自然资源学报

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资源利用与保护

中国十大流域近40多年降水量时空变化特征

陈峪, 高歌, 任国玉, 廖要明

2005, 20(5): 637-643. https://doi.org/10.11849/zrzyxb.2005.05.001

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利用中国1956～2000年月降水量资料,按流域将全国划分为10个区域,分析了各流域年、季降水量的多年平均状况和年代际变化特征以及长期变化趋势。分析结果进一步证实,中国北方流域降水量少,年际变化大,水资源缺乏且不稳定;南方流域降水较多,年际变化较小,水资源相对充足且比较稳定。分析结果还表明,近45年来,北方外流河流域年降水量一般趋于减少,特别是20世纪90年代以来降水明显减少;南方流域以降水增加为主,90年代降水均较80年代增多,特别是长江流域以南地区更为明显。季节降水减少主要出现在夏秋季,冬春季降水有微弱增加趋势。近20年来,中国绝大多数流域降水的增减趋势与近45年长序列的变化趋势基本一致。北方大部分外流河流域年降水量减少,南方流域多为增加。夏、秋季,大部流域降水较前20年减少,冬春季则相反。中国西北诸河流域是十大流域中惟一四季降水均有增加的流域。

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资源利用与保护

辽宁云水资源分布特征及开发潜力分析

周德平, 宫福久, 张淑杰, 班显秀

2005, 20(5): 644-650. https://doi.org/10.11849/zrzyxb.2005.05.002

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我国淡水资源短缺,人口增长、经济发展与水资源短缺的矛盾日益加剧,已严重影响着我国部分地区经济和社会持续健康发展。人工增雨、开发空中云水资源是缓解水资源短缺的一个重要途径。文章利用辽宁省气象台站网的常规探空、云和降水的观测资料,计算、分析了辽宁云水资源的分布状况及开发潜力,结果显示全省云水资源总量年均为4.83×10¹¹m³,具有较多的作业机会和较大的人工增雨潜力,开发云水资源大有可为。

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资源利用与保护

上海城市水源战略与水源地保护:格局、问题与展望

车越, 杨凯, 吴阿娜, 袁雯

2005, 20(5): 651-659. https://doi.org/10.11849/zrzyxb.2005.05.003

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上海地处中国东部平原感潮河网地区,水资源总量较为丰富,但随着近年来区域快速的经济发展和城市化进程,河道水质逐渐恶化,水质型缺水现象日趋严重。在深入分析上海市水资源特点及饮用水源地分布格局的基础上发现,区域水资源量来源差异显著,河流水质空间分异明显,黄浦江上游及长江口集中水源地与众多郊区分散水源地并存现象突出;指出当前水源地存在区域发展与上游来水影响黄浦江上游水源有效保护,盐水入侵与污水排放制约长江口水源地充分开发,分散格局与水体污染阻碍郊区水源安全利用等一系列问题;最后,分别提出了具有针对性的两江并举城市水源战略,以及黄浦江上游水源地、长江口水源地的保护策略。

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资源利用与保护

卧龙巴郎山高山灌丛降雨和穿透水稳定性氢氧同位素特征研究

崔军, 安树青, 徐振, 徐庆, 王中生, 刘世荣

2005, 20(5): 660-668. https://doi.org/10.11849/zrzyxb.2005.05.004

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论文对巴郎山区夏季降雨和不同海拔样地穿透水的H、O同位素特征进行了研究。由于8月底9月初冷气团的到来较大地改变了降雨的同位素特征,该地区夏季大气降水线为δD=9.93δ^{18,/sup>O+26.07,偏离全球降水线(GMWL)较多。降雨的温度效应和雨量效应表现出相互交叉的现象,表明该地区温度和雨量是交替起主导作用而引起降雨同位素组成变化的。H的同位素效应比O明显,其原因是H同位素分馏比O剧烈,从而对环境因子的响应比O灵敏,因此H同位素在森林水文研究中比O更有用。H同位素值在不同样地穿透水间存在差异,这是由它们不同的植被结构及周边微环境因子引起的水分蒸发状况和对雾水截获能力差异导致的。穿透水和降雨同位素值间存在较强线性关系。穿透水的同位素值不一定大于降雨,表明影响穿透水同位素值的因素不仅仅是水分蒸发和植被对雾水的截获,而应是多种因素的综合效应,对这些因素的全面了解将对同位素技术在森林水文研究中的进一步应用有重要意义。}

