辽宁省水资源生态压力空间格局研究

通过建立生态足迹压力测度模型,并利用空间自相关分析法研究探索辽宁省水资源生态压力空间的关联模式。结果表明:各地级市的水资源压力指数范围在1.12~3.65之间,均值为1.86;水资源生态压力全空间格局的Moran自相关指数为-0.1028,空间异质格局不明显。文章的研究成果可为辽宁省制定差别化水资源可持续利用相关制度和方案提供一定的数据支撑和决策依据,也为水资源保护和可持续利用提供了参考和建议。     

水资源工业生产价值能值评估及空间分布

从生态经济学的角度,运用能值分析方法,以黄河流域60个地市为研究对象,量化了流域水资源工业生产价值,并通过空间自相关分析法,研究了水资源工业生产价值空间分布特征。结果表明:黄河流域水资源工业生产价值介于16.3～26.9元/m~3,流域中东部价值较高;黄河流域水资源工业生产价值全局Moran(莫兰)指数为0.327 1,呈显著的正向空间自相关特征;Moran散点图和LISI(局部空间关联)聚集图显示,黄河流域水资源工业生产价值以"H-H"(高值)型集聚为主,主要集中在流域中东部。研究成果可为黄河流域工业系统水量分配提供理论支撑,为流域水资源优化配置提供数据参考。     

生态压力测度法在流域水资源生态压力空间格局分析中的应用研究

文章以辽宁中部某流域为研究区域,采用生态压力测度方法对流域的水资源生态压力进行测算。测算结果表明:研究流域的水资源生态压力指数在1.08~2.39,平均压力指数为1.42,区域水资源生态压力受人类经济活动影响较大;区域的水资源生态压力全局Moran指数均值为-0.3419,呈现较为显著的空间变差性;区域水资源生态压力局部Moran指数为-0.3218,呈现较低的变异中心。研究成果可以为区域水资源生态保护提供参考。     

基于能值水生态足迹的河南省水资源可持续利用评价

为探析河南省水资源可持续利用状况,推动区域高质量发展,将能值理论与水生态足迹相结合,构建资源可持续利用状况评价的能值水生态足迹模型和能值水生态承载力模型,综合分析了河南省2008—2018年水生态足迹和水生态承载力时空变化情况。结果表明：河南省2008—2018年水生态足迹总体呈上升趋势,其中农业用水足迹占比最高,生态用水足迹占比最低,各地级市水生态足迹构成比重不同;河南省水生态承载力均小于水生态足迹,水资源处于水生态赤字状态,且水资源压力指数始终大于1,河南省水资源整体处于不可持续利用状态;河南省水资源分布不均,南阳市、信阳市、驻马店以及三门峡为水资源生态盈余,水资源压力指数小于0,水资源处于可持续利用状态;其他地级市水资源短缺,水资源呈不可持续利用状态,其中郑州市水资源压力指数最大。     

基于生态足迹模型的河池市水资源可持续利用评价

利用水资源生态足迹模型计算和分析了河池市2004年-2010年水资源生态足迹、水资源生态承载力、水资源生态盈亏、水资源生态压力指数及万元GDP水资源生态足迹,以明确其水资源可持续利用状况。结果显示:(1)河池市人均水资源生态足迹平均值为0.742 0hm2/人,人均水资源生态承载力平均值为7.428 6hm2/人,人均水资源生态盈余平均值为6.686 7hm2/人,水资源生态压力指数平均值为0.107 7,表明该地区近年来水资源利用处于可持续状态,水资源安全程度高;(2)万元GDP水资源生态足迹年均降幅为7.80%,表明河池市近年来水资源利用效率有了显著提高。最后指出应从水资源均衡因子取值、核算水污染足迹等方面完善水资源生态足迹研究。     

