宁夏沿黄经济区水资源短缺与社会适应能力耦合关系分析

针对宁夏沿黄经济区4市的水资源利用现状,利用改进熵值法,在分析水资源短缺与社会适应能力评价指标的前提下,建立耦合关系模型,从综合评价值、协调度、耦合协调度3个方面对宁夏沿黄经济区水资源短缺与社会适应能力耦合协调关系进行分析。结果表明:对宁夏沿黄经济区4市水资源短缺的综合评价分析结果,优良排序依次为银川市、石嘴山市、中卫市和吴忠市;社会适应能力综合评价结果由大到小排序为银川市、吴忠市、石嘴山市和中卫市; 2016年宁夏沿黄经济区各市的水资源短缺与社会适应能力协调度基本处于中度失调和优质耦合2个阶段,处于优质耦合的有银川市、石嘴山市和中卫市,仅吴忠市处于中度失调状态; 2016年宁夏沿黄经济区的水资源短缺与社会适应能力耦合协调度基本上处于耦合协调时期和失调衰退时期2个阶段,其中银川市、石嘴山市和中卫市分别处于良好耦合协调时期、中级耦合协调时期和勉强耦合协调时期;仅吴忠市处于极度失调衰退时期。     

滇中地区社会-生态-水资源系统耦合协调发展评价

探讨滇中地区社会、生态与水资源三者的耦合协调关系,对滇中地区及云南的可持续发展具有重要意义。基于能值分析与二元水资源可持续发展理论构建区域社会-生态-水资源系统能值评价指标体系,利用耦合协调度模型探讨2006—2020年滇中地区系统发展指数及耦合协调度。结果表明：近15 a来,滇中地区社会经济发展较快,水资源与生态环境发展相对较慢,复合系统耦合度高于协调度,且耦合协调度呈整体正向发展态势,多数地区为IV级以上。2006年耦合协调度空间分布呈北高南低趋势,北边六州市、南边红河分别处于初级、勉强耦合协调发展阶段;2015年呈西高东低走势,均达到初级协调发展阶段及以上,丽江变化较大,为中级耦合协调发展阶段;2020年呈四周高中间低分布,丽江仍处于中级耦合协调发展阶段领先位置,其余州市均处于初级耦合协调发展阶段。     

广东省社会经济-水资源复合系统协调度评价

社会经济的快速发展导致区域水资源系统与社会经济系统之间存在交互耦合、协同竞争的关系。选取广东省为研究案例,运用相对色散系数法与耦合函数法相结合的耦合协调度评价方法,研究了该区域1980—2017年社会经济与水资源系统的协调度,得出如下结论:①基于物理学"耦合"概念,通过计算社会经济系统与水资源系统之间的相对距离,准确量化了2个子系统的耦合协调程度;②整个研究期间,广东省社会经济与水资源复合系统协调度整体呈现增长趋势。前期1980—2005年社会经济与水资源复合系统处于中等协调水平,后期2005—2017年2个系统之间处于高协调水平。     

黄河流域11个城市水质与城市发展水平及其耦合协调分析

黄河流域城市快速发展给水环境带来了巨大压力，协调好城市发展和水质之间的关系对保障黄河流域生态保护和高质量发展重大国家战略实施至关重要。通过构建评价指标体系，计算2012—2019年黄河流域11个城市的城市发展水平指数(UDI)和水质指数(WQI),采用耦合协调度模型对城市发展与水质的耦合协调关系进行了研究。结果表明：城市发展水平整体呈逐年上升趋势，UDI在空间上呈现“上下游”高、“中游”低的规律；水质整体稳定在Ⅱ类，污染物以氮磷营养盐为主；研究期内城市发展和水质整体为良好协调发展，水质和城市发展存在良好共生关系。针对各城市特点，提出通过加强污水排放管理和污染治理、以科技创新驱动发展及采取环境治理和保护等措施提升水质和城市发展的耦合协调性。     

