基于熵权TOPSIS的湖北省农业水土资源承载力时空动态研究

在综合分析湖北省农业水土资源空间分布特征及其匹配格局的基础上,采用DPSIR概念模型建立农业水土资源承载力评价指标体系,利用熵权TOPSIS方法对湖北省17个地区农业水土资源承载力进行定量研究。结果显示:不同地区农业水土资源承载力水平存在较大差异,其中神农架林区和恩施自治州水土资源承载力基本为盈余状态;荆门、仙桃、潜江、天门、武汉、荆州6市水土资源承载力以安全承载为主;随州、襄阳、孝感、宜昌、黄冈5市水土资源承载力以临界超载为主;十堰、鄂州、咸宁、黄石4市水土资源承载力一直呈超载状态。2000—2015年,只有荆州市水土资源承载力等级呈现显著提升。针对不同地区农业水土资源承载力现状提出了应对措施。研究可为合理配置水土资源、促进水土资源可持续利用和社会经济可持续发展提供科学依据。     

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。     

国家中心城市基础设施承载力评价及障碍因素诊断

[目的]定量分析国家中心城市2006—2017年基础设施承载力的具体情况,为促进国家中心城市建设良性健康发展提供科学依据。[方法]选取2006—2017年国家中心城市基础设施承载力面板数据,从压力和状态两个层面构建城市基础设施承载力评价指标体系。运用熵权TOPSIS方法和障碍度模型对2006—2017年国家中心城市基础设施承载力和障碍因素进行评价和诊断,并基于基础设施承载力评价结果,定量测度基础设施承载力状况并诊断其障碍因子。[结果] 2006—2010年国家中心城市的基础设施承载力水平总体上大幅度提升,2011—2017年基础设施承载力的增长速度有所减缓,北京、上海、成都、郑州、西安的基础设施承载力大幅度提高,广州市的基础设施承载力改善幅度最小;随着国家中心城市的人口持续增加,基础设施的承载压力也持续增加,通过障碍度模型分析发现制约国家中心城市基础设施承载力的主要因素为人均绿地面积、人均家庭年生活用水量和城市移动电话普及率。[结论]随着中国经济的发展,中心城市对人口的虹吸作用越加强烈,人均绿地面积、城市移动电话普及率以及人均家庭年生活用水量可能与城市的经济与人口规模产生脱钩现象,无法满足人们日常的基础设施需求。     

基于熵权TOPSIS的河南省农业水土资源承载力时空分异与关联分析

目前全球粮食生产面临巨大的挑战,作为我国重要的粮食输出大省,河南省的农业水土资源承载能力直接关系到我国的粮食安全。为客观反映河南农业水土资源承载力状况,通过构建熵权TOPSIS模型,对近10年河南省农业水土资源承载能力的时空动态变化做了定量研究,并对其影响因素进行了关联分析。结果表明:(1)2006—2018年,河南省农业水土资源承载力指数平均值0.266,承载力水平总体上升但波动较大,承载力指数最高值与最低值相差近1.26倍,除2018年外,绝大多数年份处于稳定水平; 濮阳、焦作、鹤壁农业水土资源承载力年均增长速率较快,均超过9%; 信阳和驻马店下降较多,年均分别下降8.49%和2.77%;(2)河南省农业水土资源承载力在空间上的分布规律为:豫北>豫南>豫东>豫西,其中郑州、新乡、信阳、商丘、许昌5市较高,开封、平顶山、漯河、鹤壁4市较低,研究时段内豫南农业水土资源承载力逐渐下降、豫北和豫东逐渐增高;(3)农作物受灾面积比例、本年度农林水利工程投资比例、废水处理率、农业水土资源匹配系数以及森林覆盖率是影响河南省农业水土资源承载力的主要因素。可见,为提升农业水土资源承载力,河南省应加强高标准基本农田建设,提高耕地的防灾抗灾能力,同时加大生态环境保护投入力度。     

