中国水-能源-粮食压力时空变动及驱动力分析

采用主成分分析法,把构建的水资源、能源和粮食的压力指数分解为3个正交向量,以矢量合成法计算水-能源-粮食（W-E-F）总压力指数。在考察1997~2015年30个省区（香港、澳门和台湾无数据,西藏缺能源数据）的水资源压力指数、能源压力指数、粮食压力指数和W-E-F总压力指数的时序变化后,选取8个反映总压力指数变化的指标,截取1997、2004、2015年3个断面,采用地理加权回归（GWR）模型对影响中国W-E-F压力指数变化的因素进行分析。结论如下：① 时间上看,W-E-F总压力先升后降;空间上看,从东南沿海向西北内陆W-E-F总压力逐渐递减,东北和沿海城市化水平高的地区压力较大。② 能源压力对中国W-E-F总压力的贡献最大,中东部地区的能源压力指数更高,淮河以北地区的水资源压力指数更高,东部的长江口以南沿海区域和广大西部地区的粮食压力指数更高。③ 1997~2015年,全国水资源压力指数多数地区上升,能源压力指数和粮食压力指数大部分地区下降。④ 不同时段,W-E-F压力变化的驱动力不同。总体上看,大部分指标与W-E-F压力变化同向,人均受教育水平和人均GDP与W-E-F压力变化反向,人口密度增大、食物构成变化、粮食生产条件和经济发展是W-E-F压力升高的主因。在分析时段内,随着时间推移,社会因素和经济因素的影响在增大,提高人均受教育水平和经济转型发展是降低W-E-F压力的有效途径。     

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。     

区域水资源压力指数与水资源安全评价指标体系

本文讨论和分析水资源安全的含义、水资源压力指数和水资源安全评价指标,建立水资源安全评价指标体系。水资源安全指"以可承受的价格获取足够安全的水"。国际上常用人均水资源量和水资源开发利用程度两个指标反映人类对水及水相关生态的压力。但由于水资源安全是很综合的概念,包含很丰富的内涵,单用一两个水资源压力指标难以反映其内容,因此有必要建立水资源安全评价指标体系。     

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GIS/RS的南方丘陵区农村水资源系统脆弱性评价——以衡阳盆地为例

采用GIS/RS的方法,以衡阳盆地为研究对象,构建由年降水量,少雨期干旱指数,坡度指数,土壤蓄水能力指数,植被覆盖指数,土地利用指数,水源可获得性指数和人类活动指数8个具体指标组成的基于GIS/RS方法的水资源脆弱性评价指标体系,对衡阳盆地农村水资源脆弱性进行定量评价。结果表明,衡阳盆地农村水资源系统脆弱度的空间分布总体表现为“南北低、中间高”的分布态势,北部的衡阳县、西部的祁东县和中部的衡南县是全区水资源脆弱性最高区域,而南部的常宁、耒阳和东北的衡东县是全区水资源脆弱性低值区。基于GIS/RS的水资源脆弱性评价方法与传统研究方法所得结果具有较好的相似性,但是,相对于传统的评价方法,GIS方法的评价结果更为细致和精确。     

基于GIS/RS的南方丘陵区农村水资源系统脆弱性评价——以衡阳盆地为例

采用GIS/RS的方法,以衡阳盆地为研究对象,构建由年降水量,少雨期干旱指数,坡度指数,土壤蓄水能力指数,植被覆盖指数,土地利用指数,水源可获得性指数和人类活动指数8个具体指标组成的基于GIS/RS方法的水资源脆弱性评价指标体系,对衡阳盆地农村水资源脆弱性进行定量评价。结果表明,衡阳盆地农村水资源系统脆弱度的空间分布总体表现为"南北低、中间高"的分布态势,北部的衡阳县、西部的祁东县和中部的衡南县是全区水资源脆弱性最高区域,而南部的常宁、耒阳和东北的衡东县是全区水资源脆弱性低值区。基于GIS/RS的水资源脆弱性评价方法与传统研究方法所得结果具有较好的相似性,但是,相对于传统的评价方法,GIS方法的评价结果更为细致和精确。     

