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。     

长江经济带水足迹与省市规模时空关联格局及驱动因素研究

长江经济带是我国经济发展的主要载体之一，其水资源可持续利用问题也备受关注。为探究该地区水足迹与省市规模15年的时空关联格局，基于脱钩模型和不均衡指数对长江经济带2006～2020年水足迹与省市规模时空关系进行研究，利用时空地理加权回归探究影响区域水资源消耗的因素，并从时空异质性角度展开讨论。研究表明：(1)长江经济带水足迹增长率逐年降低，且各省市水足迹强度与人均水足迹空间分布格局相似。(2)2006～2020年间各省市水足迹与经济规模呈现弱脱钩，但已有6/11省市于“十三五”期间达到理想的强脱钩状态，水资源丰富的省市水足迹与人口规模协调度较好，水足迹与空间规模的发展均衡性与各省市地形地貌有关。(3)省市规模、节水技术、产业结构与水资源管理等因素对水足迹高低产生显著影响，水足迹的驱动因素存在时空异质性，影响力随发展阶段和地区变换而改变。     

湖北省"两圈"生物资源生态足迹动态分析

本文对1998-2008年湖北省武汉城市圈和鄂西生态文化旅游圈的生物资源生态足迹及其组成、人均生物资源生态足迹、生物资源生态承载量和生物资源生态赤字(盈余)进行了动态分析.研究表明,武汉城市圈生物资源生态足迹组成以耕地为主,其他生态生产性用地的足迹比例较小,各市州生物资源生态足迹整体呈现逐年增加的趋势,人均生物资源生态足迹小于省均值,生物资源生态承载量先升高后降低,各市州生物资源生态承载量由大到小排序为:黄冈、孝感、武汉、咸宁、天门、黄石、仙桃、鄂州、潜江,生态赤字呈增大趋势;鄂西生态圈除神农架外其他各市州的生物资源生态足迹均较大,林地足迹占主要地位,其总量对全省的贡献较大;人均生物资源生态足迹大于省均值,生物资源生态承载量呈增高趋势,各市州由大到小排序为:宜昌、十堰、襄樊、荆州、恩施、随州、荆门、神农架,该圈一直保持很高的生物资源生态盈余,但盈余值有减小的趋势.     

城市水足迹对比分析——以上海和重庆为例

基于虚拟水和水足迹的理论与方法,提出了城市水足迹的概念,构建了城市水足迹的计算模型,并对上海和重庆1999~2008年的水足迹进行对比分析,以揭示两市社会经济发展对水资源系统的影响及其差异。结果表明:近10a来上海和重庆的水足迹总体均呈上升趋势,且两者的差距有缩小的趋势;重庆的水足迹结构变化不大,而上海的虚拟水净输入量所占比例快速增长;上海的水资源利用呈严重超载状态,重庆的水资源利用尚处于安全范围;上海的水资源自给能力较低,对外依赖的程度远高于重庆;重庆的水资源利用效益比上海低得多。最后,分别从消费者、生产者和管理者的角度提出了保障城市水资源安全的对策和建议。     

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。     

中国水资源承载力时空变化与趋势预警

水资源是制约社会经济发展的重要因素,全面客观评价水资源承载状况,对促进水资源利用与人口、经济、社会、发展相协调具有重要的理论和现实意义.以中国31个省(自治区、直辖市)为研究单元,基于生态足迹模型测算2003～2018年中国省域水资源生态平衡供需情况,并利用ARIMA模型预测其未来变化趋势.结果表明:(1)2003～2018年中国人均水资源承载力年际波动较大,而人均水资源生态足迹呈现先增后降的小幅波动趋势,人均水资源供需总体盈余,但在降水量较少的年份逼近赤字边缘.(2)中国水资源承载状况保持南方地区水资源供需有余,北方地区水资源供需赤字的宏观格局,人均水资源以有余区和超载区为主,地区间水资源生态盈亏差异较大.(3)中国的农业用水在4类账户中占比最高,研究期内人均农业和工业用水足迹由增转降,人均生活和生态用水足迹逐年递增;除北京外,其余省份的主要用水账户为农业和工业.(4)中国人均水资源生态盈亏呈现出"整体平稳,局部变化"的地域格局.15年,20个省(自治区、直辖市)水资源生态超载加速.(5)人均水资源生态盈亏未来将在30°N～40°N部分地区呈现恶化,但在多数地区逐渐改善.其中东南和西北地区水资源生态环境改善潜力较大,青藏高原将呈现恶化趋势,晋、陕、豫、鲁、苏、辽地区可能形成重度预警区.     

