DreamBlooms/HansPub-15000-to-45000 huggingface dataset:
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user: 4. 海滩岩胶结物特征及成岩环境 通过扫描电镜分析，共划分出泥晶方解石(改制软泥)、针柱状文石、微晶方解石与亮晶方解石等四种不同类型的胶结物。钙质软泥如图(图5(a))所示，此类型胶结物结晶程度差，相比其他类型胶结物显“脏”，钙质软泥形成于海滩岩成岩作用初期，原始的灰泥与陆源碎屑粘土混杂在一起充填于海滩岩孔隙间，形成杂基支撑；针柱状文石作为海水碳酸盐胶结物的初始成分，晶型具有明显的特点，大多呈长柱状或锯齿状，围绕着石英颗粒或者生物介壳生长 [ 2 ] (图5(b)、图5(c))；微晶方解石大多呈粒状，少部分呈长条状，形态复杂多变(图5(d))；亮晶方解石内部基本不含杂质，晶体明亮干净，呈连晶粒状充填于粒间孔隙。由(图5(e)，图5(f))可见，石英颗粒边缘为微晶方解石，往孔隙中间过渡为亮晶方解石。 图5. 海滩岩胶结物扫描电镜特征 位于低潮线附近海滩岩胶结物主要成分是泥晶高镁方解石，泥晶围绕颗粒外壁生长，环边厚约数十微米，部分碎屑颗粒间形成“廊桥”连结。胶结较充分的区域，泥晶呈凝团状或均匀分布状持续向孔隙中心沉淀直至孔隙完全被填充 [ 21 ]，灰泥中的凝团块有可能是藻团块。泥晶胶结物中含有较多的溶蚀孔隙(图6(a))，个别孔隙中心可见少量重结晶微亮晶方解石胶结物。局部可见粉砂与钙质软泥胶结物混合填充的现象，表明在海水潜流环境为主的条件下，泥晶既能以沉淀的方式进行胶结，也能以钙质软泥机械渗入的方式填结 [ 21 ]。图7(a)可见生物贝壳以及部分颗粒外壁则发育有一薄层针柱状文石环边，部分陆屑颗粒间则有针柱状文石的“廊桥”粘结痕迹，这正是海水潜流带典型的胶结组构标志 [ 22 ]；位于潮间带的海滩岩，受海水潜流–渗流环境影响，胶结物成分主要为文石以及泥微晶方解石，其中大部分生物介壳外壁均可见厚约30~40微米的针柱状文石等厚环边，而在大部分石英颗粒外壁则少见厚度均匀的柱状文石环边，显示出柱状文石等厚环边发育对基底的选择性(图6(c)，图6(d))。与低潮线处海滩岩胶结物相比，该处海滩岩胶结物粒度较粗，以泥微晶为主(图6(b))，说明在间歇性淡水渗流作用下，孔隙水中Mg + 离子浓度降低，进而结晶形成少量微亮晶方解石胶结物；潮上带的海滩岩处于淡水渗流环境、偶有海水潜流影响的环境，大部分岩石孔隙几乎全为高镁方解石泥晶所占据，局部可见泥晶高镁方解石与粉砂(屑)混和的充填现象，部分孔隙中央可见淡水渗流与海水渗流环境相互影响下的微晶方解石胶结物。埋藏在沙丘下，脱离海水环境的海滩岩，在淡水渗流作用下，泥晶高镁方解石向低镁微亮晶方解石转变，并在上覆沙丘的压力作用下低镁微亮晶方解石重结晶形成晶型更大的方解石(图7(d))。 图6. 海滩岩胶结类型 图7. 海滩岩胶结物世代关系
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user: 5. 沙丘岩与海滩岩的成岩特征对比 对于海岸带碳酸盐岩，前人做了不少工作，也存在划分上的不统一，有学者将海滩岩归为贝壳堤岩、有的学者将沙丘岩划归为海滩岩，并探讨沙丘岩的古海平面指示意义。之所以出现不同的观点，主要是对碳酸盐岩的岩石学认识存在差异。为了更好地对沙丘岩和海滩岩进行分类，我们对海南岛沿岸发育的海滩岩和沙丘岩的相关特征进行了对比分析(表1)。 Table 1 The feature comparison of beachrock and eolianit 特征 沙丘岩 海滩岩 分布特征 海岸平原和丘陵山坡。与下伏基岩为不整合接触，分布海拔高度2~50 m 潮间带及其附近，与下伏基岩间夹有连续分布的底砾层，底面相对较平整，分布海拔高度−1~1.5 m 组分 由石英砂和生物屑组成，生物屑为粒径稍大于 石英砂的贝壳碎片 由石英砂和生物屑组成，常含海绿石、黄铁矿等海洋 自生矿物。生物屑为粒径远大于石英砂的完整贝壳 个体和珊瑚碎片 [ 10 ] 沉积构造 平行层理、大型交错层理(板状、楔状、上凸)， 层系中等，前积层倾角跨度大，3˚~22˚ 水平层理，缓向海倾交错层理(5~11˚)，相邻纹层颗粒粒径差异大，层系较薄 地球化学特征 低镁低锶类 属高镁高锶类–低镁低锶类 成 岩 特 征 胶结物 及结构 粒状低镁方解石，嵌晶胶结、桥式胶结、重力悬挂式胶结，孔隙充填，泥晶套，贝壳碎屑溶蚀成铸模孔 文石针环边胶结，泥微晶高镁方解石充填孔隙胶 结；亮晶低镁方解石嵌晶结构。 胶结程度 半胶结~胶结，较松散 完全胶结，致密 成岩环境 淡水渗流带 海水潜流带；混合水潜流渗流带；淡水渗流带 成岩作用类型 主要由大气淡水淋滤和自身重力引起的胶结作 用、溶解作用、交代作用和重结晶作用 主要由不同的成岩环境引起的胶结作用、压实压裂作用、重结晶作用、溶蚀作用和交代作用 指示意义 反映潮上带环境，不能指示古海平面位置 指示古海平面位置 表1. 沙丘岩与海滩岩的特征对比 沙丘岩的成岩作用类型主要有胶结作用、溶解作用、交代作用和重结晶作用，其中胶结作用是最主要的成岩作用类型，代表大气渗流带的特征胶结物–新月型胶结物和重力悬挂型胶结物(图4)。沙丘岩中存在较多海相生物壳屑，其中很多文石质生物壳屑被溶蚀后形成具有保留原来形态的铸模孔(图8(a)，图8(b))。石英颗粒被溶解之后，溶蚀空间被沉淀的方解石占据，由于溶解作用为选择性溶解，形成方解石从边缘向颗粒中心、呈港湾状交代石英颗粒现象(图8(c)，图8(d))，反映了成岩水介质条件为碱性的特征。重结晶作用主要表现为粗大的晶体镶嵌结构和嵌晶胶结的出现(图8(e)，图8(f))，反映成岩环境温度较高，孔隙水充足、孔隙水的活动性较强。以上特征表明沙丘岩形成于淡水渗流环境。 海滩岩的成岩作用类型主要有压实作用、胶结作用、溶蚀作用、交代作用和重结晶作用。海滩岩压实作用主要的表现形式为刚性碎屑石英破碎、粒间孔隙减少，生物碎屑与石英颗粒呈定向排列。颗粒间呈点接触，以孔隙式和基底式胶结为主(图9(a)~(c))；暴露于大气淡水环境下的海滩岩，通过含不饱和CaCO 3 孔隙水的溶蚀作用，柱状(纤维状)文石质和高镁方解石质的生物骨屑发生溶蚀。这种溶蚀作用具选择性，如文石质的生物骨骼比方解石易溶蚀(图9(d))。另外，海滩岩中存在胶结物被溶解的现象，主要为团块状高镁方解石在溶解作用下中存在较多的溶蚀孔隙，孔隙多呈不规则港湾状，部分孔隙被亮晶方解石部分充填(图9(e))；石英颗粒被溶解之后，溶蚀空间被沉淀的方解石占据，由于溶解作用为选择性溶解，形成方解石从边缘向颗粒中心、呈条带状交代石英或长石颗粒现象(图9(h)，图9(i))；海滩岩的重结晶作用主要表现为泥晶方解石向微亮晶方解石转化(图9(f)，图9(g))，靠近颗粒边缘的方解石胶结物粒度较细，越往孔隙中间粒度逐渐变粗，反映成岩环境温度升高，孔隙水的活动性增强。 图8. 沙丘岩成岩作用特征 图9. 海滩岩成岩作用特征
