中国水资源对区域社会经济发展的支撑能力

综合考虑区域自产水和上游来水条件,构建了水资源支撑指数(WSPI),定量描述区域水资源短缺程度,表征水资源条件对区域社会经济发展的支撑能力。通过构建全国评价模型,计算了210 个水资源三级区以及省、县两级行政单元的WSPI。据此划分了水资源支撑能力等级,探讨了我国水资源支撑能力空间格局,分析了其与人口、GDP指标的关系,着重讨论了缺水区域空间分布及其缺水机理的差异性。该方法评价结果与我国实际水资源短缺问题基本一致,表现了较强的适用性,可以为水资源政策制定以及社会经济发展规划等宏观决策提供科学支撑。     

国土空间规划:人口和城乡布局单幅总图的研制

研制人口与城乡布局是编制空间规划的必然要求和重点任务之一,旨在促进人口及城乡布局与资源环境承载能力相匹配,形成与“三区三线”相适应的人口和城乡布局,推进人口和城乡可持续发展。本研究提出一套“自上而下”与“自下而上”集成的人口与城乡布局研制方法。首先,总量控制,采用队列要素法、联合国法等完成基于行政区划单元的人口与城镇化水平预测;其次,因地制宜,以栅格为基本评价单元,实现城乡人口空间化,根据国土空间规划“三区三线”底图,核算现状超载和新增承载人口;最后,弹性集成人口与城镇化水平空间集疏态势以及地方国民经济发展诉求,划分人口增长地域类型、城镇增长类型、城镇规模等级等,完成人口与城乡布局。在此基础上,本研究以省级空间规划试点福建省为案例,将研制方法与研制实践相结合,实现福建省空间规划的人口与城乡布局总图绘制。以期为各尺度国土空间规划中的人口与城乡布局研制提供参考。     

基于资源环境承载力的农业生产空间评价与布局优化——以福建省为例

基于资源环境承载力的农业生产空间评价是新时期国土空间规划中农业空间优化调整的前提,是科学划定农业空间和永久基本农田的必要依据,对保障国家粮食安全和生态安全具有重要意义。构建基于资源环境承载力的农业生产空间评价指标体系,提出资源环境承载力集成方法和农业生产适宜性评价模型,并以福建省为案例开展应用研究。研究表明：农业生产功能指向的资源环境承载力评价包括土地资源类、水资源类、环境类、自然灾害类4种属性的自然要素,依次采用耕种条件、供水条件、环境条件、气象灾害危险性等指标刻画;农业生产适宜性则在承载力分级结果基础上,纳入空间形态类、区位条件类、生产条件类指标,建立适宜性评价模型进行评价;福建省资源环境承载力的高、较高、中等、较低以及低等级比重依次为29.86%、16.27%、12.04%、18.91%和22.91%,高和较高等级区分布于滨海平原、台地及低丘缓坡以及内陆地区的河谷、盆地及山间缓坡区域,全省农业生产适宜区、一般适宜区和不适宜区的比重依次为36.36%、26.76%和36.88%,适宜区具备从事农业生产活动的资源环境综合条件、且田块完整性和耕种便利性优良。案例应用表明,基于资源环境承载力的农业生产空间评价流程可操作性强,可满足农业空间备选区试划需求,已在国土空间规划“双评价”中得到应用;根据承载力与适宜性的“双评价”结果,可按照保留型、整治型和退出型,分类实施农业生产空间优化与整治。     

粮食增产背景下松花江区水资源承载力分析

松花江区是中国粮食增产计划的重点地区,这势必对该区的水资源开发利用提出挑战。建立研究区水资源承载力的综合评价模型,选取社会经济指标、用水指标、水土资源对人口的承载指标、水资源供需指标和水环境等5类共10项指标组成评价指标体系,采用聚类分析、层次分析和模糊矩阵的方法进行计算。以2007年作为现状年,1999年为参照年份,得到各年份水资源承载力整体均处于安全状态的结论;结合研究区具体情况对水资源承载力的影响因素进行分析,预测粮食增产条件下研究区水资源承载力的变化趋势。     