基于BWSI与GWSI的江苏省农业生产水资源压力评价

为评价农业生产过程对区域水资源的影响,在核算江苏省农业广义水资源量和农作物生产水足迹的基础上,构建基于水资源消耗和水足迹的农业生产水资源压力指标BWSI和GWSI进行1999~2013农业生产水资源压力评价。结果显示,江苏省农业广义水资源约为1 034.6×10~8 m~3,绿水占70.4%,苏南地区相对丰富;农作物生产水足迹为1 069.5×10~8 m~3(5.9%蓝水、74.6%绿水、19.5%灰水),苏北地区占61.6%且有随时间增大趋势。全省BWSI和GWSI分别为2.60与1.09,水资源压力较大,且有随时间微弱增大的趋势;农业生产水资源压力由南向北呈增大态势,且在时间上呈现苏南减低、苏中稳定、苏北增大的整体态势。引江水缓解了全省及各分区水资源压力,对BWSI的影响大于GWSI。BWSI和GWSI可以用于区域农业生产水资源压力评价,BWSI能揭示缺水地区的水资源稀缺性,而GWSI适合全面反映水资源丰富地区的用水状况。     

长江中游城市群水资源生态足迹时空演变及其驱动因素分析

客观核算城市群水资源生态足迹，对评估区域水资源盈亏状况和衡量水资源的可持续利用具有重要意义。基于“省公顷”修正水资源均衡因子，计算并分析2000～2019年长江中游城市群水资源生态足迹时空演变规律，并利用地理探测器探究其驱动因素。结果表明：(1)2000～2019年长江中游城市群水资源生态足迹整体呈波动增长态势，增幅为34.63%;(2)长江中游城市群水资源生态足迹区域差异显著，其中武汉城市圈水资源生态足迹北部高于南部，环鄱阳湖城市群水资源生态足迹呈“西高东低”的分布格局，环长株潭城市群水资源生态足迹北部和东南部地区高于中部地区；(3)水资源生态足迹强度是长江中游城市群水资源生态足迹时空演变的主要驱动因素，具有最高解释力的交互因子为水资源生态足迹强度和GDP。该研究结果可为决策者因地制宜制定区域水资源管理政策提供科学依据。     

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。     

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。     

金沙江一期工程蓄水前长江上游产漂流性卵鱼类产卵场现状

2010~2012年每年5~7月在长江上游江津江段开展鱼类产卵场调查。结果表明长江上游现有产漂流性卵鱼类21种,其中特有鱼类6种,分别为长薄鳅(Leptobotia elongata)、红唇薄鳅(Leptobotia rubrilabris)、中华金沙鳅(Jinshaia sinensis)、长鳍吻鮈(Rhinogobio ventralis)、圆筒吻鮈(Rhinogobio cylindricus)和异鳔鳅鮀(Gobiobotia boulengeri)。产漂流性卵鱼类的产卵量分别为32.42×10⁸粒、46.72×10⁸粒和39.71×10⁸粒,其中四大家鱼产卵量分别为3.21×10⁸粒、4.52×10⁸粒和2.69×10⁸粒,铜鱼产卵量分别为1.45×10⁸粒、3.33×10⁸粒和3.87×10⁸粒,长薄鳅产卵量分别为0.29×10⁸粒、0.99×10⁸粒和0.58×10⁸粒。产漂流性卵鱼类产卵高峰出现在5月底~7月初,产卵量日变化与流量和水温日变化显著相关,调查期间日均水位上涨率大于0.24 m/d产卵高峰最为集中。经推算,长江上游榕山镇、合江县和弥沱镇三江段为产漂流性卵鱼类的主要产卵场。金沙江一期工程蓄水后可能会对产漂流卵鱼类的繁殖产生影响。     

