Safety Evaluation of Water Environment Carrying Capacity of Five Cities in Ningxia Based on Ecological Footprint of Water Resources

[Objectives]To make safety evaluation of water environment carrying capacity of five cities in Ningxia based on ecological footprint of water resources.[Methods]With the help of the grey relational model,15 indicators were selected from the natural,economic,and social aspects,and the most influential factors in the three fields were selected.Based on the concept of ecological priority,the water resources carrying capacity of the five cities in Ningxia from 2010 to 2019 was calculated with the help of the water resources ecological footprint model.Then,the indicators of the water resources ecological footprint model were coupled with the existing indicators to establish a comprehensive evaluation indicator system.Finally,the changes of the water environment carrying capacity of the five cities in Ningxia were analyzed with the help of the principal component analysis(PCA).[Results]The ecological pressure of water resources and the ecological deficit of water resources in the five cities were relatively large.Specifically,Yinchuan City had the most obvious deficit of water resources but good carrying capacity;Zhongwei City had a large ecological deficit of water resources,poor carrying capacity,and the largest ecological pressure index of water resources;Guyuan City had low water resources ecological deficit,water resources ecological carrying capacity and water resources ecological pressure index.[Conclusions]Through the analysis of the coupling indicator system,it can be seen that the water environment carrying capacity of the five cities is in an upward trend,indicating that the water environment in each region tends to become better.

Research on Sustainable Utilization of Water Resource in Binzhou City by Ecological Footprint

Sustainable utilization state of water resource in Binzhou City was studied by ecological footprint. Results showed that the per capita eco- logical footprints of living water, producing water and ecological water were respectively 0.071, 1. 105 and 0.032 hm^2/person. The total per capita ecological footprint was 1.208 hm^2/person, and the total per capita ecological carrying capacity was 1.357 hm^2/person. The per capita ecological surplus of water resource was 0.149 8 hm^2/person. It illustrated that the development and utilization of water resource in Binzhou City were overall sustainable.

Evaluation of Environmental Carrying Capacity of Water Resources in Jiangxi Province

In order to quantitatively evaluate the sustainable development status of water resources in Jiangxi Province, the dynamic changes in ecological footprint, carrying capacity and load index of water resources in Jiangxi Province during 2009-2013 were analyzed according to the primary principle and calculation model of ecological footprint. The results showed that in Jiangxi Province during 2009- 2013, the water resources ecological footprint per capita was relatively low; the wa- ter resources utilization level was relatively low; the overall development potential of water resources was great; the water resources ecological carrying capacity per capita and ecological footprint per capita were trended to be increased overall. The changes in water resources ecological footprint are closely related to the social and economic development. Therefore, the industrial structure should be fully adjusted, and the water resources should be scheduled and utilized reasonably so as to pro- mote the protection of water resources and sustainable development of society and economic in Jiangxi Province.

基于水资源生态足迹法的佛山市水资源可持续利用评价

为定量分析水资源压力大小,研究佛山市水资源可持续利用状况,基于水资源生态足迹及水资源承载力模型,分析佛山市2011—2020年人均水资源生态足迹和水资源生态承载能力的时间变化及空间差异,并用4项水资源可持续利用评价指标进行评价。结果表明:佛山市人均水资源生态足迹、人均水资源生态承载力、万元GDP水资源生态足迹总体呈下降趋势,水资源开发利用整体处于安全状态,但降水量较少时面临的水资源可持续发展压力较大;各区人均水资源生态足迹、人均水资源生态承载力分布差异较大,部分区出现水资源生态赤字,主要与自然环境、产业结构、用水组成、人口密度等有关。建议结合水资源分布与利用状况,大力推进区域协调发展,进一步提高用水效率,以实现水资源可持续利用。

基于水资源生态足迹的沿海11个省级行政区水资源可持续利用分析

基于水资源生态足迹模型,对中国沿海11个省级行政区2005—2020年水资源生态足迹、水资源生态承载力及水资源可持续利用进行分析。结果表明:①水资源生态足迹与水环境生态足迹变化趋势相似,总体呈“W”型变化轨迹,水环境生态足迹占比为3类水资源生态足迹账户中最高,表明水环境生态足迹是水资源生态足迹的主要产源;②4类淡水生态足迹中,农业用水生态足迹占总淡水生态足迹的比重最高,农业用水生态足迹远高于工业、生活和生态用水生态足迹(除上海外),表明农业用水生态足迹是淡水生态足迹的主要贡献类型;③受自然因素和社会因素的影响,水资源生态承载力波动明显,呈南高北低的分布格局;④水资源整体上处于生态赤字状态,仅广西在研究期内一直为水资源生态盈余,水资源负载指数呈增长趋势且整体在II级以上,表明水资源利用程度高,潜力小,开发利用较困难,万元GDP水资源生态足迹呈下降趋势,水资源利用效率不断提升,水资源可持续利用具有一定潜力。

