气候变化影响下水资源脆弱性评估方法及其应用

气候变化和人类活动影响下的水资源脆弱性评价,是将气候变化影响纳入水资源规划管理、提出缓解气候变化不利影响的适应性对策的重要科学依据。针对与气候变化影响的水资源系统的敏感性和抗压性相联系的脆弱性与适应性问题,提出变化环境下水资源脆弱性评估理论体系和一般性公式。进一步,以水资源供需安全为出发点,采用温度、降雨双参数弹性系数和有水资源基础,直观、简单的水资源关键性指标体系方法,提出气候变化和人类活动背景下水资源脆弱性评估模型。将模型应用于缺水最严重的海河流域,评价了现状和未来情境下流域水资源的脆弱性情况。结果表明:整体上海河流域水资源脆弱性偏高,且平原区较山区更脆弱;气候因素对流域水资源的脆弱性影响明显,未来如不采取措施,海河流域的水资源脆弱性将进一步加重。     

全球气候变化下水资源脆弱性及其评估方法

气候变化对水资源的影响主要表现在两个方面:①对水资源供给能力的影响;②对水资源需求性的影响。气候变化下水资源脆弱性评估是水资源系统的综合评估,主要包括水资源供给与需求平衡的评估。我国水资源深受气候影响,表现在地区分布不均、洪涝灾害严重、供需矛盾突出等方面;此外,自气候变化引起关注以来,我国有关水资源脆弱性评估的研究甚少。对水资源脆弱性评估方法进行探讨,旨在为进一步探讨气候变化下我国水资源的脆弱性提供依据。     

基于文献计量的水治理研究国际发展态势分析

水资源问题成为影响地区稳定及国家关系的突出问题,提升水资源治理水平事关未来资源可持续发展。基于Web of Science数据库收录的SCIE论文,利用文献计量分析方法,分析水治理研究国际发展态势。分析结果表明:国际上水治理研究从20世纪90年代开始,至2007年之后发文量总体呈快速增长趋势;相关研究多为跨学科研究,但是学科方向主要集中在水资源及环境科学领域。从主要国家研究力量分布看,美国占绝对优势,但是平均影响力偏低;中国的水治理研究在世界主要国家中排名第10位,论文的篇均被引仅次于德国,排名第二。国际上对水治理的研究主要关注水资源获取、使用及水质评估;气候变化相关的水脆弱性、适应性及对水需求;决策制定、水资源管理政策及水权;地下水治理、流域治理和综合水资源治理;全球水治理及城市水危机等方向。     

全球变化与区域可持续发展耦合模型及调控对策

全球气候变化和土地利用/覆盖变化已经导致许多地区水资源短缺、生态系统服务退化和巨灾风险增加等一系列生态环境问题。如何有效地应对气候变化风险,促进全球和区域的可持续发展,是当前全球变化研究中的一个重要论题。国家重点基础研究发展计划项目"全球变化与区域可持续发展耦合模型及调控对策(2014CB954300)"以可持续性科学为主要依据,以有序人类活动理念为指导思想,以实地观测、模型模拟和情景分析为主要手段,揭示气候变化和人类活动的定量关系,评估气候变化条件下人类活动对区域生态系统服务和人类福祉的影响,建立气候变化—有序人类活动—区域可持续发展耦合模型,提出景观及区域尺度上人类适应全球变化的综合策略。该研究项目将有助于发展和完善景观可持续性科学,促进我国半干旱地区主动适应全球气候变化的土地系统设计的理论和实践。     

气候变化对我国水资源影响研究面临的机遇与挑战

气候变化对水资源安全的影响是国际上普遍关心的全球性问题,也是我国可持续发展面临的重大战略问题.在文献综述基础上,总结提出气候变化与水循环是国际全球变化与水科学领域的重大交叉前沿科学问题之一.针对我国严峻的水资源问题和气候变化影响的巨大风险,提出科学基础研究面临的机遇和挑战,其中包括关键的科学问题和需要重点开展基础研究的...     

