水资源适应对策影响分析与模拟

水资源适应性管理理论和气候变化对策研究都将脆弱性分析作为对策研究的一部分,并认为适应对策应该具有改善系统脆弱性的能力;然而目前的水资源对策研究中主要关注适应对策实施的经济、环境等影响,而关于适应对策实施导致的区域系统脆弱性变化的分析较为缺乏。本文认为在研究水资源适应对策时,应该综合考虑对策实施引发的经济、社会等具体影响和区域脆弱性的变化,将适应对策改善系统脆弱性的能力纳入对策分析和评价的标准之中。因此,本文首先定性分析了水资源适应对策如何对区域系统脆弱性产生影响,然后构建了对策影响模拟模型,用于估测适应对策的具体影响和对区域系统脆弱性的改善能力;通过综合分析考虑水资源适应对策的影响,可为提供水资源适应性管理提供参考依据。设计三类水资源适应对策,用江西省为实例进行模拟分析,结果显示每项适应对策的影响都具有多样性和传导性;提高水资源要素价格、减少用水补贴和推动技术进步均能提高用水效率、控制经济社会发展用水总量,从而通过减少水资源能开发利用对自然系统的压力、提高人类经济社会的适应能力,综合缓解系统脆弱性。但不同对策具体影响有差异,各有不足之处,且由于区域系统和水资源问题的复杂性,不太可能在短期内靠单一对策迅速改善区域系统状态。因此,应该长期实施"节流"的水资源适应对策,重点提高农业用水效率,综合使用经济手段和技术手段促进用水效率提高和水资源优化配置,控制用水需求增长;同时保持经济稳定增长,通过提高人类适应能力,逐渐改善区域系统脆弱性,实现可持发展。     

中国适应气候变化技术分类研究

近百年来,全球气候变化呈现出变暖的主要特征,气候变化所带来的影响日趋严重,其所造成的经济损失在全球范围内显著上升。适应气候变化是现阶段应对气候变化行动的重要方面,适应气候变化的技术分类研究是清晰认识适应气候变化的基础,是实现适应技术集成并构建合理有效的适应技术体系的手段。本文通过对适应气候变化技术分类问题的分析,提出了不同的适应气候变化技术分类方式,气候变化影响过程、区域、领域、适应目的、适应机制、适应时效、适应程度、适应层面等,针对气候变化及其影响梳理了中国不同区域与不同领域的适应气候变化技术清单。从气候变化影响过程来看,可以将适应气候变化技术分为气候变化影响发生前、发生过程中、发生后三类;从区域与领域气候变化影响来看,可以将适应气候变化技术分为八大区域与七大领域;本研究重点针对八大区域与农业、水资源、生态环境三大领域进行了分析。通过研究发现,现阶段适应气候变化技术分类研究尚存在一些问题,适应气候变化技术分类的导向不明确,造成对适应技术认识的不清晰;适应气候变化技术的分类往往与分层混淆在一起,导致人们对适应气候变化技术的认识和理解出现偏差;适应气候变化技术分类对适应行动的指导作用存在不足。综合来看,对适应气候变化技术进行精细分类,可以为适应气候变化技术的筛选、集成、效益评估奠定基础,推进适应气候变化行动高效有序开展,为适应气候变化技术体系构建提供支撑。     

农业领域应对气候变化的适应措施与对策

农业是对气候变化反应最为敏感和脆弱的领域之一,任何程度的气候变化都会给农业生产及其相关过程带来潜在的或显著的影响,而提高适应能力是农业领域应对气候变化的主要对策。气候变化对农业领域的主要影响包括:气候变暖使我国年平均气温上升,农业生产所需的热量资源都有不同程度的增加,延长了气候生长季,气候变化对农业气候资源产生影响;气候变化使我国的种植制度和农业布局发生改变,导致种植区和种植制度分界线北移;气候变化对农作物产量和品质产生影响;气候变化还对农业旱涝及病虫害等气候灾害及粮食安全和农产品贸易产生影响。中国幅员辽阔,受气候变化影响的农业领域区域差异特征显著,开展适应措施与对策研究已成为农业领域科学应对气候变化的重要内容。当前主要适应技术措施包括:调整农业种植制度和布局;选育优良农作物品种;加强农业气候灾害防控;加强农业基础设施建设等。在此基础上,本文分析了农业领域在适应气候变化中存在适应技术薄弱分散,尚未建立完善的适应技术清单;评估方法中缺少对适应技术的成本效益分析以及资金和政策障碍等问题。提出将来应对气候变化中农业领域适应技术措施的发展趋势和方向,主要包括通过对气候变化影响的科学系统研究,减少不确定性,提升农业在全球气候谈判中地位;建立适应技术清单和技术集成体系以及建立科学选择和评估适应技术的方法步骤,在一定程度上通过增强适应能力来减轻气候变化的不利影响,以促进我国农业的可持续发展。     

