水足迹视角下的宁夏中卫市农业水资源利用评价

采用水足迹对宁夏中卫市2006-2011年7类农产品的虚拟水足迹进行识别,结合脱钩系统耦合理论对农业水资源利用情况与农业经济增长间的关系进行评价.结果表明:中卫市农作物产品的绿水、蓝水、灰水足迹和总虚拟水足迹呈逐年递增趋势,平均增长速度最快的是灰水足迹,达到10.6%;水足迹土地密度最低值出现在2008年(28.77×10~4m~3/km~2),之后呈现递增趋势,导致水资源负荷增加;农作物产量大体呈逐年递增趋势,在种植面积未有显著变化的情况下单产增加,农业综合生产能力得到提高;农业水资源利用情况与农业经济增长间关系的扩张性"复钩"和弱"脱钩"现象有规律性,故目前的水资源利用是不可持续的,提高利用效率为重中之重.     

基于ESDA的吉林省玉米生产水足迹空间分异

通过对吉林省玉米生产水足迹的计算,探讨了不同降水年型玉米生产水足迹及其水分来源的变化规律;利用探索性空间数据分析(ESDA)方法,对玉米生产水足迹总体和局部空间差异进行了分析.结果表明:吉林省玉米生产水足迹以绿水足迹为主,占50%左右;对比不同降水年型玉米生产水足迹,枯水年最高,平水年次之,丰水年最低;玉米生产水足迹空间差异明显,在整体上存在着显著的集聚效应,丰水年和枯水年集聚现象比平水年更加明显.从GeoDA生成的LISA聚集图可以看出,在局部差异方面,"低-低"类型的县(市)数量最多,主要集中在吉林省东部地区;"高-高"类型的县(市)数量较多,主要集中在吉林省中部地区;"低-高"类型的县(市)数量较少,其他地区显著性不明显.     

虚拟水战略中的蓝水和绿水细分研究

 对虚拟水资源中的蓝水和绿水进行细分,在此基础上评价通过实施虚拟水战略节约的能被农牧业生产之外其他社会经济部门利用的水资源量,是在更宽广范围内进行区域水资源优化配置的重要前提。通过构建蓝水绿水细分模型估算了虚拟水战略中的蓝水资源量和绿水资源量,并以北京市为例开展实证研究。结果表明,北京市主要粮食作物生长消耗的虚拟水中,在考虑土壤水储存和不考虑土壤水储存两种情况下,2007年消耗的蓝水资源量分别为6.21、6.29亿m3,均明显多于同期消耗的绿水资源量;1999年以来基于粮食贸易输入的虚拟水资源量和蓝水资源量迅速增加,其中蓝水输入量最高已达38.80亿m3,而2001—2007年基于口粮贸易的蓝水输入量占相应实体水资源量的比例均高于50％。因此,近年来虚拟水战略在缓解北京市水短缺危机方面已发挥了重要作用,而对虚拟水资源中蓝水和绿水进行细分可为在更宽广范围内进行区域水资源优化配置提供参考。     

中国省际灰水足迹强度的空间收敛性研究

水环境质量差和水生态受损严重问题备受各界关注,分析各地区水污染排放强度是构建中国特色水安全保障体系、实施最严格水资源管理制度的前提.根据Hoekstra和Chapagain提出的污染物吸纳理论,测算了2001—2014年中国31个省级行政区的灰水足迹,借助于探索性空间数据分析(Exploratory Spatial Data Analysis,ESDA)方法探讨了各地区灰水足迹强度的空间自相关特征强度,建立空间计量收敛模型,在空间效应视角下验证灰水足迹强度存在绝对和条件β收敛.结果显示:(1)2001—2014年中国灰水足迹强度存在较强的空间正自相关性和空间分布不均衡性;(2)灰水足迹强度存在绝对β收敛,基于空间效应设定,存在一定的空间绝对β收敛、条件β收敛;(3)在空间滞后和误差模型下,人均用水量每下降1%,灰水足迹强度增长速度将分别下降0.002 5%和0.002 7%,水资源总量和对外开放程度均不显著负向影响灰水足迹强度的增长速度.     

