“水-能源-粮食”纽带关系下区域绿色发展政策仿真研究

"水、能源、粮食"是人类生存和发展的物质基础,在各自独立的研究领域和两两资源的关联研究中取得了长足进步,但是将其作为一个系统进行的分析则少之又少。针对水、能源、粮食之间存在模糊的系统边界,彼此之间存在复杂的关联关系的问题,本文采用系统分析的方法,构建"水-能源-粮食-经济社会"PSR模型和SD模型,刻画信息流、物质流、政策流等在四个子系统之间传递与互动的过程。在此基础上提出WEF协同安全框架。以山东省为例,开展"水-能源-粮食"纽带关系下区域绿色发展政策仿真研究。研究表明:WEF之间存在纽带联系。在保持当前趋势下,2017—2020年,山东省会出现水和能源短缺的局面,粮食自给率大于1,水环境逐步改善。在调整粮食种植结构政策下,2017年水资源需求能够满足,2018—2020年水资源依然短缺。调整粮食种植结构对提高能源自给率影响不大,但有利于进一步改善粮食自给率,减少粮食种植对水环境的影响。在发展生物质能的政策下,水资源自给率、能源自给率、粮食自给率变化微弱,能源生产对水环境的影响明显改善。在同时调整粮食种植结构和发展生物质能的政策下,水资源自给率、能源自给率均比调整粮食种植结构有所增加,但幅度很小,对减少能源开采和粮食种植对水环境的效果明显。因此,山东省应基于WEF纽带关系制定相关资源管理政策。通过种植结构调整,提高水资源自给率。通过种植结构调整和发展生物质能减少农业面源污染和能源开采水体污染。从而改善地区的水生态环境,推动地区的水、能源、粮食的协同发展,促进地区经济社会绿色发展。     

城市食物-能源-水资源系统关联性研究:以北京市为例

食物、能源和水资源是人类生存和发展不可或缺、不可替代的基础性资源,三者之间存在错综复杂的关联关系。城市是社会经济与资源消耗的集聚地,也是食物、能源和水资源供需矛盾冲突最为激烈的区域,食物安全、化石能源枯竭和淡水资源短缺等全球性问题已成为未来城市可持续发展面临的最大挑战。系统分析与模拟城市食物-能源-水资源的供给、需求及其关联关系,对保障城市资源供给安全、推动资源系统管理具有重要的实践意义。文章基于Stella建模平台,构建了区域关联和要素关联耦合作用下城市食物、能源与水资源供需的动态模型,以北京市为例,定量模拟了2016—2035年食物-能源-水资源系统的动态变化及其关联特征。结果表明:(1)2035年,北京城市居民粮食需求量预计约216万t,肉类83万t,总能源需求量约9 165万tce,总需水量约46亿m~3,而由本地独立生产和供给的资源量仅分别为21万t、23万t、1 650万tce和33亿m~3,本地供需缺口都呈现增大趋势,必须依赖外部地区的资源投入满足本地需求。(2)食物-能源-水资源要素之间相互作用的绝对量增加且生产"外包"特征明显,本地食物-能源-水资源关联关系向运输、处理等供应链后端环节偏移。(3)要素关联关系上,食物与水资源的耦合作用最强,能源和食物的关联程度明显增大,水资源和能源的关联程度较稳定。区域关联关系上,食物-能源-水资源系统区域间关联性增强。(4)城市资源的系统管理需要综合考虑食物-能源-水资源供需过程中的多重权衡关系,建立多区域、多要素一体化的资源协同管理机制。     

