Evaluation of Water Resources Carrying Capacity in Gansu Section of Yellow River Basin Based on Fuzzy Comprehensive Evaluation Model

As a basic natural resource and strategic economic resource,the development and utilization of water resources is an important issue related to the national economy and people's livelihood.How to scientifically evaluate the water resources carrying capacity is the premise to improve the regional water resources carrying capacity and ensure the regional water security.The Gansu section of the Yellow River basin is an important water conservation and recharge area.Whether the water resources in this area can ensure the normal operation of the ecosystem and whether it can carry the sustainable development of social economy is the key to realize the high-quality development of the Yellow River basin.In this study,from the three dimensions of water consumption per capita,water consumption of 10000 yuan GDP and ecological water use rate,by constructing the evaluation index system and index grading standard of water resources carrying capacity,the fuzzy comprehensive evaluation model was used to evaluate the water resources carrying capacity of Gansu section of the Yellow River Basin,in order to provide theoretical decision-making basis for the comprehensive development,utilization and planning management of water resources in Gansu section of the Yellow River basin and even the whole basin,and help the high-quality development of the Yellow River basin.

黄河流域(山东段)工业用地错配时空格局与应对策略

以黄河流域(山东段)9个设区市所辖77个区县为研究单元,利用2011—2020年山东省供地信息库中的工业用地供应数据,以及同期工业经济统计数据,分析黄河流域(山东段)工业用地供应与工业利润总额时空变化特征,通过空间错配指数分析工业用地错配时空格局,并从科学配置、存量挖潜、提质增效和层级协同4个方面提出应对策略。研究对于实现黄河流域(山东段)土地资源高效利用与聚集区域高质量发展具有重要意义。

黄河流域山东段国土空间格局演变及驱动因素研究

以黄河流域山东段为研究区,结合2000—2020年土地利用数据和社会经济统计数据,从规模特征、动态变化和分布特征等方面对国土空间时空演变格局进行多维度定量分析,并采用地理探测器探析其驱动因素。结果表明:(1)规模特征方面,除乡村生活空间规模相对稳定外,其他各类国土空间增减特征显著;(2)动态变化方面,不同国土空间类型间的动态变化差异明显,且各区县单元综合动态度呈现东北高、西南低、中部突出的特征;(3)分布特征方面,各国土空间面积变化具有显著的空间集聚特征,这一特征在2010—2020年相对减弱;(4)驱动因素方面,研究区国土空间面积变化受到地形地貌、水热状况、区位情况以及社会经济等多种因素的共同影响,自然环境因素是国土空间格局演变的重要地理基础,社会经济发展则发挥着关键的推动作用。

黄河流域(山东段)村镇聚落文化景观基因识别指标体系构建

黄河流域(山东段)村镇聚落孕育了丰富独特的文化景观,建立识别指标体系对其文化景观基因进行挖掘整理,对在黄河流域生态保护和高质量发展战略背景下赓续传统文化具有重要意义。结合景观基因理论的研究成果和对国家有关政策法规文件的剖析,在历史景观视角下对黄河流域(山东段)的村镇聚落开展深入的文化景观田野调查、典籍研究等,提出具有针对性的文化景观基因识别指标体系构建逻辑,通过“识别对象—识别因子—识别指标”解析出13项识别因子、40项识别指标,为黄河流域村镇聚落文化景观识别全覆盖提供新的思路与方法。

甘肃黄河流域土壤保持服务数据集(2001-2015年)

甘肃黄河流域是一个生态问题和发展问题交织在一起的自然-社会-经济复合生态系统,其生态系统土壤保持服务是防止水土流失和推动高质量发展的重要保障。使用归一化植被指数、土地利用产品MCD12Q1、降水数据、数字高程模型数据和土壤数据库HWSD v1.1,运用修正通用土壤流失方程RUSLE,计算得到了甘肃黄河流域的土壤保持服务年度数据集。该数据集,空间范围为33°6′29″N-40°0′6″N、97°23′38″E-108°42′38″E,时间跨度为2001-2015年,可为制定土壤保持服务措施提供科学依据,也为评估生态安全和构建生态安全格局提供重要数据支撑。实体数据集获取网址为http://www.ncdc.ac.cn/portal/metadata/a918f7ed-5988-44ea-80ad-ee14acab89aa.