气候容量:适应气候变化的测度指标

本文提出将"气候容量"概念作为适应气候变化的核心测度,并论述了与此相关的气候资源承载力、生态承载力、水资源承载力、土地承载力、人口承载力等概念。气候容量是针对全球气候和环境变化背景下提出的概念,从根本上讲,中国适应气候变化是气候容量问题,即一个地区特定气候资源所能够承载的自然生态系统和人类社会经济活动的数量、强度和规模。气候容量包括天然容量和衍生容量,天然容量包括温度、光照、降水、极端气候事件等因子,衍生容量包括水资源、土地资源、生态资源、气候灾害风险等要素。气候容量可以借助工程、技术、制度等适应措施进行改善和转移,但是必须遵循经济理性、生态完整性、风险防护、公平分配等原则。对气候容量及其阈值的评估能够与气候变化风险评估相结合,测算出不同气候变化情景下的最优人口容量和社会经济发展规模,为社会经济发展战略和适应规划提供决策支持。在气候容量充裕的地区,适应气候变化是与人口和经济发展相伴生的问题;而在气候容量严重受限地区,不合理的发展可能进一步恶化气候环境。作者以气候容量充裕的长三角地区和气候容量严重短缺的西部地区为例,分析了气候容量的政策含义,并针对容量限制型的适应问题与发展驱动型的适应问题提出了具体建议。气候容量不仅可以作为气候变化经济学的概念分析工具,而且可以结合气候变化影响和风险评估,为制定地区适应与发展规划提供研究支持。     

气候变化下水资源适应性系统脆弱性评价——以鄱阳湖流域为例

从系统科学的视角出发,分析气候变化下水资源适应性系统脆弱性的内涵,基于脆弱性PSR分析框架,从胁迫性、敏感性、适应性3个维度构建了脆弱性评价指标体系,并采用熵值法和集对分析相结合的方法对脆弱性进行评价。结合2001～2010年鄱阳湖流域数据进行了实证研究,结果表明：10 a间鄱阳湖流域水资源适应性系统脆弱性的变化受胁迫性、敏感性和适应性的综合影响,脆弱性先明显增加后缓慢下降,但基本处于中等偏差水平。鄱阳湖流域水资源适应性系统脆弱性主要由降水量变化、自然灾害和经济发展产生的能源消耗、污染问题引发,提高系统适应性对缓解脆弱性有明显作用。根据评价分析,建议鄱阳湖流域未来从提高管理能力、经济及社会响应能力和加强环境生态治理等方面采取适应性对策;通过改善鄱阳湖流域发展方式和生态环境,减少脆弱性和提高可持续发展能力,更好地发挥鄱阳湖流域对国家生态安全的保障作用     

