2003～2011年四川省各市(州)农业水足迹时空变化与驱动力研究

运用水足迹理论和计算方法,系统分析了四川省各市(州)2003~2011年农业水足迹的时空动态变化趋势与农业水资源利用效益,并采用灰色关联度法分析其驱动力因素。研究结果表明:(1)四川省各市(州)农业水足迹和人均农业水足迹均呈增加的趋势变化,成都市、南充市、达州市农业水足迹较大,2011年农业水足迹分别达82.44×108,45.56×108,41.02×108 m3。人均农业水足迹各市(州)差距不大,其中成都市和攀枝花市略高。(2)农业水资源利用效益方面显示:四川省各市(州)农业水足迹净贸易量均为正值,属于农业水资源净输出地。2006、2009、2010和2011年农业水资源匮乏度较高,成都市水资源紧缺度最高,2005~2010年均在200%以上。(3)驱动因素方面显示:耕地复种指数和人口总数是农业水足迹变化的关键驱动因素,关联度分别是0.643 3和0.632 5。建议提高水资源利用效益,适当控制高耗水农产品生产规模,合理配置水资源,实现空间和季节用水的协调性。     

基于水足迹理论的安徽省水资源评价

以安徽省2011年统计年鉴数据为依据,基于水足迹理论,计算了该省2010年水足迹,并对水资源可持续性进行了评价。研究结果表明:(1)2010年安徽省总的水足迹为728.98亿m3,人均水足迹为1 067.79m3/人,人均水资源可利用量为631.44m3/人,水资源的消耗已明显超出其水资源可利用量,处于不可持续利用状态;(2)安徽省水足迹主要来自于农业生产,占全省水足迹总量的99.49%;(3)此外,安徽省万元GDP水足迹值相对较高,反映了水资源利用效率不高的现实状况。因此,可以通过优化农业生产模式,调整产业结构,以及开发利用过境水来实现安徽省水资源的可持续利用。研究结果可为全省水资源科学利用和管理提供有利的参考。     

重庆市2004年的水足迹分析

把水足迹分析方法作为一个实用的工具,用来分析一个国家或地区的生产结构或消费方式是如何影响水资源的利用,是当前国际水资源领域研究的一个热点。而研究一个国家或地区如何通过客观评价水足迹来减少国内水资源压力、如何通过虚拟水贸易来获得最大的利益则是水足迹分析方法的两个发展方向。首先介绍了水足迹分析法的基本理论和研究方法,接着计算了重庆市2004年的水足迹。结果表明,重庆市2004年的水足迹为37017×108 m3,人均水足迹为1 177 m3／a,水自给率为9869％,过高的水足迹和自给率给重庆市的水资源带来巨大的压力。同时也分析了产生这么高水足迹的原因,并探讨了水足迹对重庆市水资源管理的启示和战略意义。最后对该方法及其应用前景进行了评价。     

基于主成分分析的江苏省水资源承载力研究

随着水资源短缺和水污染问题的加剧，水资源供需矛盾日益突出，水资源承载力已成为衡量区域可持续发展的一项重要指标。以江苏省水资源承载力为研究对象，运用主成分分析法对江苏省的水资源承载力从时间和空间两个角度进行综合评价。研究表明：影响水资源承载力的因子主要包括经济发展因子、人口因子和水资源自然状况因子；2000~2009年，江苏省的水资源承载力整体上呈现出稳步递增的趋势；从空间上来看，江苏省内的水资源承载力存在明显的地区差异，苏南的水资源承载力最大，苏中次之，苏北最小，这主要是受到地区经济发展不平衡和水资源条件的影响。为了保证社会经济的可持续发展，必须合理、高效地利用水资源，充分发挥水资源的承载潜力     

新疆虚拟水和水足迹的核算及其影响分析

通过利用投入产出模型对新疆生产和消费水足迹以及虚拟水贸易进行定量核算,研究结果发现:1内部水足迹在消费水足迹中占80%,农业对内部水足迹贡献最大。2新疆是虚拟水净出口地区,2007年虚拟水出口量为329×108m3,占总生产水足迹的67%,全区总用水量的56%,农业对虚拟水出口贡献最大;而大部分工业部门表现为虚拟水净进口。建议新疆加快农业产业化由劳动密集型向劳动、资本、技术、品牌融合性转变,优化出口结构,均衡经济用水和生态用水的比例,实现经济与生态环境的可持续发展。     

