应用TSO-SVM模型分析区域水-土-能源-粮食耦合系统风险

1

作者 刘东 张晓建 +2 位作者 张亮亮 李佳民 赵丹 《东北农业大学学报》 CSCD 北大核心 2024年第8期232-250,共19页

针对区域水-土-能源-粮食(Water-Land-Energy-Food,WLEF)耦合系统风险定量评估方法精度不足问题,构建一种基于金枪鱼群优化算法改进的支持向量机模型(TSO-SVM),将其应用于2001—2020年哈尔滨地区WLEF耦合系统风险测度分析。结果表明:哈... 针对区域水-土-能源-粮食(Water-Land-Energy-Food,WLEF)耦合系统风险定量评估方法精度不足问题,构建一种基于金枪鱼群优化算法改进的支持向量机模型(TSO-SVM),将其应用于2001—2020年哈尔滨地区WLEF耦合系统风险测度分析。结果表明:哈尔滨地区WLEF耦合系统风险时序变化呈先持续下降后渐趋平稳的特征,空间变化呈中西部高、西南部与东北部低的分布格局。依据TSO-SVM内置的权重系数计算得出,有效灌溉面积占比、城市化率、城镇居民人均纯收入、单位GDP能耗、人均粮食产量、万元工业增加值用水量、单位面积化肥施用量为WLEF耦合系统风险特征的关键驱动因子。与传统支持向量机模型(SVM)和基于粒子群算法改进的支持向量机模型(PSO-SVM)相比,研究提出的TSO-SVM模型均方误差分别降低76.47%和33.33%、平均绝对误差分别降低30.65%和8.51%,平均绝对百分比误差分别降低37.04%和15.00%、决定系数分别降低1.19%和0.35%、合理性系数与稳定性系数也均为最高,综合说明TSO-SVM模型在评估精度、拟合性能、合理性、稳定性等方面均更具优势。 展开更多

关键词 金枪鱼群优化算法 支持向量机模型 水-土-能源-粮食耦合系统 风险测度

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石羊河流域水资源-粮食-能源-生态系统耦合协调发展 被引量：1

2

作者 侯慧敏 马海华 +1 位作者 王鹏全 王万祯 《长江科学院院报》 北大核心 2025年第2期16-22,共7页

为探究石羊河流域水资源-粮食-能源-生态(WFEE)系统协调可持续发展,避免单一资源的部门割裂式发展对其他资源部门造成危害,以西北内陆河流域之一的石羊河流域WFEE系统为研究对象,构建流域WFEE系统耦合协调评价指标体系,采用CRITIC赋权... 为探究石羊河流域水资源-粮食-能源-生态(WFEE)系统协调可持续发展,避免单一资源的部门割裂式发展对其他资源部门造成危害,以西北内陆河流域之一的石羊河流域WFEE系统为研究对象,构建流域WFEE系统耦合协调评价指标体系,采用CRITIC赋权法对各子系统指标赋权,运用耦合协调度模型对石羊河流域WFEE协调发展水平及其时空演变特征进行研究,并对2020—2030年石羊河流域耦合协调度进行预测。结果表明:2000—2020年石羊河流域WFEE系统综合发展指数处于中等水平,能源子系统综合发展指数负增长;石羊河流域WFEE系统耦合度等级为高水平耦合;流域WFEE系统耦合协调度整体呈上升趋势,经历了轻度失调到良好协调共6个阶段;预测结果显示流域耦合协调度在预测期内处于良好协调向优质协调过渡阶段。研究成果可为石羊河流域的可持续管理和资源高效开发利用提供参考依据。 展开更多

关键词 水资源-粮食-能源-生态(WFEE)系统 CRITIC赋权法 综合发展指数 耦合协调度 石羊河流域

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水-能源-粮食纽带关系与生态系统服务耦合研究进展 被引量：3

