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。     

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。     

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。     

新疆的水资源可利用量及其承载能力分析

把新疆划分为伊犁河—额尔齐斯河外流区、准噶尔盆地—天山北坡经济区、塔里木盆地-塔里木河流域区和吐哈盆地诸小河流域区等4个水资源分区。系统分析估算了各分区的水资源总量、水资源可利用量以及水资源的利用现状、水资源的潜力及其承载能力,并参考已有研究结果进行了评述。新疆社会经济可利用的水资源量为598.96×108m3,新疆生态需水量为229.31×108m3;在建立节水型社会后,可以满足新疆社会经济、生态的需水。到2050年人均GDP81697.49元时,可承载的人口规模不低于3 250.8×104人。     

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。     

气候变化与人类活动影响背景下格尔木河流域雨水洪水资源化潜力分析

水资源短缺是柴达木盆地盐湖化工产业大规模生产的制约因素之一,在未来,流域雨洪资源化利用是解决盐湖化工产业水资源短缺的必要手段。通过分析了格尔木河流域典型年份生态环境、农牧业、城镇生活、盐湖化工四大产业基本需水量,结合流域未来不同气候情景模式( RCP2.6,RCP4.5,RCP8.5)下的径流量预测结果,探讨了气候情景模式下流域雨洪资源量、雨洪资源可利用量及雨洪资源化潜力分析。结果表明, 1)在未来 40a(2022—2060年)不同气候情景模式背景下,格尔木河流域雨洪资源量均值分别为 10.21×108、10.56×108、11.07×108m3/a,较 1991—2018年多年平均径流量的增幅分别为 34.87%、39.50%、49.27%。2)现状年流域雨洪资源的可利用量十分有限,但在未来三种不同气候模式下,流域雨洪资源可利用量均值分别为 1.98×108、2.32×108、2.84×108 m3/a,分别占雨洪资源量的 19.4%、     

中国华北和西北地区水量短缺对农业的压力及对策

华北平原的耕地占全国的 31.19% ,人口占全国的 2 6 .0 1,但水资源只占全国的 6 .14 % ,水资源的供需矛盾很大。而西北地区的水资源分布不均 ,内陆河流域的引水率过高造成了河水断流、湖泊干涸和土地沙漠化。至 2 0 5 0年 ,全国工业和城镇用水将消耗 5 0 %的供水 ,农业用水将比现在减少 ,但黄河流域和西北农业需水量将比2 0 0 0年增加 73× 10 8m3 ,保障农业用水的难度将比现在更大。要避免中国干旱区农业用水的短缺 ,需采取从中国南部的长江流域调水到华北、提高水资源的利用效率、应用节水灌溉技术、调整种植结构和在城市循环用水、净化工业和生活废水等措施     

新疆三工河流域农业需水量预测与分析

依据新疆三工河流域的农业生产发展情况以及农业用水现状,综合考虑该流域土地资源状况和农业发展方向,结合国家西部大开发战略和相关的宏观经济调整政策,预测2005年、2010年和2020年流域三个水平年的农业需水量,分析了未来20年的农业需水态势.同时,结合该地区工业、生活、生态环境需水量的未来变化趋势,平衡分析了在满足未来农业需水条件下的社会-经济-生态复合系统水资源配置的合理性,并提出从农业灌溉中节水,尽量追求内涵式发展的农业模式,这才是谋求三工河流域社会-经济-生态复合系统可持续发展的有效之路.同时,这也为国家对该地区的国土开发、经济建设布局以及长远水资源利用问题进行宏观决策提供了参考依据.     

塔里木河下游生态需水估算

量化生态需水是流域水权分配的重要依据。以塔里木河下游大西海子水库至尾闾台特玛湖段为研究区,借助湿周法计算了该段河道内最小生态需水量,并基于2009年和2010年河段地下水分布特征,计算沿线河道两岸各1 km范围地下水恢复至目标埋深(5～4 m)的地下水恢复量,采用潜水蒸发法和面积定额法估算了沿线天然植被生态需水量。结果表明：（1）塔里木河下游大西海子-台特玛湖河道内年最小生态需水量为1.455×108 m3;（2）以5年为恢复期限,确定该河段地下水埋深恢复至5～4 m的年恢复需水量为0.608×108～1.466×108 m3;（3）取潜水蒸发法和面积定额法计算结果均值,确定研究区天然植被生态需水量为1.042×108 m3;（4）综合考虑,塔里木河下游大西海子-台特玛湖年生态需水总量为3.105×108～3.963×108 m3。     

