农业用地优化决策的食品-能源-水关联评价方法

 农业用地系统优化决策旨在通过统筹食品-能源-水（FEW）和用地资源、经济投入以及环境可持续发展问题，在满足生产需求的基础上，实现节能增效等多个优化目标。目前，以FEW全生产要素为主开展实际食品-能源-水关联（FEW-N）的农业用地系统研究，尚缺乏能够全面量化评估不同决策影响的系统性评估指标。针对此现状，从资源合理利用角度出发，在中国山东省选择相关区域为典型研究对象，开展农业用地系统多目标优化和评估研究，以实现资源利用效率最大化和投入产出比最高为系统目标，提出一套系统多目标优化方法和综合评估指标，以实现用地和FEW资源配置的系统折衷最优。研究结果显示，以双线性整合方式为基础构建的FEW-N综合度量指标不仅能够高效求解多目标优化问题，获得系统折衷最优的用地和资源配置方案，还可以通过可视化方式对不同方案进行量化评估，提供决策依据。     

山东省能源-经济-环境系统模糊机会约束目标规划模型

能源-经济-环境系统科学发展是区域可持续发展的关键。根据山东省“十二五”规划,选取目标参数与决策变量,视三次产业单位投资产值、主要污染物产生系数与单位治理投资去除量等参数为模糊变量,构建山东省能源-经济-环境系统模糊机会约束目标规划模型,应用混合智能算法进行求解。实证分析结果验证了模型的可行性与有效性,为山东省能源-经济-环境系统发展提供决策支持。     

构建中国的能源-经济-环境系统评价模型

能源-经济-环境综合评价模型(3E模型)是开展国家能源系统规划的重要工具,中国在模型实际开发方面还落后于世界先进水平。该文根据国际流行的建模思路,构造了混合式3E模型TH-3EM(清华能源-经济-环境混合评价模型),利用可计算一般均衡模块描述经济系统整体,应用跨时段能源系统优化模块描述能源系统微观细节,通过在两个模块间建立双向闭合连接,描述能源系统与经济系统之间的互动关系,并保证模块结果的一致性。     

构建中国的能源-经济-环境系统评价模型

能源-经济-环境综合评价模型(3E模型)是开展国家能源系统规划的重要工具,中国在模型实际开发方面还落后于世界先进水平。该文根据国际流行的建模思路,构造了混合式3E模型TH-3EM(清华能源-经济-环境混合评价模型),利用可计算一般均衡模块描述经济系统整体,应用跨时段能源系统优化模块描述能源系统微观细节,通过在2个模块间建立双向闭合连接,描述能源系统与经济系统之间的互动关系,并保证模块结果的一致性。     

农业生产的灰水足迹研究综述

农业生产是用水和水压力的主要原因,灰水足迹的提出为农业生产水污染领域的研究提供了新的研究思路。国内外学者们在农业生产灰水足迹领域取得了丰富的研究成果,但尚处于不断更新与发展的阶段,且缺乏核算方法、空间分布格局和影响因素等方面的系统研究。本文首先梳理了农业灰水足迹核算模型发展历程,然后从主要农作物种类、灰水足迹核算尺度、核算容许限制选择等角度分析了国内外灰水足迹空间分布格局研究现状,最后总结了农药化肥的施加、经济与资本深化程度、城乡结构、技术和产业结构、人口与社会福利等因素对农业灰水足迹总量变化的影响,提出了灰水足迹评估不足与未来研究突破点。以期为后续科学核算农业生产灰水足迹提供新的研究思路,同时为区域农业可持续发展提供理论支持。     

中国钢铁行业的生态足迹

为分析我国钢铁行业资源效率和环境效率,尝试提出钢铁行业生态足迹的概念和研究方法,并对中国钢铁行业的生态足迹及其构成和变化进行了实证研究.研究结果表明:钢铁行业的万吨钢生态足迹呈下降趋势,但由于钢铁产量的迅猛增长,造成钢铁行业生态足迹大幅度增长.钢铁行业生态足迹的主体是能源间接占用地(占到钢铁行业生态占用的99%以上),降低钢铁行业生态足迹的关键是要进一步降低能耗及减少污染.近年来钢铁行业水足迹下降较快,该行业在节水和减少污水排放方面,取得了一定的成效.     

