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[期刊] 资源科学  [作者] 关伟  赵湘宁  许淑婷  
能源与水资源对人类生存和社会发展至关重要,能源水足迹能够反映能源生产过程中真实的水资源占用情况。本文借助能源水足迹评价模型测算中国30个省(市、自治区)化石能源和电力生产生命周期水足迹,研究2004—2016年中国原煤、原油、天然气、水电、火电5类能源水足迹时间和空间格局演化特征,分析中国能源水足迹与水资源空间匹配关系。结果表明:①在研究期内,化石能源水足迹以2012年为界先增后减,水电水足迹快速增长助推电力水足迹持续增长。②在空间格局上,化石能源水足迹以胡焕庸线为界西向增加东向减少,以蒙晋陕地区为高值集聚区;而电力水足迹中水电水足迹与火电水足迹的空间分界显著,水电水足迹的快速增长使长江流域、珠江流域及东南沿海逐渐形成电力水足迹高值集聚区。③能源水足迹与水资源的空间匹配程度以南高北低格局呈波动下降趋势,化石能源水足迹较电力水足迹与水资源的空间匹配度低,原煤生产与火力发电的能-水矛盾最突出,全国1/3的地区存在能-水不匹配问题,能源水足迹高的华北地区能-水匹配压力大。能源生产与水资源配置上的矛盾仍然存在。真实反映能源水足迹与水资源的匹配关系,有助于优化能源与水资源综合管理,为最大限度的发挥能-水协同作用提供量化依据。
[期刊] 自然资源学报  [作者] 马维兢  耿波  杨德伟  刘丹丹  徐凌星  Claudien Habimana Simbi  于慧  Christian Opp  
利用水足迹账户法,核算了2005—2015年张家口市市辖区、坝上和坝下三个区域的农业、工业、建筑业、服务业和生活等部门的水足迹,在此基础上分析不同产业部门水足迹经济效益的时空特征。研究结果表明:(1)马铃薯种植成为张家口市农业水足迹快速上升的最主要驱动因子。马铃薯对农产品水足迹的贡献率由10%上升至50%,成为优势农作物,但是主要集中在坝上地区。(2)工业水足迹下降了64%,市辖区下降最快;建筑业水足迹只有工业水足迹的1%~4%;服务业水足迹由571万m3上升至1436万m3,市辖区上升最快。(3)为实现节水目标,张家口市应继续调整种植业结构、最大限度利用降水,进一步减少灌溉用水;工业领域建立与水有关的投入产出表,并对工业内部产业结构和区域产业布局进行节水规划。
[期刊] 华南农业大学学报(社会科学版)  [作者] 杨鑫  穆月英  
从供需角度分析发现,2000—2017年水资源禀赋较少的北方粮食主产区对粮食灌溉水需求持续增加,而加大水资源开发的空间有限,以及农业产业内外部用水的竞争,造成粮食灌溉水供给增加及保持稳定困难极大。基于基尼系数和不平衡系数,进一步研究发现:2000—2017年全国粮食生产与水资源量空间匹配状态不断恶化,粮食生产与水资源量匹配度最差的地区是黄淮海和东北地区,作物种类是小麦和玉米;粮食产量与粮食灌溉水量长期处于匹配状态,只有小幅恶化,总体上北方粮食主产区用较少的灌溉水生产了较多粮食,即粮食灌溉水生产率更高,但仍不能完全解决该地区粮食水资源不可持续利用问题。从发展趋势看,在全球变暖、粮食生产支持政策调整、乡村功能转型和农业生产结构升级的背景下,未来促进粮食生产与水资源的时空匹配将更具挑战,需要促进北方地区粮食灌溉水生产率进一步提高。
[期刊] 自然资源学报  [作者] 韩雁  贾绍凤  鲁春霞  吕爱锋  
水资源短缺已成为制约区域经济社会发展的重要因素,协调水资源与社会经济关系是水资源可持续利用的关键。以张家口为例,采用洛伦兹基尼系数和不均衡指数模型对水资源与社会经济发展要素的时空匹配特征进行研究,结果表明:2004—2015年张家口水资源与人口、耕地面积分布处于"匹配比较合理"和"相对匹配"状态,水资源与经济布局匹配呈现出由"完全不匹配"状态逐渐转变为"相对不匹配"状态。在空间匹配演化方面,水资源与人口、耕地面积的匹配度变化不大。水资源与经济匹配结果表明在水资源禀赋越差的地区,经济增速越快,水资源与经济的空间匹配状况越差。张家口水资源与社会经济发展要素时空匹配特征研究,对于指导区域水资源合理开发利用具有重要的现实意义。
