基于TOPSIS及耦合协调度的湖南省2009-2018年水资源承载力综合评价

[目的] 评价湖南省水资源承载力,为区域制定水资源、社会经济发展和生态环境协调发展政策提供理论参考。[方法] 通过构建系统耦合协调度模型及综合评价指标体系,分析湖南省2009—2018年水资源—社会经济—生态环境系统耦合协调的时空演变过程。[结果] ① 2009—2018年湖南省及各市州水资源承载力除湘潭市外,均呈上升趋势,同时空间上呈现“U”型特征; ②在时间维度上,耦合协调度呈波动增长态势,耦合协调状态由初级向中级协调转变; ③从空间维度看,耦合协调度呈现：西部>东部>中部的地区差异,但总体由不均衡逐渐转向整体协同发展,其中张家界市耦合协调最好,常德市耦合协调度增长最快,湘潭、衡阳、邵阳等市处于较低水平。[结论] 湖南省水资源承载力与耦合协调发展态势较好,但时空差异显著;可从产业结构优化、节水排污科技投入、资源优势转化、绿色生态农业发展等方面加大政策支持以提高湖南省水资源承载力,实现高质量的可持续发展。     

基于DPSIR-TOPSIS模型的江苏省生态承载力评价及障碍因素诊断

[目的]以江苏省为研究对象,依据其资源禀赋对2001—2015年的生态承载力进行评价,并对其障碍度进行诊断,为促进该区域生态承载力的提升提供科学依据。[方法]利用DPSIR模型构建评价指标体系,通过熵权法对指标权重进行赋值,采用TOPSIS分析法和障碍度模型进行实证分析。[结果]江苏省生态承载力呈N形的演变态势,综合贴近度处于"差"状态;从分类指标情况看,压力、驱动力和响应子系统评价指数呈不同程度的上升趋势,影响子系统的评价指数呈下降趋势,而状态子系统的评价指数保持稳定;从障碍度诊断结果看,响应子系统是影响江苏省生态承载力的主要障碍因素。[结论]江苏省的社会、经济和生态的耦合协调度较低,应从加大环境财政的投入、完善基础设施建设、加强生态文明制度建设和拓展生态发展空间等方面提出改进策略。     

杭州市水资源承载力评价及提升路径

[目的]评价浙江省杭州市的水资源承载力,分析不同区域出现超载问题的原因,并研究破解超载问题的对策和提升承载力的路径。[方法]在国家试行的水资源承载能力评价方法的基础上,提出兼顾水量、水质并考虑上游来水情况的承载力评价方法和超载成因分析指标体系,对杭州市8个评价单元(包括主城区和7个县、市、区)的水资源承载力进行评价并分析超载成因。[结果]近3a(2013—2015年)杭州市水资源承载力趋向改善,超载和临界超载单元数量逐年下降,从7个下降到2个。超载和临界超载问题主要是由于快速城市化导致的用水总量区域差异拉大,现代都市生活方式对水资源需求明显增大,平原河网地区环境自净能力不足,部分流域上游县市水资源利用效率偏低等原因造成的。[结论]建议针对水资源超载区域和主要问题,从保障、整治、限制、监管4个方面完善水资源管理政策和措施。     

2010—2020年陕西省神木市生态环境质量时空演变及其驱动因素

[目的] 陕西省神木市是黄河流域生态保护建设的重要地区。分析该地区生态环境质量变化,为资源型城市神木市的生态环境治理、修复及绿色发展提供科学依据。[方法] 选取2010,2015与2020年共3期Landsat遥感影像,利用主成分分析方法构建遥感生态指数(RSEI)作为生态环境评价指标,分析神木市生态环境质量时空演变格局,并通过地理探测器探究该地区生态环境驱动机制。[结果] ①神木市生态环境质量持续恶化,RSEI指数下降幅度达到12.47 %,在2010-2015年间下降最快;神木市生态环境质量很差与较差的面积增加幅度达到15.29 %。②神木市生态环境质量恶化以西北部的风沙区率先增强,随后转向地势较低的东南部和东北部。同时,神木市生态环境质量以较差和一般为主,两者总和占据神木市总面积的67.09 %。③植被覆盖度与绿度、湿度、干度及热度4个指标因素均表现出显著的驱动性,其中植被覆盖度解释力最高(达到62.4 %),是神木市生态环境质量的主要驱动力;多因子交互也均表示出协同增强的作用,夜间灯光、人口密度、热度与植被覆盖度交互作用最强。[结论] 神木市生态环境质量总体仍在进一步恶化,尽管前期退化得到遏制,但恶化区域在逐渐扩大,提高植被覆盖度可以有效增强神木市生态环境质量。为此应进一步落实植被绿化等生态保护措施,提升神木市高品质生态环境质量。     

