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。     

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。     

江苏典型灌区农业水土资源匹配现状及其承载力特征

[目的]客观分析灌区农业水土资源匹配状况和承载力水平,进而促进灌区农业高质量发展和保障国家粮食安全。[方法]以江苏典型灌区为研究对象,通过计算基尼系数与农业水土资源匹配系数进行水土资源匹配现状分析,通过构建涵盖水土资源、经济、生态和社会子系统的灌区农业水土资源承载力评价体系,运用熵权法TOPSIS(technique for order preference by similarity to ideal solution)、障碍度和耦合协调度模型,对典型灌区农业水土资源承载力系统健康度、影响因子和耦合协调度开展了研究。[结果](1)典型灌区基尼系数G=0.26,优于同期全国水土资源匹配水平,各灌区水土资源匹配系数为2 800～11 500 m³/hm²,水土资源匹配水平差异显著;(2)各灌区水土资源承载力系统处在中低等水平,现状条件下开发潜力有限,社会子系统为影响承载力系统健康度的关键因素;(3)各灌区水土资源承载力系统处在基本协调发展状态,耦合协调度与承载力系统健康度呈正相关关系,系统耦合协调性很大程度地限制了农业水土资源承载力的发展。[结...     

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。     

河南省水土资源与经济发展耦合效应及其时空分异

为了对河南省经济发展与水土资源承载力的耦合关系及时空分异进行分析,采用信息熵权法,压力—状态—相应框架和耦合协调度模型等方法对河南省18个地市1999—2013年的水土资源和经济发展状况进行了量化研究。结果表明:(1)河南省经济发展速度高于水土资源承载阈值的增长,水土资源与经济发展缺乏同步性;(2)河南省水土资源与经济发展的耦合协调程度总体为良好协调类型;水土资源与经济发展对比关系主要为水土资源略微滞后型;(3)河南省水土资源与经济发展耦合协调度的空间分布特征为豫东、豫南协调水平最高,豫北次之、豫西最低。该研究不仅能够揭示二者的动态关系,减小水土资源对经济增长的阻尼效应,还能为河南省经济、社会与环境可持续发展提供理论和技术支撑。     

江汉平原水土资源结构与产能时空分异特征

[目的]揭示江汉平原水土资源结构与农业产能时空分异特征,为保障区域可持续发展和国家粮食安全提供理论支持。[方法]以江汉平原8个市为研究区域,利用农业水土资源匹配分析模型测算江汉平原2004—2012年水土资源匹配系数并结合区域农业产能进行空间耦合分析。[结果]江汉平原人均水土资源低于全国平均水平,属于水土资源约束型区域;研究区多年平均水土匹配系数为1.00,低于同期全国平均值1.30,年际波动范围较小但整体呈下降趋势;根据水土资源匹配状况与农业产能的差异性,将江汉平原划分为了4个区域。[结论]江汉平原地区水土资源匹配程度较差,并长期落后于全国平均水平,总体呈现出"东西高,中部低"的格局。降水的分布不均和社会经济高速发展引起的水土资源供求矛盾对水土匹配具有明显的影响作用。     

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。     

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。     

基于熵权的模糊综合评价模型的广西水资源承载力空间分异研究

水资源承载力评价是水资源安全管理的基础。以喀斯特典型省份广西壮族自治区为研究对象,选取评价指标并用熵权法赋权,构建模糊综合评价模型,对2013年广西各地市水资源承载力进行综合评价分析。评价结果显示:2013年广西水资源承载力状况总体较好,其中桂林市、柳州市处于理想可承载状态,贵港市处于不可承载状态,其他地市均处于可承载状态。从各子系统来看,供需子系统总体状况较好,防城港市的供需子系统评价指数最高,南宁市和贵港市的评价指数最低;生态环境子系统评价指数普遍较低,桂林市的评价指数最高;社会经济子系统方面,柳州市、桂林市和防城港市评价指数最高,而贵港市的评价指数最低。评价结果对广西及各地市水资源规划和水资源可持续开发利用具有一定的借鉴和参考价值。     

