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基于生態足跡的山東省水資源承載力研究

時間:2019年05月14日 分類:農業論文 次數:

摘要:為研究山東省水資源生態承載力現狀,緩解山東省用水壓力,基于生態足跡的理論和方法,構建了水資源二級賬戶;同時,從城市發展的角度,選取了城市建設和社會經濟中的相關指標,利用統計產品與服務解決方案(StatisticalProductandServiceSolutions,SPSS)

  摘要:為研究山東省水資源生態承載力現狀,緩解山東省用水壓力,基于生態足跡的理論和方法,構建了水資源二級賬戶;同時,從城市發展的角度,選取了城市建設和社會經濟中的相關指標,利用統計產品與服務解決方案(StatisticalProductandServiceSolutions,SPSS)軟件,分別對山東省水資源生態足跡和生態承載力進行了相關性分析。分析結果表明:山東省水資源生態足跡和生態承載力均呈現出下降的趨勢,水資源處于生態赤字狀態;山東省水資源生態足跡受農業用水的影響最大,水資源生態承載力受降水的影響最大,城市設施水平對提高水資源生態承載力具有正面效應。因此,為了提高山東省的水資源生態承載力,提出了有針對性的措施,即應要改變農業灌溉方式,調節生產生活方式,并充分利用雨水資源,從而使得雨污資源化。

  關鍵詞:生態足跡;生態承載力;水資源;城市發展;相關性分析;山東省

水資源

  1研究背景

  人類鄰水而居,擇水而憩,自古以來,人類的生活生產都與水息息相關,但是粗放的用水方式已使全球陷入水資源緊缺的危機當中,水資源承載力更是處于危險的狀態。水資源承載力作為城市水資源安全的保障[1-2],在國外經常被學者與可持續發展理論聯系在一起[3-5];而在國內由新疆水資源軟科學課題研究組于1989年首次提出[6],自此便被應用在各個層面的水質和水量的核算當中,開展的研究也涉及到數學[7-9]、系統動力學[10-11]、統計學[12-14]、生態學[15-17]等學科。

  目前,國內外學者對于水資源承載力的定義主要分為以下兩大類。(1)基于水資源狀況的定義。即通過對某一歷史階段的水資源狀況進行分析,結合可預見的社會經濟和科學技術發展水平,區域水資源所能支撐人類活動的最大臨界值。(2)基于社會經濟發展水平的定義。即在不影響區域可持續發展的前提下,利用當前的社會科學技術水平,使得該區域的水資源能夠承載社會經濟發展的最大規模。隨著科學技術的發展以及人類對大自然認知的不斷更新,水資源承載力的定義和計算方法也在不斷發展。

  然而,目前國內外學者對于水資源承載力的定義和計算方法尚未達到一個統一的標準。William和Wackernagel于1992年提出了生態足跡的理念,并將其定義為:把人類對資源的利用情況進行量化,衡量人類對生態系統產生的壓力,用來反映人類生存與發展對自然生態的脅迫情況,表征可持續發展的程度[18-20]。

  作為一種將生態學、資源環境學和系統學等學科融合在一起的可以對自然資源利用狀況進行有效相關評價的方法,其綜合性強,便于使用,被國內外學者廣泛應用到旅游[21-22]、能源[23-24]、食物[25-26]、國際貿易[27]以及飲食結構[28]等多個領域。同時,也被一些學者引入到了對水資源質量和數量的核算以及水資源承載力和可持續發展的評價上,并開展了水足跡[29-30]、水生態足跡[31-32]以及水資源生態足跡[17,33]的研究。

  其中,對水資源生態足跡的研究大多集中在對相關參數的確定,生態足跡賬戶的劃分以及不同尺度、不同地域的水資源生態足跡的核算和預測方面上。而本文研究是在已有研究的基礎上,對水資源短缺的山東省構建了水資源生態足跡模型,并從城市發展的角度選取相關指標,利用SPSS對山東省水資源生態承載力現狀進行了分析與評價,從而為今后山東省水資源開發利用工作提供了理論指導,并提出可靠的建議。

  2研究地區與數據來源

  2.1研究區概況

  山東省是我國主要的缺水城市之一,雖然地處我國東部沿海,但由于受到地形地貌以及氣候的影響,使得該省的水資源時空分布不均,淡水資源極其匱乏。山東全省人均水資源量不足全國水平的1/6,而全省人口占全國總人口的7%,灌溉耕地占全國的6%,省經濟總量占全國的10%。由此可見,該省的水資源壓力是非常大的。