中国省际水-能源-粮食耦合协调度及影响因素研究

我国水资源、能源、粮食消费量均居世界首位,如何保证水资源-能源-粮食之间的协调发展成为我国实现可持续发展急需解决的关键问题。基于耦合协调度模型测算2003—2015年我国省际水-能源-粮食耦合协调度,并结合ESDA方法和空间计量模型探讨水-能源-粮食耦合协调度的空间相关性及影响因素。结果表明:①我国省际水-能源-粮食子系统及综合评价指数水平较低,呈现上升态势,其空间分布格局与我国水-能源-粮食资源禀赋分布格局相一致。②我国省际水-能源-粮食耦合度已处于高水平,但我国省际水-能源-粮食耦合协调度水平较低,呈现出稳定上升态势,存在较大的提升空间;我国省际水-能源-粮食耦合协调度具有显著的空间分异规律,各地区空间差异性明显,呈现出东北>中部>东部>西部的空间分布格局。③我国省际水-能源-粮食耦合协调度呈正向空间自相关性,集聚状态明显,但分布格局不够稳定,易发生变动。④我国省际水-能源-粮食耦合协调度的影响因素主要有经济发展水平、经济集聚、技术进步、教育、人口和农林支出。因此,国家应针对水、能源、粮食的协调发展进行顶层设计,统筹考虑水、能源、粮食与产业布局及行业外部影响的关系。通过技术进步来提升水、能源、粮食的利用效率,保证协调发展的质量。各省市则应结合自身实际情况,制定有针对性的措施,弥补短板,促进其水-能源-粮食的协调发展。     

“水-能-粮”视角下杭嘉湖区域生态系统服务供需测度及政策研究

生态系统保护与城镇化间的冲突已威胁人类福祉。基于"水-能-粮"纽带视角,研究从供需双侧对太湖流域杭嘉湖区域2000、2005及2010年的产水、固碳以及粮食生产服务进行了测度,并利用空间基尼系数模型、供需指数模型及相关系数模型对其空间异质性进行了评价。结果表明:(1)产水总量先减后增,固碳及粮食生产总量小幅递减,水资源及粮食的需求总量小幅递增,固碳需求则急剧增加;(2)西南部山林地带产水及固碳服务供给显著,粮食生产聚集在东部平原,3种服务的需求均集中于高人口密度区域;(3)3种服务的空间分布基本均衡,但供需匹配度偏低,绝大部分区域的产水服务处于赤字状态,城镇区域固碳压力显著;(4)产水服务与固碳服务呈权衡关系,与粮食生产服务呈协同关系,固碳服务与粮食生产服务之间具有权衡关系,3种服务的需求间呈两两协同关系。可见,"水-能-粮"纽带关系在杭嘉湖区域表现为相互支撑、相互影响的共同体。最后,本研究提出适应性管理政策以改善区域生态系统。     

基于粮食-能源-水关联关系的风险管控研究进展

粮食、能源与水三者之间由于相互需求与相互影响,已形成了密切而复杂的关联关系,同时还给生态环境、自然资源、公众健康带来了潜在风险。因此基于关联关系的视角,利用综合的手段来对粮食-能源-水系统的风险进行分析和调控,对我国目前环境风险管理具有重要意义。本文在查阅相关研究成果的基础上,分别从两两关联、三者关联、三者关联系统相关的风险研究等方面对粮食-能源-水关联系统及相关风险的研究进展进行系统梳理和归纳总结,总结发现:已有研究较多关注两两之间关联性的定量测算和相关治理措施,缺乏将三者看作一个整体系统的量化研究,且基于流域层面等较小尺度的研究方法还相对不够成熟。在三者关联的风险研究方面,已有部分从能源-水关联角度开展的风险研究,但从三者整体关联系统角度开展的风险研究还比较少,且所选用的风险表征指标较为单一。另外,已有针对粮食-能源-水关联系统的研究仅仅是单向的风险评估,还缺乏根据风险评估结果对三者关联系统进行动态反馈调控等内容。在此基础上,本文提出基于粮食-能源-水关联系统的风险管控研究框架及核心研究议题,主要包括构建粮食、能源、水三者之间的耦合模型;通过量化耦合系统产生的压力和污染,运用多指标表征耦合系统所带来的风险,进而建立粮食-能源-水关联系统与风险的关联传导机制;并基于风险评估结果和风险管理的关联关系建立动态调节与反馈机制,从而为基于粮食-能源-水关联的区域环境风险管控提供科学依据。     

