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    农业论文

    基于生态足迹的山东省水资源承载力研究

    时间:2019年06月19日 所属分类:农业论文 点击次数:

    摘要:为研究山东省水资源生态承载力现状,缓解山东省用水压力,基于生态足迹的理论和方法,构建了水资源二级账户;同时,从城市发展的角度,选取了城市建设和社会经济中的相关指标,利用统计产品与服务解决方案(StatisticalProductandServiceSolutions,SPSS)

      摘要:为研究山东省水资源生态承载力现状,缓解山东省用水压力,基于生态足迹的理论和方法,构建了水资源二级账户;同时,从城市发展的角度,选取了城市建设和社会经济中的相关指标,利用统计产品与服务解决方案(StatisticalProductandServiceSolutions,SPSS)软件,分别对山东省水资源生态足迹和生态承载力进行了相关性分析。分析结果表明:山东省水资源生态足迹和生态承载力均呈现出下降的趋势,水资源处于生态赤字状态;山东省水资源生态足迹受农业用水的影响最大,水资源生态承载力受降水的影响最大,城市设施水平对提高水资源生态承载力具有正面效应。因此,为了提高山东省的水资源生态承载力,提出了有针对性的措施,即应要改变农业灌溉方式,调节生产生活方式,并充分利用雨水资源,从而使得雨污资源化。

      关键词:生态足迹;生态承载力;水资源;城市发展;相关性分析;山东省

    甘肃水利水电技术

      1研究背景

      人类邻水而居,择水而憩,自古以来,人类的生活生产都与水息息相关,但是粗放的用水方式已使全球陷入水资源紧缺的;敝,水资源承载力更是处于危险的状态。水资源承载力作为城市水资源安全的保障[1-2],在国外经常被学者与可持续发展理论联系在一起[3-5];而在国内由新疆水资源软科学课题研究组于1989年首次提出[6],自此便被应用在各个层面的水质和水量的核算当中,开展的研究也涉及到数学[7-9]、系统动力学[10-11]、统计学[12-14]、生态学[15-17]等学科。

      目前,国内外学者对于水资源承载力的定义主要分为以下两大类。(1)基于水资源状况的定义。即通过对某一历史阶段的水资源状况进行分析,结合可预见的社会经济和科学技术发展水平,区域水资源所能支撑人类活动的最大临界值。(2)基于社会经济发展水平的定义。即在不影响区域可持续发展的前提下,利用当前的社会科学技术水平,使得该区域的水资源能够承载社会经济发展的最大规模。随着科学技术的发展以及人类对大自然认知的不断更新,水资源承载力的定义和计算方法也在不断发展。然而,目前国内外学者对于水资源承载力的定义和计算方法尚未达到一个统一的标准。

      William和Wackernagel于1992年提出了生态足迹的理念,并将其定义为:把人类对资源的利用情况进行量化,衡量人类对生态系统产生的压力,用来反映人类生存与发展对自然生态的胁迫情况,表征可持续发展的程度[18-20]。作为一种将生态学、资源环境学和系统学等学科融合在一起的可以对自然资源利用状况进行有效相关评价的方法,其综合性强,便于使用,被国内外学者广泛应用到旅游[21-22]、能源[23-24]、食物[25-26]、国际贸易[27]以及饮食结构[28]等多个领域。同时,也被一些学者引入到了对水资源质量和数量的核算以及水资源承载力和可持续发展的评价上,并开展了水足迹[29-30]、水生态足迹[31-32]以及水资源生态足迹[17,33]的研究。

      其中,对水资源生态足迹的研究大多集中在对相关参数的确定,生态足迹账户的划分以及不同尺度、不同地域的水资源生态足迹的核算和预测方面上。而本文研究是在已有研究的基础上,对水资源短缺的山东省构建了水资源生态足迹模型,并从城市发展的角度选取相关指标,利用SPSS对山东省水资源生态承载力现状进行了分析与评价,从而为今后山东省水资源开发利用工作提供了理论指导,并提出可靠的建议。

      2研究地区与数据来源

      2.1研究区概况

      山东省是我国主要的缺水城市之一,虽然地处我国东部沿海,但由于受到地形地貌以及气候的影响,使得该省的水资源时空分布不均,淡水资源极其匮乏。山东全省人均水资源量不足全国水平的1/6,而全省人口占全国总人口的7%,灌溉耕地占全国的6%,省经济总量占全国的10%。由此可见,该省的水资源压力是非常大的。

      2.2数据来源

      本研究中使用的所有数据,均来源于山东省统计局公布的2006~2015年《山东省统计年鉴》[34]和山东省水利厅公布的2006~2015年的《山东省水资源公报》[35]。

      3研究方法

      3.1水资源生态足迹模型

      生态足迹(ecologicalfootprint)作为一个用来衡量人类对大自然需求与消费的有效工具,可以量化某一地区的生物资源供需状况;结合生物承载力核算来评价一个国家、地区乃至全球的可持续发展状况,从而提高各级政府的生态;ひ馐,为生活生产消费模式的选择,经济、环境政策的制定以及生态文明建设的推进提供理论指导[36]。

      根据黄林楠等人对水资源生态模型的探索[17],本研究按照水资源生态足迹模型的内涵,将山东省水资源划分为农业用水、工业用水、城镇公共用水、生活用水以及生态环境用水5个生态足迹二级账户。

