中国基于人粮关系的土地资源承载力研究:从分县到全国

论文以人粮关系为基础,构建了土地资源承载指数(LCCI)模型,从全国、分省、分县3个空间尺度定量评价了1949~2005年中国土地资源承载力演变的时空格局,并以2005年为代表年份,分类讨论了中国264个牧区(半牧区)县、663个城市地区和592个贫困县(区)的土地资源承载力。研究结果表明:①1949~2005年,中国土地资源承载力逐步增强,人粮关系趋于均衡;②1980~2005年,中国粮食盈余省份增多,人口超载省份减少,人粮关系趋于改善;③1980~2005年,中国粮食盈余县域在增加,人口超载县域在减少,人粮关系总体趋于平衡;中国分县土地资源承载力格局基本稳定,粮食主产区的空间集聚效应越来越明显,对区域乃至全国的人粮平衡作用日益突出;④草地畜牧业大大提高了中国牧区、半牧区的土地资源承载力,受人口集聚效应影响的城市地区以人口超载、粮食调入为主要特征,中国贫困地区2/3以上的县域仍处于人口超载或临界超载状态,人粮矛盾突出。     

基于生态足迹的中国生态承载力供需平衡分析

以生态承载力供需关系为切入点,应用生态足迹模型,构建生态承载力供需平衡指数(ECCI),以分县为基本单元,系统评价了我国县域尺度生态承载力供需平衡状况。结果表明:①中国生态承载力供需平衡以生态赤字区为主,生态盈余区和生态平衡区为辅。不足1/5的人口分布在约2/3表现为生态平衡或盈余的国土面积上,而4/5的人口集中分布在不足1/3表现为生态赤字的国土面积上;②中国分县生态承载力空间分布呈较明显的不平衡性,大体由东南到西北呈现从严重超载到富富有余的分布态势。中国生态承载力供需已严重失衡,且人口密度大、 流动人口迁入较为集中的沿海城市地区表现尤为突出。随着城市化进程的不断加快,这些地区空间生态不平衡性将更加严重,生态环境问题需引起足够关注。从流域关系来看,应妥善处理上中下游间的关系,把对生态环境的影响以及生态环境的保护摆在重要位置。研究结果可为国家主体功能区规划、 人口发展功能区划提供科学依据和决策支持。     

四川省水资源生态足迹与生态承载力的时空分析

根据水资源生态足迹的基本原理和计算模型,对四川省2001-2009年水资源生态足迹、生态承载力进行分析。结果表明,在2001-2009年间四川省人均水资源生态足迹总体上呈上升趋势,万元GDP生态足迹呈下降趋势,水资源利用率在逐步提高;干旱灾害对水资源生态承载力影响较大,四川省历年水资源生态承载力均大于生态足迹,存在一定的生态盈余,水资源可持续开发利用情况较好。四川省水资源存在严重分布不均的现象,经济较为落后,对水资源需求量较小的西部高原地区水资源丰富,水资源生态盈余较大;经济较为发达,对水资源的需求量大的东部盆地地区水资源量小,生态盈余较低,在绵阳、遂宁、内江、自贡等地出现生态赤字,水资源利用呈现不安全状态。水资源生态足迹的变化与社会经济发展密切相关,应该充分考虑四川省水资源的时空分布情况,调整产业结构,合理调度、利用水资源,促进四川省整个社会经济的持续发展。     

基于GIS的中国物质积累基础评价：从分县到分省

一个地区的发展是众多因素发展的积累,这种积累离不开资源的利用与转化。地区发展的结果往往直接体现在物质财富的生产和积累上。因此可以从资源角度出发,在资源转化视角下,以区域物质财富为着眼点来反映区域发展进程。基于此,提出物质积累基础概念,从基础设施水平、交通通达度、经济发展水平3方面,构建物质积累指数模型;运用GIS技术和数理统计方法,以2005年为例,定量计算中国分县物质积累指数,集成分省物质积累指数,从分县和分省两个尺度系统评价了中国物质积累水平。研究结果表明：①从分县尺度看,2005年中国县域物质积累水平高低两端差异悬殊,中等水平占主体,呈现明显的“纺锤形”结构,空间分布不均衡,东南半壁物质积累水平明显优于西北半壁;中国贫困地区物质积累水平相对滞后,城市地区相对超前,两类典型地区经济发展水平差距最为显著;②从分省尺度看,中国分省物质积累水平差异显著,地域分布呈现“东高西低”的空间格局;不同等级水平间基础设施水平差距最大,是引起省域尺度上物质积累状况差距的显著因子。     