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user: 6. 结论 (1) 沙丘岩分布于海岸平原，形成于凤成沙丘顶部，海拔高度约2 m~50 m，发育平行层理、大型交错层理(板状、楔状、上凸)，倾角大。海滩岩分布于潮间带附近，海拔高度约−1 m~1.5 m，发育水平层理，缓向海倾交错层理。 (2) 沙丘岩的成岩作用类型主要有胶结作用、溶解作用、交代作用和重结晶作用，形成于淡水渗流环境；海滩岩的成岩作用类型主要有压实作用、胶结作用、溶蚀作用、交代作用和重结晶作用，成岩环境多样，有海水潜流环境、混合水潜流–渗流环境和淡水渗流环境。 (3) 海滩岩与沙丘岩形成均经过地表成岩环境的改造，这是海陆交互带陆源碎屑与海洋贝壳发生初期成岩作用的实例。这一现实例子提供了从海水环境、混合水环境到淡水环境的胶结组构序列，对反演古代海岸带碳酸盐岩的成岩作用和成岩环境有借鉴意义。
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user: 摘要 引入n-强-F-Ding投射模，给出n-强-F-Ding投射模的等价刻画和基本性质，证明了一个模M是n-强-F-Ding投射模当且仅当M同构于某个n-强-F-Ding投射模与投射模的直和。
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user: 1. 引言 1995年，在文献 [ 1 ] 中，Enochs等人在任意结合环上引入了Gorenstein投射(内射，平坦)模的定义，推广了G-维数为0的有限生成模。2007年，Bennis和Mahdou在文献 [ 2 ] 中，引入了特殊的Gorenstein模，即强Gorenstein投射(内射，平坦)模的概念，给出强Gorenstein投射模的等价刻画，并且证明了一个模M是Gorenstein投射模当且仅当它是某个强Gorenstein投射模的直和项。在文献 [ 3 ] 中，Zhao和Huang引入n-强Gorenstein投射(内射，平坦)模的概念，研究这类模的性质。 2009年，在文献 [ 4 ] 中，Mao和Li等定义了强Gorenstein平坦模，即Ding投射模。证明了在凝聚环下，Ding投射模是Gorenstein平坦模。同年在文献 [ 5 ] 中，Xing定义了n-强Ding投射模的概念，证明了在交换环的情况下，一个模M是n-强Ding投射模，那么模M与投射模的张量是n-强Ding投射模。 2011年，在文献 [ 6 ] 中，作者引入了X-Gorenstein投射和Y-Gorenstein内射(平坦)模及它们的维数，研究了这类模的性质，给出了X-Gorenstein投射和Y-Gorenstein内射(平坦)维数的等价条件。 受以上启发，本文引入n-强-F-Ding投射模，研究它的性质，并给出它的等价条件。 本文中的环R均指有单位元的结合环，模指左R-模。Proj，Flat分别表示投射模类，平坦模类。
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user: 2. 预备知识 定义1.1 [ 1 ] 称R-模M是Gorenstein投射模，如果存在投射模的正合序列 ⋯ → f − 1 P − 1 → f 0 P 0 → f 1 P 1 → f 2 ⋯ ， 其中 ∀ P i ∈ Proj ，使得 M ≅ Ker ( P 1 → P 0 ) ，且对 ∀ P ∈ Proj ， Hom R ( − ， P ) 保持以上序列正合。记M为GP模。所有GP模的类记为 GP ( R ) 。 定义1.2 [ 4 ] 称R-模M是Ding投射模，如果存在投射模的正合序列 ⋯ → f − 1 P − 1 → f 0 P 0 → f 1 P 1 → f 2 ⋯ ， 其中 ∀ P i ∈ Proj ，使得 M ≅ Ker ( P 1 → P 0 ) ，且对 ∀ L ∈ Flat ， Hom R ( − ， L ) 保持以上序列正合。记M为Ding投射模。所有Ding投射模的类记为 DP ( R ) 。 定义1.3 [ 6 ] 设n是正整数。称R-模M是n-强Ding投射模，如果存在R-模的正合序列 0 → M → f n P n − 1 → f n − 1 ⋯ → f 1 P 0 → f 0 M → 0 ， 其中 ∀ P i ∈ Proj ，且对 ∀ L ∈ Flat ， Hom R ( − ，L ) 保持以上序列正合。记M为 n -SDP 模。所有 n -SDP 模的类记为 n -SDP ( R ) 。 注： P ( R ) ⊆ n -SDP ( R ) ⊆ DP ( R ) ⊆ GP ( R ) 。
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user: 摘要 作为新型城镇化的一种重要发展道路，旅游城镇化及其响应强度成为研究的热点问题之一。运用标准差、变异系数、基尼系数、离差、比率等方法，定量研究湖南省13个地级市旅游城镇化响应强度的时空差异及影响因素。结果表明：湖南省旅游城镇化响应系数整体呈波动上升发展态势，各市间旅游城镇化响应强度差距较大，但呈渐次缩小趋势，在空间上总体呈“分散–团块状”分布，具有“西高东低，南高北低”的鲜明分布特征。湖南省旅游城镇化响应强度的时空差异主要受旅游资源、经济水平、交通条件影响。
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user: 1. 引言 中央经济工作会议指出，城镇化是我国现代化建设的历史任务，是扩大内需的最大潜力所在。改革开放以来，中国城镇化经历了史上规模最大、速度最快的进程，城镇化率由1978年17.92%提高到2020年63.89%。旅游业因其在产业、就业、生态、文化、形象等方面的综合效应，在新型城镇化进程中扮演着重要角色。旅游城镇化不同于工业型城镇化，它不是将人口集中到一个地区进行规模化的生产管理，从而达到消除文化差异和景观差异的一种城镇化道路，而是让人参与到旅游服务业当中，并在当地实现就业和生活的一种城镇化 [ 1 ]。旅游业与城镇化相互联系并相互作用，旅游业的发展能给城镇带来经济效益，带动相关产业发展，塑造城镇新形象，提高城镇知名度，促进城镇化率的提升。同样地，城镇化的有序推进有利于提供客源保障、刺激消费愿望、吸引资金输入、拓展城市功能、优化旅游环境等，有效促进旅游业的快速发展，反之，两者间发展会产生互相抑制作用 [ 2 ]。 早在20世纪90年代国外研究者就已开始研究旅游城镇化，Mullins认为其是随着旅游产业发展与城镇化率提升，在经济社会发展到某个阶段的必然产物。 [ 1 ] Luchiari阐述了城市和县将旅游作为支柱产业的城镇化特性。 [ 3 ] Dandapath研究了旅游城镇化的驱动机制。 [ 4 ] Burak等人指出旅游业发展能助推城镇化进程，两者间互动作用明显 [ 5 ]。 对于旅游城镇化的研究，国内探索时间较晚，但近年来研究成果逐渐增多。已有相关研究侧重于探讨旅游城镇化概念 [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ]、模式及问题研究 [ 9 ] [ 10 ] [ 11 ]、驱动机制分析 [ 12 ] [ 13 ] [ 14 ]、制约因素及影响等方面 [ 15 ] [ 16 ] [ 17 ]，关于旅游城镇化响应强度的概念及影响机制研究相对少见。由于旅游资源禀赋差异、经济发展水平、交通条件等原因，在城市发展的不同阶段，旅游业发展对城镇化表现出不同的响应强度与时空差异性。部分学者已开展了有益的探索，如熊建新等人分析了在洞庭湖区驱使旅游城镇化的时空格局演化的重要影响因素 [ 18 ]、刘姗分析了中国西部地区12个省份旅游城镇化响应强度时空演变 [ 19 ] 等。基于此，本文以湖南省13个地级市为研究对象，运用旅游城镇化响应系数定量分析各市2007~2019年间的旅游城镇化响应强度，以期揭示湖南省旅游城镇化响应的时空分异特征及影响因素，为更好地推动湖南旅游城镇化发展提供一定的参考。