气候变化对中国的影响利弊

气候变化对自然生态系统、自然资源、三次产业、社会系统及自然灾害等领域的影响包括:气候变化对自然生态系统结构和功能产生深刻影响,如东北多年冻土区植被生产力下降,而青藏高原则升高;气候变化导致华北、东北大部分地区降水减少以及许多北方河流径流量减少;由于气候变化,人们生产生活对能源的需求发生变化;气候变化导致的极端事件增加(包括频次与强度)、水资源短缺等问题对人体健康、疾病传播、重大工程等具有重要影响;气候变化背景下,热量资源的改善有助于延长农作物生育期,但极端事件增加也会造成农业生产的不稳定;气候变化不仅可通过影响农业和自然资源而间接地对第二、三产业产生影响,而且气候变化减缓措施(如碳税、碳关税、碳交易等)的采用也将对社会经济产生广泛而深刻的影响。进一步,通过分析可发现,气候变化的影响具有显著的区域差异性,而且总体上利弊共存,但弊大于利。基于此,本文提出要趋利避害,科学应对气候变化,实现"整体最优、长期受益"的有序适应目标;要强调定量适应,提出可操作性方案和可预期目标,并分析适应措施的不确定性;而且为提高我国未来综合竞争力,今后应采取更加主动的应对策略,如逐渐调整产业结构,加大减排技术研发,积极应对碳税、碳关税和碳市场对中国社会经济发展的影响等。     

基于市场导向的水权交易价格形成机制理论框架研究

中国水资源存在人均水资源占有量低、水资源时空分布不均等问题,促使不同地区以及行业之间开展了水权交易的有益探索。然而目前中国水权市场尚未发育成熟,水权交易体系仍不完善,更缺乏相关水权交易价格形成机制的理论框架和技术方法。因此,作为实现水资源合理利用、优化配置最有效的措施之一,水权交易价格管理迫切需要在国家水资源管理新制度框架下完善理论体系并指导实践。在市场配置资源的导向下,基于水市场为"准市场"的基本特征,面向我国水资源管理的新要求,专门探讨水权交易中的核心问题,即水权交易价格形成机制。首先,借鉴国内外有关水权交易市场和水权交易价格确定的先进理论和实践,分析国内外水权交易价格的研究动态,进而提出市场导向视角下水权交易价格形成机制研究的总体理论构思。其次,在对国内外水权交易理论研究进行梳理的基础上,根据复杂适应系统理论,构建适应性水权交易系统,分析市场导向下的水权交易行为主体。再次,提出市场导向下影响水权交易价格的基本要件,并探讨其测算方法。最后,提出研究中国情境下的水权交易价格形成机制的两个基本步骤:一是测算水权交易基础价格,构建全成本水权定价模型和影子价格模型,并予以综合建立水权交易基础定价模型;二是构建水权场内交易双边叫价拍卖模型,研究水权交易场内转让价格的形成机制。开展本研究有利于发挥水权价格杠杆的调节作用,促进中国特色公平、有序的水权交易市场的构建,为完善我国水权管理制度提供决策参考。     

中国气候变化影响、风险与适应研究新进展

本文基于气候变化影响与适应领域的研究,重点聚焦国家第三次气候变化评估报告发布以来的最新成果,从全国尺度评估气候变化对我国社会经济可持续发展重点领域的影响,揭示气候变化对各重点领域影响的时空格局及区域差异,预估未来气候变化风险,为国家应对气候变化宏观政策制定和促进社会经济可持续发展提供科技支撑。本文评估了重点领域的影响和风险、重大工程和脆弱区的影响和风险、综合风险与适应三个方面,分析了气候变化对农业、水资源、海洋与海岸带、自然生态系统、人体健康和环境、重大工程、脆弱区的影响与风险及区域综合风险和适应的最新研究进展。气候变暖在改变区域水热资源分配的同时,对农业、水资源、海洋与海岸带、人体健康等相关敏感领域和区域产生了十分明显影响,并且将在未来进一步加剧这些领域和区域的风险,特别是农牧交错带和黄土高原风险较为突出,同时气候变化将对青藏铁路、南水北调等重大工程产生不利影响。我国在适应气候变化领域战略研究和实践上有了长足的进步,提出了有序适应气候变化的理念并设计了实施路线图,但是在综合风险和适应领域的研究整体上还比较薄弱,综合风险和适应研究仍无法有效支撑气候变化应对工作。气候变化在某种程度上带来气候资源,对自然系统和社会经济的负面影响明显。研究再次表明,气候变化利弊共存,总体上弊大于利。     