河南省农业碳排放时空分异、影响因素及趋势预测

[目的]研究河南省农业碳排放时空演化特征及驱动机制,预测未来10 a农业碳排放变化趋势,以期制定农业固碳减排方案,促进农业低碳绿色转型。[方法]基于碳排放公平性评价模型、地理探测器及GM(1,1)模型,分析河南省农业碳排放的时空演化特征、驱动因素及发展趋势。[结果](1)研究期内河南省农业净碳排放量呈逐年减少趋势,且表现为西南高、东北低的特征。碳源方面,畜牧业碳排放占据较大比例,且以牛、羊、猪碳排放为主。碳汇方面,小麦、玉米和蔬菜对碳吸收的贡献较大。(2)农业碳排放生态承载系数呈北部、南部高,西部低的格局,经济贡献系数呈东南高,西南低的特征。(3)农业从业人口、农村居民人均可支配收入、农业机械总动力、财政教育支出是农业碳排放空间分异的关键因素,且各因子交互作用较强。(4)2021—2030年河南省农业净碳排放量持续下降,预计全省在2029年可实现农业碳中和目标。[结论]未来应加强科普宣传,积极推广低碳农业生产技术,提高农业资源综合利用效率。同时,各地应注重系统整合,加强区域协作,实现农业碳减排区域一体化。     

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。     

水资源承载力评价熵模型的改进及应用

针对目前水资源承载力评价熵模型中隶属度概念模糊的缺点,提出级别隶属度和级别特征值的确定方法,级别特征值则可综合各级隶属度对评价结果的影响,此方法数学推导严谨,科学合理,计算简便易行,并进行尝试研究取得成功。该评价模型结果的分辨率、灵敏度较高,评价的可靠性较大,为水资源承载力的研究提供了一个新思路、新方法。     

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。     

基于主成分分析的长江经济带水资源承载力评价

[目的]综合评价长江经济带水资源承载力的时空变化特征,为长江经济带水资源的合理利用和区域的可持续发展提供决策参考。[方法]从社会经济、水资源量、用水量和废水排放量4个方面选取18项指标,建立长江经济带水资源承载力评价指标体系,运用主成分分析法对长江经济带9省2市水资源承载力的时空变化特征进行了综合评价。[结果]2004—2013年长江经济带水资源承载力呈现逐年上升的趋势,水资源赋存条件、人口的增加、经济的发展以及水污染治理水平的提高是水资源承载力上升的主要驱动因素;长江经济带水资源承载力的空间差异显著,东部和中部地区总体较好,西部地区除四川省外水资源承载力相对较差。[结论]长江经济带水资源承载力的时空变化主要受所在地区的水资源赋存条件和社会经济条件的影响。     

长江经济带水资源承载力评价及时空动态变化

以长江经济带水资源承载力综合评价为中心,构建涵盖水资源、社会经济、生态等方面的水资源承载力综合评价指标体系。运用TOPSIS综合评价方法,测算研究了2007—2016年长江经济带11省市水资源承载力动态变化及区域差异,并利用ArcGIS 10.2软件,可视化2007年与2016年长江经济带11省市水资源承载力等级分布。结果表明:2007—2016年长江经济带水资源承载力呈波动上升趋势,承载力水平基本维持在警戒和中级水平;经济发达的东段地区水资源承载力高于经济欠发达的中段和西段地区,近年来差距不断扩大;长江经济带11省市水资源承载力年均增长率位于前三的分别是贵州、上海和云南,而湖北、重庆、四川年均增长率为负值;长江经济带各省市水资源承载力整体水平仍较低,且各省市间水资源承载力均衡性差异并未随着时间推移而产生大的改观。     

区域地下水资源承载力综合评价研究

利用模糊综合评价法 ,建立了区域地下水资源承载力的综合评价模型。并以关中平原为例 ,对该区地下水资源承载力进行了分析评价 ,评价结果合理、可靠。并提出了相应的开发对策     

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。     

水资源承载力评价熵模型的改进及应用

水资源承载力是水资源安全战略研究中的一个基础课题,是水资源安全的基本度量。针对目前水资源承载力评价熵模型中隶属度概念模糊的缺点,作者提出了级别隶属度和级别特征值的确定方法,级别特征值则可综合各级隶属度对评价结果的影响,此方法数学推导严谨,科学合理,计算简便易行,并进行尝试研究取得成功。该评价模型结果的分辨率、灵敏度较高,评价的可靠性较大,为水资源承载力的研究提供了一个新思路、新方法。