美丽中国与国土空间规划关系的地理学思考

美丽中国是社会主义新时代生态文明建设的新目标愿景,满足人民群众对美好生活向往的现实需求。国土空间规划是国家统筹涉及空间各类规划的重大部署。美丽中国是国家第二个一百年发展新的引领目标,其内涵不仅是“生态美丽”,也是“经济—政治—文化—社会—生态”综合的大美丽,美丽中国建设要因地制宜构建差异化的评估指标体系。美丽中国和国土空间规划有着密切联系,美丽中国为国土空间规划指引了重要方向,国土空间规划则为美丽中国建设提供了重要途径和空间保障。国土空间规划编制需要加强人地关系地域系统、点—轴系统、主体功能区划、可持续发展与资源环境承载力、新型城镇化、乡村地域多体系统等深入探讨。本文提出了地理学视角下国土空间规划编制的思路框架,科学分析国土空间的自然地理条件、经济社会发展基础、国土空间相互联系,结合美丽中国目标,谋划国土空间的目标、愿景与路径,鼓励公众参与与开展动态评估,构建智能系统平台等,为国土空间规划编制实施提供思路借鉴。     

首都圈人口空间分布优化策略——基于土地资源承载力估测

采用单项指标估测,分析了首都圈土地资源人口承载及其限制性,提出了人口空间分布优化策略。首都圈水资源及建设用地生态适宜量限制了人口承载能力,京津土地资源人口承载力已基本达到饱和,环京津的冀东、冀中地区承载潜力还较大,冀北地区应紧缩开发空间而拓展生态空间。首都圈土地资源开发利用及人口发展战略分区为：首都圈北部生态屏障建设区,人口限制发展;中部都市功能优化区,人口控制增长;东部人口产业沿海集聚区,人口鼓励增长;南部绿色空间优化区,人口适度增长。首都圈的健康发展,应实施差异化的土地利用及人口发展政策,整体提升人口承载力,并加大区域统筹力度,科学、合理地引导人口的空间分流和聚集。     

基于遥感和InVEST模型的白龙江流域景观生物多样性时空格局研究

以甘肃白龙江流域为例,结合遥感、GIS技术和InVEST模型,从景观地理学角度选取区域生境质量、植物净初级生产力和景观状态指数为评价指标,构建区域景观尺度上生物多样性空间格局综合评估方法,并在栅格像元尺度上开展白龙江流域景观生物多样性时空变化特征分析。结果表明：白龙江流域景观生物多样性空间格局差异显著,其生物多样性高值区主要集中在自然保护区和林业管护区,低值区主要分布在舟曲-武都-文县的白龙江两岸及其以北区域、宕昌县岷江沿岸、高寒稀疏植被区和高山积雪-裸岩区。1990~2010年,流域景观生物多样性较为丰富,整体呈现不断增长的趋势,个别局部区域减弱,其增长区主要体现在生态工程实施区和林业管护区,减少区多分布在人类活动频繁的城乡农耕区和灾害多发区。     

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。     

三生空间视角下宁夏-内蒙古干旱区城市综合承载力研究

从三生空间视角对城市综合承载力进行探索,针对区情较为复杂的宁夏-内蒙古干旱区的10个城市,构建基于三生理念的城市综合承载力评价指标体系,比较各城市2010—2015年综合承载力水平及演变趋势,并通过障碍度诊断制约城市综合承载力发展的主要因素。结果表明:(1)宁夏-内蒙古干旱区城市综合承载力发展未形成有效的区域协同机制,城市综合承载力具有中部高、四周低的特点。(2)生产、生活、生态三大空间系统对城市综合承载力发展均有重要影响。其中,服务业人均产值、城市升级指数、工业单位土地产值、人均水资源总量、人均生活天然气用量、人均公共服务用水、地下水供水率、水资源损失率、降水丰沛度等9个指标是关键因素。据此,从发展现状、区域协同、障碍因素等方面有针对性地提出提高宁夏-内蒙古干旱区城市综合承载力的建议措施。     

