基于BP-DEMATEL的山西省冬小麦水足迹影响因素识别

针对山西省冬小麦水足迹历史演变及关键影响因素识别问题,分析了1993—2021年山西省冬小麦水足迹历史演变规律,利用BP神经网络-决策实验室(BP-DEMATEL)模型对冬小麦水足迹演变的关键影响因素进行识别,将其分为驱动型因素及特征型因素,并揭示了影响因素之间的作用机制。结果表明:1993—2021年山西省冬小麦水足迹及单位水足迹均呈下降趋势;2021年山西省冬小麦总水足迹为27亿m^(3)(蓝水占比57%),单位水足迹为1 122 m^(3)/t,与前期高点相比分别下降38%(较1994年)和21%(较1993年);气温、相对湿度和灌溉面积为冬小麦水足迹演变的关键驱动型因素,化肥施用量和农业机械总动力为关键特征型因素。

黄河流域关中平原城市群水资源利用效率与公平性评价

为提高黄河流域城市群水资源利用效率与公平性,推动黄河流域生态保护与高质量发展,以关中平原城市群为例,在采用水足迹与水行星边界方法分析水资源可持续利用水平的基础上,运用超效率SBM模型与GML指数探讨了城市群的水资源利用效率,并利用基尼系数与贡献系数评价了用水公平程度对城市群的影响。结果表明:2010—2019年,关中平原城市群水足迹、水赤字和灰水足迹分别下降了4.52%、3.62%和59.79%,水资源的不可持续性和水污染状况得到改善;水资源利用效率不高且未呈现增长趋势,技术效率与技术进步之间未实现良性互动;水资源占用相对公平,但水污染同城市发展及水资源承载能力之间的公平程度均有明显下降。

基于系统动力学模型的山东省水资源生态足迹预测

在资源环境可持续发展和生态文明建设得到重视的时代,水资源的供需均衡是衡量一个区域社会经济发展的重要因素,而与水资源有关的生态足迹相关概念被越来越多的专家和学者所采用,是一个具有关键意义的衡量指标。然而,在这方面的研究中,现有学者主要集中于现状的分析与探讨,缺乏对未来的预测。经济蓬勃、人口稠密的山东省存在由于社会经济的快速发展而导致的水资源供需紧张的问题,亟需寻求保障水资源和社会经济协调发展的可持续方案。根据水资源生态足迹模型和山东省水资源供需系统动力学模型,设计SD1 (维持现状)、SD2(发展经济)、SD3 (节约用水)和SD4 (综合开发)等情景对2022-2050年山东省水资源生态足迹和生态承载力进行预测。结果表明,2022-2050年情景SD1~SD4下山东省水资源的人均生态足迹的平均数值分别为0.408、0.447、0.319和0.412 hm^(2)/人,水资源的人均生态承载力的平均数值都为0.130 hm^(2)/人,由此导致0.278、0.317、0.189和0.282 hm^(2)/人的人均水资源生态亏损;水资源生态压力指数和水资源生态经济协调指数均值分别为3.149、3.458、2.466和3.188及1.257、1.242、1.304和1.259,山东省未来情景下水资源利用压力较大,不安全利用的状态将会持续。从水资源生态足迹的角度对4种情景进行比较,综合发展型情景SD4具有合适的评价指标,既能保证经济发展,也能减少水资源利用的不安全程度,山东省未来发展应采取此类情景,但同时要提高各行业用水效率、加强全社会节水意识,既“开源”又“节流”,才能保障水资源的可持续发展。

基于LMDI模型的湖北省农业水足迹时空分布与驱动力研究

结合水足迹理论和传统农业用水核算方法,分析2005—2020年湖北省各市州农业水足迹时空演变特征,并利用LMDI模型对农业水足迹变化量进行驱动力因素分解。结果表明:1)湖北省农业水足迹呈现先上升再下降的波动趋势;湖北省各市州农业水足迹存在明显的时空分布差异,这是自然因素和经济因素共同作用的结果。2)各驱动力对湖北省农业水足迹变化的影响程度为经济效应>技术效应>人口效应,经济效应对农业水足迹变化量的贡献值,达53.72%,技术效应和人口效应的贡献值分别为32.86%和13.42%;其中,经济效应对农业水足迹起正向驱动作用,技术效应和人口效应对农业水足迹起到反向驱动的作用。研究结论拓展了长江流域农业水足迹及驱动力分析,同时对于提高农业可持续发展、增加农业用水效率有指导意义。

