艾比湖流域水资源承载力综合评价

通过对系统内在作用机制的分析,以新疆艾比湖流域为例,利用模糊层次分析原理建立了流域水资源承载力综合评价指标体系并对其进行了量化分析。借助德尔菲专家调查法,将模糊层次分析法运用到研究区水资源承载力综合评价指标权重的求解中,对评价指标、具体评价过程和应用方法进行了分析说明。并预测了研究区未来规划水平年水资源承载力的发展趋势和方向。提出了该区域社会经济发展和水资源配置的规划方向,并探讨提高该区域水资源承载力的良策。这也为其它区域的水资源可持续开发利用研究提供了一定的借鉴和参考。     

考虑粮食增产计划的哈尔滨地区水资源优化配置(英文)

水资源优化配置是水资源管理中重要且复杂的课题。随着我国"千亿斤粮食增产计划"的提出,作为重要粮食产区的松花江流域面临着水资源能否承载粮食增产的迫切问题。然而,至今该区域鲜有涉及到粮食增产计划的水资源配置研究。本文选取松花江流域的哈尔滨市为研究对象,通过建立多目标规划模型,得到该区域2020年和2030年(p=75%)的水资源优化配置方案。配置结果可将各分区按农业生产潜力划分为4类:第一类为哈尔滨市区。随着城镇化进程加快,哈尔滨市区将会成为农业用水最为短缺的分区。在此形势下,哈尔滨市区的粮食增产空间很小;第二类为五常、尚志和宾县分区。分区内也存在农业用水短缺的现象。但由于短缺程度较小,如能加大节水措施和水利工程措施的建设力度,尚有粮食增产的可能;第三类为阿城、呼兰、木兰和方正分区。伴随着城镇化进程的进一步加快,分区内将会产生一定的农业用水短缺风险。根据分区情况,可通过加强节水措施建设来消除风险。分区内具备一定规模的粮食增产空间;第四类为双城、巴彦、依兰、延寿和通河等水资源条件较好的分区。分区内具备农业大规模发展的潜力。应提高水、土资源开发利用程度以确保粮食增产。研究成果可为制定哈尔滨地区实现区域水资源可持续利用的粮食增产计划提供科学建议和决策依据。     

基于流域的陕西省水资源承载力研究

以陕西省9个流域为评价单元，基于宏观指标和综合指标构建水资源承载力综合评价模型。通过分析经济压力、人口压力、承载压力及协调指数，进而对研究区水资源承载力进行评价并探讨其时空分布特征。结果表明：（1） 陕西各流域水资源承载力差异较为明显，其中陕南最大，陕北次之，汉中最小。陕南地区的汉江和嘉陵江两个流域水资源丰富且降水充足, WI<0.6处于承载适宜阶段，但该流域水资源利用效率较低HI<0.6，流域人均用水量、万元GDP用水量以及农田灌溉亩均用水量均超过全省平均水平。陕北地区的河口—龙门、内流区以及北洛河三个流域水资源紧缺且存在水质性缺水问题，处于轻度超载阶段；而关中地区的渭河、泾河、龙门三门峡及伊洛河四个流域水资源供需矛盾随着人口与经济的增长进一步加剧，水资源承载力综合评价指标值WI >1.5，处于严重超载阶段。（2） 从承载压力指数分析可以看出，流域调水对缺水地区或经济中心城市的发展起到决定性作用。从丰水流域跨流域调水能解决地区性缺水问题，进而解决水资源危机所带来的社会经济可持续发展问题。(3) 基于水资源的自然资源属性，以流域为评价单元，其研究结果更符合自然规律，有利于实现流域间水资源的合理均衡和分配。     

干旱半干旱区水资源承载力评价及空间规划指引——以宁夏西海固地区为例

以宁夏西海固地区为例,在区域尺度水资源超载状态分析基础上,构建了栅格尺度水资源承载力评价指标体系和计算方法,阐释了水资源承载力空间格局、特征及其与人口经济要素的空间关系,并提出空间规划与发展路径指引。干旱半干旱区栅格尺度的水资源承载力评估指标体系包括5项一级指标和12项二级指标,案例实证研究与校验表明：指标体系与评估模型具有可操作性,可为空间规划与管制提供更有效的决策支撑;西海固地区栅格尺度的水资源承载力划分为强、较强、中等、较弱以及弱5个等级,强和较强等级区主要位于清水河河谷平原,是黄河扬水灌区与地下水资源富集区的叠加区域,较弱和弱等级区集中分布于黄土丘陵区、六盘山及其余脉山地区。在水资源承载力空间差异分析的基础上,因地制宜地制定空间开发指引,建立“节流为主、开源为辅”的水资源保障体系,有助于构建与区域水资源条件相适应的人口产业布局模式。     

