基于生态足迹法的镇赉县生态环境现状评价

吉林省镇赉县位于我国北方农牧交错带,作为一个国家商品粮基地,农业发展的比重大。为了探讨镇赉县生态环境现状和资源消耗特点以及农牧交错带在承担外来资源压力转移方面的作用,应用生态足迹法对镇赉县2010年生物资源生产数据和能源消费数据进行了分析,结果表明镇赉县农牧业发展在资源利用中占主要地位,农牧业生产中大部分产品用于对外销售,因此该地区承担了巨大的外来资源压力转移,已经出现生态赤字。进一步分析还发现,为推动农业发展,当地通过扩大耕地面积来解决粮食产量低、无复种的问题,因此占用其他土地类型,这些活动过度干扰了生态环境,加剧了镇赉县生态环境的恶化。     

保定市农业节水分区

针对保定市水资源短缺、农业用水量大的现状,在综合分析地形地貌、气候特征、水资源利用状况以及农业结构等因素的基础上,采取系统聚类和主成分分析的方法进行农业节水分区的研究。依据确定的节水分区原则,筛选出15项原始指标,运用主成分分析法将15项指标表示成6个主成分,以提高计算效率;运用系统聚类法将保定市23个县划分成6个农业节水区,并结合自然、社会、经济情况对各区进行了分析,对各区农业节水措施给出相应的对策建议。     

台湾地区蒸散发的遥感估算与时空分析

在地表能量平衡系统(SEBS)基础上,改进了SEBS的地表动量粗糙度、零平面位移及植被高度等参数化方案,并建立适合台湾地区的气温和地表温度相关性模型,构建了改良的定量遥感蒸散模型SEBS-China。选取台湾地区2002年和2003年4季各一晴空代表日,利用MODIS数据模拟了日均实际蒸散发。模拟结果较实测蒸发皿蒸发量偏小,与实际规律相符。分析模拟结果表明:台湾地区的太阳净辐射量、蒸发比和地表蒸散发量在时间分布上呈现出变化分明的年内分布规律:夏秋季比春冬季高,其中7月最大、1月最小。时间上,2002年4个代表日的模拟值普遍高于2003年的4个代表日。在空间上,高值区位于中部山区,并向东西两侧逐渐降低到沿海地区又略有回升。不同土地覆被类型的平均蒸散发量由大到小依次为森林、草地、水体、裸地、城镇建设用地;各行政区陆面蒸散发分布呈现城市明显低于区县的规律。     

基于减少水足迹的水资源管理措施

水足迹是衡量人类真实水资源需求的概念,因此通过水足迹研究,能够寻找调整水资源消费模式的切入点,并据此采取相应的措施减少水足迹,提高水资源利用效率。基于上述理论,提出了减少水足迹的水资源管理措施:提高工业用水效率,调整产业结构和消费模式,发展虚拟水贸易,可以直接降低区域水足迹;提高灌溉水有效利用率,提高绿水利用率可以降低农业水足迹;通过加强非传统水资源特别是再生水、海水、雨水的利用,可以提高水资源重复利用,间接降低水足迹。因此建议在流域上利用水足迹理论,将水资源和生态系统整合起来,进行水资源管理。     

地下水开采对海河流域水循环过程影响的模拟

利用分布式时变增益水文模型(DTVGM)的产流机制改进CLM3.5(Community Land Model version 3.5)的水文过程参数化,同时嵌入地下水开采对流域水循环影响的模块,并考虑经济社会用水,建立能够描述流域自然-人文过程的大尺度陆地水循环模型(CLM-DTVGM)。以地下水开采严重的海河流域为研究区,以中科院青藏高原研究所建立的中国区域高时空分辨率地面气象要素数据集作为大气强迫驱动,针对海河流域1980年-2010年的水循环过程进行模拟,分析地下水开采活动对流域水循环过程的影响。结果表明:地下水开采活动引起海河流域地表径流和土壤湿度整体有所减少,蒸散发则呈增加趋势,且各水循环要素空间分异较大。     

