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)水资源与其他自然资源耦合协调关系研究

本文基于黄河流域(甘肃段)2009、2012、2015、2018、2021年57个县级行政区面板数据,利用耦合协调度模型测算并分析了水资源与耕地、园地、林地、草地、湿地的耦合协调关系及时空演变规律。结果表明:①研究期内黄河流域(甘肃段)水资源与耕地、园地、林地、草地、湿地的两两耦合协调关系呈不同发展规律与空间分异特征。总体上,水资源与草地、耕地、园地的耦合协调度相对较高,与林地、湿地的耦合协调度相对较低。②水资源与耕园林草湿整体上呈耦合、协调发展趋势,在空间上呈东北低、西南高的分布特征,在时间变化上未有明显波动。③研究时段内未出现明显的高耦合-高协调演化趋势,表明黄河流域(甘肃段)各类自然资源空间分布和数量分布不均衡,未来应重视设计差异化的自然资源协调发展路径,引导各类自然资源向更有序、协调的方向发展。

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.

近20 a黄河流域甘肃段用水变化分析

基于黄河流域甘肃段用水数据,采用线性趋势拟合、Mann-Kendall突变检验等方法,分析2001-2020年用水现状及用水演变特征.结果表明,2001-2020年黄河流域甘肃段年平均用水总量约4.22×10^(9)m^(3),以年均1.17%呈减少趋势,2014年后呈快速下降趋势.农业为第一大用水部门,工业为第二大用水部门,其他依次为居民生活、生态、城镇公共用水.约占80%的农业用水总量年均减少0.28%;约占10%的工业用水总量年均减少5.6%;共计约占10%的居民生活、生态、城镇公共用水年均分别增长0.87%、13.73%、4.88%.工业用水及农村居民用水变化是用水总量减少的主要因素.

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。

熵权法和TOPSIS模型协同下的黄河流域(甘肃段)水资源承载力时空变化分析

本文基于2009、2012、2015、2018、2021年统计、国土调查和影像数据,采用熵权法和TOPSIS模型协同分析黄河流域(甘肃段)57个县级行政区的水资源承载力水平。结果表明:(1)2009—2021年,黄河流域(甘肃段)水资源子系统、社会经济子系统和生态环境子系统等级低和较低的县级行政区数量明显减少,等级高和较高的数量增加;(2)黄河流域(甘肃段)水资源承载力为不理想的区域集中位于陇中及陇东,水资源承载力为中等理想、较理想和理想的区域集中在玛曲、碌曲、卓尼及夏河县等甘南高原区域;(3)研究时期内,黄河流域(甘肃段)大部分区域水资源承载力为稳定或提高,这也反映了近20年环境治理成效显著,水源涵养能力与水资源综合利用效率稳步提升。

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。

黄河流域甘肃段NDVI时空变化及其影响因素分析

研究植被NDVI时空变化及影响因素,对生态监测及植被恢复具有重要意义。本文基于NDVI和气候数据,使用线性趋势分析、Hurst指数、相关分析及残差分析对2000—2018年黄河流域甘肃段NDVI时空变化进行分析,并研究其对气候和人类活动的响应。研究结果表明:1)NDVI自西南向东北逐渐降低,19a NDVI在时空上整体呈增加且弱持续性趋势,速率为0.08/10 a,增加区域占96.82%,弱持续性区域占90.2%;2)NDVI在气候和人类活动共同影响下变化,NDVI与气候整体以正相关为主,与降水的相关性强于气温,且人类活动影响以促进作用为主。

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。

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。

基于PSR模型的黄河流域甘肃段生态系统健康评价及预测

[目的]开展黄河流域甘肃段生态系统健康水平评价研究,为该流域生态保护与高质量发展提供理论参考与决策依据。[方法]基于2011—2021年面板数据,采用PSR模型构建黄河流域甘肃段生态系统健康评价指标体系,运用熵值法、综合指数法和GM-ARIMA预测模型,对该流域生态系统健康水平进行综合评价和预测。[结果](1)2011—2021年,各市/州生态系统健康综合指数整体呈现上升趋势。具体来看,甘南州黄河重要水源补给生态功能区生态系统健康等级为“劣等”;临夏州生态系统健康等级由“劣等”向“差等”转变。在黄土高原区,兰州市生态系统健康等级由“中等”提升至“良好”,而天水市、定西市和平凉市生态系统健康等级从“劣等”转变为“差等”;白银市和庆阳市的生态系统健康等级仍处于“劣等”。在风沙综合防治区,武威市的生态系统健康等级为“劣等”;(2)2022—2031年,生态环境综合指数预测结果呈上升趋势,但生态系统健康等级没有发生明显变化。[结论]黄河流域甘肃段生态系统健康水平整体不高,当前的生态保护和环境改善措施尚未完全解决该地区生态环境面临的挑战,未来需要进一步加强监管和管理,提高该地区生态系统的健康水平。