气候变化对中国水资源情势影响综合分析

介绍了近年在气候变化对中国水资源影响研究方面的若干进展。研究表明,中国水资源问题的产生不仅与人口和社会经济快速发展有联系,更与气候环境的显著变化密切相关;未来的气候变化将会导致一些流域水资源更加短缺和洪涝灾害更加频繁,对流域水资源和可持续发展产生重要影响;在流域水资源综合规划与管理中,应十分重视气候变化的影响问题。     

黄河流域水量分配方案优化及综合调度的关键科学问题

变化环境下缺水流域水资源演变与科学调控是国际上关注和研究的热点问题,也是中国水资源安全保障面临的重大难题。针对剧烈环境变化下黄河流域水资源显著减少、供需矛盾日益尖锐的问题,以提升流域水资源安全的调控能力为目标,识别了流域水资源供需演变认知—适应性评价—高效输沙—分水方案优化—协同调度的5大关键科学问题,从水资源供需演变机制分析、流域水量分配方案适应性综合评价、河库联动高效输沙水动力条件塑造技术、流域水资源动态均衡配置理论、复杂梯级水库群水-沙-电-生态多维协同调度等方面,提出了"黄河流域水量分配方案优化及综合调度"研究的总体架构和理论方法,构建了黄河流域水资源优化配置与协同调度技术体系,为提升缺水流域水资源管理能力与调度水平提供方法借鉴。     

滇东岩溶断陷盆地水资源脆弱性评价

滇东岩溶断陷盆地区独特的"土在楼上,水在楼下"的岩溶地质地貌特征,导致水资源脆弱性问题逐步突出.当前水资源成为限制当地居民生活、区域经济发展和生态健康的重要因素之一.本研究以滇东断陷盆地中32区县为例,采用经典DPSIR模型为基础构建评价模型,选取水资源开发利用率、人均水资源量等具有代表性的18个指标构建水资源脆弱性评价指标体系,使用熵值法和层次分析法相互结合进行赋权,对滇东岩溶断陷盆地石漠化区的水资源脆弱性进行了评估.结果表明:滇东岩溶断陷盆大部分区县水资源脆弱性为中度及重度脆弱,其中马龙县、华宁县、罗平县为轻度脆弱.禄劝县、开远市、个旧市和泸西县等县为重度脆弱区,耕地石漠化面积比、人均水资源量、供蓄水比、生态需水满足率以及万元工业增加值用水量是驱动该区域水资源脆弱的关键因素.通过该区域水资源脆弱性评估,本研究有针对性地提出了滇东岩溶断陷盆水资源适应性管理对策,为有效缓解该区域水资源脆弱性提供科学依据.     

关注气候变化,倡导可持续发展

气候变化是当今全球共同面临的重大课题,事关国民经济和社会发展的方方面面,事关生态与环境保护、能源与水资源、食物安全和人类健康,事关人类社会的可持续发展,已经受到各国政府的关心和重视。如何认识和适应气候变化,不仅是当今科学前沿的问题,也是在未来20年国家发展的重要战略机遇期必然遇到的问题。2004年2月22日,英国《观察家》报以“五角大楼告诉布什：气候变化将摧毁我们”     

基于投入产出理论的水资源研究进展及水资源管理展望

近年来,气候变化背景下的水资源问题得到日益增加的关注,其研究从水资源短缺、供需平衡等内容转向适应可持续发展的综合研究。基于投入产出理论的水资源研究,从系统循环的角度分析资源的流动性和持续性,能够揭示水资源-经济社会复合系统中各要素的内在数量关系,提出面向可持续发展的水资源价值观和方法论。首先,从模型拓展和实际应用两条主线梳理了国内外基于投入产出理论的水资源相关研究。在模型方面,概括了投入占用产出模型、水资源投入产出模型和区域间投入产出模型的发展和适用性,对比分析了不同区域间投入产出模型的优缺点。在应用方面,分别从不同时空尺度、驱动力因素等方面对虚拟水、水足迹和水资源优化配置三个热点内容进行了整理,并指出：基于投入产出理论的水资源研究基本建立在价值型模型的基础上;区域间投入产出模型已成为分析区域间经济结构、资源流动等环境问题的重要工具。其次,讨论了投入产出模型在冰冻圈水资源管理中的应用,提出基于服务角度的水资源管理模式。最后,展望了投入产出理论在水资源研究中的应用,以期能够为决策者提供额外的信息以便更好的管理水资源。     

黑河流域生态—水文观测试验与水—生态集成管理研究

对黑河流域水—生态—经济系统研究的主要内容“流域生态—水文观测试验与流域水—生态集成管理”做了概要论述。认为流域水循环、生态水、集成水管理三大科学问题的解决必需加强该领域的研究;结合黑河流域的前期基础、研究现状和能力建设,提出了近期研究的4个领域：流域水循环、水平衡与可利用水资源;流域生态—水文过程与生态环境用水;人类活动驱动的流域水—生态系统演变;流域生态—水文野外平台与流域集成环境。对此进行了进一步的阐述,对该方面研究的方法论和技术难点亦做了简述。     