高质量发展模式下内蒙古河套灌区的可交易水量

黄河流域必须推进水资源节约集约利用,推动流域高质量发展。水权交易是运用市场机制实现水资源优化配置,促进水资源高效流转的有效手段。可交易水量是水权交易的基础要件之一,如何在高质量发展模式下科学测算可交易水量,是保障转让方水资源安全,促进水权交易顺利实现的关键。文章提出高质量发展模式下水权交易中可交易水量的测算方法,为灌区开展水权交易,测算可交易水量提供理论依据。首先,充分考虑水权交易对转让方用水安全的影响,界定可交易水量是转让方在保障自身生产、生活、生态等用水的前提下,在水权交易中可转让的水量。其次,依据中国水权交易政策分析得出可交易水量来源于节水潜力,国内水权交易实践显示农业节水潜力是当前及未来可交易水量的主要来源。再次,遵循高质量发展模式下保障粮食安全、实现水资源节约集约利用的原则,提出农业节水潜力的估测方法。最后,分析可交易水量的影响因素,确定调整系数,提出农业节水潜力中能够转化为可交易水量的测算方法。将该方法应用于国家高质量发展战略的施力地区以及中国水权交易的典范——内蒙古河套灌区,得出2021—2025年内蒙古河套灌区农业节水潜力分别为11.0713亿m³、11.5496亿m³、12.0486亿m³、12.5692亿m³、13.1123亿m³。依据内蒙古河套灌区可交易水量影响因素分析以及内蒙古水权交易政策规定,取可交易水量调整系数为2/3,计算得出内蒙古河套灌区2021—2025年可交易水量为7.381亿m³、7.700亿m³、8.032亿m³、8.379亿m³、8.742亿m³,为内蒙古河套灌区乃至黄河流域测算可交易水量提供借鉴。     

近15a江苏省水源涵养功能时空变化与影响因素探析

定量评估生态系统服务功能是合理利用自然资源、促进人地关系与可持续发展的基础。以江苏省为研究区，基于InVEST模型产水模块，定量分析了江苏省2000~2015年产水功能和水源涵养功能的时空变化特征，并采用回归分析和主成分分析法评估了水源涵养功能与社会经济要素之间的关系。结果表明：（1）江苏省多年平均产水量为571×108 m³/a，水源涵养总量78.39×108 m³/a；（2）2000~2010年江苏省水源涵养功能呈下降趋势，2010~2015年有所回升，考虑到降水因素，江苏省实际水源涵养功能持续降低；（3）土地利用变化使15a来水源涵养功能下降15.2×108 m³，降低幅度为16.9%；（4）流域尺度上水源涵养功能与江苏社会经济因素相关关系不显著。研究结果可以为土地利用优化、流域水资源管理提供科学参考和支持。     

基于生态足迹模型的区域水资源生态补偿量化模型构建——以长江流域为例

通过计算长江流域各省级行政区之间水资源生态服务价值的差异,建立各省间水资源利用和经济补偿的联动关系,促进区域协调发展。基于生态足迹模型测算长江流域各省份水资源超载指数,结合谢高地等人的中国陆地生态服务价值的研究结果,考虑地区补偿能力,构建水资源生态补偿的量化模型,计算各省份应当支付的生态补偿量。长江流域各省水资源生态服务价值总量高达9.37×1012元,各省生态服务价值也都在3.1×108元以上。整体上长江流域水资源生态服务价值呈现两端低,中间高的趋势,上中下游生态服务价值比例分比为44%,49%和7%。因此,处于长江流域下游以及中游的地区理论上应当对上中游地区水资源保护以及"生态服务价值外溢"进行相应的补偿。长江流域总体应获得1193.53亿元的水资源生态补偿。     

基于灰水足迹的长江经济带水资源生态补偿标准研究

建立基于水污染的水资源生态补偿标准模型是当前生态经济领域的研究热点之一。通过核算长江经济带11省市2006～2015年的灰水足迹,构建了长江经济带省际水资源生态补偿模型,对长江经济带省际水资源生态横向补偿问题进行了探讨。结果表明:(1)2007～2016年间,长江经济带在经济总量迅速增长的背景下,总灰水足迹基本维持不变,且农业灰水足迹始终占最大比重;(2)从灰水足迹负荷指数看,下游省份负荷较高,上中游负荷相对较低;(3)从生态补偿横向支付情况看,上海、江苏、安徽、湖北一直为水资源生态补偿支付地区,而云南、贵州、四川、湖南、江西一直为水资源生态受偿区域。     

小型季节性河流生态补水需水量及调度方案研究

针对目前城市河流经常断流的突出问题, 以重庆主城典型重污染河流伏牛溪为例, 开展城市小型季节性河流生态补水自动调度方案的研究。通过分析伏牛溪年内径流特征, 确定了其补水时段为每年的11月~次年4月;通过计算伏牛溪生态环境需水量, 认为对于小型季节性河流的补水不应一味地追求常年丰沛、稳定的水量, 而应以重塑季节性河流天然健康的自然流态为目标, 从而提出了一种基于天然健康需水量的生态补水调度方案, 并制定了河源水库电动阀门及补水泵的运行控制策略等具体技术措施。结果表明, 采用该调度方案, 不仅能实现伏牛溪生态补水系统的自动化运行, 而且与现有补水系统运行方式相比, 可节能67.4%, 为补水系统的可持续运行创造了条件。     