西北地区水环境与经济发展耦合关系的实证分析

针对区域环境资源与经济发展不匹配问题,采用耦合协调度模型对西北地区水环境与经济发展系统耦合关系进行分析。结果表明：西北地区经济发展指数整体低于水环境系统综合指数;西北地区水环境与经济发展协调度整体水平较低,除宁夏处于初级耦合状态外,其余4省（自治区）均处于不同程度的失调状态;西北地区水环境与经济发展耦合度处于中低度耦合状态,其系统发展经历了极度失调衰退、严重失调衰退和中度失调衰退3种状态。结果表明：结合区域经济发展特点和水环境空间分布特征,应采取有针对性的措施提升水环境状况和经济发展的耦合水平,推动水环境与经济发展的综合效益最大化。     

黄河流域生态环境与经济发展耦合胁迫关系研究

为探究黄河流域生态环境和经济发展之间的耦合胁迫关系,给黄河流域生态保护和高质量发展决策提供参考,建立了黄河流域生态环境与经济发展综合评价指标体系,并运用耦合协调和交互胁迫模型分析了黄河流域9个省(区)2007—2017年生态环境与经济发展的关系。结果表明:在时间序列上,研究时段初期黄河流域生态环境与经济发展耦合协调状况处于严重失调状态,后期整体处于良好协调状态,整体上越来越协调;在空间格局上,研究时段初期黄河上中游省份生态环境和经济发展之间协调程度高于下游省份的,后期黄河上下游省份的协调程度高于中游省份的,黄河中游地区生态环境与经济发展的关系还需要进一步调整;经胁迫关系验证,黄河流域生态环境与经济发展存在一定的交互胁迫关系,研究时段前期生态环境综合指数大于经济发展综合指数,后期经济发展综合指数大于生态环境综合指数,生态环境的改善具有一定的滞后性。     

关中地区水资源承载力时空演变特征及耦合协调性

为明确陕西省关中地区水资源与区域发展协调程度,综合运用变化参数可变模糊评价模型、空间自相关分析和耦合协调发展模型,对2010-2019年关中地区水资源承载力及子系统间耦合协调度的时空演变进行了定量评价和全面分析。结果表明：由于生态环境保护力度加大与产业结构合理性提高,2010-2019年关中地区水资源承载力呈不规则“M”型波动上升,均处于Ⅲ级临界状态;经济、社会及生态环境子系统承载力水平差异化增大,水资源子系统承载力滞后性突出,且呈波动下降趋势;空间分布呈“南强北弱”特征,集中于临界和较弱两种承载状态,空间差异性呈波动增大,且以2018年为拐点,差异性由不显著变为显著;咸阳市、渭南市水资源承载力较低,分别是由水质污染严重、水资源利用效率不高所致;水资源、经济、社会及生态环境子系统耦合协调程度呈波动上升趋势,期间增幅为16.3%,均为中度协调状态;城市间差异逐渐减小,其中西安市、铜川市和宝鸡市的耦合协调程度相对较高;水资源承载力主要影响因素依次为水功能区水质达标率、供水模数、农田灌溉水有效利用系数和城镇化率。研究结果可为可持续协调发展框架下区域水资源规划与管理提供参考。     

山东省水-能源-粮食系统耦合协调关系变化研究

山东省地处黄河下游,是粮食生产和能源消耗大省,水资源供需矛盾突出,为实现区域资源可持续发展,采用耦合协调评价模型,分析山东省2000—2020年水-能源-粮食系统耦合协调发展变化特征。结果表明：山东省水-能源-粮食系统整体发展趋势较为稳定,处于初级协调阶段;各子系统间离散程度相对较低、相互影响程度高,大多数年份水-能源-粮食系统处于初级协调阶段;干旱导致水资源短缺、能源供需矛盾等问题,对系统耦合协调程度影响较大,提升抗旱减灾和能源保障能力可促进山东省水-能源-粮食系统协调可持续发展。     