适应领域应对气候变化的重点领域与技术需求研究北大核心CSCDCSSCI

基于三次联合国气候变化技术需求评估报告,分析了当前全球适应领域应对气候变化的重点领域与技术需求,同时也确定了不同地区的重点领域与技术需求。研究发现:①在适应领域,几乎所有国家考虑的优先重点领域为农业和渔业领域,其次是海岸带管理领域、水资源领域以及卫生健康领域。适应领域的优先技术需求数量与重点领域一致,表现为农林渔业技术需求数量最多,其次是海岸带管理、水资源技术以及卫生健康类技术。优先技术需求主要集中在农林渔业领域的作物管理、高效灌溉、土地管理和改善畜牧业等,其中开发和使用耐旱/耐高温作物品种等是需求量最大的技术。②不同区域重点领域表现出的侧重点不同,农业和林业领域是所有区域需求最多的重点领域,非洲国家将水资源领域列为优先重点领域,亚太国家、拉美国家和加勒比地区关注水资源和卫生健康领域,最不发达国家需求为农林现代化,小岛屿国家都以应对海平面上升和粮食安全问题的技术作为主要需求,而欧洲和独联体国家对各个领域的需求度较为平均。③在适应领域所有国家都确定了优先技术发展和转让的障碍,包括经济和金融、政策,法律和规章,体制和组织能力以及技术壁垒等。而不同区域在缺乏或不充分获得财政资源和信息障碍方面具有共性,拉丁美洲和加勒比国家报告了与传统和习惯有关的障碍,东欧国家确定了与优先技术的高生产成本和技术的财务可行性有关的障碍。未来重点领域与优先技术发展主要趋向于新型农业的栽培技术、水资源节约、海水淡化技术等,这些重点领域与技术发展需求可为我国加强应对气候变化国际合作提供参考。     

应对气候变化的适应技术框架研究

减缓和适应是应对气候变化的两个重要方面,适应则更为现实和迫切,而适应技术的正确选择与表述是应对气候变化研究的关键内容。本研究以易受气候变化影响的农业、林业、水资源、海岸带、生态系统以及人类健康等领域为对象,在分析各领域受气候变化的影响危害及其适应技术响应基础上,初步总结归纳出11项应对气候变化的适应技术表达方式,主要包括预警、工程研发、动态监测、评估、灾害防控、适应空间、适应长效性、模型分析、重大工程、行业标准和规范以及社会影响与宣传等类型的技术表达方式;在此基础上建立应对气候变化的适应技术选择框架,对各领域适应技术进行初步归类;最后提出应对气候变化的各类型适应技术选择的基本操作步骤。研究结果可以为未来适应技术清单的统一归类和选择提供理论参考和技术依据。     

基于文献分析工具的国内水资源管理研究论文的可视化综述

以1991~2013年CNKI数据库收录的2 263篇国内水资源管理研究核心期刊论文为数据来源,利用文献计量学引文网络分析工具CiteSpace,绘制国内水资源管理研究的知识图谱。分析了我国水资源管理研究的时间分布、机构力量分布、作者分布、期刊分布、学科和基金分布以及研究热点和趋势。〖JP2〗结果显示：中国科学院和中国水利水电等科研系统实力较强,水利水电工程学、资源科学、环境科学与资源利用是文献分布的主要学科,国家自然科学基金、国家重点基础研究发展计划（973）等是主要基金来源,宏观层面的水资源管理制度和政策研究、流域综合管理和水资源的经济属性等是目前的研究热点,最严格水资源管理制度和水生态文明建设等内容将是未来一段时间的主题     

湖泊型水源地管理研究——以苏州市太湖水源地为例

饮用水安全是最大的民生工程,也是自然资源管理研究的热点。基于实地调研、部门访谈和制度条文的梳理与分析,以苏州市太湖水源地为例研究湖泊型水源地管理体制。研究表明：我国水源地管理由国家、省、市、县的法律法规、规章和规范性文件构成相对完善的制度体系,具有水资源和水环境分割管理、流域管理和行政区管理交错的制度特征,初步具备了综合管理的架构;水源保护缺乏流域管治的思维,农村面源污染治理制度支撑不足;在管理手段上以命令控制型手段为主,经济激励与公众参与不足。建立水源地综合管理协调机制,完善经济激励手段,推进公众参与,实施水源地管理共同责任机制将有利于提高水源地管理效率     