3

作者 丁童慧 陈军飞 +1 位作者 嵇娟 杨欣泽 《生态学报》 北大核心 2025年第6期3032-3045,共14页

开展水-能源-粮食纽带关系(Water-energy-food nexus,WEF-Nexus)与生态系统服务耦合研究已成为当前国内外研究的热点和重点话题。在解读WEF-Nexus、生态系统服务以及二者耦合概念内涵的基础上,从耦合关系、耦合系统、耦合管控三个维度对... 开展水-能源-粮食纽带关系(Water-energy-food nexus,WEF-Nexus)与生态系统服务耦合研究已成为当前国内外研究的热点和重点话题。在解读WEF-Nexus、生态系统服务以及二者耦合概念内涵的基础上,从耦合关系、耦合系统、耦合管控三个维度对WEF-Nexus与生态系统服务耦合研究进展进行了总结和梳理,并探讨了目前二者耦合研究存在的不足及未来展望。结果表明,现有耦合研究主要聚焦WEF-Nexus与生态系统服务作用关系和供需关系的分析与探讨、水-能源-粮食-生态耦合系统的构建与评估、耦合系统管控新理念和新方法的提出等。然而,目前WEF-Nexus与生态系统服务耦合研究仍处于起步阶段,尚且缺乏揭示二者交互耦合关系及作用机理的理论体系和技术方法,WEF-Nexus-生态系统服务耦合系统构建及演化机制分析较欠缺,面向资源环境决策管理的实践应用较薄弱。因此,以“耦合关系识别-耦合机理分析-耦合过程与格局刻画-耦合管理应用”为研究脉络,探索构建了未来WEF-Nexus与生态系统服务耦合研究框架,并提出未来研究应更加关注WEF-Nexus与生态系统服务互动耦合机理探究、WEF-Nexus-生态系统服务耦合系统构建及其协同演化机制分析以及面向国土空间管控决策的实践应用,以期满足生态文明建设和美丽中国建设等国家战略需求。 展开更多

关键词 水-能源-粮食纽带关系 生态系统服务 人地关系理论 耦合研究

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基于旗鱼算法优化BP神经网络的水-能源-粮食耦合系统安全特征测度分析

4

作者 刘东 刘海岳 +2 位作者 张祥敏 张亮亮 齐晓晨 《农业工程学报》 北大核心 2025年第11期229-242,共14页

针对区域水-能源-粮食耦合系统安全状况难以精准量化问题,该研究构建一种基于旗鱼优化算法改进的BP神经网络模型(sailfish optimization algorithm-back propagation neural network,SFO-BPNN),并将其应用于哈尔滨市2000—2022年WEF耦... 针对区域水-能源-粮食耦合系统安全状况难以精准量化问题,该研究构建一种基于旗鱼优化算法改进的BP神经网络模型(sailfish optimization algorithm-back propagation neural network,SFO-BPNN),并将其应用于哈尔滨市2000—2022年WEF耦合系统安全特征测度分析中。采用基于主成分分析法-R聚类分析法-皮尔逊相关系数法-变异系数法的优选方法构建WEF耦合系统安全评价指标体系。深入分析耦合系统安全时间演变特征与关键驱动因子。结果表明:哈尔滨市WEF耦合系统安全指数在研究时段内呈现先波动变化,后大幅提升,最后趋于稳定的趋势。降水量、顷均机电井数目、人均粮食产量和农机总动力等为关键驱动因子。构建的SFO-BPNN模型与传统BP神经网络模型和基于遗传算法优化的BP神经网络模型相比,平均绝对误差分别降低16.94%和3.36%、均方误差分别降低26.40%和16.93%、平均绝对百分比误差分别降低22.89%和2.66%、单次运行时间分别降低31.6%和30.5%、决定系数分别升高0.98%和0.15%,说明SFO-BPNN模型无论从精度还是效率方面都更具优势。研究结果可为水-能源-粮食耦合系统安全特征测度分析提供新模型,同时可为有效防控和降低区域安全风险提供参考。 展开更多

关键词 水-能源-粮食耦合系统 安全特征 旗鱼优化算法 BP神经网络

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黄河流域水-能源-粮食系统安全风险评价

5

作者 朱一丁 郭英 +3 位作者 齐永青 申一林 郭媛媛 沈彦俊 《南水北调与水利科技(中英文)》 北大核心 2025年第4期794-805,共12页

为剖析黄河流域水-能源-粮食(water-energy-food,WEF)系统安全发展水平,以稳定性、协调性和弹性为准则层构建WEF系统安全评价指标体系,运用Copula函数和障碍因子模型分析2000−2022年黄河流域WEF系统安全风险概率和障碍因素。结果表明:... 为剖析黄河流域水-能源-粮食(water-energy-food,WEF)系统安全发展水平,以稳定性、协调性和弹性为准则层构建WEF系统安全评价指标体系,运用Copula函数和障碍因子模型分析2000−2022年黄河流域WEF系统安全风险概率和障碍因素。结果表明:黄河流域WEF安全水平指数整体呈现增加趋势,弹性是影响黄河流域WEF系统安全水平的关键;黄河上游兰州以上段、黄河上游兰州−头道拐段、黄河中游、黄河下游的三维安全风险概率(S=0.6,C=0.6,R=0.6)分别为0.477、0.380、0.460和0.446,WEF系统不安全概率呈现出黄河上游兰州−头道拐段>黄河下游>黄河中游>黄河上游兰州以上段;水库调蓄能力、清洁能源生产占比、有效灌溉率、地下水取水耗能、万元GDP用水量是阻碍WEF系统的主要障碍因子。研究结论可为黄河流域水-能源-粮食系统安全发展提供理论依据。 展开更多