中国水资源承载力综合评价研究

中国水资源短缺,加之水资源时空分布不均、水土资源分布不匹配,水资源已成为制约中国社会经济可持续发展的重要因素。文章从系统论的角度出发,研究中国经济、社会发展、生态环境与水资源的协调发展关系,运用水资源承载力综合评价模型,通过选取特定年份相关数据计算其水资源承载力综合评价指数,描述中国各省区水资源承载力状况,以此综合分析评价中国水资源的承载能力。结果表明:中国水资源分布不均,与人口分布和经济布局不相匹配;西南省区水资源承载潜力相对较大;长江、珠江流域及东部沿海地区,已无水资源承载力优势;华北平原、西北地区如新疆、宁夏、甘肃等地区水资源严重短缺,水资源超载严重,水资源承载力渐趋枯竭。     

资源承载力监测——以西藏“一江两河”地区为例

对自然资源的无序开发和对生态系统的破坏制约了我国的可持续发展。资源承载力是描述地区发展受自然资源限制的重要工具,也是衡量区域可持续发展的重要依据。基于西藏"一江两河"地区县级统计数据,定量计算水、土和生态等资源承载力,并根据定量评价结果构建资源承载力监测体系并应用于"一江两河"地区。研究结果表明:(1)"一江两河"地区人粮关系趋于紧张,部分地区人口—粮食—土地矛盾突出,76.5%的县土地资源承载力下降,83.3%的县土地资源承载指数增长;"一江两河"地区各县(市、区)水资源承载力远大于实际人口,承载指数均小于0.05,但77.8%的县水资源承载力下降,县域承载指数均增长;各县生态承载力增长,承载指数下降,部分县处于生态赤字状态。(2)"一江两河"地区资源承载力的主要制约因素由生态承载力转变为土地资源承载力。2000—2015年,在"一江两河"地区资源承载力处于临界超载或超载的县中,对资源承载状态影响最大的资源承载力由生态承载力逐步转变为土地资源承载力。(3)"一江两河"地区资源承载力等级逐渐提升,可能带来的危害或负面影响程度降低。2000—2015年,资源承载力为三级(中度负载)及以下等级的县由15个(83.3%)降至3个(16.7%)。资源承载力长效监测机制的建立有助于明晰资源开发利用现状,科学利用区域自然资源,促进地区生态保护和可持续发展。     

济南市水资源承载力的动力学预测

水资源已成为人口、经济与环境协调发展的一个限制指标,本文通过对比分析,介绍了水资源承载力度量指标与动力学计算方法,并结合济南市实际状况,对济南市未来20年的水资源承载力进行了预测,旨在找出提高济南市水资源承载力的对策,使得济南市水资源开发与利用真正做到可持续发展.     

海峡西岸经济区生态承载力10年变化研究

以土地覆被和生态足迹为切入点,综合考虑陆域生态系统的类型和空间格局,从区域层面上对海西区陆域生态系统承载力及其演变趋势进行评价。研究结果表明:2000-2010年,海西经济区总生态承载力增长了165%,而人均生态承载力变化较小,由0.52 hm2/人增加到0.53 hm2/人。人均生态承载力较高的地市呈现承载力增加的特征,例如南平市、三明市、龙岩市和宁德市,而人均生态承载力较低的地市呈现明显减低的特征,例如厦门市、潮州市和揭阳市。海西经济区人均生态承载力空间差异较大,最大值与最小值相差10倍多。人均生态承载力较大的主要在内陆地区,承载力较小的主要分布在沿海地区,呈现出西部内陆地区高东部沿海地区低的分布格局,并且这个格局在过去10 a间没有改变。     