北京市密云水库水土资源耦合协调度分析

密云水库作为北京市重要的水源地,如何实现其水土资源高效利用已成为影响区域经济发展的主要因素,分析密云水库在社会经济快速发展中的水土资源耦合协调状态,可为指导水土资源科学合理利用、推动可持续发展提供支撑。基于密云水库实际情况,从水资源和土地资源两个方面共选择了18个评价指标,构建了水土资源耦合协调评价指标体系,分析2012—2020年密云水库水土资源开发利用程度和相互作用关系。结果表明：2012—2020年密云水库水资源总量呈增长趋势,尤其是在2018年后呈跳跃式增长,总用水量不断减少,用水结构比较合理,水资源开发利用处于健康状态;森林覆盖率和林木绿化率显著增加,耕地面积减少,建设用地面积增加,水土流失治理面积呈先增加后减少的趋势,水土流失面积明显减少;密云水库水土资源耦合协调度保持平稳,整体处于中级失调,土地资源开发利用已超过水资源承载能力,需引起高度重视,及时采取科学有效的水土资源保护措施。     

河套灌区农业水土资源时空匹配格局研究

为了客观地评价内蒙古河套灌区农业水土资源时空匹配情况,在分析灌区水土资源利用现状和空间分布格局的基础上,以灌溉用水量作为水资源量的表征参数,构建了农业水土资源匹配测算模型,评价了河套灌区及5个县域的农业水土资源匹配程度,并对其匹配程度进行了划分。结果表明:河套灌区农业水土资源匹配一般,耕地资源优势明显,水资源问题突出;10a来农业水土资源匹配程度逐渐降低,匹配程度空间差异性较为显著,总体呈现出"自西向东依次变差"的特点。针对河套灌区农业水土资源匹配程度差、区域差异明显的情况,应加强该区水利工程建设和加快水务管理体制改革,同时兼顾农业水土资源优化配置,提高河套灌区农业水土资源匹配程度。     

黑龙港地区水土资源经济系统耦合协调评价研究

区域水土资源经济系统是一个具有复杂结构和功能的耗散系统,各子系统间存在着能量流、物质流和信息流的密切交换,各要素因子间相互依存,彼此影响,协同演化.从系统耦合与协同的角度,建立了区域水资源、土地资源和农业经济系统耦合协调模型,并利用熵值赋权法和ArcGIS 10平台,对黑龙港地区水土资源经济系统开展了耦合协调分析.结果显示,黑龙港全区水土资源经济系统耦合协调状况较差,主要属于初级协调 中级协调发展类型,部分地区属于勉强协调发展类型和濒临失调衰退类型.分析结果与黑龙港地区水土资源条件和农业经济发展状态相吻合,能够为区域资源开发和经济发展提供支持和借鉴.     

基于水土资源耦合的水资源短缺风险评价及优化

黑龙江省水资源系统的平衡对保障区域工农业发展至关重要。由于粮食主产区发展过程中水资源存在许多不确定性因素,在追求经济增长的同时,黑龙江省水资源也存在着较大的风险。该文以黑龙江省及其13个地级市为研究区域,基于熵权物元模型评价水资源短缺风险,利用平均迪氏分解法(logarithmic mean Divisia index,LMDI)分析影响用水量变化的驱动因素,通过耦合协调模型和GIS软件分析影响水资源短缺的因素及其区域差异性,采用经济与资源双重导向的优化路径,解决水资源短缺风险问题。结果表明,2014年黑龙江省整体水资源短缺处于III级-中等风险,水土资源处于拮抗耦合中度协调级别且土地资源发展略微滞后;鹤岗、双鸭山、大庆和佳木斯水资源短缺为V级,其中大庆市水资源发展明显滞后。随着经济社会的持续发展,应结合区域资源禀赋和风险特征,制定合理的水资源开发利用方案。     