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user: 2. 研究对象和研究方法 2.1. 研究对象 湖南省地处我国中部地区，国土面积约21.18万平方公里。2007年张家界市举行湖南省旅游产业发展工作有关会议，由此吹响了湖南省旅游业作为国民经济战略性支柱行业迈向新征程的号角。2019年湖南省国内游客8.3亿人次，同比增长10.3%；入境游客467.0万人次，同比增长24.5%。旅游总收入9762.3亿元，在全国排名第九，增长15.6%。其中，国内旅游收入9613.4亿元，增长15.3%；国际旅游收入22.5亿美元，增长34.8%。高品质旅游资源富集，共有1处世界文化遗产——老司城土司遗址、2处世界自然遗产——武陵源及崀山、7个国家5A级景区和22个国家级风景名胜区，其中衡山是中华五岳之一，岳阳楼是中华文化名楼。 2019年湖南城镇化率达到57.22%，较2018年提高1.20个百分点，与全国平均水平的差距，已由“十一五”末的6.38个百分点，缩小到3.38个百分点。2019年全年全省居民人均可支配收入27679.71元，比上年增长9.7%，人均可支配收入中位数22608元，增长9.2%。随着旅游业规模不断扩大，旅游产业与城镇化发展之间互动日渐显著，城镇化建设迅速发展，使旅游客源市场日益壮大，旅游业发展使得城市和乡村空间环境得到改善，城市形象得到提升，人们思想和生活方式有所转变，进而提高旅游城镇化响应强度。 本文所使用的数据来源于《湖南省统计年鉴》《湖南旅游统计年鉴》《湖南省各市统计年鉴》(2007~2019)，部分城市数据从湖南省各市国民经济和社会发展统计公报获取予以补充。 2.2. 研究方法 本文借鉴“旅游城镇化响应系数”模型，运用标准差、变异系数、基尼系数、离差、比率等方法，分析湖南省旅游城镇化响应强度的时序差异，进一步利用Arc GIS软件研究湖南省旅游城镇化响应强度的空间分布特征，根据自然间断点分级法，将响应系数分为4个类型：极高响应、高响应、中响应和低响应。再运用地理探测器分析不同因素对于旅游城镇化响应系数的影响程度。 2.2.1. 旅游城镇化响应系数 用于衡量旅游城镇化响应强度的因素颇多，产业结构、人口数量、社会环境能衡量城镇化的发展，旅游收入、游客数量、停留天数等因素能衡量旅游业的发展。针对此前研究 [ 6 ] [ 7 ] [ 19 ] [ 20 ]，本文借鉴刘珊构建的“旅游城镇化响应系数”模型 [ 20 ]，采用旅游产业结构和人口结构两个关键指标来测算旅游城镇化的响应强度，测量模型为： R T = T L / M P O / N (1) 式中，RT表示区域旅游城镇化响应系数，运用区域旅游产业总收入占区域生产总值的份额与城镇化率的比值来显示旅游业发展对城镇化的响应程度。TL代表区域旅游业总收入，M指区域生产总值，PO代表区域非农人口，N指区域总人口。其中TL是影响旅游城镇化响应系数的关键变量，区域旅游总收入是指旅游目的地获得国内外游客旅游消费的货币总和，它反映了旅游目的地旅游经济发展状况。旅游城镇化响应系数是分析湖南省旅游城镇化响应强度时空分异特征的核心基础，RT值越大，旅游城镇化水平越高，即旅游产业相较于城镇化率的提升更快，利于调整产业和就业结构、集聚人口等，进而提升旅游城镇化响应能力 [ 20 ]，反之亦然。 2.2.2. 标准差、变异系数 此处引用标准差，其能表现数据集的离散程度。计算公式 [ 21 ] 为： σ = ∑ ( x i − X ¯ ) 2 N (2) 而另一个统计量能够辨析出各测量值的变异程度，即变异系数。计算公式为： V = ∑ ( x i − X ¯ ) 2 N X ¯ (3) 式中：x i 表示i市旅游城镇化响应系数， X ¯ 为总体平均值，即 X ¯ = ∑ x i N ，N代表地区样本数。 值越大， 则表示大部分数值和整体平均值之间差异越大； 值越小，表明大部分数值和整体平均值之间差异越小；V值越大，表示相对差异越大，反之越小，各市旅游城镇化响应强度变化相近。 2.2.3. 基尼系数 基尼系数在国际上用以反映居民收入差距及经济发展水平差距。基于此，借鉴其衡量各市旅游城镇化响应强度的差距。 根据联合国有关组织规定：低于0.2表示绝对平均；0.2~0.29表示比较平均；0.3~0.39表示相对合理；0.4~0.59表示差距较大；0.6以上表示差距悬殊。因此，0.4通常被用来作差距“警示线”。计算公式为： G = 1 + 1 N − 2 Y ¯ N 2 ( Y 1 + 2 Y 2 + 3 Y 3 + ⋯ + n Y n ) (4) 式中，N表示地市个数，Y i 指i市的响应系数强度系数， 为所有地市的响应强度平均值，G用于表示基尼系数，Y 1 到Y n 按数值大小排列。 2.2.4. 离差、比率 [ 21 ] 离差指一个观测值与特定的参照点平均数之间的差距，亦称“离均差”，是反映离散程度的一种标志。比率是指各不同类别的数量的比值。 D i = x i − X ¯ (5) G i = x i X ¯ × 100 % (6) 式中，D i 为离差，表i市响应系数与平均值之间差值，G i 为i市响应系数与平均值的比值，x i 为i市响应系数， X ¯ 为总体平均值，D i 和G i 值越大，表示各市旅游城镇化响应系数相对总体平均值差距越大，反之亦然。
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user: 4. 旅游城镇化响应影响因素 据已有研究结论显示，旅游资源禀赋、经济发展水平、投资强度、交通条件、产业结构等多种因素对旅游城镇化响应有显著影响 [ 6 ]。联系湖南省13个地级市具体发展状况可得，旅游资源禀赋、经济发展水平、交通条件等因素影响着旅游城镇化响应。选取4A及以上景区数量、人均社会固定资产投资、人均GDP、人均旅游收入、第三产业增加值、人均公路里程、公路密度作为评价指标，运用地理探测器对影响程度测度(表3)。在2007年人均旅游收入和公路密度的值均大于0.5，说明其产生的影响效应较大，2013年受人均GDP及第三产业增加值影响较大，2019年第三产业增加值和公路密度产生的值均大于0.65，说明交通条件和旅游经济的发展能产生明显影响效果。总体而言，第三产业增加值是在各阶段上产生影响程度最高的因子。 Table 3 Measure of the impact of tourism urbanization respons 年份 4A及以上景区数量 人均社会固定资产投资 人均GDP 人均旅游收入 第三产业增加值 人均公路里程 公路密度 2007 0.38 0.01 0.13 0.63 0.42 0.26 0.51 2013 0.16 0.5 0.86 0.25 0.71 0.45 0.25 2019 0.05 0.37 0.51 0.086 0.87 0.55 0.65 表3. 旅游城镇化响应影响程度测度 4.1. 旅游资源禀赋 旅游资源本身是一种旅游吸引物，是旅游发展的前提。对于经济发展水平偏低的地区，旅游城镇化响应系数受旅游资源影响相对其他经济发展水平较高的地区更大，政府投资旅游产业倾向于选择旅游资源丰富的地区，从而促进旅游的发展，进而提高旅游城镇化。