关键词 水-能源-粮食系统 共生关系 黄河流域 COPULA函数 风险概率

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应用鱼鹰优化算法改进随机森林模型对区域水-能源-粮食关联系统安全评价

6

作者 刘东 汝文超 +2 位作者 张亮亮 李佳民 赵丹 《东北农业大学学报》 北大核心 2025年第4期64-74,共11页

为分析区域水-能源-粮食关联(WEFN)系统安全水平,通过探索WEFN系统安全测度新方法,构建基于鱼鹰算法改进随机森林(OO-RF)模型的WEFN系统安全测度模型。以建三江分公司及其下辖的15个农场为例,分析建三江分公司的WEFN系统安全时间变化规... 为分析区域水-能源-粮食关联(WEFN)系统安全水平,通过探索WEFN系统安全测度新方法,构建基于鱼鹰算法改进随机森林(OO-RF)模型的WEFN系统安全测度模型。以建三江分公司及其下辖的15个农场为例,分析建三江分公司的WEFN系统安全时间变化规律及其驱动机制。结果表明:建三江分公司的WEFN系统安全在时间上呈波动增长态势,在空间上WEFN系统安全呈由西南向东北发展趋势。确定万元GDP能耗等指标为关键驱动因子,2007—2011年、2012—2016年、2017—2021年间主要驱动力,分别为:机械总动力、人均耕地面积、万元GDP能源消耗、化肥施用量、地均灌溉用水量;机械总动力、万元GDP能源消耗、万元农业增加值用水量、人均耕地面积;机械总动力、化肥施用量、机械柴油消耗量。对比模型,OO-RF模型在精度上具有突出优势,证明该模型适用于WEFN系统安全测度。研究成果丰富了智能优化与机器学习在WEFN系统研究中的耦合应用,为WEFN系统安全运行机制探寻提供新思路。 展开更多

关键词 鱼鹰优化算法 随机森林模型 水-能源-粮食关联系统 安全评价

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基于“水-能源-粮食”关系的生态系统服务供需匹配研究——以天山北坡城市群为例

7

作者 李炳坤 张晓克 +3 位作者 骆占斌 马静 杨永均 陈浮 《干旱区地理》 北大核心 2025年第4期571-585,共15页

水、能源、粮食是生态系统服务的重要组分,对供需平衡和区域高质量发展具有重要意义。利用InVEST模型、供需匹配度(SDMD)、Pearson相关性分析等方法量化2000—2020年天山北坡城市群产水、固碳、土壤保持和粮食生产4种生态系统服务的时... 水、能源、粮食是生态系统服务的重要组分,对供需平衡和区域高质量发展具有重要意义。利用InVEST模型、供需匹配度(SDMD)、Pearson相关性分析等方法量化2000—2020年天山北坡城市群产水、固碳、土壤保持和粮食生产4种生态系统服务的时空特征,探究不同尺度下供需匹配的空间异质性。结果表明:(1)研究区粮食生产服务供给总体呈上升趋势,产水、固碳与土壤保持服务供给则呈下降趋势。产水、固碳、土壤保持和粮食生产服务需求均呈上升趋势。(2)研究区产水和粮食生产服务供给呈西高东低,但需求与人口密集区重叠呈点状分布。固碳服务供给呈西南及中部高、东北部低,土壤保持服务供给与需求呈点状高值分布于天山山脉,供需空间分布大致相同。(3)土壤保持和粮食生产服务的SDMD上升,产水和固碳服务的SDMD呈下降。不同尺度下SDMD具有空间异质性,格网尺度下最为显著。(4)不同生态系统服务空间分异明显,分区控制-分类优化-分级治理是有效综合管控策略,可为天山北坡城市群经济社会高质量发展、生态环境保护和恢复提供科学支撑。 展开更多

