杭州市土地资源承载力评价及其协调发展

土地资源承载力是区域协调发展的重要指标,基于驱动力-压力-状态-响应的研究框架构建杭州市土地资源承载力的指标体系,并运用熵权TOSPSIS方法对杭州市2009—2017年土地承载力及其各子系统水平进行评价,同时引用障碍度模型对杭州市土地承载力的障碍因素进行诊断,最后采用耦合协调模型对杭州市承载力子系统内部的耦合协调性进行了研究。结果表明：（1）在2009—2017年杭州市土地资源承载力的评价结果呈波动上升趋势,评价年限内土地承载力整体水平处于中级状态,但距离优质承载力仍有一定的差距;（2）从2009年到2013年,障碍度因素主要集中在驱动力系统和压力系统,2014—2017年,障碍度因素主要集中于状态系统和驱动力系统;（3）在研究区间内杭州市承载力系统整体的耦合协调度较好,但距离优质协调仍有不小的差距,其中承载力系统耦合度总体较高,除2009年处于拮抗级别外,其他年份均处于高水平耦合级别,并且在研究年份内各年的耦合度评价结果均高于耦合协调度评价结果,同时评价区间内系统耦合协调度变化大致呈“初级协调到良好协调再到初级协调”的态势。     

流域水生态功能分区与质量目标管理技术研究的若干问题

制定中国的水生态功能分区方案、提出流域水环境质量目标管理技术体系是解决中国流域污染控制的重大科技需求,不仅可以提升我国水污染控制的科技水平,而且对于我国流域水生态安全保障具有现实意义.本文对水生态功能分区与质量目标管理的意义、概念、研究现状以及未来发展趋势进行了研究.阐述了流域水生态功能分区与质量目标管理技术研究的迫切...     

中国粮食作物种植结构调整及其水土资源利用效应

粮食种植结构调整会影响农业资源的消耗需求。20世纪90年代中后期以来,玉米在我国粮食生产中的地位明显提升。以粮食种植结构无调整为参照情景,一定产量下,1996-2015年,在国家层面,因粮食种植结构调整对水土资源消耗的节省量约占现期需求量的4%左右。在区域层面,从结构调整对种植面积的减省效应看,耕地资源相对丰富的北方地区明显高于南方地区;从对水资源消耗的减省效应看,北方贫水区也普遍高于南方地区,干旱度最高的西北地区最高。期间区域分品种粮食生产广泛受到作物种植比例变化的影响。研究结果表明,要充分利用好南方水热资源,恢复水稻生产,主要取决于稻米需求及其种植效益,而北方地区则要尽可能按降水规律调整农作制度,合理控制水稻、小麦的种植面积。     

银川平原生态系统与水资源开发的耦合关系研究

在实地调研和资料分析的基础上,着重分析银川平原生态系统的脆弱性和基本格局,分析水资源的蕴藏条件和对生态系统的支撑作用,认为在银川平原生态系统与水资源开发的关联因素中,人类的开发活动具有主导作用,黄河引用水量是绿洲生态和社会发展的决定性因素,全球变暖、绿洲内部的盐渍化、城镇及工业污水等,对银川平原生态系统及水资源的开发均具有不利的影响,同时形成更大范围和更深层次上新的耦合关系。     

沈阳市2005—2012年水足迹与水资源承载力分析

为衡量城市人类活动对水资源的真实利用情况,以水足迹(water footprint, WF)理论为基础,计算了沈阳市2005—2012年水足迹和水资源承载力基础指标;对比分析了社会经济发展对水资源系统造成的压力以及水资源系统对社会经济发展的支撑能力;利用水足迹指标构建了耦合协调度评价指标体系;借鉴容量耦合模型对沈阳市水资源承载力的耦合度和耦合协调度进行了时序分析。结果表明:沈阳市2005—2012年水足迹整体呈波动下降态势,水足迹年平均值保持在约36.54×10 ⁸ m ³;农业虚拟水消费量是城市水足迹的主要组成部分,人口数量和饮食习惯差异是导致城镇居民虚拟水消费量较大的主要原因;从水资源承载力基础指标来看,沈阳市对水资源的开发利用处于不可持续状态,人口增长和经济发展已导致水资源供给乏力;从历年耦合度和耦合协调度计算结果来看,沈阳市水资源承载力系统处于拮抗状态。除2005年外,沈阳市“水资源-社会-经济”系统始终处于轻度失调状态。     