Research hotspots and trends of groundwater and ecology studies: Based on a bibliometric approach

Groundwater, as a critical component of the hydrological cycle, is essential for sustainable ecosystem development. To clarify the current status of domestic and overseas research, and to identify hotspots, frontier and future trends of groundwater and ecology research, this study utilizes bibliometric methods and CiteSpace software to examine relevant published articles in the Web of Science (WOS) and CNKI databases from 1978 to 2022. Specifically, this study analyzes (1) the annual number of published papers; (2) research institutions; (3) keywords; and (4) evolution of research hotspots. The findings reveal that the United States, China, and Germany are the top three countries in groundwater and ecology research. International research hotspots mainly focus on microbial ecology, climate change, groundwater-surface water interactions in the hyporheic zone, biodiversity, and submarine groundwater discharge, while domestic research hotspots mainly focus on ecological water conveyance, ecological flow, groundwater development and utilization, groundwater pollution, and groundwater and ecological protection. Both domestic and international research hotspots exhibit interdisciplinary features with diverse research objects and assessment methods. Future research in this area is expected to focus on topics such as contamination, groundwater quality, framework, mechanism, spatial distribution, and dissolved organic matter. Additionally, the study of ecological recharge, ecological flow, ecological protection, water intake and use will continue to be the hot topics domestically.     

水文模型在估算冰川径流研究中的应用现状

冰川径流估算是气候变化风险评估和水资源可持续管理的重要内容.冰川径流估算方法主要包括:直接观测法、冰川物质平衡法、水量平衡方程法、水化学示踪法和水文模型法.本文首先对五种方法的应用情况进行简要总结,进而重点阐述水文模型法在估算冰川径流研究中的应用现状.水文模型法是冰川径流估算研究中使用最频繁的方法,使用方式主要包括耦合冰川模块和开发新的冰川水文模型.冰川水文模型中的消融算法主要包括温度指数模型(度日因子法)、修正的温度指数模型、能量平衡模型.受当前观测条件限制,修正的温度指数模型兼顾能量平衡模型和温度指数模型的优势而成为冰川水文模型中最流行的方法.随着学科的发展进步,能量平衡模型与水文模型的耦合将会成为未来的研究重点,发展大尺度分布式冰川水文模型是冰川水文学的未来发展方向之一.     

International Development Trend Analysis of Water Governance Based on Bibliometrics

Water resources issue is affecting regional stability and national relationship, which has become a vital issue. Based on SCIE papers from database of Web of Science, we analyze the international development trend of water governance research using the bibliometric analysis method. The results show that the number of publications in this field has been increasing rapidly since the 1990s. Most of the research subjects are interdisciplinary and mainly focus on the field of water resources and environmental science. Base on publications and its cited, the United States has the absolute advantage in total numbers of papers, but the articles has a low average influence in terms of citations; The total number of papers in China on water governance research ranks 10th among major countries in the world, but all papers in this field are cited, ranking second only to Germany. International water governance research focuses on water resource acquisition and water quality assessment, water vulnerability, adaptation and water demanding related to climate change; decision-making, water governance policies and water rights; water resource management, such as groundwater management, watershed management and comprehensive water resources management; global water governance and urban water crisis.     

中国旱灾农业承灾体脆弱性诊断与评价

旱灾是世界上影响面最广、造成农业损失最大的自然灾害类型，世界近一半的国家干旱严重。中国旱灾频繁，每年旱灾损失占各种自然灾害损失的15%以上，随着人口和农业的快速发展，农业承灾体脆弱性对灾情的放大也在增加。基于灾害系统理论，从致灾因子和耕地承灾体的区域组合角度，在旱灾频发高值区，选择雨养农业、灌溉农业和水田农业为主要承灾体类型，构建了农业旱灾脆弱性生产压力和生活压力，灾前—灾中易损性和灾中—灾后适应性等农业旱灾承灾体脆弱性诊断指标体系。提出脆弱性评价的区域模型，即：雨养农业的易损—适应模型（兴和）、灌溉农业的生产—生活压力模型（邢台）和水田农业的需水—灌水模型（鼎城）。基于农业承灾体脆弱性评价，提出制定适应降水变化的波动土地利用结构调整区域政策、建立农业生态—生产范式、建立“水银行”管理机制、建立用水效益和开源节流的评估体系以及加强“截水—抽水—控水”为一体的灌溉系统工程建设，提高灌溉应急能力等对策，以期为农业旱灾的防御和区域粮食安全决策提供科学依据。     

An overview of climate change vulnerability: a bibliometric analysis based on Web of Science database

