基于层次分析决策法的新疆阜康三工河流域水量分配研究

水量分配是明晰流域初始水权的基础,也是深化流域水资源管理的需要。新疆阜康三工河流域地处天山北坡经济带,人口集中,工业较密集,水资源供需矛盾突出。如何以有限的水资源支撑区域经济社会的可持续发展,是该流域水量分配面临的主要难题。从调查流域基本情况入手,在注重公平、适度兼顾效率的原则下,运用层次分析决策法(AHP)拟定流域内各乡、镇、团场(即6个计算分区)的水量分配方案,为干旱区内陆河流域水资源优化配置提供一种量化方法和理论支持。     

南汀河流域生态恢复潜力评价

针对流域生态系统恢复潜力问题,以南汀河流域为研究区域,选取斑块丰富度密度、NDVI、地形起伏度、坡度、坡向、多年平均降水量等作为评价指标,运用层次分析法确定指标权重,并结合评价指标模型对多源数据进行空间叠加分析,对南汀河流域的恢复潜力进行了定量评价。结果表明:南汀河流域的恢复潜力值在0.1896~0.9636之间;平均值为0.5215,恢复力达到中等或较高水平以上的流域面积为5114.43 km2,占流域总面积的65%,表明南汀河流域总体恢复潜力较好;在空间分布上,南汀河流域生态恢复潜力总体趋势呈西高东低,西部和南部处于高或较高恢复水平,中部和东部沿河流地区处于中等、较低或低恢复力水平;其中,低恢复力区域主要为沿流域腹地的特点比较明显,此外,该研究也为南汀河流域的生态恢复与生态重建工作的顺利开展提供决策依据。     

景泰川电力提灌工程的生态服务价值研究

文章以景电工程为研究对象,将系统的生态服务价值划分为内部价值和外部价值,运用模型法和因子当量法做了初步分析。研究结果表明,景电工程的内部生态服务价值为36.3×108元,是年总成本的25.0倍。外部生态服务价值为40.05×108元,是年总成本的27.6倍。景电工程通过外流域调水治沙和生态移民,变"沙逼人退"为"人进沙退",为干旱区生态移民和防沙治沙提供了一条值得借鉴的成功之路。     

新立城水库生态需水量分析

本文以长春市主要饮用水源地——新立城水库为研究区,在确定生态需水量构成基础上,运用Tennant法、面积定额法等研究方法对新立城水库的生态需水量进行核算。研究结果表明,新立城水库的生态需水总量为2.64×108m3,占总库容的44.6%,其中水生生物及其栖息地需水量（下泄生态流量）为1.60×108m3,占水库生态需水总量的60.6%,占水库多年平均径流量的68.4%。研究结果为水库生态调度、生态环境恢复和城市供水安全提供科学依据。     

新疆玛纳斯河流域绿洲生态经济能值分析

绿洲生态经济系统的特殊性决定了其生态耦合进化的机制和功能.用能值理论、方法计算、衡量和比较山地、绿洲、荒漠间能量流动、储存或转化的耦合机理和系统表达,为绿洲生态经济系统研究提供了科学理论和方法.玛纳斯河流域能值自给率达98.06%,可更新资源能值比率65%,山地、荒漠是MODS耦合的生态支撑条件;总能值使用量仅有0.52×1023sej/a,进口能值比例仅为13.46%,能值投入率0.09,人均能值使用量仅为1.12×1010sej/a,均低于世界平均水平;能值使用强度仅有1.22×1011sej/a,环境负荷率仅为12.12,能值产出率1.22,资源强度较弱,环境负荷率较低,应在立足区域特色优良低能值资源发展生态经济的同时,引进关键稀缺性高能值资源,加强高能值产品的反馈支持和贸易输出,在夯实生态流能值基础的同时释放能值利用及转换潜力.     

淮河流域粮食生产潜力空间格局研究

淮河流域是我国重要的粮食生产基地,同时经济发展任务重,生态压力持续增大,为确保流域可持续的粮食增产,亟须根据流域内粮食生产潜力和现状生产等,进行流域粮食生产空间布局的科学规划研究。利用GIS空间分析工具,通过作物产量限制因子逐级修正模型计算淮河流域粮食生产潜力,并将潜力与现状产量进行对比计算,得出粮食生产潜力转化率,结合流域的生态安全格局,分析淮河流域未来粮食生产的优化空间布局。结果表明:淮河流域粮食生产总潜力为1.95×108 t,约占全国粮食生产总潜力的16.5%,在保障未来在全国粮食安全中占有十分重要的地位。以2005年为例,淮河流域粮食实际产量为8195.54×104 t,总体潜力转化率为42%。折算成食物营养总量为:热量3.02×1014 kcal,蛋白质985.78×104 t,脂肪361.04×104 t,分别可以满足3.60亿、3.33亿、1.47亿人小康生活的营养标准需求。从空间格局来看,粮食生产高潜力区主要分布在流域中部和中南部地区。未来粮食生产潜力开发适宜性最高的地区为淮北平原地区、江淮丘陵的部分地区及苏北平原的部分地区。该研究可作为淮河流域粮食主体功能区划进一步细化的重要科学依据。     