如张家界高品质旅游资源富集，以旅游建市，也正因为把握了本身旅游资源丰富、区位交通优越、市场空间广阔、旅游发展环境优化等有利条件，大力发展旅游业这一具有巨大发展潜力的朝阳产业，促进城市经济平稳较快发展，以达到旅游城镇化响应系数的提高，在2007~2019年期间响应系数一直居于榜首。如表4所示，虽然景区数量在13市中不算突出，但充分利用了高品质旅游资源，响应系数超过了景区数量最多的长沙。说明旅游资源的影响具有两面性。 Table 4 Number of scenic spots 4A and above in each cit 城市 2007 2013 2019 景区数量 5A 4A 景区数量 5A 4A 景区数量 5A 4A 长沙市 6 0 6 16 1 15 24 2 22 衡阳市 1 1 0 1 0 1 5 1 4 株洲市 0 0 0 4 0 4 6 1 5 湘潭市 0 0 0 4 1 3 8 1 7 邵阳市 0 0 0 1 0 1 6 1 5 岳阳市 1 0 1 7 1 6 9 1 8 常德市 2 0 2 4 0 4 9 0 9 张家界市 4 1 3 8 0 8 12 1 11 益阳市 2 0 2 3 0 3 4 0 4 郴州市 2 0 2 9 0 9 14 1 13 永州市 1 0 1 4 0 4 9 0 9 怀化市 2 0 2 3 0 3 10 0 10 娄底市 0 0 0 4 0 4 6 0 6 表4. 各市4A及以上景区数量 4.2. 经济发展水平 作为增强旅游城镇化响应的重要驱动力，经济发展与旅游业发展相辅相成，基础设施条件能为城镇化向更高水平的发展打下基础，提高城镇化整体的综合水平。GDP、社会固定资产投资等对旅游城镇化的产生和发展有着至关重要的作用。同时，经济发展的提高可以缓解旅游资源不足的状况。如：衡阳市经济发展水平在湖南排名前五，经济稳定增长，以此为力量基点，促进了旅游城镇化的进展，在2007年为低响应类型到2019年成为中响应城市；湘潭市虽然旅游资源数量偏少，但如表5所示，其人均GDP一直居于全省排名前三，使其旅游城镇化发展一直保持在中响应行列。 Table 5 GDP per capita for each cit 城市 2007 2013 2019 长沙市 3.37 10.01 13.79 衡阳市 1.22 3.01 4.6 株洲市 2.03 4.99 7.47 湘潭市 1.92 5.17 7.8 邵阳市 0.71 1.58 2.92 岳阳市 1.78 4.40 6.52 常德市 1.59 3.93 6.22 张家界市 1.02 2.43 3.59 益阳市 1.00 2.59 4.05 郴州市 1.49 3.63 5.07 永州市 0.99 2.21 3.7 怀化市 0.90 2.33 3.25 娄底市 1.15 2.93 4.17 表5. 各市人均GDP 4.3. 交通条件 交通将生产、交换以及消费等方面联系起来，为社会流通提供了条件，对旅游城镇化响应强度有一定的影响。公路密度能反映一个城市的交通状况，密度越大代表交通状况越好，2007年和2019年旅游城镇化响应系数受到交通环境影响比较大，影响值均大于0.5；永州市境内通过湘江北上可抵长江，南下经灵渠可通珠江水系，自古代便是交通要塞，其公路密度(表6)在三个研究时段都排名全省前五，人均公路里程排名前三，有力的交通条件为其旅游城镇化发展发挥了重要作用，其从2007年中响应城市发展到2019年的高响应型。衡阳市是湖南省以及中南地区重要的交通枢纽之一，多条重要公路、铁路干线在此交会，其公路密度在全省排名从2007年第五后稳定在前三，说明其交通状况良好，作为中南地区重要的工业城市，交通状况在一定程度上促进了旅游城镇化响应系数的提升，从2007年低响应型上升到2019年中响应型城市。 Table 6 Road density and per capita road mileage of 13 citie 2007 2013 2019 城市 公路密度 人均公路里程 公路密度 人均公路里程 公路密度 人均公路里程 长沙 0.00015 0.00263 0.00013 0.00219 0.00025 0.00357 衡阳 0.0001 0.00212 0.00014 0.00286 0.00014 0.00288 株洲 0.0001 0.0020 0.00012 0.00356 0.00012 0.00345 湘潭 0.0002 0.00335 0.0002 0.00361 0.00016 0.00276 邵阳 0.00009 0.00249 0.0001 0.00303 0.00011 0.00309 岳阳 0.0001 0.00282 0.00013 0.00366 0.00014 0.00357 常德 0.00009 0.00278 0.0001 0.00314 0.00013 0.00398 张家界 0.00007 0.00401 0.0001 0.0058 0.00009 0.00585 益阳 0.00013 0.0033 0.00013 0.00365 0.00013 0.00368 郴州 0.00009 0.0035 0.00009 0.00376 0.00009 0.00379 永州 0.00012 0.00391 0.00012 0.00434 0.00013 0.00459 怀化 0.00009 0.00423 0.00009 0.00423 0.00009 0.00417 娄底 0.00005 0.00367 0.00005 0.00383 0.00005 0.00375 表6. 13市公路密度及人均公路里程
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user: 5. 结论与建议 5.1.结论 第一，总体来看，湖南省旅游城镇化响应系数整体呈波浪式上升的良好势头，平均值由2007年的0.27持续增大到2019年的0.65。标准差先下降后保持平稳再上升的趋势，2007~2014年各市旅游城镇化响应强度的绝对差异缩小后一直保持稳定，2015~2019年绝对差异则不断扩大。整体变异系数从2007年1.51下降到2013年0.96后增加到2019年1.18，各市间城镇化响应强度的相对差异不断缩小，变化存在趋同；基尼系数主要稳定在0.4到0.6之间，各市间旅游城镇化响应强度差距较大，整体波动趋势相对平稳。 第二，从空间格局来看，旅游城镇化响应强度整体显现出较强集聚性，重心偏向西部，呈“分散—团块状”变化、“南高北低，西高东低”发展不均衡的特征。 第三，旅游资源、经济水平、交通条件是影响旅游城镇化响应的显著性因素。旅游资源的影响具有两面性，经济发展的提高可以缓解旅游资源不足的状况，交通条件改善为社会流通提供了条件，对旅游城镇化响应强度有一定的影响。 5.2. 建议 从旅游发展实践来看，旅游业发展与城镇化进程密不可分，城镇经济的发展可以为旅游业提供经济基础。要全面提高湖南旅游城镇化响应强度系数应当在提高经济发展水平、改善交通条件等方面提供全面支持，使城镇化和旅游业发展两者间能更好的良性互动、缩小地区间差异。极高响应型地区应保持优势，提升旅游服务意识，加强政府的主导功能，规范产业建设，助推旅游业健康可持续发展。高响应地区应发挥城镇化对旅游业的支持和保障作用，进一步完善旅游基础设施、城市旅游规划，吸引投资带动旅游的发展，进而发挥旅游业助推城镇化发展的作用。中响应城市应该向高响应城市看齐，提质增效，高质量发展旅游业，争取早日加入高响应行列。低响应城市应尽快将旅游资源转化成为特色旅游产品，突出鲜明地域特征，形成真正意义上的优势品牌，达成旅游业与城镇化全面互动和谐发展。