基于主成分分析的恩施州水资源承载力研究

为了探究恩施州水资源承载力状况,本文根据统计年鉴等资料,选取了13个指标,采用主成分分析法确定了3个主成分,并对恩施州2003—2010年的水资源承载力状况进行了分析与评价。结果表明:社会经济发展水平、人口、水资源利用状况是影响恩施州水资源承载力的主要因素;2003—2010年恩施州水资源承载力整体上呈现稳步上升的趋势。为了进一步提高恩施州水资源能力,建议采取继续降低万元工业增加值用水量、提高水功能区达标率等措施,并严格执行水资源管理制度。     

基于生态足迹模型的水资源生态安全评价研究

基于生态足迹理论和方法,构建水资源生态足迹、水资源生态承载力模型及水资源生态安全评价模型,引入水资源生态盈余和生态赤字、水资源生态压力指数和水资源生态足迹强度指标,以喀斯特地区六盘水市为例,对六盘水市水资源生态安全进行了定量评价。研究结果表明:六盘水市水资源生态足迹包括生活用水生态足迹、生产用水生态足迹和生态用水足迹3个部分,生态环境的扣除水资源量的多少,影响着水资源生态安全,若扣除量为12%,2005-2010年六盘水市的水资源生态盈余,六盘水市水资源处于安全状况;若扣除量30%,2007年、2008年六盘水市的水资源生态盈余,2005、2006、2009和2010年六盘水市水资源生态赤字,六盘水市水资源处于不安全状况。     

北京市虚拟水消费与贸易

北京市作为水资源极度紧缺的城市,亟需提高水资源的利用效率。本文基于多尺度投入产出分析模型,对2012年北京市虚拟水消费及贸易情况进行了核算与分析,并与2007年的结果进行了比较。计算结果表明：2012年北京市消费引发的虚拟水用量高达139.5亿m³,是基于生产的直接实体用水量（35.9亿m³）的3.89倍;对比2007年,虚拟水消费增长（23.7%）远比直接用水增长（11.8%）快。北京市使用的全部水资源中仅有5%由北京本地供应,有超过3/5从国内其他省市调入,约35%从世界其他国家进口。与此相对应,这些水资源有1/5被北京本地消费使用,约3/4被调出到国内其他省市,6%被出口至其他国家。与2007年相比,2012年北京市国内虚拟水贸易由净调入转为净调出,净调出量为2007年净调入量的1.1倍;而国际虚拟水贸易由净出口转为净进口,净进口量为2007年净出口量的837.2倍。北京市2012年净输入虚拟水资源103.6亿m³（全部来源于国际贸易）,有效地避免了对本地水资源的过度开采。与此同时,北京市通过转口贸易的形式将大量进口的虚拟水调出到了中国其他省市,为缓解国内水资源紧张局面作出了贡献。未来北京市应当在考虑能源矿产供应安全及消化国内过剩产能的前提下有策略性地增加矿产、能源、建筑和交通运输设备等部门部分产品的进口,以达到节约我国水资源及全球范围内水资源高效利用的目的。     

基于水经济价值的长江口环境流量探讨

适宜的环境流量对于维持河口生态系统稳定以及保障区域社会经济用水需求有着重要意义。论文以探讨水资源优化配置条件下长江口适宜环境流量为目的,基于水经济价值分析构建了长江中下游水资源优化配置模型,分析了区域缺水量以及环境流量约束的影子成本随长江口环境流量约束的变化。结果表明：当环境流量约束超过临界值后,区域缺水量不断增加,且环境流量约束产生非零影子成本;通过区域供水目标和环境流量约束的影子成本图确定长江口适宜环境流量的上限和下限,得到20%、50%、75%及95%水资源保证率下,长江口适宜环境流量分别为27.10×10⁹~29.65×10⁹、25.50×10⁹~27.12×10⁹、23.08×10⁹~24.62×10⁹及17.72×10⁹~19.65×10⁹ m³/月;该环境流量标准可以满足一定目标下长江口的生态需求。     