基于DPSIR-TOPSIS及耦合协调度的安徽水资源承载力的时空变化

为加快产业承接步伐,将安徽打造成长三角高质量承接产业转移的优选地,保障安徽省水资源的可持续开发利用十分重要。本研究依据安徽省2010—2020年的相关数据指标,结合安徽省实际发展状况,基于DPSIR-TOPSIS模型选取22个评价指标构建评价体系,通过障碍度模型分析影响安徽省水资源承载力的主要因素及障碍度。采用空间自相关法分析安徽省各市水资源承载力的关联程度,采用耦合协调度模型分析各子系统间的耦合协调度。结果表明：安徽省水资源承载力指数从0.326 9上升至0.728 6,呈向好趋势;影响水资源承载力的主要子系统为压力系统和影响系统,影响因子主要是自然保护区面积、工业废水排放量、工业SO₂排放量,障碍度分别占比14.80%、10.61%、8.68%;安徽省耦合协调度较为稳定,处于濒临失调状态;安徽省各市水资源承载能力整体向好,但内部空间差异较明显。加强安徽省水资源承载力的关键在于提高生态环境治理水平,研究结果可为安徽省未来水资源配置和高效利用提供科学依据。     

区域水资源承载力时空分异及驱动因子分析：以安徽省为例

【目的】研究区域水资源承载力是发现和解决区域水资源问题的重要途径。【方法】基于“驱动力-压力-状态-影响-响应”的DPSIR模型，构建安徽省水资源承载力评价指标体系，利用熵权法与变异系数法组合赋权，使用TOPSIS、标准差椭圆、空间自相关法和地理探测器，测算并分析2011—2020年安徽省水资源承载力时空分异特征，探究造成水资源承载力时空异质性的驱动因子。【结果】(1)研究期内，安徽省水资源承载力水平由0.279增加到0.703,等级Ⅳ区域由0个增加到11个，等级Ⅰ区域由8个减少到0个。(2)安徽省水资源承载力空间上呈现“南-中-北”阶梯式递减分布格局，其北部地区水资源承载力增速相对较强，且各地级市水资源承载力的空间聚集性不断弱化。(3)各驱动因子在不同时期对水资源承载力的时空分布影响程度有显著差异，主导驱动因子趋于多元化，但自然禀赋始终是核心因子。任意因子交互作用后，均表现为双因子增强(68.57%)或非线性增强(31.43%)。【结论】整体来看，安徽省水资源承载力水平逐渐提高，为进一步提高水资源承载力，各城市需因地制宜制定发展规划，重点关注影响水资源承载力的主导因子。     

黄河流域干旱时空演变的空间格局研究

干旱因子是突变性和连续性并存的复杂地理要素(即空间异质性和相似性并存),理清其空间分布格局,对于深入认识流域水资源演变规律具有重要意义。本文以黄河流域为例,采用标准化降水指数(SPI)分析流域干旱时空演变规律,基于此,运用游程理论方法从标准化降水指数中识别出干旱发生次数、历时和烈度三种属性变量,并分析季尺度干旱因子的空间分布规律;最后,利用全局和局部Moran’s I指数探究了不同特征变量的全局和局部空间自相关性,确立了流域季尺度干旱因子的空间聚集(离散)位置及其空间分布格局。结果表明:(1)黄河流域四季干旱化程度加剧,下游干旱化程度高于上游,随着季节的变化,同一响应单元存在由湿转干再转湿的变化规律;(2)不同季节,流域旱情空间分布格局差异明显,春季西安及周边区域存在区域性干旱现象(干旱次数少、历时长、烈度大);夏季黄河源区旱情严重(历时长、烈度大);秋季黄河下游三门峡、孟津和运城区域存在区域性干旱现象(干旱次数少、历时长、烈度大);冬季宁蒙河段旱情严重,而兰州断面干旱历时和干旱烈度呈现"低高异常"的空间分布格局,旱情可能会加剧。掌握旱情空间分布类型,重点布控"高高聚集"格局区域,可以有效提高旱灾决策的准确度。     

湖北省水生态足迹时空动态分析

随着人口增长和经济发展,自然环境面临的压力显著增加,与人类生存息息相关的水首当其冲,对水这种人类赖以生存的自然资源进行评价具有重要意义。搜集了湖北省2005—2018年的水文和社会经济发展资料,利用生态足迹法,分析湖北省水资源生态足迹、生态承载力、生态盈余/赤字、水资源负载指数和万元GDP生态足迹的年际变化,探讨了丰、平、枯水3个典型年湖北省水生态足迹的空间分布特征。结果显示:湖北省2005—2018年水资源生态足迹逐年增大,而水资源生态承载力不呈显著增大或减小趋势,年际变化较大,湖北省在2005—2018年间均为生态盈余,水资源负载指数年际变化较大,万元GDP生态足迹呈逐年下降趋势;从空间分布上看,武汉、襄阳、孝感水资源负载指数较大,而恩施、咸宁、神农架水资源负载指数较小。这说明湖北省水资源总体上较为丰富,足以维持该地区可持续性发展,但水资源地区分布不均匀,对于工业型城市而言用水压力仍然较大。     