黄河河南段资源-生态-经济和谐发展水平 及耦合协调分析

以黄河河南段15个地级市为研究区,基于2008—2019年各地级市的面板数据,从资源、生态、经济3个维度构建评价指标体系,通过基于最小二乘法的AHP-熵权法组合权重模型确定指标权重,采用“单指标量化-多指标综合-多准则集成”综合评价方法（SMI-P）评估研究区资源-生态-经济系统的和谐发展水平,将“SMI-P”方法与耦合协调度模型相结合,综合评价研究区资源-生态-经济系统的耦合协调关系。结果表明在2008—2019年期间:15个地级市和谐发展水平整体呈现波动增长趋势,但均未达到“和谐”阶段,其中最优为郑州市（0.68）,最差为濮阳市（0.51）;15个地级市耦合协调关系逐渐向优质协调阶段集聚,但多数还处于中级和良好协调阶段,其中濮阳市协调发展速度较落后。     

沿黄城市生态保护与高质量发展耦合协调时空演变分析

为丰富黄河流域生态保护和高质量发展研究,并为沿黄城市经济发展提供对策建议,分别构建生态保护和高质量发展评价指标体系,以60个沿黄地级市为样本单元,采用熵值法对指标赋权并计算2010—2020年沿黄各市生态保护指数、高质量发展指数,采用耦合协调度模型计算生态保护与高质量发展耦合度、协调度并划分协调等级,计算相对发展度以判断生态保护与高质量发展耦合协调类型,分析沿黄城市生态保护与高质量发展耦合协调动态演变情况,结果表明：2010—2020年沿黄城市生态保护与高质量发展协调度大都稳中有升、少数城市呈下降趋势,2020年协调等级整体上还较低,尚有37个城市处于失调状态,生态保护与高质量发展的耦合协调任重道远;从空间上看,沿黄城市生态保护和高质量发展协调度总体上呈现下游>中游>上游的格局,研究时段生态保护与高质量发展协调度平均值大小排序前十位的城市多为沿海城市或省会城市、后十位的城市多为各省(区)的边缘城市,地理位置、资源禀赋、政策扶持程度和经济发展模式等对耦合协调度有重要影响;2020年沿黄城市生态保护与高质量发展耦合协调类型为生态保护滞后型的城市有31个、为均衡型的城市有5个、为...     

沿黄九省（区）农业用水效率与农业经济发展耦合协调关系研究

实现农业用水效率与农业经济的协调发展是黄河流域高质量发展的重要内容。分别运用非期望产出超效率SBM模型和综合评价模型测度沿黄九省（区）农业用水效率和农业经济发展水平,并运用耦合协调度模型和变异系数法分析二者的耦合协调关系及空间差异。结果表明：2011-2019年沿黄九省（区）农业用水效率和农业经济发展水平均得到整体提升,二者的耦合度处于初级耦合阶段,耦合协调度从中度耦合阶段过渡到高度耦合阶段;耦合度的空间差异不断缩小,耦合协调度的变异系数总体上呈现先减小后增大的特征;不同省（区）的耦合度和协调度处于不同阶段。因此,各地区应采取因地制宜的发展策略,同时要注重水资源利用与经济发展的协调性。     

黄河流域地级市水-能源-粮食系统耦合及空间关联研究

黄河流域水资源匮乏,但肩负国家能源和粮食生产的重任。在资源有限、需求不断扩张的背景下,探究水-能源-粮食资源的空间错配给黄河流域可持续发展带来的压力和挑战,可为流域高质量发展及国家区域协调发展战略提供科学依据和参考。基于中观尺度,构建黄河流域地级市水-能源-粮食系统综合评价框架,分析了流域内各地级市的水-能源-粮食系统耦合协调发展水平及空间关联特征。结果表明：2000-2018年,流域内各地级市的水-能源-粮食系统耦合协调度整体由初级协调阶段过度到中级协调阶段,但协调发展稳定性不足,至2018年,系统耦合协调度呈现下降态势;多数年份系统耦合协调度表现出显著的空间关联特征。从地级市视角出发对水-能源-粮食系统进行研究更具地区针对性,更易凸显中观尺度下系统发展的个性特征。应进一步探究黄河流域水-能源-粮食系统的空间关联影响机制,并解构黄河流域水-能源-粮食系统动态耦合协调发展模式。     