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。     

基于灰水足迹理论的河北省水资源评价

河北省属于水资源较为缺乏的地区,水资源的可持续利用对河北省经济社会可持续发展具有重要意义.本文分别建立了以水质为标准和以灰水足迹为标准的水污染程度评价指标,采用灰水足迹的方法对河北省水资源进行水质—水量评价.结果表明:1)2013年河北省的灰水足迹为242.41×108 m3,相比2005年下降了19.7%,2005—2013年河北省的灰水足迹整体呈现下降趋势.2)2种水污染程度评价指标的走势大体相同,说明水质性缺水状况可以粗略地用本文计算的灰水足迹进行表征.3)2005—2013年间河北省的灰水足迹远大于当年河北省的水资源量,呈现出明显的水质性缺水特征.     

基于灰水足迹的长江流域生态补偿额度量化及应用

基于灰水足迹对2009—2020年长江流域的生态补偿额度进行量化,为完善长江流域生态补偿保护机制提供支持。从农业、工业、生活等3方面计算了2009—2020年长江流域15个省、2个直辖市和2个自治区的灰水足迹及它的载荷系数,利用零和模型和生态补偿标准修正指数计算了流域各省(直辖市、自治区)的生态补偿标准。结果显示：1) 2009—2020年长江流域灰水足迹整体呈现先增加后减少的趋势,在2015年达到峰值为9 131.44亿m³,中下游地区灰水足迹随时间推移而减少的趋势更明显;流域内灰水足迹载荷系数较大且水资源分布较少区域中大部分省(直辖市、自治区)在2019—2020年灰水足迹载荷系数呈下降趋势,淡水资源压力减弱;流域生态补偿标准绝对值总量在相对稳定的范围内呈波动趋势,最低值在2011年为570.92亿元,最高值在2019年为1 090.45亿元。2)长江流域内上游地区农业年平均灰水足迹最大,然后依次是中游地区和下游地区;中游地区工业和生活年平均灰水足迹最大,然后依次是下游地区和上游地区;在区域灰水足迹中农业灰水足迹的占比最大,然后依次是生活和工业灰水足迹的占比。...     

沈阳市大气污染物排放的综合环境压力

通过大气污染物浓度年均值和排放总量等指标,简要分析了沈阳市大气质量,应用生态足迹方法量化了大气污染物的综合环境压力.结果表明:过去10年间,沈阳市SO2排放总量显著下降,但CO2排放量增长迅速.以生态足迹表征的大气污染物对生态环境的综合压力主要来自二氧化碳和二氧化硫,1990~1994年二者足迹在大气污染总足迹中所占比例约为各50%;1995~2000年间,CO2足迹所占份额有所增加,但增幅不大;2000年以后增加迅速,2005年达到90%.以单位GDP的大气污染物排放量和生态足迹表征的沈阳市经济发展环境效率,在研究期有较显著的上升,说明经济系统创造单位GDP对大气质量的影响和对生态环境的压力...     

黄河流域水足迹研究

采用2002年黄河流域流经的主要省区的投入产出表计算研究区以及三产业的用水系数、水足迹和净外部水足迹,结果表明:黄河流域第一产业的直接用水系数和完全用水系数均最高,其次二、三产业;地区间用水系数相差很大;2002年黄河流域的总水足迹是1 461.0亿m3,46.9%缘于地区内最终消费、53.1%缘于资本积累;人均水足迹是359.7 m3.a-1地区差异明显;2002研究区净外部水足迹132.5亿m3,占总水足迹的9.1%.     

生态足迹分析方法在西安市客运交通中的应用

针对不同交通工具对城市客运交通环境影响,本文基于生态足迹理论和方法,分别对西安市客运交通生态足迹、生态效率与环境压力指数进行定量分析,探讨不同类型的交通工具在城市客运交通压力所占比例组成,揭示西安交通生态足迹的供需关系状况.结果表明,西安2007年交通生态总足迹为7.0×104hm2,其中,私家小轿车生态足迹为交通总足迹的56%,在交通足迹中影响最大;从城市交通生态效率看,公共汽车最高,为1.39×104人次.hm-2,私家小轿车最低,为570人次.hm-2;从城市交通环境压力指数看,私家小轿车最高,为17.4,公共汽车最低,为0.72.优化交通车辆结构,提高公共交通所占比例,适当限制私人小汽车使用量是城市交通持续发展的必然选择.     

