高质量发展视角下京津冀地区WEF系统综合评价研究

为综合评价京津冀地区的高质量发展水平,从创新、协调、绿色、开放、共享等5个维度构建高质量发展评价指标体系,采用熵值-变异系数综合赋权法计算指标权重,利用线性加权法构建综合评价指数模型测度京津冀地区WEF系统高质量发展的水平,并基于灰色关联度模型探究影响WEF系统高质量发展的关键因子与维度。结果表明:2011—2021年京津冀地区WEF系统综合评价指数呈现上升趋势,空间尺度上3个省市的均值排序为北京市>河北省>天津市;京津冀地区WEF系统各维度指数表现出不同的时空特征,其中共享维度表现出下降趋势,创新维度的空间差异性最显著;粮食产量、生活耗能占比、万元GDP耗能量、生活用水量占比、第三产业耗能占比等指标是影响WEF系统高质量发展的关键因子,协调与共享是影响WEF系统高质量发展的关键维度,本研究可为区域资源高水平管理提供科学的理论依据。

水-能源-粮食系统耦合协调的动态演化与空间特征分析——以河北省为例

水、能源和粮食三大资源系统紧密关联,具有重要的纽带关系,三者的耦合协调发展关系国家资源战略安全与可持续发展。为探究高耗能地区水-能源-粮食(Water-Energy-Food,WEF)系统耦合协调发展水平,设计了包含三层24个指标的综合评价体系;结合熵值法和层次分析法优化指标权重,基于耦合协调模型和空间探索性分析对河北省WEF系统的耦合协调度的变动趋势和空间分布特征进行测算;从时间维度对比分析系统整体和子系统的发展特征,从空间维度对河北省11个城市的耦合协调度进行空间自相关检验,探索空间集聚模式。研究结果表明:河北省WEF系统综合评价指数在区间0.42~0.58内小幅度,增长缓慢且长期处于中等发展水平,WEF系统整体及两两子系统的耦合度值接近1,说明子系统间高度耦合;系统整体的耦合协调度在0.64~0.73区间内水平波动,WEF系统正由初级协调发展阶段向中级协调发展阶段过渡,水粮系统的耦合协调水平最高已进入高度协调阶段,水能系统和能粮系统耦合协调发展水平较为落后;在耦合协调度的空间分布上,河北省东北地区为低低集聚,中部地区为低高集聚或高高集聚,其余大部分城市的耦合协调度未呈现显著的空间集聚特征,其空间分布具有随机性,说明除了地理空间距离,WEF系统耦合协调度还受到各城市的产业结构特征和自身资源优势等因素的影响。

水-能源-粮食系统下水资源利用与经济增长脱钩研究——以河北省为例

以河北省水-能源-粮食(WEF)系统作为切入点,基于系统水足迹模型和脱钩评价模型研究水资源利用与经济增长的脱钩态势,并对脱钩状态划分等级,最后通过扩展的LMDI模型把脱钩驱动因素分为5种脱钩因子,探讨脱钩因子对脱钩状态造成的影响。结果表明:在2011-2020年间,河北省水资源紧缺程度较高,水资源利用效率逐年提升;WEF系统下水资源利用与经济增长脱钩态势良好,能源子系统比粮食子系统的脱钩情况好;用水强度因子和耕地面积因子为负向脱钩因子,足迹结构因子、规模经济因子和人口耕地密度因子为正向脱钩因子。

城市水-能源-粮食纽带系统资源流动过程风险分析

对城市水-能源-粮食(water-energy-foodnexus,WEF)纽带系统资源流动过程风险进行了评估,为城市资源科学管理提供重要支撑。以贵州省贵阳市为研究对象,将城市资源代谢流动划分供应、过程、需求和汇集等阶段,通过量化代谢过程需求阶段与过程阶段的需求强度,研究WEF纽带系统在工业、商业、居民及农业等多部门资源流动风险。研究结果表明:①2018年贵阳市WEF纽带系统各类资源需求强度均较高,是城市代谢资源流动风险主要影响因素,过程阶段关联需求则相对较低;②需求阶段居民生活与工业生产的粮食需求风险最高(分别为106.02、99.68),粮食流动总风险非常高(230.66),安全问题突出;水资源与能源流动风险较低;③需求阶段风险越高,关联需求风险也越高,城市资源流动需求强度不仅与资源需求风险相关,还与资源关联需求风险相关。因此,采取提高耕地单位面积粮食与畜牧产量及进口粮食,以缓解总供给量严重不足的安全问题;增加地表蓄水的水库、湖泊等面积,预防干旱发生时地表水供给不足风险;加强工业废水与污水处理与回收,降低水资源浪费;以产业结构、基础设施和生活方式为出发点,对水、能源和粮食资源间进行权衡与协同等措施,是降低城市WEF纽带系统资源流动风险等重要措施。

基于Copula函数的水-能源-粮食共生安全风险概率

水、能源和粮食是人类赖以生存和发展的重要资源,三者之间的交互关系被称为水-能源-粮食纽带关系(Water-Energy-Food nexus,WEF nexus)。基于共生理论,以稳定性(Stability,S)、协调性(Coordination,C)和可持续性(Sustainability,E)指数评价辽宁省WEF系统协同安全水平,采用Copula函数计算其联合风险率分析不同组合的风险。结果表明:2000—2018年辽宁省WEF系统联合风险率(S≤0.4,C≤0.4,E≤0.4)为0.16,极不安全概率(S≤0.2,C≤0.2,E≤0.2)为0.06,协同安全水平指数为0.33~0.65,由不安全转向较安全状态,说明辽宁省WEF系统发生风险的概率较小、协同安全水平逐渐被改善。此外,S-C、S-E和C-E联合风险率分别为0.26、0.17、0.18,且随WEF系统稳定性和可持续性任一指数增加,协调性风险率(C≤0.4)可达60%~70%,说明辽宁省WEF系统协调性安全有待加强,尤其是农业用水效率的提高和能源消费模式的转变。