基于主成分分析的郑州市水资源承载力评价

根据郑州市2003—2011年的相关统计资料,选取15项指标建立了影响水资源承载力的综合指标体系,运用主成分分析法从15项指标中选出影响郑州市水资源承载力动态变化的2个主成分,根据主成分的贡献率并结合主成分各因子的得分,对郑州市水资源承载力进行了综合评价。结果表明:2003—2011年郑州市的水资源承载力总体呈下降趋势,但2011年有所回升。随着科技水平的提高和各种水资源保护措施的施行,郑州市的水资源还有一定的承载力空间。     

优化配水视角下的中国粮食生产格局变化(英文)

基于因素分解模型,追溯不同流域区粮食生产变化的贡献来源,探讨水资源约束下的粮食生产格局变化及其优化思路。研究发现,1995-2010年,北方贫水区粮食增产明显,以松辽河区和淮河区最为显著,前者主要通过扩大复种增产,后者则主要依靠单产促产。虽然北方普遍有扩玉米的粮食品种调整现象,但由于粮食增产对扩大灌溉、调增耕地复种指数的依赖,农业用水除滦海河区和黄河区稳中有降,其它北方产区仍居高不下。同期,雨水充沛的东南沿海地区,粮食减产明显,且减产主要来自水稻面积的强烈收缩,农业用水亦减量明显。最后基于优化配水的视角,探讨了粮食可持续增产策略。     

黄河三角洲生态经济区水资源承载力评价及趋势预测

水资源承载力是反映区域水资源对经济社会发展的支撑能力,是衡量水资源与经济、社会、自然是否和谐发展的重要指标。综合考虑经济、社会、自然等因素,构建“承压-压力-协调-管理”四维水资源承载力评价指标体系,通过组合赋权法测度水资源承载力水平,运用M-K趋势法分析其时空变化特征,并运用R/S分析法预测未来发展趋势。结果表明：（1）黄河三角洲高效生态经济区水资源承载力指数呈缓慢上升趋势,整体数值偏低;（2）沿海地区水资源承载力较好,水资源承载力指数由沿海向内陆逐渐降低,承压指数、压力指数、协调指数、管理指数空间特征明显;（3）水资源承载力在莱州湾及黄河入海口部分县（市、区）显著改善,远海地区呈现显著恶化趋势,协调指数和管理指数有所改善,承压指数不容乐观,压力指数普遍恶化;（4）未来变化中,水资源承载力在黄河三角洲高效生态经济区呈现持续改善趋势,惠民县、阳信县、利津县、高青县等地区呈持续恶化态势。     

基于主成分分析的甘肃省水资源承载力评价

以甘肃省水资源承载力为研究对象,运用主成分分析法对甘肃省水资源承载力从时间和空间两个角度进行了综合评价。研究表明：影响水资源承载力的因子主要包括经济发展因子、人口因子、水资源供需平衡因子、农业生产用水因子;2006-2015年,甘肃省水资源承载力整体呈现下降趋势;甘肃省水资源承载力存在显著的地区差异,甘南等地区水资源承载力较大,白银等地区居中,张掖等地区较小,兰州等地区最小,这主要是受水资源供需不平衡、农业生产用水差异较大和经济发展及人口因素的影响。     

关于水资源承载力理论与方法的研究

本文首先明确了水资源承载力的基本概念 ,指出可持续发展理论、水 -生态 -社会经济复合系统理论、二元模式下的水文循环机制和过程是水资源承载力研究的理论基础 ,对水资源承载力研究的基本内容、评价指标体系的建立和评价方法进行了较全面的概括和总结。     

GIS在中国粮食单产空间变化研究中的应用

依据１９８５与１９９４年两个年份的分县粮食生产统计数据,运用ＧＩＳ为分析手段,从空间变化特征、变化成因及变化趋势三个方面,着重对１９８４年以来我国粮食单产的空间变化进行了定量研究。结果表明：在过去十年里,我国粮食单产增长占绝对优势,其中北方地区增产强度较大、南方地区下滑现象明显;生产条件的改善对北方粮食单产的增长有重要作用,比较利益的驱使导致南方粮食单产下滑。     