京津冀水资源承载力风险评估模型构建研究

本文聚焦国家重要战略区——京津冀地区需水压力增大、水资源超载等问题,基于水资源承载力理论,将风险评估引入水资源承载系统,探索建构水资源承载力风险的概念内涵、因子识别与评估模型等理论体系,综合考虑气候变化、城镇化与产业结构变动等影响水资源承载系统的关键因子,利用多种计量经济模型、遥感反演模型与地理信息技术等分别开展水资源承载力危险性、脆弱性与暴露性实证评估研究,旨在客观反映未来京津冀水资源承载状态特征与风险演变规律。结果表明：① 未来京津冀水资源承载力危险性指数平均值为0.531,属中危险等级,其中人口增长与城镇化危险性等级（平均值为0.682,高危险）最高,其次为气候变化危险性（0.471,中危险）与经济与产业发展危险性（0.254,弱危险）。② 未来京津冀水资源承载力脆弱性程度呈升高趋势,脆弱性指数平均值为0.726,属高脆弱等级。③ 未来京津冀水资源承载力暴露性指数平均值为0.483,属于中暴露等级,并呈增强趋势,其中2035年暴露性最强。④ 未来2025年、2030年、2035年京津冀水资源承载力风险综合指数平均值较2016年分别增加了9.3%、11.5%、13.9%,高风险等级城市数量由2016年的3个增加到2035年的9个,高风险城市主要集中在北京及冀中南等地,由此表明未来京津冀水资源承载力风险程度持续加剧,水资源承载系统受风险扰动强烈。     

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。     

基于水资源承载能力的达茂旗牧区用水方案优化

根据干旱草原区水资源承载系统具有数据多元性和动态性的特点,建立基于GIS的水资源承载能力模型,分别从时间和空间尺度上评价现状水资源承载能力及其影响因素,评价结果表明2008-2012年达茂旗全旗的水资源承载能力为一般水平,水资源承载能力较强水平的区域占全旗总面积的37.23%;降水的减少直接导致了生产、生态用水的下降。灵敏度分析结果表明水资源自身承载能力受水资源可利用比例影响最大,社会系统主要受人口密度、城镇化率影响,经济系统中,农业GDP比重影响很大。基于现状评价结果预设3种牧区用水方案优化模式,水资源承载能力预测结果表明水资源开发利用率控制效果并非越严格越好,节水型社会稳步建设方案是规划水平年牧区用水方案的适宜模式。     

Comprehensive evaluation of the water resource carrying capacity for China

Shortage and uneven distribution of water resources in China is becoming a serious constraint of sustainable development of the society and its economy. Being based on the systems theory, this paper discusses the coordinated relationship between the social-economic development, the ecological environment and the water resources of China. A special evaluation model has been developed and applied in order to compute the comprehensive evaluation index of water resource carrying capacity on the basis of selecting available annual data for each province of China, describe the water resource carrying capacity for each province, and, next, evaluate the total resource carrying capacity for China. As obvious from the results, the water resources do not match with the distribution of the population and with the state of economy. Chinese southwestern provinces have a relatively large potential of water carrying capacity. The Yangtze River basin, the Pearl River basin and the eastern coastal areas no longer possess an advantage in the water carrying capacity. Some regions, such as the North China Plain, and Northwestern China, e.g. Xinjiang Uygur Autonomous Region, Ningxia Hui Autonomous Region, and Gansu Province experience severe shortage of water resources, since the water supply system is overloaded.     

新疆塔里木河流域水资源承载力评价研究

结合塔里木河2002年自然、社会和经济以及水资源资料,选取了耕地灌溉率、水资源利用率、供水模数、需水模数、人均供水量、生态用水率6个主要因素作为评价因素,应用模糊综合评判模型对塔里木河流域水资源承载能力进行了评价研究。结果表明,流域水资源开发利用已经达到相当规模,在现有经济技术条件下,该地区的水资源承载潜力已相对较小,水资源供需矛盾突出,应由耗水型经济结构向节水型经济结构转变,加强水资源的综合管理,以便科学、合理地利用流域内有限的水资源。     

美丽中国与联合国可持续发展目标(SDGs)结合的黑河流域水资源承载力评价

水资源是制约干旱、半干旱区社会经济发展的关键因素，结合联合国可持续发展目标（SDGs）指标和美丽中国评价指标，以水资源承载力为核心，从水资源系统、社会系统、经济系统、生态环境系统、协调系统5个方面构建指标体系，基于熵权法确定权重，评价2001-2017年黑河流域各县区水资源承载力及时空分布。结果表明：（1）当前水资源利用效率水平下，2010年以来黑河流域大多数县区GDP均超过最大承载能力，而人口则在2010年以前已超载。（2）从水资源承载综合评价结果来看，2001-2015年随着生态输水工程的进一步实施，水资源承载力有所好转，但中下游波动较大，水资源形势依然十分严峻。（3）控制不断扩展的绿洲面积，减少高耗水农作物种植面积，实施合理用水总量控制和定额管理措施，是减缓水资源压力的重要措施。     