甘肃省"资源-环境-经济系统"动态仿真研究

立足于生态经济理论,利用系统模型方法。构建了对有关区域发展政策的可能结果进行动态仿真的模拟实验室。对甘肃省“资源-环境-经济”系统运行规律进行探索和实证研究。旨在描述甘肃省“资源-环境-经济系统”可能的运行情景。为甘肃省的可持续发展决策提供参考。模型运行的结果表明：甘肃省目前的发展模式是不可持续的；技术对自然资源表现为弱可替代性；转变经济发展模式是实现甘肃省可持续发展的唯一途径。     

长江流域耕地-粮食-人口复合系统的动态分析及调控途径

选取反映耕地-粮食-人口复合系统变化的10个总量和均量指标．通过1978—2004年各指标在长江流域及其上、中、下游变化过程的动态分析。发现人口增加、国家宏观政策、粮食价格以及经济非农化和城市化过程是影响流域耕地-粮食-人口复合系统变化的主导因素；长江流域粮食生产在全国的主体地位逐渐下降。而且自2000年以来．人均粮食占有量也不断下降。耕地压力指数不断加大。基于此种变化过程及其原因分析，从保证区域粮食自给、保持系统动态平衡以及协调好耕地、粮食、人口三者之间关系等方面入手．站在保障流域粮食安全、确保国家经济社会可持续发展战略高度．提出长江流域耕地-粮食-人口复合系统调控战略途径。     

中国工业能-水消耗系数的空间差异及脱钩分析

厘清工业领域中能源、水资源等生产要素的配置关系,以及它们与经济增长的曲线关系,对于集约高效的工业发展模式和生态文明建设具有重要的意义。根据2005—2016年的数据,通过构建能源耗水系数,运用空间自相关方法分析中国工业领域水资源-能源之间联系,并采用Tapio脱钩模型分析水资源-能源-经济三者的两两关系,以寻求工业领域能-水消耗的时空演变规律。结果表明:①中国工业用水强度、用能强度和能源耗水系数在省级范围内均有显著的空间正相关关系。②局部莫兰指数的结果表明工业用水强度H-H集聚区主要在南部省份,L-L集聚区主要在北方省份;工业用能强度H-H集聚区主要在西部省份,L-L集聚区主要在东部省份;工业能源耗水系数H-H集聚区主要在华东和华南省份,L-L集聚区主要在北方省份,其中上海、福建和广东省份的能源耗水系数状态较为理想。③研究期内经济与资源之间的脱钩更为明显,其发展更为协调;而水资源与能源之间的脱钩关系与此相比有一定差距,但是从时间趋势来看,其协调关系正在进一步加强。据此,提出全国层面应该协同推进工业领域中能源、水资源等生产要素的配置关系,强化高质量发展。结合能源和水资源的集聚性做好区域层面的产业规划,大力发展绿色低碳节约型产业,推进资源全面可持续和循环利用。省级层面在国家产业规划指导下根据产业实际发展加快产业升级和供给侧改革,对工业企业的管理严格执行相关政策,同时引进高新设备,改进生产工艺,提高资源利用效率和回收循环利用效率。     

中国能源可持续发展区域差异及其因素分析

该文在明晰中国能源可持续发展内涵的基础上,从能源足量、可持续、合理供给;能源与水、土地、森林等资源配套能力;国家可持续能源政策与地区规划的融合,减缓环境资源的损耗;环境可持续性四个目标出发,构建了区域能源可持续发展指标体系。从定量的角度刻画中国能源可持续发展的区域差异,解析影响中国能源可持续发展的主要因素。研究结果表明,可持续能源政策与环境的可持续性是制约能源可持续发展的关键环节;能源与森林、土地资源的配套能力是重要基础;能源供应能力是核心所在;从中国东、中、西部来看,西部地区是中国能源可持续性最强的地区,中部次之,东部能源可持续性最弱;从中国八大区域来看,能源可持续性沿海地区最弱,东北和长江中游地区次之,大西北、西南和黄河中游地区最强。本文作者最后认为多元化发展,提升能源供应能力;建立健全环境税收制度,增强环境可持续性;因地制宜,是促进中国区域能源可持续发展的必然选择。     