黄河流域九省（区）人口-水资源-经济-生态环境系统耦合协调发展及障碍因素分析

黄河流域九省（区）人口扩张和经济发展带来一系列资源和环境问题,亟待探究其人口-水资源-经济-生态环境（PWEE）系统耦合协调关系,促进黄河流域高质量发展。针对黄河流域九省（区）构建了PWEE系统耦合协调发展评价指标体系,采用熵权法、耦合协调度模型和障碍度模型,对2008—2020年黄河流域九省（区）PWEE系统综合发展水平、耦合协调状态和障碍因素进行分析。结果表明：黄河流域九省（区）PWEE系统及其各子系统综合发展水平呈上升趋势,耦合协调度从2008年的0.56上升至2020年的0.69,由勉强协调进入初级协调阶段,水资源子系统一直是影响九省（区）PWEE系统协调发展的限制因素,其平均障碍度从2008年的49.05%增加至2020年的55.48%,人均水资源量为主要障碍因子。     

宁夏沿黄城市带碳水足迹及其关联关系研究

减碳、节水是黄河流域可持续发展面临的重要问题。从水资源生态及碳足迹角度出发,将区域水碳关系进行耦合研究,有助于揭示水资源质量与碳排放之间的关系,为宁夏沿黄城市带实现生态环境保护可持续均衡发展提供指导。基于水资源生态足迹与碳足迹理论,从时空分布差异、水碳关联性特征入手,计算并分析了2010—2019年宁夏沿黄城市带4个中心城市的碳足迹、水资源生态足迹及其时空变化趋势。结果表明：区域内已经形成了以吴忠市 银川市为重心的碳排放和水生态压力区,且与经济高度发展区域有空间重合,但不同地区由于产业结构及资源条件的不同,碳排放与水资源的关联性差异明显,其中水质生态足迹与碳足迹之间的关联性更显著,呈现出水、碳、环境、产业等发展的区域不均衡性。     

京津冀水资源与经济社会协调度分析

为了实现京津冀三地水资源-经济-社会系统协调发展的目的,构建了京津冀水资源-经济-社会系统耦合协调度模型,以2007～2016年为研究时间段,综合运用熵值法、AHP法、耦合度与耦合协调度计算等分析了各子系统和综合系统的发展水平以及系统的协调程度。通过分析,可以得出以下结论:①区域内部存在着分化现象,综合发展水平由高到低依次为北京、天津、河北;河北水资源相对丰富而经济社会相对落后,天津的水资源水平发展最慢。②三地耦合度均高于耦合协调度,整体而言,水资源-经济-社会系统水平朝向愈加协调的方向发展,2016年天津、河北达到了高水平-高度协调状态,北京达到了高水平-极度协调状态。基于上述分析结果,从各子系统的发展角度提出了相应的对策及建议,以期促进京津冀三地的水资源-经济-社会系统的协调发展。     

黄河下游水资源利用与高质量发展关联评估

在分析黄河下游高质量发展内涵的基础上,从经济发展、开放合作、创新驱动、社会民生、生态环境5个维度构建了高质量发展评价指标体系,测算出黄河下游2010—2017年高质量发展水平,并利用Copulas函数和灰色关联度分析法对黄河下游水资源利用量与高质量发展间的关联程度进行定量评估。结果表明:黄河下游高质量发展水平整体呈现稳定上升趋势,各城市高质量发展水平差异明显;黄河下游用水总量与高质量发展水平之间具有较强的相关关系,高质量发展水平越高的城市,关联程度越强;整体上,工业、生活环境用水量与高质量发展关联度略高于总用水量、农业用水量与高质量发展的关联度。     