基于水足迹法的长江中游城市群水资源利用与经济协调发展脱钩分析

长江中游城市群承东启西、连南接北,是长江经济带的重要组成部分。作为地区经济发展新的增长极,在长江经济带坚持生态优先、绿色发展的战略定位下,长江中游城市群更应该重视地区生态文明建设与资源环境保护,特别是水资源的可持续利用与保护。基于此,本文将长江中游城市群整体作为研究对象,利用水足迹理论与方法,通过计算该地区2000—2015年水足迹的构成,定量分析长江中游城市群近16年来水资源利用状况,并结合协调发展脱钩评价模型对水资源利用与经济增长协调关系进行评价。结果表明:(1)长江中游城市群近16年来水足迹呈现先小幅波动上涨、再稳步上涨的总体上涨趋势,农业生产用水是水足迹的主要组成部分;(2)水资源利用效率逐年提高,但水资源利用结构不合理,农业生产用水所占比重过大,水资源基本用于本地区内部经济发展,对外交流不足;(3)水资源总量丰富,但水资源利用与经济增长基本处于相对脱钩的初级协调状态。基于以上研究结果,本文从"严管理、抓节水、调结构、促发展"四个方面提出了促进长江中游城市群水资源利用与经济协调发展的政策建议:积极落实严格的水资源管理制度,从源头上杜绝水资源浪费现象;重点抓好农业节水工程建设,大力推动生产生活节水;提高对外经济贸易水平,调整水资源利用与农业产品消费结构;大力促进产业协同发展,加快经济增长与水资源利用向优质协调发展状态转变。     

基于省际间粮食贸易的虚拟水综合效益分析

虚拟水概念丰富水资源的形态与内涵，其价值不仅表现在人口-粮食-贸易为纽带的虚拟水贸易上,还表现在其社会属性上。基于虚拟水的双重价值，结合全国粮食各地产消平衡数据,构建线性优化模型,估算我国粮食省际间贸易的虚拟水流动格局，从资源、经济、环境3方面出发分析虚拟水流动引发的综合效益。结果发现：我国粮食省际间贸易的虚拟水流动格局表现为北水南运的特点，同实体水的南水北调形成互补，水资源南北互通；资源效益而言，我国省际间粮食贸易的虚拟水流动格局在全国范围内共节约了152.96亿m3的水资源，占总的虚拟水流动量的15.79%，表面的水资源节约现象背后隐藏着缺水区输水给丰水区的反常现象以及广大富水地区水资源利用效率低下的严重问题；经济效益总体上是增加的，工业增加值为6.77万亿元。经济效益增加分布较为集中，经济效益减损分布较为分散，效益减损需要构建地区补偿机制；环境效益结果不佳，农作物绿水占用指数高的地区在透支当地农业生态绿水情况下大量输出虚拟水，将会对其陆地自然生态系统造成严重威胁并制约当地社会经济发展。根据结果得出政策启示，为水资源管理、区域发展及生态安全提供新思考：引入实体水与虚拟水结合的水资源管理方式；构建协调区域发展的虚拟水补偿机制；维持绿水与蓝水结构平衡的生态安全。 关键词： 省际间粮食贸易；虚拟水流动；资源效益；经济效益；环境效益     