合肥市资源环境承载力与经济发展水平耦合关系的时空演变分析及障碍因素诊断

[目的]探究资源环境承载力和经济发展水平关系的时空演变特征和障碍因素的识别,对区域生态文明建设和可持续协调发展具有重要理论意义。[方法]以合肥市为研究对象,构建合肥市资源环境承载力和经济发展水平指标体系,利用状态空间法模型、耦合模型、障碍度模型等方法,测算分析了合肥市2011—2020年资源环境承载力与经济发展水平之间的耦合协调程度及演变过程并识别了制约两者的障碍因素。[结果]合肥市资源环境承载力和经济发展水平指数值均呈现上升趋势,资源环境承载力和经济发展水平不断增强。2011—2020年资源环境承载力和经济发展水平耦合度数值在0.48～0.50之间,类型属拮抗状态,耦合协调度水平处于0.42～0.65之间,呈现上升趋势,经历了从轻度失调到低水平协调再到良好协调发展的过程。从障碍因素识别来看,制约合肥市资源环境承载力的障碍因素主要来自要素层环境容量要素,制约合肥市经济发展水平的障碍因素主要来源于经济实力和经济结构要素,这三个要素也是制约资源环境与经济协调发展的关键所在。[结论]通过对资源环境承载力和经济发展水平之间关系的研究及其障碍因素的准确识别,增添了合肥市资源环境与经济协调发展的理论支撑。     

黄河下游地区水资源生态足迹时空分析与预测

[目的]评价黄河下游水资源生态承载状态,为地区水资源管理与规划提供理论依据。[方法]运用水资源生态足迹理论结合对数均值迪式指数分解法(logarithmic mean divisia index, LMDI)对2007—2020年黄河下游水资源生态足迹的时空分布特征及驱动机制进行核算分析,并通过灰色预测模型GM(1,1)对2021—2030年的水资源生态足迹变化趋势进行预测。[结果]黄河下游历年水资源生态足迹远高于生态承载力,水资源生态赤字现象严重;水资源生态足迹与生态赤字年际间均呈波动降低趋势,用水效率逐渐提高,农业用水是最大的水资源生态足迹账户;黄河三角洲是黄河下游水资源生态压力最大的区域,淄博、济南、郑州和泰安4市的生态压力相对较小;经济效应对黄河下游水资源生态足迹变化起正向主导作用,技术效应起负向主导作用;预测结果表明,2021—2030年黄河下游人均水资源生态赤字由0.387 hm²/人降至0.359 hm²/人。[结论]在生产力快速发展和用水结构优化调整等综合作用下,黄河下游地区用水效率逐渐提高,水资源生态压力有一定幅度的缓解。但...     

浙江省水资源生态足迹时空格局

[目的]研究浙江省水资源生态足迹时空格局,并对浙江省及各市水资源可持续利用水平进行评价,为区域发展和相关政策的制定提供必要的理论指导和依据。[方法]以生态足迹理论为基础,运用水资源生态足迹和生态承载力模型,核算浙江省及其各市水资源生态足迹和生态承载力。[结果]从时间序列看,2003—2013年浙江省整体水资源生态足迹呈较小波动的上升趋势;水资源生态承载力波动较大;人均水资源生态量均为盈余,且整体为上升趋势;水资源利用处于安全状态;水资源利用效率逐步提高。从空间差异看:浙江省各市水资源生态足迹可分为高值、中值和低值3个级别;水资源生态承载力和人均水资源量均呈自西南向东北递减格局;南部地区水资源生态安全程度高于北部地区;东部地区水资源利用效率高于西部和北部地区。[结论]浙江省整体水资源可持续利用水平逐步提高,但内部差异显著。为提高水资源利用科学化水平,浙江省及其各市应从发展阶段和发展目标出发,合理调整产业结构,建设相关水利工程设施,加强水资源循环利用,增强水资源保障。     