绿洲城市水资源压力及其对城市发展的影响——以乌鲁木齐为例

从水资源人口压力、生态压力、经济发展压力和技术压力4个方面,构建绿洲城市水资源压力评价模型,探讨了乌鲁木齐市1995-2012年的水资源压力指数变化,并分析了水资源短缺对城市发展的影响。研究表明:(1)乌鲁木齐市的水资源压力由1995年的0.32增长为2012年的1.08,呈快速增长趋势,水资源条件、人口快速增长及与发达地区用水定额的差距拉大是主要原因。(2)乌鲁木齐市人均水资源量持续减少,由1995年的729.54 m3/人减少为2012年的377.8 m3/人,减少了近48.21%,已由中度—重度缺水转为极度缺水区域,2009年以来水资源开发利用率甚至超过100%,水资源短缺很大程度影响城市的发展速度与规模。(3)加强水资源管理,实施跨流域调水,适度扩大城市规模,加大节水力度和产业结构调整,提高水资源利用效率,是缓解水资源压力、促进城市健康发展的有效手段。     

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。     

基于空间自相关的湖北省耕地压力时空演变特征

借助耕地压力指数模型和空间自相关分析法定量测算了1999—2011年湖北省17个行政单元的耕地压力指数并分析了空间差异特征。结果表明:1999—2011年湖北省耕地压力呈弱倒"U"型,根据耕地压力指数的时序变化可将17个单元分为持续拉升区、和缓保持区、平稳下降区;1999—2011年的Moran’s I值表明湖北省耕地压力具有较明显的空间聚集特征,2001年Moran’s I值最高,2005年Moran’s I值最低;2011年17个单元的局部自相关指数表明湖北省各行政单元的耕地压力在空间上也具有一定的集聚或分异特征,尤其是以武汉市为中心形成了一个湖北省耕地压力的热点(高峰)地区。研究结果对制定湖北省区域空间发展战略、因地制宜地兼顾粮食安全和经济发展对土地的需求具有重要的参考意义。     

基于景观格局的广州市边缘区生态压力研究——以番禺区为例

基于RS、GIS技术和统计分析方法,选取破碎化指数、斑块结合度指数、分形维数3个景观指数和土地利用脆弱性指数构建生态压力指数,以番禺为例从景观尺度研究城市边缘区在城市化梯度上的生态压力空间分异。结果表明:不同用地类型的景观指数在3个梯度区内依人为干扰的强烈程度出现明显的空间分异,生态压力呈现自北向南依次降低的空间分布格局。景观生态压力强弱的分布与区域内土地利用方式和强度具有较高的相关关系,人为干扰是影响景观生态压力扩散的重要原因。     

京津冀水资源利用多效率指标的变化特征比较

提高水资源利用效率,缓解用水压力,是解决京津冀缺水问题的有效措施,对各行业用水效率历史状况的全局把握有助于未来政策的调整.论文比较了京津冀三地的万元GDP用水量、万元工业增加值用水量、管网漏损率、人均日生活用水量、污水处理率、作物水分利用效率共6项指标组成的综合用水效率,分析了 2002-2017年京津冀用水效率的Ma...     