水平衡下黄淮海平原区耕地可持续生产能力测算

为缓解黄淮海平原区地下水水位的持续下降,国家提出耕地资源休养生息的战略,而实施耕地资源休养生息的关键,是确保水平衡下的耕地资源可持续生产能力。本文从可持续理论和水平衡的条件出发,将黄淮海划分成12个自然条件、社会经济条件相对均一的农业生态区,采用不同农业生态区代表实验站限水高产的产量和管理经验,以水定产并逐步修正,得到了黄淮海平原区耕地可持续生产能力,并与现实产量对比得到产量差。结果表明：① 水平衡条件下黄淮海平原区耕地的可持续粮食生产能力为1.16亿t/年;② 可持续总产产量差为-67.85万t/年,由于限水灌溉造成的粮食产能损失为小麦331.84万t/年,玉米不存在产能损失;③ 小麦主要压产地区为黑龙港地区、鲁西平原、豫东平原以及京津唐平原,而徐淮低平原、豫东平原以及胶西黄泛平原具有一定的提产潜力。通过测算,进一步认识了黄淮海平原区耕地可持续产能状况,为区域粮食生产的合理布局以及农业限水限产提供可靠依据。     

黄河下游影响带含水系统激发补给动态调蓄研究

黄河下游悬河的特殊地质环境条件,使黄河水与其影响带地下水水力联系密切,地下水开采潜力大。为优化水资源联合调度,刻画地下水集中供水水源地与含水系统调蓄的内在联系,根据地下含水系统岩性结构及地下水的补、径、排条件,按水源地定流量的开采方案,建立浅层地下水二维水流模型。应用FEFLOW软件,对黄河下游影响带10处地下水水源地进行激发补给动态调蓄模拟预测。结果显示,傍河水源地开采条件下,可以通过增大黄河的侧渗补给量,实现含水系统动态调蓄水资源的功能。     

黄河三角洲芦苇湿地生态修复效果评价研究

基于黄河三角洲芦苇湿地退化现状及所实施的生态修复工程,以正负参照系选取了4块不同修复年限的样地,从湿地生态系统的环境质量、结构与功能的角度构建了湿地修复效果评价指标体系,利用层次分析法确定各指标权重,利用模糊综合评价法对黄河三角洲盐渍化芦苇湿地的修复效果进行定量评价。结果表明:黄河三角洲芦苇湿地4年修复期的样地评价得分为4.01,2年修复期的样地评价得分为3.16,对应评价结果分别为"优"和"良"的等级。相比负向对照,修复区的水体指标和土壤指标参数显著改善,而植被生物量和密度与自然样地还有较大差距,说明生物群落的建立需要更长的时间;同时,湿地水资源管理是该区芦苇湿地生态修复工程的关键,应根据芦苇不同生长期的需水量,制定合理的抽灌制度,达到洗碱脱盐和植被建群的双重目的。     

The Conceptual Model and Its Empirical Studies of Sustainable Carrying Capacity of Water Resources:A Case Study of China Mainland

Based on the interactive development of new industrialization, rapid urbanization and agricultural modernization (IUAM), and from the viewpoint of interactive responses and supply-demand relationships between regional water resources carrying capacity and economic-social development, this paper puts forward the concepts and characterization methods of water resources relative intensity (WRI), water resources carrying rate (WCR) and sustainable index of water resources system (WSI). Considering the catastrophic trait of water resources carrying capacity and its contradictory relationship with WRI, a modified Catastrophe Model, which combines Catastrophe Theory and Fuzzy Mathematic Theory, was introduced to perform a multi-objective and multi-criterion comprehensive assessment of the sustainability of water resources carrying capacity (WSCC) based on benchmarking. According to these concepts and models, land WSCC for the China mainland was set as an example for empirical analysis. The results showed that at the scale of first-grade water regions, Liaohe River, Yangtze River and Pearl River regions had high WRI of domestic water, while Northwestern Rivers, Southeastern Rivers regions and Yangtze River region in some years had high WRI of eco-environment water. However, they were all in a downtrend, while the other four northern regions had low WRI in an uptrend. The agricultural WRI in Songhua River, Yellow River and Northwestern Rivers regions were relatively high and industrial WRI in Songhua River, Yangtze River and Pearl River regions were also relatively high. At the provincial scale, WSCC of urban domestic water was relatively stable, WSCC of eco-environment was obviously fluctuating, and WSCC of agriculture and industry were constantly rising. Overall, WRI in the China mainland generally decreased. The convergence of provinces with high consumption intensity of water resources and spatial spillover of WUE in high WCR provinces promotes water resources development and utilization, progressing toward doubly sustainable development. In the future, China should try to find new ideas and methods of dynamic management of regional water resources and unified management of basin water resources, building on the foundation of traditional water resources planning. Meanwhile, water resources should be considered in regional PRED (population, resources, ecology and development) systems for integrated dispatching and optimizing configuration so that the improvements of WSCC and harmonious development of water resources and regional populations, eco-environment, economy and society can be achieved.     