基于MRIO模型的中国省（市）区水足迹测度及空间转移格局

基于2012年中国31个省（市）区的投入产出表,建立水资源扩展型的投入产出模型,测算了中国31个省（市）区的水足迹及水足迹贸易量,并基于省际贸易分析了省（市）区间空间转移格局。结果显示：（1）2012年,中国水足迹总量为4819.3亿m³,国际贸易净输入水足迹为261.3亿m³,省际贸易净输出水足迹为801.6亿m³,省际贸易在全国水足迹贸易中占主导地位。（2）就省（市）区而言,河北、黑龙江等19个省（市）区为净输出省份,北京、天津等12个省（市）区为净输入省份;分产业来看,第一产业水足迹净输出757.9亿m³;第二产业净输入222.2亿m³、第三产业净输出4.6亿m³。（3）省际间水足迹空间转移具有来源与去向的不一致性,同时存在省（市）区转移的地理邻近性,资源丰富省份和经济发达地区转移现象明显。     

流域主体功能优化与黄河水资源再分配

立足流域主体功能优化概念内涵,系统性解析流域各类主体功能目标,基于流域主体功能评价指标体系建立以主体功能优化为目标导向的流域主体功能水资源分配机制,通过遗传算法求解多目标优化模型得到2017年黄河流域9省、自治区的四类水资源分配方案。研究结果表明：（1）流域主体功能实现水资源分配机制,使黄河流域最大可能节水23.01亿m³。（2）流域主体功能水资源分配机制给黄河流域主体功能实现分别带来4344.48亿元的生产功能增量、991.35亿元的生态功能价值增量,可多承载8194.84万人口。（3）减少宁夏和山东的农业用水及内蒙古工业用水分配对黄河流域水资源优化分配至关重要。     

基于中国人群暴露风险的室内苯健康限值推导

收集了我国29个省级行政区的464个室内苯浓度数据,基于中国人群暴露参数计算了我国成年人群在不同室内场景的苯暴露致癌风险;应用蒙特卡洛方法推导我国室内苯浓度健康阈值.结果表明,全国各类场景的室内苯浓度几何均值为0.030mg/m³.4种室内场景中,职业暴露场所具有最高的苯残留水平,均值为0.052mg/m³;居室暴露风险贡献最大,人群终生致癌风险为9.30×10^-5;基于中国人群暴露参数推导的健康限值为0.020mg/m³,略低于我国修改后的《室内空气质量标准》（GB/T18883-2022）中规定苯的限值.我国部分居民存在高于可接受水平的室内苯暴露的致癌风险,居室暴露风险尤其值得关注.室内苯标准的修改和实施有利于室内苯污染的控制和降低人群苯暴露致癌风险.     

基于水资源耦合价值的绿色水价模型及其应用——以下辽河平原为例

为了准确体现水资源价值的差异性、动态性及其整体性,提出基于绿色核算的水资源耦合价值评价指标体系及绿色水价模型。以下辽河平原为例,引入可变模糊综合评价法,结合熵值法和层次分析法对水资源耦合价值进行评价,计算该区水资源天然价值系数、附加价值系数、经济价值系数、社会（公益）价值系数、生态价值系数及环境价值系数,据此得出绿色水价标准：城乡居民生活用水为3.54 元/m³,农村居民生活用水（暂行）为132 元/（a·人）,农工商服务业用水为6.14 元/m³,农田灌溉用水（暂行）为0.79 元/m³,行政事业用水为4.72 元/m³,园林绿化用水为7.34 元/m³,特种行业用水为12.33 元/m³。各行政分区水资源耦合价值及各单项价值的评价结果基本符合该区客观实际,绿色水价模型体现了区域水资源禀赋,反映了经济社会发展及生态环境等对水资源的需求。     

世界主要国家城市人均用地研究及其对我国的启示

城市人均用地作为城市规划和土地利用规划的重要依据,一直受到学者和规划师的广泛重视。1991年我国颁布了人均建设用地标准,之后,这个标准成为我国核准各级城市规划的一个主要指标。经过近20 a的快速发展,这个指标是否还能反映我国城市用地的真实需求?为此,研究选择了世界上人口规模最大的80个国家的城市人均用地作为研究对象,分析了各国人均用地的差异,并用截面数据对城市用地的差异进行了分析;在此基础上,对我国城市用地的需求水平进行了估算。结果显示:不同国家城市人均用地差别很大;一个国家城市人均用地水平的高低和该国人均土地资源的丰富程度、耕地面积占土地总面积的比重及国家经济发展水平(人均GDP)有着明显的正相关;基于本文的数据,运用经验模型,研究认为2020年我国城市人均用地约为165 m2/人。     

