陕西省2003年水资源足迹测评与分析

水足迹由于考虑了社会经济系统中的虚拟水消费量,较完整刻画了人类对水资源的真实占用和消费情况,为水资源的科学管理提供了一个崭新的视角。利用水足迹模型计算2003年陕西省全省资源水足迹和人均水足迹,结果表明:陕西省2003年的水足迹为248.862亿m3、人均水足迹为671.656 m3,水资源集约利用度为9.638元/m3,2003年陕西水资源压力指数为331.4%。提出了降低水足迹以缓解水资源压力的几条途径,探讨了今后水足迹研究的方向。     

陕西省近10年来水资源足迹动态变化研究

水足迹是指在一定的物质生活水平下,维持一定人群消费所需要的总的水资源数量[3]。文中以陕西省为例,运用产品虚拟水研究方法测算并分析了陕西省1998-2007年的水足迹及其动态变化,结果表明:自1998年来陕西省水足迹总量稳定在239-267亿m3,人均水足迹保持在660-730m3,两者总体呈上升趋势,10年间陕西省水资源集约利用度提升迅速,水资源压力指数由于受到降雨量等因素的影响,波动较大,总体有所升高。将陕西省水足迹与同期全国其他城市以及国外一些国家进行了对比,并提出了降低水足迹以缓解陕西地区水资源压力的几条途径。     

敦煌1980-2012年农业水足迹及结构变化特征

运用水足迹模型,从生产水足迹角度计算评价了1980-2012年敦煌市农业水足迹及水资源的可持续性,并进行敦煌农业水足迹结构的合理性研究.研究表明:(1) 1980-2012年敦煌市农业水足迹从1980年的1.26×108m3增加到2012年5.43×108m3,对水资源的真实占用是农业用水统计量的1.72倍;敦煌以经济作物为主的农业结构不合理,耗水作物占经济作物种植的50％以上.(2)水足迹研究为解决干旱区水资源在本流域或更大范围内的合理配置提供了借鉴.敦煌市水资源利用呈不可持续状态,调整经济作物种植结构、实施虚拟水战略,实现农业水资源的高效利用是缓解敦煌水资源紧缺问题的主要措施.     

吉林省主要农作物的生产水足迹研究

基于生产水足迹的视角,借鉴粮食生产虚拟水的算法(Aldaya&Llamas,2008),采纳灰水足迹的最新研究成果(2010),应用联合国粮农组织提供的CROPWAT软件,对吉林省玉米、水稻和大豆三种农作物在丰、平、枯条件下的生产虚拟水及其水足迹进行计算,并着重探讨了灰水问题。主要结论是:1)无论降水量多寡,玉米、水稻和大豆的生产虚拟水量均以绿水为主,且蓝水、绿水虚拟水量之和比全国均值低、比东北三省的均值高,具备提高水资源利用效率的空间;2)施用化肥产生的灰水足迹在总水足迹的比重较大,与"吉林省在东北地区面源污染贡献率高"的结论一致,增产百亿斤商品粮计划实施过程中,粮食安全和生态安全的"双赢"目标任重而道远。     

西北地区水资源、能源和粮食系统协同关系评估——基于复杂系统协同进化视角

基于复杂系统协同进化理论,提出区域水-能源-粮食复杂系统协同评估框架,从系统和变量维度对西北地区水资源、能源和粮食系统的协同关系进行评估。结果表明：1)水资源、能源和粮食系统的有序度和水-能源-粮食系统的整体协同度均呈现上升趋势,系统的适应性逐渐增强。2)水资源-能源关系以“偏利水资源系统”的弱协同为主,水资源-粮食关系以“偏利粮食系统”弱协同为主,能源-粮食关系主要分为“互利”强协同和“抑制”不协同。3)系统变量的关联关系以正向“协同”为主,表征用水情况的序参量是影响系统协同进化的核心变量。     

基于农业水足迹的水资源安全时空变化分析——以新疆和田地区为例

和田地区是典型的内陆干旱区,研究区域水资源安全对指导水资源开发利用,促进社会经济与水资源可持续发展具有重要意义.本文基于水足迹理论,研究和田地区1989—2018年农作物生产和动物产品生产的农业生产水足迹的组成及时空变化,通过水足迹强度和水资源压力指标从水资源消耗和污染两个角度分析和评价水资源安全状态的时空变化.结果表...     