长江流域水资源利用效率及影响因素研究--基于Shephard水资源距离函数

分析长江流域水资源利用效率、时空分布特征及影响因素,对于解决长江流域水资源问题和促进长江经济带发展至关重要。为科学评价长江流域水资源利用效率及空间分布差异,以2012—2020年长江流域11个省(市、自治区)为研究对象,构建Shephard水资源距离函数的随机前沿模型,对长江流域水资源利用效率及影响因素进行实证分析并探究长江流域水资源利用效率时空分异特征。研究表明:1)通过计算水足迹发现,长江流域各省水足迹消费总量趋于稳定,上游省份用水量较少,中下游省份水资源消费量较大,省际水足迹总量差异显著,农业生产是水足迹主要的来源,其次是工业用水;2)运用Shephard水资源距离函数的随机前沿模型计算长江流域水资源利用效率发现,省与省之间差异显著,空间上呈现“中游低,上下游高”的特征,并有逐年降低的趋势;2012—2020年上游省份水资源利用效率自西向东递减,中下游省份水资源利用效率在低水平上保持稳定并有降低趋势;3)选取的影响因素指标系数均通过了显著性检验,水资源禀赋的系数显著为负,表明人均水资源拥有量提高对长江流域水资源利用效率有正向促进作用;经济发展水平的系数显著为负,表明经济发展对水资源效率提升有推动作用;城镇化率的系数显著为负,表明城镇化水平越高,水资源的利用效率高,但影响程度较低;而第三产业占GDP的比重的系数显著为正,表明产业结构调整对水资源利用效率起抑制性作用。最后针对研究结果,提出以下对策建议:建立跨部门协调机制,加强水资源管理和监测;推动区域合作,加强信息共享;优化产业结构,促进可持续发展。

基于足迹家族的银川市产业可持续发展评价

为积极响应黄河流域生态保护和高质量发展先行区建设,探究银川市各产业资源开发力度及可持续发展状况,通过足迹家族计算方法量化2011—2020年银川市各产业足迹,并利用资源环境压力指数法及Tapio脱钩模型对银川市产业可持续发展状况进行评价,最后采用对数平均迪氏指数法(LMDI)对各产业驱动机制进行分析。结果表明:1)近10年银川市水足迹呈现“V”型变化趋势,2016年达到最低值1.03×106 hm^(2),水足迹主要以农业为主,占70%以上;银川市碳足迹与生态足迹呈现逐步上升趋势,工业在碳足迹与生态足迹中均占主导地位,分别占95%和85%左右。2)水资源压力指数整体呈现“V”型变化趋势,最大值与最小值相差约3倍;碳排放压力指数呈现倒“L”型变化趋势,2019年压力指数达到最大值220;生态压力指数呈现“波浪”型上升趋势,2020年压力指数接近220,表明资源环境压力在逐步上升。3)农业可持续发展评价整体表现良好,工业整体表现为较差,生活及生态产业呈现良好至差的态势。4)各产业环境承载力和足迹生产效益因素对产业发展具有促进作用,水资源消耗量、碳排放量和环境污染程度分别对农业、工业、生活及生态产业起主要抑制作用。研究表明,银川市农业足迹变化幅度不大且经济发展迅速,可持续发展趋势良好;工业资源环境压力大幅上升且经济上升缓慢,不利于可持续发展;生活及生态产业资源环境压力上升速率大于经济发展速率,可持续发展能力逐步下降。