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。

中国四大城市群水资源生态足迹比较

城市群的可持续发展是国家经济社会发展和实现人与自然和谐共生的重要基础,而水资源成为制约城市群发展的关键因素。为推进城市群水资源科学利用,基于水资源生态足迹理论,利用中国四大城市群(京津冀、长三角、珠三角和成渝城市群)2012~2021年水资源和社会经济发展相关数据,对比分析了地区水资源可持续利用状况。结果表明:①四大城市群10 a来人均水资源、人均生产用水生态足迹呈下降趋势,人均生活、人均生态用水生态足迹呈上升趋势。3种用水生态足迹中,人均生产用水生态足迹占比超过50%,人均生态用水生态足迹占比不足20%。②长三角城市群人均水资源及人均生产用水生态足迹最高,京津冀城市群最低;2015年后成渝城市群的人均水资源、人均生产用水及人均生活用水生态足迹均超过珠三角城市群。③京津冀城市群人均水资源承载力远远低于其他城市群,而人均水资源压力指数及人均生产、生活、生态用水压力指数远远高于其他城市群;2017年后成渝城市群的人均水资源承载力超过珠三角城市群。④研究年份内京津冀城市群均处于生态赤字状态;珠三角、成渝城市群水资源为生态盈余状态,长三角城市群总体为生态盈余状态。⑤随着水资源利用效率的提高,所有城市群万元GDP水资源生态足迹整体呈下降趋势。研究成果可为城市群科学利用水资源、推动城市群绿色均衡发展提供参考。

沱江流域水资源生态安全状况分析

为研究沱江流域水资源可持续利用状况,采用水生态足迹模型计算流域2010—2021年的水资源生态足迹和水资源生态承载力。通过二者的差值水资源生态盈亏指数,对沱江流域内各市近12年的水资源可持续发展状况分析;通过水资源生态压力指数,对沱江流域各市水资源受压迫程度分析。分析结果如下:①沱江流域内水资源生态状况日益改善,至2021年流域内各市水资源生态均处于盈余状态,水资源压力指数均>1,表明流域内各市水资源处于安全状态;②流域内农业水资源生态足迹是总水资源生态足迹主要贡献者;③流域内各市水资源安全状况各异,其中内江市水资源生态压力最大,泸州市水资源丰富有更多合理开发利用的空间。

黄河流域城市群水资源利用与经济发展脱钩关系研究

黄河流域最大的矛盾是水资源短缺,如何科学揭示大尺度缺水型流域城市群水资源利用与经济发展之间的脱钩关系,是黄河生态保护和高质量发展的重大战略管理需求,也是水科学与经济学交叉学科的研究难点.本文发展了基于三维水资源生态足迹和Tapio弹性指数的耦合脱钩模型方法,辨识黄河流域城市群2010-2020年水资源生态足迹时空变化格局及其水资源可持续利用水平,从广度和深度多个维度定量揭示了黄河流域城市群水资源利用与经济发展的脱钩状态.结果表明:(1)2010-2020年黄河流域兰西城市群具有最大的水资源生态足迹广度和最小的水资源生态足迹深度,平均值分别为570.73×10^(4)hm^(2)和1.25;宁夏沿黄城市群则具有最小的水资源生态足迹广度和最大的水资源生态足迹深度,平均值分别为2.01×10^(4)hm^(2)和567.05.(2)黄河流域水资源可持续利用水平最强的是山东半岛城市群,相对较低的是宁夏沿黄城市群.(3)水资源生态足迹广度与GDP发生强脱钩和扩张性负脱钩的比例分别为49.68%和36.13%,水资源生态足迹深度与GDP发生强脱钩和扩张性负脱钩的比例分别为41.29%和34.03%,二者均未达到最佳脱钩状态.研究显示,为提升黄河流域水资源可持续利用水平,水资源生态足迹广度与GDP弱脱钩、水资源生态足迹深度与GDP强脱钩是最佳状态.

