基于基尼系数和锡尔指数的中国水足迹强度时空差异变化格局

水足迹可以衡量人类对水资源的真实占有量,而水足迹强度则表征了人类对水资源的利用效率水平。在计算出1997-2007年中国各地区水足迹的基础上,借助于基尼系数和锡尔指数计算方法,探索分析中国近11a水足迹强度发展的空间格局变化规律。结果表明:中国水足迹强度整体呈下降趋势,水资源利用效率有所提高,但是区域发展不平衡;水足迹强度区域总差异经历了"先增大后缩小"的过程,中东西三大地带空间发展呈先极化后趋同的态势,南北区差异总体有所缩小;对水足迹强度区域内部差异贡献份额南方大于北方、东部大于中西部;促使空间差异格局变化的主要因素为区域发展策略、经济发展水平和市场发育程度等;另外,发现中国水污染足迹强度区域差异极化现象非常严重,说明随经济的发展部分地区水污染问题很严峻。最后针对发现的问题提出了协调我国经济发展与水资源利用的相应建议。

中国省际水足迹强度收敛的空间计量分析

计算了1997—2010年中国31个省市的水足迹强度,整体呈现明显下降趋势;运用全局Moran's I指数探讨中国各省市水足迹强度空间自相关模式,发现1997—2010年水足迹强度显示出全局正的自相关,自相关程度逐年增大。基于省际水足迹强度的面板数据,空间计量收敛分析结果表明中国各省市水足迹强度存在绝对β收敛,空间因素在水足迹强度收敛过程中起到重要作用。在考虑了空间效应情况下,收敛时间明显延长。通过条件β收敛检验,人均GDP、人均水足迹、工业水足迹强度、教育经费比重、外商直接投资、市场化程度均在不同程度上影响着水足迹强度收敛。在标准条件β收敛模型中人均GDP和工业水足迹强度分别正向和负向显著影响水足迹强度的收敛,而在空间滞后模型和空间误差模型中的条件β收敛中只有人均水足迹负向显著影响水足迹强度的收敛。最后对中国水资源利用效率健康发展提出了相应的政策建议。

辽宁省水足迹强度差异及空间关联格局分析

基于辽宁省14个城市的水足迹面板数据,计算2004—2013年辽宁各城市的水足迹和水足迹强度,辽宁省水足迹强度明显下降,各城市间水足迹强度存在很大差异。采用核密度估计模型、基尼系数、锡尔指数分析人均水足迹和水足迹强度的动态演变规律,辽宁省水足迹强度差异在不断缩小且有收敛趋势。空间自相关检验发现,辽宁省水足迹强度存在显著空间自相关关系,高高集聚区域主要分布在辽宁省经济欠发达的城市,如阜新、朝阳、葫芦岛;低低集聚区域主要集中在辽宁省经济水平相对发达的城市,如大连、鞍山、盘锦;辽宁省水足迹强度存在显著空间效应,其中人均水足迹对水足迹强度的影响最大。

基于ESDA的流域水足迹强度时空格局特征解析

水足迹强度是表征水资源利用效率的指标,识别流域水足迹强度时空分布格局,并重点管理水资源低效利用区是实现流域水资源合理配置的最有效手段。文章基于ESDA对辽河流域水足迹强度时空格局特征进行解析,并据此对该水流域进行分区管理。结果表明:在时间序列上,辽河流域水足迹强度整体呈下降趋势,从1995年的2,931.65 m3/万元低至2012年的288.15m3/万元,年降幅为5.30%,水资源利用效率明显提高;在空间尺度上,区间发展并不平衡,呈中部高,东西部低的地理分布特征,且空间二元结构逐渐明显;在今后的水资源分区管理过程中,不但应重点治理水资源低效利用区,还应该发挥显著区水流域对周边地区的辐射带动作用,以达到整个水流域水资源利用效率最大化。

