2000—2014年四川省气溶胶时空格局及其驱动因子定量研究

论文研究四川省2000—2014年气溶胶光学厚度的时空演变趋势,并综合自然和人为两方面因素,从区域尺度上对四川省气溶胶光学厚度演变的驱动力进行定量研究,更进一步从像元尺度上分析驱动力的空间分异。结果表明:1)四川省以中部盆地为气溶胶光学厚度高值中心区且增长趋势最为明显,川东平行岭谷值较小且有轻度减少趋势,川西高原、川西南山地值最小,但有轻度增长趋势;2)区域尺度上,对气溶胶光学厚度驱动力主导因子进行定量研究,建立了气溶胶光学厚度(AOD)与GNP、降水量和归一化植被指数的多元回归模型,即AOD=0.849+0.567×GNP-0.909×降水量-0.077×归一化植被指数,该模型较好地体现了在更为宏观的区域层面上四川省气溶胶光学厚度演变驱动力的定量作用;3)像元尺度上,驱动力的空间分异表现为中部盆地气溶胶光学厚度主要受人为和地表因素影响,川东平行岭谷、川西高原和川西南山地气溶胶光学厚度受气象和地表因素影响较多。由于川渝地区秋冬季多云雾,有效的气溶胶卫星观测数据偏少,因此如何在秋冬季获取气溶胶光学厚度有效数据是未来应加强的工作;在驱动力因子方面人为因子的选取划分可以进一步具体化;由点到面的插值会影响驱动力因子数据的精度,故如何通过高精度的插值方法来提高数据的精度亦是未来提高驱动力定量研究准确性的发展方向。     

基于SWAT模型定量分析自然因素与人为因素对水文系统的影响——以漳卫南运河流域为例

"干旱"是由大尺度的气候变化所引起的水分亏缺现象,"水资源短缺"则是因人类长期对水资源不可持续利用引起的水资源亏缺现象。前者无法被水资源管理系统规避,后者则受水资源管理方针政策的影响。然而,通常一个地区由干旱与水资源短缺引起的水分亏缺经常同时发生而且难以区分。因此,论文提出了一种可以定量区分自然因素(干旱)和人为因素(水资源短缺)对水文系统影响的框架,并以漳卫南运河流域为研究对象,利用SWAT模型模拟结果(无人为影响情景下)和观测数据(自然因素和人为因素共同作用结果),对研究区1976—1995年的日径流量序列进行了初步对比和差异性分析。结果表明:1)经率定和验证的SWAT模型能够有效模拟漳卫南运河流域的径流过程;2)无论是丰水年还是枯水年,水资源短缺现象均导致了夏季径流洪峰时期的消失;3)人为因素是引起漳卫南运河流域水文系统发生变化的主要原因,并且人为因素影响造成的径流损失量是自然因素造成径流损失量的4倍。论文提出的框架可以定量化分析自然因素和人为因素对水文系统的相对影响,有助于水资源管理者制定适应干旱与水资源短缺状况的管理政策。     

区域土壤重金属空间分布驱动因子影响力比较案例分析

土壤重金属空间分布受到自然和人为驱动因子的共同影响,识别并评价各驱动因子对土壤重金属空间分布的影响力,对解析区域土壤重金属污染源、研究重金属迁移规律以及探明重金属空间分布模式具有重要意义.为研究不同自然和人类活动背景下各驱动因子对土壤重金属空间分布影响的差异性,并寻找在异质背景下的高影响力因子,采用地理探测器和随机森林模型,以贵州省安顺市作为土壤重金属高背景值典型地区、辽宁省葫芦岛市作为人类活动高强度典型地区,探讨市域尺度下土壤pH、地面累年值年值气温、坡度、海拔、地面累年值年值降水量（08:00）、夜间灯光指数和县GDP这7个驱动因子的空间分异性,及其对研究区内5种重金属（As、Cd、Cr、Hg、Pb）空间分布的单独及交互驱动力强度.结果表明:安顺市As、Cd、Cr、Hg、Pb这5种重金属的质量分数平均值均高于葫芦岛市,但w（Hg）差异不明显;在市域内采样点平均间距为10 km的尺度下,安顺市和葫芦岛市土壤重金属分布受到自然因子的影响程度均强于人为因子;在异质环境背景下,安顺市和葫芦岛市土壤pH、海拔和县GDP的驱动能力较稳定,并且是对土壤重金属分布影响能力最大的3个因子,适宜在上述地区作为土壤重金属含量多元非线性回归模型的通用参数.研究显示,基于地理探测器的因子驱动力评价方法可以应用于评价其他因子对土壤重金属含量空间分布影响力,以及用于土壤重金属含量回归方程自变量的选择.      