变化环境下黄河流域内蒙古段植被与水文要素的时空协同演变

为了探明我国干旱和半干旱区植被和水的时空演变规律,通过集成多源卫星遥感观测数据、再分析数据集与模型模拟数据,得到了黄河流域内蒙古段的降水、蒸散发、径流、表层土壤含水率、陆地总水储量变化信息,解析了2003—2018年不同土地利用类型区植被与水资源的时空演变特征,探讨了植被与各水文要素之间的相互作用规律。结果表明:黄河流域内蒙古段东部森林植被覆盖度的提升促使蒸散发增加,年均蒸散发量和径流量之和较降水量高16.5 mm,导致土壤水和地下水储量下降;农田年平均净灌溉耗水量为101.3~108.9 mm,并因农田植被覆盖度逐年增大而增加;虽然草地区域年均蒸散发和径流量之和低于降水量,但草地植被覆盖度的持续增大导致水分盈余量显著降低,草地的耗水正接近其生态水文阈值;陆地总水储量等效水高以(7.5±1.9)mm/a的速率下降,区域地下水呈现亏缺趋势;降水的年际波动对植被覆盖度和蒸散发的影响逐渐减弱,对森林表层土壤含水率变化的影响也逐渐减弱。

黄河流域(山东段)生态环境与农业耦合协调和高质量发展提升策略

运用熵权-TOPSIS法、耦合协调度模型评价黄河流域(山东段)23个区县2010年、2015年和2020年的生态环境与农业高质量发展耦合协调水平,并根据评价结果,从规划体系完善、区县级国土空间规划编制和机制体制建设3个方面提出黄河流域(山东段)生态环境与农业高质量发展规划提升策略。

基于三维生态足迹的渭河流域甘肃段可持续发展综合评价与影响因素分析

渭河流域生态系统的稳定和可持续发展是实现黄河流域保护和高质量发展战略的关键。本研究以渭河流域甘肃段为研究对象,采用生态足迹理论和改进的三维生态足迹模型,评估了2005—2020年期间该区域的生态安全状况及其变化趋势。基于此,对渭河流域的生态可持续性以及资源供需平衡进行了综合评价。结果表明,该时段内,渭河流域甘肃段的生态足迹、生态承载力和生态赤字均呈增长趋势,其中生态足迹的增速超过了生态承载力的增速,导致生态赤字持续增加,反映出该地区资源供给不足以满足需求。生态足迹分析的广度与深度均有所增加,反映出该区域存量资本被过度利用,且耕地、林地和建设用地对资源流量的占用水平上升,而水域和草地的占用水平下降。此外,生态足迹的变化受多种因素驱动,包括自然环境、经济增长和社会发展等,其中建成区面积、城镇化率、人均GDP和各产业产值与之正相关。研究还发现,区域土地的生态可持续性已从基本平衡转变为轻度不可持续状态,并且有进一步恶化的趋势。适度人口比例实际人口的比例下降,人口增长空间减小,使得生态可持续性难以稳定保障。本研究为黄河流域保护和高质量发展战略提供了科学依据。

基于熵权TOPSIS的黄河流域甘肃段水资源承载力评价

为评价黄河流域甘肃段水资源承载力,以黄河流域甘肃段4个二级分区为研究对象,初选20个评价指标,利用信息敏感性和相关性分析法剔除敏感性较低和相关性较高的7个指标,最终确定13个评价指标。从系统角度将指标分为水资源、社会、经济、生态环境4个子系统,利用熵权法与TOPSIS模型结合的方法计算综合得分,并利用障碍因子诊断模型分析4个二级分区的水资源承载力障碍因子。结果表明:空间维度上,黄河流域甘肃段水资源承载力存在空间差异性,龙羊峡以上分区水资源承载力最高,龙羊峡—兰州分区与兰州—河口镇分区水资源承载力次之,龙门—三门峡分区水资源承载力最低;时间维度上,除龙羊峡以上分区外其余3个二级分区水资源承载力均有缓慢上升趋势;人均水资源量、产水模数、人均供水量、人口密度、城镇化率及生态环境用水率是影响黄河流域甘肃段水资源承载力的主要障碍因子,建议优化水资源配置、调整用水结构、促使经济发展与水资源承载力相匹配等,以提升及保持黄河流域甘肃段水资源承载力。