河北省水资源可持续利用评价及影响因素分析

定量评价河北省水资源可持续利用状况及其影响因素,为该省水资源利用的可持续发展提供数据支撑。利用水资源利用与经济社会发展匹配度模型、水资源生态足迹模型和对数平均迪氏指数法(LMDI),核算了2004-2021年河北省水资源生态足迹与生态承载力。在此基础上,定量分解了影响河北省水资源生态足迹变化的因素。结果表明:(1)河北省人均GDP呈增长趋势,人均用水量在经历短暂的增长期后呈波动下降趋势,2者匹配度呈增长后下降趋势;(2)在研究期内,水资源均处于亏损状态,且亏损较严重,水资源利用压力过大,处于不可持续利用的局面,亟需采取积极的措施来扭转这一局面;(3)在水资源生态足迹变化过程中,经济效应对其促进作用最大,人口效应次之,技术效应起了抑制作用,结构效应在研究期不同年份下对其表现为促进或抑制作用。

基于灰水足迹的长江经济带耕地利用生态效率时空分异特征

长江经济带面临水生态环境污染制约下的农业发展困境,水环境约束下耕地利用生态效率的提升成为平衡耕地利用中经济效益与生态效益的关键手段,对于探索生态可持续的耕地利用模式、实现农业绿色发展具有重要意义。该研究以灰水足迹为视角,基于SBM-Undesirable模型、空间自相关分析及马尔可夫链模型探明2000—2020年长江经济带耕地利用生态效率时空格局及演变趋势。研究表明:1)长江经济带2000—2020年平均灰水足迹值呈现先增后减趋势,2015年后下降态势更为明显。在空间上呈现为“东西高,中部低”的空间分布特征,灰水足迹高值区域主要集中在粮食主产区省份。2)2000—2020年长江经济带耕地利用生态效率持续下降,效率均值处于0.5~0.8之间,存在较大提升空间。在空间上呈现高值区域多沿水系分布的特点。3)长江经济带市域耕地利用生态效率存在显著空间正相关性,以研究时段演变趋势来看,耕地利用生态效率的演进存在路径依赖,难以实现“跨越式”提升。因受到邻域背景影响,在空间上易显现出“俱乐部收敛”现象,“高-高集聚”与“低-低集聚”分布更为常见。可在农业生产重点区域采用差异化精准农业模式,需重视区域间动态协同发展,完善联防联治的面源污染防控机制,积极引导耕地利用生态效率高值区域逐步形成集中连片,同时对于耕地利用生态效率低效区提供财政与政策支持。研究结果可为各地区探索耕地利用可持续发展模式与农业生产活动中水生态环境保护提供参考依据。

基于生态足迹模型的民乐县水资源可持续利用分析

本文利用水资源生态足迹模型,以干旱少雨、经济落后的民乐县作为研究对象,从农业、工业、生活、生态4个用水账户出发,计算和分析了民乐县2015—2022年的水资源生态足迹和水资源生态承载力,并以此为基础,对水资源生态盈亏、压力指数及万元GDP水资源生态足迹值进行计算,评价分析了民乐县在此期间的水资源可持续利用状态。研究结果表明,民乐县水资源生态亏损程度严重,水资源整体上处于不可持续利用状态,安全程度极低。从计算的生态用水足迹值来看,民乐县目前的用水比例不利于生态环境的改善;由计算的万元GDP水资源生态足迹值可知,民乐县水资源利用效率不高,必须采取措施扭转目前的不利局面。分析结果可为县级层面的区域水资源利用和管理提供参考。

中国灰水和碳足迹减污降碳空间联合网络研究

当前,中国面临着污染治理与碳减排的双重挑战,减污降碳成了社会经济绿色转型的重要抓手。该文以减污降碳为背景,利用2012年和2017年多区域投入产出表,分析2012年和2017年中国30个地区间贸易产生的灰水足迹与碳排放量,并采用社会网络分析法,从网络关系的视角,对2012年和2017年省际间灰水足迹和二氧化碳空间联合网络特征进行实证分析。结果表明:(1)山东、河南和江苏等经济规模较大的地区灰水足迹和碳排放量较大,海南、青海和宁夏等经济规模较小的地区灰水足迹和二氧化碳排放较小。(2)山西和内蒙古是主要的灰水足迹和碳排放净流出区域,广东、浙江和江苏是主要的灰水足迹净流入区域,地区发展和交通因素是灰水足迹和碳排放流动差异的主要原因。(3)在2012年和2017年中国省际灰水足迹和二氧化碳的空间联合关系中,所有地区均处于空间网络中。个体特征表明,西北经济规模较小的地区以溢出效应为主,经济规模较大的地区以接收其他地区的溢出关系为主,这是产品或服务流动导致的。研究结果可为制定科学的水资源管理和碳减排政策提供依据。