秃尾河流域径流衰减驱动力因子分析

掌握流域径流演变规律,探讨其影响因子,对流域水资源合理开发利用和科学管理具有重要的意义。论文依据秃尾河流域1956—2010年径流、降水资料以及榆林站1956—2010年气温资料,采用高桥浩一郎公式计算了流域蒸散发量,利用Kendall秩次检验法分析了流域降雨、径流和蒸发的趋势演变特性;采用主成分分析法研究了多因子对流域径流衰减的影响;建立了径流衰减量与主要影响因子之间的统计模型。结果表明：1）流域径流量呈显著减少趋势,而蒸发量和降水量减少趋势不显著;2）在径流衰减驱动力因子中,人类活动因子权重为71.1%,而气候因子权重为28.9%,各驱动力因子对径流衰减的贡献率由大到小依次为：林草>梯田>坝地>流域用水量>年降水量>年蒸发量;3）径流衰减量与林草、梯田的指数回归模型能较好地反映径流衰减量与驱动力因子之间的定量关系,可以为流域治理和水资源开发利用提供科学依据。     

黄河流域水资源利用与经济发展脱钩关系研究

黄河流域的水资源保护与水安全是支撑地区经济发展的重要战略,如何缓解水资源与经济发展之间的矛盾,也关系到黄河流域水资源的可持续发展。该文构建扩展LMDI模型,对黄河流域2004-2018年数据,利用脱钩模型将脱钩驱动因素分解为4个驱动因素,并对黄河流域脱钩趋势进行分析。研究结果表明:(1)在水足迹总量方面,黄河流域的水资源利用并未达到预期效果,水资源匮乏指数较低,不处于水资源紧缺状态。(2)在脱钩状态方面,黄河流域整体和农业水足迹为弱脱钩态势,工业水足迹由弱脱钩逐渐向强脱钩转变趋势明显。(3)在脱钩因子分解方面,黄河流域规模经济因子和人口因子为正向脱钩因子,产业脱钩因子和技术脱钩因子为负向脱钩因子,黄河流域9省脱钩驱动因子变化趋势大致相同。     

干旱区城市水资源开发与环境保护

水资源是干旱区生态环境中最活跃的因子，城市是自然系统与人工系统耦合成的大系统，也是地下水高度集中开发的地区。地下水是干旱区城市的主要供水水源。文章从内蒙古自治区城市水资源供需现状出发，阐述了城市水资源开发带来的环境问题，重点探讨了城市地下水超采对周边地区环境的影响。最后提出了城市水资源开发与环境保护对策措施。     

一种新型水资源评价模式

谈到中国的水资源,最常见的论点是：中国是一个干旱缺水的国家,淡水资源总量约为2．7万亿立方米,人均水资源量不到世界平均水平的1／3,在世界上名列约120位。这一结论是在传统水资源评价的定义基础上得到的,即评价区内当地降水形成的地表、地下产水总量,由地表水资源量与地下水资源量相加,并扣除两者之间互相转化的重复计算量而得。该方法并不考虑评价区之外的客水资源,认为一个地区的发展应该立足于自产水资源保障以可持续发展,统计客水会影响客区的发展权。     

内蒙古东部地区水资源生态足迹比较分析

为了认识内蒙古东部地区水资源可持续利用现状的异同,文章利用水资源生态足迹计算模型,对兴安盟和通辽市2个地区的水资源生态足迹进行了对比分析。研究结果表明:(1)通辽市的人均水资源生态足迹数值均高于兴安盟。(2)2个地区的水资源生态足迹账户中,农业灌溉用水所占的比例最大。(3)通辽市的人均水资源生态承载力均低于兴安盟。(4)通辽市出现了明显的生态赤字情况,而兴安盟只有个别年份出现过生态赤字。(5)兴安盟的万元GDP生态足迹高于通辽市。这表明兴安盟对水资源的利用效率相对较低。(6)通辽市水资源环境处于不安全状态;兴安盟水环境总的趋势是逐渐优化。这说明兴安盟的水资源可持续利用程度要高于通辽市,但是其水资源的利用效率却相对较低。得出结论,区域水资源可持续利用的程度与自然、社会和经济的发展有关系。     