北京市潜在蒸散发量的时间序列变化特征分析

区域蒸散发是一个地区气象和农业生产的重要水分指标。现采用彭曼公式计算潜在蒸散发,研究了北京市1960年-2011年潜在蒸散发及其影响因素的变化趋势,并对研究区潜在蒸散发时间序列变化进行了多尺度周期性分析。研究结果显示,潜在蒸散发线性变化趋势为每年增加0.54mm,利用Mann-Kendall检验得到区域蒸散发增加趋势不明显,并且无突变点;气温升高,降水量下降导致蒸散发量增加,日照时数下降导致蒸散发量下降;总体上,气温和降水量对北京地区蒸散量影响更大。对北京地区蒸散发进行多尺度周期分析,发现该地区在14a、11～12a、5～6a上存在周期特征,各信号频率分布的时间域及其强度也存在着差异,而且近15年周期特点不同于历史上以往的时期。     

集对分析法在陕西省单站旱涝等级划分中的应用

我国单站旱涝等级划分尚未形成统一的评价指标体系,往往导致同一旱涝状况下旱涝等级评价结果存在差异.尝试将集对分析法应用于陕西省单站旱涝等级划分,提出了一种划分旱涝等级的新思路.结果表明,方法能综合运用各旱涝指数,不仅可以消除Z指数、标准化降水指数、降水距平百分率等降水指数考虑因素单一带来的不利影响,也能削弱相对湿润度指数、K指标等由于作物种类、气温条件等的影响而引起的评估偏差,较之传统的单一指标评价法更为客观合理.     

渭河流域关中地区农业节水潜力研究

农业节水潜力的研究对节水农业发展具有重要影响。总结农业节水潜力计算方法,并在此基础上提出一种模式;以陕西省关中地区为例,计算了该区域在改善灌溉条件下未来10-20年小麦、玉米和棉花的农业节水潜力值。结果显示,2020和2030年三种作物节水潜力分别可达6．852亿时和11．023亿m3。     

水-能源-粮食纽带关系定量研究方法综述

在总结水-能源-粮食纽带关系研究中, 使用频率较高或潜力较大的 8 种水-能源-粮食纽带关系定量研究方法为: 水-能源-粮食纽带关系工具 2.0( WEF Nexus Tool 2.0) ; 生命周期评价( LCA) ; 可计算的一般均衡模型( CGE) ; 系统动力学模型( SD) ; 气候、土地、能源与水资源策略( CLEWS) ; 基于社会生态系统代谢的多尺度综合评价( MuSIASEM ) ; 市场配置/ 市场配置系统集成模型( MARKAL/ TIMES) 和水资源评价规划模型-长期能源替代规划系统 ( WEAP2LEAP) 。通过总结各研究方法的产生、发展及特性, 并引用案例讨论其适用范围, 分析其优缺点和在使用 时需要注意的问题。在此基础上, 对未来水2能源2粮食纽带关系定量研究方法的发展趋势进行讨论, 认为伴随可持 续发展问题关注度的上升与水-能源-粮食纽带关系内在机理的挖掘, 未来的水-能源-粮食纽带关系定量研究方法将 更加注重量化的精确性和数据的互通以及跨学科研究和多方法的耦合。本文可为水-能源-粮食纽带关系定量研究方法的选择和更新优化提供参考。     

黑龙江省水-能源-粮食系统动力学模拟

基于系统动力学理论,建立黑龙江省水-能源-粮食纽带关系仿真模型,对2010—2017年黑龙江省水资源的供需情况和能源、粮食的生产与消费进行模拟。通过设置和对比4种不同的发展方案,探究黑龙江省水-能源-粮食合理的配置方案。结果表明:黑龙江省的水资源安全形势较为严峻,在4种发展方案中,采取严格规划方案的正面效果最显著;强化发展方案下的能源消耗最明显,无论采取哪种发展方案,如果不对能源消费量加以控制,全省的能源安全可能无法保证;黑龙江省的粮食安全比较稳定,不易受外部条件的影响,保守节约方案下的粮食库存和粮食供需平衡比最大;仅采取一种发展方案可能无法实现水-能源-粮食系统的整体安全。