Water resource utilization efficiency and spatial spillover effects in China

Based on provincial panel data of water footprint and grey water footprint, and with the help of data envelopment analysis model considering and without considering the unde- sirable output, this paper estimates the water resources utilization efficiency in China from 1997 to 2011. The spatial weighting matrix based on economy-spatial distance function is established to discuss spatial autocorrelation of water resources utilization efficiency. With the help of absolute/3-convergence model, this paper concludes that there exists/%convergence in the water resources utilization efficiency. Under the conditions of considering and without considering the undesirable output, it takes about 52.6 and 5.6 years respectively to achieve the extent of half of convergence. By mean of the spatial Durbin econometric model, this paper studies spatial spillover effects of the provincial water resources utilization efficiency in China. The results are as follows. 1） With considering and without considering the undesir- able output, there is significant spatial correlation in provincial water resource efficiency in China. 2） Under the two cases, the spatial autoregressive coefficients （p） are 0.278 and 0.507 respectively, at 1% significance level. There exist the spatial spillover effects of provin- cial water resources utilization efficiency. 3） With considering the undesirable output, these factors of the education funds, the transportation infrastructure, and the industrial and agri- cultural water consumption proportion have positive impacts. These factors of foreign direct investment, the industry value-added water consumption per ten thousand yuan, per capita water consumption, and the total precipitation have negative impacts. 4） Without considering the undesirable output, the factor of GDP per laborer has a greater positive significant influ- ence on the water resources utilization efficiency. However the facts of industry value-added water consumption in ten thousand yuan and the transportation infrastructure have no sig- nificant influence. 5） Regardless of undesirable output of water resources utilization efficiency the assessment of the present real water resources utilization in China will be distorted and policy-making will be misled. The water efficiency measure considering environmental factors （such as gray water footprint） is more reasonable.     

中国省际水资源利用效率与空间溢出效应测度

基于省际水足迹和灰色水足迹等的面板数据,本文利用带有考虑和不考虑非期望产出的数据包络分析方法测度了1997-2011 年中国31 个省市区的水资源利用效率;建立基于经济—空间距离函数的空间权重矩阵,探讨水资源利用效率的空间自相关关系;利用绝对β趋同模型验证水资源利用效率增长趋势存在绝对β趋同,考虑和不考虑非期望产出情况下达到1/2 趋同程度的时间分别约为52.6 和5.6 年;运用空间Durbin 计量模型研究了中国省际水资源利用效率的空间溢出效应。研究发现：（1） 考虑和不考虑非期望产出的中国省际水资源利用效率都具有显著的空间自相关性;（2） 考虑和不考虑非期望产出的空间自回归系数ρ分别为0.278 和0.507,且都在1%的水平上显著,说明中国水资源利用效率存在空间溢出效应;（3） 考虑非期望产出情况下中国各省市的教育经费、交通基础设施、工业和农业用水比重因素正向影响水资源利用效率,外商直接投资、万元工业增加值用水量、人均用水量、降水总量因素负向影响水资源利用效率;（4） 不考虑非期望产出情况下中国各省市的劳均GDP因素较大正向显著影响,而交通基础设施和万元工业增加值用水量因素变为不显著影响;（5） 不考虑非期望产出的水资源利用效率测度对中国水资源真实利用情况出现偏差估计及对政策制定产生误导,考虑环境因素到水资源利用效率测度更为合理。     

基于水供给服务空间流动模型的渭河流域水资源安全格局

基于VIC模型量化了渭河流域水资源供需平衡关系;构建了水供给服务流动模型,模拟了渭河流域2005年、2010年和2015年的水资源安全格局,利用地理探测器探寻了区域水资源安全的主要驱动力.结果 表明:①流域内水资源供需矛盾突出,平均每年有10.89％的地区经上游水资源补给后达到用水安全,补给不充分和未受补给的区域增加,...     

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。     

河北南部地区资源、环境、发展初析

河北南部地区山前平原区农业气候条件适于夏玉米的生长 ,黑龙港地区适于棉花的生长。本区水资源匮乏 ,地下水超采严重。浅层地下水超采模数为 8.0 1× 1 0 4 m3/( km2 ·a) ,深层地下水为 2 .5 8× 1 0 4 m3/( km2·a)。全区水资源利用的综合边际效益以廊坊市最高 ( 2 6.68元 /t) ,保定市最低 ( 1 4.85元 /t) ,两者之比为 1 .80。区内地下水降落漏斗与地面沉降等环境地质灾害频繁 ,1 998年浅层地下水漏斗区面积为 0 .5 4× 1 0 4 km2 ,深层地下水为 1 .5 9× 1 0 4 km2。地下水、粮食和蔬菜受到农药残留、过量化肥的污染。本区 2 0 1 0水平年外流域调水将占可供水量的 2 3.9% ,但缺水率仍达 36.2 %。若全区通过发展工程节水 (提高综合节水率 3.2 % )、实施适水种植 (冬小麦播种面积下调 7% ) ,利用水分胁迫处理 (减少一次灌溉 )等节水措施 ,则比 1 999年节水 1 7.2 %。     