基于SD和DPSIRM模型的水资源管理模拟模型——以黑河流域甘州区为例

基于系统动力学建模方法,应用DPSIRM因果网模型建立指标体系,构建黑河流域水资源管理模型,并仿真模拟了黑河流域甘州区3种不同的未来水资源管理模式.结果表明:①基于SD构建的DPSIR水资源评价模型能够有效地模拟研究区水资源系统;②水资源管理模式中,情景Ⅰ和情景Ⅱ在人口增长,经济发展以及水资源高效利用方面都有优化,情景Ⅲ的模拟结果:人口增长趋于稳定;得益于第三产业的贡献,经济增长明显加大,同期三次产业结构也比较科学合理;到2030年,需水量6.48亿m3小于潜在可利用水量7.98亿m3保证了地区的生态用水;灌区用水户的满意度,有利于节水型社会的全面建设;③情景Ⅲ以提高水资源管理绩效为主要目的,从提高研究区人口承载力、产业结构调整、水资源供需配置、提高工业用水效益、明晰水权水价方面优化了情景Ⅰ和情景Ⅱ的不足.情景Ⅲ水资源管理模型中指标体系所体现出的技术进步和管理方式,不仅仅是对未来甘州区节水型社会建设方向预测和提升,也是研究区未来人口、社会发展及水资源管理模式的最优方案.     

新时期我国灌溉水源工程建设与发展趋势

水资源不同于一般矿产资源,它是在周而复始的水文循环中随机、流动、可资利用的水。中国年均水资源总量约28124×108m^3,其中河川径流总量27115×108m^3,地下水资源8288×108m^3（含地表水与地下水相互转化重复计算的7279×108m^3）。总量居世界第6位,而人均占有量仅2300一,只相当世界的1／4,居第88位。各地年际间降水可差数倍,年内降水极不均匀;尤其是水资源地域分布差异极大,占全国人口42％、耕地62％的北方干旱、半干旱地区,水资源总量仅占20％,使得北方地区已严重缺水。导致水资源紧缺的另一问题是全国年均废污水排放量达342×108m^3,江河、湖泊约82％受到不同程度的污染,严重污染的占30%,城市地表水污染更为普遍,水资源受到极为严重的破坏。     

滨海新区再生水循环利用实践

区域再生水循环利用是指在重点排污口下游、河流入湖(海)口、支流入干流处等关键节点因地制宜建设人工湿地水质净化等工程设施,对处理达标后的排水进一步净化改善后,在一定区域统筹用于生产、生态、生活的污水资源化利用模式。天津是资源型缺水城市,人均水资源占有量仅100立方米,约为全国平均水平的1/20,远远低于世界公认的人均占有量1000m~3的缺水警戒线,属于严重的资源型缺水地区。     

小流域雨洪资源的生态调蓄研究

在小流域尺度上,基于水生态系统的完整性理论,利用Strahlcr—Horton定律和ArcGIS技术提取出韩仓河流域的水系分布和49个集水区,综合考虑洼地、水系节点及实际土地利用情况等因素确定湿地位置和数量37个,按照50年一遇的防洪标准和75%的径流总量控制率标准,分别得到湿地总径流控制容积9.184 2×10~5m~3和湿地防洪调蓄容积4.282 2×10~6 m~3。在小流域空间上实现了雨洪水资源的生态技术调蓄。     

宁夏沿黄经济带生态用地格局演变及其驱动机制

基于多源遥感数据支持,采用土地利用转移流和标准椭圆差等方法,分析了宁夏沿黄经济带生态用地演变特征及其驱动机制。结果表明：(1)生产和生活用地挤占生态用地现象明显,1980—2018年生态用地占比由71.68%降为66.35%。重点生态功能用地增加,形成了沙坡头、白芨滩以及银川平原中北部三个防护林带和黄土丘陵沟壑区水土保持林区,银川平原湿地面积扩大,生态用地时空结构有所优化。(2)生态用地在空间上呈现为西南—东北方向变化趋势,且由早期“面域”调整转为后期“点域”优化。(3)生态用地变化体现为“驱动力—响应—结果”的驱动机制,城镇化和工业化、生态移民工程、绿洲农业发展是生态空间受到挤压的主因,生态建设与修复是优化生态用地格局与提升生态服务功能的重要举措。(4)基于土地利用转移流的驱动力溯源分析方法,为土地利用变化驱动因子及其定量测评提供新的分析视角与方法。     

