人类活动与土地资源的动力学关系研究

建立了经济、科技发展与人口增长等人类活动与土地资源之间的非线性动力学模式．研究结果揭示了：（1）平衡态土地资源总量与经济发展水平、科技发达程度成反比。当前我国正处于向工业化迈进的时代，科技越发达、居民生活水平越高，土地资源（农用地）减少得越快．我国东部沿海地区的实际情况与研究结果相吻合；（2）土地面积增加．所能承载的人口数近似线性增加；土地面积减少，所承载的人口数近似线性减少；（3）土地资源的承载能力是有限的，所能承载的人口数也是有极限的，超过一定的限度．就会引起社会、生态环境的失衡。控制人口数量，适当提高土地的复垦率，把废弃的土地重新利用起来．严格控制土地的沙漠化．协调人与自然的关系，对人类自身的发展至关重要。     

农业用水及其生态社会效应的研究

研究建立了农业用水水资源城市人口非线性动力学模型,并探讨了农业用水的生态效应和有关稳定性问题。研究结果表明水资源城市人口 农业用水三者之间关系是非常复杂的非线性关系,盲目、超规模的农业用水将使城市城镇化抑或城镇农村化;稳定的城市人口与农作物生物总量成线性关系,低灌溉效率下农业用水的增加非但不能使农业增产,还将导致农作物生物总量的减少和城市规模的减小;为达到增加农业用水时既可使农业增产,又支持城市扩大的目的,惟一途径是提高农业灌溉效率     

河南省土地资源承载力时空演变分析与预测

为了探究土地资源的合理人口承载量,依据2000—2016年河南省相关数据,运用粮食生产波动指数模型、土地资源承载指数模型、土地资源限制度模型和灰色预测模型GM(1,1),借助ArcGIS软件对河南省总体和分地市土地资源承载力进行动态分析,并对河南省分地市2017—2026年土地资源承载力进行了预测。结果表明:(1) 2000—2016年,河南省总体土地资源承载指数呈现下降趋势,土地资源承载力由平衡有余转变至富裕级别。(2) 2000—2016年河南省分地市中,人口超载类型区集中在豫西山区(三门峡、洛阳和平顶山)以及经济相对发达的郑州和济源;17年间,土地资源承载指数均呈现出"西高东低"的特征;2016年与2000年相比,河南省各地市中土地资源限制度较低的地市数和人口数均减少明显,不受土地资源限制的地市数量增多,其中省会郑州的土地资源限制度由轻度转向中度,呈现恶化趋势,需单独关注。(3) 2017—2026年河南省除郑州和三门峡人口超载外,其余地市的土地资源承载力均呈现逐年上升的趋势,粮食盈余类型区的地市数量稳定,且盈余级别不断优化,表明区域土地资源承载力将会逐步增强,在未来仍满足经济发展需要和具备向省内外人口超载区域大量输出粮食的条件和基础。     

基于粮食安全的乌鲁木齐市人口–粮食–耕地系统态势分析及预测

基于统计数据在分析了乌鲁木齐市近16年人口、粮食和耕地动态变化的基础上,运用耕地压力指数模型和耕地资源人口承载指数模型,揭示了乌鲁木齐市耕地压力和粮食供给状况;同时集成曲线估计模型和时间序列平滑法对2014—2020年人口–粮食–耕地系统进行了预测。结果表明:1996—2011年,乌鲁木齐市人口–粮食–耕地系统整体逐渐呈不平衡态势;16年来乌鲁木齐市人口超载、耕地压力明显,其中,2003年耕地压力最大、耕地资源承载力最小,1996年与之相反;未来7年乌鲁木齐市人口将持续增长,粮食产量波动式减少,耕地面积和人均耕地缓慢减少,耕地压力指数和耕地资源承载指数继续变大,乌鲁木齐市人、地、粮矛盾将更加尖锐。据此提出应对措施:控制人口数量并提高人口素质;完善耕地保护制度的同时重视现代生态农业发展;重视基本农田保护的基础上优化都市圈内部耕地资源。     