河北省水资源生态足迹分析与预测

科学预测河北省未来的水资源生态足迹和生态承载力,对于区域水资源可持续利用具有重要意义。利用系统动力学(SD)法和生态足迹模型构建河北省水资源利用SD模型,设计现状延续型情景ES1、经济发展型情景ES2、节约用水型情景ES3和协调发展型情景ES4等4类不同发展情景,对现状(2006~2021年)和未来(2022~2050年)水资源生态足迹进行评价与预测。结果表明:①对于现状年份,人均水资源生态足迹呈缓慢下降趋势,人均水资源生态承载力呈波动变化,水资源处于生态赤字,表明水资源利用处于不安全状态,但水资源利用效率越来越高。②对于预测年份,4类发展情景的人均水资源生态足迹和水资源生态压力指数均呈增长趋势,水资源均处于生态赤字,并且亏损程度逐年严重。虽然万元GDP水资源生态足迹均呈下降趋势,未来的水资源利用效率越来越高,但未来水资源利用压力仍过大。③情景ES4是最适宜的情景,既能以适当的速度保证河北省未来社会经济发展,又能降低水资源生态压力。河北省在未来水资源利用过程中,需从多方面采取积极行动,以确保水资源可持续利用发展。

城市水生态足迹变化分析与模拟

本文应用生态足迹理论与方法，采用水资源与水产品消耗统计数据，对广州市1949年～1998年水生态足迹变化进行时间序列建模分析。结果显示ARIMA（2，2，2）模型能较好的拟合广州市水生态足迹变化，模型误差在5％左右。广州市1949年至1998年水生态足迹变化可划分为两个时期，1978年之前为平稳期，1978年之后呈现显著的波动上升趋势；应用ARIMA（2，2，2）预测1999年～2003年的水域生态足迹，结果分别为：0．5935hm^2，0．6562hm^2，0．7147hm^2，0．7790hm^2，0．8402hm^2，模拟结果表明广州市1999年-2003年期间的人均水域生态足迹仍呈较快上升趋势，城市发展、人口增加以及生活水平提高导致水产品需求与水资源消耗的增长是水生态足迹快速增长的主要因素。

旅游地水足迹测度模型及实证分析

水足迹真实反映了一个地区人类生活消费对水资源的占用情况,正确利用旅游地水资源是促进旅游地可持续发展的重要前提。基于G?ssling旅游地水足迹概念模型,立足实体水和虚拟水相结合的视角,从旅游地住宿、餐饮、交通、娱乐、生态5个要素构建了旅游地水足迹测度模型,并对黄山风景区进行实证分析。结果表明:1 2002~2012年间,黄山风景区旅游地水足迹总量由551.15×104m3增加到909.40×104m3,水资源占用呈不断上升趋势。2餐饮、交通、住宿、生态子足迹在水足迹总量中所占比重分别约为59.86%、25.75%、12.07%、2.32%,水足迹总量变化趋势与餐饮水足迹变化趋势大体一致。3虚拟水是景区水足迹总量的主要构成部分,年均约占总量的85.47%,以餐饮、交通为主;实体水年均约占14.53%,以住宿、生态为主。4水资源压力总指数由2002年的0.62增加到2012年的1.02,实体水压力指数由0.53上升到0.87,旅游人数不断增长是黄山风景区水资源压力逐年增大的直接原因。

我国水生态足迹研究进展

生态足迹是评价可持续性发展与利用的有效方法,为对生态足迹的水域账户予以完善,介绍了水生态足迹内涵及其账户的不同理解,从理论研究、应用、影响因子及水资源可持续利用评价指标综述了水生态足迹研究成果,指出了基础理论、计算模型、扩展应用等方面还存在不足,并对其研究未来进行了展望。

