基于RS的新疆哈密地区生态环境需水分析

干旱半干旱地区水资源缺乏,准确地计算区域生态环境用水和生态环境需水,可以对稀缺水资源进行合理调配,同时起到生态保护的作用。研究过程主要分为两个步骤:(1)采用RS技术,对新疆哈密地区1990年、2000年、2005年中巴资源一号卫星(China Brazil Earth Resources Sat-ellite)数据进行解译,形成1990年、2000年、2005年哈密地区土地覆被图形数据和相应的属性数据,确定相应年份各景观类型的面积;(2)参考有关研究并结合哈密地区实际情况,确定各景观类型的单位生态用水定额和需水定额,进而计算出1990年、2000年、2005年哈密地区的生态用水量,并以2005年哈密地区生态用水量为主要依据计算出保持哈密地区生态环境现状的生态需水量。研究结果表明,为了实现哈密地区生态环境整体保持在现状水平不致恶化、局部区域生态环境(巴里坤湖区)有所改善的生态治理目标,区域内生态环境需水总量为7.526×109m3,这一庞大的需水量将对该地区水资源配置造成巨大的压力;而当结合各类景观的地物空间位置特征进行分析时,发现该区域生态用(需)水量最大的景观(低覆盖草地)可以利用山地积雪融水进行自给,区域内实际需要规划配置的生态环境需水量为2.66×108m3,仅占区域生态环境需水总量的3.53%。在区域生态用(需)水计算过程中应考虑各种景观类型的生态用(需)水量的时空差异性,以保证水资源调配的科学与合理。     

辽中地区矿业城市水资源供需平衡动态分析

辽中地区矿业城市是我国重要的能源生产和重工业基地,研究其水资源供需变化有利于实现水资源可持续化管理,促进经济、生态协调发展。分析了水资源供需平衡框架,可利用水资源和需水量的计算方法,以及水资源供需平衡的影响因子。结果表明:1997-2005年,辽中地区矿业城市水资源供需区域差异明显,鞍山市水资源供需失衡明显,但缺水量逐渐降低,2005年仅缺水0.32×108m3,水资源开发利用率平均达到65.56%,用水属于高度紧张;抚顺市水资源供需基本持平,近几年余水量逐渐增大,2005年余水5.25×108m3,水资源开发利用率平均达到35.11%,用水属于中高度紧张;本溪市水资源供需平衡,可利用水资源大于需水量,2005年余水8.65×108m3,水资源开发利用率平均达到27.96%,用水属于中高度紧张。鞍山的需水结构以农业需水和生态环境需水为主,两者达到总需水量的76%;抚顺以生态环境需水为主,达到60%,农业需水次之,达到23%;本溪生态环境需水达到67%,工业需水次之,为15%。自然条件的差异是水资源供需变化差异的基础,人类社会经济活动和政策法规是水资源供需变化的主要影响因子。     

辽河流域生态需水估算

从辽河流域存在的环境问题出发,在确定主要生态需水类型的基础上,基于水资源分区,分别估算各水资源分区的不同类型的生态需水,包括枯季河道生态需水、汛期输沙需水、入海需水、地下水恢复需补充的水量、河口湿地生态需水等。针对辽河流域季节性河流的特点,提出了枯水季节最小流量法的枯季河道生态需水计算方法。计算结果表明,辽河流域生态需水总量为130.44×10⁸m³,占地表径流的48.3%,其中浑太河、东辽河2个水资源分区的生态需水量占地表径流的比例在60%以上,辽河干流生态需水量占地表径流的53.5%,其余水资源分区生态需水量占地表径流的比例均在50%以下。研究结果为流域水资源配置及水环境保护与恢复提供科学依据。     

黑河流域水循环演化与可持续利用对策

通过环境同位素研究和指数加权量化分析表明,黑河流域水循环演化主要受区域气候变化和人类活动影响,中游区人类活动对黑河径流水文过程变异影响强度达85％,以至成为下游区湖泊干涸、地下水位持续下降和生态环境退化的重要因素,由此提出如下论点：实现黑河流域水资源可持续利用和下游区生态环境有效保护、关键是规范中游区人类用水,使其符合黑河流域水循环自然规律,并建议正确处理兴修水利工程与地下水涵养的关系,着眼于整个黑河流域生活、生态和生产可持续发展的总目标,强化生态需水优先的可持续发展理念,充分发挥地下调蓄和地表—地丁水联合优化配置功能。     