基于生产视角的中国水足迹地区间差异:“总量-结构-效率”分析框架

我国水资源短缺地区间差异问题正引起各界关注,分析比较各地区用水总量、结构及效率,是我国构建特色水安全保障体系、实施最严格水资源管理制度的前提。在"总量-结构-效率"分析框架下,采用多区域投入产出分析、锡尔指数空间差异分解、伪基尼系数差异成因分解等方法,分析我国30省级行政区(除西藏)42经济部门生产视角下水足迹(生产水足迹)地区间差异及其成因,为我国合理高效调整生产以降低水足迹提供依据。研究结果表明:1我国生产水足迹总量、结构、效率地区间差异明显。2生产水足迹经济区域间差异是其总体空间差异的主要成因(贡献率69.46%),而农林牧渔业生产水足迹经济区域间差异是生产水足迹经济区域间差异的重要贡献因子(贡献率59.19%),其关键因子为该部门最终需求量经济区域间差异(贡献率74.57%);水资源压力指标总体空间差异主要源自经济区域内省区间可利用水资源量对应差别。3农林牧渔业直接用水系数与最终需求量、食品制造及烟草加工业最终需求量、住宿餐饮业用水乘数与最终需求量等省区间差别分别是三大产业生产水足迹省区间差异主要贡献因子。4生产水足迹强度省区间差异主要源于农林牧渔业生产水足迹强度对应差异;煤炭开采和洗选业、石油和天然气开采业对工业生产水足迹废弃率省区间差异的贡献高于其他经济部门。     

基于GEV干旱指数和DFA方法的苏北地区季节性干旱研究

为分析近年来江苏省苏北地区季节性干旱灾害特征,利用苏北五市1989~2013年的逐月降水量资料,建立月降水量的广义极值分布函数,通过分析广义极值干旱指数(GEVI),研究苏北五市近25a的季节性干旱分布和干旱等级的时空变化特点。在此基础上,利用去趋势波动分析方法(DFA)对苏北五市月平均降水量的周期性规律进行研究。结果表明,苏北五市的月降水量均服从广义极值Fréchet概率分布,且具有从西北(徐州)地区向东南沿海(盐城)地区递增的空间分布特征,整体上属于干旱灾害频发的地区,且以轻旱为主且季节性特征明显。苏北五市的月降水量存在幂律相关性,即降水量具有较强的正长程相关性,因此,未来苏北地区干旱的总体趋势将与过去特征正相关。     

基于GIS和PSR的江苏省水土流失易发区划分研究

水土流失易发区划分是新一轮水土保持规划的现实需要。基于PSR概念模型,选取12个指标建立评价指标体系,并采用改进的层次分析法求得指标权重,通过多级加权求和,对江苏省平原区进行水土流失易发区划分评价。该方法以250m×250m栅格为单元,借助GIS的空间分析功能制作各层次指标的空间分布图,并分别从压力、状态、响应3个子层次和综合目标层进行评价分析。结果表明:全省平原区水土流失压力分布较为普遍,Ⅲ级及以上压力区域占全省总面积的40.75%;Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ级易发区域面积分别为10.12%、42.90%、25.73%和1.24%,无Ⅴ级易发区域;最终划定江苏省水土流失易发区面积约占全省总面积的26.97%。具有现状数据的评价单元划分结果与实际情况较一致,说明水土流失易发区划分结果能基本反映江苏省水土流失特点和状况,可作为江苏省水土保持规划的重要依据。     

长江中下游流域降水分区及其气象干旱时间变化特征

基于1961~2015年逐月降水格点数据，首先通过系统聚类法对长江中下游流域进行降水分区，然后以标准化降水指数为指标，结合小波分析方法，探讨了长江中下游流域各亚区气象干旱的时间演变规律及周期变化特征。结果表明：（1）空间上，可将长江中下游流域分为6个降水亚区，即：大巴山地农业区（Ⅰ）、湘鄂贵渝山地农业区（Ⅱ）、鄂中东平原农业区（Ⅲ）、湘赣平原丘陵农业区（Ⅳ）、鄱阳湖平原农业区（Ⅴ）和长江三角洲平原农业区（Ⅵ）。（2）不同降水亚区干湿事件交替过程存在差异，Ⅵ区与其它亚区差异较大，Ⅱ区、Ⅳ区和Ⅴ区的干湿事件具有相似的时间演变模式；除Ⅵ区外，2000年后其它降水亚区干旱发生频率增加明显。（3）不同降水亚区气象干旱的第一主周期存在差异，北部（Ⅰ区、Ⅲ区、Ⅵ区）和南部（Ⅱ区、Ⅳ区、Ⅴ区）具有明显的区域分化特征，但各气候亚区大都显示出3.5年左右的显著周期。研究结果可为长江中下游流域各亚区气象干旱驱动因素的解释、干旱监测计划的制定、水资源的管理和旱灾的防治提供参考依据。     