黄河流域甘肃段水生态安全驱动力分析及动态演变

构建基于W-SENCE(以水为主线的经济-社会-自然复合生态系统)视阈下的流域水生态安全评价指标体系,利用2003—2022年黄河流域甘肃段统计数据,运用熵权-TOPSIS法、M-K分析法、ARIMA模型,剖析黄河流域甘肃段水生态安全的驱动力和动态演变趋势。结果表明:(1)径污比、水库调蓄能力、林牧渔用水量占比、农田灌溉用水量占比是流域水生态安全的主要驱动因子,社会子系统和生态子系统是水生态安全的关键驱动因素。(2)从空间差异来看,黄河流域甘肃段水生态安全状况整体较差(<Ⅲ级),上游始终好于下游,兰州至河口是重点调控区。(3)从动态演变来看,水生态安全状况2013年左右发生突变,此后呈好转态势,龙羊峡至兰州段是关注重点。(4)2023—2034年,水生态安全状况稳中有进,水生态安全风险中下游>中上游,兰州至河口是重点调控区。

近20年黄河流域甘肃段植被覆盖度变化与驱动因素分析

黄河流域甘肃段作为我国重要水源涵养区和北方防沙带建设区,掌握其植被变化及驱动力对流域生态保护和高质量发展具有重要意义。基于2001—2022年MODIS NDVI数据集,利用像元二分法、变异系数、趋势分析法、Hurst指数和地理探测器,分析了近20年来黄河流域甘肃段植被变化趋势及驱动力。结果表明:2001—2022年黄河流域甘肃段FVC在波动中呈上升趋势,植被生长呈向好趋势。近20年间黄河流域甘肃段近1/2区域具有相对高-高波动性,主要集中分布在流域北部的黄土高原区,中波动性、相对低-低波动性主要分布在甘南高原区和陇南山地等区域。黄河流域甘肃段大部分地区植被呈改善趋势,少部分区域表现为退化,未来植被变化将呈反持续性。驱动力分析表明降水量、植被类型和土壤类型对黄河流域甘肃段植被覆盖起主导作用。

黄河流域甘肃段旅游产业与经济增长协调度评价及优化

基于耦合协调度模型和灰色关联分析法,对黄河流域甘肃段旅游产业与经济增长协调发展程度及影响因素进行了实证分析.结果显示,兰州、天水2市实现了旅游产业与经济增长协调发展,其余市(州)均呈现不同程度的失调现象;兰州、天水、平凉、定西、临夏、甘南等6市(州)属于经济增长相对滞后型,而白银、武威、庆阳等3市则属于旅游产业相对滞后型;乡村旅游示范村数、旅游接待人数、民用汽车拥有量对旅游产业发展制约最为突出,第三产业产值、一般公共预算收入、社会消费品零售总额对经济增长的影响排在最前列.

甘肃省黄河流域土壤侵蚀及其驱动机制

[目的]量化甘肃省黄河流域土壤侵蚀并探究其驱动机制,旨在为该区域水土流失治理和水土资源保护提供科学依据和方法参考。[方法]基于修正的土壤流失方程(RUSLE)模型对1980—2020年甘肃省黄河流域土壤侵蚀进行量化,使用Theil-Sen斜率方法分析了土壤侵蚀的年际变化,通过空间统计方法分析了不同下垫面的土壤侵蚀强度和分布规律,采用地理探测器探究了土壤侵蚀的驱动因子。[结果](1)1980—2020年,甘肃省黄河流域土壤侵蚀模数(A)均值为37.38 t/(hm^(2)·a),中度及以下侵蚀占全域面积70%,其中甘南以微度侵蚀为主,A值呈减小趋势;陇中和陇东以轻度和中度侵蚀为主,A值呈增加趋势。(2)全域农田A值最高且侵蚀总量最大,沼泽类湿地A值最低,密林地侵蚀总量最小;受分布面积影响,甘南草地土壤侵蚀量较显著,陇中和陇东农耕区侵蚀量最大;高侵蚀模数主要发生在海拔1000 m以下和10°~20°坡度区间。(3)甘南和陇东地区坡度对A值的作用最为显著,陇中地区土壤的作用更大;域内土壤侵蚀影响因子呈多元性,因子交互的解释力强于单因子;侵蚀高风险区域主要位于丰水、陡坡和植被稀疏地区。[结论]因区域气候和下垫面条件相异,土壤侵蚀发生的原因不尽相同;甘肃省黄河流域陇中、陇东地区存在较为严峻的土壤侵蚀问题,农田和低覆草地是该区水土流失治理的重点关注区域。

甘肃黄河流域文化高质量发展路径研究

黄河文化在中国传统文化中占有极其特殊的重要地位.本文运用实证研究的方法,梳理甘肃黄河流域文化的优势,总结其发展过程中存在的劣势和不足.通过与黄河全流域文化的扼要对比,提出具体发展路径:加强顶层设计,提升各界协同;完善基础建设,提升文旅融合;增强宣传推广,打造文化品牌等.这些措施对挖掘和发扬甘肃黄河文化具有承前启后的意义和价值.