基于能值-生态足迹的贵州高原典型喀斯特区域水资源可持续评价研究

【目的】深入剖析喀斯特地区水资源利用问题,从自然资源供应与需求关系辨析水资源利用状况,以期为喀斯特地区水资源高效开发利用与可持续发展提供科学依据和有益参考。【方法】生态足迹模型是生态经济学中测量人类社会资源消耗的经典方法,基于能量流的能值生态足迹模型是该领域研究的最新成果。本研究选取贵州高原典型喀斯特区域—南明河流域为研究对象,基于2010—2020年南明河流域的用水量、供水量等数据,运用能值水资源生态足迹模型系统地分析了南明河流域2010—2020年的水生态足迹、水生态承载力、水生态赤字和生态压力等变化情况。【结果】①2010—2020年,南明河流域水资源能值生态足迹年均值为1.080 hm^(2)/人,水资源能值生态承载力年均值为0.562 hm^(2)/人,水资源生态赤字明显,但整体呈逐年下降趋势;②南明河流域水资源生态压力指数年均值达2.004,处于亚安全状态,生态系统承受压力在较安全范围;③2010—2020年,南明河流域水资源生态经济协调指数年均值为1.345,接近最佳协调状态(1.414),水资源经济协调性整体较好。【结论】总体来看,南明河流域人均能值生态足迹、万元GDP和生态赤字呈逐年下降趋势,生态承载力、生态压力和生态经济协调指数呈现上下波动态势,水资源利用整体向好的方面发展。

基于生态足迹法的农业水土资源承载力分析——以三江平原友谊农场为例

本文以三江平原“黑土粮仓”——友谊农场为例,应用生态足迹法对当地的水土资源承载力进行定量评估。结果表明:(1)人均农业水资源生态足迹多年平均值为5.26 hm^(2)/人,生态承载力多年平均值为1.97 hm^(2)/人,水资源生态赤字,生态压力指数平均值为2.82,水资源利用处于不安全状态;人均耕地资源生态足迹小于生态承载力,耕地资源生态盈余,生态压力指数平均值为0.69,耕地资源利用处于安全状态;(2)友谊农场农业水土资源生态足迹和水土资源生态承载力的耦合协调度总体处于一般协调状态;(3)虽然农场土地资源丰富,但水资源稀缺,该地区的水土资源承载力协调水平还有很大的提升空间。研究结果对于黑土地保护,实现农业水土资源可持续发展有重要意义。

基于水资源生态足迹的黄河流域水资源可持续利用研究

黄河流域面临着水资源短缺、上下游分布不均的问题,为确保区域内水资源可持续利用,亟需对流域水资源可持续性开展科学评价。基于黄河流域2020年水资源数据,将虚拟水消耗和再生水利用纳入水资源生态足迹评价体系,综合考量了水资源生态盈亏、万元GDP水资源生态足迹以及水生态压力,对流域水资源可持续发展进行评估。结果表明:黄河流域各市(州)人均水资源生态足迹地域差异显著,上游地区普遍较高,内蒙古的巴彦淖尔市、青海的海南藏族自治州和海北藏族自治州(10.52、8.72、6.85 hm^(2)/人)位列前3;而中下游经济发达、人口密集的省会城市如郑州、太原、西安(0.45、0.35、0.29 hm^(2)/人)等则相对较低。人均水资源生态承载力最高与最低的地区均位于上游,源头的阿坝藏族羌族自治州(四川)、甘孜藏族自治州(四川)以及果洛藏族自治州(青海)(96.29、79.52、66.86 hm^(2)/人)位列前3,而白银(甘肃)、乌海(内蒙古)、石嘴山(宁夏)(0.002 0、0.002 5、0.003 1 hm^(2)/人)等市则相对较低,呈现与生态足迹不同的特征。流域人均水资源生态盈亏,仅上游的青海和四川呈现盈余,其余省(区)中有约85.5%的市(州)处于赤字状态,水资源压力指数大于1,处于水资源不可持续利用状态,安全程度较低。流域内万元GDP水资源生态足迹差异大,从上游到下游呈下降趋势,青海、四川、甘肃、宁夏、内蒙古、陕西、山西、河南和山东等省(区)分别为1.17、0.91、0.68、0.61、0.58、0.28、0.28、0.32、0.36 hm^(2)/万元,表明水资源利用效率在中下游省(区)相对较高。研究表明,黄河流域水资源生态赤字程度已远远超过水资源承载能力,亟需加强水资源生态补偿和可持续利用研究,采取有效措施以实现水资源对经济社会发展的可持续支撑。