湿地生态需水量与配水研究进展

湿地生态用水配置是近年来在湿地生态需水理论研究的基础上提出的,旨在通过向湿地生态系统分配或补给合理的水资源量,实现湿地生态环境的修复和保护。在阐述湿地生态需水量研究的基础上,系统总结了湿地生态配水量的研究方法和配置模式,指出了现有的湿地生态需水配置过程中存在的问题,提出湿地生态配水的定量化研究、湿地生态配水的合理模式研究和湿地生态用水配置的不确定性分析是今后的研究重点。     

引大入秦工程水资源优化配置研究

在引大工程灌区和邻近地区水资源供需分析的基础上,运用水资源系统分析理论,采用线性规划方法,建立了引大工程水资源优化配置模型。对引大工程的水资源在灌区及其周边兰州、白银两市统一进行优化配置研究,得出了近期和远期水资源优化配置方案,所建模型和优化配置方案正确、合理,符合引大工程及其供水区实际。进行了供水区环境效益和经济效益评价,提出了符合引大工程供水区水资源特性的研究结论和对策与措施建议。     

流域尺度生态需水的估算模型与应用--以克里雅河流域为例

以我国西部典型干旱区新疆南部的克里雅河流域为研究区,通过分析各生态系统需水的结构特征,估算了生态需水的规模,讨论了生态需水的供需平衡问题。研究发现,全流域生态需水总量约为6.93×10⁹m³/a,平均每公顷植被的最小生态需水为413.9m³/a。在各植被类型中,沼泽地耗水、草地耗水、林地耗水分别约占植被总生态需水量的47.6%、43.4%与9.0%,由此可见,沼泽地和草地耗水是该流域植被生态需水的主体。研究结论对于制定水土资源开发利用规划,保障当地水资源的良性循环,实现水资源的可持续利用,恢复和重建生态环境,具有重要的参考价值。     

民勤县2000-2009年来水资源生态环境压力分析

 民勤县面临的水资源危机已经受到人们的普遍关注。水资源生态环境压力是指为了保护人类生存发展的生态环境、以维持整个社会经济活动的正常运行,而对水资源造成的数量和质量上的压力,简称水资源压力。通过从人口、经济和生态3个方面选取多个指标建立水资源压力指数,对民勤近10 a来水资源压力问题进行分析。结果表明,民勤水资源压力较高,属于重度缺水,人口和经济发展挤占生态需水,引起生态环境恶化。多年来通过采取节水、调水、分水等措施,水资源压力指数由2000年的0.627降到2009年0.329,虽然水资源压力有所减缓,但地下水超采和生态环境缺水严重、水资源短缺问题仍未缓解。     

生态环境需水研究现状和展望

生态环境需水是国内外生态水文学研究的热点问题。本文回顾了国内外生态环境需水研究的现状,并对今后生态环境需水研究进行了展望。研究认为:国外对生态需水的研究侧重于河流生态系统,主要是利用所关心的鱼类对河道物理形态、水流状况等变化的响应关系,来确定河流的最小或最佳流量,研究方法主要以水文学法、水力学法和生境模拟法为主。20世纪90年代后,提出了考虑河流生态系统可接受的流量变化,以维持河流生态系统整体功能为目标确定河流生态需水的研究思路。在国内,生态需水研究起步较晚,但发展较快。研究大致经历了二个阶段:1988年至1998年是对生态需水相关概念的认识阶段,1998年之后才真正进入起步性研究阶段。因此,许多理论和方法都有待加强研究。最后,本文提出了以同位素示踪、遥感等技术为支撑,加强生态需水机理和不同时空尺度生态需水转化等问题的研究。     

海滦河流域河流系统生态环境需水量计算

从水资源开发利用中的生态环境问题出发 ,探讨河流系统生态环境需水量的内涵。指出生态环境需水量是指地表水体维持特定的生态环境功能所必须蓄存和消耗的最小水量。在这一概念的基础上 ,构建计算河流系统生态环境需水量的理论基础。以海滦河流域为例 ,分三部分(即河流基本生态环境需水量、河流输沙排盐水量和湖泊洼地生态环境需水量 )概算了区域河流系统的生态环境需水量。计算结果表明海滦河流域生态需水量为 1 2 4× 1 0 8m3 ,约占流域地表径流总量的 54%。认为海滦河流域水资源开发率超过 40 %时 ,就会对生态环境造成严重影响。     

The 3D simulation and optimized management model of groundwater systems based on eco-environmental water demand

Through the study of mutual process between groundwater systems and eco-environmental water demand, the eco-environmental water demand is brought into groundwater systems model as the important water consumption item and unification of groundwater’s economic, environmental and ecological functions were taken into account. Based on eco-environmental water demand at Da’an in Jilin province, a three-dimensional simulation and optimized management model of groundwater systems was established. All water balance components of groundwater systems in 1998 and 1999 were simulated with this model and the best optimal exploitation scheme of groundwater systems in 2000 was determined, so that groundwater resource was efficiently utilized and good economic, ecologic and social benefits were obtained.     