黄河流域甘肃段生态敏感性评价研究——以广河县为例

为探究适用于黄河流域甘肃段生态环境的保护理论与方法,解决该区域生态环境保护与社会经济发展的矛盾问题,选取适合黄河流域甘肃段生态敏感性评价因子,利用层次分析法和GIS空间分析方法,定量评价广河县生态敏感性,并选取GDP、人均GDP、人口密度等6项社会经济指标,结合耦合度模型和耦合协调度模型,分别探究生态敏感性与其的耦合协调关系。研究表明:(1)水体、土壤可蚀性、植被覆盖与土地利用类型对广河县生态敏感性影响较强烈。(2)生态敏感性子系统与各社会经济指标子系统呈现出较强的空间相关性,互相依存关系明显,耦合度水平均处于较高状态。(3)耦合协调度研究中生态敏感性子系统与人均GDP、矿产资源指标子系统处于协调发展状态,生态敏感性子系统与GDP、人口密度、工业指标与养殖业指标子系统处于拮抗发展状态。研究生态敏感性与社会经济发展的相关性,为该区域提供差异化的发展与保护协调路径,并为同类型区域提供借鉴。

黄河流域甘肃段生态福利绩效评价及影响因素

文章基于超效率SBM模型、面板Tobit模型等方法,对黄河流域甘肃段的生态福利绩效进行测度,并分析其影响因素。研究结果表明:2010—2020年,黄河流域甘肃段生态福利绩效呈逐年上升趋势,地区间差异变大;除天水市外,全要素生产率水平均超过1,并随时间呈“M”型波动,其中低技术效率制约着天水市全要素生产率提升;人口密度、城镇化水平和年平均温度是影响黄河流域甘肃段生态福利绩效提升的主要因素,其中城镇化水平、年平均气温起正向作用,而人口密度则起负向影响,其他因素如降水量、教育支出、公路里程数等影响不显著。

渭河流域甘肃段生态脆弱性时空演变分析

为及时了解渭河流域生态环境状况并客观掌握其时空变化特征,本研究以渭河流域甘肃段为研究区域,选取生态敏感性-生态适应性-生态暴露度(VSD)概念模型,构建渭河流域甘肃段生态脆弱性评价指标体系,以栅格为基础评价单元,结合空间主成分分析和地理探测器等方法对2005~2020年渭河流域甘肃段生态脆弱性进行评价。结果表明:(1)渭河流域甘肃段生态脆弱性以中度脆弱性为主,脆弱性程度由东南地区向西北地区逐渐增加;(2) 2005~2020年生态脆弱性综合指数分别为2.83、2.75、2.62、2.51,呈逐渐减小的趋势;(3)微度脆弱区以林地为主,轻度脆弱区以林地、草地和耕地为主,中度脆弱区和重度脆弱区以耕地和草地为主,极度脆弱区逐渐转为以城市居民点和工矿用地、未利用地为主。总体上,2005~2020年渭河流域甘肃段生态脆弱程度有所下降,生态环境质量朝好转趋势发展。

黄河流域甘肃段城镇经济空间结构特征演变及动因探析

[目的]在黄河流域生态保护和高质量发展成为重大国家战略、黄河流域甘肃段作为甘肃省国土空间格局优化主体的时代背景下,从经济视角探索区域城镇空间结构的内在属性以提高黄河流域甘肃段总体发展水平。[方法]借助引力模型、区位商指数及地理探测器分别从城镇经济联系网络结构、城镇竞争优势结构、产业集聚结构3个方面对黄河流域甘肃段城镇经济空间结构的演变特征、动因进行探讨。[结果]区域经济联系网络水平和城镇竞争优势水平均逐步提升,其结构由单中心簇型向多中心簇型演进,第一产业集聚结构经历了“全局型结构—穿孔型结构”演变过程,第二产业集聚结构为穿孔型结构,且该结构逐步增强,第三产业集聚结构经历了“穿孔型结构—局部型结构—穿孔型结构”的演变过程;黄河流域甘肃段城镇竞争优势与地方政府财政收入关系密切,相应产业产值占比越高产业发展越集聚,此外受生态保护、供给侧结构性改革的影响,已经开始走去工业化及工业转型道路,固定资产投资和政府财政支出在发展第二产业上的投入占比将下降。

黄河流域上游生态环境-经济发展-城镇化耦合协调发展--以甘肃段为例

以黄河流域甘肃段为例,运用耦合协调发展模型、ArcGIS软件、灰色关联度模型对2010—2020年生态环境、经济发展、城镇化三者耦合协调发展的时空格局及其驱动因素进行研究.结果表明,黄河流域甘肃段生态环境-经济发展-城镇化系统评价值总体呈上升趋势,城镇化和生态环境系统评价值呈持续上升特征,经济发展系统评价值出现波动下降趋势;黄河流域甘肃段各市(州)耦合度呈上升态势并达到较高水平,协调度总体不高,初级协调是主要类型,各市(州)协调度在空间上呈现出“西高东低”的分布态势;生态环境、经济发展、城镇化耦合协调发展的驱动因素影响力从强到弱依次为政府能力、经济发展水平、水资源、产业结构、科技投入、对外开放程度.