关键词 “水-能源-粮食”纽带 生态系统服务 供需匹配 InVEST模型

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水-能源-粮食纽带视角下哈尔滨生态系统健康时空变化评估

8

作者 李婷婷 吴远翔 +1 位作者 潘宥承 孟德惠 《中国城市林业》 2025年第2期84-91,共8页

【目的】探讨不同时空序列下水-能源-粮食对生态系统健康的动态影响,为哈尔滨生态系统保护与管理提供科学依据,也为维持区域生态系统健康提供新的视角。【方法】以哈尔滨市为例,基于生态系统活力、组织力、弹性和供需比的评估框架,以水... 【目的】探讨不同时空序列下水-能源-粮食对生态系统健康的动态影响,为哈尔滨生态系统保护与管理提供科学依据,也为维持区域生态系统健康提供新的视角。【方法】以哈尔滨市为例,基于生态系统活力、组织力、弹性和供需比的评估框架,以水-能源-粮食纽带为切入点选取供需指标,应用2000、2010、2020年的土地利用数据测度与之相关的产水、固碳、粮食生产服务匹配程度和供需比,进而分析生态系统健康的时空变化。【结果】1)中心城区粮食生产服务在研究期内由赤字转为盈余状态,固碳和产水服务均为赤字状态;周边地区粮食生产服务大多为盈余状态,固碳和产水服务为赤字状态。产水服务供需匹配度基本处于不变状态,固碳服务呈下降趋势,粮食生产服务呈上升趋势,且各个服务间供需相关性均呈正相关关系。2)健康状况较差和一般的地区面积增加了16.97%和52.59%,较好和好的地区面积分别减少64.35%和5.13%。3)3种服务导致供需赤字,加剧其健康状况的恶化程度。【结论】1)3种服务供需指数均呈“中心城区低四周高”的空间格局,在中心城区供不应求,这与其周边地区供需匹配呈较大差异,且各服务间呈两两协同的关系。2)生态系统健康水平呈“中心城区低四周高”的空间格局,主要以较差、一般、较好和好为主;2000—2020年,健康指数呈先上升后下降的趋势。3)3种服务对生态系统服务供需比有直接影响,对传统评价结果起到修正作用。 展开更多

关键词 水-能源-粮食纽带 生态系统健康 生态系统服务供需评价 哈尔滨

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京津冀地区水-能源-粮食系统安全耦合协调发展特征评价 被引量：6

9

作者 王璐琪 姜珊 +3 位作者 刘红卫 李溦 程金花 何凡 《南水北调与水利科技（中英文）》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期12-22,共11页

以京津冀地区为研究区域,选取28个代表性指标,利用层次分析法构建水-能源-粮食耦合安全综合指标体系,运用耦合协调度模型和障碍度模型分析2000-2020年水-能源-粮食系统耦合安全性和影响因素。研究结果表明:京津冀地区水安全、能源安全... 以京津冀地区为研究区域,选取28个代表性指标,利用层次分析法构建水-能源-粮食耦合安全综合指标体系,运用耦合协调度模型和障碍度模型分析2000-2020年水-能源-粮食系统耦合安全性和影响因素。研究结果表明:京津冀地区水安全、能源安全和粮食安全系统综合评价指数呈整体上升的趋势,其浮动范围为0.3~0.7;水-能源-粮食系统耦合协调度年际间均呈上升趋势,北京市耦合协调度最高,河北省耦合协调度较低;人均水资源量、废水中COD排放量、人均能源消费量和亩均农用机械总动力为京津冀地区主要障碍因子。未来北京应调整用水结构、挖掘节水潜力。天津市和河北省要注重优化能源消费结构,进行低碳技术创新,加大脱碳步伐,其中河北省农业发展需要进一步采取节水灌溉措施、减少农作物受灾面积。 展开更多

关键词 京津冀地区 水-能源-粮食系统 耦合安全评价 耦合协调发展 影响因素分析

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长江流域水-能源-粮食-森林系统耦合协调发展研究 被引量：7