沈阳市交通生态足迹的实证研究

介绍了城市交通生态足迹的模型和方法,并以沈阳市为例对城市交通生态足迹、生态效率做了定量计算与分析.结果表明:沈阳市2004年交通生态足迹为35×104hm2,其中,能源消费间接用地占99%,而道路和场站直接用地仅占1%;从生态足迹构成看,小轿车和出租车生态足迹较高,分别为18.5×104hm2,5.61×104hm2,占交通总足迹的比例分别为53%,16%;从城市交通生态效率看,公共汽车最高,为3.06×104人次.hm-2,小轿车最低,为0.12×104人次.hm-2;从城市交通生态足迹强度看,小轿车最高,为8.38×10-4hm2.人次-1,公共汽车最低,为0.33×10-4hm2.人次-...     

黄河流域水足迹研究

采用2002年黄河流域流经的主要省区的投入产出表计算研究区以及=三产业的用水系数、水足迹和净外部水足迹,结果表明:黄河流域第一产业的直接用水系数和完全用水系数均最高,其次二、三产业;地区间用水系数相差很大;2002年黄河流域的总水足迹是1 461.0亿m~3,46.9%缘于地区内最终消费、53.1%缘于资本积累;人均水足迹是359.7 m~3·a~(-1)地区差异明显;2002研究区净外部水足迹132.5亿m3,占总水足迹的9.1%.     

高时空分辨景观塘池生境修复及其灰水足迹汇变研究

将搭载土著生态组成的叠层生境系统(Laminated Habitat System,LHS)嵌入富营养化景观塘池,以发生水华的氮、磷经验阈值为基准,研究了高时空分辨条件下LHS对塘池水质及其灰水足迹"汇"变的作用,并综合分析了实验生境的改善.结果表明:室外静态条件下,嵌入LHS至模拟景观塘池20d后,塘池水质改善明显,TP去除率可达81.01%,TN,NH_4~+-N,NO_3~--N去除率分别为77.10%,88.82%,84.12%;CODCr的处理率达67.51%;Chl.a质量浓度降至0.98μg·L~(-1);Chl.a质量浓度及浊度降至了初始值的10%以下;模拟景观塘池灰水足迹降至初始态的22.9%.LHS利于景观塘池水质和生态系统改善,益于藻型塘池向草型塘池转变及塘池灰水足迹"汇"增.本研究提供了灰水足迹理论指导下的景观塘池生态修复新思路.     

陆地生态系统绿水资源开发与雨水集流技术潜力分析

绿水是源于降水、存储于土壤并通过土壤蒸发和植被蒸腾消耗掉的水资源,是一种在传统水资源评价体系中被忽视了的水资源。本文分析了中国绿水资源的空间分布特征,探讨了中国内陆河流域、腾格里沙漠和黄土高原等地区的绿水分配特征,以及雨水集流技术在绿水开发利用中的潜力。中国绿水资源总量约3.4万亿m3,约占降水资源总量的54%;其分布很不均衡,西北地区的绿水占降水比例的70%以上,而南方地区的平均比例为48%,说明中国西北干旱半干旱地区绿水资源的开发潜力较大。在半干旱地区的黄土高原雨养农业区,绿水占有量超过90%,其中非生产性绿水占45%～50%;在干旱地区内陆河黑河流域,绿水占有量达77%,其中非生产性绿水占52.4%。雨水集流结合地表覆盖等水保措施可以显著提高绿水生产力,在绿水资源开发利用方面具有较大的潜力。     

基于灰水足迹理论的河南省经济发展与水环境脱钩关系研究

近年来,河南省经济发展水平有了很大提高,与此同时,水环境问题逐步显现出来。利用灰水足迹和脱钩指数模型,对2005—2015年河南省经济发展与水环境的脱钩关系进行了研究。结果表明:(1)河南省灰水足迹年均减少0.85%且部门之间存在差异,农业、生活、工业约占总量的61.8%、23.1%、15.1%。(2)河南省剩余灰水足迹整体上为负值(不包括2012年、2013年),水资源量能够完全稀释污染物,尤其是水环境的治理力度增大,确保了较好的水环境质量。(3)河南省经济发展与水环境从初步协调状态(2006年)发展到优质协调状态(2007—2015年),反映出经济发展水平相对较高,但对水环境的破坏程度相对较低的情况。(4)农业部门对河南省水环境的破坏程度最大,工业最小,生活居中,且均呈现逐渐减弱趋势,年均递减率分别为5.4%、8.7%和7.8%。优化调整产业结构,提高科技含量;改善农业生产方式,发展节水农业;加大技术和资金投入,合理保护水环境等多措并举才能实现河南省经济社会的可持续发展。     