中国区域经济与资源丰度相关性研究

以省域面板数据为基础．选取水、耕地、森林、能源、矿产等五种资源．验证了1978—2004年中国不同种类资源丰度与区域经济发展之问的相关关系。研究表明：①资源诅咒原理在中国内部区域之间仍然成立，除水资源外．耕地、能源、矿产和森林等四种资源的丰度与区域经济发展水平都呈现负相关关系．其程度由裔到低依次是：耕地资源、矿产资源、能源资源、森林资源；②遭遇“资源诅咒”的省处于“资源丰度一经济发展”坐标系第Ⅳ象限。并绝大多数都位于西部地区和东北地区；③各省人均GDP与综合资源丰度的对数成反比．我国资源丰裕度与经济发展水平成相反的变化趋势；④自然资源对于经济增长的影响作用往往是通过多种机制共同作用的结果．中国资源诅咒的传导机制主要包括“荷兰病”效应、制度效应、“挤出”效应以及区位和交通因素等方面。     

Coal-based transformation of cities in Shandong Province,China

This article primarily discusses the issue of realizing sustainable development in Shandong Province, China through transformation. It compares the global energy structure to China’s, as well as among regions and provinces within China. The article takes six cities in Shandong Province as typical objectives, and then using principal component analysis it calculates their flexibility in regard to city shift and restructuring. The main purpose was to quantify the impact of economic activities triggered by the coal industry, a.k.a the energy economic nexus, and to assess the flexibility and sustainability in transformation among the observed coal-based cities.     

Research priorities for managing the impacts and dependencies of business upon food,energy, water and the environment

Delivering access to sufficient food, energy and water resources to ensure human wellbeing is a major concern for governments worldwide. However, it is crucial to account for the ‘nexus’ of interactions between these natural resources and the consequent implications for human wellbeing. The private sector has a critical role in driving positive change towards more sustainable nexus management and could reap considerable benefits from collaboration with researchers to devise solutions to some of the foremost sustainability challenges of today. Yet opportunities are missed because the private sector is rarely involved in the formulation of deliverable research priorities. We convened senior research scientists and influential business leaders to collaboratively identify the top forty questions that, if answered, would best help companies understand and manage their food-energy-water-environment nexus dependencies and impacts. Codification of the top order nexus themes highlighted research priorities around development of pragmatic yet credible tools that allow businesses to incorporate nexus interactions into their decision-making; demonstration of the business case for more sustainable nexus management; identification of the most effective levers for behaviour change; and understanding incentives or circumstances that allow individuals and businesses to take a leadership stance. Greater investment in the complex but productive relations between the private sector and research community will create deeper and more meaningful collaboration and cooperation.     

An analysis of China’s investment in the hydropower sector in the Greater Mekong Sub-Region

The Mekong River’s natural resources offer large benefits to its populations, but it also attracts the interest of foreign investors. Recently, Chinese firms, banks and government bodies have increasingly invested in large hydropower projects in the Greater Mekong Sub-Region. Due to China’s rapid economic growth, its rapid industrialisation and its limited domestic natural resources, the Chinese government has issued the ‘Going Out Strategy’ which promotes investments in overseas natural resources like water and energy resources. In search for climate-friendly low-carbon energy, cheap electricity and access to a growing market, Chinese institutions turn to Southeast Asia where Chinese institutions are currently involved in more than 50 on-going large hydropower projects as contractors, investors, regulators and financiers. These Chinese institutions have influence on environmental and social practices as well as on diplomatic and trade relations in the host countries. Currently, there are major gaps in understanding who is engaged, why, how and with what impacts. This paper therefore aims to assess the motives, actors, beneficiaries and the direct and indirect impacts of China’s investment in large hydropower projects in the Greater Mekong Sub-Region. The authors use the ‘Rising Powers Framework’ to assess these issues, which is an adapted version of the Asian Drivers Framework.     