1970~2020年黄河流域菏泽段LUCC时空演化及驱动力分析

利用ArcGIS提取LUCC类型,采用LUCC动态度、LUCC转移矩阵和驱动因素主成分分析法,对研究区域1970~2020年LUCC的时空变化特征及驱动因素进行分析研究.结果表明:单一LUCC自大到小为耕地、建设用地、水域、林地、草地和未利用土地,建设用地动态度为正值,呈增加趋势,各类用地间互相转化活跃;经济加速发展、城镇化进程的加快,产业结构调整和居民生活水平提高,是驱使LUCC结构发生变化的主要因素.

基于驱动力-压力-状态-响应模型的黄河流域甘肃段生态系统健康评价

基于驱动力-压力-状态-响应(DPSR)模型和熵权-变异系数综合赋权法对2010—2020年黄河流域甘肃段57个区(县)生态系统健康进行评价,分析各流域及各区(县)生态系统健康等级时空演变及障碍因子,有助于发现生态系统问题并提出合理的管理恢复策略。结果表明,2010—2020年黄河流域甘肃段生态系统健康状况整体显著提升,2013—2016年生态系统健康状况较差,2016年后健康状况得到明显改善。黄河干流流域1健康程度较高且健康值变化幅度最大,洮河流域健康状况改善较大,其余流域健康程度低且健康值涨幅较小。在整体准则层层面,黄河流域甘肃段驱动力、压力指数波动增长,状态与响应指数持续上升,表明2010—2020年黄河流域甘肃段生态系统健康状况得到稳定改善。人口增长、人均水资源量、建设用地比例和工业固体废物综合利用率等是影响黄河流域甘肃段生态系统健康等级变化的主要因素。优化土地利用、促进人口均衡分布、推动水资源均衡分配以及加强生态环境保护与修复是促进黄河流域甘肃段绿色发展与生态屏障建设的有效措施。

黄河流域自然保护地空间格局演变与影响因素研究——以青甘宁片区为例

自然保护地空间格局及影响因素的研究对于构建黄河流域以国家公园为主体的自然保护地体系具有现实意义。以黄河流域青甘宁片区国家级自然保护地为案例地,基于2003-2021年306个自然保护地点数据,借助ArcGIS 10.8空间分析工具,运用核密度分析、标准差椭圆等方法,从类型、密度等方面,对研究区域内自然保护地空间分布的时空格局进行研究;运用空间分析、相关性分析和地理探测器对影响因素进行探讨。结果表明,1)青甘宁黄河流域自然保护地空间结构类型为凝聚型和随机型;2)从分布密度上看,呈现出以省会及重点城市为核心,以黄河为轴的点状集聚与线状扩张并存的演变态势;3)自然保护地空间格局方向分布变化不显著,方向与黄河在该区域的流向一致;4)影响流域自然保护地空间分布的因素依次为社会因素(0.6260)>自然因素(0.5797)>经济因素(0.5413),影响因素存在双因子增强和非线性增强。社会因素成为首要因素与青甘宁地区的自然人文环境密切相关,影响因素在共同作用下最终形成了自然保护地空间格局。

