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。

河西走廊水资源-生态环境-社会经济系统耦合关系及时空分异

推进水资源、生态环境与社会经济系统协调发展为促进区域经济增长、社会进步和生态和谐与高质量发展提供技术支撑。文章基于修正耦合协调度模型评价河西走廊水资源-生态环境-社会经济系统耦合协调水平,运用灰色关联度模型和泰尔指数揭示驱动因素和空间异质性,并利用趋势面映射耦合协调度全域分布。结果表明:(1)由经济发展带动水资源-经济-生态系统综合发展水平逐年上升,综合发展指数由2006年0.29增长至2021年0.65。(2)河西走廊水资源子系统、经济子系统、生态子系统两两之间的耦合协调度呈不同趋势上升,水资源-生态-经济系统耦合度发展处于颉颃阶段向磨合阶段升级;协调度经历“轻度失调衰退-濒临失调衰退-勉强协调发展-初级协调发展-中级协调发展”五个阶段。(3)区域空间异质性逐渐发展为减小趋势,2021年空间分布表现出东南部发展优于西北部格局,金昌和张掖逐步成为河西发展优势区域。(4)城市化率、排污总量、节水灌溉面积对河西走廊水资源-生态环境-社会经济耦合发展起到较大的驱动作用。研究结果对河西走廊经济-生态-水资源系统协同发展具有一定的借鉴意义。

基于SD的水资源-经济-生态环境耦合系统研究

本文采用系统动力学方法,建立了一个水资源-经济-生态环境耦合系统模型,以探究安徽铜陵地区的水资源管理问题。结果显示,协调发展方案到2035年的水资源基本满足供需平衡的要求,其供需缺口仅为120万m^(3)。表明协调发展方案在水资源管理领域具有明显的优势,为有效管理水资源并实现可持续发展提供了参考。

IEA国家经济-能源-环境-社会四元系统时空演化特征研究

经济、能源、环境和社会之间存在耦合协调关系。基于46个IEA国家的样本,构建经济-能源-环境-社会(3E1S)综合评价指标体系,并利用改进的耦合协调度模型,对3E1S耦合协调度进行时间和空间差异分析。研究发现,IEA国家2000-2020年整体的耦合协调度呈现波动上升趋势,维持在0.60~0.70之间,属于初级协调水平。若进一步将46个国家划分为14个地理亚区,可以看出各地区空间上呈现随机分布趋势,总体上差异较小,但北欧、西欧形成了明显的“高-高”集聚效应,能够带动周边地区发展。研究的结论强调了促进3E1S协调发展的重要性,建议政府加强政策协同、促进区域合作与经验交流,激励创新和技术发展,并加强耦合协调度的监测与评估。

主体功能区视角下的滇中城市群人口-经济-资源环境时空耦合分析

[目的]探析人口、经济和资源环境三者之间协调及发展水平状况,阐明各县耦合协调关系及影响因素,为主体功能区规划实施提供有力支撑。[方法]基于2010年、2015年、2020年滇中城市群的自然、经济及人文数据,从主体功能区视角建立人口-经济-资源环境耦合协调发展评价指标体系。运用序关系分析法(G1)与熵权法(EW)确定综合权重,通过耦合协调度模型度量各县耦合协调关系,定量分析了2010年、2015年、2020年滇中城市群人口-经济-资源环境耦合协调演变状况,探析其发展规律。[结果](1)3个时段内,研究区人口在县域尺度呈空间正相关关系,且空间聚集性逐渐增强,呈现西部低人口密度聚集和中部高人口密度聚集态势且常年稳定;(2)2010—2020年,人口、经济和资源环境三者之间的耦合协调度综合发展水平有微弱提升,严重失调的协调类型逐渐消除,濒临失调占比46.94%成为最主要的协调类型;(3)人口、经济和资源环境两两耦合协调分布不均,其中2020年人口-经济综合耦合协调指数最低为0.4543,协调度水平时空分布与三系统协调评价结果吻合度是两两耦合协调评价中最高的,对人口-经济-资源环境耦合协调评价结果影响最大;(4)在主体功能区划实施前后,国家重点开发区两两耦合协调水平变化显著,人口-经济-资源环境整体耦合协调水平较低且有倒退趋势,省级重点开发区长期稳定可控;(5)研究区的人口、经济和资源环境三者之间存在较强的相互作用关系,但协调性在一定程度上处于制约状况。[结论]高耦合协调性主要依赖于人口对市县区经济的带动作用。重点开发区的有效实施必须抓好人口与经济协同发展,人口和经济协调是未来优化主体功能区的重点方向。