长江经济带城镇化协同演化时空格局研究

在"一带一路"战略背景下,推动长江经济带发展是中国一项重大区域发展战略,全面把握其城镇化发展规律对于统筹谋划整个区域经济发展具有重要意义。选取2000~2013年长江经济带城镇常住人口、城镇建成区面积、二三产业增加值作为城镇化扩张指标,通过构建耦合协调模型,对其上中下游地区的人口城镇化、空间城镇化、产业城镇化耦合协调时空演化格局进行系统研究。研究表明:在时间维度上,长江经济带各地区城镇化耦合度整体呈上升趋势,但地区间耦合协调性差异特征依然存在,其上游城镇化耦合协调度波动最剧烈。长江经济带各地区"人口-空间"城镇化耦合协调度普遍滞后于"空间-产业"城镇化耦合协调度,空间城镇化快于人口城镇化过程,人口城镇化、空间城镇化、产业城镇化的协调性有待优化。在空间维度上,长江经济带各地区的"人口-产业"城镇化、"人口-空间"城镇化和"空间-产业"城镇化耦合协调性存在空间分异现象,总体呈东高西低态势。     

Dynamics of the Coordination of Economy-Society and Resource-Environment in Shandong Peninsula,China

Abstract

Shandong Peninsula, as a more developed region in Shandong Province even the east coast of China, is facing challenges from resources and environment pressures. This paper tried to track and assess the coordination status and the dynamic between resource-environment and economy-society systems in Shandong Peninsula during 2001—2008 in order to provide decision support for regional sustainability. An appraisal index system was built including five aspects of harmony degree (A), sustainability degree (B), opening degree (C), stability degree (D) and controllability degree (E). The results showed that: 1) The coordination level of resource-environment and economy-society in Shandong Peninsula has continuously grown, and it has undergone three stages: no coordinated degree (2001–2002), weak coordinated degree (2003–2006) and basically coordinated degree (2007– 2008). 2) Five indexes of criterion hierarchy also increased overall, but each index showed different trends. Harmony degree, sustainability degree and opening degree rose all the time, while stability degree and controllability degree alternately rose and fell. The improvement of controllability degree was the slowest. 3) The aggravating trend of environmental pollution was slowing down. The economic growth was driven by industrial growth and urbanization typically and investment was still the main force to pull the regional economic growth. At the same time, technology and education were becoming more and more important for economic growth. The level of foreign capital utility declined and the geographical advantage of Shandong Peninsula was exerted. Meanwhile some characteristics of knowledge economy were presenting. Water resources become the main constraint factor of fast development in Shandong Peninsula. It is necessary to further strengthen the coordination ability of government on regional sustainable development.     

基于生命共同体理念的自然资源法治建设 ——关联的视角

自然资源法治是生态文明建设的重要促进措施和制度保障，而它的实现离不开科学知识尤其是自然和社会科学理论和方法及其同法治理论的有机结合。自然资源法治的科学化是尊重自然规律、经济规律和社会规律的必然要求。在自然资源治理中运用关联理论是践行山水林田湖草生命共同体理念的必要选择，也为自然资源法治科学化提供了一个重要分析路径。运用文献分析和关联研究方法，根据我国自然资源法治建设的实际国情和客观需要，从关联视角，研究如何基于生命共同体理念，建设我国自然资源法治。研究发现，以关联治理路径为视角推动自然资源法治建设，我国需要从3个方面采取切实有效的措施：在部门立法中增加关联性条款；建立自然资源协同治理体制机制；以多元共治保障关联治理的实施效果。     

自然资源资产审计制度的供给侧改革

自然资源是可持续发展的基础。完善自然资源资产审计制度,是保护自然资源、践行生态文明的要求。自然资源资产审计的前提是自然资源的确权和量化,是自然资源与自然资源资产在审计上的“融合”。作为自然资源资产审计的依据,相关制度应该对自然资源的确权、计量和有效利用作出合理安排,才能有效抑制资源滥用冲动。但立足于自然资源资产审计实践,综合运用文献研究、个案调查、跨学科研究等方法,分析现行的自然资源制度,没有发现可操作性的自然资源产权制度、计量制度和评价制度,已有制度存在权责不匹配、责任界定不清晰、公众参与有困难、审计指标不健全;制度系统呈现存量不足、增量困难、实践不力,不能适应新时代要求和自然资源合理利用需要。因此,可以从制度存量、增量和协同三条路径实施制度供给侧改革;在完善制度存量方面,可以在经济责任审计规定中嵌入自然资源资产审计内容,完善自然资源资产评价标准、责任制度和审计结果运用办法等;在提高制度增量方面,完善自然资源资产的权利制度、计量制度、信息公开制度和公众参与制度等;同时,通过适时修订审计法、制定自然资源资产法,强化制度协调,以突破自然资源资产的制度瓶颈,方便审计算好“生态账”、把好“生态关”。在自然资源资产制度改革过程中,需要借助决策层和专家力量,摆脱部门立法局限,强化制度协调;同时,制度改革也是一个不断优化的过程,要兼顾公众、个人、政府及其职能部门等多方利益,才能有效满足资源节约型和环境友好型社会的需要。     