  2.2數據來源

  本研究中使用的所有數據,均來源于山東省統計局公布的2006~2015年《山東省統計年鑒》[34]和山東省水利廳公布的2006~2015年的《山東省水資源公報》[35]。

  3研究方法

  3.1水資源生態足跡模型

  生態足跡(ecologicalfootprint)作為一個用來衡量人類對大自然需求與消費的有效工具,可以量化某一地區的生物資源供需狀況;結合生物承載力核算來評價一個國家、地區乃至全球的可持續發展狀況,從而提高各級政府的生態保護意識,為生活生產消費模式的選擇,經濟、環境政策的制定以及生態文明建設的推進提供理論指導[36]。

  根據黃林楠等人對水資源生態模型的探索[17],本研究按照水資源生態足跡模型的內涵,將山東省水資源劃分為農業用水、工業用水、城鎮公共用水、生活用水以及生態環境用水5個生態足跡二級賬戶。(1)農業用水可分為農田灌溉用水和林牧漁畜用水,該用水量主要與當地的農田灌溉方式、農作生產方式、農作面積以及氣候地理條件相關。(2)工業用水是指整個工業生產過程中所使用的水,該用水量主要與行業特點以及工業廢水再利用率相關。

  (3)城鎮公共用水包括服務業和建筑業兩大行業中的用水量,該用水量的多少可以從側面間接地反映當地的城市化進程以及社會發展水平。(4)生活用水按照地域類型可分為農村生活用水和城鎮生活用水,該用水量主要與當地居民的生活習慣、生活質量以及人口數量密切相關。(5)生態環境用水是指河道外的綠地、花園等生態設施通過供水工程的供水來實現的用水量,而不包括大氣降水和徑流中自然滿足的水量,該類用水量可以在一定程度上反映出城市的性質以及生態城市的建設進程。

  3.2水資源承載力模型

  水資源承載力是用來衡量當地水資源能夠維持人口和社會經濟發展的可開發利用總量的有效工具。相關研究成果顯示[17],此處水資源承載力的計算需要扣除60%用作大自然的生態運作,剩下的40%才是可以被人類開發利用的,否則就會使得當地的生態系統受到破壞。

  4結論與討論

  (1)從水資源生態足跡、生態赤字和負載指數等指標方面,可以看出山東省水資源開發難度大,單靠該省的水資源難以維持當前社會經濟的發展。因此分析認為,開源節流,改變農業灌溉方式,調節生產結構,合理利用南水北調等引入水,以及提高水資源利用效率,是解決該省缺水現狀的必要途徑。

  (2)根據相關性分析結果可以看出,當前山東省的經濟發展不是以消耗水資源為代價,且重視環境保護和生態建設,而生態環境和城市設施水平與水資源生態足跡和水資源承載力密切相關。因此,山東省可在此處著手,進一步開展環境保護和生態建設工作,提高城市設施水平;利用污水處理廠和生態濕地等設施,提高雨污的利用效率,將處理過的中水用作綠地等的維護中,切實做到優水優用,中水中用,并使得雨污資源化,從而在一定程度上減輕供水壓力,提高水資源的承載力。

  參考文獻:

  [1]RijsbermanMA,vandeVenFHM.Differentapproachestoassessmentofdesignandmanagementofsustainableurbanwatersystems[J].EnvironmentalImpactAssessmentReview,2000,20(3):333-345.

  [2]JoardarSD.CarryingcapacitiesandstandardsasbasestowardsurbaninfrastructureplanninginIndia:Acaseofurbanwatersupplyandsanitation[J].HabitatInternational,1998,22(3):327-337.

  [3]SicheR,PereiraL,AgostinhoF,etal.Convergenceofecologicalfootprintandemergyanalysisasasustainabilityindicatorofcountries:Peruascasestudy[J].CommunicationsinNonlinearScience&NumericalSimulation,2010,15(10):3182-3192.

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

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

  [6]新疆水資源軟科學課題研究組.新疆水資源及其承載力的開發戰略對策[J].水利水電技術,1989(6):2-9.

  [7]劉增進,張敏,王振雨,等.基于神經網絡的鄭州市水資源可持續利用綜合評價[J].中國農村水利水電,2008(12):55-62.

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