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user: 摘要 微分方程在数学实际应用以及物理、化学、生物等众多领域中被应用得十分广泛。欧拉法是求解微分方程最基本、最常用的方法，而改进欧拉法则是在欧拉法的基础上进行相应的改进而形成的方法。本文对比关于欧拉法的三种方法近似解与精确解的关系，并根据其具体计算结果进行对比，得到改进欧拉法的计算效率更高、精度更高。
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user: 1. 引言 目前，在科学工程技术及自然科学领域中，很多问题都可以用常微分方程的初值问题来解决。微分方程逐渐随着微积分学一起发展起来，不仅在解决与导数有关的问题中发挥重要的作用，而且在物理学中许多涉及变力的运动学 [ 1 ]、动力学 [ 2 ] 问题，如空气的阻力为速度函数的落体运动等问题，以及航空航天、工程学、天文学等领域建立模型 [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ] 中都有十分广泛的应用。但是，只有少数简单的微分方程可以求得精确解。在无法求得精确解时，可以通过求出近似解的方式代替这些精确解，以此达到解决这些实际问题的目的，而这种求出近似解的方法，便是微分方程的初值解法，有一定的有效性且有一定的准确度 [ 7 ]。 近年来，微分方程初值问题的基本数值方法被应用得越来越广泛，包括欧拉法，后退欧拉法，梯形方法以及改进的欧拉方法等。其中欧拉法是求解常微分方程中最基本、最常用的方法，而改进欧拉法则是在欧拉法的基础上进行相应的改进而形成的方法。本文针对具体的数值算例对基于欧拉法三种基本的数值方法所求出的近似解与精确解的关系进行分析。得到改进的欧拉法相对于其他两种数值方法，不仅计算精度高，而且更加稳定，可以提高计算效率。
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user: 2. 数值方法 本文考虑具有如下初值问题的微分方程： { d y d x = f ( x ， y ) ，   x ∈ [ x 0 ， b ) ， y ( x 0 ) = y 0 . (1) 首先对(1)式进行离散化，定义离散节点为 x n = x 0 + n h ， n = 0 ， 1 ， 2 ， ⋯ ，其中 h = x n + 1 − x n 为等距步长。通过数值方法求得微分方程的精确解，记为 y ( x i ) ， i = 1 ， 2 ， ⋯ ， n ， n + 1 ， ⋯ 。在离散节点 x 1 ， x 2 ， ⋯ ， x n ， x n + 1 ， ⋯ 上的近似值记为 y i ， i = 1 ， 2 ， ⋯ ， n ， n + 1 ， ⋯ 。对于常微分方程初值求解问题来说，无论是常规欧拉法还是改进后的欧拉法，都是通过数值积分方法来实现离散化处理的。 2.1. 欧拉法 对常微分方程(1)式中的导数用均差近似，即 y ( x n + 1 ) − y ( x n ) h ≈ y ′ ( x n ) = f ( x n ， y ( x n ) ) ，     n = 0 ， 1 ， 2 ， ⋯ . (2) 进而得到形如下式的欧拉法公式，即 { y n + 1 = y n + h f ( x n ， y n ) ，     n = 0 ， 1 ， 2 ， ⋯ ， y ( x 0 ) = y 0 . (3) 若对微分方程(1)式从 x n 到 x n + 1 积分，则有 y ( x n + 1 ) = y ( x n ) + ∫ x n x n + 1 f ( t ， y ( t ) ) d t ， (4) 其中右端积分以左矩形公式 h f ( x n ， y ( x n ) ) 近似，左端第一项以 y n 代替，并以 y n + 1 代替 y ( x n + 1 ) 也可得到欧拉法公式，即(3)式。 由于其初值 y 0 已知，则由(3)式可以逐次循环计算得到 y 1 = y 0 + h f ( x 0 ， y 0 ) ， y 2 = y 1 + h f ( x 1 ， y 1 ) ，     ⋮ y n = y n − 1 + h f ( x n − 1 ， y n − 1 ) ，     ⋮ (5) 下面利用泰勒展开将 y ( x n + 1 ) 在 x n 处展开，则有 y ( x n + 1 ) = y ( x n + h ) = y ( x n ) + y ′ ( x n ) h + h 2 2 y ″ ( ζ n ) ，       ζ ∈ ( x n ， x n + 1 ) (6) 由于在 y n = y ( x n ) 的前提下，有 f ( x n ， y n ) = f ( x n ， y ( x n ) ) = y ′ ( x n ) 。进而可以得到欧拉法的局部截断误差为 y ( x n + 1 ) − y n + 1 = h 2 2 y ″ ( ζ n ) ≈ h 2 2 y ″ ( x n ) . (7) 欧拉法的局部截断误差也可以表示为 O ( h ∧ 2 ) 。 2.2. 后退欧拉法 下面将(4)式中的右端积分以右矩形公式 h f ( x n + 1 ， y ( x n + 1 ) ) 近似，则可得到 y n + 1 = y n + h f ( x n + 1 ， y n + 1 ) . (8) 上式即为后退的欧拉法；由于欧拉法是关于 y n + 1 的一个直接的计算公式，被称为是显式的；然而(8)式右端中含有未知项 y n + 1 ，是关于 y n + 1 的一个函数方程，这类公式被称为是隐式的。因此，后退的欧拉法也被称为隐式欧拉法。其精度和欧拉法的精度基本相同，通常采用迭代法求解，而迭代过程的实质是逐步显式化 [ 8 ]。 2.3. 改进欧拉法 下面对对欧拉法进行进一步相应的改进，以提高欧拉法的求解精度。首先，利用欧拉法初步求出微分方程初值问题的一个近似值 y ¯ n + 1 ，记该值为预测值。结合梯形公式 y n + 1 = y n + h 2 [ f ( x n ， y n ) + f ( x n + 1 ， y n + 1 ) ] 将其校正，进而建立如下的预测–校正系统： { 预 测   y ¯ n + 1 = y n + h f ( x n ， y n ) ， 校 正   y n + 1 = y n + h 2 [ f ( x n ， y n ) + f ( x n + 1 ， y ¯ n + 1 ) ] . (9) 上式中的预测–校正系统可表示为下列平均化形式，即为 { y p = y n + h f ( x n ， y n ) ， y c = y n + h f ( x n + 1 ， y p ) ， y n + 1 = 1 2 ( y p + y c ) . (10) (10)式被称为改进的欧拉公式，其局部截断误差也可以表示为 O ( h ∧ 3 ) 。