水足迹视角下黑龙江粮食生产用水绿色效率研究 ——基于三阶段SBM-Malmquist指数分析法

黑龙江省作为中国粮食安全“压舱石”，其水资源的合理有效使用为粮食生产提供了重要保障。基于水足迹理论对2000~2017年间黑龙江省14个区域内粮食生产水足迹和灰水足迹进行测算，以此作为投入产出指标，运用三阶段超效率SBM-Malmquist模型分析黑龙江省粮食生产用水绿色效率的时空特征。结果表明：黑龙江粮食生产水足迹总量呈现先上升再下降特征，各地区差异较大，主要受各区域粮食产量、种植结构和单位面积产量的变化而引起；受粮食增产对化肥的需求以及化肥零增长政策的影响，粮食灰水足迹总量整体呈现先上升后下降的特征；在剔除了随机误差和环境影响因素后，外部因素对纯技术效率的抑制作用明显，规模投入不足是扼制粮食生产用水绿色效率提升的瓶颈；黑龙江粮食生产用水绿色效率呈现由上升到平稳的趋势，除哈尔滨和农垦总局外，各区域之间效率值较低；粮食生产用水绿色全要素生产率变化主要依赖于技术进步变化，受纯技术效率变化的限制影响。建议黑龙江省应进一步发展现代化大农业，依据各区域特点扩大生产规模，加大科技投入和技术创新，从粮食生产结构、化肥施用量入手，优化调整生产过程中的投入、产出要素是提高粮食生产用水绿色效率的重要途径。     

基于改进水生态足迹的水资源环境与经济发展协调性评价——以中原城市群为例

为探索水资源环境和经济发展的协调关系,基于改进的水生态足迹模型,计算中原城市群2001～2016年水量生态足迹和水质生态足迹,从宏观和微观层面构建脱钩评价模型和协调度模型,对区域经济发展和水资源环境协调关系进行研究。研究表明:(1)中原城市群总体水生态足迹表现出波动增加趋势,农业水足迹在水量生态足迹中比重最大,超过50%;(2)地下水质生态足迹和地表水质生态足迹的比例约为4∶3,2001～2010年导致地表水质生态足迹面积最大的污染物是硝态氮,2011～2016年磷是最主要的污染物,而导致地下水质生态足迹的规律较为复杂,由多种污染物交替决定;(3) 2001～2016年,水资源环境和经济发展的协调关系由弱脱钩的不协调和初级协调向强脱钩的中级协调转变,表明中原城市群经济发展和水资源环境的协调性在逐步增强;(4)中原城市群内部各城市水资源环境和经济发展的协调性在时间上表现出逐年增强的趋势,在空间上存在较高的相似性,中原城市群在协调度上的表现优于其在脱钩指数上的表现。     

城镇化进程中的江苏水资源承载力研究——基于组合赋权和升半Γ型分布函数

水资源承载力评价是把水资源利用和生态环境问题综合考虑的一种研究手段,其结果可以用来清晰判断一个区域经济社会的发展潜力。在层次分析法和变异系数法组合赋权的基础上,运用基于PSO优化的升半Γ型分布指数,对2003~2013年江苏省的水资源承载力进行评估。结果表明,太湖蓝藻事件爆发是促进江苏水资源承载力提高的重要转折点,2003~2008年江苏水资源承载力处于Ⅱ级承载力水平,均值为0.414,2009年起提升至Ⅲ级水平,此后承载力水平虽略有波动,但始终处于Ⅲ级的最高状态。对比江苏城镇化进程,认为注重两型社会和生态文明建设的城镇化进程可以较大幅度提升水资源的承载力。据此,提出通过供给侧改革转变经济发展模式、全员参与推进节水型社会建设以及统筹协调加强太湖流域管理等对策。     