区域能源-经济-环境系统耦合协同度实证研究

双碳战略的提出对我国能源结构提出挑战,能源-经济-环境耦合协同成为关注热点。利用2016-2021年各省份面板数据,基于熵权法构建耦合协同度评价体系,采用不同准则组成的四种评价方法测算全国30个省份能源-经济-环境系统耦合协同度,并对不同方法测算结果进行一致性检验及测算区域均衡情况。研究表明:①各省份目前均处在中度失调与低度失调状态,耦合协同度呈上升趋势。②组内差距是导致发展不均衡的主要原因。

青海省水资源-环境-社会经济系统耦合协调特征

水资源、环境、社会经济系统之间相互影响、协同演进,对3个系统相互作用关系的研究是目前的热点。为探究水资源-环境-社会经济系统的耦合协调特征,以青海省为研究对象,构建多系统评价指标体系,利用耦合协调模型及灰色关联模型对2000—2020年青海省水资源-环境-社会经济系统耦合协调特征进行定量评价。结果表明:(1)研究期内,青海省水资源、环境、社会经济子系统的评价指数呈现不同程度的增大趋势;(2)水资源-环境-社会经济系统耦合度处于融合高水平阶段,耦合协调度处于由中级协调向良好协调过渡的阶段;(3)在3个子系统中,水资源子系统的发展水平对青海省水资源-环境-社会经济系统耦合协调发展影响较大,环境子系统次之,社会经济子系统的影响相对较小。

考虑碳-绿证耦合机制的电-气-热综合能源系统分布式鲁棒低碳经济调度

为了保护综合能源系统中不同运营主体的信息隐私,权衡系统运行低碳性和经济性,解决天然气网络鲁棒模型难以求解的问题,提出了考虑碳-绿证耦合机制的电-气-热综合能源系统分布式鲁棒低碳经济调度方法。考虑天然气网络和热力网络的动态特性、碳-绿证耦合机制,构建综合能源系统动态低碳经济调度模型;为了保护各网络运营商的数据隐私,根据能量耦合关系对综合能源系统解耦,建立电-气-热网络的分布式协同优化模型;在此基础上,考虑风电出力和多能负荷的不确定性,提出基于一致性交替方向乘子法的分布式鲁棒优化框架,并利用二阶锥对偶理论与交替优化方法实现含二阶锥约束和二元变量的鲁棒子问题求解。以修改的IEEE 39节点电力网络、比利时20节点天然气网络和15节点热力网络为算例进行仿真分析,验证所提方法能够在源荷不确定性条件下实现综合能源系统各网络分散自治运行,同时兼顾系统运行的低碳性和经济性。

苏州市水资源-经济-环境-再生水系统耦合协调分析

【目的】针对苏州市水资源短缺及供需矛盾的严峻问题,为缓解苏州市水资源压力,促进城市综合发展,从多方面对苏州市发展现状进行系统耦合协调分析。【方法】以苏州市域范围为研究区域,基于2008—2020年各区(县、市)的面板数据,选取水资源、经济、环境、再生水4个维度的27个指标,在AHP-熵权法确定权重的基础上构建了苏州市各区(县、市)水资源-经济-环境-再生水系统耦合协调度模型,并进行耦合协调分析,在此基础上构建用水压力与水资源-经济-环境-再生水系统耦合协调度之间的PVAR模型,分析了用水压力与水资源-经济-环境-再生水系统耦合协调之间的关系。【结果】结果显示:5个地区水资源-经济-环境-再生水系统综合发展水平存在较大差异,多数为发展提升阶段,苏州市区发展最好,其次为昆山市;5个地区整体上均已进入协调阶段,但没有出现优质协调,张家港市协调性最差;水资源-经济-环境-再生水系统耦合协调增长与用水压力增长呈相互影响的负向抑制动态关系。【结论】结果表明:苏州市水资源-经济-环境-再生水系统综合发展能力及协调水平仍有发展空间,从用水压力与耦合协调的相互影响关系入手,苏州市可以加大再生水利用,从而缓解城市用水压力,进一步推动水资源-经济-环境-再生水系统耦合协调发展。