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资源利用与保护

陕北黄土丘陵区撂荒演替过程中的土壤水分效应

杜峰, 山仑, 梁宗锁, 谭勇

2005, 20(5): 669-678. https://doi.org/10.11849/zrzyxb.2005.05.005

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根据陕北黄土丘陵区17块不同撂荒年限样地土壤水分的普查和10块样地土壤水分的定位测定,利用多元回归分析和通径分析法研究了植被恢复过程中土壤水分的变化和各植被、土壤因子对土壤水分的作用效应:①农田撂荒后,随着植被的恢复,因群落生物量、植被盖度和土壤有机质等这些对土壤水分有直接作用因子的变化,而间接表现为随着撂荒年限的增加,土壤含水量越来越低,而土壤水分的波动却越来越大;②用地形因子(包括坡度、坡向和海拔)、土壤因子(地表土壤容重和有机质含量)和植被因子(地上生物量和植被盖度)可以较好地对土壤水分做出多元拟合,影响表层土壤水分含量和根系层水分波动的主导因子是植被盖度,而影响深层土壤水分波动的主导因子是地上生物量;③土壤水分两次测定期间深层储水量差值与累积降雨量成显著正相关,说明土壤水分测定下边界存在上渗与下渗运动,而且储水量差值多数为正值,说明是以下渗为主。因此O根据土壤水分来估算群落蒸散时会有正的系统误差。为此论文将深层储水量差值作为补偿调节因子自变量,以提高多元拟合精度。拟合结果说明群落蒸散可由群落生物量、群落盖度、坡度、坡向和土壤表层容重或坚实度来估计。在植被恢复过程中影响群落蒸散的最大因子是群落蒸腾,其次是植被盖度。

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资源利用与保护

广东省风能资源区划研究

毛慧琴, 宋丽莉, 黄浩辉, 植石群, 刘爱君

2005, 20(5): 679-683. https://doi.org/10.11849/zrzyxb.2005.05.006

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论文以Surfer8.0以及地理信息系统(GIS)软件Citystar3.0为平台,利用广东省86个气象站历史测风资料以及沿海72个风能测风塔临时观测资料,计算广东省空间分辨率为1km×1km格点上风能参数,进行了广东省风能资源的宏观区划和风电场选址区划;估算出广东省离地面10m高度上全省及各区划的风能资源理论可开发量为7.50×10⁴MW,技术可开发量为5.89×10³MW。为广东省风电开发宏观规划以及大型风电场的微观选址提供了科学而且精细的资源依据。

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资源利用与保护

吉林省的风能潜力(英文)

H. Dobesch, 陈沈斌, H. V. Tran, 刘吉平

2005, 20(5): 684-689. https://doi.org/10.11849/zrzyxb.2005.05.007

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近两年我国电力突然短缺,已经引起政府的高度重视。由于我国风电发展的紧迫性和风电发展的潜力,特别是国际上正在如火如荼地开发风电的情景,中国- 奥地利政府间双边合作计划将风电评估列入2001～2003 年度合作计划,论文是该计划的成果之一。以我国吉林省为研究对象,采用广泛使用的风机选址算法和空间分布诊断程序( WAsP和ZAWIMOD2),运用数字地形图和遥感资料获得的土地利用图,进而得到数字化的表面粗糙度,再对吉林省的风能潜力进行估算。完成了近1km² 分辨率的距地面60m高度的风速和风能密度计算,并制作了它们的分布图。这是我国第一次在较大区域上估算距地面60m 高度的风速和风能密度,其方法对我国风电资源的评估有重要的借鉴作用。结果显示最有效的风能资源在吉林省的中西部地区,而南部和东部的高风资源区位于山脊和山顶,对风能的开发有一定的限制。

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资源利用与保护

不同土地利用方式对土壤铜积累的影响——以北京市为例

郑袁明, 陈同斌, 郑国砥, 陈煌, 罗金发, 吴泓涛, 周建利

2005, 20(5): 690-696. https://doi.org/10.11849/zrzyxb.2005.05.008

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通过对北京市菜地、稻田、果园、绿化地、麦地以及自然土壤6种土地利用类型共609个土壤样品的调查分析,探讨了不同土地利用方式下土壤铜的积累特征。结果表明,果园土壤的平均铜浓度最高,达到29.1mg/kg,显著高于菜地、麦地和自然土壤。不同果园土壤样品之间的差别较大,铜浓度的空间分异比较明显。与北京市土壤铜的背景值相比,除自然土壤外其它5种土地利用类型的土壤铜浓度均显著高于背景值。以基线值作为评价标准,不同土地利用类型下土壤铜浓度的总体超标率为5.6%;其中,土壤铜浓度超标的果园、菜地、稻田、绿化地、麦地样品数分别占其调查样品数的29.2%、4.7%、4.2%、8.3%、4.6%。超标样点主要分布在昌平、朝阳、大兴、密云、石景山、顺义、通州7个区县,尤其以昌平和朝阳区最为集中。