长三角中心区生态环境质量评价与空间格局分析

以长三角中心区27个城市为研究实例,构建3个层次、20个指标的生态环境质量评价模型,运用熵值法与变异系数法组合赋权的综合指数法来测度生态环境质量综合指数。同时运用空间自相关来分析长三角中心区城市生态环境质量变动态势和空间分布格局。结果表明:(1)多阶段以来,生态环境质量准则层权重表现为"三升一降"的趋势,且权重差距逐渐减小,体现了经济、社会、环境协调发展的态势。(2)"十三五"以来,从市域上看,宣城市、台州市、南通市的生态环境质量较好,芜湖市、马鞍山市的生态环境质量较差;从省市域上看,上海市的生态环境质量较好,安徽省的生态环境质量较差。(3)研究区的生态环境质量呈现为显著的高-高或低-低集聚,研究期间Moran’s I呈现下降的趋势,显示出应加强生态环境质量空间的协调性。针对分析评价结果提出了相应的对策及建议,研究成果可为长三角中心区域的生态绿色一体化发展进程提供理论支撑。     

基于空间分析的城镇水系生态景观规划方法

总结了城镇水系生态景观规划的内涵及理论依据,归纳出一般方法,依据城镇水系现状功能、景观空间结构、城镇内部区位因素,进行河网水系诊断分析,规划有针对性的满足现代城镇生态景观需求的管治方案,并将该方案应用于平原河网区吴江同里镇。结果表明:基于空间分析的城镇水系生态景观规划方法框架适用于中小尺度区域河网水系治理,有利于城镇生态文明建设,提升城镇环境品质。     

长江经济带城市生态效率时空格局及驱动因子探测

研究区域生态效率的时空格局,并探讨其形成机制,对于引导城市生态文明建设和实现区域可持续发展具有重要意义。利用DEA模型和空间自相关,系统研究了2006～2016年长江经济带108个城市生态效率的时空格局特征和演化规律,并利用地理探测器模型对其驱动因子进行探测。研究表明:①2006～2016年长江经济带城市生态效率一直处于较高水平,呈波动递增趋势,上、中、下游3个地区的城市生态效率差距在逐年缩小。②空间格局上,长江经济带的城市生态效率类型差异显著,由"东高西低"格局向"多中心"格局转变。③从空间集聚变化看,长江经济带的生态效率空间相关性很小,集聚特征不明显。④生态效率受多种因子共同作用,不同年份的主导因素存在显著差异,各因子在上、中、下游地区表现出明显的地域性和差异性。     

于桥水库富营养化评价及空间分布特征研究

基于天津市于桥水库2000-2010年水质数据,结合卡尔森富营养化指数与3种GIS空间插值方法(反距离权重、径向基函数、普通克里金),评价水库富营养化状态并对其空间分布特征及成因进行分析。结果表明:①普通克里金插值方法下的指数半方差模型插值精度较高。②水库富营养化主要表现为氮污染超标,有机污染较轻,磷为限制因子,在降雨集中的汛期(7-9月)水质营养状态空间差异显著。③水库整体水质呈中营养-轻富营养状态,范围为45.87~54.58,水库北岸由于沿岸畜禽养殖污染已处于轻富营养状态,南岸由于农业产生的面源污染呈现向富营养化转变的趋势,反映了水库富营养化空间分布状况,为建立有效的水库环境保护措施提供了新思路。     

