水资源视角下的灌区水-粮食-生态关联关系研究进展及展望

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作者 陈萱泽 杨青娟 《绿色科技》 2025年第5期229-239,共11页

灌区是重要的粮食生产区域,必须满足粮食安全和生态环境保护等多元发展目标,生态保护形势严峻、水资源利用低效是灌区普遍面临的重大挑战。本研究利用CiteSpace对国内外关联关系、灌区水资源研究的相关文献进行了计量分析,研究发现尽管... 灌区是重要的粮食生产区域,必须满足粮食安全和生态环境保护等多元发展目标,生态保护形势严峻、水资源利用低效是灌区普遍面临的重大挑战。本研究利用CiteSpace对国内外关联关系、灌区水资源研究的相关文献进行了计量分析,研究发现尽管关联关系已经以水资源为主要切入点对灌区开展了多维度的研究,但生态环境要素在关联关系中的权衡与协同关注度还不够。结合灌区物质空间规划需求,认为既有研究在以下议题还不够深入:(1)结合生态和水资源等问题,针对水质提升、生态用水保障等关键目标的系统性研究不够充分;(2)研究重视管理与数量的协同,但缺乏对物质空间对应关系的关注,还不能在空间规划运用关联关系研究成果。针对上述研究发现,结合灌区的复杂性和系统性,为解决灌区水资源和生态相关的重要挑战,提出3点研究展望:(1)以水为关联要素,探究灌区水资源视角下的灌区水-粮食-生态关联关系各系统影响因子选取及其耦合机制;(2)构建基于灌区用水特征、水循环过程及生态机理的关联关系研究模型;(3)开展灌区水-粮食-生态关联关系博弈结果的空间要素对应分析,对物质空间分布优化进行研究。相应研究的开展可以为灌区可持续发展的规划建设提供理论支持。 展开更多

关键词 水-粮食-生态关联关系 文献计量 水生态 空间规划 灌区

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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：2

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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“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

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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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“一带一路”水-生态-能源-粮食纽带关系协作研究与协同管理共同倡议发布

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《水利水运工程学报》 北大核心 2025年第3期167-168,共2页

2025年5月26—27日,由水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院主办的水-生态-能源-粮食纽带关系国际研讨会在南京召开。来自中国、美国、加拿大、意大利、韩国、埃及、埃塞俄比亚、肯尼亚、津巴布韦、古巴、约旦、巴基斯坦、尼... 2025年5月26—27日,由水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院主办的水-生态-能源-粮食纽带关系国际研讨会在南京召开。来自中国、美国、加拿大、意大利、韩国、埃及、埃塞俄比亚、肯尼亚、津巴布韦、古巴、约旦、巴基斯坦、尼泊尔、印度尼西亚、利比里亚等15个国家的专家和代表参加会议。会议聚焦变化环境下水-生态-能源-粮食纽带关系解析与协同保障主题,解决实现全球可持续发展目标(SDGs)面临的资源安全、生态保护及绿色经济转型中的关键技术问题,展示水-生态-能源-粮食纽带关系领域的实践与成效,交流分享国内外相关研究成果和先进技术。会议期间发布了“一带一路”水-生态-能源-粮食纽带关系协作研究与协同管理共同倡议,以务实合作成果为世界各国水资源高效利用提供智慧方案。现将倡议内容转载如下。 展开更多

关键词 水-生态-能源-粮食纽带关系 一带一路

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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

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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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水-能源-粮食纽带关系研究进展

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作者 尚海洋 胡玥 苏芳 《地球科学与环境学报》 北大核心 2025年第3期397-413,共17页

深入探讨水、能源、粮食各子系统间复杂的耦合关系,从复杂协同视角系统性地梳理水-能源-粮食纽带关系的概念起源、内涵界定、输入输出以及影响因素,为实现环境-社会-经济的协同发展提供理论支持和实践指导。当前研究涉及耦合关联、仿真... 深入探讨水、能源、粮食各子系统间复杂的耦合关系,从复杂协同视角系统性地梳理水-能源-粮食纽带关系的概念起源、内涵界定、输入输出以及影响因素,为实现环境-社会-经济的协同发展提供理论支持和实践指导。当前研究涉及耦合关联、仿真预测和安全测度等多个层面,耦合关系和仿真预测仍是实证研究重点。水-能源-粮食纽带关系经历了从单因素到双因素乃至多因素的动态演变,社会、环境、文化等外部因素逐渐纳入系统研究,纽带关系内部机理及外部关联仍需加强探索。未来应该进一步拓展纽带关系耦合系统框架研究、促进跨区域多部门协同合作研究,加强风险预警与系统韧性研究,推动大数据与纽带关系信息融合研究,以便更好地推动纽带关系可持续发展。 展开更多