中国七大流域水资源供需平衡及其可持续性

[目的]探究中国七大流域水资源供需平衡及可持续现状,为各流域未来制定水资源的综合管理和科学配置等方案提供参考。[方法]基于水资源生态足迹法,研究中国七大流域2014—2022年水资源生态足迹和水资源生态承载力,并利用基于水资源生态足迹的可持续评价指标揭示七大流域水资源可持续现状。[结果]①中国七大流域人均水资源生态足迹总体呈下降趋势,其中松花江、长江、珠江和海河分别在农业用水、工业用水、生活用水和生态用水中比例最高达82.86%,33.32%,19.87%和12.38%。②珠江人均水资源生态承载力最高达19.89 hm^(2)/人,而海河最低仅为0.03 hm^(2)/人,且受气候异常的影响,2020—2022年各流域水资源生态承载力波动较大。③研究时段内,长江、珠江和松花江总体为水资源生态盈余且珠江2016年水资源生态盈余最大达18.21 hm^(2)/人,淮河和辽河从水资源生态赤字转为水资源生态盈余,黄河和海河均为水资源生态赤字且黄河2015年水资源生态赤字最大达-0.62 hm^(2)/人。④水资源可持续发展指标表明黄河和海河水资源生态压力较大,常年处于水资源不可持续状态,珠江水资源协调性较差且水资源整体利用效率不高。[结论]目前长江、珠江、松花江、淮河和辽河水资源基本保持供需平衡关系,黄河和海河常年处于需求大于供给的状态,未来应建立国家层面和流域层面的水资源规划方案,促进流域水资源的合理利用,支撑流域沿岸经济社会的可持续发展。

贵州省水资源生态足迹时空演变与可持续利用研究

基于水资源生态足迹和生态承载力的理论模型,对贵州省2010—2021年水资源生态足迹、生态承载力和生态盈余的时空变化进行测度,并运用泰尔指数对水资源生态足迹的空间差异进行分析,最后基于压力—状态—响应(PSR)模型构建水资源可持续利用综合评价指标体系。结果表明:1)贵州省人均水资源生态足迹、生态承载力均呈波动上升趋势;水资源生态承载力大于生态足迹,使贵州省水资源始终保持生态盈余,且总体呈上升趋势;水资源生态足迹耗水主要来源于生产和生活用水,特别是生产用水。2)贵州省水资源生态足迹泰尔指数在上升,人均生态足迹泰尔指数在下降,水资源生态承载力泰尔指数、人均生态承载力泰尔指数、水资源生态盈余泰尔指数和人均生态盈余泰尔指数都处于振荡上升趋势。贵州省水资源生态足迹地区差异明显,黔中地区差异最大,黔西地区次之,黔东地区差异较小,需要特别关注黔中和黔西地区的水资源使用。3)水资源可持续利用综合评价指标体系中压力指数、状态指数、响应指数分别呈下降、上升和上升趋势,说明水资源状态不断改善,措施应对得力,压力不断减轻,因此水资源可持续利用综合评价指数不断提高。研究结果表明:贵州省水资源可持续利用状况近年来有所改善,但是时空差异明显,地区分布不均,仍需重点提高生产和生活用水账户的用水效率,不断优化产业结构,提高水资源可持续利用水平。

基于水足迹的水资源利用与经济高质量发展脱钩关系研究

以2000—2021年全国287个地级及以上城市为对象,基于生态足迹理论,运用TAPIO脱钩理论和对数平均迪氏指数法(LMDI)构建TAPIO-LMDI模型研究了水资源利用与经济高质量发展的脱钩关系。结果表明:我国不同地区间水足迹存在较大差异,但全国总用水足迹趋于稳定,且水资源生态盈亏在研究期内有所改善;整体上我国经济高质量发展指数逐渐提升,与水资源利用呈脱钩状况;脱钩驱动因素分解结果显示,促进脱钩的主要因素包括技术和结构因素,而抑制脱钩的因素主要为城镇化率和人口数量。提出要制定因地制宜的水资源管理政策、提高水资源利用效率、加强节水宣传与教育等优化建议。