黄河下游引黄灌区水资源短缺风险下承载力分析

通过主成分分析和灰色关联分析方法得到黄河下游引黄灌区各区域水资源短缺的风险因子,进而应用综合评判分析方法评价水资源承载力状况;绝大多数地区的综合评分值在0.4左右,说明各地市水资源承载力较低.建议采取提高水价、提高灌溉水利用率、建立节水投入补偿机制或奖励机制以及调整三次产业结构等措施,以期科学合理地开发利用水资源.     

气候变暖背景下1961—2010年宁夏旱涝灾害空间分布特征和变化规律

利用宁夏20个气象站1961—2010年实测气象资料,采用线性趋势分析、Mann-Kendall非参数检验、标准化降水指数等数理分析方法,对宁夏近50年旱涝灾害时空变化特征进行分析。结果表明:①1961—2010年宁夏气候暖干化趋势明显,增温速率为0.38 ℃/10a,远高于全国和西北地区;②1961—2010年宁夏降水量波动减少且具有整体性,雨量带明显南移,干旱、半干旱区域逐年扩大。③1961—2010年宁夏旱涝灾害交替发生,干旱化趋势明显。④在旱灾方面,宁夏南部山区旱灾频率相对较低,从南向北旱灾频率逐渐上升。北部灌溉区以轻微干旱为主,严重干旱和极端干旱主要发生在中部干旱区。⑤在涝灾方面,宁夏南部山区涝灾相对较少,依然呈现由南向北涝灾频率逐渐上升的空间格局。中等以上涝灾南部山区相对较多,严重湿润和极端湿润主要发生在北部引黄灌溉区。     

Water resources utilization and eco-environmental safety in Northwest China

Northwest China includes Xinjiang Ugyur Autonomous Region, Qinghai Province, Gansu Province, Ningxia Hui Autonomous Region and Shaanxi Province, covering 308×104 km2. It is located in the warm-temperate zone and the climate is arid or semi-arid. Precipitation is very scarce but evaporation is extremely high. The climate is dry, the water resources are deficient, the eco-environment is fragile, and the distribution of water resources is uneven. In this region, precipitation is the only input, and evaporation is the only output in the inland rivers, and precipitation, surface water and groundwater change with each other for many times, which benefits the storage and utilization of water resources. The average precipitation in this region is 232 mm, the total precipitation amount is 7003×108 m3/a, the surface water resources are 1891×108 m3/a, the total natural groundwater resources are 1150×108 m3/a, the total available water resources are 438×108 m3/a, and the total water resources are 1996×108 m3/a and per capita water resources are 2278 m3/a. The water resources of the whole area are 5.94×104 m3/(a.km2), being only one-fifth of the mean value in China. Now, the available water resources are 876×108 m3/a, among which groundwater is proximate 130×108 m3/a.     

不同水平年塔里木河流域“四源一干”可承载灌溉面积研究

利用水量平衡原理,基于流域水资源量及水资源利用水平、灌溉定额等资料,计算探讨了塔里木河流域“四源一干”现状水平年（2010年）和规划水平年（2020年、2030年）可承载灌溉面积、不同来水频率下规划年灌溉面积超载和生态水保证情况。结果表明：（1）现状水平年,流域可承载灌溉面积为129.06×10⁴ hm²,除和田河流域外其它区域均超载,超载面积为41.7×10⁴ hm²。（2）2020年,25%来水频率下,除开都-孔雀河流域其他区域均不超载。在50%与75%来水频率下,流域规划灌溉面积超载较大,分别为10.21×10⁴ hm²与28.05×10⁴ hm²,管理部门应对规划方案进行科学论证。75%来水频率下,流域生态水保证率为76%,表明枯水期生态水供应存在压力。（3）2030年,25%来水频率下,除开都-孔雀河流域其他区域均不超载。在50%与75%来水频率下,流域规划灌溉面积超载较大,分别为7.06×10⁴ hm²与24.09×10⁴ hm²。75%来水频率下,流域生态水保证率为81%,表明枯水期生态水供应仍然存在压力。研究结果为流域水资源配置及区域可持续发展提供了重要数据支撑与理论依据。