基于水资源承载的长株潭城市群适度规模研究

应用双要素水资源承载力模型对长株潭城市群适度规模进行定量分析,通过构建城市适度规模与实际人口的距离协调度评价模型,对该区发展规模的协调性进行综合评价。结果表明:1近10年来长株潭城市群地表径流量变化幅度不大,但人均水资源量不足,需水量呈逐年增长态势;22003—2012年水资源承载力濒临超载,水污染严重,水环境的自净能力逐年降低,处于濒临失调衰退黄灯阶段;32013—2019年属于水质型超载,2020年以后属于水量与水质双重超载类型;42020年长株潭城市群城镇人口将达1 178.19万人,城市化水平达78.42%,水资源供需缺口达3.36×108m3,城市适度规模与实际人口的距离协调度将处于濒临失调衰退黄灯阶段。因此,需引起足够重视,并在体制与机制上进一步强化水资源优化配置与高效率利用,促进城市群协调发展。     

基于NPP模型的北京市分区碳氧平衡分析

为了更好地了解城市的碳氧平衡状况,利用NDVI数据、能源消费数据,基于NPP模型,碳排放与氧消耗估算模型以及箱式模型计算北京市及各区的碳氧收支状况。结果表明:(1)研究区11年平均固碳释氧量由城市中心区向外围逐渐降低;(2)碳排放量与氧消耗量2010年较2000年增加幅度较大,碳排放量11年增加了2284.1161×104 t;氧消耗量增加了4334.59×104 t。2010年各区碳排放量与氧消耗量所占比重差别较大,城市拓展区与发展区分别占到总量的41.67%、40.27%;城市中心区与涵养区比重较小分别为10.19%、7.87%。(3)从研究区年碳氧收支状况来看,2010年碳氧失衡较2000年严重;分区来看,城市拓展区在总量与单位面积上失衡最严重,涵养区失衡最弱;其他区域在总量与单位面积失衡方面有一定差别。     

中国产业用水变化驱动效应测度及空间分异

文章综合考虑了经济水平、产业结构、用水强度及人口规模四因素对产业用水量的影响,基于扩展的Kaya恒等式建立因素分解模型,应用LMDI分解方法对中国1997—2007年的三次产业用水量变化进行分解分析,以从时间序列上探讨其主要的影响因素并量化其贡献率;同时结合ISODATA聚类模型对各效应进行空间聚类,从而对各效应进行空间分异分析。结果表明:①经济水平的提高和人口规模的扩大拉动了我国产业用水量的增长,1997—2007年其效应平均值分别为670.47×108m3和33.47×108m3;而产业结构效应和用水强度效应对产业用水量的扩展起到一定的遏制作用,同期效应均值分别为-208.62 m3和-480.62 m3;②1997—2007年经济水平效应和人口规模效应的平均贡献率分别为1 056.96%和12.83%,而产业结构效应和用水强度效应的平均贡献率分别为-117.64%和-852.16%。经济发展水平和用水技术水平是导致我国产业用水量变动的决定性因素;③各种效应的空间分异反映出我国的经济发展水平、产业基础、技术水平和人口数量与效应的驱动作用存在着密切的关系,因此我国产业用水的"零增长"与"负增长"的目标需要在国民经济的不断发展中实现,水资源短缺的问题也将在经济水平提高的过程中得以解决。研究结果对于正确理解我国产业用水量变化与经济发展之间的关系以及产业发展政策的调整及可持续发展研究具有一定的参考价值。     

辽东湾、渤海湾、莱州湾三湾生态系统服务价值评估

海洋生态系统服务价值对海洋资源开发和海洋综合管理具有重要的意义。研究应用联合国千年生态系统评估框架,构建了食品生产、原料生产、基因资源、氧气生产和气候调节、废弃物处理、生物控制、休闲娱乐、科研文化、初级生产以及物种多样性维持等10项服务价值的评估方法。对辽东湾、渤海湾和莱州湾进行了上述10项生态系统服务价值的评估,结果表明,三个海湾服务功能的总价值量为1 485.11×108元,单位面积价值为4.52元/(m2 a)。其中,辽东湾价值量最大,占三个海湾总价值量的56.7%,其次是莱州湾,占总价值量的23.3%,渤海湾最小,占总价值量的20%。各项服务中,食品生产的价值量最大,占总价值量的71.0%。食品生产、氧气生产和气候调节、初级生产这三项服务价值之间表现出显著相关性,主要是由于三项服务有着共同的初级生产者。研究结果可为相关管理部门制定生态补偿政策提供理论依据。     