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资源利用与保护

黑龙江省过去20年粮食作物种植格局变化及其气候背景

云雅如, 方修琦, 王媛, 陶军德, 乔佃锋

2005, 20(5): 697-705. https://doi.org/10.11849/zrzyxb.2005.05.009

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根据黑龙江省1980～1999年的气候资料和1980～2000年水稻、小麦、玉米等主要粮食作物播种面积等统计资料,利用快速聚类分析方法分析了气候变化背景下黑龙江省主要粮食作物的种植格局和种植界限变化情况。结果表明:在过去20年里,全省主要粮食作物的播种面积变化显著。特别是进入20世纪90年代,水稻播种范围向北向东扩张趋势明显,种植面积比重显著增加;小麦种植面积比重快速降低,种植范围大幅向北退缩;玉米则在保持一个相对稳定的比例关系的基础上,逐渐向北部和东部伸展。粮食种植结构的这种调整使水稻逐渐取代小麦成为黑龙江省主要粮食作物之一,并最终导致该区主要粮食作物种植格局从以小麦和玉米为主转变为以玉米和水稻为主。上述粮食作物种植格局的变化与气候变暖带来的积温增加及积温带北移东扩密切相关。

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资源利用与保护

旅游景区(点)系统空间结构随机聚集分形研究——以南京市旅游景区(点)系统为例

戴学军, 丁登山, 许志晖, 林岚

2005, 20(5): 706-713. https://doi.org/10.11849/zrzyxb.2005.05.010

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根据旅游景区(点)系统自组织演化的特征,以南京市旅游景区(点)系统为例,采用随机聚集分形的方法对其空间结构进行了研究。认为景区(点)系统的演化类似于有限扩散集团凝聚模型,得出景区(点)系统空间结构是分形的,具有比较明显的随机聚集分形结构,在不同的地理区域上表现为不同的系统演化时段,空间结构上的向心性作用也有强弱之分,从系统的聚集中心向四周是景点密度衰减的。指出随机聚集维数的测算与分析是景区(点)系统空间结构自组织优化趋势的判据,同时提供了优化的途径。

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资源利用与保护

填海造地生态损害评估:理论、方法及应用研究

彭本荣, 洪华生, 陈伟琪, 薛雄志, 曹秀丽, 彭晋平

2005, 20(5): 714-726. https://doi.org/10.11849/zrzyxb.2005.05.011

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论文建立了一系列生态—经济模型,用于评估填海造地生态损害的价值以及被填海域作为生产要素的价值。用所建立的模型对厦门填海造地进行经验估算,得出在厦门每m²填海造地生态损害的价值为279元,远远高于现行的填海造地海域使用金征收标准。加上海域作为生产要素的价值,厦门工业用填海造地海域使用金征收标准应该为327.82元/m²,商业用填海造地的海域使用金征收标准应该为相邻土地价格的50%～55%。研究结果可以为制定填海造地规划和控制填海造地的经济手段提供强有力的科技支撑。

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资源生态

“耕地总量动态平衡”政策驱动下中国的耕地变化及其生态环境效应

谭永忠, 吴次芳, 王庆日, 周炼清, 严栋

2005, 20(5): 727-734. https://doi.org/10.11849/zrzyxb.2005.05.012

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土地政策是影响土地利用及生态环境变化的一个重要的驱动因素。论文分析了“耕地总量动态平衡”政策对中国的耕地变化及其生态环境效应的影响,结果表明,“耕地总量动态平衡”政策对中国耕地的数量变化产生了积极作用,主要表现为:非农建设占用耕地的势头总体上得到遏制,全国及各省(市、区)基本实现耕地占补平衡,促进了农地整理工作的开展。但是,该政策对中国耕地的质量变化的影响却相反,在全国实现耕地占补平衡的情况下,耕地的总体生产能力呈下降趋势,同时,对生态环境产生了一定的负面效应。在此基础上,论文提出了重新审视“耕地总量动态平衡”政策的可行性,以“保护和提高耕地综合生产能力”替代“耕地总量动态平衡”以及根据土地资源区域差异采取不同的具体措施等对该政策加以调整的思路。