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user: 3. 数值算例 设其计算区间为 ( 0 ， 1 ) ，计算步长为 h = 0.1 ，应用本文总结的欧拉法，后退欧拉法，改进欧拉法分别求解具有如下初值问题的常微分方程： { d y d x = y − 2 x y ，   x ∈ ( 0 ， 1 ) ， y ( 0 ) = 1. 得到的近似解与精确解的数值结果关系即如图1所示。 图1. 不同方法求出的近似解与精确解的关系 (a) 欧拉法；(b) 后向欧拉法；(c) 改进欧拉法 并且，将通过欧拉法与改进欧拉法计算所得到近似解的计算结果与微分方程的精确解进行对比，得到的结果如表1所示。 Table 1 Comparison between Euler method and improved Euler metho x n 欧拉法 y n 1 改进欧拉法 y n 2 y ( x n ) 0.2 1.1918 1.8141 1.1832 0.4 1.3582 1.3434 1.3416 0.6 1.5090 1.4860 1.4832 0.8 1.6498 1.6165 1.6125 1.0 1.7848 1.7379 1.7321 表1. 欧拉法与改进欧拉法计算结果对比 由上述结果可以看出，利用改进欧拉法求解微分方程初值问题所得到的近似解与精确解之间的误差较小，能够更加接近精确解。并且精度高，计算效率更高，使得微分方程的初值求解问题更加高效，减小了数值计算的工作强度，因此改进欧拉法更加适合计算机的计算。
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user: 4. 总结 本文针对具体的数值算例对欧拉法、后退欧拉法、改进欧拉法三种基本数值方法所求出的近似解与精确解进行对比分析。得到改进欧拉法相对于其他两种数值方法，不仅计算精度最高，而且可以提高计算效率，更加适合微分方程初值问题的求解，能够被广泛应用于各个自然科学领域。
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user: 摘要 中国地大物博、地形丰富多样，松花江是我国七大江河之一，有其显著的地形地貌特征。流域位于我国东北地区北部，松花江流域三面环山，中部位平原。本文主要通过对最新卫星地貌数据进行系统性分析，并根据流域的主要地貌特征，将本区分为平原区与山区两种地貌单元类型。并进一步细分为松嫩平原区、三江平原区、大兴安岭中低山区、小兴安岭中低山区、张广才岭低山区、长白山老爷岭中山区6个分区。
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user: 1. 概述 松花江是我国七大江河之一，流域位于我国东北地区北部(见图1)，介于北纬42˚~52˚、东经120˚~133˚之间，东西宽920 km，南北长1070 km，跨越内蒙古、黑龙江、吉林和辽宁四省、自治区，流域面积55 × 10 4 km 2 。松花江有两源，北源嫩江发源于内蒙古自治区大兴安岭伊勒呼里山，南源第二松花江发源于吉林省长白山天池，两江在三岔河汇合后称松花江，东流到黑龙江省同江市注入黑龙江 [ 1 ]。 图1. 松花江流域地貌分区图 松花江流域三面环山，西部为大兴安岭，北部为呈NW向的小兴安岭，东部及东南部为完达山脉、老爷岭、张广才岭与长白山脉 [ 2 ]。松嫩平原为主体，略呈NNE向纵贯流域中部，将本区大体分为东西两部分：东部为张广才岭、长白山等组成中低山；西部为大兴安岭北段组成的中低山丘陵地带。山脉均沿NNE向呈雁形排列的“多”字型 [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ]。本区总的趋势呈北高南低的阶梯状景观，平原和山岭相间分布。东部长白山地，海拔500~1500 m，长白山主峰白云峰，海拔高程2691 m，是流域内最高点，其水系呈放射状，西侧即为第二松花江与牡丹江的发源地 [ 4 ]。西部大兴安岭一般海拔500~1500 m，为嫩江干流及其右侧支流的发源地。北部小兴安岭海拔400~1100 m，为松花江干流与黑龙江的分水岭 [ 5 ]。中部松嫩平原，海拔130~200 m，地势由西南向东北倾斜，平原周围为洪积台地。松辽分水岭呈垅岗状，起伏于本流域南部吉林省的太平川、长岭一带，海拔200~250 m。流域东北部为合江平原(三江低平原的一部分)，海拔40~90 m。松花江流域内山地面积占62%，丘陵面积占21%，平原面积占17% [ 5 ] [ 6 ]。
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user: 2. 地貌分区及特征 按流域的主要地貌特征，本区分为平原区与山区两种地貌单元类型。其中平原区包括松嫩平原区(Ⅰ)、三江平原区(Ⅱ)，山区包括大兴安岭中低山区(Ⅲ)、小兴安岭中低山区(Ⅳ)、张广才岭低山区(Ⅴ)和长白山老爷岭中山区(Ⅵ)。 2.1. 松嫩平原区(Ⅰ) 松嫩平原位于大、小兴安岭与长白山脉及松辽分水岭之间的松辽盆地的中部区域，主要由松花江和嫩江冲积而成。西以科尔沁右翼中旗–龙江–新发水库一线与大兴安岭相接，东部及东北部以科洛河–七星泡–小兴安–南北河西–铁力–巴彦龙泉镇与小兴安岭为界，东南与龙凤山–五常安家–阿城亚沟–滨西以东与东部山地为界，南达松辽分水岭，平原略成菱形 [ 7 ] [ 8 ] [ 9 ]。 松嫩平原地势北高南低，可分为2个地貌单元：即冲积平原和山前台地。冲积平原海拔110~180米左右，地形平坦开阔，整体上地貌简单，处于嫩江和松花江的河间地带，主要由河漫滩和一级阶地组成，地表物质以亚粘土为主，地面坡降约1/7000。微地形较复杂，沟谷稀少，排水不畅，多盐碱湖泡、沼泽凹地，且风积地貌发育，沙丘、沙岗分布广泛 [ 9 ] [ 10 ] [ 11 ]。山前台地分布于东、北、西三面，海拔180~300米左右，地面波状起伏，岗凹相间，形态复杂，现代侵蚀严重，多冲沟，水土流失明显 [ 10 ] [ 11 ] [ 12 ] [ 13 ]。 2.2. 三江平原区(Ⅱ) 三江平原位于黑龙江省东部，北起黑龙江、南抵兴凯湖、西邻小兴安岭、东至乌苏里江。是由黑龙江、乌苏里江和松花江汇流、冲积而成。三江平原广阔低平的地貌，地表长期过湿，积水过多，形成大面积沼泽水体和沼泽化植被、土壤，构成了独特的沼泽景观。是中国最大的沼泽分布区 [ 4 ]。 狭义的三江平原是黑龙江中游山间盆地的一部分，三面环山，西为小兴安岭支脉青黑山，南为完达山支脉分水岗，东为完达山主脉那丹哈达岭，属中新生代内陆断陷。海拔45~60米，自西南向东北缓缓倾斜，总坡降0.10‰左右，河流蜿蜒于宽广的河漫滩上。主要地貌类型为阶地和河漫滩，沿西部和南部边缘为裙状冲、洪积倾斜平原，不同类型间多缓慢过渡，同一类型地面起伏一般仅0.5~2米，平原上仅见少数孤山残丘，广布碟型和线型浅洼地，切割微弱，除黑龙江、松花江、乌苏里江外，中小河流皆为平原沼泽性河流，且多为沼泽植被所覆盖 [ 10 ] [ 11 ] [ 12 ] [ 13 ]。 2.3. 大兴安岭中低山区(Ⅲ) 大兴安岭位于黑龙江省、内蒙古自治区东北部，是内蒙古高原与松辽平原的分水岭。北起黑龙江，南至西拉木伦河上游谷地，东北–西南走向，全长1200多公里，宽200~300公里，海拔1100~1400米。总势呈东北–西南走向。平均海拔573米，最高峰黄岗梁，海拔2029米，最低海拔180米。大兴安岭原始森林茂密，是中国重要的林业基地之一。主要树木有兴安落叶松、樟子松、红皮云杉、白桦、蒙古栎、山杨等 [ 12 ] [ 13 ] [ 14 ]。大兴安岭地势呈西高东低，可分为2个地貌单元：即大兴安岭低山区和大兴安岭中山区。 