基于水足迹的区域生态补偿标准及时空格局研究

水资源是一种公共物品,其效益外部性使得水资源保护与开发利用成本应由相关的若干区域共同承担,因此,建立合理的区域生态补偿标准模型及区域内外共同补偿机制是当前生态经济领域的研究前沿。通过构建水足迹与生态补偿标准模型,对江西省及11地市水足迹与水生态补偿标准进行了估算。主要结果如下:2000~2013年,江西省总生产水足迹呈现先下降后增长的趋势,粮食、水产品、猪肉生产所占比重较大,水盈余呈波动下降趋势。11地市生产水足迹与水足迹效率呈上升趋势,除南昌市出现水赤字要支付生态补偿资金外,其余各市均有水盈余,应获得生态补偿资金。2000~2013年江西省水盈余共需补偿1 805.76亿元,平均每年128.98亿元。赣南的赣州市、赣中的吉安市、赣东北的上饶市、赣东的抚州市获得补偿额较高,将优先获得区域内外生态补偿额度。该研究结果可为生态文明先行示范区与区域生态补偿机制建立提供一定的科学依据。     

江苏省农业比较优势格局及与周边省市比较分析

:将江苏省置于长江中下游种植区内 ,运用国内资源成本系数DRCC(DomesticResourcesCostCoefficient)和RDRCC(RatioDomesticResourcescostCoefficients)指标考察了江苏省与周边省市 (包括上海、安徽、浙江、江西、湖北和湖南 )农业生产比较优势的差异 ,从而全面地认识了相对于长江中下游种植区六省市江苏省农业生产的比较优势格局。根据分析 ,与周边地区相比 ,江苏省秋收作物粳稻、大豆 ,夏收作物油菜籽、棉花和早籼稻 ,常年生作物茶叶生产都具有不同程度的相对比较优势 ,可考虑通过适当的政策将资源导向这些产品的生产上 ;同时重点压缩小麦、中籼稻、玉米、花生、烤烟等不具相对比较优势产品的生产。此外 ,江苏桑蚕茧可考虑稳定现有的生产 ,而苹果生产可适当调减。主要饲养业产品中 ,蛋鸡、肉鸡和淡水鱼具有相对比较优势 ,其饲养总量可以考虑进一步扩大 ,相反 ,生猪和菜羊不具相对比较优势 ,饲养规模应适当压缩。而江苏奶牛饲养总规模可考虑稳定 ,并适当扩大国营集体饲养的规模     

总量控制约束下区域用水结构调控策略及动态模拟

在既定水资源供给下,通过调控区域用水结构,提高用水效率与效益,使经济社会发展与用水总量限制的水资源约束相适应,是目前区域经济社会发展面临与亟待解答的关键科学问题。选择若干指标定量描述用水系统与社会经济系统耦合关系的基础上,以国民经济部门划分和用水主体划分相结合的方式,细化第一、二、三产业、生活和生态用水指标,建立了江苏省用水结构与产业结构、用水需求与经济社会发展指标互动反馈的模拟调控的系统动力学模型。在对当前发展模式下的江苏省用水总量发展趋势模拟预测分析基础上,选择对系统影响显著的参数作为调控变量,设计了5种对比情景,动态模拟水资源供求变化和用水结构变化情况,提出了江苏省用水总量控制下用水结构调控方案和对策,为区域落实最严格水资源管理制度提供决策依据。     

基于时空距离的江苏省景区系统聚集分形演化研究

运用聚集分形模型，将近10年分为4个研究时间点，从时空距离探讨江苏全省及其3大区域的高等级景区系统的聚集分形演化特征。结果显示：(1)各区域景区系统均呈聚集态，且苏北和苏中的聚集程度高于苏南与全省；(2)各区域景区系统都在向均匀模式演变；(3)各区域景区系统基于时间距离的空间结构比基于空间距离的结构，更接近于均匀模式；(4)苏北与苏中各区域内景区之间的交通网络水平低于苏南与全省；(5)各区域景区系统基于时间距离的演变，快于本区域基于空间距离的演变速度。研究结论可为江苏景区空间的合理布局提供一定的参考