基于水足迹理论的武汉市水资源利用研究

运用水足迹理论对武汉市2005年~2012年水资源消费项目进行计算,并从水资源结构、效益、生态安全及可持续性能4个指标对武汉市水资源利用情况进行分析,结果表明:(1)武汉市水足迹在研究时段内呈下降趋势,2006年以后水资源利用效率较高,各消费项目中农业产品水足迹所占比重最大;(2)武汉市水资源自给能力很强,单位水足迹承载人口能力呈上升趋势,水资源在武汉市国民经济中产生了较大的经济效益,但对外贡献率较低,且安全状况不容乐观;(3)武汉市水资源利用呈现出可持续发展的状态.     

基于旅游生态足迹模型的青岛旅游可持续发展评估

运用旅游生态足迹模型,以2012年为评价基准年份,定量评估了青岛市旅游可持续发展状态。结果表明:1青岛市旅游生态足迹为1071036全球公顷,其中旅游交通生态足迹最大,占旅游总生态足迹的53.31%;2青岛市本底生态足迹为6156543全球公顷,其中生物资源账户生态足迹最大,占本底总生态足迹的64.71%,两者之和是青岛市人类可利用生态承载力的2.08倍,已处在威胁可持续发展的状态。     

生态足迹预测模型优选——以武汉市为例

在收集武汉市1978-2004年城市人均生态足迹、能源消费量、第三产业占GDP比重等指标数据的基础上,运用灰色关联度分析,揭示出能源消费量、第三产业占GDP比重、总人口数与武汉市人均生态足迹呈显著相关.通过建立GS-SVR,PSO-SVR,GA-SVR三种模型,对随机选取的武汉市5年人均生态足迹进行模拟预测和相应的精度分析,并与神经网络模型预测结果进行对比.结果表明,神经网络模型的模拟拟合功能强于SVR模型,而GA-SVR模型的预测精度最高,是预测生态足迹的最佳方法.     

江苏省农产品水足迹与虚拟水流动及其环境影响

在量化江苏省农业生产水足迹、消费水足迹及虚拟水流动基础上,分析与水资源消耗相关的环境影响,以及对人类健康、生态质量及资源的影响。江苏省农业生产水足迹、消费水足迹、虚拟水流出及流入分别为110.97亿m³、37.98亿m³、74.99亿m³和2.00亿m³,前三者主要受水稻和小麦的影响,后者主要受奶类、油料和牛肉的影响;其相关的人类健康影响分别为26.02万DALY、9.30万DALY、17.58万DALY和0.87万DALY,生态质量影响分别为19.02亿m²·a、6.69亿m²·a、12.85亿m²·a和0.53亿m²·a,资源影响分别为0、1.47亿MJ、0和1.47亿MJ。分析结果表明:节水技术应用及节水品种培育有助于减小生产水足迹,消费模式转变有助于降低消费水足迹,贸易结构调整及贸易地区选择有利于改变现有虚拟水流动模式;水足迹及虚拟水流动量值是影响江苏省水资源消费相关环境影响的重要因素,减少水资源消耗,降低农业用水比重,改变产品调入区域等均有助于减小环境影响。     

大连市旅顺口区与经济技术开发区水足迹初步研究

水足迹将实物形态的水与虚拟形态的水联系起来,为分析经济模式对区域水资源的影响、解决区域水资源缺乏问题提供了一种新思路.计算了大连市旅顺口区和大连市经济技术开发区的水足迹.结果表明,2003年旅顺口区的总水足迹不足开发区的50%,但实体水的消耗量约为开发区的1.5倍.旅顺口区水资源压力大的主要原因是该区施行农业为主要产业、在贸易过程中大量输出虚拟水的发展模式.考虑到两个地区的水资源特点及经济模式对用水的影响,提出了增加工业在产业中的比率和发展精品农业等的发展策略.