大兴安岭低山区东以科尔沁右翼中旗–龙江–新发水库一线为界，西以突泉–察尔森水库–鄂伦春自治旗一线与大兴安岭相接，宽约70~120 km，长约650 km，呈条带状，向NNE方向展开。此区地势起伏，由东向西地势渐高，海拔高度400~800 m，相对高差200~400 m，低山区坡度10˚~15˚，丘陵区坡度2˚~5˚。此区河流众多，为嫩江支流 [ 5 ]。 大兴安岭中山区东以突泉–察尔森水库–鄂伦春自治旗一线为界，西以霍林郭勒市–阿尔山市–根河市一线为界，宽约30~100 km，长约700 km，呈条带状，向NNE方向展开。此区地势起伏，由东向西地势渐高，海拔高度1000~1600 m，相对高差400~550 m，山区坡度10˚~15˚。此区河流众多，多为嫩江支流发源地。林业丰富。 2.4. 小兴安岭中低山区(Ⅳ) 小兴安岭位于中国黑龙江省伊春市乌伊岭区中北部和嘉荫县的西南部交界处。西与大兴安岭对峙，又称“东兴安岭”，亦名“布伦山”。山脉西北接大兴安岭支脉伊勒呼里山，东南到松花江畔张广才岭北端，黑龙江与松花江的分水岭。南北长约450公里，东西宽约210公里。山脉呈西北—东南走向，绵延约，一般海拔500~1000米。最高峰为平顶山，海拔1429米 [ 7 ]。 小兴安岭南北两坡地貌对比差异十分显著，南坡山势浑圆平缓，水系绵长；北坡陡峭，成阶梯状，水系短促。小兴安岭北部多丘陵、台地、山势和缓，河谷多宽谷；南部属低山，山势较陡，河谷多形成“V”形谷。 2.5. 张广才岭低山区(Ⅴ) 此区东以磐石–吉林–方正–七台河一线为界，西以长春–哈尔滨–鹤岗一线与小兴安岭相接，宽约70~150 km，长约650 km，呈条带状，向NNE方向展开。此区地势起伏，由西向东地势渐高，海拔高度400~800 m，相对高差200~400 m，低山区坡度10˚~15˚，丘陵区坡度2˚~5˚。此区河流众多，为松花江支流，多由东南流向西北。 张广才岭山势高峻，地形复杂，既有悬崖绝壁，又有深谷陡坡，为黑龙江省最突出的崇山峻岭。由主脊向两侧，逐渐由中山降为低山和丘陵，属于流水侵蚀山地。最高峰为老秃顶子，位于黑龙江省海林市西北部，海拔1696米。 本区地势由西南向东北渐低，海拔在500~1000米，为褶断剥蚀中低山和丘陵区。树枝状沟谷发育，河谷较狭窄，切割较深。中低山区切割深度200~500米，由元古代结晶片岩、古生代变质岩和沉积岩、中生代火山岩和碎屑岩以及不同时期的花岗岩类组成。断裂和破碎带较发育。在山间坳陷盆地，沉积了白垩纪、第三纪碎屑岩。第四系松散堆积物不发育。 牡丹江、穆棱河、倭肯河、蚂蚁河及其支流河谷在本区发育。 2.6. 长白山老爷岭中山区(Ⅵ) 此区东以长白山天池–牡丹江–七台河一线为界，西以梅河口–吉林市–亚布力一线为界，宽约100~150 km，长约550 km，呈条带状，向NNE方向展开。此区地势起伏，地势东高西低，海拔高度1000~2800 m，相对高差400~500 m，山区坡度10˚~15˚ [ 13 ] [ 14 ] [ 15 ]。长白山主峰白云峰，海拔高程2691 m，是流域内最高点。此区河流众多，多为松花江及其支流发源地，林业丰富 [ 8 ]。
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user: 3. 结论 中国地大物博、地形丰富多样，松花江流域是我国七大流域之一，有其显著的地形地貌特征。本人主要通过查阅资料，并参照最新卫星资料，将本区分为平原区与山区两种地貌单元类型，并细分为松嫩平原区、三江平原区、大兴安岭中低山区、小兴安岭中低山区、张广才岭低山区、长白山老爷岭中山区6个分区。
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user: 摘要 全球气候变暖影响了陆地–大气系统的能量收支平衡与物质循环过程，洪涝、干旱、台风、高温热浪、寒潮等极端事件频发，给人类社会和生态环境的可持续发展构成严峻挑战。为遏制气候变暖，习近平总书记提出我国将提高国家自主贡献力度，争取在2060年前实现碳中和，引发世界瞩目和国际社会的热烈反响。本文探讨了“碳中和”背景下的科学知识推广与水利类专业教育教学改革路径。
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user: 1. 引言 自第二次工业革命以来，大气中二氧化碳等温室气体含量增加，气候系统的能量收支平衡与物质循环过程发生改变，造成全球水资源在不同时空尺度上的再分配，改变了环境和生态系统的物理演化过程，水旱灾害频发，对社会经济系统和生态环境的可持续发展构成严峻挑战。我国也是最易受全球气候变化影响的地区之一，增温速率远高于全球平均水平，到本世纪末气温或将上升4℃，严重威胁我国的供水安全、粮食安全、防洪安全、能源安全和生态环境安全 [ 1 ] [ 2 ]。为应对全球气候变化，世界各国纷纷制定政策，期望通过优化产业结构、发展清洁能源、增加森林碳汇等方式降低碳排放量，推动经济社会向绿色低碳转型。2015年联合国气候变化框架公约第21次缔约方会议上，2℃温升目标首次被正式纳入具备法律约束力的国际条约《巴黎协定》：“将全球平均气温控制在较工业化前升高2℃以内；并力争把温升限制在较工业化前上升1.5℃以内”。 2020年新冠肺炎疫情爆发，通过绿色低碳发展实现经济复苏更加成为国际社会的普遍共识。截至目前，全球已有一百多个国家承诺2050年实现碳中和，即通过植树或碳捕集及封存技术抵消排放的温室气体，将二氧化碳等温室气体排放控制到净零。欧盟2019年年底发布《欧洲绿色新政》，承诺于2050年前实现碳中和，并出台了关于能源、工业、建筑、交通、食品、生态、环保等七个方面的政策和措施路线图，坚持绿色复苏。我国是世界上碳排放大国，近年来逐步加大节能减排力度，自2013年以来碳排放量进入平台期，增速趋缓，为全球减碳做出了积极贡献，但仍然存在很大潜力。2020年9月22日，习近平主席在第七十五届联合国大会上承诺，中国将采取更有力的政策和措施，努力争取2060年前实现碳中和。该承诺体现了中国携手世界努力遏制气候变暖、控制全球升温幅度的长远愿景，引发世界瞩目和国际社会的热烈反响。2021年3月，国家“十四五”规划进一步明确了实现碳中和的时间表和路线图，强调要“建设性参与和引领应对气候变化国际合作，推动落实联合国气候变化框架公约及其巴黎协定”。
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user: 2. 中国碳中和愿景是高质量增长与发展的基础 未来几十年，受到国内外因素的共同影响，中国生态文明理念、美丽中国及碳中和目标所引领的经济转型，将被视为新的增长路径——多目标协同发展的蓝图。我国设定的碳中和目标，将对全球升温幅度控制在1.5℃之内的国际进程做出重大贡献，是最“经济有效”的路径之一。碳中和目标所体现的经济转型，最终将促进强劲的就业增长并达成普惠的经济繁荣，为可再生能源、智能制造、数字化等领域带来重大变革。2010~2019年，中国可再生能源领域的投资额达到8180亿美元，成为全球最大的太阳能光伏和光热市场。2020年，中国可再生能源领域的就业人数超过400万，占全球这一领域就业总人数的近40%。在实现碳中和目标的过程中，将在绿色经济领域创造更多的就业机会，包括电池生产、可再生能源、建筑(如既有建筑改造)等领域，相关服务(如共享出行)，以及数字化等基础技术。 更高的减碳目标能帮助中国减少可预见的自然灾害、改善人们的生活品质。例如，若保持现有的碳排放速率，我国热浪的持续时间将在2050年增长10倍，洪水可能对沿海、沿江等经济发达地区造成每年超过2万亿元的经济损失。此外，碳排放带来的气候变暖还会加剧自然资源短缺，我国中部的水资源压力将升高两倍；到2050年，我国水稻、小麦、玉米等主要作物减产超过10%。国内外学者采用多模式–多成员气候模式发现，通过可持续发展战略控制二氧化碳排放量，将本世纪末的全球升温速率控制1.5℃以内，将显著减少洪水、干旱、热浪等极端灾害对未来社会经济和生态系统的破坏力 [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ]。总体而言，我国实施碳中和目标，将促进碳密集型产业向低碳产业转变，有助于提高工业全要素生产率，改变生产方式，培育新的商业模式，发展可再生能源，从而实现结构调整、优化和升级的整体目标，从而保障国家水安全、能源安全和社会经济高质量发展。
