基于水—能源—粮食纽带关系的能源绿色效率及区域差异研究

基于水—能源—粮食纽带关系建立多维投入—产出指标体系研究能源绿色效率,包括从静态方面构建MetaSBM-DDF模型测算能源绿色全要素生产率,从动态方面构建Luenberger模型测算能源绿色全要素生产率指数(GLTFP),并分解其要素贡献和地区差异性。结果表明:产出要素的无效率是整体无效率的主要推动力,且期望产出要素的相对贡献呈下降趋势,非期望产出要素的相对贡献呈上升趋势。能源绿色全要素生产率的区域差异明显,东部沿海能源绿色全要素生产率代表最佳技术前沿,而东北地区、长江中游和西南地区是三大低值区。GLTFP年均增长率为4.5%,其中技术进步是GLTFP增长的核心动力且贡献度达121.06%,而技术效率对GLTFP增长有制约作用且贡献度年均下降0.9%,产出要素生产率变动是推动GLTFP增长的核心要素,且非期望产出要素、投入要素、期望产出要素对GLTFP增长的贡献率依次递减。

黄土高原能源富集区水—能源—粮食纽带系统安全时空耦合协调关系分析——以榆阳区为例

黄土高原能源富集区是我国重要的能源基地和粮食主产区,其水资源匮乏使区域水—能源—粮食纽带系统可持续发展面临严峻挑战。为研究黄土高原能源富集区能源、粮食与水资源之间协调发展状况,本研究以水—能源—粮食纽带系统安全为核心,通过构建水—能源—粮食纽带系统安全评价指标体系,采用TOPSIS模型和耦合协调度模型,分析了典型案例地榆林市及榆阳区水—能源—粮食纽带系统安全水平及其耦合协调关联特征。结果表明:从水—能源—粮食纽带系统耦合协调关系来看,榆林市各区县水—能源—粮食纽带系统耦合度整体较高且近年来呈现缓慢下降趋势,耦合协调度呈现“北高南低”格局且近年来表现出轻微下降趋势。从榆阳区层面来看,榆阳区水—能源—粮食纽带系统耦合度较高,耦合协调度呈现由中度协调向优质协调发展态势,水资源系统制约水—能源—粮食纽带系统安全发展,能源子系统波动性较强。为协调能源富集区水—能源—粮食纽带系统可持续发展,政府应健全跨部门协调机制,因地制宜、合理规划产业布局,同时构建节约高效的资源管理体系,提升资源使用效率。

面向可持续发展的水—能源—粮食纽带关系系统解析及其研究框架

水资源、能源、粮食安全是实现可持续发展的重要支撑,与可持续发展各目标存在紧密联系。论文基于水—能源—粮食纽带关系(WEF nexus)系统相关的理论、方法与应用等最新研究成果,根据研究对象的时空尺度,考虑系统物质、能量、信息交换,重新解析了WEF nexus系统的定义与组成、内部相互作用过程、输入与输出、影响因素;阐明了气候变化对水、能源、粮食3个子系统及其纽带关系,以及不同类别人类活动对WEF nexus系统的正面和负面影响。进一步分析了水、能源、粮食与可持续发展目标的关联性,以“研究主题—学科理论—技术方法—实践应用”为主线,提出了面向可持续发展的WEF nexus系统研究框架及其3个核心研究内容:WEF nexus系统内部纽带关系和总体状态评估、系统变化的驱动因素识别和系统的外部性影响分析。最后,针对WEF nexus系统跨学科分析的需求,基于纽带关系的理论研究与应用不足的现状、系统时空边界的多样性特点,剖析了多学科交叉与融合研究的具体思路;提出了基于纽带关系的综合性分析指标与计算方法的研究设想;指出了多尺度研究成果耦合应用的必要性和方式。研究可为WEF nexus系统的基础理论与应用实践提供新的视角,为全球与区域可持续发展目标的分析提供思路和方法借鉴。

基于SD模型的中国西南水—能源—粮食纽带系统仿真模拟

基于系统动力学构建以水资源、能源、粮食为主体,涵盖经济、社会、环境的复杂系统,以西南四省市2004—2017年数据为基础模拟2018—2030年该区域水—能源—粮食与水电生产状况,并设置四个情景进行仿真模拟,在单要素模拟基础上协同分析其水—能源—粮食三者的纽带关系。结果表明:(1)西南四省市的用水总量呈现先上升后下降趋势,2030年预计超过606亿m^(3),整体水资源压力低于30%;能源消费总量逐年递增,预计达到7.4亿t标准煤,平均单位能耗仍较高;粮食生产量稳步增长到7900万t,但人均粮食产量仍低于全国平均水平;水力发电总量在保持现有的开发速度,预计超过1.5万亿k W·h,为2018年的2.2倍。(2)水—能源—粮食纽带关系呈协同优化趋势,三者资源利用效率明显提升,推动社会经济与生态环境呈良性发展态势。(3)通过对四种情景进行权衡协同分析,建议选择情景四即综合节约与水能发展,有助于当地经济与生态可持续发展。

干旱区水—能源—粮食纽带系统协同演化——以中国西北地区为例

水、能源、粮食是人类社会发展的基本保障,三者之间的紧密联系成为近年来国内外学者关注的重点。通过对水—能源—粮食纽带系统协同演化机制的探究,能更好地厘清三者之间的相互关系,对实现社会高质量发展具有重要意义。基于自组织理论,从水、能源、粮食三个角度构建理论模型,运用哈肯模型分阶段地对中国西北地区水—能源—粮食纽带系统协同发展的演化机制进行探究,并在此基础上分析水—能源—粮食纽带系统协同得分的时空分异规律。结果表明:(1)2000—2010年间,中国西北地区水—能源—粮食纽带系统协同演化的序参量是水资源子系统,其主导着整个系统的演化方向,而能源子系统、粮食子系统处于从属地位。在协同得分的时空变化规律上,西北五省区协同得分整体呈上升趋势,但各地区得分差距较大。(2)2011—2018年间,中国西北地区水—能源—粮食纽带系统协同演化的序参量是水资源子系统和能源子系统,两者共同主导着水—能源—粮食纽带系统的协同演化,粮食子系统则处于从属地位。在协同得分的时空变化规律上,西北五省区协同得分仍保持平稳上升趋势,省际间得分差距明显缩小。

黄河流域“水——能源——粮食”纽带系统的耦合协调及时空分异

以2000—2020年黄河流域9个省、自治区为研究对象,在厘清"水—能源—粮食"纽带系统耦合机制基础上,构建"水—能源—粮食"纽带系统的质量评价体系,运用耦合协调度模型和空间相关分析探讨三者耦合协调的时空特征及其空间联系,研究发现,黄河流域"水—能源—粮食"纽带系统的综合评价指数上升趋势明显,并处于中等发展水平阶段,其空间分布与区域资源禀赋具有高度一致性;黄河流域"水—能源—粮食"纽带系统以初级—中级协调为主,呈现出稳定的上升态势,并且具有显著的空间分异性,各省呈现出明显的非同步发展特征,总体上表现为"上游地区>中游地区>下游地区";黄河流域"水—能源—粮食"纽带系统耦合协调度具有典型的"阶段突变"特征。以2010年为分界线,2010年以前黄河流域"水—能源—粮食"纽带系统的空间集聚不稳定,呈现正负分化明显的波动特征;2010年以后黄河流域"水—能源—粮食"纽带系统的空间集聚程度不断增强;黄河流域"水—能源—粮食"纽带系统的耦合协调正在从区域离散向区域集聚发生转变,且表现为"高—高"区域、"低—低"区域明显的两极分化趋势。