关键词 资源管理 水-能源-粮食 纽带关系 协同 研究框架 可持续发展

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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：13

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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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响应生态-经济-社会需求的区域水土资源联合优化配置研究 被引量：1

8

作者 靳世鑫 苏承国 +3 位作者 黄佳荣 王慧亮 严登华 王占桥 《水利水电技术(中英文)》 北大核心 2025年第1期61-73,共13页

【目的】水土资源联合优化配置是缓解水土资源时空分布格局与区域生态、社会、经济发展不匹配问题,促进社会稳定和可持续发展的有效途径。【方法】基于二元水循环理论,将土壤水和再生水纳入水资源供给侧考虑,统筹考虑生态环境-经济社会... 【目的】水土资源联合优化配置是缓解水土资源时空分布格局与区域生态、社会、经济发展不匹配问题,促进社会稳定和可持续发展的有效途径。【方法】基于二元水循环理论,将土壤水和再生水纳入水资源供给侧考虑,统筹考虑生态环境-经济社会系统中水-土-碳等各要素之间相互作用关系,构建了响应生态-经济-社会需求的区域水土资源多目标优化配置框架,提出耦合非线性多目标规划和逐次逼近法的双层嵌套算法以实现框架的迭代求解,得到区域水土资源联合配置方案。【结果】洛阳市的水土资源联合优化配置结果表明,各县区土地利用格局及水资源供给量实现了协同优化,区域水资源总量增加了0.2923亿m^(3),净碳排放量减少了0.3814%(折合90698 t标准煤),GDP维持稳定,各行政单元间供需水比值的差异程度达到最小。【结论】研究成果为提高区域水土资源综合利用效率,保障区域生态-经济-社会可持续发展提供了有力的科学支撑。 展开更多

关键词 水土资源联合配置 生态-经济-社会需求 二元水循环 相互作用关系 双层嵌套算法 影响因素 水资源

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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：3

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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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黄河中游水-能源-粮食纽带系统可持续性的时空分异及其障碍机制

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作者 黄蓉晖 崔思梦 +2 位作者 王小军 黄萱 操信春 《水土保持学报》 北大核心 2025年第4期369-379,共11页

[目的]为揭示黄河流域中游地区水-能源-粮食系统协同演变规律及其障碍因素。[方法]通过构建水-能源-粮食纽带关系评价指标体系,运用熵权法计算指标权重,解析2010—2021年系统协同演变特征,结合障碍度诊断模型识别关键制约因素。[结果]... [目的]为揭示黄河流域中游地区水-能源-粮食系统协同演变规律及其障碍因素。[方法]通过构建水-能源-粮食纽带关系评价指标体系,运用熵权法计算指标权重,解析2010—2021年系统协同演变特征,结合障碍度诊断模型识别关键制约因素。[结果]研究区水-能源-粮食纽带关系的时序演变呈3个典型阶段,2017年成为关键转折点,可持续指数由此前的稳步增长转为快速提升,区域最高值从0.56上升至0.74;空间格局从2010年的“凹”形分布演变为2020年的“凸”形分布,区域发展呈“陕西优势突出、山西稳中有升、内蒙古相对滞后”的特征,其中,宝鸡市可持续指数增幅达117.60%,而太原、包头等传统工业城市呈负增长;障碍因素呈显著的区域差异和动态演变特征,内蒙古自治区由工业化学需氧量排放(9.64%)转变为农业灌溉用水和能源消费的双重制约,陕西省工业化学需氧量排放的障碍度显著降低(从11.71%降至0.26%),但能源消费量的制约作用上升(10.13%),山西省工业化学需氧量排放的障碍度大幅下降(从13.90%降至0.15%)。[结论]水-能源-粮食系统协同发展受资源利用效率与产业结构的动态调控,研究提出的区域差异化障碍因子识别方法可为黄河流域生态保护与资源优化配置提供决策依据。 展开更多

关键词 水-能源-粮食纽带关系 可持续发展 时空演变 障碍因素 黄河中游地区

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基于粮食-能源-水关联关系的风险管控研究进展 被引量：42

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作者 李良 毕军 +1 位作者 周元春 刘苗苗 《中国人口·资源与环境》 CSSCI CSCD 北大核心 2018年第7期85-92,共8页