10

作者 黄书苑 傅一敏 +1 位作者 章语嫣 杨建州 《中国生态农业学报（中英文）》 CAS CSCD 北大核心 2024年第7期1193-1205,共13页

研究长江流域水-能源-粮食-森林(WEFF)系统耦合机理及协调发展时空演变,有助于实现长江流域高质量发展,以便更好地支撑和服务中国式现代化。本文在阐述WEFF系统耦合协调发展机理的基础上,运用综合评价指数模型、耦合协调度模型及全局空... 研究长江流域水-能源-粮食-森林(WEFF)系统耦合机理及协调发展时空演变,有助于实现长江流域高质量发展,以便更好地支撑和服务中国式现代化。本文在阐述WEFF系统耦合协调发展机理的基础上,运用综合评价指数模型、耦合协调度模型及全局空间自相关分析测度2003—2021年长江流域WEFF系统综合评价指数、耦合度及耦合协调度,并分析其时空特征,进一步利用灰色预测GM(1,1)模型预测了未来5年发展情况。本文主要结果如下:1)时序变化上,耦合阶段均处于磨合阶段,耦合协调类型从濒临失调转为勉强协调。2)空间差异上,除上海和青海外,各省(直辖市)耦合度均处于磨合阶段,耦合协调度大部分处于濒临失调、勉强协调和初级协调类型;多数年份耦合协调空间集聚状态明显,但空间分布格局缺乏稳定。3)发展模拟上看,基本延续了目前的耦合协调发展变化趋势,但各省(直辖市)发展情况各异。基于以上,统筹推进经济社会发展和生态环境保护、建立跨区域综合协商机制和健全跨部门沟通协商机制有助于保障流域资源安全、维护生态平衡、实现区域可持续发展,进一步推动长江流域高质量发展。 展开更多

关键词 水-能源-粮食-森林 耦合协调 发展机理 时空演变 长江流域

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都江堰灌区水-能源-粮食系统耦合协调分析 被引量：2

11

作者 粟洨悦 陈万林 +4 位作者 徐志芬 陈菁 岳琼 马隰龙 李金刚 《华北水利水电大学学报（自然科学版）》 北大核心 2024年第6期32-40,共9页

水资源、能源、粮食是人类社会发展的基本资源,三者之间相互关联,开展水-能源-粮食纽带系统的协调发展研究对保障水安全、粮食安全和能源安全具有重要意义。都江堰灌区是四川省主要的商品粮基地,对保障四川省粮食供给至关重要。为此,以... 水资源、能源、粮食是人类社会发展的基本资源,三者之间相互关联,开展水-能源-粮食纽带系统的协调发展研究对保障水安全、粮食安全和能源安全具有重要意义。都江堰灌区是四川省主要的商品粮基地,对保障四川省粮食供给至关重要。为此,以都江堰灌区为研究区域,构建水-能源-粮食纽带系统的综合评价指标体系,引入熵权TOPSIS法确定各指标的权重并评价水-能源-粮食纽带系统的综合发展水平,测算出灌区2009—2021年水-能源-粮食纽带系统的耦合协调度,并分析其时间演变特征。随后构建灰色模型GM(1,1)预测水-能源-粮食纽带系统2022—2030年的耦合协调度的发展趋势。研究结果显示:2009—2021年,都江堰灌区水-能源-粮食纽带系统的综合发展水平处于中等水平,呈上升发展趋势;灌区水-能源-粮食纽带系统的耦合度均值为0.961,属高水平耦合,耦合协调度均值为0.663,多数年份处于中度协调阶段;2022—2030年,都江堰灌区水-能源-粮食纽带系统的耦合协调度将上升至0.893,进入高度协调阶段。本研究结果可为都江堰灌区农业可持续发展提供理论指导,并为类似区域的相关分析提供方法参考。 展开更多

关键词 水-能源-粮食系统 耦合协调度 灰色预测模型 都江堰灌区

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黄河流域水-能源-粮食关联系统协同安全时空特征及驱动因素 被引量：4

12

作者 李刚 康迪 +2 位作者 郝铭 梁流涛 贺来喜 《地理与地理信息科学》 CSCD 北大核心 2024年第5期84-91,142,共9页

水、能源、粮食是实现黄河流域国家战略的关键要素与有力支撑。在分析水-能源-粮食关联系统协同安全机理的基础上构建协同安全度评价指标体系,基于2000-2019年黄河流域85个地级市面板数据,采用改进的耦合协调度模型测度水-能源-粮食关... 水、能源、粮食是实现黄河流域国家战略的关键要素与有力支撑。在分析水-能源-粮食关联系统协同安全机理的基础上构建协同安全度评价指标体系,基于2000-2019年黄河流域85个地级市面板数据,采用改进的耦合协调度模型测度水-能源-粮食关联系统的协同安全度,利用核密度函数、空间计量模型探讨其时空特征及影响因素。结果表明:①2000-2019年黄河流域水-能源-粮食关联系统综合安全水平总体表现为上升态势,空间上整体呈现从东向西递减的态势;②研究期内黄河流域水-能源-粮食关联系统协同安全度的空间差异变化较明显,空间格局由研究初期“下游>上游>中游”向研究末期“下游>中游>上游”演变;③社会发展水平、教育状况、创新投入水平和投资水平对协同安全度产生正向影响,经济运行水平、贸易水平和环境污染程度则产生负向影响。 展开更多

