黃河三角洲水土資源承載力綜合評價研究.pdf

1、水是生命之源、土是生存之本，水土資源是自然資源最重要的組成部分，是人類賴以生存和發(fā)展的最基本的物質基礎，是生態(tài)系統(tǒng)中最活躍、影響最廣泛的因素，但又是有限的自然資源。黃河三角洲是最具開發(fā)潛力的大河三角洲，土地資源優(yōu)勢突出、地理區(qū)位條件優(yōu)越、自然資源較為豐富。近年來，黃河三角洲地區(qū)石油大量開采、油田氣大規(guī)模開發(fā)、黃河流量減少、工農業(yè)盲目開發(fā)等給當?shù)厮临Y源及生態(tài)環(huán)境造成了很大影響，造成當?shù)厮Y源供需矛盾突出、水體污染、土地鹽漬化程度高、土壤

2、污染嚴重、生物多樣性減少，使該地區(qū)的經濟發(fā)展與水土資源可持續(xù)利用的矛盾日益突出。
　　 本論文圍繞“區(qū)域水土資源分析和承載力綜合評價”這個主題，以可持續(xù)發(fā)展觀為指導思想，以實現(xiàn)水土資源可持續(xù)利用、社會經濟可持續(xù)發(fā)展為目標，對水土資源承載力評價的基礎理論、方法進行深入研究與探討;以黃河三角洲為地域依托，選取東營市作為研究區(qū)域，基于統(tǒng)計數(shù)據(jù)、TM影像為信息源，分析黃河三角洲水土資源時空動態(tài)變化規(guī)律;采用區(qū)域水土資源匹配測算模型，計算

3、黃河三角洲水土資源匹配系數(shù)，分析匹配程度;從水資源系統(tǒng)、土地資源系統(tǒng)、社會經濟系統(tǒng)、生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)四方面出發(fā)，選取30個指標構建可操作的黃河三角洲水土資源承載力評價體系;運用基于粒子群優(yōu)化算法的投影尋蹤評價模型(PSO-PPE模型)，進行黃河三角洲水土資源承載力綜合評價，利用ArcGIS9.3的可視化功能，實現(xiàn)水土資源承載力等級空間分布的繪制，直觀呈現(xiàn)黃河三角洲水土資源承載力的區(qū)域差異;通過“指標貢獻度”、“指標偏離度”和“障礙度”診斷，

4、揭示影響承載力的關鍵障礙因素，提出黃河三角洲水土資源的可持續(xù)利用對策。主要研究內容與結果如下:
　　 (1)總結了國內外水土資源承載力研究的理論和方法
　　 在參考國內外大量文獻的基礎上，進一步明確了可持續(xù)發(fā)展、承載力、水資源承載力、土地資源承載力、水土資源承載力的概念與內涵;分析了水資源承載力、土地資源承載力、水土資源承載力的主要評價指標及其評價方法;闡述了水土資源承載力與可持續(xù)利用之間關系。
　　 (2)摸清

5、了黃河三角洲水土資源時空變化特征
　　 在對黃河三角洲地區(qū)水資源、水環(huán)境等調研基礎上，采用有效識別方法，選取降水量、潛在蒸發(fā)量、徑流量3個主要指標，定量分析了近50年來，東營市及各區(qū)縣水資源多時間、多空間尺度水文要素的演變特征;在“3S”技術支持下，以TM影像為信息源，把東營市土地利用類型分為8類，采用轉移矩陣法、景觀指數(shù)法，研究了該區(qū)域1992-2010年間土地利用結構變化及景觀格局變化，摸清了黃河三角洲地區(qū)土地資源利用時空變

6、化特征。結果表明:土地景觀多樣性指數(shù)1992-2010年由1.6109下降到1.5946，說明各斑塊類型在景觀中分布呈均衡化趨勢減弱;土地景觀均勻度指數(shù)1992-2010年由0.7747下降0.7669，說明該區(qū)均勻度指數(shù)較低，景觀為少數(shù)幾種土地類型所控制。
　　 (3)揭示了黃河三角洲水土資源空間匹配格局
　　 經過對黃河三角洲水、土資源構成及其利用分析得出，該區(qū)域水土資源總體呈現(xiàn)出“土地資源豐富，水資源缺乏”的態(tài)勢;