基于供给生态服务价值的云南土地资源承载力评估方法研究

以往土地资源承载力的评估方法研究多倾向于综合研究,而关注某种承载力的评估则少有研究。本研究构建的土地资源承载力评估方法仅侧重于土地资源的供给生态服务价值,以卫星遥感影像为基础数据源,进行土地覆盖分类,并参考Costanza的生态系统服务价值计算方法,利用面积加权方法计算特定研究区域内的生态系统服务价值。利用统计年鉴人口数据,结合年食物消费价值总量需求对生态服务价值进行量化,最终建立了基于供给生态服务价值的土地资源承载力评估参数及标准。并以云南省为例进行了土地资源承载力评估,以期扩展和补充土地资源承载力的评估方法。根据研究区特点及研究需要,将土地覆盖/利用类型分为6种类型:农田、林地、草地、湿地、人工表面和未利用地。在收集覆盖云南省全境的2010年Landsat TM遥感影像及研究区地形图数据等的基础上,基于分类软件e Cognition 8.7,应用面向对象的土地利用自动分类方法,得到云南省6大土地覆盖类型的整体分布情况。结果表明,本研究构建的土地资源评估方法能够对生态服务价值进行有效量化,综合考虑土地资源供给服务价值和区域人口食物消费,2010年云南省北部的迪庆、怒江和丽江,以及南部人口稀少地区西双版纳、普洱的土地资源状况较为乐观,而其他地区由于开发历史悠久、人口众多等原因,土地资源供给服务价值量相对人口更显不足。本文所构建的基于供给生态服务价值的土地资源承载力评估方法是对承载力相关评估方法的拓展和有益尝试,可为省域区域土地资源承载力评估及可持续发展规划提供科学依据。     

水资源承载力研究进展及启示

水资源是资源环境的重要组成之一,对水资源承载力研究历程、方法及应用成果的梳理总结,有益于我国资源环境承载能力监测预警工作的开展以及生态文明的建设。该文在划分国内外关于水资源承载力研究历程阶段特征的基础上,重点对水资源承载力的概念、指标体系及研究方法等进展进行了总结评述。研究认为:(1)水资源承载力内容主要集中在水资源开发规模、水资源承载最大人口规模以及经济系统持续发展规模等方面;(2)水资源承载力指标体系的建立不应以数量多占优,关键在于建立水资源系统与被承载对象之间的耦合关系,即成为联接被承载对象(人口、经济、生态)结构、规模及未来发展变化的桥梁,实现各个指标能够清晰解释承载力所刻画的内容及特征;(3)水资源承载力研究方法可概括为现状评价方法和情景预测方法,分别对应水资源的开发能力和对经济社会可持续发展的支撑规模。基于人均综合效用水平的水资源承载力的研究,如何量化可持续发展这一概念成为研究难点。该研究认为以最小用水单元为主线,通过每个用水单元与社会、经济、生态、环境系统的联接关系,构建用水指标体系,从而确定水资源承载的各个系统发展潜力和规模,可为区域发展和水资源承载力的研究提供新思路。     

甘肃省土地资源承载力格局的时空演变分析

以人粮关系为基础,构建了土地资源承载指数(LCCI)模型,从时间和空间2个尺度定量评价了1985-2010年甘肃省土地资源承载力的时空格局,并以1985、1990、2000、2010年为代表年份,讨论了全省14地州(市)、86县(区)近26年来土地资源承载力的发展趋势.研究结果表明:①1985-2010年全省粮食产量稳中有升,土地资源承载力指数逐年降低,土地资源承载力略有增强,但全省人粮关系总体形势依然严峻.②河西走廊绿洲农业区是全省主要粮食盈余区,土地资源承载力稳居全省之首;陇东高原区以低水平的人粮平衡为主,土地资源承载力年际变化较大;人口压力较大的陇中高原以及粮食生产水平较低的陇南山地、甘南高原区主要表现为粮食短缺,人口超载,土地承载力状况不容乐观.③河西走廊和陇东高原区所辖县域中,粮食盈余县域在增加,人口超载县域在减少,局部区域人粮矛盾得到缓解;陇中高原和陇南山地所辖各县的土地资源承载力指数在逐年降低,土地资源承载力在逐步增强,但绝大部分县域仍然处于不同程度的人口超载状态.④1985-2010年全省土地资源承载力格局在时间和空间上都发生显著变化,但是基于自然、经济层面的区域人粮关系在相当长的时间内无法扭转和改变.随着城市化进程加快,粮食短缺地区的人粮矛盾会进一步加剧,粮食调配和贸易趋势也就会越发明显,此时粮食主产区的空间集聚效应对本区域和全省的人粮平衡作用也就日益突出.     