The 3D simulation and optimized management model of groundwater systems based on eco-environmental water demand

Through the study of mutual process between groundwater systems and eco-environmental water demand, the eco-environmental water demand is brought into groundwater systems model as the important water consumption item and unification of groundwater’s economic, environmental and ecological functions were taken into account. Based on eco-environmental water demand at Da’an in Jilin province, a three-dimensional simulation and optimized management model of groundwater systems was established. All water balance components of groundwater systems in 1998 and 1999 were simulated with this model and the best optimal exploitation scheme of groundwater systems in 2000 was determined, so that groundwater resource was efficiently utilized and good economic, ecologic and social benefits were obtained.     

基于生态用水的地下水系统模拟与优化管理模型

通过对地下水系统与生态用水相互作用过程的研究，把生态用水作为重要的用水项目纳入到地下水系统模型考虑范畴，兼顾地下水的经济、环境和生态功能三者统一，在吉林省大安试验区建立了基于生态用水的地下水系统三维模拟与优化管理模型，采用该模型，分别模拟出试验区1998年和1999年地下水系统水资源各项均衡量，并确定了2000年地下水最佳开采利用方案，实现了地下水资源持续讥效利用，取得了良好的经济、生态和社会效益     

干旱区生态用水的概念和分类─—以新疆为例

绿洲是干旱区人类活动的主体区域,亦是干旱区的精华所在。本文以此为出发点,探讨了干旱区生态用水的概念,认为：凡是对绿洲景观的生态与发展及环境质量维持与改善起支撑作用的系统所消耗的水份即为生态用水。同时以新疆为例,从绿洲与其内、外部环境的依赖性出发,把绿洲生态用水分为：人工绿洲生态用水、荒漠河岸林生态用水、河谷材生态用水、低平地草甸生态用水、城市生态用水、河湖生态用水、荒漠植被生态用水等七大类,每类之下又划分了若干小类。     

石羊河流域水资源利用现状及生态环境效应

石羊河流域由于特殊的自然地理条件,加之人类活动的影响,上游祁连山水源涵养林植被覆盖率降低,水源涵养功能下降,地表水资源短缺,供需矛盾十分突出。过度超采地下水,致使流域生态环境严重恶化,威胁到流域内经济社会的持续发展和人类的生存。通过调查石羊河流域水资源开发利用现状,分析水资源转化利用过程中的生态环境效应,就流域水资源问题及如何改善生态环境作了简要的论述,以期为石羊河流域水资源优化配置,拯救石羊河流域的生态寻求可能的途径。     

黄河流域生态环境综合评价及其演变

在定性分析黄河流域自然生态环境特点的基础上，针对黄河流域不同的地理特征与生态环境特征，从气候环境、水文环境、土地覆盖、土壤侵蚀、土地利用和地形地貌等方面选择评价指标，在遥感与地理信息系统技术支持下，首先通过一系列的模型计算与遥感影像解译，分别生成黄河流域1980年代末期与1990年代末期数值型的生态环境背景因子，而后应用主成分分析法对生态环境质量进行了综合评价，得出了不同空间尺度下的反映黄河流域1980年代末期与1990年代末期生态环境质量的分级图，并对黄河流域近10年间的生态环境演变进行了分析。     

The Spatio-temporal Pattern of Regional Land Use Change and Eco-environmental Responses in Jiangsu,China

Land use change and its eco-environmental responses are foci in geographical research. As a region with uneven economic development, land use change and eco-environmental responses across Jiangsu Province are relevant to China’s overall development pattern. The external function of regional land use changes during different stages of economic development. In this study, we proposed a novel classification system based on the dominant function of land use according to “production-ecology-life”, and then analyzed land use change and regional eco-environmental responses from a functional perspective of regional development. The results showed that from 1985 to 2008, land use change features in Jiangsu were that productive land area decreased and ecological and living land areas increased. Land use changes in southern Jiangsu were the most dramatic. In southern and central parts of Jiangsu the agricultural production function weakened and urban life service function strengthened; in northern Jiangsu, the mining production function’s comparative advantage highlighted that the rural life service function was weakening. Ecological environmental quality decreased slightly in Jiangsu and its three regions. The maximum contribution rate to ecological environmental change occurred in southern Jiangsu and the minimum rate was located in the north. Eco-environmental quality deteriorated in southern and central Jiangsu, related to expanding construction land in urban and rural areas. Ecological environmental quality deterioration in northern Jiangsu is probably due to land development and consolidation. The main reason for improvements in regional ecological environments is that agricultural production land was converted to water ecological land across Jiangsu.     