要素与效率耦合视角下中国人均灰水足迹驱动效应研究

论文系统测度了中国大陆31省区2000—2014年间的人均灰水足迹,首次将生产要素中最关键的资本和劳动力要素引入到人均灰水足迹的驱动效应研究中,同时耦合了传统的环境效率与技术效率因素。应用扩展的Kaya恒等式和LMDI模型,综合分析了上述因素对人均灰水足迹的驱动效应。结果表明：1）从全国范围来看,技术效率效应的减量作用最大,资本产出效应的减量作用近年有所提高,资本深化效应的增量作用最大。2）技术效率效应、资本产出效应和资本深化效应都呈现西北高、东南低的分布格局;河北、北京、天津和山东的环境效率效应和技术效率效应对人均灰水足迹的减量作用较大,其他省区技术效率效应和资本产出效应更有利于人均灰水足迹的降低;资本深化效应在各地都会造成人均灰水足迹的显著提升。     

基于土壤渗透系数的吉林省湿地补给地下水功能分析

论文借助经验渗透系数法和价值评估方法,通过对吉林省湿地补给地下水服务价值的科学评估,得出吉林省湿地渗漏补给地下水量和价值量,其中每年补给地下水量约99.71亿m³。不同湿地类每年渗漏补给地下水量大小排序是沼泽湿地（46.40亿m³）>湖泊湿地（26.64亿m³）>人工湿地（21.48亿m³）>河流湿地（5.19亿m³）。而不同湿地类中,以内陆盐沼每年渗漏补给地下水量最大,达到每年18.60亿m³,其次是季节性咸水沼泽,每年为14.93亿m³,而水产养殖场最小,每年仅为0.05亿m³。对于吉林省具有不同渗透系数的湿地,其每年渗漏补给地下水量也不同。总体合计吉林省湿地补给地下水价值为401.83亿元。不同湿地类补给地下水价值排序是沼泽湿地（186.99亿元）>湖泊湿地（107.36亿元）>人工湿地（86.56亿元）>河流湿地（20.92亿元）,而不同湿地型补给地下水价值最大为内陆盐沼湿地（74.96亿元）,最小为水产养殖场（0.20亿元）。吉林省湿地补给地下水价值在空间分布上主要集中于3个区域,即以白城市和松原市为核心区域的“沼泽湿地-湖泊湿地-河流湿地”为主的补给地下水区域,以四平市、长春市和辽源市为核心区域的人工湿地补给地下水区域和以吉林市为核心区域的“沼泽湿地-河流湿地”为主的补给地下水区域。论文研究结果能够为吉林省湿地保护、湿地恢复、合理利用以及湿地科学管理提供依据。     

全球PM2.5人口暴露风险时空格局

基于PM_2.5遥感数据和人口格网数据,利用污染物人口暴露风险模型、Theil-Sen Media和Mann-Kendall等方法,分析了2000~2016年全球PM_2.5人口暴露风险时空分布特征,并识别出暴露高风险区域.结果表明,PM_2.5遥感数据和人口格网数据可以客观地评价暴露风险程度.全球PM_2.5平均浓度在各大洲差异显著,PM_2.5污染的高值区域主要分布在东亚、南亚和东南亚.PM_2.5质量浓度的多年平均值从高到低分别是亚洲14.7μg/m³、非洲8.1μg/m³、欧洲8.03μg/m³、南美洲5.69μg/m³、北美洲4.41μg/m³和大洋洲1.27μg/m³.2000~2016年,全球PM_2.5人口暴露风险在宏观尺度上呈逐渐减少的趋势,而在区域内则呈现出差异性.空间上,全球PM_2.5人口暴露风险各大洲从高到低依次为亚洲5.94、非洲0.62、欧洲0.45、南美洲0.32、北美洲0.27和大洋洲0.01.时间上,2000~2016年,亚洲和非洲PM_2.5人口暴露风险呈增长趋势,欧洲和北美洲呈减少趋势,大洋洲和南美洲变化幅度较小.