基于复杂系统建模的水管理政策研究进展

基于Agent的建模方法（ABSS）通过自下而上的方式，考察系统中主体的不同状态和行为特征、主体与环境的作用、主体之间的作用，来表征系统的宏观特征，是进行复杂社会环境系统分析和政策研究的重要手段，在水资源、水环境管理系统中得到了有效的应用。本文在大量文献调研的基础上，讨论了ABSS建模方法的基本原理、主要特征、系统构成、分类方法和开发工具等特征，总结了其供水系统发展、水资源分配和流域水资源管理、农业土地和水资源利用、居民用水行为、农业污染控制及人类活动的水环境影响等方面的应用，分析了其在研究内容、研究方法、研究结果等方面的发展趋势，讨论了利用该方法研究我国水资源管理和水污染控制政策的必要性和重要性。     

气候变化对涟水流域蓝水绿水资源的影响

利用SWAT分布式水文模型模拟分析1996~2015年过去20 a及2020~2079年未来60 a长期气候变化背景下涟水流域蓝水绿水资源的时空分布变化特征。将气候变化划分为1996~2015年、2020~2049年、2050~2079年三段气象背景时期,选用Had GEM2-AO大气模式的RCP2.6、RCP4.5、RCP6、RCP8.5四种典型浓度路径作为未来时期的气象输入条件,并细分为9种气候变化情景。运用PSO粒子群优化算法,以KGE克林效率系数为目标函数,采用湘乡站实测径流量及MOD16蒸散发数据并行校准模型参数,通过p-factor、r-factor、R2、NSE和PBIAS评价模型模拟效果和不确定性,评价结果表明校准期及验证期蓝水绿水模拟均达到可信程度。情景分析结果表明,对比1996~2015年、2020~2049年、2050~2079年三段气候背景时期,在各RCP浓度路径下蓝水均呈现了不同程度的下降趋势,大约降低了1.4%~17.3%,绿水流均表现出一定的上升趋势,约增长3.5%~12.4%,绿水蓄量则在持续降低,大致下降了7.8%~19.7%,即使将95PPU模拟不确定性范围考虑进来,绿水流的增长趋势也较为明显。因此,将绿水资源纳入涟水流域未来水资源评价体系,实现蓝水绿水综合规划管理具有实际意义。     

水资源全流域管理模式研究

水资源管理在社会经济发展中具有举足轻重的作用。本文通过分析国外流域管理的先进经验及发展趋势 ,结合我国实际 ,提出水资源全流域统一管理的模式 ,并指出这是我国水资源管理的必由之路     

Impacts of climate change on lakes and reservoirs dynamics and restoration policies

Meteorological-driven processes exert large and diverse impacts on lakes and their water quality; these impacts can be hydrologic, thermal, hydraulic, chemical, biochemical, or ecological. The impact of climate change on Lake Tahoe (California–Nevada) was investigated here as a case study of climate change effects on the physical processes occurring within lakes. The already published trends of meteorological variables were used to assess the effects of global warming on Lake Tahoe dynamics. Records from the period 1969–2002 show that Lake Tahoe has became warmer and more stable. A series of simulation years into the future (i.e., 2000–2040) was established using flows, loads, and meteorology data sets for the period 1994–2004. Results of 40-year simulations show that the lake continues to become warmer and more stable, and mixing is reduced. Possible changes in water quality because of global warming are discussed through inference, although these are not specifically simulated. Many existing problems may be exacerbated due to climate change, yet extreme uncertainty depends on the rate and magnitude of climate change. Therefore, shifts in water quality and quantity due to climate change should be integrated into contemporary planning and management in an adaptive manner, and the research and development of impact assessment methodology should focus on approaches that can handle extreme uncertainty. The general alternatives for lake management due to climate change are discussed. Depending on the specific case, further intensive research is suggested to restore lake water quality.     