The driving force of water resource stress change based on the STIRPAT model: take Zhangye City as a case study

A prominent contradiction between supply and demand of water resources has restricted local development in social and economic aspects of Zhangye City, located in a typical arid region of China. Our study quantified the Water Resource Stress Index(WRSI) from 2003 to 2017 and examined the factors of population, urbanization level, GDP per capita, Engel coefficient, and water consumption per unit of GDP by using the extended stochastic impact by regression on population,affluence and technology(STIRPAT) model to find the key factors that impact WRSI of Zhangye City to relieve the pressure on water resources. The ridge regression method is applied to improve this model to eliminate multicollinearity problems. The WRSI system was developed from the following three aspects: water resources utilization(WR), regional economic development water use(WU), and water environment stress(WE). Results show that the WRSI index has fallen from 0.81(2003) to 0.17(2017), with an average annual decreased rate of 9.8%. Moreover, the absolute values of normalized coefficients demonstrate that the Engel coefficient has the largest positive contribution to increase WRSI with an elastic coefficient of 0.2709, followed by water consumption per unit of GDP and population with elastic coefficients of 0.0971 and 0.0387, respectively. In contrast, the urbanization level and GDP per capita can decrease WRSI by-0.2449 and-0.089, respectively. The decline of WRSI was attributed to water-saving society construction which included the improvement of water saving technology and the adjustment of agricultural planting structures. Furthermore, this study demonstrated the feasibility of evaluating the driving forces affecting WRSI by using the STIRPAT model and ridge regression analysis.     

汾河流域城市化与水资源耦合协调关系研究

通过构建汾河流域城市化与水资源系统指标体系,利用综合评价法对2010—2019年汾河流域城市化和水资源综合水平的变化趋势进行分析,在此基础上构建耦合协调度模型,分析汾河流域城市化与水资源的耦合协调关系。结果表明：汾河流域城市化综合指数整体呈上升趋势,城市化子系统重要程度表现为经济城市化>社会城市化>空间城市化>人口城市化;水资源综合指数呈波动上升趋势,水资源子系统重要程度呈现出水资源利用>水资源水平>水资源保护,水资源环境不断优化,2013年出现短期下降,主要受水资源量和用水量等要素的影响;从时间上看,2010—2019年汾河流域城市化与水资源耦合协调度不断提高,经历了从2010年低水平轻度失调到2019年高水平协调发展过程;空间上,2010—2019年汾河流域六市城市化与水资源耦合协调度不断提升,吕梁、太原、忻州达到良好协调水平,临汾、运城处于勉强协调水平,而晋中则处于磨合阶段的濒临失调水平。     

黄河中下游沿线城市水资源利用效率的时空演变及影响因素

采用超效率DEA模型、GIS空间分析方法、动态面板的系统GMM估计方法对2010—2017年黄河中下游沿线城市水资源利用效率时空格局及影响因素进行分析,结果表明:①黄河中下游沿线城市水资源利用效率整体由2010年的0.70波动下降为2017年的0.67,且区域内70%以上的城市水资源利用效率变动趋势与其一致;②黄河中下游沿线城市水资源利用效率呈"U"型区域两侧相对较高,中间区域相对较低的空间分布态势,且空间分布重心始终位于地理重心的北方;③环境规制、经济发展水平、产业结构优化、技术水平对水资源利用效率呈显著正向影响,农田水利设施建设、城镇化对水资源利用效率呈显著负向影响。研究结论可为黄河流域生态保护与高质量发展的推进提供决策支持。