基于产业结构优化的鄂尔多斯市虚拟水贸易研究

在鄂尔多斯市产业结构优化的基础上,对该地区进行了虚拟水贸易研究和虚拟水评价指标分析。结果表明:2020年鄂尔多斯市是一个虚拟水净出口地区,该地区工业产品虚拟水净输出量最大,占虚拟水输出总量的63.87%,消耗虚拟水量较大的粮食和牲畜等农业产品的净出口比例明显降低,由现状年的42.42%下降到36.13%;2020年鄂尔多斯市的水资源进口依赖度为3.42%,水资源自给率为69.76%,说明规划年鄂尔多斯市的水资源可以自给,能够满足本区域居民所消费的所有产品和服务的水资源需求,但水匮乏度为147.80%,从虚拟水角度来看要实现社会经济的可持续发展,还须通过区域外调水来保障。     

中亚五国水-能源-粮食-生态耦合关系及时空分异

针对中亚复杂的跨界水问题,从地区和国家层面基于系统耦合视角开展水-能源-粮食-生态(WEFE)系统协调性研究。首先构建了WEFE耦合协调评价指标体系,然后运用耦合协调度模型对中亚地区WEFE协调发展水平及其时空演变特征进行定量评价。结果表明:(1)近20 a中亚地区WEFE系统耦合度保持较高水平,耦合协调度呈现缓慢增长趋势但处于勉强协调;(2)各国耦合协调发展水平差异较大,哈萨克斯坦耦合协调水平最优但处于初级协调,塔吉克斯坦和吉尔吉斯斯坦为勉强协调,土库曼斯坦和乌兹别克斯坦为濒临失调;(3)对比多系统的发展水平发现,塔吉克斯坦和吉尔吉斯斯坦粮食存在明显滞后,土库曼斯坦属于水资源滞后型,哈萨克斯坦和乌兹别克斯坦属于能源滞后型,子系统间未能达到良好匹配,一定程度上影响地区协调发展。研究成果可为中亚地区的WEFE协同发展及国家间跨界河流开发合作提供决策依据。     

不同情境下的虚拟水战略对塔里木河流域水资源和生态环境的影响

本文简要的介绍了虚拟水含量的计算方法,根据2003年塔里木河流域的资料,计算了主要农产品单位质量的农产品虚拟水含量、城乡居民消费的虚拟水含量、生产产品的虚拟水含量和在不同的情境下虚拟水战略对生态环境的影响。结果表明:与西北其它地区相比较,塔里木河流域生产单位质量的农产品虚拟水含量相对较低;从塔里木河流域虚拟水消费总量看,城镇居民与农村居民的消费相差不大,分别为37.14×108m3和32.95×108m3。而对于其中一些消费产品而言,如粮食、猪肉、家禽、鲜蛋、糕点和鱼虾等的消费在城镇居民与农村居民间仍然存在着一定的差异;全社会消费的虚拟水数量和实际生产产品中的虚拟水含量分别为70.09×108m3和219.63×108m3,可以看出在塔里木河流域实际生产产品的虚拟水含量远远大于各项消费的总虚拟水含量;在塔里木河流域实施虚拟水战略可以缓解社会经济和生态的压力,若通过虚拟水战略,将节约的水资源用于恢复天然植被,则可以局部的逆转塔里木河流域的生态环境。     

山西省主要粮食作物生产水足迹研究

基于水足迹理论,利用气象和农业数据,对山西省2005-2014年11个市主要粮食作物生产水足迹及水足迹进行量化,并对其时空差异进行分析。结果表明:1)山西省各地区粮食作物生产水足迹在研究时段内均呈下降趋势,全省综合作物生产水足迹由1.75m~3/kg减少到1.31m~3/kg;2)作物生产水足迹在区域间有由南向北增加的趋势,其中大同、吕梁、太原生产水足迹较高,具备提高水资源利用效率的空间;3)山西省粮食作物年均水足迹总量为163.65亿m~3,高于全省水资源总量,水资源利用呈不可持续状态。该结果可为山西省制定水资源管理策略提供参考。     