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资源生态

九寨沟旅游生态足迹与生态补偿分析

章锦河, 张捷, 梁玥琳, 李娜, 刘泽华

2005, 20(5): 735-744. https://doi.org/10.11849/zrzyxb.2005.05.013

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建立自然保护区周边社区居民的生态补偿制度,是自然保护区取得社会经济发展和自然资源保护的关键。文章提出旅游生态足迹的概念与计算方法,以九寨沟为例,构建基于旅游生态足迹效率的自然保护区居民生态补偿标准的测度模型。结果表明:①2002 年九寨沟游客人均旅游生态足迹为0.061hm²,其年度转化值为8.881 7hm²,是当地居民人均生态足迹0.961 6hm² 的9.27倍;②叠加游客人均旅游生态足迹,九寨沟总人均生态足迹需求为1.005 3hm²,人均生态承载力为1.202 6hm²,生态盈余为0.197 3hm²;③旅游生态足迹效率为8 643 元/hm²,是当地居民生态足迹效率2 613 元/hm² 的3.31 倍;④以居民退耕还林还草的直接收益损失作为生态补偿最低标准,户均应补偿2 159 元,人均应补偿472 元,以退耕还林还草的游憩功能价值作为生态补偿上限,户均应补偿7 142 元,人均应补偿1 561 元,以旅游者与当地居民的生态足迹效率之差来确定合理的补偿水平,户均应补偿4 983 元,人均应补偿1 088 元。

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研究方法

基于EMD的我国粮食产量波动及其成因多尺度分析

刘会玉, 林振山, 张明阳

2005, 20(5): 745-751. https://doi.org/10.11849/zrzyxb.2005.05.014

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论文利用经验模态分解(EMD)方法对1949年以来我国粮食产量波动及其成因进行了多时间尺度的分析。研究结果表明:我国粮食产量存在3年和9年左右的准周期波动,并以9年左右的波动为主。从粮食产量波动的趋势量分布来看,1949年以来我国粮食产量不断增长,但是20世纪90年代后粮食增长停滞;在对粮食作物播种面积单产和粮食播种面积两个影响因子进行EMD分解时发现,粮食作物播种面积单产是粮食产量3年左右波动的控制因子,而粮食播种面积却是粮食产量9年左右波动的主要控制因子。对两个尺度的周期性波动分析发现,我国粮食产量波动幅度近年来不断增加,这将给我国已经相当紧张的粮食供需关系带来巨大的隐患。由于3年和9年左右的两个准周期波动在2005～2006年期间都将处于波谷,论文预测2005或2006年的粮食将严重短缺,并且短期内我国粮食产量仍会下降,但是较长期内粮食产量将回升。

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研究方法

针对水功能区划水质目标的可用水资源量联合评估方法

夏军, 王渺林, 王中根, 牛存稳, 严冬

2005, 20(5): 752-760. https://doi.org/10.11849/zrzyxb.2005.05.015

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受人类活动和气候变化的影响,我国水资源的外部环境与内部条件发生了很大变化。从水资源可持续利用的评价、规划与管理的角度,急需搞清楚一条河流在一定的“生产、生活用水”条件下,为满足水功能区划水质目标和一定河道生态需水要求,究竟有多少可用和能够调配的水资源量,以及满足水功能区划目标所需削减的污染负荷。为此,论文综合考虑水量与水质的联合评价问题,提出“可用水资源量”的概念,并结合水功能区划目标,提出单元系统水量水质模型和多河段系统的可用水资源量评估方法。将该方法应用到滦河流域,经模型计算分析,1998年滦河未超标河段中在满足水功能区划目标下可新增取水5.1×10⁸m³,水资源最大利用率为43%(现状为30%)。如果改变用水方式,重新配置水资源后水资源最大利用率可达到54%。

