“一带一路”共建促进了国家间产业发展与经济互补,扩大了能源资源需求。然而,能源资源开发通常会引发生态退化、景观破碎和水体污染等诸多问题,威胁全球生态安全和气候恶化。但目前对“一带一路”共建国家矿区生态变化及修复潜力研究极少。为此,基于Google Earth Engine(GEE)云平台和全球环境科学数据库估算“一带一路”共建国家矿区净生态系统生产力(NEP)减少,并采用随机森林模型评估生态修复固碳增汇潜力。结果表明:(1)2000—2020年“一带一路”共建国家采矿区NEP总量呈显著的阶段性波动下降趋势,净减少量为282.1 Gg C year-1,降幅高达30.6%。(2)“一带一路”共建国家53.1%的矿区表现为NEP净减少,总减少量达2262.5 Gg C year-1,年减少量为151.2 g C m-2year-1。其中2019年达峰值15.99 g C m-2year-1,逐年攀升的NEP减少反映采矿活动对共建国家生态的负面影响持续加深。(3)“一带一路”共建国家矿区具有一定的碳汇修复潜力,年均NEP修复潜力为10.8 g C m-2year-1,最大修复潜力可达269.7 g C m-2year-1。但不同区域矿区NEP修复潜力差异显著,南美洲共建国家的NEP修复潜力最大,高达16.1 g C m-2year-1。欧洲共建国家NEP修复潜力最低,仅为7.9 g C m-2year-1。(4)土壤有机碳、年降水量和总初级生产力是NEP恢复的最重要驱动因子,不同区域自然条件差异极大,亟需采取差异化生态修复策略和适应性管理模式。本研究厘清了“一带一路”共建国家矿区生态变化及修复潜力,为应对全球气候变化和受损矿区生态修复、规划决策提供科学依据。
应急物资调度是灾后应急响应的关键环节,其调度效率直接影响救援效果。突发自然灾害经常伴随着道路损毁,严重制约着应急物资的运输。在应急物资调度中,卡车载重量大、行驶距离长;无人机运输不依赖于地面路况但受到电池和载重约束,二者协同能够实现优势互补。为提升应急物资的调度效率,本文研究了卡车-无人机协同的灾后应急物资调度策略。以卡车和无人机完成所有物资运输并回到配送中心的时间最短为目标,考虑卡车和无人机的载重和里程约束、道路损毁和道路拥堵限制,建立了混合整数规划模型。针对所提出的模型属于NP难问题,融合遗传算法和动态规划算法的优点,提出了新的混合算法(hybrid method based on genetic algorithm and dynamic programming, HGADP)。本文针对提出的管理问题场景,设计了小、中、大三种不同规模的算例,通过将本文提出的算法与Gurobi求解器和前人提出的算法对比,验证了本文提出算法的有效性。通过算例结果分析,发现相比于传统车辆运输模型,本文提出的卡车-无人机协同运输模型可大幅地节省物资运输时间。最后,本文对无人机载重和续航里程进行灵敏性分析,分析了参数变化对应急物资调度效率的影响。本研究拓展了应急物资调度策略,为应急管理部门的应急物资调度决策提供了决策依据。
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