粮食、能源与水三者之间由于相互需求与相互影响,已形成了密切而复杂的关联关系,同时还给生态环境、自然资源、公众健康带来了潜在风险。因此基于关联关系的视角,利用综合的手段来对粮食-能源-水系统的风险进行分析和调控,对我国目前环... 粮食、能源与水三者之间由于相互需求与相互影响,已形成了密切而复杂的关联关系,同时还给生态环境、自然资源、公众健康带来了潜在风险。因此基于关联关系的视角,利用综合的手段来对粮食-能源-水系统的风险进行分析和调控,对我国目前环境风险管理具有重要意义。本文在查阅相关研究成果的基础上,分别从两两关联、三者关联、三者关联系统相关的风险研究等方面对粮食-能源-水关联系统及相关风险的研究进展进行系统梳理和归纳总结,总结发现:已有研究较多关注两两之间关联性的定量测算和相关治理措施,缺乏将三者看作一个整体系统的量化研究,且基于流域层面等较小尺度的研究方法还相对不够成熟。在三者关联的风险研究方面,已有部分从能源-水关联角度开展的风险研究,但从三者整体关联系统角度开展的风险研究还比较少,且所选用的风险表征指标较为单一。另外,已有针对粮食-能源-水关联系统的研究仅仅是单向的风险评估,还缺乏根据风险评估结果对三者关联系统进行动态反馈调控等内容。在此基础上,本文提出基于粮食-能源-水关联系统的风险管控研究框架及核心研究议题,主要包括构建粮食、能源、水三者之间的耦合模型;通过量化耦合系统产生的压力和污染,运用多指标表征耦合系统所带来的风险,进而建立粮食-能源-水关联系统与风险的关联传导机制;并基于风险评估结果和风险管理的关联关系建立动态调节与反馈机制,从而为基于粮食-能源-水关联的区域环境风险管控提供科学依据。 展开更多

关键词 粮食-能源-水关联 文献分析 风险管控

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水-能源-粮食关联关系:区域可持续发展研究的新视角 被引量：51

12

作者 李桂君 黄道涵 李玉龙 《中央财经大学学报》 CSSCI 北大核心 2016年第12期76-90,共15页

水-能源-粮食关联关系(WEF-Nexus)的研究正逐步发展成为可持续发展领域的重要课题,学术界和实践者们从各个方面对其进行了理论和实证探究。笔者从WEF-Nexus概念的重新界定开始,通过分析2006年以来WEF-Nexus的发展历程,并基于当前研究的... 水-能源-粮食关联关系(WEF-Nexus)的研究正逐步发展成为可持续发展领域的重要课题,学术界和实践者们从各个方面对其进行了理论和实证探究。笔者从WEF-Nexus概念的重新界定开始,通过分析2006年以来WEF-Nexus的发展历程,并基于当前研究的基础理论差异,提出开展WEF-Nexus研究的两个基本观点,即"慢变量观"和"资源整合观";回答了区域可持续发展中水-能源-粮食关联关系(WEF-Nexus)研究的两个基本问题,"什么是WEF-Nexus?"和"为什么是WEF-Nexus?"。在此基础上,笔者通过WEF-Nexus关系描述性研究及实证研究的进展分析,从平面维度、时间空间维度和数据与工具的应用视角,指出该领域的核心研究议题、关键分析工具和未来面临的挑战。我们认为,要从新的视角认识WEF-Nexus领域理论与实证研究的前沿问题,其未来的研究应从注重实践经验的总结转向理论框架的构建,尤其要关注水、能源和粮食三者作为"慢变量"的理论证明,研究的维度也应由区域维度向城市维度转变,在研究方法上更多地借助系统动力学、复杂网络分析等系统科学的方法。 展开更多

关键词 水-能源-粮食 关联关系 可持续发展 文献分析

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基于“水-能源-粮食”纽带的生态系统服务供需关系时空分布研究——以长三角生态绿色一体化发展示范区为例 被引量：11

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作者 张中浩 张永瑶 +1 位作者 胡熠娜 高峻 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第22期9430-9445,共16页