耕地结构变化下水土资源匹配时空特征效应分析——以黑龙江省为例

基于耕地利用水资源的供需视角,在综合考虑耕地利用类型、作物种植结构、作物生长期等条件的基础上,结合黑龙江省的国家气象站数据,对耕地利用需水量与有效供水量从微观尺度上进行分析,并以此对1990—2018年内不同生长期耕地利用水土资源匹配的时空动态进行分析。结果表明：1990—2018年间黑龙江省耕地结构不断变化,旱改水现象在2010— 2018年间最为普遍;作物生育前期与中期需水量较多,后期需水量较少,需水量逐年上涨,与水田占比变化保持较为一致,并且空间上需水量高值地区偏移规律与同时段内的旱地水田化现象保持高度一致;1990—2018年间,作物各生育期水土资源匹配程度均先降后升,大部分的水土资源匹配高值地区分布在有效降水量的高值地区与旱地地区的交接地带,可见天然降水仍是满足耕地作物用水的主要来源;近年来三江平原南部地区水土资源匹配程度严重下降,粮食单产下滑,建议该部分地区减少旱改水工程量,同时,松嫩平原西部地区水土资源匹配水平与粮食单产逐年上升,可适当进行旱改水工程。     

中国河流生态水文分区初探

在综合分析相关研究进展的基础上,界定了河流生态水分区的内涵．结合我国不同区域的生态环境特点与水水资源状况,确立了河流生态水分区的原则与依据,建立了不同级别分区的指标体系、应用地理信息系统的空间叠加分析、专家判断与定性分析等方法,将全国划分为10个一级区、44个二级区和406个三级区．     

江苏省水资源利用与经济增长关系研究

利用水足迹的研究方法对江苏省真实的水资源利用情况进行识别,同时结合相对“脱钩”“复钩”系统耦合理论,从水资源消耗与水环境压力两个方面对江苏省2000~2009年的水资源利用情况与经济增长间的关系进行评价.研究表明,2009年江苏省的水足迹为773.77亿m3,总体呈缓慢增加趋势,其中农业用水与工业用水是水足迹的主要组成;同时,水资源利用效率不断提高,10年间增长了2.77倍;全省经济增长与水资源消耗评价结果中有1/3的年份为强“脱钩”状态,2/3的年份呈弱“脱钩”状态,经济增长与水环境压力的评价结果中强弱“脱钩”交替出现,水环境的压力依然存在.江苏省水资源利用还没有达到理想水平,在水资源利用与经济增长协调发展方面应采取更有效措施.     

乡村振兴导向的水土资源承载力评价及其优化

农牧交错区水土资源系统平衡对于保障区域农牧业发展至关重要。以宁夏盐池县为例,以乡村振兴目标为导向,运用物元模型开展水土资源系统承载潜力评价,揭示影响水土资源系统承载力变化的驱动因素,以及影响水土资源的短缺因素,探讨乡村地域水土资源失衡的区域分异特征,以及经济社会与资源生态双重导向的优化路径。结果表明：（1）盐池县水土资源系统承载力呈叉字型对称空间分布态势,整体承载力处于中等水平,具有较大的开发潜力,其中花马池镇、惠安堡镇的承载能力较高,麻黄山乡、王乐井乡和大水坑镇的水土资源承载力明显较低。（2）盐池县乡村地域水土资源耦合协调差异明显,整体处于拮抗耦合阶段,镇区耦合协调度较高,乡村地区则相对较低。（3）水资源与土地资源利用缺乏同步性,水资源利用滞后地区应选择水资源适应性管控措施和生态保育+水源涵养的山水林田湖综合体构建,土地资源利用滞后地区应结合土地工程治理措施与产业结构调整,推进落实“三主三分”土地资源优化布局。研究结果可为农牧交错区农业转型发展和乡村振兴工程落地提供参考依据。     

Effects of land use change and water reuse options on urban water cycle

The aim of this article was to study the effects of land use change and water reuse options on an urban water cycle. A water cycle analysis was performed on the Goonja drainage basin, located in metropolitan Seoul, using the Aquacycle model. The chronological e ects of urbanization were first assessed for the land uses of the Goonja drainage basin from 1975 to 2005, where the ratio of impervious areas ranged from 43% to 84%. Progressive urbanization was identified as leading to a decrease in evapotranspiration (29%), an increase in surface runo (41%) and a decrease in groundwater recharge (74%), indicating a serious distortion of the water cycle. From a subsequent analysis of the water reuse options, such as rainwater use and wastewater reuse, it is concluded that wastewater reuse seemed to have an advantage over rainwater use for providing a consistent water supply throughout the year for a country like Korea, where the rainy season is concentrated during the summer monsoon.     