基于仿真模拟的长株潭城市群水资源供需系统决策优化

基于系统动力学的原理和方法,在充分考虑社会经济发展及城镇生态用水需求的基础上,建立长株潭城市群水资源供需系统模型,仿真模拟传统发展型、发展经济型、节水型、协调型等四种不同方案条件下,2012-2030 年长株潭城市群水资源供需变化趋势,并在此基础上,对水资源供需系统仿真方案与决策优化进行综合分析。研究结果表明:① 随着经济发展和人口增长,长株潭城市群水资源供需矛盾将日趋紧张;② 在协调型模式下,到2030 年长株潭城市群总需水量达到105.1×10⁸ m³,水资源供给能力尚有5.4×10⁸ m³富余,模拟期内水资源供给基本能够满足社会经济发展的需求,且能够获得最大的综合效益,是长株潭城市群水资源开发利用的相对较优方案;③ 为了实现预期目标,还需加快水利建设、完善用水管理、优化经济结构、增强节水意识、加大循环利用和环境整治,提高用水效率和水资源保障水平。研究结论可为促进长株潭城镇化发展与水资源高效配置提供依据,同时本文可为进一步深入探讨协调城镇化发展与水资源优化配置决策方案评价提供科学参考。     

辽中地区矿业城市生态承载力分析与预测

辽中地区矿业城市是我国重要的能源生产和重工业基地,研究其生态承载力状况并预测其发展趋势,有利于区域经济、生态协调发展。基于资源保障率、环境承载力和社会经济增长相统一的原则,运用系统动力学方法建立了辽中地区矿业城市生态承载力评价模型,评价了1997-2006年研究区生态承载力状况,预测了2006-2020年研究区生态承载力变化趋势。结果表明：1997-2006年,辽中地区矿业城市生态承载力总体处于超载状态,但发展趋势差别显著。鞍山生态承载力指数从1.686下降到1.301,年均下降2.56%,但仍处于超载状态;抚顺生态承载力指数从1.169下降到0.909,年均下降2.49%,生态承载力从超载变为盈余;本溪生态承载力指数从1.070上升到1.249,年均上升1.56%,超载程度不断加大。2006-2020年,辽中地区矿业城市生态承载力总体上处于超载程度加大的趋势,鞍山、抚顺和本溪生态承载力指数年均增长率分别达到0.89%、1.56%和1.81%。作为矿业城市,鞍山、抚顺和本溪需要优先保障水资源和能源的供需平衡,改善水环境质量,从而达到生态承载力的提高。     

辽宁省义务教育资源配置差异的时空演变分析

构建义务教育资源配置评价指标体系,采用塞尔系数计算方法,从整体差异、地市间差异和地市内部差异研究2005—2012年辽宁省义务教育资源配置差异。结果表明:1辽宁省义务教育资源配置差异整体呈逐渐扩大的趋势,从办学条件、师资力量和资源配置方面考虑,地市间差异贡献率大于地市内,地市间发展不平衡是造成辽宁总体义务教育资源配置差异的根本原因,办学条件差异是造成义务教育资源配置差异的主要体现。2从时空演变分析看,辽宁省各地市间义务教育师资力量差异在8年间变化不大,办学条件和资源配置变化趋势一致,呈"N"型;辽宁省各地市内小学、初中义务教育资源配置差异呈现出东南部和西部(丹东、本溪、鞍山、锦州、葫芦岛、朝阳)减弱、北部和南部(铁岭、大连)平稳、中部(沈阳、抚顺、辽阳)倒"U"型变化以及西北部(阜新)和辽东湾东北岸(盘锦、营口)扩大的时空演变特征。3均衡配置教育资源,平衡区域教育资源发展,加大对薄弱地区、学校的投入力度,鼓励教师深造,实现教师流动是合理发展辽宁省义务教育资源配置的有效措施。     

2007年春季沙尘暴对辽宁中部城市群空气质量的影响

根据大气降尘量和可吸入颗粒物PM10 、PM2.5、 PM1的观测资料,分析了2007年春季发生于我国北方的两次沙尘暴天气过程对辽宁中部城市群空气质量的影响。结果显示,沙尘天气使各城市大气降尘量与可吸入颗粒物PM10和PM2.5的质量浓度明显增高,空气质量明显下降。在3月31日和5月7日的两次沙尘暴过程中,城市群的大气降尘量比当月日平均值分别增加了1.5倍和2.5倍,各城市PM10的日均质量浓度比沙尘出现前一日分别增加了0.2～2.6倍和1.5～3.8倍。3月31日除铁岭和鞍山空气质量状况为良外,均达到轻微污染程度;5月7日鞍山达严重污染程度;沈阳、辽阳、本溪、铁岭和抚顺的空气质量均为中度污染或中度重污染。沙尘暴期间1.0～10.0 μm的粗粒子为影响辽宁中部城市空气质量的主要成分,其小时平均质量浓度最大时是沙尘出现前的10～30倍。     

Geographical distribution of ecological footprint and sustainability analysis for Liaoning Province