基于人粮关系的湖南省耕地资源人口承载力研究

从人粮关系角度估算土地生产潜力,对耕地资源人口承载力进行研究,对保障国家粮食安全和区域可持续发展都具有十分重要的意义。通过应用土地资源人口承载力和土地资源人口承载指数模型研究了湖南省2000—2008年耕地资源的人粮关系状况,结果如下:(1)在现有生产力水平下,湖南省耕地资源可承载人口7 423.38万人,人口承载力指数为0.922,人粮关系基本平衡,但人粮关系状况分布不均衡,地区差异较大。(2)湖南省中北部、西部和南部3大区域耕地资源人口承载力2000—2004年处于逐年下降趋势,之后则逐年上升。(3)中北部人粮关系2004年后由盈余状态转为富裕状态,西部一直处于超载和临界超载的边缘,南部则多为盈余状态。表明湖南省耕地资源人口承载力地区差异较大,人口增长空间十分有限,今后应加强土地综合整治,改善土地生产条件,提高农业科技水平,以实现区域资源、人口与环境的可持续发展。     

喀斯贫困山区土地资源承载力动态分析与预测

运用土地资源承载力评估模型、承载指数模型及灰色预测模型对贵州土地资源承载力进行动态分析和预测。结果表明:2003—2013年贵州年末总人口、土地资源承载力指数、人口超载率总体上表现出波动上升趋势;年末粮食生产总量、土地资源承载力、粮食盈余率表现出波动下降趋势。说明贵州省所能承载人口远远低于实际总人口,土地资源承载力一直处于超载态势,粮食盈余率表现出负增长,粮食严重不足。土地承载力指数表现出波动上升的趋势,揭示粮食自给率比较低,人口与粮食之间矛盾十分突出。灰色预测结果显示,2014—2023年的土地资源承载力表现出逐年下降趋势,由2014年的2 527.42万人下降到2023年的2 248.73万人,10年间下降了11.03%;土地资源承载力指数表现出逐年上升的趋势,由2014年的1.75上升到2023年的2.25,10年间上升了28.57%,表明如果按照当前趋势发展下去,未来10年研究区土地资源承载力将会严重过载,人地矛盾日趋严峻,影响经济社会可持续发展。研究可为缓解人地矛盾及实现区域可持续发展提供科学依据。     

我国耕地资源开发利用现状及研究进展

从我国耕地资源开发利用的现状入手,提出了耕地资源开发利用中存在的问题:耕地总量和人均耕地面积减少、耕地质量下降、耕地污染和生态功能退化等。然后从农作物遥感估产、土地变化监测及驱动机制研究、耕地粮食生产力和人口承载力研究等方面探讨了耕地资源及其利用领域的研究进展。最后提出了耕地资源合理开发和可持续利用的思路。     

丰水区城镇化进程与水资源利用的关系——以江苏省为例

[目的]以江苏省为例,研究丰水区城镇化发展与水资源开发利用的主要影响因素、变化特征以及两者响应关系,以实现城镇化发展与水资源利用的协调。[方法]运用熵权法构建江苏省城镇化综合发展水平和水资源开发利用综合潜力评价指标体系,并进行响应度关系模型构建和相关性分析。[结果]研究期间,尤其是2008—2012年,江苏省处于经济快速发展时期,人口城镇化和空间城镇化水平高于经济城镇化和社会城镇化,城镇化发展不协调;伴随城镇化进程的推进,江苏省水资源开发利用水平呈上升趋势,水资源禀赋逐年降低,水资源利用水平稳步提升,但水资源污染程度也在加深。2004,2009,2010年,江苏省水资源系统在一定程度上制约了城镇化的发展。[结论]城镇化进程与水资源利用存在一定的响应关系,目前江苏省正面临提高城镇化发展协调性的任务,必须改变传统的外延型扩张模式,合理高效地利用水资源。     