不确定性环境下可再生能源系统新优化模型

为发挥可再生能源在能源-经济-环境可持续发展中的积极效应,本文研究了多态不确定性环境下跨地区、跨品种、跨部门的可再生能源动态规划问题。利用满意度方法处理太阳能和风能可利用量等随机变量,利用可能度方法处理能源供应成本、需求量等区间数,再结合0-1整数规划,得到使系统成本最小的新优化模型。最后的算例说明使用的综合方法是有效合理的。     

城市食物-能源-水系统的关联关系研究:以广州市为例

食物-能源-水（food-energy-water, FEW）是人类赖以生存的基础资源，且三者之间存在密切的关联关系．2011年世界经济论坛首次将“FEW风险群”列为未来10年影响全球格局的3类重要风险集合．本文基于物质流和能量流的分析方法，识别出3种代谢网络中具有关联的节点和路径．基于识别出的关联节点和路径，分析了FEW间的关联及相关指标．结果表明:2017年广州市食物生产相关的用水总量为12.19×108 m3，能源相关的用水量为22.91×108 m3，食物生产有关的能源消耗为11.36×104 tce，与水有关的能源消耗为21.27×104 tce；广州市资源消耗水平逐渐增加，资源指数迅速恶化，资源自给率水平逐渐降低，对环境影响也呈加强趋势，各子系统间的依存度和关联逐渐加强．      

基于碳汇法与NPP法的安徽省能源足迹影响因素研究

文章采用碳汇法和净初级生产力(net primary productivity, NPP)法，以安徽省为例计算能源足迹；将非化石能源消费也纳入能源足迹的计算中，以便更准确测度能源足迹；采用对数平均迪氏指数(logarithmic mean Divisia index, LMDI)分解法分析能源足迹的影响因素，并使用Pearson相关系数分析法探索非化石能源足迹对能源足迹总量变化率的影响。结果表明：与碳汇法相比，NPP法考虑区域综合碳吸收能力和土地利用变化的影响，计算结果更准确；基于NPP法计算含非化石能源的能源足迹，2009—2016年安徽省能源足迹累计增长511.25×10⁴ hm²,年均增长率为5.02%;能源强度在抑制能源足迹增长因素中占94.35%,贡献度为-1.57;经济发展在促进能源足迹增长的因素中占95.95%,贡献度为2.55;以经济发展为主的正效应大于以能源强度为主的负效应，两者比值为1.74∶1.00;非化石能源足迹、煤炭足迹的贡献度与总量变化率分别呈-0.54负相关和0.44正相关。因此，调整能源结构、大力发展非化石能源...     

SICGE模型的扩展及其与IESOM模型的连接

为了提高能源和气候变化领域的政策研究能力,建立了一种能源-经济-环境综合评价模型(3E模型)。通过修改生产函数,增加碳排放核算模块和碳税模块,改进了国家信息中心一般均衡模型(SICGE),用来描述宏观经济系统。采用清华大学能源系统优化模型(IESOM)来描述能源系统。通过能源服务需求、技术参数、投资成本等变量,建立了SICGE和IESOM模型的双向闭合连接。运行结果表明:SICGE和IESOM模型的迭代收敛,能够改善2种模型结果的一致性。     