基于模糊综合评判模型的东北三省水资源承载力研究

[目的]定量分析东北三省(辽宁省、吉林省、黑龙江省)2012—2016年水资源承载力的具体情况,为东北三省水资源开发利用和生态保护提供科学依据。[方法]基于2012—2016年东北三省的水资源条件、社会经济发展水平以及生态环境状况3个方面相关数据,选取人均水资源量、水资源利用率、供水模数、人均GDP、人均日生活用水量、万元工业增加值用水量、万元农业增加值用水量、耕地灌溉率、生态用水率以及森林覆盖率10个主要影响区域水资源承载力的因素作为评价因子,应用模糊综合评判模型进行研究。[结果]东北三省2012年—2016年综合评分均值分别为:辽宁省0.468 6,吉林省0.684 0,黑龙江省0.550 2。[结论]东北三省的水资源开发已有一定规模,虽然水资源供给在一定程度上能满足各省份的发展需要,但仍存在水资源短缺的现象。     

黄土高原生态—经济—社会耦合协调发展研究——以长武县、绥德县、神木市和淳化县为例

[目的] 研究黄土高原生态、经济和社会系统之间的耦合协调发展关系,为实现黄土高原地区可持续发展提供参考。[方法] 以黄土高原典型地区长武县、绥德县、神木市和淳化县2001—2019年生态、经济和社会发展状况为研究对象,利用耦合协调度模型和剪刀差法研究该区的生态—经济—社会系统耦合协调发展趋势。[结果] 黄土高原典型地区生态系统综合评价指数波动上涨,经济系统和社会系统综合评价指数稳步上升,生态—经济—社会耦合协调度持续升高;生态和经济系统、生态和社会系统的剪刀差值逐年降低,反映了该地区生态、经济和社会系统之间的关系不断改善,且基本实现了协调发展。经济系统和社会系统对生态环境的影响逐年减弱。[结论] 目前黄土高原地区生态和经济系统、生态和社会系统处于协调发展阶段,但生态环境依然是制约当地发展的重要因素。稳固和发展该区域生态文明建设,缓解经济和生态系统、社会和生态系统之间的矛盾仍然是黄土高原地区可持续发展需要面对的重要问题。     

基于变权信息熵改进TOPSIS法的水资源承载力评价——以陕西省地级城市为例

[目的]对陕西省各地市水资源承载力(WRCC)状况进行评价,为区域水资源的合理利用和分配提供科学依据。[方法]在引入信息熵进行指标权重计算的基础之上,采用变权法对权重指标反常现象进行修正。依据计算所得权重,采用改进TOPSIS法建立模型。并结合2012年陕西省各地市涉及水资源承载力的相关数据,对陕西省各地市的水资源承载力综合状况评价中进行了应用。[结果]得出了陕西省各地级市的水资源承载力情况排序为:安康市宝鸡市商洛市延安市汉中市渭南市榆林市铜川市咸阳市西安市。发现西安市水资源承载力不足情况最为突出。[结论]利用变权信息熵改进TOPSIS模型计算水资源承载力,操作简便、实用性强,在该领域应用前景广泛。     

生态脆弱区土地综合承载力时空差异分析——以榆林市为例

以生态脆弱区的典型城市榆林市为例,从社会、经济、水土资源、科技、生态环境5个承载系统共选取30个指标,并利用AHP决策分析法与熵权法的组合权重确定各评价指标权重,分析了1990—2012年榆林市土地综合承载力的时空变化,并得出了各县区土地综合承载力的限制因子,结果表明:(1)1990—2012年期间,榆林地区土地综合承载力呈波动上升趋势,且各县区域土地综合承载力差异较大。(2)1990年时,榆林各县土地综合承载力都处于严重超载和临界超载的状态,最大值为绥德县,最小值为横山县;2000年时,土地承载力有了不同程度的增加,但是增幅不大,最大值为榆阳区,最小值为横山县;2012年时,各县土地综合承载力有了很大的提高,最大值为神木县,最小值为佳县。(3)各县区的土地综合承载力的限制因子差别较大。在1990年时限制因子主要是科技系统;到2000年时,限制因子主要是经济系统;到2012年时,限制因子主要是水土资源和科技系统。因此,榆林市应以保护环境和发展科技为关键,带动和维护社会,经济等的协调发展。     