陕西省榆林市水资源人口承载规模研究

榆林市地处于我国生态脆弱带和水土流失严重地带,属重度缺水地区,其能源化工产业的迸发式增长造成用水需求和水污染的巨大压力。水资源已经成为决定其人口和产业发展规模的刚性约束条件。针对这类资源性缺水的能源型地区,开展水资源人口承载能力评价已成为促进可持续发展的必要研究工作。通过对1956—2010年的水文资料与1980年以来的人口数据进行统计分析,对未来人口和需水量进行预测,基于城市人口适度发展规模模型,结合GIS技术,利用超载度的指标衡量并预测了榆林市2020年人口规模及承载状态。结果表明:榆林市水资源的人口规模现处于轻度超载状态,超载人口8.14万人,超载度为1.02,超载度随时间逐渐加重,超载人口数量成倍数增长;到2015年,水资源能够承载的人口适度规模与预测结果相比,超载人口达15.99万人,超载度达到1.04;到2020年,超载人口约30.93万人,超载度增加为1.08;超载人口主要以城镇人口超载为主,2015年、2020年的超载度分别为1.89和1.73,农村人口处于可承载状态,并呈现递减趋势。由此可见,在现有的人口集聚模式下,城镇人口的增长势必加重人水矛盾,城镇化与水资源相互制约的作用会更加突显。     

Managing & protecting our water resources

A number of factors have an impact on the quantity and quality of freshwater, particularly global population growth and economic development. In the U.S., the electric utility industry is a large consumer of water resources. Understanding the factors which affect water resource management is important for sustainable development as well as ecosystem management. The effects of past and anticipated legislation in the U.S. addressing clean water issues important to the electric utility industry are discussed.     

高速发展的东南沿海地区资源与环境质量变化与可持续发展调整战略

Problems in water-land resources and environmental quality increase with the fast economic development in the coastal region of southeastern China,This region has the highest density in population,industry and towns in China,and the large export-oriented economy makes itself a strategic importance while China enters into international markets.The problems facing to this region include arable land reduction,land degradation aggravation,high percentage of built-up land with high rate of expansion,expanded non-point pollution,deteriorated water quality,decreasing biodiversity,destroyed ecosystems,sever air pollution,frequently occurred acid rain,and multi-pollutants.The important reaarch fields in the near future should include a )influence of high-intensity exploitaion of resources on changes of environment quality and its feedback;b) influence processes ,key mechanisms and adjustment principles for degradation of water,land-,and air-resources and environmental quality;c)evolvement processes and nurturing theory of bioiversity and ecological resourcs;and d) spatio-temporal variaiton and human-induced effects on regional resources and environment quality .Strategies for sustainable development in the region are as follows:a) controlling to ensure basic cultivated land area;b) enforcing remediation of polluted water environment,and controlling non-point pollution;c) strengthening ecological construciton and ecological security;and d) controlling multi-pollution and preventing trace toxic pollutants.     

The Upcoming Challenge: Transboundary Management of the Hydraulic Cycle

The increase in population and subsequent demand for food will lead to rising demand for water. These, in turn, will lead to increasing utilization of transboundary water resources. In the past treaties have focused primarily on the utilization of freshwater surface resources, in particular rivers. Most of the treaties dealt only with water abstractions and, in some cases, with in-stream uses, mainly navigation and hydro-electricity. However, a hydraulic cycle view suggests that transboundary water resources include not only freshwater flows, but also return flows (direct or as effluents), lakes and reservoirs, aquifers, and precipitation. Moreover, water quality changes along the cycle, and effects the potential and cost of utilization. As water resources would have to accommodate increasing and diversifying demand, better management of all parts of the hydraulic cycle would be needed. This paper argues that as a result of these observations, and the increasing tendency toward decentralization of authority and in some areas separatist trends, this century would be marked by a need to establish increasingly intricate transboundary management structures, that would address all facets of the hydraulic cycle. This argument is demonstrated for the Israeli-Arab case.     

中国水资源和粮食安全问题探讨

中国是世界人口最多的发展中国家,用占全球7%的土地、8%的淡水养活占全球22%的人口.但随着人口的持续增长,气候干旱和生态境破坏以及污染的不断扩大和加重,水和耕地资源的不断减少,中国在水资源和粮食安全方面将面临巨大的压力与挑战.中国干旱半干旱的西北地区,有70%左右的贫困人口,粮食安全问题长期存在,经济发展缓慢.目前中国政府实施的西部大开发战略,减免农业税费,增加经济投入和水利工程等建设项目,是解决西北地区贫困的关键.     