[期刊] 自然资源学报  [作者] 姚林林  周宏飞  闫英杰  
从水热积指数出发,基于1931—2019年Climatic Research Unit(CRU)再分析资料,运用多时序分析方法,从多时间尺度分析中亚水热资源匹配空间特征和时序变化,并进行敏感归因探究。结果表明:(1)空间上中亚水热匹配条件存在相对优劣,优势区多分布于高纬及高山高原地带,水热资源匹配较差区域分布于南部沙漠。优势区多和同期降水高值区、潜在蒸散低值区和气温低值区重合,年际水热积指数变化不明显或呈弱下降趋势;较差区域多为同期潜在蒸散和气温高值区,降水低值区,水热积指数降低且年际变幅较大。(2)中亚水热资源匹配年内存在季节差异,春秋较好、冬季次之、夏季较差;在年际尺度上,1931—1974年,水热匹配条件呈现上升趋势;1974—2000年左右,水热匹配条件波动上升;2000—2019年,水热匹配条件下降,且在1971—1980年、1981—1990年、1990—2000年发生匹配条件突变。春夏秋季水热匹配变化趋势同年际趋势大致相同,冬季波动幅度较小。(3)在春、夏及年尺度上,主导敏感性因子为平均气温因子,在秋冬两季为降水因子;在高纬、高原高山区,水热积指数变化敏感性气候因子多为降水因子;中亚南部水热积指数变化对降水敏感性减弱,平均气温敏感性增加,且北部平均气温敏感性系数绝对值略低于南部;高山高原区域对极端温度变化较为敏感。
[期刊] 世界农业  [作者] 徐长春  陈阜  
水资源是人类经济社会发展的战略性资源。农业是用水大户,实现农业水资源可持续利用意义重大。"水足迹"作为量化水资源消耗与污染状况的指标,已成为国际上水资源定量核算评估的重要工具。本文梳理了"水足迹"理论的发展历程与内涵,对基于虚拟水与基于生命周期评价的两类"水足迹"核算方法进行概述,总结国内外农业"水足迹"研究的典型案例,最后探讨了"水足迹"对中国农业水资源管理的启示。
[期刊] 中国农业资源与区划  [作者] 夏文雪  张兵  何明霞  崔旭  
[目的]农业水土资源是粮食生产的决定因素,探明京津冀粮食生产中水土资源匹配格局特征对区域经济发展有深远的影响。[方法]从水足迹的视角出发,分析了1980—2018年京津冀县域5种主要粮食作物(小麦、玉米、稻谷、大豆、薯类)的产量、播种面积、水足迹、耕地面积的时空变化,运用水土匹配系数法及ArcGIS深入研究了1983、1998、2003、2016年水土资源匹配格局,并进一步剖析区域农业水土匹配对农业生产的影响。[结果](1)当前京津冀水土匹配系数区间为[0.02,1.25],超出区间范围[0.281, 0.431];粮食生产格局与水土匹配系数空间格局均为“冀中南高、北部低”。(2)研究时段内,京津冀粮食总产量提高1.14倍,播种总面积降低19.28%,粮食单产量显著提高;灌溉提高粮食单产量,水土匹配系数与粮食单产量呈正相关。(3)1980—2019年京津冀五种作物蓝水足迹均值(136.64亿m~3)是绿水足迹均值(99.60亿m~3)的1.37倍,各作物水足迹变化不同,间接反映地区农业种植结构的改变。(4)京津冀水足迹总量提高2.45倍,耕地总量下降20.59%,水土匹配系数变大,农业水土匹配程度差,间接指示研究区域地下水开发程度高。[结论]京津冀县域水土资源匹配存在较大提升空间,应从当地水土资源存在的问题出发,适当调整作物种植结构,关注区域地下水超采等限制农业发展的因素,促进京津冀地区农业水土资源可持续发展。
[期刊] 中国农业资源与区划  [作者] 夏文雪  张兵  何明霞  崔旭  
