成果概要:水电一直是全球主要的可再生能源来源,是实现可持续发展目标7“经济适用的清洁能源”的关键。截至2023年,全球水力发电装机容量已达到1268 GW,占全球总装机容量的14%和全球可再生能源装机容量的33%。与风能和太阳能发电的间歇性和不稳定性相比,水力发电可以通过水库调节水量来平衡电力输出,从而减少电网波动,是对这两类可再生能源的有力补充。尽管水力发电技术成熟,但其长期运行面临水库淤积等突出挑战。水库淤积会减少水库库容,削弱水库的使用寿命。如果没有足够的调节库容,水力发电量将取决于季节性流量,发电的稳定性和灵活性受到影响,从而丧失相较于其他可再生能源的主要优势。流域土地利用变化会影响产流和产沙过程,从源头上影响水库淤积和水力发电。然而,土地利用变化通过水沙变化对水力发电产生的影响截然相反:森林增加可以减少河流泥沙和水库淤积,延长水库的使用寿命和发电总时间;但随之而来的蒸散发增加导致的径流减少会降低水库的平均发电量。综合考虑这两条截然相反的路径对水力发电影响的定量研究仍很有限,流域土地利用变化对水力发电的净效应尚无定论。针对这一研究局限,研究选择黄河流域为案例,研究流域大规模生态恢复对小浪底水库水电潜力的影响。
a 2000年至2023年整个流域的年度中分辨率成像光谱仪(MODIS)叶面积指数(LAI)趋势。b、 c 1956年至2023年潼关站的年输沙量和流量
核心PI
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1、国家高层次人才特殊支持计划青年拔尖人才项目,2023-2026,主持;
2、国家自然科学基金青年科学基金项目(42201306)“基于网络分析的黄河流域社会-生态系统结构与功能关联研究”,2023-2025,主持;
3、博士后创新人才支持计划项目(BX2021042)“黄河流域水-粮食-能源-生态关联机制”,2021-2023,主持;
4、中国博士后科学基金面上资助项目(2021M700458)“黄土高原生态系统服务网络研究”,2021-2023,主持;
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简介:
王帅,北京师范大学地理科学学部教授,博士生导师。2013年毕业于中国科学院生态环境研究中心获博士学位,2017年进入北京师范大学地理科学学部,2018年评为教授。曾获全国青年地理科技奖、国家基金委优秀青年基金、国家自然科学二等奖、国际地理联合会青年奖等荣誉。1、国家自然科学基金联合基金项目(U2243601), 黄河流域“水沙-生态-经济”系统多过程协同机制与调控, 2023-01-01 至 2026-12-31, 课题主持;
2、国家重点研发计划(2023YFC3804903) , 国家可持续发展议程创新示范区可持续发展动态模拟与路径优化关键技术, 2023-12 至 2027-11,课题主持;
3、国家自然科学基金专项项目(42041007)”黄河流域人地系统耦合机理与优化调控“,2020年-2024年,课题主持;
4、国家自然科学基金基金重大项目(41991230)“干旱半干旱地区生态水文过程及其对生态系统服务的影响”,2020年-2024年,参加;
5、国家自然科学基金优秀青年科学基金(41722102)“社会-水文系统可持续性研究”,2018年-2020年,主持;
6、国家自然科学基金国际合作重点项目(41761144064)“南非典型地理单元景观格局变化及其生态效应研究”,2018年-2020年,主持;
7、国家重点研发计划专题(2017YFA0604701)“全球生态功能区划与生态系统综合评估”,2017年-2022年,主持;
文章信息:
上述研究成果发表于国际期刊《Nature Communications》上。北京师范大学地理科学学部武旭同研究员为该文章第一作者,王帅教授为文章通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金项目(42041007、42430505、42201306)的支持。
论文信息:
Ecological restoration in the Yellow River Basin enhances hydropower potential. 2025.
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