长江经济带旅游经济-城镇化-生态环境耦合研究

旅游经济-城镇化-生态环境的耦合协调发展是长江经济带高质量发展的关键,探索三者之间的关系及其驱动因素具有重要意义。以长江经济带为研究区,构建旅游经济-城镇化-生态环境耦合协调发展评价指标体系,运用熵值法、耦合协调模型、OLS模型、GWR模型等,从时空视角探究长江经济带11个省市2012~2021年旅游经济-城镇化-生态环境耦合协调发展状况和驱动因素。结果表明:①2012~2019年长江经济带耦合协调度呈上升趋势,生态环境子系统起主导作用;2020~2021年的新冠疫情期间,耦合协调度先明显下降,后缓慢恢复。②长江经济带旅游经济-城镇化-生态环境耦合协调度呈现东高西低的空间格局,各省市综合评价水平、子系统评价水平得分的上升和恢复速度有明显差异,长江经济带总体向有序协调发展。③推动三系统协调发展的驱动因素总体可分为外部动力和内在动力,其中以入境游客人数为代表的外部动力和以水资源总量、工业废水排放量为代表的内部动力对长江经济带耦合协调的正向驱动作用最强。

能源产业政策与能源-环境-经济协同发展

本文基于2000-2021年2822条能源产业政策,采用文本挖掘与人工赋分结合的方法,从化石与非化石两大能源类别,行政、引导和激励三种措施类型对能源产业政策进行多重组合量化分析,采用非期望超效率SBM模型测度能源-环境-经济效率,探究能源产业政策对能源-环境-经济协同发展的影响。研究表明:①能源产业政策整体效力呈波动趋势,平均效力较平稳;②化石与非化石两大能源类别、三种措施类型与十种细分能源的政策整体效力均存在差异;③化石能源引导政策、非化石能源激励政策能够显著提升能源-环境-经济效率,非化石能源与化石能源行政政策均呈现抑制效果,该结果具有稳健性。东部和东北地区的化石能源引导政策、中部地区的非化石能源激励政策具有正向促进效果,西部地区的政策效果不明显。

社会-生态系统视角下的传统村落空间景观演化机制及资源治理特征

【目的】将以资源治理为主要研究对象的“社会-生态系统”相关理论引入传统村落保护研究领域,从多学科视野阐明人居环境有形表征下普遍存在的无形社会治理过程,推动传统村落价值认知和保护方法的创新。【方法】以滇西地区云龙盐业村落为案例,采用社会-生态系统框架与适应性循环模型,通过共时性和历时性分析,揭示云龙传统盐业村落空间景观在不同演化阶段的治理情景和特征。【结果】在前循环期,社会-生态系统以资源生产为演化驱动力,行动者在“资源开发维持”与“资源流通管理”两个行动情景中,通过制定一系列可持续的资源分配规则,产出了丰富的物质与非物质要素,进而发展出“业缘-血缘-地缘”联结的盐业社会及河谷盐业村落景观、山间古道桥梁景观、山地梯田田园景观。进入以资源转化为演化驱动力的后循环期,经历“资源停滞衰败”与“资源转化更新”行动情景,针对要素关联断裂、空间景观缺乏保护的现状,通过治理策略将遗产资源转化为生态、社会、经济等资源。【结论】传统盐业村落的空间景观演化过程体现了人类社会围绕盐资源开发利用而进行的复杂治理关系。重识村落演化特征及可持续利用自然资源的传统智慧、重构以资源治理为核心线索的遗产保护框架、重建以资源转化重组为驱动力的治理机制,有利于促进传统村落特色空间景观的保护与发展。

数字经济对城乡“环境-经济”协同发展的影响研究

文章基于2013—2020年中国省级面板数据,在采用熵权法和耦合协调度模型测度数字经济与“环境-经济”协同发展水平的基础上,运用面板固定效应模型、中介效应模型和门槛效应模型,实证检验数字经济影响“环境-经济”协同发展的效应及作用机制。研究发现:(1)数字经济显著促进城乡“环境-经济”协同发展。城市维度上呈现“倒U型”特征,且中西部、东北部较东部更显著;乡村维度上呈现“正U型”特征,且东部和东北显著、中西部不显著。(2)城市维度上产业结构高级化、技术创新是数字经济影响“环境-经济”协调发展的重要机制,其中产业结构高级化呈现门槛特征;乡村维度上产业结构高级化、技术创新和监督约束均是数字经济影响“环境-经济”协调发展的重要机制,但不存在门槛特征。因此,因地制宜,实施与本地比较优势相匹配的数字经济发展策略,继续推动产业结构变迁、技术创新,强化监督约束,有机统一“数字乡村”建设和“智慧城市”建设,以城乡联动融合发挥数字经济在促进“环境-经济”协同发展的引导效应。