生态水文学兴起:学科理论与实践问题的评述

生态水文学是20世纪后半叶发展起来的新兴水科学研究领域的交叉综合学科，基于习近平总书记的“生态优先、绿色发展”理念和实现我国生态文明建设目标，其研究成为我国新时期水科学理论与实践的新目标与新挑战，为“绿色-高质量-可持续”发展提供强大动力．本文简述了生态水文学国内外发展历程和动向，深入评述了生态水文研究的几个基础理论问题，主要包括:人-水-生态系统关系认知与协同变化的和谐内涵、四大平衡的协同内涵及Budyko水-热平衡联系方程、绿水在生态系统中的重要内容和面向全球变化的生态水文宏微观尺度研究，并着重阐述了生态系统的需水与用水；针对生态水文的实践应用，阐述了水-碳循环耦合机制研究能够有效服务国家“双碳”计划，分析了南水北调工程和黄河流域生态环境治理中生态水文问题，提出了南水北调西线工程是构建国家水网、缓解黄河流域水资源短缺的重要举措；基于生态水文研究现状和国家发展需求，对生态水文研究提出展望，如生态系统对人类活动和气候变化响应机制研究、水土保持与生态建设综合技术体系、多源信息融合新技术、加强与社会科学的交叉融合研究和生态水文系统研究等．      

广东省水与能源利用效率与部门使用特征分析

基于多尺度投入产出法,核算了广东省经济系统中各部门的水-能源资源要素强度,在此基础上,量化了广东省与中国其他地理区域间的资源流通情况,分析了广东省各部门的资源最终使用情况,以期精确量化资源利用效率,发掘资源节约的重点关注部门．结果表明:农业的水资源强度（619.25 m3·（万元）?1）和电力、燃气及水的生产供应业的能源强度（120.64 GJ·（万元）?1）显著高于其他部门,部门平均用水效率和能耗效率均高于中国平均水平,低于世界平均水平;水与能源的相互利用效率高于中国及世界平均水平．区域贸易中,由中国其他地区净流入广东省的水资源量为81.45亿m3,占广东省直接用水总量的1/4;净流入能源量为5.53×109 GJ,占直接能源消耗量的66%,地区发达的经济和众多的人口对资源形成较强的集聚效应．建筑业、电气机械及器材制造业等部门具备较大的水与能源最终使用量,是广东省水与能源节约及其双向资源调控中的重点关注部门．      

城市生态承载力理论与提升逻辑:历史性、关联性与非线性

城市可持续发展如何与城市生态承载力相协调,关系到城市自身的命运,也关系到其周边地区能否顺利实现高质量、可持续发展的目标．本研究重新梳理了生态承载力的概念与发展迷思,从系统组成、承载对象、承载供给与需求的特点、环境影响及支撑的理论基础等方面整理了生态承载力的内核,以及与资源、环境承载力和其他复合承载力的差异性．基于现有的生态承载力评价方法,提出了生态承载力提升的非线性特征及与资源、环境承载力之间的关联关系框架．研究发现,在通过政府决策提升生态承载力时,需要充分考虑其在横向（部门）和纵向（跨尺度）方面的协调性问题．      

中国钢铁足迹的脱钩趋势与演变特征研究

钢铁是维持现代社会经济系统运转不可或缺的原材料．社会经济发展过程引发了对钢铁资源的大量需求,与此同时,钢铁的生产与消费也带来环境污染问题,威胁人民群众健康．从消费侧视角出发,探究钢铁足迹的脱钩趋势和演变特征,对理解我国的钢铁消费需求、提高消费效率具有重要意义．基于此,本文采用多区域投入产出分析方法,核算并分析了1995—2016年中国钢铁足迹与经济发展的脱钩趋势,并揭示了最终需求结构变化对钢铁足迹变化趋势的影响．结果表明,1995—2016年,我国钢铁足迹总体保持快速增长态势,并经历了从强脱钩到扩张性耦合、再到弱脱钩的演变过程,反映了我国不同经济发展阶段的钢铁需求差异．从最终消费需求结构看:2016年我国73%的钢铁足迹由投资拉动,其中建筑业、其他制造业和交通部门贡献了98%的投资相关的钢铁足迹;家庭消费贡献了14%的钢铁足迹,轻工业、其他制造业、交通部门和生活性服务业贡献了约82%的家庭消费引发的钢铁足迹．基于我国钢铁足迹的演变特征与脱钩趋势引导终端钢铁消费结构调整,逐步推进重点部门以需定产、合理消费,有助于实现钢铁资源的可持续利用以及与社会经济的协调发展．      