基于水足迹强度的江苏省水资源利用效率分析

水足迹强度是可以量化水资源利用效率的指标,文章在计算江苏省水足迹的基础上,选取6项水足迹强度指标,分部门比较各地市水资源利用效率的差异,并基于ESDA研究水足迹强度的空间自相关性,构建空间集聚图。研究表明:2002~2014年江苏省各市水足迹总体呈现上升趋势,水资源压力增大;总体上苏南和苏北地区的农业水足迹强度都偏高,农业水资源利用效率低;苏南地区工业产值高但耗水量大,因此工业水足迹强度也偏高;苏北地区的灰水足迹强度偏高,水资源压力较大;江苏省水足迹强度具有不断增强的全局自相关性,地市出现集聚现象,不同地市的集聚分布也日益明显;大部分苏北地区属于高高集聚并且向外扩张,低低集聚主要分布在苏南地区。研究结果为政府部门分析地市间水资源利用效率差异,制定高效的水资源利用政策等提供依据。

中国省际灰水足迹强度的空间收敛性研究

水环境质量差和水生态受损严重问题备受各界关注,分析各地区水污染排放强度是构建中国特色水安全保障体系、实施最严格水资源管理制度的前提.根据Hoekstra和Chapagain提出的污染物吸纳理论,测算了2001—2014年中国31个省级行政区的灰水足迹,借助于探索性空间数据分析(Exploratory Spatial Data Analysis,ESDA)方法探讨了各地区灰水足迹强度的空间自相关特征强度,建立空间计量收敛模型,在空间效应视角下验证灰水足迹强度存在绝对和条件β收敛.结果显示:(1)2001—2014年中国灰水足迹强度存在较强的空间正自相关性和空间分布不均衡性;(2)灰水足迹强度存在绝对β收敛,基于空间效应设定,存在一定的空间绝对β收敛、条件β收敛;(3)在空间滞后和误差模型下,人均用水量每下降1%,灰水足迹强度增长速度将分别下降0.002 5%和0.002 7%,水资源总量和对外开放程度均不显著负向影响灰水足迹强度的增长速度.

中国水足迹强度时空格局演变与驱动因素分析

文章基于水足迹理论测度了2002—2014年中国31个省(市、自治区)水足迹强度,运用空间计量经济学方法对中国水足迹强度时空格局演变特征进行解析,在此基础上分析水足迹强度驱动因素的空间效应情况。研究结果表明:中国水足迹强度具有较强的空间相关性,存在空间集聚特征;水足迹强度空间集聚具有跃迁性,多以Ⅵ型为主,水足迹强度空间结构具有一定的路径依赖特征;地区国民生产总值、环保投资比重、科技进步指数等因素对降低中国省际水足迹强度起积极作用,城镇化率、灌溉面积、市场化指数则会增加水足迹强度。

黑龙江省“粮食作物水足迹强度”空间关联格局及影响因素研究

为提高农业生产用水效率,促进环境与经济的协调可持续发展,以粮食生产“虚拟水”与“农业总产值”比值定义“粮食作物水足迹强度”这一指标。通过FAO推荐的标准彭曼公式测算黑龙江省(1988—2017年)粮食水足迹,应用探索性空间数据分析(ESDA)方法分析其空间关联格局,采用空间杜宾模型(SDM)对影响因素分解。结果表明:(1)近30年来黑龙江省水资源利用效率有所提高,整体“粮食作物水足迹强度”值约下降88.55%;(2)相邻地区该指标值呈相对集聚状态,由高低聚集区(H-L)逐渐向低高聚集区(L-H)转移;(3)农业机械总动力、化肥施用量、教育水平对整体农业生产用水效率的提高有正向影响,而人均GDP、有效灌溉面积则有反向作用,未来黑龙江省农业生产应对这几种要素重点关注。