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user: 3. 实现碳中和需要加大基础教育投入与持续科技创新 作为仍处在工业化、城市化进程中的发展中国家，我国如何用不到40年时间完成从碳达峰到碳中和的巨大转轨？学者们梳理了我国和欧美发达国家的经济发展道路，普遍认为我国无法重复发达国家走过的碳达峰道路。发达国家实现碳达峰、节能减碳，除了减排和能源多元化，向发展中国家转移大量高排放制造业，也扮演了非常重要的角色。中国经济要“脱碳”，必定要走不同于西方的道路，需要依赖科技创新和体制机制创新。大量学者认为，只有利用新的科技和产业革命经验，抢先推动向第四次工业革命的社会经济范式转型，才能完成碳中和目标。这意味着不仅要发展碳捕集与封存(CCS)技术，还要使社会能源结构、能源分配发生根本变革，改变整个社会的生产和消费方式。实现碳中和是一项复杂的系统工程，要处理好发展与减排、整体与局部、短期与中期长期的关系，而持续科技创新和培养公民环保意识是实现经济社会发展和碳中和目标的关键。当前，我国要加大基础教育投入，培养中学生的低碳意识和创新能力，为低碳技术和体制机制创新储备后备人才，提高国民的可持续发展意识，并培养未来拔尖创新人才的国际治理能力。
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user: 4. 推广碳中和知识的重要意义及必要性 如期实现习总书记提出的2060年碳中和愿景，不仅是兑现我国对国际社会作出的庄严承诺，也是我国对全球气候治理和推动人类文明进程做出的重要贡献，需要“跨地域–跨部门–跨行业–跨学科”协同创新发展，需要一大批拔尖创新人才和全社会共同奋斗40年来完成！中国未来要实现碳中和，不仅涉及到全球气候谈判等国际治理工作，还需要一大批人才开展碳减排理论及相关技术研究，涉及到能源转型、碳减排、碳封存、碳抵消、碳税和碳补偿等新兴技术，需要储备具有国际视野的创新人才。我国是基础教育强国，在校中学生人数超过1亿人，是提高世界公民素质和储备拔尖创新人才的主阵地。然而，当前我国中学教育普遍存在对国家战略了解较少、实践能力较弱、创新思维锻炼不够、气候环保意识不足等短板，亟需通过科学传播活动提升青少年的创新能力和绿色发展意识。 笔者拟以长江中游城市群为试点，开展碳中和科学知识推广活动。长江中游城市群是以武汉城市圈、环长株潭城市群、环鄱阳湖城市群为主体形成的特大型城市群，国土面积约31.7万平方公里，是我国面积最大的城市群，常住人口总量1.3亿人。长江中游城市群承东启西、连南接北，是长江经济带三大跨区域城市群支撑之一，也是实施促进中部地区崛起战略、全方位深化改革开放和推进新型城镇化的重点区域，在我国区域发展格局中占有重要地位。“十四五”规划和2035年远景目标纲要明确提出，推动长江中游城市群协同发展，加快武汉、长株潭都市圈建设，打造全国重要增长极。长江中游城市群近年来大力发展绿色经济，也是我国最重要的水电能源基地和战略水源地之一，兴建了以三峡为核心的世界上规模最大水库群，也是南水北调中线工程水源地。同时，长江中游城市群科教资源发达，形成了中国光谷、长株潭都市圈、鄱阳湖经济区等一大批高科技产业集群，不仅是我国治理长江、开发长江的关键区域，也是对气候变化较敏感的地区之一，将来会在中国碳中和实施进程中获得较多受益。因此，在长江中游城市群开展碳中和科学知识推广，不仅是对国家战略的积极响应，也是培养公民环保意识、保护长江生态环境的重要尝试。
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user: 5. 推广碳中和知识的具体实施路径 长江中游城市群是我国实现碳中和战略的重要区域，故采取“以点带面–区域宣传–辐射全域”的宣传方式，面向长江中游城市群中学校宣传国家碳中和发展战略。组织水资源与水电工程科学国家重点实验室的专家学者赴武汉、长沙、南昌的典型中学校举办高水平科普讲座；针对青少年的特点，开设碳中和线上体验营，通过多媒体视频、互动游戏、有奖竞猜等多种方式，提高青少年对国家碳中和战略的理解；为了辐射影响长江中游城市群乃至全国的中学生，拟创立面向青少年的碳中和宣传网站，提高科普宣传活动的覆盖面。长江中游城市群是受气候变化影响较大的区域，长江水源和生态环境需要全社会协同保护，故需要普及全民的气候环保知识，助力“长江大保护”国家战略。拟面向长江中游城市群的典型中学，举办线上–线下气候知识趣味竞赛，激发中学生对全球气候变化知识的兴趣；拟依托武汉大学的科教资源优势，开展“节水净水践行者”体验活动，提高青少年的水资源保护意识；举办长江流域气候变化研究成果展，进一步提高中学生对新技术、新知识的认识水平。中学生是中国实现碳中和目标的重要储备人才，需要通过多种手段提高其科技创新意识。拟结合武汉大学的跨学科优势，研究中国长期低碳发展战略与转型路径，并探索面向中学的科技体验营常态化运行机制，为有条件的中学提供一定的优质科教资源；全球气候变化是全人类面临的重大挑战，也是未来世界公民需要共同应对的巨大危机，拟研发一款面向青少年的全球气候变化体验软件，提高学生对气候变化的认识水平和研究兴趣。为提高社会公众对碳中和知识的认识水平，可以在高校多开设公开课传授相关知识；还可以建立“研究生–本科生–中学生”的牵引培养机制，举办“低碳小发明”线上–线下趣味沙龙，提高中学生的科技创新意识和兴趣。
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user: 6. 新时期水利类专业教育教学改革路径 气候变化给自然环境和社会经济系统的可持续发展造成较大挑战，水利工程的运行管理和维护条件发生改变，水利类专业改革势在必行，尤其是在中国致力于实现2030碳达峰、2060碳中和的背景下，有必要开展水利类专业教育教学改革。在课程设计方面，要重视培养学生解决实际问题的能力，厘清国际科学前沿，引导水利工程专业学生寻找科学问题，尤其是要加强人工智能、卫星遥感、大数据、云计算、大气科学等相关知识的渗透，培养具有国际化视野的拔尖创新型治水人才，为水利专业学生应对全球气候变暖、为实现中国碳中和战略做出更大贡献。水利类专业面临日趋复杂的改革压力，需要培养能解决工程难题、具有国际胜任能力的学者，故需要通过课堂教学、生产实习、创新比赛、创业实践等多种方式，打造产学研用一体化的人才培养体系，补充跨学科、国际化、复合型的教育教学资源，提高师资队伍的能力和素质，为“十四五”时期我国水利类专业教育教学改革打下坚实基础。