中国水资源空间均衡评价与空间关联性分析

为科学认知中国水资源空间均衡现状和空间分布特征,在对水资源空间均衡内涵进行解析的基础上,构建了水资源空间均衡评价指标体系,以中国333个地级行政区和4个直辖市为研究对象,对全国各地区水资源空间均衡状态进行了评价和空间关联性分析。结果表明:各省级行政区空间均衡状态存在空间差异大的特点,全国31个省级行政区(不包括港澳台)有17个处于空间不均衡状态,主要分布于东三省、华北平原、河西走廊、华南部分地区和新疆南部;各研究单元空间均衡状态存在一定的聚集性,主要表现为高值聚集和低值聚集两种形态,也散布有小范围的低高聚集、高低聚集形态。     

降雨信息空间插值研究评述与展望

降雨空间分布对于区域水文模拟、水资源规划与管理、旱涝灾害评估以及生态环境治理等均具有基础性的科学研究意义,是水文水资源学科中的热点研究课题之一。本文主要从方法论的角度评述了微观层面的降雨信息空间插值研究进展,首先探讨了确定性方法与空间统计学方法各自的优势与局限性,最后着重论述了利用信息熵的理论与方法研究降雨信息插值的科学基础,以及对其可行性、合理性和技术特征予以了展望。     

土壤可蚀性因子空间变异表述系统研究及应用

为推动我国土壤侵蚀预测预报技术的发展,利用ArcGIS Engine二次开发的优势,构建了基于ArcGIS平台的土壤可蚀性因子空间变异表述系统。该系统具有快速、简洁加载空间数据并对空间数据进行空间插值分析、精度验证以及要素空间变异表述等特点。可对土壤因子进行高效查询和分析研究,提高土壤侵蚀研究的科学性、准确性,使防止水土流失工作的规划、管理和决策更加科学化、数字化,具有较大的应用潜力。     

太湖流域水系分形特征的空间分异研究

利用分形特征定量描述水系空间特征的研究方兴未艾,以1：5万河流数据为基础,用计盒维数和Horton定理2种水系分维数估算方法估算,并比较了太湖流域不同子流域的水系分维特征.结果表明,太湖流域水系的分维具有河长分维北小南大、河网分维西小东大的特点.     

京津冀地区水资源空间均衡评价及调控措施

为科学诊断京津冀地区水资源空间均衡状态、切实提高京津冀协同发展水安全保障水平,通过河道内外、地表地下水资源供需分析,计算各评价单元的综合缺水量和综合缺水率,以水资源空间均衡度为评价指标对京津冀地区水资源空间均衡进行了评价。评价结果表明,现状情景下京津冀地区整体处于不均衡状态,沧州、衡水等6个评价单元处于严重不均衡状态;未来情景下随着调水和节水力度加大,水资源空间不均衡状态得以改善。基于评价结果从供、需两端提出了确定开发上限、强化节约用水、退减不合理用水、保障生态环境用水、多渠道增加供给和健全法制体制机制等水资源空间均衡调控措施。     

降水特性空间变异性初步研究

本文对湖南省澧水流域各种降水量值进行了空间变异性初步研究，介绍和探讨了其研究方法和步骤，制作了半变异函数图，揭示了降水量的空间结构性－方向性和相关距离，在此基础上给出了一个应用实例－应用Ｋｒｉｇｅ法进行流域面平均雨量的最优估计。     

水资源空间均衡理论应用规则和量化方法

空间均衡是新时期水利发展的重要导向,是水利工作开展所需要遵循的基本要求。如何实现水资源空间均衡管控是水利发展的重要内容和挑战。在前期水资源空间均衡理论方法及应用框架研究的基础上,阐述了水资源空间均衡的理论需求及基本原理,以回答“为什么要实施水资源空间均衡？”; 介绍了水资源空间均衡的理论体系框架与主要内容,以回答“水资源空间均衡理论是什么？”; 提出了水资源空间均衡理论的应用规则和量化方法,以回答“水资源空间均衡理论如何应用？”。其应用规则包括遵循三大规律、符合三条原则、承担四项任务、具备三大功能,是正确应用水资源空间均衡理论的守则。其量化方法包括水资源空间均衡判别准则量化、水资源空间均衡度计算、水资源空间均衡优化模型、水资源空间均衡规划方法、水资源空间均衡预警评价与综合调控。研究认为,水资源空间均衡理论是指导区域或流域水利乃至综合空间均衡发展的一个重要支撑,为完善水资源空间均衡理论、落实空间均衡管控提供了解决途径和具体方法。