[目的]农业水土资源是粮食生产的决定因素,探明京津冀粮食生产中水土资源匹配格局特征对区域经济发展有深远的影响。[方法]从水足迹的视角出发,分析了1980—2018年京津冀县域5种主要粮食作物(小麦、玉米、稻谷、大豆、薯类)的产量、播种面积、水足迹、耕地面积的时空变化,运用水土匹配系数法及ArcGIS深入研究了1983、1998、2003、2016年水土资源匹配格局,并进一步剖析区域农业水土匹配对农业生产的影响。[结果](1)当前京津冀水土匹配系数区间为[0.02,1.25],超出区间范围[0.281, 0.431];粮食生产格局与水土匹配系数空间格局均为“冀中南高、北部低”。(2)研究时段内,京津冀粮食总产量提高1.14倍,播种总面积降低19.28%,粮食单产量显著提高;灌溉提高粮食单产量,水土匹配系数与粮食单产量呈正相关。(3)1980—2019年京津冀五种作物蓝水足迹均值(136.64亿m~3)是绿水足迹均值(99.60亿m~3)的1.37倍,各作物水足迹变化不同,间接反映地区农业种植结构的改变。(4)京津冀水足迹总量提高2.45倍,耕地总量下降20.59%,水土匹配系数变大,农业水土匹配程度差,间接指示研究区域地下水开发程度高。[结论]京津冀县域水土资源匹配存在较大提升空间,应从当地水土资源存在的问题出发,适当调整作物种植结构,关注区域地下水超采等限制农业发展的因素,促进京津冀地区农业水土资源可持续发展。
[期刊] 生态经济  [作者] 武慧君   刘勇昕   汪倩倩   徐裕焕  
中国燃煤发电行业需要消耗大量水资源。基于生命周期方法,建立了中国燃煤发电水足迹评估模型。该模型包括煤炭开采、煤炭加工、煤炭运输、燃煤发电和电力输送五个阶段,水足迹不仅考虑了直接水足迹,还有间接水足迹。基于该模型,定量分析了2000—2020年中国燃煤发电整个生命周期的用水量和废水排放对环境的影响,中国各省份燃煤发电的水足迹以及跨省煤电运输所产生的虚拟水的时空变化特征。结果显示:从时间上看,2000—2020年,中国燃煤发电总水足迹逐年上升,从160亿立方米增加到661亿立方米。单位水足迹处于先上升后下降的趋势,2015年达到最大值15.6 m~3/MW·h。期间,灰水足迹占比较大,为76%~83%。整个生命周期中,间接水足迹占总水足迹的36%~45%。从空间上看,2020年,内蒙古、安徽、宁夏、陕西和新疆是主要虚拟水输出省份,而内蒙古、山西、山东和新疆是2000—2020年水足迹增长最多的省份。研究结果以期为我国煤炭和水资源高效利用以及水环境管理提供重要借鉴。
[期刊] 生态经济  [作者] 武慧君   刘勇昕   汪倩倩   徐裕焕  
中国燃煤发电行业需要消耗大量水资源。基于生命周期方法,建立了中国燃煤发电水足迹评估模型。该模型包括煤炭开采、煤炭加工、煤炭运输、燃煤发电和电力输送五个阶段,水足迹不仅考虑了直接水足迹,还有间接水足迹。基于该模型,定量分析了2000—2020年中国燃煤发电整个生命周期的用水量和废水排放对环境的影响,中国各省份燃煤发电的水足迹以及跨省煤电运输所产生的虚拟水的时空变化特征。结果显示:从时间上看,2000—2020年,中国燃煤发电总水足迹逐年上升,从160亿立方米增加到661亿立方米。单位水足迹处于先上升后下降的趋势,2015年达到最大值15.6 m~3/MW·h。期间,灰水足迹占比较大,为76%~83%。整个生命周期中,间接水足迹占总水足迹的36%~45%。从空间上看,2020年,内蒙古、安徽、宁夏、陕西和新疆是主要虚拟水输出省份,而内蒙古、山西、山东和新疆是2000—2020年水足迹增长最多的省份。研究结果以期为我国煤炭和水资源高效利用以及水环境管理提供重要借鉴。
[期刊] 华中师范大学学报(自然科学版)  [作者] 李兰   朱苗   牛少林   殷宝库  