基于RAGA一PPPCA模型的区域农业水土资源承载力综合评价

在全面分析影响农业水土资源复杂系统承载力变化诸多因素的基础上,初步提出了农业水土资源承载力的概念,选取27个与农业水土资源密切相关的承载力评价指标,为了解决评价指标过多引起的评价过程复杂性问题,将主成分分析法有效解决指标间多重相关性的特性和投影寻踪模型高效降维技术有效结合在一起,提出了投影寻踪主成分分析模型。将该模型应用于三江平原农垦建三江分局农业水土资源承载力综合评价中,取得了满意的结果,同时为农业水土资源承载力评价研究提供新的研究思路和研究方法。     

黄河流域九省区农业水资源利用效率评价和障碍因子分析

为了解黄河流域九省区农业水资源利用现状,明晰提高九省区农业水资源利用效率障碍因子。基于熵权Topsis模型,以黄河流域九省区为评价单元,从资源利用效率、经济效益、生态效益准则层中选取14个评价指标,构建九省区的农业水资源利用效率的综合评价指标体系,评价黄河流域九省区2004年、2009年、2014年、2019年的农业水资源利用效率,并对九省区的农业水资源利用效率进行障碍因子诊断。结果表明：(1)2004—2019年,青海、内蒙古、河南、山东的农业水资源利用效率较高,陕西、甘肃、山西的农业水资源利用效率相对较低。(2)2004—2019年,各省区的农业水资源利用效率整体提高,且九省区之间的农业水资源利用效率差异逐渐减小。(3)地均水资源占有量(A6)、人均生态环境用水量(A13)是山西、山东、河南、四川、陕西、甘肃、宁夏的主要障碍因子,人均生态环境用水量(A13)、农业水资源利用效率系数(A4)是青海的主要障碍因子,地均水资源占有量(A6)、用水的农业生产总值(A9)是内蒙古主要障碍因子。因此,九省区水资源禀赋及生态环境用水量是影响其农业水资源利用效率的主要因素。     

中国广义农业水土资源匹配及利用状况动态评价

作为农业发展的核心要素,水土资源匹配态势与利用程度决定着中国农业可持续发展及食物安全。为优化中国农业水土资源配置,该研究基于2000—2020年全国31个省市的统计数据,采用基尼系数评价中国农业水土匹配状况,提出广义农业水土匹配系数揭示各省农业水土资源匹配状况及配比程度,联合匹配特征与水土利用状况确定各省农业水土资源利用类型区。结果表明：1）研究期内,中国灌溉水与耕地分布差距较大（基尼系数均值0.424）,匹配情况变差;广义农业水资源与耕地资源分布相对合理（基尼系数均值为0.360）,无显著变化趋势。地理区及省际间农业水土匹配程度存在较大差异。华北、西北和东北地区匹配状况为“土多水少”,华东、华中和西南地区匹配状况为“水多土少”,广东（广义农业水土匹配系数均值为2.06）和云南（广义农业水土匹配系数均值为1.02）匹配程度分别为各省市最低和最高,匹配状况均为“水多土少”;2）农业水土资源利用程度空间异质性明显,垦殖率东南高西北低,农业水资源利用程度北高南低;3）吉林、新疆、江苏水土资源配置情况变差（转为低匹配高开发区）,北京水土资源配置情况有所好转（转为高匹配低开发区）。研究结果能够为国家农业水土资源优化配置相关决策提供支撑,对实现国家食物安全及农业可持续发展具有重要意义。     

陕西关中地区农业水土资源时空匹配格局研究

为了分析关中地区农业水土资源的时空匹配情况,应用农业水土资源匹配系数,评价了关中地区及所辖5个地级市的农业水土资源匹配程度。结果表明:关中地区水资源短缺、人水矛盾和人地矛盾突出;农业水土资源匹配格局的时间变化不明显,而空间匹配存在明显的差异,宝鸡市和西安市的匹配程度优于其他市区,咸阳市的匹配程度最差。因此,应该通过跨流域调水工程、提高有效灌溉面积、改进农业结构等措施,提高关中地区农业水土资源的匹配程度。     