中国能源-粮食生产对水资源竞争的关系——基于水足迹的视角

通过对水-能源-粮食系统的定量分析,能更好的探究三者之间的协同作用,对提高区域资源综合利用效率、促进区域可持续发展具有重要意义。本文基于水足迹视角探讨了1990—2017年中国31个地区能源-粮食生产对水资源的竞争关系,并借助ESTDA模型框架对其时空动态特征进行分析。结果表明：① 中国化石能源水足迹的时间演变特征可分为缓慢下降-快速上升-平稳下降3个阶段,其中化石能源灰水足迹平均占化石能源水足迹的70%以上;电力水足迹呈持续上升态势,其中电力蓝水足迹平均占电力水足迹的70%以上;粮食蓝水足迹上升幅度明显,平均占农业用水总量的70%以上。② 能源-粮食水足迹总量空间分布格局受区域资源禀赋差异影响较大。③ 时间序列上,中国能源-粮食生产对水资源竞争指数呈逐年上升态势;空间分布上,同时兼顾能源生产与粮食生产的黄河中下游区、东北地区为竞争指数高值集聚区,其余地区竞争指数相对较小。④ LISA时间路径分析显示,中国南方地区能源-粮食水资源竞争指数的空间格局的稳定性比北方更强;各地区在不同程度上均受局部结构的时空依赖效应影响;竞争指数空间格局变化具有较强的整合性且空间凝聚性较强。⑤ 能源-粮食生产对水资源的竞争在短期内难以得到有效缓解。     

Study of the Population Carrying Capacity of Water and Land in Hainan Province

In recent years, the rapid growth of population in Haikou and Sanya has caused extensive concern about the carrying capacity of Hainan Province. To formulate scientific population and environmental policies, it is necessary to research the relationship between population, carrying capacity and economic growth. In this paper, three indicators, grain production, nutrient composition of agricultural products and water resources, are used to measure carrying capacity quantitatively; the employment elasticity coefficient method is used to set the employment elasticity coefficient and the growth rate of regional GDP to estimate the total population needed to support economic growth; PADIS-INT population forecasting software that has parameters to track total fertility rate and net migration rate is used to predict demographic changes. The results show that, as of 2050, the total population of Hainan Province will not have exceeded the upper limit of the carrying capacity of land and water resources. In general, there is no overpopulation problem in the province, but there may be structural problems related to population, such as a large proportion of elderly people, labor shortages, and a high social dependency ratio. It is suggested that the local government should adopt positive population policies, improve the management of natural resources and the environment, and guide the balanced development of population in the province.     

松花江区气象水文干旱演变特征

采用标准化降水蒸散指数和径流干旱指数分析了1961~2010年研究区水文干旱和气象干旱时空演变特征,并探讨了水文干旱与气象干旱的关系。结果表明：① 1961~2010年松花江区呈总体干旱化且又有明显时段性的特征,其中1967~1983年和1996~2010年气象干旱频发、覆盖范围广、持续时间长且强度大;其它时段气象干旱少有发生。其次,气象干旱空间分布差异明显,东部的平均干旱频次和强度都大于西部地区,中部（嫩江流域中下游）平均干旱持续时间最长;但在嫩江流域和黑龙江上游地区干旱略有减弱趋势。② 松花江流域和挠力河流域水文干旱呈加剧的趋势,尤其是近15 a干旱化趋势明显;挠力河流域干旱频发、强度大且持续时间很长。松花江流域水文干旱程度弱于挠力河流域,但极端水文干旱事件频发。 ③ 松花江区气象干旱与水文干旱密切相关,嫩江流域水文干旱滞后于气象干旱2个月,而第二松花江流域和松花江流域水文干旱滞后于气象干旱3个月;挠力河流域水文干旱与气象干旱无明显的时滞相关性。