水资源短缺是长期制约农业经济发展的关键因素之一。针对以雨养农业为主的三水河流域农业用水需求大、水资源短缺以及用水效率低的突出问题,该研究采用水平衡理论和Penman-Monteith法,在年度、月度与作物层面上分别得到2020年三水河各子流域单元农业生产空间的供、需水量,分析供需匹配的时空特征,并判断供需矛盾的等级与类型。结果表明,三水河流域农业生产空间水资源供需匹配存在空间和时间错位性,水资源匹配性北高南低;年度农业用水整体处于“水平衡-临界匮缺”的匹配性等级,农业主产小流域水匮缺程度相对严重;月度农业生产空间水资源匹配性时空差异显著,盈余型、匮缺型和盈匮相持型小流域并存;作物用水匹配性整体表现为苹果>玉米>小麦,苹果用水的匹配关系接近于平衡,为流域用水方面的优势作物。据此,研究提出农业生产空间调控建议,为提高三水河流域农业生产水资源利用效率和优化农业空间布局提供参考。
[期刊] 自然资源学报  [作者] 余灏哲  韩美  
以人均水资源占有量低、水资源利用结构不平衡省份山东省为研究区,首先计算2005—2014年山东省水足迹及2014年17地市水足迹,实现水足迹时空分析;从DPSIR视角出发,基于水足迹计算结果,融合构建水资源可持续利用评价指标体系,通过因子综合得分来反映全省10 a间水资源可持续利用强度,以2014年为水平年,对17地市因子综合得分进行空间聚类,实现水资源可持续利用时空分析。结果表明:研究区2005—2014年水资源可持续利用综合评价得分呈现增长态势,表明水资源可持续利用程度趋于加强,但分值总体较低,仍需提高利用效率;2014年17地市水资源可持续利用水平整体呈现东优西劣、南优北劣的空间格局。
[期刊] 自然资源学报  [作者] 余灏哲  韩美  
以人均水资源占有量低、水资源利用结构不平衡省份山东省为研究区,首先计算2005—2014年山东省水足迹及2014年17地市水足迹,实现水足迹时空分析;从DPSIR视角出发,基于水足迹计算结果,融合构建水资源可持续利用评价指标体系,通过因子综合得分来反映全省10 a间水资源可持续利用强度,以2014年为水平年,对17地市因子综合得分进行空间聚类,实现水资源可持续利用时空分析。结果表明:研究区2005—2014年水资源可持续利用综合评价得分呈现增长态势,表明水资源可持续利用程度趋于加强,但分值总体较低,仍需提
[期刊] 中国农业资源与区划  [作者] 樊慧丽  付文阁  
[目的]水土资源是重要的农业生产资源,农业水土资源的合理匹配有利于充分利用区域现有资源优势,从而对区域农业经济增长产生影响。[方法]文章从水足迹视角出发,以长江经济带11个省市为研究区域,运用水土资源匹配系数法深入分析其不同区域农业水土资源匹配情况,并进一步运用空间计量模型探究区域农业水土资源匹配度对农业经济增长的影响。[结果]我国长江经济带整体农业水土资源匹配度为0.426万m~(3)/hm~(2),低于全国水平,且整体处于缓慢下降趋势,匹配程度在逐年变差;我国长江经济带农业水土资源当量系数为0.709,属于缺土地区;我国长江经济带农业经济增长的Moran’s I指数显著为正,即存在显著空间关联,但2008年以后关联性有减弱迹象;我国长江经济带地区农业水土资源匹配度对农业经济增长的促进作用不明显。[结论]其区域农业经济增长与农业水土资源空间匹配状况之间存在明显错位现象,即实际农业经济增长较快地区农业水土资源匹配度较差,而农业经济增长较慢地区农业水土资源匹配度较好。
[期刊] 生态经济  [作者] 钱逸颖  董会娟  田旭  余艳红  陈异晖  耿涌  钟绍卓  
伴随着快速的城镇化和工业化进程,中国水资源危机日益严峻,面临淡水资源分布不均和水资源污染等诸多问题。水足迹从消费视角研究水资源短缺问题,有助于更好地理解人类活动对淡水资源的占用情况,从而为制定适宜的虚拟水战略和减缓区域水资源压力提供政策建议。中国水足迹研究开展至今已取得一定成果,为指导未来研究开展,有必要梳理水足迹的概念内涵,其次介绍水足迹计算方法,然后分别从不同时空尺度的水足迹研究、驱动力分析、可持续评价及其他相关应用等方面整理了中国水足迹研究的进展,总结热点区域和当前问题,最后展望未来研究趋势,提出相应政策建议。
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