Based on worldwide scholars’ 3,004 papers published in 658 academic journals in the Web of Science database on the topic of climate change vulnerability from 1991 to 2012, this paper quantitatively analyzes the global scientific performance and hot research areas in this field by adopting bibliometric method. The results show that (1) the vulnerability researches on climate change have experienced a rapid growth since 2006, and the publications are widely distributed in a large number of source journals, while the top two productive institutions are the University of East Anglia and Potsdam Institute for Climate Impact Research; (2) the cooperation at author level is on the rise, and there are closer relationships in institutional and national levels; (3) the most widely focused research topics in this field include health issues in the socioeconomic system, food security in the field of agricultural system and the issue of water resource management, etc.; (4) according to the papers from the top journals, we find that the research areas for climate change vulnerability in those publications are located in the ecological diversity, ecosystem service, water resource management and electric power supply, etc.     

Research Progress of the Heihe River Basin Based on Bibliometrics

Water resource is the focus and hinge between ecological environment and socio-economic development. Watershed is the basic unit of hydrology and water resource studies. It is the current hotspot in water science research to carry out the integrated research of the hydrology and water resource at the watershed scale. The Heihe River Basin is the second largest inland river basin in northwestern China, which becomes one of the hot watersheds for its unique hydrological and geographical characteristics. Based on the Web of Science Core Collection, the scientific advances achieved in the Heihe River Basin were estimated from the new sight by combining disciplinary development and problem focus, time evolution and spatial variations. The results indicated that the Heihe River Basin has made positive contribution to the world science in remote sensing, evapotranspiration, water cycle, water resources management and utilization, and climate change research in arid areas. The great achievements has promoted the Heihe River Basin up to the same levels as the international typical basins in the past 30 years, especially after the performances of the major research program entitled “Integrated Study of Eco-hydrological Processes in the Heihe River Basin” (referred to as “Heihe River Program”) supported by a grant from the National Natural Science Foundation of China and large field observation experiments. The number of published articles has ranked the top 20 in the global watershed science research. Some important scientific achievements have been obtained at the mechanisms of eco-hydrological processes in inland river basins, which can actively serve the decision making of the water resource management and sustainable development in the Heihe River Basin. The data mining and contrastive study based on bibliometrics can afford scientific reference for the watershed science research.     

黑河流域节水生态农业与流域水资源集成管理研究领域

概述了中国内陆河流域面临的水问题和日益激化的用水矛盾,强调了内陆河地区支柱产业——绿洲农业应该坚持节水和生态的方向,流域集成管理是持续农业的基础。长期从事该方面研究的黑河流域是个较好借鉴,同时也提供了深入开展相关研究的基础,为此提出了以黑河流域为背景的四大研究流域：水文、生物、经济系统水循环与水资源形成演变,节水农业的生物学研究与抗旱品种繁育,农业节水新材料研发与工程节水技术集成,水资源合理配置与流域集成管理;并简述了各领域的主要方向。     

全球环境变化海岸易损性研究综述

全球变化海岸易损性评估是国际政府间气候变化专门委员会（IPCC）敦促沿海各国应优先开展的一项工作。根据近年来有关海岸易损性的研究成果,可以认为海岸易损性系指海岸带自然、社会经济综合体对全球环境变化和海平面上升的不适应程度。通过阐述IPCC易损性评估的基本方法、内容和目标,指出了海岸易损性评估中存在的问题及改善的方法,最后,结合我国海岸带易损性评估的已有成果,分析了我国海岸易损性评估工作中存在的问题及今后的研究方向。     

河川径流遥感监测研究进展

河川径流参数是用于地表水资源评估、全球变化监测和生态环境保护的基础数据.现有的河川径流监测数据基于水文监测站点获取.近年来,受经济和政治原因的影响,全球水文监测站点在逐渐减少.随着全球变化研究对区域乃至全球水文监测数据需求的增加,监测站点有限及监测数据格式多样等问题逐渐凸显.过去15年,卫星遥感技术在河川径流监测领域的研究和应用实践,使上述问题的解决成为了可能.总结了河川径流遥感监测方法和技术研究进展,包括地基高低频雷达、航空航天雷达和多光谱卫星遥感监测3个方面;介绍了全球大型河川径流与湖泊水体动态监测重大应用成果及未来研究计划.指出在未来具有全天时、全天候,高时空分辨率,以及多水文要素探测能力遥感卫星发射之前,应充分利用遥感野外观测实验,完善河川径流监测技术方法,并综合应用已有高时空分辨率的多光谱和微波遥感数据,开展径流监测应用研究.