、战术、比赛场区、进球与时间和空间的关系, 客观地分析时间与空间在足球比赛过程中的辩证关系, 论证时间与空间在一定的条件下相互转化而创造出有利的时空。

关键词：足球比赛,辩证关系,比赛场区,时间,空间,相互转化

参考文献

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