Evaluation of Material-based Development of China Using GIS Methods

Abstract

Regional development is a course of accumulation based on many factors, which is directly related to resources utilization and conversion. And material wealth production and accumulation embody the outcome of regional development. Thus, focusing on material wealth, regional development can be evaluated from resources and perspective of resources conversion. Taking the infrastructural level, transportation accessibility and economic development level into full account, the concept of “material-based development” was presented and the material-based development index (MDI) model was established. By using the MDI model, geographic information system technology and mathematic methods, this article then calculated MDI of each county and province of China in 2005 and systematically evaluated the material-based development of China at county and provincial scales, so as to bring some scientific references and policy-making supports to the population development function oriented zoning and population spatial distribution planning of China. The result showed that: (1) At county scale, the material-based development of counties within China in 2005 was significantly different, in which there were 1876 counties belonging to the mid-level material-based development and accounted for 78.10% of the total. The numbers of high-level and low-level counties were 144 and 382 and accounted for 6.00% and 15.90% respectively, demonstrating a spindle shape in general. The spatial distribution of material-based development was unbalanced, and it was much better in southeastern part of the line of “Daxinganling–Yinshan–Liupanshan–southeast edge of Qinghai– Tibet Plateau” than that of northwestern. Furthermore, there were also differences of the sub-index between different material-based development levels. Therefore, for different regions, key issues and measures adaptable to local condition should be prioritized and taken in order to realize regional balance development. (2) At provincial scale, there was also significant difference between each province and the spatial distribution of it was “high in the east, low in the west” in general. It meant that the capacity of natural resources attraction and conversion of east China was better than that of west China. The infrastructure level was the main factor accounting for the differences of material-based development levels among provinces. As a result, our government should make great efforts to improve infrastructure condition, especially the western part of China, so as to narrow the gap between the western part and the eastern part to realize the coordinated development within different regions and rapidly socio-economic development of China.     

中国水资源承载力评价及变化研究

为探讨中国水资源承载力的现状与未来变化趋势,综合考虑社会、经济、自然等因素,从承压、压力、协调、管理4个方面构建指标体系,通过基于熵权法的综合评价方法探讨2000～2015年中国水资源承载力,使用M-K趋势法分析其时空变化特征,并通过R/S分析法预测其未来趋势。结果表明:空间分布上,中国水资源承载力整体较差,其中北纬35°～40°之间水资源承载力普遍较差,南北两侧地区较好。时空变化上,中国水资源承载力整体呈恶化状态,其中东北及西南大部分地区呈恶化状态,东南大部分地区呈改善状态,西北地区变化不显著。未来趋势上,水资源承载力在全国大部分地区将呈现持续恶化趋势,持续恶化区域主要集中于内蒙古高原、青藏高原、云贵高原、华北平原、长江中下游平原及东南沿海地区;青海和湖南可能有恶化趋势;其他地区将呈现改善或可能改善趋势。研究结果对未来水资源承载力调控具有一定指导意义:东南沿海地区承载潜力较大,山西、山东、北京等地几乎枯竭,东北及青藏高原地区水资源优势在逐渐丧失,应针对不同地区水资源承载潜力特点采取相应的措施;协调系统、管理系统以及承压系统中的生态环境、压力系统中的污染物排放可控性较大,对水资源承载力的调控可从这些方面入手。