黑河流域中下游全境地表-地下水耦合模型与应用

耦合概念性水资源评价与规划模型WEAP和分布式地下水模型MODFLOW,建立需求驱动的黑河流域中下游全境地表-地下水耦合模型,并利用地表水文站点和地下水观测点数据进行模型率定.结果表明,率定期和验证期地表水模拟的纳氏系数>0.7,地下水位模拟的均方根残差<0.80m.应用模型对流域历史水循环反演模拟表明,黑河干流(黑河东枝)2002~2012年水量统一调度使正义峡年均来流较原管理方式增加1.63亿m3(约18%);讨赖河(黑河西枝)因人类活动改变了西部子水系河流水文情势,基本切断了与黑河干流下游尾闾水系的水力联系;黑河东西两枝人类活动和出山口径流变化共同影响着下游狼心山断面径流量,直接导致了居延海之前消失和现在的恢复.     

基于水资源分区的黄河流域土地利用变化对人类活动的响应

在分析黄河流域1980-2015年土地利用面积变化的基础上,基于水资源二级分区,采用土地利用变化重要性指数（C_i）、土地利用变化面积比例（D）、林草植被变化指数（R）三个指标分析8个子区域土地利用变化的方向和程度;然后针对1980-1990年、1990-2000年、2000-2010年、2010-2015年四个时期,采用单一土地利用动态度、综合土地利用动态度及土地利用程度研究各分区的土地利用变化速度与程度。结果表明：与1980年相比,城乡工矿居民用地与水域面积变化最为显著。8个分区的土地利用变化面积比例均在20%左右,相互之间差异不大。在单一土地利用类型变化方面,沙漠及未利用地、水域和城市及工矿用地变化速度明显,其余三种土地利用类型由于面积基数较大,变化速度相对较小,但是变化面积很大。从各时期看,2010-2015年变化速度最大,并且大致呈现随时间推移变化速度逐渐增大的特征。在综合土地利用变化的速度方面,8个分区基本呈现出逐渐增大的趋势,上游龙羊峡以上增加最为明显。     

华北平原的水土资源平衡研究

采用精确的水土资源平衡计算模型 ,辅以田间观测资料 ,分析计算了华北平原农业水资源量与作物需水量之间的平衡问题。结果显示 :在充分供水的条件下 ,本区农田 (884.8万hm₂)需水量为744.36亿m3,相应的作物亏水量为309.37亿m3,有效灌溉面积 (653.2万hm₂)上的亏水量为228.73亿m3;而1995年水利工程提供的农业总用水量已达261.78亿m3,但仍有116.16亿m3的亏水量 ;文中同时对评价区内农田的有效降水量、灌溉水的田间利用量、毛管上升水量等进行估算。指出 ,虽然冬小麦的平均水分满足率为82 % ,但关键期的水分满足率 (64 % )仍然制约粮食产量的增长 ,设想通过提高渠系利用系数和优化灌溉等措施 ,华北平原的农业可望达到水土资源平衡利用的状态     

半干旱区农业开发土地资源生态安全评价——以宁夏孙家滩国家农业科技园区为例

在生态环境脆弱的半干旱区,实施农业开发的核心目的是发展区域经济并维持生态安全,而土地资源生态安全是实现半干旱区可持续发展的重要前提.针对综合指数法、模糊综合法无法同时兼顾生态安全评价指标的模糊性与随机性,以及特尔菲法、层次分析法确定指标权重时主观性过强的问题,本研究将正态云模型与熵权法引入半干旱区农业开发土地资源生态安全评价,并以位于半干旱区的孙家滩国家农业科技园为例,对农业开发前后的土地资源生态安全做定性测度.结果表明:从规划基期年2013年至规划目标年2020年,孙家滩土地资源生态安全综合指数将从1.9762上升至2.1376,生态安全等级将维持在中等.研究表明,正态云模型与熵权法有效地降低了偶然误差,提高了土地资源生态安全评价的准确性.该研究可为半干旱区农业开发土地资源生态安全评价及农业开发规划的编制修改提供一定的借鉴与参考.     