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综述

森林与径流关系——一致性和复杂性

魏晓华, 李文华, 周国逸, 刘世荣, 孙阁

2005, 20(5): 761-770. https://doi.org/10.11849/zrzyxb.2005.05.016

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@论文综述国外近一个世纪以来在配对集水区研究方面所取得的结论,从水的自然属性出发,从森林变化对径流(年径流量、洪峰与枯水径流)的影响,径流响应的干扰临界值及水文恢复各方面探讨森林变化与径流关系的一致性与复杂性。森林变化与径流关系的一致性主要表现在由较长时间尺度表达的年径流量上。绝大多数的配对集水区的试验研究表明,采伐森林就会增加年径流量,而在荒地上造林就会减少年径流量。而由较短时间尺度表达的洪峰径流与枯水流量则呈现较大的复杂性和难预估性。综述表明,对径流特别是洪峰与枯水径流的定义及分析方法的不同也是造成森林与径流关系复杂性的重要原因。森林与径流关系的复杂性要求人们在研究及应用其关系时就必须有系统观,必须考虑植被、径流与其它过程(土壤变化、气候变化等)的相互作用。论文还认为尽管配对集水区试验作为一种研究方法为研究者提供了许多可靠的结论,但由于许多研究者只把集水区看作是“黑箱”Q从而对认识森林与径流关系的复杂性有一定的局限性。未来的研究应把配对集水区的试验与其它对过程的研究技术(同位素、GIS等技术)结合起来。

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综述

自然保护区生态旅游影响评价:进展与启示

刘洋, 吕一河, 陈利顶, 陈飞星

2005, 20(5): 771-779. https://doi.org/10.11849/zrzyxb.2005.05.017

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自然保护区有效管理日益成为学术界、政府部门和非政府组织关注的一个焦点。近年来,生态旅游的发展和管理已经成为自然保护区管理中不容回避的重要问题。因此,研究旅游发展对自然保护区的影响并以此为基础建立自然保护区生态旅游的标准或评价指标体系,对于自然保护区管理理论的完善和管理实践的科学化具有非常重要的意义。论文阐述了自然保护区生态旅游生态环境和社会经济影响评价研究的相关方法与主要进展,认为保护区内生态旅游的实际效果与理论期望之间存在很大差距,从而在实践中引发了种种问题,对中国自然保护区的管理具有很好的警示作用。在中国自然保护区数量快速增长和旅游发展热情高涨的形势下,应重点做好三方面工作:①加强自然保护区生态旅游研究;②加强自然保护区生态旅游的规划、管理和监测;③强化生态旅游的经济贡献。

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资源利用技术与研究报道

滇池河流降雨径流资源利用的技术途径

刘忠翰, 王海玲, 彭江燕, 邓德仁

2005, 20(5): 780-789. https://doi.org/10.11849/zrzyxb.2005.05.018

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根据城市污水土地处理慢速渗滤等工艺的去除率BOD₅和COD_Cr分别为84.3%和82.5%,TP、KN和NH_3-N分别为94.9%、85.8%和89.4%,SS也高达58.4%。保证这类生态工程终年稳定运行的核心问题是:处理出水水质稳定和处理水量的稳定。影响稳定的主要因素有作物非用水季节(收获和栽种)的水量调节系统、雨季稳定运行和高去除率的处理工艺、适应慢速土地处理的气候和土壤等环境条件以及水量平衡调节与管理的有效保证。集水区域内实行分区管理的截流和改善下垫面排水调控能力的水利工程,配合使用灌溉型慢速土地处理(SR)或植物生长淹没床(VSB)湿地资源化利用与处理系统等生态工程处理工艺,是实现降雨径流资源化利用的主要技术保证。

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资源利用技术与研究报道

矿区塌陷地改造与构造湿地建设——以徐州煤矿矿区塌陷地改造为例

林振山, 王国祥

2005, 20(5): 790-795. https://doi.org/10.11849/zrzyxb.2005.05.019

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徐州矿区的塌陷地有4700～5300hm²为常年积水或季节性积水,平均积水3～3.5m,积水最深达7m,几乎不可能复垦。对于不可恢复为农田的深度塌陷地,根据当地的自然环境、水文水系等特点,结合降水资源截留、污水处理厂的尾水排放处理等,可构建成不同类型的构造湿地(Constructed wetland),如养殖型构造湿地、景观型构造湿地和净化型构造湿地。如对于季节性积水或常年水深在0.5m以下的塌陷地,可以建设为以芦苇为优势的构造湿地,芦苇湿地不仅具有很强的污染净化能力,而且具有较大的生成能力,可以提供丰富的造纸原料。构造湿地的植物选种原则是土著性、强净化作用及良好的经济价值。这种因地制宜修复利用塌陷地的途径,不仅代价低,而且可以解决废水资源化利用、缓解地区水资源短缺的矛盾。

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