7、從水土資源總量上來看，該區(qū)域耕地面積約占山東省的2.94％，而其水資源量僅占山東省的2.03％;從水土資源平均水平來看，該區(qū)域人均耕地面積0.119hm2/人，接近山東人均耕地面積，而人均水資源量為333m3/人，不足全國平均水平的1/6，地均水資源量為777m3/hm2，不足全國平均水平的1/3，是山東省平均水平的40.29％。研究區(qū)整體水土資源匹配系數(shù)為0.19萬m3/hm2，遠遠低于全國平均水平。在此基礎上，從水資源與耕地資源的匹

8、配角度，以單位面積水資源量和墾殖率為度量指標，分析黃河三角洲水土資源空間分布的差異;構建區(qū)域水土資源匹配測算模型，計算黃河三角洲地區(qū)水土資源匹配系數(shù)，定量的描述水土資源的空間匹配程度。結果表明:東營市水土資源匹配系數(shù)為0.19萬m3/hm2，低于山東省平均水平0.30萬m3/hm2，更遠遠低于全國平均水平1.72萬m3/hm2，東營市各區(qū)縣水土資源匹配系數(shù)利津縣最低0.07萬m3/km2，廣饒縣最高0.42萬m3/km2，相差達到0.3

9、5萬m3/km2。研究區(qū)水土資源匹配程度總體呈現(xiàn)出“南高、北次之、中間低”的格局，匹配程度較差和極差地區(qū)數(shù)量占東營市區(qū)縣總數(shù)的一半以上。水資源短缺、利用率低是導致黃河三角洲水資源短缺、水土資源空間匹配程度差的主要限制因子。
　　 (4)構建了黃河三角洲水土資源承載力評價指標體系
　　 在借鑒國內外現(xiàn)有水土資源承載力評價指標的基礎上，結合黃河三角洲的實際，提出該區(qū)域水土資源承載力評價指標選取的基本原則;從系統(tǒng)論的角度出發(fā)，

10、選取了既能準確表達承載力的大小，又能反映水土資源系統(tǒng)、社會經濟系統(tǒng)、生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)內部變化對承載力影響的30個指標，構建了操作性強的黃河三角洲水土資源承載力評價指標體系;根據(jù)評價指標對承載力影響的程度，確定指標分級標準，將其分為極高、較高、中等、較低、極低5個等級;并分別從水資源承載能力和社會經濟發(fā)展對水資源的壓力角度，將水資源承載力同樣劃分為5個等級。
　　 (5)綜合評價了黃河三角洲水土資源承載力
　　 采用基于粒子群

11、優(yōu)化算法的投影尋蹤評價模型（PSO-PPE模型），對黃河三角洲水土資源承載力進行綜合評價和區(qū)域差異分析。經計算，東營市、東營區(qū)、河口區(qū)、墾利縣、利津縣、廣饒縣水資源承載力綜合評價投影值分別為:3.004、3.247、2.156、2.708、1.859、2.002。評價結果表明:2010年黃河三角洲整個研究區(qū)、區(qū)劃內的東營區(qū)、墾利縣的水土資源承載力處于Ⅲ級，水土資源承載力中等，水土資源開發(fā)利用和社會經濟發(fā)展處于協(xié)調狀態(tài);河口區(qū)、利津縣、廣

12、饒縣水土資源承載力處于Ⅳ級，水土資源承載力弱壓力狀態(tài)，水土資源承載力處于較低的水平，在現(xiàn)有的條件下水資源繼續(xù)開發(fā)的潛力相對較小，水土資源供需矛盾突出。
　　 (6)提出了黃河三角洲水土資源可持續(xù)利用對策
　　 引入“指標貢獻度”、“指標偏離度”和“障礙度”，進行水土資源綜合承載力的障礙診斷，找出真正制約經濟社會發(fā)展的限制因素:水資源開發(fā)利用率、客水利用率、未利用地率、單方水總產值、人均GDP。根據(jù)診斷結果，有針對性地從資