米脂县退耕还林的综合效益评价与政策取向

基于1998—2003年的统计数据和构建的评价指标体系,对陕北黄土高原米脂县的退耕还林工程综合效益进行定量评价与定性分析。研究结果表明,退耕还林工程的实施取得了较显著的社会、经济和生态效益。(1)人口资源变化中农业劳动力和外出劳务人口变化显著。(2)耕地面积大幅减少,13个乡镇中,耕地减少幅度大于25.37%的有9个乡镇,占总乡镇数的69%,并集中分布于米脂县东部。(3)退耕还林对米脂县国民生产总值、林业产品产值、牧业产值的增长有一定贡献,且随着退耕年数越长,贡献越大。(4)农村经济总收入增长幅度最大,其中,林业收入年平均增加53.75%。可见退耕还林有效地促进了当地林业的发展。(5)生态环境效益主要表现为水土保持治理力度大。全县水土流失、土壤侵蚀状况有了明显改善。(6)提出了加强米脂县退耕还林的总体规划,建立退耕还林长期利益保障机制,改进退耕还林操作方式等后续政策的建议。     

基于系统动力学的广东省循环经济发展的情景分析

利用系统动力学方法的反馈作用机制, 对广东省人口、经济、环境和资源之间相互影响与制约关系进行了系统分析, 并建立了广东省循环经济的系统动力学模型.在此基础上, 对循环经济发展的3种不同情景下经济、资源、环境污染的模拟结果进行了比较.结果表明, 在废弃物的综合利用率、废气处理率、节能节水率和可再生能源利用率等参数均不断提升的情景下, 污染物的排放及能源消耗对经济所产生的不利影响均将逐渐减弱, 绿色GDP总值将会持续稳定增长.反之, 如果继续以过去"三废"处理率不高、可再生能源所占比例几乎为0, 且不采取任何节水措施的方式下发展经济, 广东省绿色GDP总值只能保持较为缓慢的增长, 并在2014年前后达到最大值, 此后随着资源消耗和环境污染, 绿色GDP总值开始下降.这一研究结果可为在资源环境约束制约条件下实现经济的可持续发展提供决策依据.     

淮河安徽段水环境污染现状与防治对策

淮河是中国七大水系中污染最严重的河流之一，水污染使水资源紧张状况更为严峻，制约了区域经济的可持续发展。近年来，淮河干流水质有所好转，尤其是高污染河段的状况改善明显，但淮河的治理任务仍然艰巨。本文着重从流域的角度分析了淮河安徽段水环境污染现状、淮河水环境污染的主要因素和原因，最后从产业结构优化、水资源重复利用、污水处理厂建设以及推行清洁生产等方面，探讨了应对淮河水环境污染的主要措施。     

2004-2013年忻州市生态足迹和承载力变化

采用修正后的生态足迹模型测算了2004-2013年忻州市生态足迹和生态承载力.生态足迹模型中增加了包括废气、废水和固体废弃物科目的污染排放账户和水资源账户,重新确定了忻州各项生物账户全球平均产量与生产性土地均衡因子.测算了各帐户的生态足迹与承载力.结果显示:(1)忻州人均生态足迹增长较为明显,由2004年的2.098 8 hm2/人增长至2013年的5.388 9 hm2/人,人均生态承载力维持在1.28 hm2/人左右,人均生态盈亏全部表现为生态赤字从0.800 9 hm2/人上升至4.103 8 hm2/人.(2)生态足迹帐户上表现出差异性:近10年间均表现为生态盈余的有耕地、林地、建筑用地、水资源共4类,除水资源外,其余3类生态盈余呈下降趋势;而草地、水域、能源用地、污染消纳地均表现为生态赤字,除污染生态赤字稳定在一定范围内外,草地、水域、能源用地均表现为快速增加趋势,导致了生态赤字的增加.(3)全市生态压力指数从2004年的1.62增长到2013年的4.19,生态多样性指数从1.261减少到0.855,万元GDP生态足迹从4.355 hm2/万元降至2.563 hm2/万元,表明生态足迹分配越来越失衡,生态系统处于不稳定状态.同时资源利用率正在逐步提高,发展能力指数由2.646增加到4.609的事实也说明了全市可持续发展态势良好.