关键词 水-能源-粮食关联系统 协同安全 时空特征 黄河流域

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黄河流域水-能源-粮食纽带系统效率研究 被引量：1

13

作者 高建刚 刘津澔 +1 位作者 徐凯 何丽娜 《人民黄河》 CAS 北大核心 2024年第10期67-71,共5页

为了促进黄河流域高质量发展,考察黄河流域水-能源-粮食(W-E-F)纽带系统效率及其影响因素,并从中探寻提高系统效率的途径。首先借助三阶段DEA模型测算2005—2021年黄河流域及各省(区)W-E-F纽带系统效率,其次对黄河流域整体及各省(区)效... 为了促进黄河流域高质量发展,考察黄河流域水-能源-粮食(W-E-F)纽带系统效率及其影响因素,并从中探寻提高系统效率的途径。首先借助三阶段DEA模型测算2005—2021年黄河流域及各省(区)W-E-F纽带系统效率,其次对黄河流域整体及各省(区)效率测算结果进行时空分析,最后使用双向固定效应模型实证考察W-E-F纽带系统效率的影响因素。研究表明:1)黄河流域整体W-E-F纽带系统效率呈现波动上升趋势,并呈现上、中、下游效率依次上升的空间分布格局;2)黄河流域各省(区)具备一定的资源配置能力,第三阶段规模效率有所下降;3)粮食安全、能源安全、环保支出、研发投入以及人均GDP都对W-E-F纽带系统效率起到显著的正向促进作用。 展开更多

关键词 水-能源-粮食纽带系统 W-E-F纽带系统效率 三阶段DEA模型 黄河流域

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我国东北生态系统服务供需匹配关系——基于水-能源-粮食纽带视角 被引量：17

14

作者 安志英 孙才志 郝帅 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第10期4170-4186,共17页

水、能源和粮食是人类生存发展的必要基础物资,其供给均主要源于生态系统。随着全球气候变化和人类社会经济快速发展,基础资源需求量激增,生态系统服务供需关系趋于紧张。厘清生态系统服务供需匹配关系、优化基础资源配置对生态系统可... 水、能源和粮食是人类生存发展的必要基础物资,其供给均主要源于生态系统。随着全球气候变化和人类社会经济快速发展,基础资源需求量激增,生态系统服务供需关系趋于紧张。厘清生态系统服务供需匹配关系、优化基础资源配置对生态系统可持续、协调发展具有重要意义。当前生态系统供需关系研究已较为广泛,但基于水-能源-粮食纽带的生态系统服务研究还相对较为缺乏。因此,以东北地区为例,基于水-能源-粮食关系视角,首先,借助InVEST模型、供需指数(SDI)、Spearman相关性分析等方法分析了产水(WY)、固碳(CS)和粮食(FP)供需服务时空格局、相关性和空间匹配模式;其次,基于省级、市级、县级、流域、格网5种不同空间尺度,进一步探究了各服务的空间尺度效应,并确定资源管理的最优空间尺度;最后依据“分区控制-分类策略-分级治理”理念提出了一种水-能源-粮食集成管理方案和政策建议。研究结果表明:(1)2000—2020年,东北地区的供给服务中WY和FP为上升态势、CS为下降态势,就空间分布来看,WY和CS大致为“东高西低”,FP则是“西南、东北高,西北、东南低”;需求服务中WY、CS和FP均为上升态势,空间上大致呈“中间高四周低”分布。(2)WY和FP的SDI上升,CS则相反;不同尺度下的SDI具有空间异质性,县域尺度最为显著。(3)FP为主要功能分区,重点管控为主要分类,亟待全面提升生态系统服务供给能力。本研究对区域基础资源合理配置和可持续的生态系统管理具有重要科学参考价值和现实意义,同时对东北地区生态系统供需服务匹配以及水-能源-粮食纽带协同发展具有重要意义。 展开更多

关键词 水-能源-粮食 生态系统服务 供需匹配 集成管理

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海水淡化厂与区域水-能耦合系统的协同调度 被引量：1

15

作者 赵霞 武桢寓 +1 位作者 李欣怡 孙名轶 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第2期573-585,I0011,共14页