Research Progress in Ecological Carrying Capacity:Implications,Assessment Methods and Current Focus

In recent years, rapid global urbanization accompanied by rapid economic growth has resulted in increasingly serious eco-environmental problems such as land degradation and pollution. As a society, we are gradually realizing the role of environmental protection and ecologically-focused construction in promoting sustainable development. As an important method for assessing sustainable development, ecological carrying capacity (ECC) has become a powerful tool for investigating sustainable development and assessing eco-environmental problems. Based on results from a large number of previous studies in this discipline, we summarized and generalized the implications, main assessment methods, and key research domains of ECC. Deficiencies and future trends in ECC research are identified. In terms of implications, ECC can be roughly defined into the perspectives of environmental change, human effects on ecological systems, and holistic ecological systems. The primary assessment methods and models can be classified in accordance with these three perspectives, including ecological footprint method, ecosystem-services-based method, net primary productivity method, situation space method, energetic ecological footprint model, system dynamics model, and coupling model. We compared the advantages and disadvantage of different methods and analyzed their applicable conditions. As ECC research has advanced, related studies have gradually extend to land systems, watershed systems, ecologically vulnerable areas, tourism systems, and urban comprehensive systems, which have solved relevant eco-environmental problems based on ECC assessments. Currently, ECC research lacks a standard definition for the ECC index threshold, research related to dynamic monitoring and early warning, sufficient consideration of scientific and technological drivers, and spatial pattern analyses. Future trends in ECC-related research should provide a large-scale assessment of cross-border areas and ecological vulnerable areas, construct an ecological warning platform, and consistently analyze ECC and regional leading industries.     

旅游用地时空演变及其环境效应研究综述

旅游用地时空演变及其环境效应研究从20世纪30年代开始逐渐引起国内外学者的关注,并在海滨度假区、游憩商务区、环城游憩带的空间形态变化过程和变化机制以及旅游用地开发对旅游地的生态环境影响等方面取得了一些成果.研究方法以实证研究为主,具体有野外调查、模拟实验和长期监测,野外调查法被采用的最多.先进的3S技术在已被应用于旅游用地及其环境影响研究方面,但仍处于探索阶段.尤其在国内对旅游用地环境的影响研究多以社会经济统计资料、环境监测资料为依据,以野外调查为手段,缺乏对新技术的广泛应用.研究存在动态演变模型构建不足、时空尺度单一、生态环境效应的过程与机理研究薄弱、环境效应数据的动态监测缺乏等的问题.指出未来研究的趋势是:旅游用地时空演变机制的动态模拟;旅游用地时空演变环境效应时空尺度的扩展;旅游用地时空演变的生态环境效应定量评价;旅游用地时空演变环境效应的监测与预测等.     

城市群地区产业集聚的生态环境效应研究进展

城市群地区产业集聚的生态环境效应研究对于资源节约和环境友好型城市群的建设和城市群整体竞争 力的提升具有重要意义。本文总结了当前该领域研究在理论、方法和实践等方面取得的最新进展,指出了当前研究 的薄弱环节,并展望了未来的研究方向。研究认为,目前城市群地区产业集聚的生态环境问题受到普遍关注,已从 产业部门发展、结构变动、布局调整、产业集群建设等多个角度对城市群地区产业集聚的生态环境影响机理和效应 进行了分析,并探讨了城市群地区产业集聚与生态环境协调发展的对策。在研究方法上,以能值、生态足迹、系统动 力学模型、人工神经网络模型、投入产出法、灰色系统分析和多目标规划法为主的定量分析方法开始应用于城市群 地区产业集聚的生态环境效应评价、产业集聚与生态环境相互关系模拟及情景预测之中。当前的研究尚未形成体 系,理论研究欠缺,方法应用有限。从发展趋势来看,今后基于城市群空间特性的理论研究有待深入,多学科融合、 新技术方法的应用及与实践的结合将得到加强。