基于DPSIRM概念框架模型的岩溶区水资源安全评价

针对目前水资源安全评价中存在的评价指标片面性、单个指标隶属信息遗漏及权重确定主观性问题,以岩溶典型区-贵州省为例,结合岩溶地区水资源的特点,构建基于驱动力-压力-状态-影响-响应-管理(DPSIRM)概念框架的岩溶区水资源安全DPSIRM评价指标体系,借助灰色-集对模型对贵州省2005~2012年水资源安全进行定量评价,研究结果表明: 2005和2006年整个贵州省水资源安全处于临界安全状态,2007~2012年处于较安全状态,贵州省水资源安全呈现整体转好的态势.水资源的状态和水资源管理是目前影响贵州省水资源安全的重要因素;因此,在继续调整经济结构转变增长方式同时,提高水资源的利用效率,加大水资源基础设施建设的投入,加强水资源管理制度建设和提高水资源管理制度的落实情况,是贵州省水资源安全的根本保障;该评价模型和指标体系适用性较强,评价结果较为客观,为岩溶地区水资源安全评价提供了一个新视角和新方法.     

埃及水资源的可利用性前景：全球,区域和流域尺度的驱动力在尼罗河流域的相

本文阐述了尼罗河汉域３种不同尺度的驱动力对埃及未来水资源可利用性的影响，这３种尺计是：全球尺度（气候变化）、区域就度和河流流域尺度。全球和区域驱动力得自用以评估气候变化的综合模型（ＩＭＡＧＥ２．０）和全球气候模型的试验结果。为计算对主尼较河流量的影响，使用了尼罗河主要支流的区域性水文模型，河流流域驱动力是通过埃及未来水资源管理的一系列对策来考虑的。３种不同尺度驱动力对埃及未来水资源可利用性的综合影     

基于主成分分析和熵的喀斯特地区水资源承载力动态变化研究——以贵阳市为例

以贵阳市为例,通过主成分分析法从15个指标中选取出影响喀斯特地区水资源承载力动态变化的3个主成分,并用熵值法对其赋权,计算出1998-2003年贵阳市水资源承载力的综合得分。进而得出,虽然贵阳市水资源承载力的两大主要压力人口和经济发展逐年增长,但除2002年出现小的波动,整体上6年来水资源承载力向良好方向发展。2002年水资源总量比较大,但受喀斯特发育的影响,水资源渗漏严重,反而使得从水资源承载力指标上来看,水资源承载力(尤其是单位水资源承载力)有所降低。随着科技的发展,水资源开发利用率和节水水平的提高,喀斯特地区水资源承载力还会有较大的富余空间。     

基于PSO优化逻辑斯蒂曲线的水资源安全评价模型

论文引入“压力-状态-响应”框架模型构建区域水资源安全定量评价的指标体系,采用逻辑斯蒂（Logistic）曲线模拟区域水资源安全评价,公式中的参数采用粒子群算法（PSO）进行优化,并用灵敏度分析的方法对公式进行了可靠性分析。优化好的Logistic指数公式用于安徽省16个地级市水资源安全评价,计算得到各地级市评价指数和相应的评价等级,并对压力层、状态层、响应层子系统进行分析。评价结果表明,基于粒子群算法优化的Logistic指数公式用于区域水资源安全评价,具有合理性和可行性,能为区域水资源规划与管理决策提供科学依据。     