中国北方农牧交错区水资源承载力动态仿真研究——以内蒙古通辽市科尔沁区为例

[目的]分析农牧交错区水资源承载力的动态变化规律,为同类地区的可持续发展提供有益的理论参考。[方法]以内蒙古自治区通辽市科尔沁区作为农牧交错区典型案例地,运用系统动力学方法,建立科尔沁区有限水资源支撑下的"社会—经济—生态"协同发展的仿真模型,并根据农牧交错地区以及科尔沁区社会经济发展的特点,提出区域"社会—经济—生态"协同发展的自然增长模式、第一产业现代化模式、第二产业主导模式、第三产业引领模式、循环经济发展模式这5种理论模式。[结果]在系统动力学仿真的基础上,运用遗传投影寻踪法对仿真结果进行优选,认为循环经济发展模式是水资源承载力最优的发展模式。[结论](1)合理调配农、牧比例关系是节约农牧交错地区有限水资源的关键举措;(2)农牧交错地区致力发展传统产业或将陷入水资源匮乏的窘境;(3)发展循环经济是提高农牧交错地区水资源承载力的有效途径;(4)全面开展农牧交错区的水资源承载力研究是增强区域可持续发展能力的保障。     

基于多层次模糊综合评价模型的喀斯特地区水资源承载力研究

[目的]研究影响水资源系统承载力变化的关键因素,为贵阳市水资源的可持续利用及合理管理政策的制定提供决策依据。[方法]以贵阳市为例,将水资源系统分为水资源、生态环境、社会经济3个子系统,选取评价指标,建立多层次模糊综合评价模型对该市水资源承载力进行评价。[结果]整体上,2003—2013年贵阳市水资源承载力状况不断提高,可较好地支持贵阳市社会经济发展。其中水资源子系统指数处于波动缓慢下降状态,生态环境子系统指数呈持续上升趋势,社会经济子系统指数呈下降趋势。[结论]水资源子系统对水资源承载能力的贡献率逐渐降低,生态环境质量的改善是水资源承载力提高的主要驱动因素,而社会经济子系统是水资源承载力提高的主要压力源。     

延安市农业水土资源匹配及承载力

为客观分析延安市农业水土资源空间匹配状况,根据耕地、水资源量等数据,在分析延安市水土资源空间分布格局的基础上,通过构建洛伦兹曲线以及农业水土资源匹配计算模型,对延安市及其13个区县农业水土资源的匹配程度进行评价。结果表明:延安市农业水土资源匹配系数0.26×104 m3/hm2,匹配程度较差,低于全国同期平均水平0.54×104 m3/hm2,并且空间匹配程度存在明显的差异,总体上呈现出南优北差的匹配格局。在全面分析影响农业水土资源承载力多种因素的基础上,建立延安市农业水土资源承载力评价体系,将粒子群优化算法与投影寻踪模型结合在一起,对延安市各区县农业水土资源承载力进行了评价。结果表明,子长县和延长县农业水土资源承载力最低,承载力IV级;黄龙县农业水土资源承载力最高(II级),其他大部分区县农业水土资源承载力处于中等偏低水平(III级),研究可为提高粮食生产效益及区域农业水土资源可持续利用提供依据。     

基于AHP-熵权TOPSIS模型的辽宁省各城市土地承载力评价

[目的]定量分析评价辽宁省各城市土地承载力状况并对其障碍因子进行诊断,为辽宁省土地利用合理开发提供建议,也为区域土地承载力评价研究提供新思路。[方法]以辽宁省14个地级市作为研究区域,基于2018年Landsat 8 OLI遥感影像,进行土地利用分类获得土地各类型用地面积并结合社会经济数据,构建了土地承载力评价指标体系,并利用AHP-熵权TOPSIS模型,对土地资源承载力进行评价。运用障碍度模型对土地承载力障碍因子进行诊断。[结果]辽宁省城市分别呈现不同的承载力状态。盘锦市、大连市以及沈阳市土地承载力相对较高,但社会子系统是制约其土地承载力的主要障碍因素。鞍山市和营口市承载力表现为相对低的状态,其经济子系统的是制约土地承载力提高的主要因素。[结论]辽宁省各城市土地承载力距离其理想状态还有着一定距离,应促进社会、经济、资源3个子系统协调发展进而提高土地承载力。     