生态系统服务供需平衡是区域可持续发展的重要环节,也是有效反映区域社会经济与自然是否能够协调发展的重要表征。以长三角生态绿色一体化发展示范区为例,以“水-能源-粮食”纽带为切入点,基于InVEST模型、CASA模型和Thornthwaite Memor... 生态系统服务供需平衡是区域可持续发展的重要环节,也是有效反映区域社会经济与自然是否能够协调发展的重要表征。以长三角生态绿色一体化发展示范区为例,以“水-能源-粮食”纽带为切入点,基于InVEST模型、CASA模型和Thornthwaite Memoriai模型,测度了示范区2000、2005、2010、2015及2020年产水、固碳、粮食生产服务的供需量,引入基尼系数、供需指数和相关系数,刻画区域生态系统服务供给和需求的空间特征,结果表明:(1)2000—2020年,除粮食生产服务供给量波动下降以外,产水和固碳的供给量均呈波动上升趋势。在需求量方面,三种生态系统服务均呈上升趋势;(2)空间上,产水和粮食服务供给量主要呈“东南、西南高”的特征,固碳供给量高值则集中于吴江区桃源镇,各项生态系统服务需求高值区主要以人口密度较大乡镇为中心呈环状分布;(3)示范区内各生态系统服务空间上呈均衡分布状态,各类生态系统服务供需指数均呈下降趋势;(4)在供给方面,产水-粮食生产呈现显著的协同关系,产水-固碳、固碳-粮食生产的权衡/协同关系不显著;在需求方面,三种生态系统服务呈现出两两协同关系。本研究探索示范区生态系统服务供需关系的时空分布,有利于构建区域生态安全格局,可为长三角地区生态系统服务供需研究提供借鉴。 展开更多

关键词 长三角生态绿色一体化发展示范区 生态系统服务 供需平衡 “水-能源-粮食”纽带 时空格局

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城市食物-能源-水关联关系:概念框架与研究展望 被引量：16

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作者 张力小 张鹏鹏 +2 位作者 郝岩 唐守娟 刘耕源 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第4期1144-1153,共10页

食物、能源和水(Food, Energy and Water, FEW)是人类生存与发展不可或缺的基础性资源,且三者之间存在密切的关联关系(Nexus),即其中任何一项资源的生产与供给均依赖于另外两项资源。FEW关联关系作为应对全球人口增长、资源短缺和生态... 食物、能源和水(Food, Energy and Water, FEW)是人类生存与发展不可或缺的基础性资源,且三者之间存在密切的关联关系(Nexus),即其中任何一项资源的生产与供给均依赖于另外两项资源。FEW关联关系作为应对全球人口增长、资源短缺和生态环境恶化等问题的系统性管理理念,已引起国际学术界与实践管理领域的广泛关注。然而,目前对FEW关联关系仍然缺乏统一和清晰的界定,现有研究大多是基于不同角度理解与量化"关联关系"。城市作为全球资源消费的主阵地,其FEW关联关系更为复杂,亟待建立针对城市生态系统的概念框架。对FEW关联关系的发展历程、概念表述以及研究方法等方面进行全面回顾和系统分析。在此基础上,从"资源依存"、"资源供给"和"系统集成"等3个视角构建了城市FEW关联关系的概念框架,并进一步阐述FEW关联关系未来研究的重点方向——"系统性表征"、"时空演化"与"协同管理",为城市优化资源配置,实现集成管理提供一种新思路和定量化的参考依据。 展开更多

关键词 食物-能源-水关联关系 城市生态系统 概念框架 集成管理

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“水-能源-粮食”纽带关系下区域绿色发展政策仿真研究 被引量：64

15

作者 王慧敏 洪俊 刘钢 《中国人口·资源与环境》 CSSCI CSCD 北大核心 2019年第6期74-84,共11页

"水、能源、粮食"是人类生存和发展的物质基础,在各自独立的研究领域和两两资源的关联研究中取得了长足进步,但是将其作为一个系统进行的分析则少之又少。针对水、能源、粮食之间存在模糊的系统边界,彼此之间存在复杂的关联... "水、能源、粮食"是人类生存和发展的物质基础,在各自独立的研究领域和两两资源的关联研究中取得了长足进步,但是将其作为一个系统进行的分析则少之又少。针对水、能源、粮食之间存在模糊的系统边界,彼此之间存在复杂的关联关系的问题,本文采用系统分析的方法,构建"水-能源-粮食-经济社会"PSR模型和SD模型,刻画信息流、物质流、政策流等在四个子系统之间传递与互动的过程。在此基础上提出WEF协同安全框架。以山东省为例,开展"水-能源-粮食"纽带关系下区域绿色发展政策仿真研究。研究表明:WEF之间存在纽带联系。在保持当前趋势下,2017-2020年,山东省会出现水和能源短缺的局面,粮食自给率大于1,水环境逐步改善。在调整粮食种植结构政策下,2017年水资源需求能够满足,2018-2020年水资源依然短缺。调整粮食种植结构对提高能源自给率影响不大,但有利于进一步改善粮食自给率,减少粮食种植对水环境的影响。在发展生物质能的政策下,水资源自给率、能源自给率、粮食自给率变化微弱,能源生产对水环境的影响明显改善。在同时调整粮食种植结构和发展生物质能的政策下,水资源自给率、能源自给率均比调整粮食种植结构有所增加,但幅度很小,对减少能源开采和粮食种植对水环境的效果明显。因此,山东省应基于WEF纽带关系制定相关资源管理政策。通过种植结构调整,提高水资源自给率。通过种植结构调整和发展生物质能减少农业面源污染和能源开采水体污染。从而改善地区的水生态环境,推动地区的水、能源、粮食的协同发展,促进地区经济社会绿色发展。 展开更多

