湖南生態(tài)水資源系統(tǒng)脆弱性評價及其可持續(xù)開發(fā)利用研究.pdf

1、湖南雖然地處亞熱帶季風(fēng)濕潤氣候區(qū),降水資源較為豐沛,但是,以季節(jié)性干旱為代表的水資源脆弱性問題也較為突出。加之以變暖為主要特征的全球氣候變化以及虛擬水戰(zhàn)略廣泛實施所形成的虛擬水戰(zhàn)略背景均會對區(qū)域水資源系統(tǒng)的脆弱性造成諸多影響。所有這些共同決定了進(jìn)行“湖南生態(tài)水資源系統(tǒng)脆弱性評價及其可持續(xù)開發(fā)利用研究”的必要性和重要性。本文運用系統(tǒng)論方法提出南方濕潤地區(qū)生態(tài)水資源系統(tǒng)脆弱性概念并對其脆弱度進(jìn)行定量評價,從循環(huán)經(jīng)濟(jì)思想和虛擬水戰(zhàn)略理念兩個角

2、度分析探討湖南水資源可持續(xù)利用的對策。
　　 1、湖南水資源開發(fā)利用具有開發(fā)利用程度不高、用水總量不斷增長、用水結(jié)構(gòu)不斷變化、地域差異明顯等諸多特點。目前,湖南水資源問題較為突出,可以概括為以季節(jié)性干旱為主的水資源短缺問題、以洪澇災(zāi)害為主的水災(zāi)問題、以生活和工業(yè)污染為主的水污染問題和以水土流失為代表的水生態(tài)環(huán)境問題。
　　 2、分別從氣候、地形地貌、土壤植被、人為活動和經(jīng)濟(jì)發(fā)展5個方面綜合分析了湖南生態(tài)水資源系統(tǒng)脆弱性的

3、成因;湖南生態(tài)水資源系統(tǒng)脆弱性表現(xiàn)為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的季節(jié)性干旱、大中城市的階段性供水緊張、洪澇災(zāi)害和水土流失等問題;從自然脆弱性、人為脆弱性和承載脆弱性三個方面構(gòu)建一個包括12個具體指標(biāo)的湖南生態(tài)水資源系統(tǒng)脆弱性評價指標(biāo)體系;運用物元模型對湖南85個縣域單元的生態(tài)水資源脆弱度進(jìn)行定量評價。結(jié)果表明,湖南生態(tài)水資源系統(tǒng)總體上存在一定的脆弱性,內(nèi)部脆弱度差異不顯著,分布態(tài)勢為“東部大于西部,南部大于北部”;構(gòu)建一個包括多年平均降水量、少雨期干旱指

4、數(shù)、坡度指數(shù)、土壤蓄水能力指數(shù)等8個具體指標(biāo)的指標(biāo)體系,運用GIS和RS方法獲取指標(biāo)數(shù)據(jù)并對其進(jìn)行數(shù)字化處理,運用GIS的數(shù)據(jù)疊置運算功能建立生態(tài)水資源系統(tǒng)脆弱性評價模型,對衡陽盆地生態(tài)水資源系統(tǒng)脆弱度進(jìn)行定量評價,相對于傳統(tǒng)的評價方法,GIS方法的評價結(jié)果更為細(xì)致和精確。
　　 3、運用滑動平均法、氣候傾向率法以及多項式擬合等方法對湖南1960～2007年的氣溫和降水量數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)分析。結(jié)果表明,氣溫方面,48年來湖南年平均氣

5、溫總體上表現(xiàn)出先降后升態(tài)勢,上升趨勢為0.106℃/10a,春季和冬季的氣溫上升趨勢明顯;降水量方面,48年來降水量經(jīng)歷了一個先升后降再升的過程,氣候傾向率為30.8mm/10a。春、夏、冬三季均表現(xiàn)為增多趨勢,其中又以夏季增多趨勢最為明顯,傾向率達(dá)到30.4mm/10a。從降水量和蒸發(fā)量的變化來看,湖南生態(tài)水資源脆弱性趨于降低,而從暴雨頻率等極端氣候事件的時間演變趨勢上來看,湖南生態(tài)水資源脆弱性均趨于上升。
　　 4、對湖南1

6、4個地(市、州)生態(tài)水資源系統(tǒng)的脆弱性變化進(jìn)行定量評價。結(jié)果發(fā)現(xiàn),虛擬水戰(zhàn)略背景下區(qū)域水資源系統(tǒng)的脆弱度普遍會有所上升,并存在一定的區(qū)域差異,周邊山地丘陵區(qū)水資源脆弱度會有較大幅度地提高,而中部的長沙、湘潭、婁底和衡陽地區(qū)相對影響較弱。
　　 5、將循環(huán)經(jīng)濟(jì)的“減量化、再使用和再生化”原則運用到湖南水資源開發(fā)利用領(lǐng)域。認(rèn)為水田節(jié)水灌溉是湖南農(nóng)業(yè)水資源減量化的重要模式之一,而湖南工業(yè)用水減量化則主要以提高石油、化工、電力、鋼鐵、冶

7、金、紡織和造紙等高耗水產(chǎn)業(yè)的水資源循環(huán)利用率為核心。湖南雨水資源化利用可以探索雨水就地資源化利用、庭院雨水資源化以及大田雨水資源化等農(nóng)村地區(qū)雨水資源化利用模式和城市綠化型雨水資源化、水生態(tài)維護(hù)型雨水資源化以及城市公共用水型雨水資源化等城市地區(qū)雨水資源化利用模式。發(fā)揮境內(nèi)隱形水庫的調(diào)蓄水功能、增強(qiáng)實體水庫調(diào)蓄水能力、實施河道整治工程、改變治洪觀念、提高氣象、水文要素的監(jiān)測和預(yù)報水平、加強(qiáng)洪水資源化利用研究、合理進(jìn)行土地利用規(guī)劃、優(yōu)化水利工