长江经济带物流-经济-环境系统耦合协调度评价及时空效应

长江经济带作为重大国家战略发展区域,物流业的高速发展对推动其经济高质量发展提供了强大助力。与此同时,物流业与经济的快速发展也对长江经济带绿色发展带来了一定影响。通过构建长江经济带物流-经济-环境系统(简称长江经济带LEES)耦合协调度评价模型,基于长江经济带11个省(直辖市)2011—2021年面板数据,对其耦合协调度进行实证分析,并运用变异系数法、探索性空间分析法对其耦合发展时空效应进行研究。结果显示:长江经济带LEES耦合协调水平整体呈上升趋势,区域差异则呈现出由大到小的变化趋势。其中,全局空间自相关分析发现,长江经济带各省份LEES耦合协调水平存在正向的全局空间自相关性,但其空间集聚现象不断减弱,区域间差异越来越小;局部空间自相关分析发现,长江经济带区域LEES耦合协调水平局部空间自相关性逐年下降,且随着时间的推移,正向作用开始减弱,负向作用开始增强。因此,应结合长江经济带实际情况,逐步完善长江经济带LEES耦合协调发展的互动作用和良性价值循环机制,积极推动长江经济带区域经济协同创新发展,加大物流基础设施建设的投入力度,加快环境规章制度的制定与落实,同时加强各省级政府的统领引导作用,共同推动长江经济带LEES耦合协调发展。

长江流域水资源-经济-生态系统的耦合协调及影响因素研究

长江流域水资源、经济与生态之间协调发展有待提高,亟待探索水资源、经济与生态之间的协调关系及其影响因素,助力长江流域可持续发展。以2011—2020年长江干流10省市为研究对象,首先建立水资源-经济-生态(water-economy-ecology,WEE)系统耦合协调度模型;其次利用趋势面映射耦合协调度全域分布,并探究长江流域耦合协调度发展的局部特征;再利用空间自相关分析,解析耦合协调度全局和局部相关性;最后采用因子探测器,探究耦合协调度的影响因素。结果表明:长江流域水资源子系统、经济子系统、生态子系统两两之间的耦合协调度逐年上升,但上升趋势存在显著差异;WEE系统耦合协调度全域呈现“U”型变化的态势,局部表现为“中游<上游<下游”;WEE系统耦合协调度空间集聚水平不断提高,局部空间相关性逐年向好;WEE系统耦合协调度主要影响因素可概括为水资源开发利用、水资源条件、经济发展水平、城镇化水平、污染排放及治理。长江流域未来可依据耦合协调度分布及影响因素贡献率,改善地区相应影响因素的现状,拓宽长江流域各省市高质量发展空间。

基于水-经济社会-生态环境协同演变的生态流量阈值适宜性研究

针对天门河-汉北河流域生活-生产-生态“三生”用水矛盾突出、水生态退化及经济社会发展受限等问题,基于水系统理论与系统动力学方法,构建“水-经济社会-生态环境”耦合模型,从系统层面研究河道内生态流量阈值的适宜性。应用情景模拟法,考虑高效节水、再生水利用率提高等调控措施及未来天然来水的不确定性,设置9种情景模拟2022—2035年研究区高、中、低3种生态流量阈值下的水资源供需及经济社会发展态势。结果表明:高效节水和再生水利用率提高均有利于缓解因生态流量阈值增大而引起的区域水资源用户间的冲突问题;从“水-经济社会-生态环境”协调发展的角度分析,建议研究区丰水年(P=25%)生态流量阈值设置为年径流量的30%~50%,平水年(P=50%)和枯水年(P=75%)生态流量阈值设置为年径流量的10%~30%;增大生态流量阈值的同时应采取提高水资源利用效率的调控措施。研究结果从“水-经济社会-生态环境”耦合系统的协同演化机制出发分析河流生态流量阈值的适宜性,为复杂水资源系统的优化运行与科学管理提供了理论基础。