时空视角下京津冀农业灰水足迹强度与效率分析

基于灰水足迹理论和Hoekstra的灰水足迹核算方法,构建农业灰水足迹强度与效率评价指数,利用京津冀2000―2016年农业生产数据,测算农业灰水足迹强度与效率,分析其时空格局变化的特征,在此基础上探讨区域农业生产结构的调整和农业面源污染的治理。结果表明:(1) 2004年以来,京津冀农业灰水足迹由2.50×10^(10)m^(3)降至2016年的1.89×10^(10)m^(3),降幅达24.4%。(2)京津冀农业灰水足迹强度由2004年的3 744.71m^(3)/hm^(2)下降至2016年的2 652.79m^(3)/hm^(2),下降了29.16%。2012年后,石家庄市、廊坊市、邢台市、衡水市和沧州市的农业面源污染程度下降更为明显。(3)京津冀农业灰水足迹效率由2000年的6.56元/m3上升到2016年的10.27元/m3,提高了56.55%。2012―2016年农业相对发达地区数量有所增加而相对不发达地区数量略有下降。为此,缩减畜禽养殖业规模、提高其排泄物的循环利用程度以及化肥施用的减量增效应成为政策关注的重点。

基于ESDA方法的黄河流域水足迹强度及空间关联分析

文章以黄河流域8个省(自治区)为研究对象,以水足迹强度为测度指标,分析黄河流域各省水足迹分布及其区域特征,运用探索性空间数据分析(ESDA)方法进行全局和局部空间自相关性分析,对黄河流域水资源利用效率和区域间空间格局差异和原因进行分析。结果发现,黄河流域多数省份存在水资源短缺问题,宁夏、甘肃、内蒙古、河南均具有较高的水足迹强度,单位产出消耗的水足迹较大;黄河流域整体不具有明显的空间自相关性,但是中上游地区具有一定的局部自相关性。

中国水足迹强度区域差异的空间分析

水资源是人类生产生活不可或缺的基础性资源。水足迹是在虚拟水的基础上应运而生的,是当前水资源领域的研究热点之一。水足迹强度是一个反映水资源利用效率的指标,它为水资源的利用评价提供了一个全新的思路。通过构建水足迹模型和水足迹强度模型,测算出2004~2013年我国主要省份的水足迹及水足迹强度,其中水足迹包括农畜产品水足迹、工业产品水足迹、水污染足迹、生活和生态水足迹,并在此基础上对我国各区域的水足迹强度进行对比分析。研究结果表明,我国区域的水足迹呈现出波动上升的趋势,水足迹强度整体上呈现出下降趋势,但区域差异较为明显,其中中南地区的水足迹强度最大,西北地区的水足迹强度最小。我国各省份的水足迹强度在时空条件下不是呈现出平均地分布,其也受到邻近区域的影响。此外还基于探索性数据分析(ESDA)的方法,使用Moran’s I系数和局部空间自相关指数(LISA)来进行我国区域水足迹强度的全局及局部空间自相关分析。全局Moran’s I指数表明,我国各省份的水足迹强度在研究期间内都呈现出正的相关性。通过局部空间自相关分析辨别出了我国水足迹强度的"热点"区域和"冷点"区域。

中国省际水足迹强度的空间网络结构及其成因研究

中国水资源短缺的问题已经成为制约经济与社会可持续发展的主要瓶颈,提高水资源利用效率势在必行。文章基于中国31个省份2005—2015年水足迹强度数据,从社会网络的视角对水足迹强度的空间关联结构特征进行研究。结果发现:在样本考察期内,水足迹强度空间网络关联的紧密程度不断提高,同时,网络结构稳定性也在逐步增强。中国水足迹强度空间溢出存在着明显的梯度关系,板块一和板块二扮演"受益者"角色,板块三和板块四扮演着"贡献者"角色。地理位置、经济水平、产业结构、外商投资规模等因素影响着水足迹强度空间关联关系。