基于断面水质达标的河网生态需水量计算研究

建立了九洲江文官至石角段的河网区水量、水质计算模型,并根据实测资料对模型进行了率定;在率定的水质水量模型的基础上,引入水质及水量考察断面,以试算法计算了现状排污状况下,基于水质考察断面水质达标的河网水量考察断面的需水量,并结合Tannent法得出可维持九洲江河道可持续利用的生态需水量;此外,计算分析了河网流量与排污量的关系,结果表明:流量与排污量有明显的正相关系。     

基于水资源的坝上植被生态恢复建设

在半干旱地区水资源是植被生态建设的主要限制因子,也是农牧交错区生态恢复与重建的根本。本文根据坝上各县水资源调查资料,分析了水资源在坝上的时空分布特征、与光温资源的耦合程度;探讨了水资源的分布规律对植被生长与分布的影响。研究认为坝上应以自然恢复为主,林草植被恢复建设则应以地带性植被分布规律为依据,以水定草、定林,实现土壤水分的持续利用。     

河西走廊地区县域农业水资源平衡问题研究

系统分析了县域单元农业水资源平衡的层次及其计算方法,并以河西走廊地区为案例,进行了实证研究。结果表明天然状态下,河西走廊地区各个县域单元降水均不能满足各种作物的水分需求,亏水为水量平衡的首要特征,且亏水量的大小由东到西呈递增的趋势,石羊河流域、黑河流域和疏勒河流域的亏水量依次为372.10mm、472.29mm和695.79mm。     

新疆主要农作物生产水足迹计算分析

从农作物生产水足迹角度出发,基于彭曼公式结合CROPWAT软件计算,分析了2011年新疆13个地（州）主要农作物的生产水足迹情况。结果表明：新疆地区棉花的单位面积及单位质量需水量分别为8650 m3· hm－2、4．82 m3·kg－1,均大于小麦和玉米的需水量,是三种农作物中最耗水的作物;新疆主要农作物需水以蓝水为主,其中棉花的蓝水比重最高达93．31％,南疆地区蓝水利用量最大;2011年新疆全区主要农作物生产水足迹为2049．31×107m3,其中蓝水足迹为1651．65×107m3,绿水足迹为186．88×107m3,灰水足迹为210．78×107m3;巴州、阿克苏、喀什地区的作物生产水足迹总量较大,是水资源治理的主要地区。对于水资源缺乏的新疆地区,合理调整农作物的种植结构及减少化肥施用量,是落实最严格水资源管理制度的有效措施。     

地下水生态需水量的估算方法及其恢复问题的研究

本文以石家庄市为背景,对地下水生态环境需水量和补给来源等一系列问题进行了研究探讨,提出了生态环境需水量的计算方法,给出了降雨入渗、河道与湖泊等地表水体入渗补给量的估算方法。并在采补平衡的原则上,对石家庄地下水生态环境恢复问题进行了研究。结果表明:石家庄地下水生态环境问题十分严重。既使恢复期是30年时间,该地区允许开采量也只能在4.20~7.76亿m3/a左右,它比石家庄市目前平均的开采量9.51亿m3/a还小。这样,在目前的开采程度下,如果没有外来水的补充,恢复石家庄的地下水生态环境问题是相当困难的。     

基于GIS的中国2000年水足迹省区差异分析

总结目前对于水足迹测评的常用方法,并简要介绍了虚拟水的核算原则。通过对2000年中国各省人均水足迹与人均用水量的比较,借助于统计分析软件SPSS对各省区人均水足迹进行了系统聚类,在GIS软件的支持下,将中国31个省区的人均水足迹划分为5类,其中人均水足迹在480 m3/a以下的仅有广西,480~550 m3/a的有四川、贵州、江西、浙江,700~850 m3/a的有新疆、甘肃、宁夏、山西、北京、上海、天津、黑龙江、辽宁,850~950m3/a的有内蒙古和青海,其余省份介于550~700 m3/a,制作了中国2000年各省人均水足迹空间分布图。     