基于“活力-组织力-恢复力-贡献力”框架的甘肃省黄河流域生态安全格局构建

甘肃省黄河流域位于黄河流域的上游,是我国重要的生态安全屏障。构建生态安全格局有助于保护和恢复区域生物多样性,维护生态系统结构和过程的完整性,最终实现对区域生态环境的持续改善。基于“活力-组织力-恢复力-贡献力”框架开展甘肃省黄河流域生态系统健康和生态安全评价,识别生态源地和生态廊道,并构建甘肃省黄河流域生态安全格局。结果表明:(1)甘肃省黄河流域较健康和亚健康状态的面积较大,健康状态的面积最小;(2)生态安全状况总体呈现“北低南高”的分布特征,以较低安全和中度安全为主,较高安全和高度安全面积较小;(3)识别出的生态源地共30块、总面积为8 807.99 km2,生态廊道51条、总长度为3 155.83 km;(4)基于生态系统健康和生态系统安全评价结果,以及生态源地、生态廊道识别结果,构建了甘肃省黄河流域“四屏七区多组团”的生态安全格局。

基于熵权TOPSIS法的黄河流域甘肃段旅游业高质量发展评价研究

依据新发展理念,从创新、协调、绿色、开放、共享五大维度构建旅游业高质量发展评价指标体系,采用熵权TOPSIS法对黄河流域甘肃段旅游业高质量发展水平进行实证研究。结果表明:旅游业高质量发展水平在时间演变上呈现发展不均衡特征,兰州市、天水市旅游业高质量发展水平优势明显,其余市州旅游业高质量发展水平较低;旅游业高质量发展水平在空间演变上表现为总体上升态势,但整体水平不高;旅游业高质量发展主要受开放程度、创新投入和共享水平影响较大。为推动区域旅游业高质量协同发展,必须重视顶层设计,加大科技创新投入,提升入境旅游质量。

黄河流域甘肃段生态保护和高质量发展的现实问题与推进路径

黄河流域甘肃段是黄河上游重要的水源涵养区和水土流失治理区,在黄河流域生态保护和高质量发展国家战略中的地位十分重要。当前,水资源供需紧张、生态环境脆弱、发展不平衡不充分、创新支撑不足等问题仍是黄河流域甘肃段生态保护和高质量发展的关键制约因素。在梳理学界研究成果的基础上,采用文献调查法,聚焦解决现实问题和迎接挑战,遵循保护和发展协同的理念,从强化水资源保护和利用、构建现代产业体系、促进城乡融合发展、保护传承黄河文化、健全体制机制等方面探讨了黄河流域甘肃段生态保护和高质量发展的有效推进路径,提出要以提高水源涵养能力、推进流域和水土流失综合治理、强化水资源集约节约利用为重点促进水生态环境修复,以科技创新为支撑构建现代产业体系,促进城乡融合,推动经济社会协调发展和民生福祉改善,以文化保护传承和文化、旅游融合发展提升流域发展内涵,以法治和生态补偿、统筹协调等制度建设支撑生态保护和高质量发展。

黄河流域甘青段生境质量时空特征及其地形梯度效应

区域生境质量是生态系统服务功能和生态系统健康程度的重要体现,明确不同地形梯度下黄河流域甘青段生境质量变化量的增益减损,对该地区经济发展和生态保护的“双赢”政策具有重大意义。本研究运用InVEST模型评估了1990、2000、2010年和2020年黄河流域甘青段生境质量的时空变化以及不同地形梯度下生境质量的增益减损情况。结果表明:1990、2000、2010、2020年黄河流域甘青段年均生境质量指数分别为0.775、0.774、0.774、0.778,呈先小幅下降继而显著上升趋势,空间上呈“东西增强、中部减弱”的态势,且增益面积大于减损面积。1990、2000、2010、2020年区域生境退化度指数分别为0.01514、0.01523、0.01524、0.01478,呈先小幅上升继而明显下降的趋势,空间上表现为生境退化区面积高于生境优化区面积,退化区集中在甘肃省。黄河流域甘青段生境质量总体表现为在地形梯度最低等级(Ⅰ级)时最差,最高等级(Ⅴ级)时最好,其中高程为Ⅲ级时最高,坡度为Ⅳ级时最高。除高程外,黄河流域甘青段生境质量在各地形梯度下总体表现为Ⅰ级时增益最优,Ⅴ级时减损最大,其中在坡度Ⅴ级时处于完全减损状态。生境质量的时空特征及地形梯度效应可为黄河流域甘青段生态保护政策的制定和生态修复工程的实施提供科学依据。