河南省城镇化与水资源耦合协调发展状况

在构建城镇化与水资源系统评价指标体系的基础上,运用层次分析法以及耦合协调度模型,对河南省城镇化与水资源系统的协调发展状况进行研究。结果表明:河南省城镇化发展质量不断提高,水资源系统不断优化;河南省城镇化与水资源利用的耦合协调度整体较低,但呈现良好发展态势,由极度失调向弱度耦合协调转变;河南省各市耦合协调等级均有不同程度提高,且存在地区差异,不间断从失调状态转化为耦合协调状态,且等级不断提升;中度、高度耦合主要集中在豫中、豫北,弱度、低度耦合则集中在豫南、豫西和豫东。     

京津冀地区水-经济-生态系统耦合协调发展模拟

针对京津冀地区水资源、经济社会和生态环境系统未来可能面临的失衡失稳问题，构建水-经济-生态系统 动力学模拟模型，设置开源节流、发展经济、保护环境等 5 种情景方案，预测京津冀地区水资源、经济社会和生态 环境系统指标发展趋势，运用耦合协调度模型模拟京津冀地区 2020—2035 年不同情景下耦合协调发展趋势。结 果表明：2020—2035 年 5 种情景下北京、天津和河北水-经济-生态系统耦合协调度均呈上升趋势，其中延续现状 型耦合协调度均最低，开源节流型、发展经济型和保护环境型次之，综合协调型均最高。说明在维持现状发展条 件下，京津冀水-经济-生态系统耦合协调发展程度略有增加但变化较小，只有在节约用水和发展经济的同时充分 考虑环境保护才能促进区域协调发展；2035 年延续现状情景下北京、天津和河北耦合协调发展水平均属于中级 耦合协调型，综合协调情景下北京和天津耦合协调发展属于良好耦合协调型，河北省经济发展相对滞后导致耦合 协调发展缓慢，仍属于中级耦合协调型，未来应注重京津冀一体化发展。研究可为京津冀地区协调可持续发展提 供参考依据。     

滹沱河山区径流多尺度变化规律及影响因素研究

径流是反映流域气候及地理环境变化的重要指标,辨析其多尺度变化特征及影响因素,对于认识气候变化背景下流域水文情势变化规律及维护水资源安全具有重要意义。以滹沱河山区小觉流域和冶河流域为例,结合水文和气象数据,应用Mann-Kendall趋势分析、突变检验及Morlet小波函数等方法,分析两流域1960—2018年径流深趋势、突变、周期等多尺度变化特征,并利用相关分析与随机森林模型揭示了气温、降水、潜在蒸散发、叶面积指数对不同时段（汛期、非汛期）月径流深变化的相对重要性。研究结果表明：1960—2018年多年平均尺度上,冶河流域径流深（69.34 mm）大于小觉流域（39.07 mm）,两流域年径流深均呈显著下降趋势,且冶河流域的下降速率（13.0 mm/10a）大于小觉流域的下降速率（8.7 mm/10a）;在月和季节尺度上,两流域径流深也呈现显著下降趋势,尤其在夏季时段径流深下降趋势最快。小觉流域和冶河流域径流深分别在1981和1979年发生突变,且突变后径流深下降速率较突变前有所减缓,同时极端流量出现频率减少,其中8月份流量减小幅度最大。小觉流域的径流深主周期分别为15、8和5 a,冶河流域的径流深主周期分别为16、10和5 a,在第一主周期的时间尺度上都存在5个丰枯变化周期。对汛期和全年时段进行相关分析和随机森林模型的结果表明,降水是影响流域径流长期变化的主导因子,尤其在汛期时段;在非汛期,叶面积指数是影响径流变化的重要因素。