四川县域农业高质量发展水平测度及其自然-社会经济系统耦合

在农业高质量发展理论内涵分析基础上,从“自然环境”和“社会经济”两个维度构建农业高质量发展综合评价指标体系,并基于2000—2020年四川省183个县级行政单元的面板数据测度了各县域的农业高质量发展水平,探究了自然系统、社会经济系统和综合系统的时空演变规律。同时,改进管理学中的多要素权衡模型来计算自然-社会经济系统耦合协调程度,量化了农业高质量发展内部不同系统之间的耦合水平。研究结果表明:(1)四川省农业高质量发展综合指数先后经历了振荡期(2000—2011年)和迅速攀升期(2011—2020年),在此过程中,自然维度指数整体上比社会经济维度指数更高,但同时也表现出了更强的不稳定性;(2)农业高质量发展水平的高值区集中在成都平原及其周围丘陵区和川南少数区县,从两个高值中心向四周延伸,高质量水平逐渐下降,川西北高原农业高质量发展水平相较于广大平原和丘陵区域仍相对滞后;(3)在自然-社会经济系统间复杂的相互关系作用下,四川农业高质量发展实现了从低值不协调向低值协调,再到高值不协调的转变,不同时期的耦合不协调区域及其面临的农业高质量发展短板差异显著;(4)农业高质量发展的自然和社会经济指数之间存在复杂交错的相互作用关系,且这种关系在不同地貌类型间存在明显差异,在山地县表现得尤为突出。

海南省海洋渔业生态-经济系统脆弱性及其影响因素分析

根据1998—2019年海南省海洋渔业统计数据,基于暴露性、敏感性、适应性三个维度,运用熵权法构建海南省海洋渔业生态-经济系统脆弱性评价指标体系,探讨海南省海洋渔业生态-经济系统脆弱性时间变化趋势及其影响因素.结果表明:(1)研究期内海南省海洋渔业生态-经济系统脆弱性经历了先升后降的变化历程,2008年以后系统脆弱性波动下降,处于中度脆弱阶段,但2016年以后系统脆弱性有上升趋势;(2)人类渔业活动对海洋渔业生态系统造成的压力持续增加导致研究期内系统暴露性持续上升,经济社会对海洋渔业依赖性减弱有效改善了系统敏感性,抗干扰能力和恢复能力的增强使系统适应性持续提升;(3)海洋渔业捕捞和养殖活动、经济和社会对海洋渔业依赖程度与科技支撑能力是影响系统脆弱性的重要指标,其中,海洋渔业经济社会依赖程度和科技水平的提升是海南省海洋渔业生态-经济系统脆弱性的关键影响因子.

燃气-蒸汽联合循环发电系统高级(火用)经济性分析

【目的】基于(火用)经济发展而来的高级(火用)经济分析方法,能够细化拆分系统组件的经济成本,深入探究经济成本形成的内在原因。【方法】在结合高级(火用)分析的基础上,采用高级(火用)经济分析法将燃气-蒸汽联合循环发电系统中各组件的成本拆解为内源性成本、外源性成本、可避免成本和不可避免成本,并对此进行计算。【结果】在设计工况下,联合循环发电系统中燃烧室的可避免(火用)损最大,为28.41 MW,占燃烧室(火用)损的26.55%。基于计算结果,对透平提出了不同的改进措施,降低了系统内源性和外源性(火用)损。系统中(火用)耗散成本占比最大的是内源性可避免部分,底循环改进优先级最高的是高压缸,其次是低压缸。联合循环发电系统中年度化成本外源性占比为80.59%,其中外源性可避免部分占比40.04%。【结论】研究成果可为系统提供多方面能效评价角度和优化成本的改进方向。

城镇生态化视角下三峡库区人口-经济-环境(PEE)耦合协调发展

[目的]探索PEE系统的互动耦合特征,可为三峡库区城镇生态化发展提供理论支撑和量化依据。[方法]在2000—2020年三峡库区PEE系统综合评价基础上,运用耦合协调度模型、引力模型和障碍度模型对系统耦合协调度的时空演化特征、空间联系特征及主要障碍因子进行实证研究。[结果](1)2000—2020年库区PEE系统综合发展水平呈逐步上升态势;(2)研究期内系统的耦合协调度基本不变,协调等级不高,协调类型呈“西南-东北”“中部-北部”的空间特征,总体呈良性上升发展趋势;(3)邻近区域系统耦合协调度的空间相关性存在显著的正自相关,空间联系总量总体上升,空间联系强度较弱,且随着地理距离增大而逐渐减弱;(4)各因素对系统发展影响具有趋同性,经济和人口系统是主要制约子系统,而环境系统的障碍度逐年增加。[结论]库区PEE系统耦合协调发展水平总体向好,区域差异缩小,未来应重点从单一系统优化向多元系统协调出发,从系统自身与区域协同2个角度进行调整,加强政策制度调控,科学探索发展路径。