基于最小阻力模型的资源型城市景观安全格局诊断研究——以徐州市为例

论文以徐州市为例,基于最小阻力模型诊断其景观安全格局。研究结果表明:(1)单一格局诊断显示,在自然景观、生物多样性和地质灾害格局中,低安全等级面积占比最高,分别为43.79%、51.31%、38.20%;水土资源和风景文化格局中,较低安全占比最高,分别为42.33%、33.29%;低安全区集中在生态源敏感地带,生态价值高,容易受到破坏。(2)综合格局测算显示,在综合景观安全格局中,较低安全等级面积最多,占比为45.83%,高安全等级面积最少,占比为0.39%;低安全区域应禁止开发并优先考虑划为生态红线,较低和中等安全区域应以保护为主,较高和高安全区域应做到开发与保护并重。(3)两种格局对比发现,综合安全格局中低安全与高安全等级的规模下降,是单一格局叠加累积的结果,因此具有更全面的参考价值。研究结果能够为徐州市和其他资源型城市的生态用地保护提供参考。     

长江中游城市群城市工业用地扩张演变特征

通过离心模型与贡献度测算,对长江中游城市群31个城市工业用地演变历程及其时空特征进行研究,结果如下:(1)1990—2019年期间,长江中游城市群的工业用地总增幅达300%,经历了启动、加速、高峰三个增长阶段。其占建成区增量的比重达到41.08%,是带动城市群发展的主要力量。(2)武汉城市圈、长株潭城市群、南昌都市圈对工业用地的集聚作用不断加强,在2019年已集中了整个城市群55.96%的工业用地,而其他城市工业用地增长相对滞后,导致长江中游城市群工业用地布局呈现显著的不均衡性。(3)城市规模与工业用地对城市扩张的贡献度成强正相关,说明工业用地增长是促进城市规模提升的主要因素。(4)三大城市圈中工业用地分布过度集中,且靠近长江、洞庭湖、鄱阳湖等重要生态区。如果保持现有增速,很可能因超过区域环境承载力而带来严重的生态问题。     

芨芨草编织的神话

新疆在实施西部大开发战略中,面临着几个突出的生态问题。一是全疆荒漠化土地面积达7692.1万公顷居全国之首,占全国荒漠化土地总面积的46%。二是沙漠面积占全疆土地面积的四分之一,而且愈来愈有沙进人退的倾向。三是全疆次生盐溃化的土地面积占现有耕地的1/3,还有弃耕荒地1031万公顷,其中大部分是盐碱地。四是号称养羊大省的新疆。70%的羊在山区饲养,超载过牧,造成一亿亩草场严重退化。五是工业废水污染,全疆年排放废水量大约为两亿吨,半数以上集中在城市……但是如果我说,这些老大难问题可以让芨芨草去解决一部分,您能够相信吗?     

华北平原土地整治项目区农用机井的空间布局优化

以高于铺镇和腰山镇土地整治项目区为例,开展项目区农用机井的空间布局优化研究。1利用行政界线、交通道路、河流水系等线性阻隔要素,将项目区划分为33个优化单元,采用单井控制灌溉面积法计算各优化单元井数,确定井数约束为191眼、井距约束为275.02m。2将项目区划分为精密的栅格,以栅格中心点为评价对象,从水文地质、地形、交通、土地四个方面构建宜布井点适宜性评价模型,一级、二级、三级适宜区分别占宜布井区的29.93%、47.03%和23.04%,且呈现依次向田块内部分布的环状分布特征。3基于空间抽样理论,以待灌溉点到与其最邻近的新建井点或可利用的现状井点间距离的期望为决策变量,基于MMSD优化准则和退火模拟方法,以井距、井数和宜布井位适宜等级为约束条件进行农用机井的空间布局,191个新建井点均匀分布在整个灌区内。文章提出的机井空间布局优化模型有助于科学统一规划新旧机井,实现土地整治项目区的农用机井优化布设。     

2002—2011年中国新型城市化空间格局与收敛性分析

根据新型城市化的内涵,从经济、社会、生态、城乡和城市现代等方面,构建中国新型城市化综合评价指标体系,运用熵值法,对2002—2011年中国31个省份进行测评。同时,运用空间分析工具和计量模型,考察了中国新型城市化水平的空间格局和收敛性。结果显示:1全国新型城市化水平呈现逐年上升的趋势,但东部、中部和西部的整体水平差异较大。2在空间格局分析上,各省域新型城市化水平在空间上存在显著的正相关,地域总体格局呈现三级梯度分布的趋势;新型城市化主要是靠长三角和珠三角两大城市群拉动的。3在收敛分析上,新型城市化存在显著的收敛性,应用合理空间模型(SEM)能加快收敛的时间。4在收敛检验方面,引入变量大大提高了模型的拟合程度,并且城镇人口比重最大。研究认为,要加强户籍制度改革,破除城乡二元结构,推动中国城市化健康发展。