东北地区玉米大豆水分利用效率研究

利用大安和朝阳玉米研究站点、呼玛和锦州大豆研究站点近20 a作物产量、发育期及土壤水分实测资料,同时结合分期播种试验资料,研究了玉米大豆产量水分利用效率(WUE_g)对降水、温度的响应特征,分析了两种作物产量水分利用效率与群落水平水分利用效率(WUE_b)的关系。结果表明:大安和朝阳站点玉米WUE_g分别为1.75±0.47 kg·m~(-3)和1.98±0.72 kg·m~(-3),呼玛和锦州站点大豆WUE_g分别为0.63±0.35 kg·m~(-3)和0.55±0.18kg·m~(-3);玉米站点WUE_g与播种—成熟期间的降水量和ET均呈显著的二次曲线关系(P0.05),WUE_g与温度关系不明显;大豆WUE_g与播种至成熟期间的降水量呈现显著的负相关关系;历史资料分析结果表明,随着生育期期间平均气温的增加,大豆WUE_g升高;在大安和朝阳站点,取得高水分利用效率与获得高产所消耗的水量(即ET)并不一致,表明对于存在干旱胁迫的半干旱和半湿润区,有效的利用水(Effective use of water,EUW)而不是一味追求水分利用效率(WUE)是提高产量的有效途径,植物消耗的水量(ET)往往是决定作物产量的重要因素。     

近百年来人类活动对黑河流域水环境的影响

在总结前人研究成果的基础上 ,系统论述了黑河流域近百年来的水环境变化。流域水环境包括流域水系、水资源时空分布以及水资源质量等方面。近百年来 ,由于人类活动强度的增加 ,河流湖泊水系逐渐从自然水系、半自然水系演化为人工水系 ,地表径流基本上为人类所控制 ,使水资源利用主要集中在中游和下游上段地区 ,下游河道年平均断流天数从 5 0年代的 37.6d上升至 90年代的 89.9d,尾闾湖西居延海于 1 960年干涸 ,东居延海处于干涸和充水交替状态。水资源在年际和年内的分配都发生了极大变化。由于工农业发展、水资源利用方式、重复利用率提高以及人工合成物质的使用和排放等多种因素 ,流域水质持续恶化。由于人类活动的特点 ,在整个环境演变过程中定量分析人类活动的影响还没有适宜的理论和方法。     

西北干旱区水问题对策探讨

水维系着干旱区经济的持续发展和生态系统的动态稳定。在阐述干旱区水资源独特的禀赋基础上,探讨了包括水资源短缺、水环境恶化、洪水灾害威胁与水土流失严重等在内的水问题,分析了水问题之间的相互影响和叠加连锁效应。对干旱区常见的开荒扩耕增产增收的做法进行了剖析,结果表明:在脆弱的生态约束下,开荒扩耕并非发展经济的良策。结合干旱区实际状况,提出了一些应对水问题的对策。     

陕北地区水资源安全及需求预测分析

在社会经济系统中,水资源是基本生活和生产资料,正日益成为地区社会经济进一步发展的限制因子。陕北地区是我国黄土高原的主体部分,水资源短缺是其面临的主要问题。本文通过计算陕北地区水贫困指数(WPI)、水资源压力指数(WSI),对该区的水资源安全状况作出初步分析;预测了陕北地区在2010、2020年的生活、生产和生态环境需水量,结合2010、2020年陕北地区水资源可利用量,得到预测年内地区水资源承载力供需平衡指数(IWSD),其值分别为-0.13、-0.16,说明陕北地区在现状水资源开发利用条件下,2010、2020年水资源对应的社会经济系统是不可承载的,应提高水资源开发利用程度和效率,增加可利用水资源量,保证水资源足以支撑地区社会经济系统。