论蒙脱石的脱水作用及其对地面沉降的影响

过去对开采地下水所引起的地面沉降，普遍采用有效应力原理进行解释。由于早期的有效应力观点是以假设土壤颗粒与孔隙水均不可压缩为前提，所以无法描述粘土矿物层间水脱水反应所造成的体积改变。因此对由地下水超采导致粘土发生脱水作用，从而产生地层次要压密并用于地面沉降的研究较少。蒙脱石作为第四纪土壤地层中粘土矿物的主要成分，虽然颗粒细小，但其具有特殊的形态和结构特征、特殊的物理化学性质，在其成岩转变的过程中，记录了地面沉降整个过程的演变信息。蒙脱石在地层压实过程中所发生的脱水作用，造成层间水释出，需纳入到地面沉降量的计算范围之内。本文讨论了用费脱石的脱水作用来计其次要地面沉降量的相关问题。     

中国土壤环境质量区划方案

针对我国土壤环境质量分区管理的重大需求,基于土壤重金属背景值与地球化学值及有机物等污染物信息的数据挖掘、空间叠置与验证分析,阐述了全国土壤环境质量现状与空间格局;通过全国尺度土壤环境质量形成机制分析,构建了以土壤环境质量评价为核心的区划指标体系,提出了土壤环境质量区划方案,将我国划分为4个一级区,22个二级区,57个三级区,为我国土壤环境功能区划制定与区域风险防控提供了科学依据.     

土地利用类型及其社会经济特征对河流水质的影响

流域尺度上土地利用类型与水体水质之间存在相关关系,这种相关关系同时会受到各种社会经济活动的影响.在自然或半自然区域内,土地利用类型与水质的相关关系比较显著.然而,在城市区域内社会经济活动将会影响土地利用类型与水质的相关关系.为证实这一现象的存在,选取京津地区11个小流域为研究对象,分别从小流域综合分析和小流域聚类分析2个角度,分析土地利用类型及其社会经济特征与河流水质的关系,并以温榆河小流域情景分析进一步探讨社会经济因素对土地利用类型与河流水质关系的影响,结果显示,聚类分析中,半自然区域中小流域的TN、TP、NH4+-N均与土地利用类型相关,而城市区域中小流域的TN、TP、NH4+-N均与社会经济因素相关,社会经济因素的差异改变甚至削弱了土地利用类型与河流水质的相关性,验证了假设现象的存在.因此,在跨域城乡梯度的区域尺度研究水体水质及其影响因素的相关性时,需要综合考虑土地利用类型及其社会经济特征.     

试论土地资源管理政策的调整

为了适应新的形势和要求,国家应及时调整土地资源的管理政策。首先是调整土地管理工作中“数量、质量并重,兼顾生态”的方针,因为“兼顾生态”似不够突出生态建设的重要性。实际上,土地资源的许多数量、质量问题是由于忽视生态建设所造成的,所以应放在“优先”的地位。其次是调整“全国耕地总量动态平衡”和“耕地占补平衡”政策,因为工业化、城市化的发展进程、农业结构的调整,以及生态建设的需求,我国不可能做到耕地总量平衡和占补平衡。加入WTO也为调整这一政策提供了机遇和契机,所以今后似不宜再提。第三是应调整省级行政区域内部耕地数量平衡政策。从体现区域产业发展战略,促进区域经济协调发展出发,应该允许有些省级行政区域不必在耕地数量上平衡;粮食缺口可以通过关税配额或全国统一的粮食市场解决。     

我国西部水资源供需关系地区性差异变化研究

利用地理信息系统技术,对我国西部12个省(市、区)按流域进行了划分,结合1980年和1990年水文资料,比较了我国西部各流域两个时段可供水量、需水量、缺水量和缺水率变化,系统分析了西部水资源供需关系变化的地区性差异及其原因,并预测了未来我国西部缺水情况,这些研究为我国西部大开发战略的实施提供了基础性依据。     

城市用地扩展对长沙市水系变化的影响

为了探讨水系变化与城市用地扩展之间的联系,为未来水生态修复及城市与生态环境协调发展提供依据及经验借鉴,基于长沙市1950s、1970s、1990s、2010s和2016年五期地形图及同期城市建设用地数据,对长沙市中心城区近60年来的五期水系及城市用地扩张情况进行统计,选取河网密度、水面率、干流河流曲度、河网发育系数指标定量描述水系变化特征。同时,运用城市用地扩张特征分析方法分析同期城市扩张的强弱与快慢,并叠加各流域范围内同期水系变化指标与城市拓展强度指标,分析长沙各阶段水系变迁与城市用地扩张强度之间的关系。研究表明：（1）城市建设用地扩展对城市水系数量及形态变化有直接影响;（2）各时期城市拓展强度均与水系特征指标值衰减速度呈正相关关系;（3）在城市扩展过程中破坏水系特征将加大水系生态、自然灾害风险,而有效的水生态保护政策和保护措施不仅可以使片区水系缩减趋势放缓,还可以加快周边用地扩展速度。