海水淡化厂具有能量密集、运行灵活的特点,是理想的电力需求响应资源。然而,现有关于淡化厂与电网协同运行的研究大多关注电网和淡化厂的一体化调度、无法适应双方自主决策的工程场景,对淡化厂运行约束的刻画也比较粗糙。该文研究反渗... 海水淡化厂具有能量密集、运行灵活的特点,是理想的电力需求响应资源。然而,现有关于淡化厂与电网协同运行的研究大多关注电网和淡化厂的一体化调度、无法适应双方自主决策的工程场景,对淡化厂运行约束的刻画也比较粗糙。该文研究反渗透淡化厂与区域水-能耦合系统(waterenergy nexus,WEN)的协同运行方法。首先,考虑淡化厂的生产流程、调节特性和运行约束,分别建立传统及新能源淡化厂的水-能管理模型;其次,在保障两类淡化厂和区域WEN自主决策和信息隐私的条件下,提出以双方调度计划互动为载体的“激励型”和“价格型”两种协同运行机制及调度模型,并提出基于二阶锥松弛和McCormick包络的求解方法。用算例验证所提协同运行机制、调度模型及求解方法的有效性。 展开更多

关键词 海水淡化 综合能源系统 水-能耦合系统 协同调度 二阶锥松弛

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黄河流域水-能源-粮食安全系统的耦合协调发展研究 被引量：82

16

作者 赵良仕 刘思佳 孙才志 《水资源保护》 CAS CSCD 北大核心 2021年第1期69-78,共10页

为探究黄河流域水-能源-粮食安全系统协调发展对推动流域人地关系协调、高质量发展的意义,以黄河流域水-能源-粮食安全系统为核心,构建流域水-能源-粮食安全系统综合指数,采用主成分分析法计算各指标权重,利用耦合协调度模型对2007—201... 为探究黄河流域水-能源-粮食安全系统协调发展对推动流域人地关系协调、高质量发展的意义,以黄河流域水-能源-粮食安全系统为核心,构建流域水-能源-粮食安全系统综合指数,采用主成分分析法计算各指标权重,利用耦合协调度模型对2007—2017年黄河流域水-能源-粮食安全系统耦合协调度进行测算,并对2018—2027年流域耦合协调度进行预测。结果表明:黄河流域水-能源-粮食安全系统综合指数处于中等水平;流域2007—2017年水-能源-粮食安全系统耦合协调度经历初级和中级耦合协调发展水平,整体呈上升趋势,发展潜力较大;黄河流域水、能源安全子系统综合指数呈现轻微负增长态势,对系统整体发展提升存在一定负向压力;预测结果显示流域耦合协调度在预测期内仍将保持在中级协调。提高黄河流域水-能源-粮食安全系统协调性,推动黄河流域高质量发展,必须统筹考虑水、能源、粮食之间的协调关系,从根本上加强流域资源与生态的综合高效管理。 展开更多

关键词 水-能源-粮食安全系统 耦合协调度 主成分分析 黄河流域

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中国西部地区水-能源-粮食系统耦合协调度的时空特征 被引量：24

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作者 张宁 杨肖 陈彤 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第9期4444-4456,共13页

在2005~2018年中国西部地区水-能源-粮食系统综合发展评价的基础上,运用耦合协调度模型和地理加权回归模型对水-能源-粮食系统耦合协调度的时空特征及其影响因素进行实证研究.结果表明:(1)中国西部水-能源-粮食系统及其各子系统的综合... 在2005~2018年中国西部地区水-能源-粮食系统综合发展评价的基础上,运用耦合协调度模型和地理加权回归模型对水-能源-粮食系统耦合协调度的时空特征及其影响因素进行实证研究.结果表明:(1)中国西部水-能源-粮食系统及其各子系统的综合发展指数总体呈波动上升趋势,其中,水资源和能源子系统在2011年后长期滞后于粮食子系统,成为西部地区水-能源-粮食系统耦合协调发展的短板.(2)2005~2018年,中国西部水-能源-粮食系统耦合协调度从勉强耦合协调进入初级耦合协调阶段,且耦合协调度呈现“南高北低”的时空特征.(3)居民消费水平和人口规模对甘肃、内蒙古等西北地区的系统耦合协调度具有正向影响,对重庆、云南等西南地区具有负向影响,影响程度在地理空间上均呈现出“北正南负”的空间特征;地方财政环保投入的影响程度从北到南逐渐增大,广西、贵州、四川、陕西的系统耦合协调度受该因素的影响最大;R&D投入强度对系统耦合协调的推动作用相对较小,影响程度呈现“北高南低”的空间特征.基于上述分析结果,提出了多资源系统联合发展视角下的区域资源管理方式,减少对有限资源间的依赖性,改善人口规模及环保科技投入等因素,构建具有西部区域特色、体现资源优势、富有竞争力的水-能源-粮食系统耦合协调发展策略. 展开更多

关键词 中国西部 水-能源-粮食系统 耦合协调度 影响因素

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中国城市“水-能源-粮食”纽带系统耦合协调度及其影响因素研究 被引量：8