河南省农业水土资源时空分异与匹配格局

水土资源是人类生产、生活的核心资源,其空间分布对区域粮食生产和耕地可持续利用有重要影响。河南省是我国重要的粮食主产区,为了解河南省水土资源的空间分布与匹配状况,在构建农业水土资源匹配模型的基础上,对河南省18个地市1999—2013年水土资源时空匹配程度进行了分析评价。结果表明:(1)研究期内,河南省耕地面积增加了19%,净增131.3万hm~2,农业用水比重降低了13%、净减少23.8亿m~3;河南省耕地资源优势明显,而水资源匮乏;水土资源数量不匹配。(2)河南省水资源主要分布在河南省北部和南部,耕地资源主要分布在河南省东部和南部,水土资源空间不匹配。(3)河南省水土资源匹配系数为0.21万m~3/hm~2,仅为全国平均水平(0.56万m~3/hm~2)的38%;研究期内河南省水土资源匹配系数降低了25%。(4)河南省水土资源匹配空间差异显著,呈现出"北部最优、南部东部优于中部和西部"的格局。全省76%耕地水土资源匹配程度为"较差"(0.33R≤0.50)或"极差"(0.09R≤0.15),仅有6%的耕地水土资源匹配程度"较优"(0.33R≤0.50)。水资源是河南省农业的主要限制因子,全面加强水利基础设施建设、加强节水农业技术综合运用、优化农业水土资源配置是提高河南省水土资源匹配程度,保障粮食生产的重要途径。     

基于DPSIR-TOPSIS模型的青海省生态承载力评价

[目的]定量测度青海省以及各市州生态承载力,并揭示其时空演变特征,为青海省可持续发展提供科学参考。[方法]基于DPSIR模型,从驱动力、压力、状态、影响和响应5个方面构建生态承载力评价指标体系,运用熵值法确定指标权重系数,采用TOPSIS模型和障碍度模型,对2008—2019年青海省及其各市州的生态承载力,以及影响因素进行测算与分析。[结果]从时间维度来看,2008—2019年青海省及各市州的生态承载力呈上升趋势,承载水平明显提升;从空间维度来看,青海省各市州间的生态承载力存在一定的差异性,空间分布大致呈现出“东部两市高于其他地区”的特征;从障碍度来看,2008—2019年青海省生态承载力的主要影响因素整体上经历了社会发展—环境污染—人口压力和经济增速的转变。[结论] 2008—2019年青海省生态承载力显著增强,但生态形势仍然严峻。应积极落实生态保护的各项政策,加快社会经济的发展速度,综合提升各市州生态承载力,从而实现青海省高质量的可持续发展。     

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。     

黑龙江省农业水土资源匹配格局与区域调控

[目的]揭示黑龙江省市域尺度农业水土资源匹配协调水平及区域差异性,为区域农业水土资源优化配置及农业生产格局提升提供科学指导.[方法]基于2009-2019年黑龙江省13个地市农业水土资源数据,采用基尼系数及农业水土资源匹配系数法,分析农业水土资源空间分布特征及其匹配时空演变格局.依据农业水土资源匹配系数多年平均值划分水...     

湘中低山丘陵区土壤侵蚀时空变化及其对环境干扰的响应

为揭示土壤侵蚀时空变化及其对环境干扰的响应,综合运用CSLE、熵权TOPSIS、障碍度模型等分析方法,剖析湘中丘陵区2000—2015年土壤侵蚀的时空变化和诊断土壤侵蚀风险的障碍因素并提出针对性建议。结果表明:(1)湘中低山丘陵区土壤侵蚀以微度侵蚀为主,面积占比在50%以上;(2)2000—2015年土壤侵蚀流失量呈减小趋势,约下降了49.75%;(3)土壤侵蚀强度和风险在空间上有显著差异,高值区主要集中在湘中丘陵区西部和南部;(4)湘中低山丘陵区土壤侵蚀主要是由人为干扰引起的,其贡献率达73.76%,是自然干扰的3.62倍,未来应坚持自然恢复为主,避免过度人工干扰。综上,湘中低山丘陵区土壤侵蚀以微度侵蚀为主,存在显著的时空变化特征,人为干扰是其变化的关键驱动力。     