This paper presents the detailed results and analyses on the ecological footprints and bio-capacities of the individual cities and the province as a whole for the year 2001, providing a clear picture of sustainability for the province. Results show that the ecological footprints of most cities in Liaoning exceeded their respective bio-capacities, incurring high ecological deficits. The ecological deficit of the province as a whole was 1.31 ha/cap. Those cities with resources extraction and/or primary material-making as their major industries constitute the "ecologically black band", whose ecological deficits ranged from 2.45 to 5.23 ha/cap, the highest of all cities in the province. Fossil energy consumption was the major source of footprint amounting to 1.63 ha/cap at the provincial level, taking up 67.3% of the total. For cropland, modest ecological surpluses occurred in Jinzhou, Tieling, Huludao, and Panjin while modest ecological deficits in Dalian, Benxi, Fushun, and Dandong, resulting in an overall surplus for the province. Liaoning had a certain level of surplus in fishing ground (water area), mainly distributed in the coastal cities of Dalian, Panjin, Huludao, Yingkou, Jinzhou, and Dandong. Most cities had a small ecological deficit in pasture and all had a small ecological surplus in forest. The eco-efficiency, expressed as GDP value per hectare of footprint, exhibits high variations among the cities, with the highest (Shenyang) more than 10 times the lowest (Fuxin). Cities with manufacture, high-tech, and better developed service industries had high eco-efficiency, while those with resources extraction, primary material-making, and less developed service industries had low eco-efficiency. Based on the components and geographical distribution of ecological footprint, strategic policy implications are outlined for Liaoning's development toward a sustainable future.     

黑河中游地区水资源供需状况分析及对策探讨

在分析黑河中游地区水资源及其开发利用现状基础上,以2002年为现状年,以2006年和2010年为预测年,对本地区未来需水量进行预测和供需平衡分析。结果显示:未来黑河中游地区水资源需求量将呈不断增加趋势,供需矛盾将会越加突出。2006年和2010年,在75％和90％的保证率下,现状水资源工程均无法满足各类用水需求,约有3.38～4.72亿m3和3.93～5.27亿m3的缺口,缺水率将达16.58%～23.16%和18.78%～25.18%。为保证黑河中游地区水资源能够持续开发利用,社会和经济持续稳定发展,从目前来看,主要在农业节水和开发祁连山空中云水资源等方面下功夫,从长远来看,需要加强在流域虚拟水方面的研究。     

辽宁省生态足迹地理分布及其可持续发展分析

This paper presents the detailed results and analyses on the ecological footprints and bio-capacities of the individual cities and the province as a whole for the year 2001, providing a clear picture of sustainability for the province. Results show that the ecological footprints of most cities in Liaoning exceeded their respective bio-capacities, incurring high ecological deficits. The ecological deficit of the province as a whole was 1.31 ha/cap. Those cities with resources extraction and/or primary material-making as their major industries constitute the “ecologically black band“, whose ecological deficits ranged from 2.45 to 5.23 ha/cap, the highest of all cities in the province. Fossil energy consumption was the major source of footprint amounting to 1.63 ha/cap at the provincial level,taking up 67.3% of the total. For cropland, modest ecological surpluses occurred in Jinzhou, Tiding,Huludao, and Panjin while modest ecological deficits in Dalian, Benxi, Fushun, and Dandong, resulting in an overall surplus for the province. Liaoning had a certain level of surplus in fishing ground (water area), mainly distributed in the coastal cities of Dalian, Panjin, Huludao, Yingkou, Jinzhou, and Dandong. Most cities had a small ecological deficit in pasture and all had a small ecological surplus in forest. The eco-efficiency, expressed as GDP value per hectare of footprint, exhibits high variations among the cities, with the highest (Shenyang) more than 10 times the lowest (Fuxin). Cities with manufacture, high-tech, and better developed service industries had high eco-efficiency, while those with resources extraction, primary material-making, and less developed service industries had low eco-efficiency. Based on the components and geographical distribution of ecological footprint, strategic policy implications are outlined for Liaoning‘s development toward a sustainable future.     

辽宁省滨海湿地类型及生态服务价值研究

基于辽宁省海岸带2005年秋季的Landsat ETM影像解译数据,根据辽宁海岸线湿地发育特点,确定辽宁省滨海湿地类型,计算湿地面积;并应用生态经济学的理论和研究方法,结合相关统计数据,对辽宁省滨海湿地提供的资源供给、环境调节和人文社会3大类共8项生态服务的经济价值进行估算。结果表明,辽宁省滨海湿地总面积为15208．06km2,其中自然湿地和人工湿地面积比例分别为71．49％和28．51％;辽宁省滨海湿地生态服务总价值为443．47×10^8元／a,相当于全省2005年GDP的5．54％。其中滨海湿地的资源供给服务价值最大,为195．86×10^8 t／a,占滨海湿地总价值的44．17％,环境调节服务和人文社会服务价值比例分别为31．79％和24．04％,表明滨海湿地在发挥显著的直接经济效益的同时,还兼具巨大的生态效益和社会效益,对于维系辽宁海岸带环境支撑能力和可持续发展能力,确保辽宁沿海经济带建设国家发展战略的实施具有重要的作用。     

面向区域的“三位一体”旅游开发战略——以抚顺市旅游发展战略为例

根据旅游业的特点和区域发展规律,针对传统的单一城市旅游发展战略模式,提出要从区域整体旅游战略出发,统筹制定面向区域的一体化旅游总体发展战略。从规划角度提出了旅游开发应当从“资源开发”、“市场拓展”和“体系优化”三个方面出发,制订有针对性的战略。以抚顺市为案例,探讨了上述三个战略任务的地方性安排,即抚顺市旅游业的“龙头带动”、“区域联动”和“均衡开发”战略。