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作者 李玉婷 王议寒 刘自敏 《工业技术经济》 CSSCI 北大核心 2023年第6期97-105,共9页

本文利用2010~2021年中国281个地级市数据,对中国城市“水-能源-粮食”纽带系统耦合协调度进行评价,探究其时空特征以及影响因素。研究发现:中国城市WEF系统安全呈现出上升趋势,子系统中粮食安全滞留在较低水平。全国城市WEF系统耦合协... 本文利用2010~2021年中国281个地级市数据,对中国城市“水-能源-粮食”纽带系统耦合协调度进行评价,探究其时空特征以及影响因素。研究发现:中国城市WEF系统安全呈现出上升趋势,子系统中粮食安全滞留在较低水平。全国城市WEF系统耦合协调度有所提升,但多数城市处于初级协调状态,并呈现出较为明显的空间集聚和极化特征,高值集聚主要分布在长江中游综合经济区,低值集聚主要位于大西北和黄河中游综合经济区。在“新四化”变量中,信息化和产业结构高级化对本地和邻近城市WEF系统耦合协调度有显著促进作用,产业结构合理化的影响呈现出非线性特点,城镇化可能产生负面影响但并不显著。 展开更多

关键词 水-能源-粮食 系统安全 耦合协调度 时空特征 新四化 产业结构

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黄河流域地级市水-能源-粮食系统耦合及空间关联研究 被引量：10

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作者 赵良仕 刘思佳 《水资源与水工程学报》 CSCD 北大核心 2022年第4期14-23,共10页

黄河流域水资源匮乏,但肩负国家能源和粮食生产的重任。在资源有限、需求不断扩张的背景下,探究水-能源-粮食资源的空间错配给黄河流域可持续发展带来的压力和挑战,可为流域高质量发展及国家区域协调发展战略提供科学依据和参考。基于... 黄河流域水资源匮乏,但肩负国家能源和粮食生产的重任。在资源有限、需求不断扩张的背景下,探究水-能源-粮食资源的空间错配给黄河流域可持续发展带来的压力和挑战,可为流域高质量发展及国家区域协调发展战略提供科学依据和参考。基于中观尺度,构建黄河流域地级市水-能源-粮食系统综合评价框架,分析了流域内各地级市的水-能源-粮食系统耦合协调发展水平及空间关联特征。结果表明:2000-2018年,流域内各地级市的水-能源-粮食系统耦合协调度整体由初级协调阶段过度到中级协调阶段,但协调发展稳定性不足,至2018年,系统耦合协调度呈现下降态势;多数年份系统耦合协调度表现出显著的空间关联特征。从地级市视角出发对水-能源-粮食系统进行研究更具地区针对性,更易凸显中观尺度下系统发展的个性特征。应进一步探究黄河流域水-能源-粮食系统的空间关联影响机制,并解构黄河流域水-能源-粮食系统动态耦合协调发展模式。 展开更多

关键词 水-能源-粮食系统 耦合协调度 空间关联 黄河流域地级市

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京津冀水-能源-粮食耦合系统安全评价 被引量：15

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作者 李溦 姜珊 +5 位作者 赵勇 王璐琪 何凡 李海红 朱永楠 何国华 《水资源保护》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期39-48,共10页

为实现京津冀水-能源-粮食协同合作,从可靠性、协同性和韧性3方面选取31个指标构建水-能源-粮食耦合系统安全评价指标体系,分析了2000-2020年京津冀水-能源-粮食耦合系统安全水平,并基于Copula函数计算联合风险概率。结果表明:2000-202... 为实现京津冀水-能源-粮食协同合作,从可靠性、协同性和韧性3方面选取31个指标构建水-能源-粮食耦合系统安全评价指标体系,分析了2000-2020年京津冀水-能源-粮食耦合系统安全水平,并基于Copula函数计算联合风险概率。结果表明:2000-2020年京津冀水-能源-粮食耦合系统安全指数整体呈现上升趋势,其中北京年均指数最高,达0.63,河北最低,仅为0.48;各区域间可靠性水平无显著差异,均呈现较差水平;人均水资源量、人均能源消费量、地下水供水占比、二氧化碳排放量等是影响水-能源-粮食耦合系统安全的主要障碍因子;京津冀可靠性、协同性和韧性三维联合达到较安全水平的概率为0.723,不均衡发展会影响整体水-能源-粮食耦合系统安全。 展开更多

关键词 水-能源-粮食耦合系统 COPULA函数 可靠性 协同性 韧性 京津冀地区

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