基于ESDA的中国省际水足迹强度的空间关联格局分析

水足迹强度是一个反映水的利用效率的指标,论文在对1995—2009年中国31个省(市、区)水足迹计算的基础上(因资料所限,未考虑香港、澳门和台湾地区),利用探索性空间数据分析(ESDA)对15 a来各地区水足迹强度空间分布格局以及演变态势进行了分析和探讨。结果表明:①中国水足迹强度整体呈现明显的下降趋势,说明水资源的利用效率明显提高,但是区域发展并不平衡;②从全局空间分异来看,中国各地区水足迹强度呈现出正的空间相关性特征,存在着空间集聚特征,即水足迹强度高的地区相互邻接,强度低的地区相互邻接;③从局部空间分异来看,空间正相关模式(LL集聚和HH集聚)所占比例很大,且在研究年份内逐渐增加,反映出水足迹强度的LL集聚和HH集聚变得越来越显著。LL集聚主要分布在东部沿海一带,在空间上有明显的向周边扩散的趋势;HH集聚主要分布在西部地区,在空间分布上较稳定。

基于空间效应的中国省际经济增长与水足迹强度收敛关系分析

基于1997-2010年中国31个省市的水足迹强度的计算,本文分析水足迹强度差异与劳均GDP差异之间的关系,使用面板数据模型对各省市劳均GDP差异收敛性和水足迹强度差异收敛性进行实证估计。研究显示:①1997-2010年中国各省市水足迹强度呈现出下降的趋势,中国水资源的利用效率在明显提高;②中国各省市劳均GDP存在β收敛,在空间滞后效应和空间误差效应假定下,劳均GDP收敛速度变慢;③中国各省市水足迹强度是收敛的,随着各地区劳均GDP差异的缩小,水足迹强度差异也在缩小,但收敛速度慢于劳均GDP的收敛速度;④在空间滞后效应和空间误差效应假定下,水足迹强度下降速度和劳均GDP增长速度的差异在缩小。

中国水足迹强度空间关联格局及影响因素分析

水资源短缺已成为制约经济社会发展的重要因素,科学审视水资源利用现状、探索水资源可持续发展的有效动力具有重要的理论和现实意义。基于水足迹视角分别测算2006-2015年中国31个省域的水足迹强度,利用探索性空间数据分析(ESDA)对其时空格局演变特征进行解析,考虑到该方法空间描述的粗略性,通过引入时空跃迁测度法进行细化,并借助空间杜宾模型探讨其影响因素。结果表明:中国水足迹强度空间集聚效应显著且具有跃迁性,但主要以类型Ⅵ为主,其空间结构具有一定的路径依赖特征;人口数量仍然是当前中国水足迹强度的一个主要驱动因子,而城镇化率和对外开放程度则对降低水足迹强度起积极作用;中国水足迹强度存在"倒N型"的Kuznets曲线,且大部分省份水足迹强度处于第一个拐点与第二个拐点之间,北京、天津、上海等区域已越过第二个拐点,处于水足迹强度下降阶段,而部分西部欠发达地区仍未跨越第一个拐点。

山东省地市灰水足迹测度与空间格局分析

灰水足迹是可以量化水污染的指标,在计算山东省灰水足迹和分析水质污染程度的基础上,基于ESDA研究各市灰水足迹强度的全局、局部空间自相关性,构建灰水足迹强度的空间集聚图,衡量经济增长下的水环境负效应。研究表明:2001-2014年山东省各市的灰水足迹总体上呈现下降趋势,水污染压力逐年降低;山东省各市灰水足迹承载指数偏大,说明水质污染严重,并且区域间的污染程度差异大;山东省各市的灰水足迹强度不断下降,说明经济发展对水污染的影响减小,水环境负效应减轻;山东省灰水足迹强度具有不断增强的全局自相关性,各个市出现集聚现象,不同地市的集聚分布也日益明显;山东省西部地区稳定属于高高集聚,低低集聚主要分布在东部地区,并不断向外扩展。研究结果为政府部门评价水污染状况、制定有关水污染控制和水生态文明防护的政策提供依据。