长江中游地区水资源生态足迹时空分布及可持续利用

[目的]探究长江中游地区水资源生态足迹时空变化及可持续利用,为长江中游地区及其他省市、城市群或流域地区的水资源可持续利用提供决策参考。[方法]选取长江中游地区覆盖的湖北、湖南和江西3省作为研究对象,以2011—2021年作为研究时段,运用水资源生态足迹模型对3省的生态足迹等相关指标进行时空分析,并基于PSR模型框架构建长江中游地区水资源可持续利用评价指标体系。[结果]①3省的人均水资源生态足迹和生态承载力总体都呈上升趋势,且生态承载力都高于生态足迹,全部实现生态盈余。江西省的人均水资源生态盈余最高,介于3.186~7.966之间;湖北省的人均水资源生态盈余最低,介于0.304~2.603之间。②3省各用水账户的生态足迹所占比例最大的是生产用水,生活用水次之;生态环境用水占比虽然最小,但是上升幅度最大,其中湖北省的人均生态环境用水足迹上升最明显。③万元GDP水资源生态足迹呈现明显下降趋势,其中江西省最高,湖北省最低,三者之间的差距呈逐年缩小态势。④3省水资源可持续利用的压力指数、状态指数和响应指数整体呈现下降、上升和上升的趋势;综合评价指数都处于波动中上升的趋势,但上升幅度不大,指数值总体都不高。[结论]3省需要继续加大对生产用水和生活用水合理使用的管理,进一步鼓励生态环境用水的使用,同时加大对实现水资源可持续利用措施的推进,以此提高水资源的可持续利用水平。

基于改进水资源生态足迹的云南省水资源评价

使用灰水足迹(消污用水)模型改进了水资源生态足迹模型,并结合基尼系数法对云南省2012-2021年水资源进行综合评价。结果表明,研究时期内,云南省灰水足迹和水资源生态足迹总体呈下降趋势;改进模型计算的消污用水比例较大,比传统模型高出1倍左右;根据改进的水资源生态足迹发现滇中地区水资源生态盈余常年小于0,处于水资源生态赤字状态;人口和GDP与水资源生态足迹的均衡性较好,但水资源的均衡性较差,主要原因是受干旱天气影响,应加大水利工程投资以抵抗干旱影响。

基于生态足迹和SD模型的山东省水资源可持续利用评价

水资源生态足迹与生态承载力对于区域水资源供需平衡问题具有关键的指示意义,在生态文明建设和可持续水资源利用中愈发重要,但现有研究缺少针对山东省水资源生态足迹的核算与评价。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,对2001—2022年山东省水资源生态足迹和生态承载力进行核算与评价。结果表明:①2001—2022年山东省水资源生态足迹呈波动下降的趋势,人均水资源生态足迹平均值和人均水资源生态承载力平均值分别为0.379、0.106 hm^(2)/人,两者呈缓慢下降的趋势,由此导致人均水资源生态盈亏均为负值(均值为-0.2731 hm^(2)/人),即所有年份均存在水资源生态亏损,山东省水资源始终处于不可持续利用的状态,承受较大的水资源生态亏损压力;②2001—2022年山东省水资源生态压力指数均大于1且呈上升的趋势,平均值为3.581,水资源生态经济协调指数波动不大,平均值为1.232,水资源生态足迹强度呈显著下降的趋势,平均值为0.143 hm^(2)/万元,下降幅度高达90.9%,山东省在2001—2022年会承受较大水资源生态压力,水资源处于不安全利用的状态,水资源的生态经济协调性较好,但离1.414的最佳生态经济协调度还有不少距离,需进一步加强山东省水资源生态经济协调性,同时水资源利用效率得到了较大的提高;③山东省需要在节水设施的推广、节水栽培技术的采用、用水效率的提升等方面投入大量的力量,在生活用水方面,随着人口的不断增长,需要在民众节水意识的培养、对保护现有水资源的大力宣传及节水措施在全社会的普及等方面加大力度,让节约用水的意识和行为深入人心,才能更好更有效地促进区域水资源的可持续利用。

基于生态足迹法的铜陵市水资源可持续利用分析

以安徽省铜陵市为例,采用水资源生态足迹法对铜陵市2016—2021年水资源情况进行分析。结果表明:2016—2021年,铜陵市人均水生态足迹与万元GDP水资源生态足迹逐年递减;研究期间不存在生态赤字,水环境生态整体处于可持续利用状态,水资源利用效率近年来稳步提高。

基于生态足迹法的昆明市2010—2021年水资源可持续利用分析

为更好地了解昆明市水资源生态安全状况,本文选取2010—2021年昆明市水资源的相关数据,运用水资源生态足迹模型,对昆明市水资源的可持续利用状况进行分析评价。研究结果表明:昆明市水资源处于生态赤字状态,人均水资源生态足迹变幅较小,人均水资源承载力的起伏变化较为明显,且随降水量变化而变化,万元GDP水资源生态足迹明显降低,水资源生态压力大,呈不可持续状态,开发潜力很小。研究结果可以为昆明市水资源可持续性研究提供一定的依据和参考。