基于DPSIRM框架的区域水资源承载力综合评价

综合考虑影响水资源系统的资源、生态、环境、经济、社会等因素,论文通过对水资源系统内在机理研究,构建基于驱动力-压力-状态-影响-响应-管理（DPSIRM）概念框架的水资源承载力DPSIRM评价指标体系,给出各子系统明确的含义,以反映系统内部各要素之间的关系。在此基础上,将模拟退火算法用于投影寻踪优化,构建耦合SA-PP模型。并将模型应用于2003—2012年云南省水资源承载力综合评价,并分析投影特征值的历年变化特征。研究结果表明：2003—2012年云南省水资源承载力呈逐步上升趋势,即在当前社会经济发展水平下,云南省水资源承载力逐步增强,社会经济发展的规模处于水资源可支撑的规模范围内。2006年以前,水资源承载力呈加速增长趋势,其增长潜力较大。2006年以后,水资源承载力波动幅度较大,而2009和2011年年增幅趋于零。最佳投影方向各分量的大小反映了各评价指标对水资源承载力的影响程度,值越大则对应的评价指标对水资源承载力的影响程度越大。对水资源承载力影响程度最大的5项指标依次为：生活污水排放量、“三废”治理投资、人均GDP、单位GDP水耗和森林覆盖率。压力子系统对水资源承载力影响比重为26.15%,表明压力子系统是影响云南省水资源承载力的最重要因子。研究表明此模型具有实用性,可为区域水资源规划与管理提供科学决策依据。     

合肥市水环境承载力评估

从经济、人口、资源和技术管理等角度分析了影响水环境承载力的因素,结合研究区的特点确定了评价的指标体系.采用向量模法对合肥市2000年-2007年的水环境承载力进行评估.结果表明:合肥市的水环境承载力水平较低,但总体呈逐年上升趋势,评价值由2000年的0.027增加到2007年的0.077.在主要的水资源支持因素中,经济发展和技术管理因素对水环境的贡献增长速度最快,而自然资源因素则是主要的不稳定因素.为了协调经济发展和环境保护,提高水环境承载力,开源节流,提高水资源量是维持水环境承载力的重要途径之一.     

中国水土资源本底匹配状况研究

论文以中国水资源二级区为基本单元,利用单位面积水资源量法和基尼系数法,以二级区水资源总量和潜在可开垦耕地面积为数据基础,评价中国水土资源本底匹配状况,为中国水土资源优化配置提供科学依据。首先根据适宜农作物耕种的高程、坡度和土壤类型条件,得到中国潜在可开垦耕地分布;然后,计算单位潜在可开垦耕地面积水资源量,评价中国水土资源本底匹配分布状况;最后,绘制水土资源洛伦兹曲线,计算基尼系数,对中国水土资源本底匹配总体状况进行评价。研究结果表明： 1）中国北部区域潜在可开垦耕地较多,西南部和南部沿海区域分布较少,未来具有较大耕地开发潜力的区域主要分布在北方; 2）中国本底水资源和潜在可开垦耕地资源空间分布存在严重错位; 3）较之已有研究成果中依据水资源量和耕地面积计算的基尼系数0.566,论文以本底水资源和潜在耕地为基础数据计算的基尼系数0.712要大很多,表征中国本底水土资源不匹配程度要严重得多,中国80%的水资源服务不到23%的潜在可开垦耕地。     

海河流域社会经济发展对河流水质的影响

海河流域社会经济快速发展,主要河流水质恶化.本文基于海河流域人口规模、经济产值和土地利用变化过程,结合河流社会经济发展指标和水质变化统计分析,从流域废污水排放和水资源利用等角度分析社会经济对水环境影响机制.研究表明,流域人口规模大幅增长、工业生产强度大幅提高,工业聚集区由北京-天津地区扩展到北京-天津-唐山、石家庄、聊城-德州等地区,导致海河流域工业废水和生活污水排放规模迅速上升,成为河流水质恶化直接驱动力.城市扩张是流域土地利用变化最显著特征,近30年来城市用地面积增加85%,北京-天津-唐山城市群规模扩大,造成流域水资源开发利强度加剧,降低河流自净缓冲能力.因子分析表明,流域影响河流水质因素分解为农村、城市和自然等3个方面,其中城市化过程和农村社会经济发展对河流水体污染物浓度水平影响非常显著.     