灰水足迹测度下长三角地区水质与经济发展关系

在传统测算标准下加入"磷"污染因子,对2005—2017年长三角地区各省市不同部门的灰水足迹进行计算,并用回归模型验证各省市灰水足迹与地区生产总值的关系,探寻经济与水资源协调发展的模式。不同于传统认定的总氮和化学需氧量为农业灰水足迹中最主要的污染因子,近年来磷元素成为长三角地区农业灰水足迹中的主要污染源。2005—2017年江苏省、浙江省、安徽省的灰水足迹都呈现先减少后增加再减少的趋势,上海市则持续降低。长三角地区整体水质上升,水资源利用效率有所提高。上海市水质和经济发展的关系曲线呈下降态势,江苏省和安徽省呈"倒N型",浙江省较符合"倒U型"。通过对长三角地区各省市的灰水足迹时空格局与经济发展关系分析,为以后制定差别化的区域水污染治理对策提供参考。

面向SDGs的塔里木河流域农业灰水足迹分析

塔里木河流域地处西北干旱区是新疆重要的农牧资源交错带,研究该流域农业面源污染对促进流域农业绿色可持续发展具有重要意义。本文在灰水足迹理论的基础上,引入中国可持续发展评价指标,计算2006—2020年塔里木河流域农业灰水足迹、农业灰水足迹强度和农业灰水足迹效率,基于SDGs可持续发展框架分析其时空格局变化特征。结果表明:(1)2006年以来,塔里木河流域农业灰水足迹整体处于下降趋势,由2006年的6.95×10^(10)m^(3)(最高值)降至2017年的3.96×10^(10)m^(3)(最低值),畜牧业灰水足迹在流域农业灰水足迹中年均占比为91.3%,是流域农业灰水足迹的主要来源。喀什地区对流域农业灰水足迹贡献率最高。(2)塔里木河流域农业灰水足迹强度由2006年的4.48×10^(4)m^(3)·hm^(-2)下降至2017年的1.68×10^(4)m^(3)·hm^(-2),下降幅度为62.5%。2012年后,和田地区、喀什地区与克州农业面源污染下降幅度较为明显。(3)塔里木河流域农业灰水足迹效率由2006年的0.6元·m^(-3)上升为2019年4.03元·m^(-3)。2012—2020年塔里木河流域农业灰水足迹效率有一定程度的提升,不发达地区数量有所下降。为此,推进农区农牧耦合发展,调整畜禽养殖结构,提高畜禽粪便的资源化是塔里木河流域水环境改善关注的重点。

黑龙江省农业水足迹时空分布及用水效率分析

黑龙江省是我国粮食主产区,农业用水占全省总用水量75%,农业用水效率提升对实现黑龙江省水资源高效利用具有重要现实意义。文章运用水足迹理论计算并分析黑龙江省2000~2017年农业水足迹(其中2003~2015年为连续12年粮食增产期),并结合水足迹强度分析黑龙江省各地区农业用水效率。结果表明,黑龙江省13个地级市农业水足迹在空间分布上差异显著,呈北高南低、西高东低趋势;农业蓝水足迹明显低于绿水足迹,农业对绿水依赖程度更高;黑龙江省农业水足迹强度偏高,但农业用水效率较低;黑龙江省农业水足迹具有不断增强的全局自相关性,各地区有集聚现象,并有扩张趋势。研究结果为黑龙江省农业用水效率差异分析、制定有效农业生产用水政策提供可靠的理论依据。

黑龙江省水足迹时空分布规律及空间均衡分析

利用水足迹理论,量化2000—2018年黑龙江省13个地级市的不同类型水足迹,分析其时空演变规律,并结合空间均衡分析研究了各地区水足迹的差异性。结果表明:2000—2018年黑龙江省总水足迹呈波动上升趋势,但灰水足迹一直下降,2018年人均灰水足迹为300.7 m^(3);水足迹空间分布不均匀,水足迹富足和水足迹匮乏同时存在,整体上呈现出北低南高、东低西高的趋势;研究时段内,黑龙江省人均灰水足迹和人均水足迹的空间分布较为均匀,其总体空间均衡度超过0.6;水足迹强度、工业蓝水足迹和生态环境蓝水足迹的空间分布存在较大差异;水足迹的总体空间均衡度在逐渐上升,但最大值不超过0.6,区域分布仍有较大差异。