忻州市相对资源承载力的时空动态变化

采用改进后的相对资源承载力模型测算了1995—2013年忻州市的相对资源人口承载力和相对资源经济承载力,并探讨了全市14个县市相对资源承载力的演变规律及空间差异。模型改进工作主要体现在增加了水资源与能源承载力,并运用优势资源牵引效应及劣势资源束缚效应,克服了原模型中权重的主观任意取值。结果显示:（1）以山西省为参照区,土地资源和水资源是忻州市可持续发展的优势资源,而经济资源与能源为劣势资源;1995—2013年忻州市的人口承载状态总体呈从富余到超载,再到富余,以2001—2003年为界限;经济承载状态处于非常富余状态。（2）2004—2012年14个县市的相对资源人口承载力和相对资源经济承载力空间差异显著;农业发展、煤炭产业与区位条件成为影响相对资源人口承载力和经济承载力的驱动力。     

1990-2012年榆林市土地生态风险综合评价

土地利用/覆盖变化对区域生态安全和维持生态系统服务功能起着决定性作用,土地生态风险评价是衡量土地资源可持续利用的重要指标.本文以生态脆弱的陕西省榆林市为研究对象,依据榆林市土地系统的基本特征,选取表征干旱风险的降水距平百分率指数、表征人类活动类型及强度的土地利用结构风险及表征土壤侵蚀的土壤水力侵蚀、土壤风力侵蚀4个风险指标,构建土地生态风险综合评价模型,对影响榆林市1990—2010年土地生态风险的因素进行定性和定量的评价与分析.研究结果表明:(1)1990—2012年榆林市的降水距平百分率指数均值呈先减后增的趋势,其低值区主要分布在偏东部地区;(2)21年间土地利用结构生态风险整体上呈先增后减的趋势,区域差异较大且变化明显;(3)土壤水力侵蚀较剧烈的区域主要分布在东部及南部地区,21年间均值呈先增后减的趋势;(4)土壤风力侵蚀较严重的区域主要分布在北部地区,随着时间变化其均值一直呈递减趋势;(5)土地生态风险21年间总体呈减小趋势,各区县生态风险差异显著.通过对榆林市土地生态风险综合评价,可为优化土地资源配置、保护生态环境提供理论建议,实现区域经济生态和谐发展.     

北京市2010-2019年水资源生态足迹和生态承载力

[目的] 定量评价北京市水资源生态承载状态,为地区可持续发展提供科学依据。[方法] 以水资源生态足迹作为理论基础,叠加生态承载力模型,以北京市2010—2019年数据为主,分析了北京市水资源生态足迹、生态承载力和水资源负载指数的动态变化。[结果] 北京市2010—2019年水资源生态足迹总趋势非常平稳,其值范围为0.28~0.32 hm²/人。北京市人均水资源生态承载力在0.04~0.12 hm²/人之间,受降水影响较大。但随着南水北调外来水的输入,该项指标受降水影响的程度有所降低。万元GDP水资源生态足迹呈现上下波动的趋势,整体变幅与北京市年均降水量变化趋势一致。北京市历年来水资源呈现明显赤字,负载指数也远高于10,水资源生态压力大。[结论] 北京市近几年积极采取措施缓解水资源状况取得了一定成效,但目前北京市水资源形势依然比较严峻。南水北调外调水虽然从很大程度上缓解了北京市严重缺水的局面,但由于北京市水资源存量资本消耗严重,外来水对北京市水资源生态承载力的改善有限。提高水资源利用率,合理调整产业结构,依然是北京可持续发展的主要措施。     

基于GIS与RUSLE的榆林市土壤侵蚀空间分布研究

利用3S技术,采用美国通用的水土流失方程(RUSLE),对榆林市2001和2010年的土壤侵蚀状况及其空间分布特征进行了计算分析。结果表明,榆林市2001年平均土壤侵蚀模数为4411 t/(km²·a),年均侵蚀总量为1.93×10⁸t;2010年的平均土壤侵蚀模数为6237 t/(km²·a),年均侵蚀总量为2.72×10⁸t。2001-2010年榆林市各区县的土壤侵蚀变化状况有着明显的空间差异,府谷、神木、榆阳、横山、靖边、佳县和子洲7个区县的土壤侵蚀类型发生了由中强度向高强度侵蚀的转化,土壤状况不断恶化。而定边、米脂、吴堡、绥德和清涧5县的土壤侵蚀类型由高强度向低强度侵蚀转变,水土流失状况得到有效遏制。