关键词 “水-能源-粮食”纽带关系 区域水资源治理 系统动力学 情景仿真

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基于水-能源-粮食纽带关系的灌区水土资源多目标优化配置模型研究 被引量：8

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作者 陈丹 付责 +2 位作者 张鹏 季巍 袁秀伟 《中国农村水利水电》 北大核心 2022年第7期73-81,共9页

从水-能源-粮食纽带关系的角度,研究构建了灌区水土资源多目标优化配置模型方法,提出了包括灌溉效益净值最大化、水分生产率最大化、粮食生产能源效率最大化的目标函数,以及体现水资源、能源和粮食生产之间交互关系的决策变量、约束条... 从水-能源-粮食纽带关系的角度,研究构建了灌区水土资源多目标优化配置模型方法,提出了包括灌溉效益净值最大化、水分生产率最大化、粮食生产能源效率最大化的目标函数,以及体现水资源、能源和粮食生产之间交互关系的决策变量、约束条件和模型参数取值;针对模型多个优化解的问题,提出了水-能源-粮食优选指数和水-能源-粮食综合效益指数,为多组优化配置方案的进一步比选和综合效益量化提供了决策参考。以某大型灌区为例进行了模型应用与优化计算,得到了8组优化结果和一个最优方案,并分别针对实际配置情况和优化配置情况进行评价对比。研究结果表明:实例灌区优化方案的粮食产量、水分生产率和能源效率与优化前实际情况下提升了8.31%、18.93%和15.49%,灌溉净效益仅减少0.32%,但灌区综合效益提升了11.11%,模型优化效果明显;所提出的配置模型能较为清晰地展现灌区在资源消耗、粮食产量和经济收益等方面的相互制约关系,且不同的求解方案对于节水、节能、增产、增收等方面具有不同程度的偏向性,所提出的指数能够实现优中选优的比选,以此开展水土资源优化配置实践,能充分发挥灌区水资源及能源的利用效率、提升作物产量和灌溉效益,为灌区水土资源高效利用提供了一种新思路。 展开更多

关键词 水-能源-粮食纽带关系 灌区 水土资源 多目标优化 配置模型

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基于GSFLOW的青土湖生态输水量-湖水面积关系研究 被引量：3

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作者 郭云彤 周妍 +1 位作者 崔亚莉 邵景力 《水文地质工程地质》 CAS CSCD 北大核心 2022年第5期32-41,共10页

西北地区水资源匮乏,生态环境脆弱,如何科学处理生产用水与生态用水的关系一直是西北干旱区水资源开发利用中关注和研究的热点难点课题之一。关于流域中上游生态输水与尾闾湖水域面积(或湿地面积)关系的定量化研究较少。以我国西北干旱... 西北地区水资源匮乏,生态环境脆弱,如何科学处理生产用水与生态用水的关系一直是西北干旱区水资源开发利用中关注和研究的热点难点课题之一。关于流域中上游生态输水与尾闾湖水域面积(或湿地面积)关系的定量化研究较少。以我国西北干旱区河西走廊石羊河流域的尾闾湖—青土湖为例,利用GSFLOW建立了区域地表水-地下水耦合模型,其中采用LAK模块及SFR2模块分别处理湖泊和输水渠道,在此基础上预测了不同生态输水方案下湖泊湖面面积的变化情况,分析了青土湖生态输水量-湖水面积关系,确定了青土湖生态输水的合理范围。研究结果显示:当前3100×10^(4) m^(3)/a的生态输水量可以保证青土湖维持年内最高湖水水位1212.23 m(平均水位1211.68 m),稳定最大面积可达16.27 km^(2);当输水量为2000×10^(4)~3700×10^(4) m^(3)/a时,随输水量增大水面面积线性增加,面积变化率相对稳定;当输水量为3700×10^(4)~4500×10^(4) m^(3)/a时,水面面积随生态输水量增多,面积增大率逐渐减小;当输水量大于4500×10^(4) m^(3)/a时,水面面积随生态输水增多增大幅度很小,特别是当生态输水量大于5500×10^(4) m^(3)/a时,面积变化率趋近于0。从维持当前青土湖水面面积和向青土湖生态输水的效益考虑,红崖山水库向青土湖的生态输水量应保持在3100×10^(4)~4500×10^(4) m^(3)/a。研究成果对于确定西北干旱区合理生态需水,协调生态、经济、社会用水可持续发展具有一定的参考价值。 展开更多