8、程的洪水調(diào)度管理等幾大方面是湖南洪水資源資源化利用的實現(xiàn)路徑。
　　 6、定義區(qū)域虛擬水戰(zhàn)略優(yōu)勢度概念,構(gòu)建區(qū)域虛擬水戰(zhàn)略優(yōu)勢度評價指標(biāo)體系,以我國內(nèi)陸31個省級行政區(qū)劃單元為對象,測算虛擬水戰(zhàn)略優(yōu)勢度大小。結(jié)果發(fā)現(xiàn),我國虛擬水戰(zhàn)略優(yōu)勢度呈現(xiàn)“中間多,兩頭少”的紡錘型等級分布規(guī)律和“東部高、西部低”,“南部和北部高、中間低”的空間分布規(guī)律。湖南虛擬水戰(zhàn)略優(yōu)勢度指數(shù)得分較高,虛擬水戰(zhàn)略背景下,其經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展和水資源開發(fā)利用等諸多領(lǐng)

9、域?qū)艿捷^大影響。
　　 構(gòu)建水資源稟賦指數(shù)綜合評價各省份的水資源稟賦條件,據(jù)此將全國內(nèi)陸31個省(市、區(qū))劃分為虛擬水輸出地域、虛擬水輸入地域和虛擬水平衡地域三種類型區(qū)。然后,構(gòu)建農(nóng)產(chǎn)品貿(mào)易指數(shù)與非農(nóng)產(chǎn)業(yè)需水壓力指數(shù),運用列聯(lián)表互斥的矩陣分類方法將每種類型區(qū)域再細(xì)分為4種類型區(qū)。結(jié)果發(fā)現(xiàn),湖南屬于虛擬水輸出地域中的典型輸出類型,因此,無論是從本省的經(jīng)濟(jì)發(fā)展考慮,還是從全國農(nóng)產(chǎn)品安全和水資源安全的大局考慮,“糧食等水密集型產(chǎn)品

10、生產(chǎn)大省”都應(yīng)該成為虛擬水戰(zhàn)略背景下湖南農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的戰(zhàn)略地位。
　　 選擇人均農(nóng)村人口主要農(nóng)畜產(chǎn)品虛擬水量指數(shù)來表征區(qū)域農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的虛擬水消耗空間分布狀況,發(fā)現(xiàn)我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的虛擬水空間分布具有北方大于南方的特點。構(gòu)建虛擬水戰(zhàn)略背景下的區(qū)域農(nóng)業(yè)生產(chǎn)適宜度指數(shù)用以表征基于區(qū)域水土資源條件的區(qū)域農(nóng)業(yè)空間布局理想模式。結(jié)果發(fā)現(xiàn),虛擬水戰(zhàn)略背景下我國不同區(qū)域間的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)適宜度差異十分顯著,基本呈現(xiàn)北、西、南三面高,中東部低的空間分布態(tài)勢。構(gòu)建

11、虛擬水戰(zhàn)略背景下的區(qū)域農(nóng)業(yè)生產(chǎn)調(diào)整指數(shù),結(jié)果發(fā)現(xiàn)湖南為保障全國食物和水資源安全所做出的貢獻(xiàn)小于其應(yīng)負(fù)的責(zé)任。用上述相同方法對湖南14個地(市、州)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)耗水與虛擬水戰(zhàn)略背景下的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)適宜度進(jìn)行比較,以診斷湖南農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的內(nèi)部空間結(jié)構(gòu)。結(jié)果表明,湖南農(nóng)業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀同虛擬水戰(zhàn)略背景下湖南農(nóng)業(yè)發(fā)展的理想布局存在較大的差異,需要合理地進(jìn)行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)調(diào)整。其中,長沙、株洲、湘潭和岳陽4地區(qū)相對于全省的平均水平來說農(nóng)業(yè)生產(chǎn)布局密度已超出其虛擬水

12、戰(zhàn)略背景下應(yīng)有的布局密度,而湘西自治州、懷化、張家界和永州4地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)布局密度明顯不夠,需要加大農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的力度。分別定義地均工業(yè)增加值耗水和人均工業(yè)增加值耗水兩指標(biāo)用以表征湖南各地區(qū)工業(yè)生產(chǎn)耗水的空間分布,分別采用地均水資源和人均水資源兩指標(biāo)用以表征水資源的空間分布,構(gòu)建工業(yè)生產(chǎn)耗水協(xié)調(diào)性診斷指數(shù)對各地區(qū)工業(yè)生產(chǎn)布局密度與區(qū)域水資源的協(xié)調(diào)性進(jìn)行科學(xué)診斷。結(jié)果發(fā)現(xiàn),湖南工業(yè)布局密度整體上與湖南各區(qū)域水資源之間的匹配不是很理想。其中,長、

13、潭、婁、株、衡、郴6地區(qū)為工業(yè)布局密度過密,工業(yè)水資源消耗相對于其它地區(qū)來說已經(jīng)超出了其可供水資源量的承載能力,其中,又以長、潭、婁3地區(qū)為甚,張、永、湘西、岳、益、懷、邵7地區(qū)為工業(yè)布局過疏地區(qū),工業(yè)生產(chǎn)的水資源消耗相對于其可供水資源量來說還比較少,尚可加大工業(yè)布局密度,充分利用區(qū)域水資源。其中,又以張家界、湘西和永州3地區(qū)最為明顯。
　　 最后,分別從宏觀層面和具體微觀層面給出虛擬水戰(zhàn)略背景下湖南水資源可持續(xù)開發(fā)利用的對策。