1982—2020年黄河流域(河南段)NDVI动态演变及其与气候变化响应研究

基于GIMMS NDVI3g和MODIS NDVI数据,利用一元线性回归模型,本文构建了1982—2020年黄河流域(河南段)GIMMS-MODIS NDVI数据集;在此基础上,结合Sen趋势、Mann-Kendall(M-K)及偏相关分析等方法探究了黄河流域(河南段)NDVI时空演变及其对气候因子的响应。结果表明:(1)重构的GIMMS MODIS NDVI和GIMMS NDVI拟合效果较好,其R^(2)达到了0.8799(P<0.01),二者的月均值直方图差值在[-0.02,0.02]之间的占比高达81.47%;(2)1982—2020年黄河流域(河南段)年和春、夏、秋、冬四季NDVI值均呈现波动增加的趋势,其增加速率分别为0.0018 a^(-1)(P<0.01)、0.0027 a^(-1)(P<0.01)、0.0006 a^(-1)(P<0.1)、0.0013 a^(-1)(P<0.01)和0.0024 a^(-1)(P<0.01);空间上,该流域年和春、夏、秋、冬四季NDVI显著增加的面积占比分别为76.62%、76.62%、33.64%、57.19%和77.16%,显著下降的区域主要位于流域中南部地区;(3)1982—2020年黄河流域(河南段)年均气温呈现显著增加的趋势(slope=0.0377℃·a^(-1),P<0.01)。从季节变化来看,春季和秋季的平均气温增加速率最快,降水的变化在年及其春、夏、秋、冬四季变化均不显著;(4)1982—2020年黄河流域(河南段)年、春季及其冬季NDVI变化主要受到气温控制,夏季NDVI变化主要受降水影响;从空间分布来看,年、春季和冬季NDVI与气温呈显著相关的站点比例分别为82.14%、50%和75%,春季、夏季和秋季NDVI与降水呈显著正相关的站点比例分别为3.57%、14.29%和3.57%,主要零星分布在流域的中部地区。

生态系统服务权衡及其影响因素——以黄河流域山西段为例

黄河流域山西段是重要的生态屏障区,明晰生态系统服务权衡/协同强度的时空格局,对生态保护及经济协调发展具有重要意义。本文基于生态系统服务和权衡的综合评估模型(Integrated Valuation of Ecosystem Services and Tradeoffs,InVEST)量化生态系统服务供给量和需求量,通过均方根偏差(Root Mean Square Deviation,RMSD)量化生态系统服务权衡强度,利用结构方程模型(Structural Equation Model,SEM)分析权衡强度的驱动因素。结果表明:(1)2000—2020年产水(Water Yield,WY)和土壤保持服务(Soil Conservation,SC)、产水和固碳服务(Carbon Sequestration,CS)供给权衡强度呈上升趋势,产水和土壤保持服务、产水和固碳服务需求协同强度呈下降趋势。(2)除产水服务在2020年供给—需求权衡强度大于0,2000—2020年产水、土壤保持和固碳服务的供给—需求权衡强度均小于0。(3)生态系统服务权衡/协同强度主要受自然因素影响,蒸散发对产水和土壤保持服务、产水和固碳服务供给权衡具有促进作用,对产水服务供给—需求权衡具有抑制作用;草地面积占比对产水和固碳服务供给权衡及产水和土壤保持服务需求协同具有抑制作用,对固碳服务供给—需求权衡具有促进作用;降水对产水和固碳服务需求协同及土壤保持服务供给—需求权衡具有抑制作用,对产水服务供给—需求权衡具有促进作用。(4)社会经济因素对生态系统服务权衡/协同强度具有次要作用,人口密度对产水和土壤保持服务需求协同具有促进作用,而对产水服务供给—需求权衡及固碳服务供给—需求权衡具有抑制作用。因此,在制定流域综合管理决策时应考虑生态系统服务权衡/协同强度的空间特征和驱动因素的差异性。

黄河流域焦作段越冬水鸟调查及多样性研究

为了掌握黄河流域焦作段越冬水鸟的物种组成与多样性状况,更好地保护鸟类多样性,采用样线法和样点法在两个越冬季对黄河流域焦作段湿地的四个区域(孟州市、武陟县、温县、白墙水库)进行冬季水鸟调查。共记录水鸟8目12科50种18445只,其中雁形目1科29种、鸊鷉目1科2种、鸨形目1科1种、鹤形目2科2种、鸻形目3科8种、鹳形目1科1种、鲣鸟目1科1种和鹈形目2科6种。国家Ⅰ级、Ⅱ级重点保护野生动物分别为3种和9种。黄河流域焦作段越冬水鸟Simpson多样性指数为0.871,Shannon-Wiener指数为2.378,Pielou均匀度指数为0.608,Margalef指数为4.989。不同区域水鸟物种多样性指数排序为温县湿地>孟州市湿地>武陟县湿地>白墙水库湿地,Pielou均匀度指数排序为温县湿地>武陟县湿地>白墙水库湿地>孟州市湿地。四个区域的越冬水鸟物种多样性和均匀度指数2022年数据均略高于2021年数据。不同区域越冬水鸟区系分布与居留类型也有一定的差别。