关键词 青土湖 生态输水-水面面积关系 数值模拟 地下水-地表水耦合模型

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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：9

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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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长江经济带水-能源-粮食产业关联与波及效应 被引量：3

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作者 陈军飞 石裕琦 阎晓东 《南水北调与水利科技（中英文）》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期597-607,共11页

基于2002—2017年长江经济带各省(直辖市)水、能源、粮食相关数据,将3种资源与产业相关联,通过投入产出法描述3种产业部门在研究期内生产中原材料投入来源和产出品使用方向,构建长江经济带水-能源-粮食(Water-Energy-Food,WEF)产业投入... 基于2002—2017年长江经济带各省(直辖市)水、能源、粮食相关数据,将3种资源与产业相关联,通过投入产出法描述3种产业部门在研究期内生产中原材料投入来源和产出品使用方向,构建长江经济带水-能源-粮食(Water-Energy-Food,WEF)产业投入产出模型,并结合结构分析法,对产业间关联效应及对地区经济的波及影响进行研究。结果表明:水生产与供应业对WEF产业前、后向关联度均波动下降,对地区经济的影响力系数降低至1以下,感应度系数增长0.5,增幅高达44.2%,拉动作用趋于弱化而感应水平显著提升,其需求结构向中间产品型基础产业转变。能源产业对WEF产业有较强的推动和制约作用,容易受经济波动影响,作为具有低附加值、高带动性特征的中间产品型产业,2007年后其影响力系数稳定在1.2,感应度系数减少10%,缺乏持续发展后劲。粮食产业与自身关联紧密,与其他产业的直接联系较弱,2017年其中间需求率和投入率仅有0.5544和0.3862,对地区经济的推动和拉动作用均不突出,属于带有迟钝关联特性的中间产品型基础产业,总体发展状态相对稳定。从经济角度对不同发展阶段WEF产业的结构特征和关联、波及效应的演变情况进行分析,为支撑和保障长江经济带高质量发展以及WEF产业可持续发展提供决策参考。 展开更多

关键词 长江经济带 投入产出模型 水-能源-粮食纽带 产业关联效应 产业波及效应

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基于农户感知的黄河下游人-水关系结构分析

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作者 于佳睿 孙璐娜 +2 位作者 刘慕义 王帅 刘焱序 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期183-195,共13页

人-水关系研究是社会-生态系统研究的重要领域。识别黄河下游农户对人-水关系的感知及其影响因素,对黄河下游因人施策开展生态保护与高质量发展政策调控具有重要作用。但已有研究多从区域水资源、水环境、水文化等某一种或几种关系开展... 人-水关系研究是社会-生态系统研究的重要领域。识别黄河下游农户对人-水关系的感知及其影响因素,对黄河下游因人施策开展生态保护与高质量发展政策调控具有重要作用。但已有研究多从区域水资源、水环境、水文化等某一种或几种关系开展居民感知调查及归因,忽视了人-水关系之间结构化的相互影响机制。基于对黄河下游山东省10个县的农户发放的1651份问卷,经过验证性因子分析后,最终引入水资源与生态关系、水文化与旅游关系、居住地生态功能、河口湿地功能、文化旅游功能五个潜变量,建立结构方程模型发现:农户对水资源与生态关系的认识正向影响其对居住地生态功能和河口湿地功能的评估,农户对水文化与旅游关系的认识正向影响其对居住地生态功能、河口湿地功能和文化旅游功能的评估。研究结果通过基于农户感知刻画人-水关系结构,揭示人-水系统功能认知的影响机制,有助于为黄河下游地区生态保护和乡村振兴提供决策参考。 展开更多

关键词 黄河下游 人-水关系 结构方程模型 农户感知 社会-生态系统

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