基于生态足迹模型的区域水资源生态承载力研究

将生态足迹的基本理论应用于区域水资源承载力系统研究,分别构建了区域水资源生态足迹与承载力模型及评价模型,引入了衡量水资源生态压力强度的水资源生态压力指数,以连云港市为例分析了2005～2009年水资源开发利用状况及发展趋势。

环境影响评价中人文因素作用的空间计量

辨明人文因素对环境影响作用的大小,并依此找寻发展的对策是当前可持续发展研究的核心问题之一。采用中国2000年各省(区、市)的水足迹作为环境影响测算指标,运用空间自相关模型,分析了中国2000年水足迹的空间分布特征,结果表明:中国各省市的水足迹具有明显的空间相关性,在地理上存在集聚现象。进而在传统的人文驱动因素的随机回归影响模型——STIRPAT模型的基础上,通过加入空间项构建空间滞后模型和空间误差模型,定量地检验了中国的人口数量和富裕程度等人文因素对环境的影响,结果表明:人口数量对环境影响显著,而富裕程度对其影响较小;转变传统的经济增长方式,走新型工业化道路对环境影响显著,城市化率对环境没有显著影响;在控制人口变量的基础上,现有样本数据支持倒U形的环境Kuznets曲线假说,其拐点值为10560.92元;在技术水效率方面,海南的技术水效率最高,而青海和内蒙古的技术水效率最低。

基于水足迹模型的新疆水资源承载力分析

基于新疆1999-2014年统计资料,采用自下而上的水足迹概化方法,以水资源匮乏指标、水资源压力指数和水足迹经济效益为指标分析评价了区域的水资源承载力水平。结果表明:水资源承载力各指标均呈增长趋势,且水资源匮乏指标于2014年(枯水年)增长至1.03,表明水资源严重匮乏。建议在满足生态要求和粮食安全的前提下,调整农作物种植比例,增加低耗水高产值的工业产品生产,并通过跨区域调水和贸易来缓解区域水资源承载压力。

黑龙江省水资源生态承载力计算

以生态足迹理论为基础,构建水资源生态承载力模型,收集、整理和分析黑龙江省2003-2008年水资源指标数据.计算结果表明:黑龙江省水资源生态承载力逐年减少,水资源生态足迹需求逐年增加.2008年水资源生态足迹需求达到最大,为0.3117hm2/人.分析黑龙江省水资源呈现不可持续发展的原因,并提出黑龙江省水资源科学管理和有效利用的建议.计算结果验证水资源生态足迹和生态承载力模型的科学合理性,为科学利用有限的水资源提供决策依据.

济南市1997―2014年农业水足迹及结构变化特征分析

为了研究地区农业用水总量与用水结构动态变化响应关系,深化调控农业产业结构与农业用水结构,基于水足迹理论,采用VAR(2)模型建立了脉冲响应函数以及方差分解,研究了济南市1997―2014年农业水足迹变化情况以及农业水足迹构成之间的响应关系。结果表明,济南市农业绿水、蓝水、灰水足迹呈现逐年递增趋势,其中1997―2009年为快速上升阶段,2009―2014年为平稳上升阶段;种植业水足迹与农业水足迹之间不存在黏滞性,渔业水足迹与农业水足迹之间存在负响应关系;影响济南市农业水足迹的重要因素依次为种植业水足迹、畜牧业水足迹、林业水足迹、渔业水足迹。总之,通过适当减少高耗水种植业和畜牧业生产、增加渔业产品产量、制定长期的农业用水规划,并进一步优化农业用水结构,方可实现农业水资源的可持续利用与发展。

基于水足迹的广西西江经济带生态补偿测算研究

近年来,水流域生态补偿成为社会各界持续关注的热点。流域生态环境问题不仅关系到人地和谐发展,同时还涉及解决上下游区际公平发展的问题和代际公平问题。以区域经济发展公平为视角,生态服务服务价值供给方在剔除自身消费后的生态服务剩余价值理应获得生态补偿。采用当量因子法对广西西江经济带的生态系统服务价值进行估算,利用水足迹估算出区域自身消费的生态系统服务价值,最后得出广西西江经济带存在生态价值溢出,并对当地生态补偿提出政策建议。