阿瓦提灌区水土资源现状及其优化配置战略措施

在分析阿瓦提灌区水土资源现状的基础上,探讨限额配水条件下该灌区水土资源的新平衡及可持续利用。结合RS、GIS技术,应用水盐平衡模型,从区域的4个水平衡和盐平衡等多个角度,首先模拟分析了1990~2004年该灌区的水土资源平衡现状;然后,根据灌区近期规划,设置情景方案预测分析了该灌区未来15年的水土资源平衡,进而提出水土资源开发利用与优化配置战略。预测结果表明,如果增加灌区内1.73×104hm2弃耕地或已开垦的未耕地,在调整种植结构和加大节水力度的同时,优先开发利用约1.1×108m3地下水与限额的地表引水统一调配灌溉,基本可保证新的供需平衡,但用水形势相当严峻。     

基于DPSIR-TOPSIS模型的安徽省土地承载力评价及预测

[目的]定量评价和预测土地承载力状况并诊断其障碍因子,为提高安徽省土地承载力提供科学依据,也为区域土地承载力评价研究提供新思路。[方法]基于DPSIR模型构建了安徽省土地承载力评价指标体系,运用TOPSIS方法与障碍度模型评价和诊断了2006—2015年安徽省土地承载力状况和关键障碍因素。基于评价结果,运用GM(1,1)模型预测了未来5a安徽省土地承载力变化趋势。[结果]2006—2015年安徽省土地承载力经历了先下降后上升的变化历程;驱动力、压力、状态子系统承载力均呈先下降后上升的变化态势,影响和响应子系统承载力呈显著波动变化态势;未来5a,压力和状态子系统承载力逐年递减,承载力水平堪忧,需重点关注;研究期内工业废水排放量始终是制约安徽省土地承载力水平提高的首要因素,环境保护投资占GDP比重、工业固体废弃物产生量等是重要制约因素。[结论]虽然安徽省土地承载力水平总体呈上升趋势,但受压力和状态子系统承载力水平低的限制,安徽省土地承载力仍处中级水平。     

珠江-西江经济带土地综合承载力测算及其系统耦合协调度研究

从生态、社会资源和经济技术3方面,构建了珠江—西江经济带土地综合承载力评价指标体系,运用熵权法确定指标权重,通过综合指数法测算了城市土地综合承载力,并在此基础上利用耦合协调度模型,计算了承载力系统耦合协调度,探寻珠江—西江经济带的土地综合承载力状况、系统有序均衡状态及其差异性。结果表明:（1）珠江—西江经济带土地综合承载力整体水平良好,但依然存在不足及较大的改善空间,西江经济带的经济技术承载力和珠江经济带的生态环境承载力,均有较大的提升空间;（2）珠江—西江经济带土地综合承载力系统耦合协调度整体水平较低,且呈西低东高的特征;（3）珠江—西江经济带土地综合承载力系统,面临的主要问题是各城市内生态环境承载力子系统和经济技术承载力子系统差距较大,其中西江经济带的生态环境承载力较高但经济技术承载力整体偏低,珠江经济带则与之相反;（4）目前珠江—西江经济带土地综合承载力系统的整体水平良好,但系统内部的运行状况较差,不利于系统的有序运行和可持续承载;（5）可通过调整土地开发利用强度、加快产业转移、实施“耕地异地代保”等方式,促进珠江—西江经济带土地综合承载力的提高及其系统的有序发展。