贵州省水资源生态足迹评价与预测

水资源是人类生产生活最关键的资源,对国民经济和社会发展有着不可替代的作用,是实现社会经济可持续发展的社会基础。依据水资源生态足迹的原理和模型,对贵州省2001—2012年水资源生态足迹、生态承载力进行分析。在此基础上,采用指数平滑法对贵州省2013—2016年水资源生态足迹与生态承载力进行预测。结果表明：在2001—2012年间贵州省人均水资源生态足迹总体上呈上升趋势;贵州省历年人均水资源生态承载力均大于生态足迹,存在一定的生态盈余,水资源可持续开发利用情况较好;2013—2016年贵州省人均生态足迹呈上升趋势,2013年人均生态承载力略微下降,水资源仍处于生态盈余状态,但生态盈余量有所减少。水资源生态足迹的变化与社会经济发展密切相关,应该充分考虑贵州省水资源的时空分布情况,调整产业结构,合理调度、利用水资源,促进贵州省整个社会经济的持续发展。     

资源型缺水地区水资源可持续利用评价

水资源是人类社会赖以生存和发展的自然资源和环境资源,水资源危机严重制约了经济社会的持续发展.德州市作为资源型缺水地区,水资源供需失衡、人均水资源占有量少且时空分布不均、水资源利用率低等问题严重制约了德州市的可持续发展.构建适合区域发展现状的水资源可持续利用评价指标体系,发掘现阶段德州市水资源利用中存在的主要问题,提出水...     

资源型地区产业结构调整对水资源利用效率影响的实证分析——来自中国10个资源型省份的经验证据

以2003—2017年山东、山西、内蒙古、四川、新疆、黑龙江、重庆、贵州、陕西和甘肃10个资源型省（直辖市、自治区）作为样本，深入研究资源型地区产业结构调整对水资源利用效率的影响．结果表明:资源型地区水资源利用总体处于DEA无效率状态，且呈现显著的空间非均衡性，总体表现为东高西低；资源型地区第一、二、三产业结构变动系数与水资源利用效率的关联度分别为0.535、0.806和0.849，产业结构调整与水资源利用效率息息相关，二者存在一定的耦合联动关系；研究期内，资源型地区产业结构调整对水资源利用效率没有产生相应的提升作用，原因在于第一、三产业产值占比对水资源利用效率均具有显著的负向作用，改变农业粗放用水方式、优化第三产业用水结构，是促进资源型地区经济增长与水资源利用协调发展的关键；城镇化率与资源型地区水资源利用效率显著正相关，城镇化进程加快是提高资源型地区水资源利用效率的重要驱动力．基于上述实证分析结果，提升资源型地区水资源利用效率应在保障粮食安全的前提下，严格控制第一产业用水，重点优化第三产业用水结构，积极推进城镇化建设，并合理配置财政科学技术支出，强化绿色技术创新的支撑作用．      

中国主要粮食作物种植结构调整区域优先序研究

基于作物生产水足迹,引入水资源稀缺性指数,结合作物面积净收益,构建种植结构调整区域优先序评价模型,评价中国水稻、玉米、小麦的主要生产地. 结果表明:水稻种植结构应优先调整的地区依次为湖南、江西、黑龙江、广东、广西;玉米种植结构应优先调整的地区依次为黑龙江、吉林、河南、内蒙古、山东;小麦种植结构应优先调整的地区依次为河南、山东、安徽、河北、江苏．本研究实现了种植结构调整的理论与实践衔接,有助于推动我国作物种植结构调整进程,提高农业水资源利用效率．      

雨水资源在居住建筑节能设计中的利用——贵州省六盘水市世纪雅苑实例研究

水资源是基础性的自然资源和战略性的经济资源.建筑节能设计中的雨水资源的利用则是提高水资源利用效率,改善城市生态环境的重要手段.同样是积跬步,从每一栋建筑、每一个社区、每一个城市、每一个国家做起,追求人类社会的可持续发展,营造良好的人居环境.