Pros and cons of climate change in China

Climate change strongly affected the structure and functions of natural ecosystems, e.g. the vegetation productivity decreased in the Northeast permafrost region due to the higher temperature and less precipitation, whereas in the Tibetan Plateau, the vegetation productivity increased, owing to the improved thermal resource. Climate change led to reduced precipitation in North and Northeast China and thus the reduced surface runoff. The public needs for energy were changed because of climate change, e.g. the shorter heating period in winter. Climate change profoundly influenced human health, pathophoresis and major projects by increasing extreme events, including frequency and magnitude, and causing more serious water shortage. Under the background of climate change, although the improved thermal resources can be helpful for extending the crop growth period, more extreme events may resulted in more instability in agricultural productivity. Not only did climate change indirectly affect the secondary and tertiary industries through the impacts on agriculture and natural resources, but also climate change mitigation measures, such as carbon tax, tariff and trading, had extensive and profound influences on the socioeconomic system. Further analysis indicated that the impact of climate change presented significant regional differences. The impact had its pros and cons, while the advantages outweighed the disadvantages. Based on the above analysis on the impacts of climate change, we put forward suggestions on coping with climate change. First, scientifically dealing with climate change will need to seek advantages while avoiding the disadvantages of climate change in order to achieve the orderly adaptation to climate change, which is characterized with “Overall best, long-term benefit.” Second, quantitative adaptation should be given more attention, e.g. proposing operational schemes and predictable goals and using uncertainty analysis on adaptation measures. Third, more active coping strategy should be adopted to enhance China’s future comprehensive competitiveness. The strategies include but are not limited to gradually adjusting the industrial structure, intensifying the research and development (R&D) of emission reduction technology and actively responding to the influence of carbon tax, tariff and trading on socioeconomic development in China.     

Pros and cons of climate change in China

Climate change strongly affected the structure and functions of natural ecosystems,e.g.the vegetation productivity decreased in the Northeast permafrost region due to the higher temperature and less precipitation,whereas in the Tibetan Plateau,the vegetation productivity increased,owing to the improved thermal resource.Climate change led to reduced precipitation in North and Northeast China and thus the reduced surface runoff.The public needs for energy were changed because of climate change,e.g.the shorter heating period in winter.Climate change profoundly influenced human health,pathophoresis and major projects by increasing extreme events,including frequency and magnitude,and causing more serious water shortage.Under the background of climate change,although the improved thermal resources can be helpful for extending the crop growth period,more extreme events may resulted in more instability in agricultural productivity.Not only did climate change indirectly affect the secondary and tertiary industries through the impacts on agriculture and natural resources,but also climate change mitigation measures,such as carbon tax,tariff and trading,had extensive and profound influences on the socioeconomic system.Further analysis indicated that the impact of climate change presented significant regional differences.The impact had its pros and cons,while the advantages outweighed the disadvantages.Based on the above analysis on the impacts of climate change,we put forward suggestions on coping with climate change.First,scientifically dealing with climate change will need to seek advantages while avoiding the disadvantages of climate change in order to achieve the orderly adaptation to climate change,which is characterized with"Overall best,long-term benefit."Second,quantitative adaptation should be given more attention,e.g.proposing operational schemes and predictable goals and using uncertainty analysis on adaptation measures.Third,more active coping strategy should be adopted to enhance China's future comprehensive competitiveness.The strategies include but are not limited to gradually adjusting the industrial structure,intensifying the research and development(RD)of emission reduction technology and actively responding to the influence of carbon tax,tariff and trading on socioeconomic development in China.     

中国水资源管理问题及对策

水资源管理是当今大多数国家资源管理的难题。中国由于其自身的具体国情,在水资源管理上又有新的管理困境。本文对这一困境进行剖析并提出解决问题的对策。     

大江大河流域水资源管理问题讨论

世界范围内水危机的日益严重,越来越显现出流域水资源管理的重要性。从分析国内外大江大河水资源研究的热点入手,介绍了国内江河流域水资源管理思路的转变和实践;系统分析了大流域水资源存在问题的根本原因,认为是由于对人水关系和流域生态演化规律,河流、湿地的生态功能、流域的整体性管理重视不够造成的。从河流的生态整体性出发,以生态学为理论基础,提出了考虑社会—经济—环境复合生态系统,以生态和谐行为、协调发展、因地制宜、流域整体性调控体制和生态文化建设等维持大流域水资源可持续利用和保护的生态可持续性的保障措施。