水资源系统风险构成及其评价——以北京市为例

论文在综合考虑系统属性、风险过程后,基于致险、承险因子及损害程度构建了水资源系统风险的评价指标体系及模型。该指标体系由4层次共20个指标构成,能更好地表征风险的产生和构成。评价模型包括参数计算与风险分级,能简便计算风险参数及因子贡献率并进行相应的风险级别划分。随后运用上述指标体系及模型,评价了北京市面临的水资源系统风险,结果表明主要致险因子是缺水率(0.426 1),主要的承险因子是水资源保障程度(0.647 6);若单考虑致险情况下的风险,北京市面临57.13%的致险率,在综合考虑水资源承险能力后得到风险为26.97%,显示北京市能较好应对水资源系统风险,但仍受约束性风险限制,可通过开源节流、调整产业结构及规范水资源管理来应对。     

祁连山空中云水资源开发利用效益预测与评估

利用社会效益、经济效益和生态效益3 个方面25 项指标, 建立了空中云水资源开发利用综 合效益的评价体系。同时对祁连山区人工增雨对径流的影响作了预估, 在此基础上, 对祁连山云水 资源开发利用后山前走廊各流域水资源状况及社会经济状况进行了合理的预测。最后, 选用其中 11 项指标, 并运用层次分析法对祁连山空中云水资源开发利用效益进行了评价。结果表明: 祁连山 空中云水资源开发利用对山前走廊的社会、经济、生态等效益均显著增加, 祁连山区通过人工增雨, 降水增加10%时, 河西地区综合效益将提高5.3%, 降水增加20%时, 综合效益提高12.5%。     

云南省水资源时空分布格局及综合评价

水资源安全是山区资源环境安全和山区资源环境承载力研究的核心问题之一。在分析云南省水资源时空分布格局的基础上,提出了云南省水资源安全综合评价指标体系,采用层次分析法确定了各指标的权重,构建了云南省水资源安全综合评价模型,对云南省水资源安全状态以及优、劣势因素进行了评价分析。研究结果表明云南省水资源时空分布不均,社会经济条件较好的滇中地区水资源短缺严重,在95%保证率下,昆明市人均水资源量仅为611m³,水资源压力最大。对云南省各市（州）水资源安全综合评价表明,云南省水资源安全地域差异突出,云南省南部和西南部水资源安全形势较好,其中西双版纳州和德宏州水资源安全指数超过0.58,属安全等级;云南省东部地区水资源安全形势不容乐观,其中云南省东北部的昭通市水资源安全形势最为严峻,水资源安全指数仅为0.24,是全省平均水平的55.68%;另外,滇中地区的楚雄州由于地处干热河谷地区,季节性水资源短缺非常严重,水资源安全问题同样严重。水资源量是影响云南省水资源安全最重要的因素,工程性缺水和干旱问题亦非常突出。因此,必须加强水利工程建设力度,重点解决人畜饮水困难问题,提高农田旱涝保收率,同时重视水生态环境保护,提高水资源利用效率,提升抵御干旱灾害和水资源短缺的能力。     

辽宁沿海经济带水资源边际效益测度及影响因素分析

水资源边际效益的研究对于辽宁沿海经济带可持续发展具有重要意义.基于边际效益的理论,将水资源作为生产要素,利用柯布-道格拉斯生产函数对辽宁沿海经济带2002—2011年的水资源利用边际效益进行了测算及时空差异分析,结果显示三次产业水资源利用边际效益逐年提高,农业、工业、第三产业用水边际效益多年平均值分别为4.11、82.30、154.93 元/m³,农业用水的边际效益明显低于工业和第三产业用水.在此基础上构建多元线性回归模型,探求水资源利用边际效益的关键性影响因素,得到农业用水边际效益影响因素:农业万元产值用水量、政府影响力、单位面积产量、化肥使用量,其中农业万元产值用水量对于农业用水边际效益的影响程度最强且为负向作用;工业用水边际效益影响因素:工业万元产值用水量、政府影响力、市场需求程度、工业废水排放达标量,且工业万元产值用水量对于工业用水边际效益的影响最大且为负向作用;第三产业用水边际效益影响因素:第三产业万元产值用水量、政府影响力、城市化水平、人均公园绿地面积,第三产业万元产值用水量和人均公园绿地面积对于第三产业用水边际效益影响程度较高,第三产业万元产值用水量为负向作用,人均公园绿地面积作用为正向作用.