南洞庭湖湿地鱼类生境景观变化及其人为驱动

通过实地调查和制图分析,研究1983~2013年南洞庭湖区万子湖湿地和鱼类生境景观变化及其人为驱动,结果表明:湿地洲滩面积由1.410×104 hm2增加到2.135×104 hm2,敞水面面积由1.363×104 hm2减少到0.631×104 hm2;芦苇洲减少,但林地由0.056×104 hm2增加到0.728×104 hm2并扩展到保护区核心区;新增泥围21个、网围10个,引淤、沥水排水设施长度增加了201.71km。人为干扰对景观变化有极大影响,其中引种意大利杨及芦苇改变了地形和群落结构,挤占了自然演替条件下应有的草洲景观空间,使鱼类产卵、索饵的适宜生境减少;泥围作为有害渔法,与网围都处于建设发展阶段,占据了草洲、洼地等鱼类产卵、索饵的适宜生境;引淤渠建设使大面积湖泊快速淤积成洲,将水生生态景观转变为大多数时间干露的以陆相生态景观为主的水陆相生态景观,鱼类生境被压缩,并对南洞庭自然保护区核心区继续发挥促淤作用。     

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。     

上海崇明岛近三年PM_(2.5)浓度变化特征与气象条件的关系

利用2011年1月~2014年2月上海崇明岛地区颗粒物(PM_(2.5)、PM_(10))的连续监测资料,研究了PM_(2.5)总体分布、季节变化、日变化及浓度频率分布规律,初步分析了逆温、相对湿度、风向风速等气象要素对颗粒物浓度的影响。结果表明:2011~2013年该地区PM_(2.5)平均值分别为24.7,33.6和28.3μg/m~3,均低于PM2.5的年平均浓度限值35μg/m~3,细粒子污染程度较轻。PM_(2.5)浓度日变化幅度不大,呈微弱的单峰型分布,9∶00左右达到一天中的最大值,15∶00左右达到最小值。PM_(2.5)浓度的季节分布特征明显,呈现出冬季春季秋季夏季,一般情况下5月份PM_(2.5)月均浓度值最高,8月份浓度最低。PM_(2.5)日平均浓度有57.9%达到国家空气质量一级标准,有93.4%达到国家空气质量二级标准,超标率为6.6%。对PM_(2.5)与各气象要素进行分析后发现:PM_(2.5)质量浓度在逆温层结稳定、风速小、高湿以及近地面盛行西北到西风这样的静稳天气条件配合高空西北方向上的外来污染物输送,容易造成高浓度的PM_(2.5)污染。     

生态脆弱区自然资本可持续利用及驱动机制--以宁夏为例

自然资本的分类测度和分区管理是可持续发展领域的核心议题。文章基于改进后的三维生态足迹模型,分析了2008—2017年宁夏及其各地级市自然资本利用的时空演变特征,并运用偏最小二乘法揭示了自然资本利用演变的驱动机制,旨在为生态脆弱区自然资本的可持续利用、社会经济的协调发展和生态文明建设提供参考。结果显示:①10年来宁夏人均生态足迹以年均5.01%的速率从3.146 hm²增至4.564 hm²,人均生态承载力相对稳定,人均生态赤字由2.462 hm²扩大至3.839 hm²,自然资本的供需矛盾愈加尖锐;市域尺度上,除固原市外其他各市生态赤字明显,总体上呈由南向北递增趋势。②足迹深度和足迹广度表明流量资本已无法满足需求,对存量资本的消耗成为社会经济发展的常态;市域尺度上,足迹深度呈“北高南低”的分布特征,而足迹广度的空间分布与其相反,二者存在显著的地域互补性。③从地类组分构成来看,林地、草地和水域是全区存量资本消耗的主要方式,耕地尚处于流量资本占用状态,建筑用地已过渡为存量资本;市域尺度上,自然资本利用的可持续性呈“南强北弱”格局,各地类间自然资本利用差异显著。④偏最小二乘回归模型揭示能源消耗、社会消费、经济发展和资源禀赋条件是影响宁夏自然资本利用的显著因素,而人口规模、对外贸易、生态建设、科技进步和产业结构演化对自然资本利用的影响程度较轻;市域尺度上自然资本利用的驱动力差异显著。最后,基于自然资本利用空间分异特征,从供需视角提出了自然资本可持续利用的对策建议和优化路径。