      (1)农业用水可分为农田灌溉用水和林牧渔畜用水,该用水量主要与当地的农田灌溉方式、农作生产方式、农作面积以及气候地理条件相关。

      (2)工业用水是指整个工业生产过程中所使用的水,该用水量主要与行业特点以及工业废水再利用率相关。

      (3)城镇公共用水包括服务业和建筑业两大行业中的用水量,该用水量的多少可以从侧面间接地反映当地的城市化进程以及社会发展水平。

      (4)生活用水按照地域类型可分为农村生活用水和城镇生活用水,该用水量主要与当地居民的生活习惯、生活质量以及人口数量密切相关。

      (5)生态环境用水是指河道外的绿地、花园等生态设施通过供水工程的供水来实现的用水量,而不包括大气降水和径流中自然满足的水量,该类用水量可以在一定程度上反映出城市的性质以及生态城市的建设进程。

      3.2水资源承载力模型

      水资源承载力是用来衡量当地水资源能够维持人口和社会经济发展的可开发利用总量的有效工具。相关研究成果显示[17],此处水资源承载力的计算需要扣除60%用作大自然的生态运作,剩下的40%才是可以被人类开发利用的,否则就会使得当地的生态系统受到破坏。

      4结果

      4.1主要参数确定

      根据前人的研究成果以及山东省多年来的水资源状况[16-17],确定了模型中的主要参数数值。

      4.2山东省水资源生态足迹计算结果

      总的来说,山东省水资源生态足迹呈现出缓慢下降的趋势。具体来说:2006~2015年的这10a间,山东省的农业用水量所占比重最大,其比例平均高达71.7%。在农业用水量中,农田灌溉用水量是其主导因素,林牧渔畜用水次之。但是另一方面,农业用水量呈不断下降的趋势,从2006年的0.3108hm2/人下降到2015年的0.2405hm2/人,下降了22.6%。

      与此同时,农田灌溉用水量从2006年的0.2745hm2/人下降到2015年的0.2071hm2/人,下降了24.6%,下降趋势与农业用水量基本上保持一致。在此期间,林牧渔畜的用水量呈现出上升的趋势,在农业用水量中所占的比重由2005年的11.68%上升至2015年的13.89%。

      山东省城镇公共用水量分为两个阶段,其中,2006~2012年为缓慢上升阶段,用水量持续增加,增长率为73.61%;2012年之后,用水量缓慢下降,但是并不明显。工业用水量呈现波动上升的趋势,在2006~2010年间工业用水量缓慢上升,到2011年,工业用水量迅速增加且到达了顶峰,峰值为0.0510hm2/人,2012年用水量减少,之后趋于平稳。生活用水量总体上呈现出上升的趋势,但是到2014年有所下降,之后又开始回升。

      生态环境用水量呈持续上升的状态,在2011年用水量达到峰值,为0.0123hm2/人,自2012年起用水量开始减少,到2015年再次上升。通过计算得知,山东省水资源处于生态赤字状态。生态赤字与水资源承载力呈现出波动变化的状态,而且二者的变化趋势相反。

      5结论与讨论

      (1)从水资源生态足迹、生态赤字和负载指数等指标方面,可以看出山东省水资源开发难度大,单靠该省的水资源难以维持当前社会经济的发展。因此分析认为,开源节流,改变农业灌溉方式,调节生产结构,合理利用南水北调等引入水,以及提高水资源利用效率,是解决该省缺水现状的必要途径。

      (2)根据相关性分析结果可以看出,当前山东省的经济发展不是以消耗水资源为代价,且重视环境;ず蜕ㄉ,而生态环境和城市设施水平与水资源生态足迹和水资源承载力密切相关。因此,山东省可在此处着手,进一步开展环境;ず蜕ㄉ韫ぷ,提高城市设施水平;利用污水处理厂和生态湿地等设施,提高雨污的利用效率,将处理过的中水用作绿地等的维护中,切实做到优水优用,中水中用,并使得雨污资源化,从而在一定程度上减轻供水压力,提高水资源的承载力。

      参考文献:

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      [4]MurrayLane.Thecarryingcapacityimperative:Assessingregionalcarryingcapacitymethodologiesforsustainableland-useplanning[J].LandUsePolicy,2010,27(4):1038-1045.

      [5]LeeuwenCJ.CityBlueprints:BaselineAssessmentsofSustainableWaterManagementin11CitiesoftheFuture[J].WaterResourcesManagement,2013,27(15):5191-5206.

      [6]新疆水资源软科学课题研究组.新疆水资源及其承载力的开发战略对策[J].水利水电技术,1989(6):2-9.

      [7]刘增进,张敏,王振雨,等.基于神经网络的郑州市水资源可持续利用综合评价[J].中国农村水利水电,2008(12):55-62.

      [8]张义,邹永福,李丰生,等.基于灰色神经网络模型的水资源生态足迹预测———以广西为例[J].人民长江,2017,48(1):37-42.

      [9]李放,罗晓容.三峡库区重庆段水资源承载力研究[J].人民长江,2010,41(21):35-38.

      相关水利职称论文投稿期刊:《甘肃水利水电技术》(月刊)创刊于1956年,是经国家科委批准,出版管理部门登记注册,甘肃省水利厅主办,公开出版发行的水利水电综合性科技期刊。

      

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