区域水资源丰度及其对“水—能源—粮食”复合系统协调性的影响

论文摘要

“水-能源-粮食”复合系统协调发展关乎区域经济可持续发展与国家稳定。在人口增长、环境危机、气候变暖、资源日益稀缺的背景下,对“水-能源-粮食”复合系统协调性的定量评价和影响因素分析是目前研究的两大热点。本研究基于耦合度模型和耦合协调度模型构建“水-能源-粮食”复合系统协调性评价体系,包括综合发展指数、耦合度和耦合协调度三个评价指标,对中国19982016年“水-能源-粮食”复合系统协调性进行定量评价和时空演化特征分析,并利用权重分析法对影响区域复合系统协调发展的主要因素进行分析;同时,依据水在复合系统中的核心地位以及农业用水占比高的特点,提出以农业水土资源匹配指数来反映水资源丰度,并探讨区域水资源丰度对“水-能源-粮食”复合系统协调性的影响,提出保障“水-能源-粮食”复合系统协调性的相应措施。获得的主要成果如下:（1）我国“水-能源-粮食”复合系统协调性在研究年限内呈增加状态,在空间上存在差异。我国“水-能源-粮食”复合系统的综合发展指数在1998-2016年呈现出波动式上升态势,中部地区综合发展水平最优,东部地区最低;耦合度经历了先降低后提高的变化后均处于II级（从高到低分为IX十个级别）高水平耦合阶段以上,且在空间上分布较为均匀;耦合协调度在经历先降低后提升的变化后均处于IV级（从高到低分为IX十个级别）协调发展类以上,在空间上出现局部聚集现象,高-高聚集区出现在中部,且聚集区域在逐渐扩大并向北移动,低-低聚集区出现在华南地区。（2）在“水-能源-粮食”复合系统中,影响“水-能源-粮食”复合系统协调性的主要因素有人均水资源量、地下水资源量、农业用水比重、工业用水比重、万元工业增加值用水量、一次能源生产量、能源调入量、能源消费总量、粮食自给率、人均粮食出售量、粮食净进口和人均粮食产量,其中,农业用水比重对各区域复合系统协调性影响均处于较大水平。（3）中国区域水资源丰度的平均水平为1.019,区域差异较大,总体分布的特点是南方高于北方,西部高于东部;水资源丰度高-高聚集区主要分布在西部地区的西藏、青海等水资源较耕地资源丰富地区,低-低聚集区主要分布在东北、华北等水资源相对耕地资源紧缺的地区。（4）水资源丰度对于“水-能源-粮食”复合系统协调性的影响,主要表现在水资源丰度对水、能源和粮食安全的影响上,基于此,利用SPSS软件对水资源丰度分别与水资源安全评价指数、能源安全评价指数、粮食安全评价指数和“水-能源-粮食”复合系统耦合协调度进行Pearson相关分析,Pearson相关系数计算结果分别在-0.640.79、-0.550.88、-0.850.69和-0.500.47之间,因此,可从水资源丰度的角度提升区域“水-能源-粮食”复合系统的协调性。（5）为提高区域“水-能源-粮食”复合系统的协调性,根据区域水资源丰度的变化类别,以及水资源丰度与区域复合系统耦合协调度的相关性,在水资源丰度与区域“水-能源-粮食”复合系统耦合协调度呈正相关的地区,应保持区域耕地资源的基础上,调整产业结构,减少地高耗水产业,开源节流,发展农业节水技术,提高用水效率;在水资源丰度与“水-能源-粮食”复合系统耦合协调度呈负相关的地区,应在维持农业水土资源稳定的同时,从其他影响因素提高区域“水-能源-粮食”复合系统的协调性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
•   1.1 研究背景、目的及意义
•     1.1.1 研究背景
•     1.1.2 目的及意义
•   1.2 国内外研究进展
•     1.2.1 “水-能源-粮食”复合系统研究进展
•     1.2.2 水资源丰度研究进展
•   1.3 存在问题
•   1.4 研究内容和目标
•     1.4.1 区域“水-能源-粮食”复合系统协调性评价及影响因素分析
•     1.4.2 区域水资源丰度时空演变分析及其对能源和粮食安全的影响
•     1.4.3 水资源丰度对“水-能源-粮食”复合系统协调性的影响
•   1.5 技术路线
• 第二章 区域“水-能源-粮食”复合系统协调性评价
•   2.1 研究区域划分
•   2.2 数据来源
•   2.3 数据处理
•     2.3.1 数据标准化处理
•     2.3.2 “水-能源-粮食”复合系统指标体系构建
•     2.3.3 “水-能源-粮食”系统指标权重的确定
•   2.4 “水-能源-粮食”复合系统协调性评价体系构建
•     2.4.1 综合发展指数模型
•     2.4.2 复合系统耦合度模型
•     2.4.3 复合系统耦合协调度模型
•     2.4.4 复合系统协调性评价模型验证
•     2.4.5 复合系统耦合协调性空间自相关分析
•   2.5 结果分析
•     2.5.1 “水-能源-粮食”复合系统协调性模型验证
•     2.5.2 “水-能源-粮食”复合系统综合发展指数
•     2.5.3 “水-能源-粮食”复合系统耦合度评价
•     2.5.4 “水-能源-粮食”复合系统耦合协调度评价
•     2.5.5 结果对比分析
•   2.6 本章小结
• 第三章 “水-能源-粮食”复合系统协调性影响因素分析
•   3.1 水资源安全系统影响因素
•   3.2 能源安全系统影响因素
•   3.3 粮食安全系统影响因素
•   3.4 复合系统影响因素分析
•   3.5 本章小结
• 第四章 水资源丰度模型构建及分析
•   4.1 研究区域划分
•   4.2 数据来源
•   4.3 数据处理
•     4.3.1 水资源丰度模型构建
•     4.3.2 空间自相关分析
•     4.3.3 水资源丰度变化类别
•   4.4 结果分析
•     4.4.1 区域水资源丰度年际变化
•     4.4.2 区域水资源丰度空间格局分析
•     4.4.3 水资源丰度空间自相关性分析
•     4.4.4 区域水资源丰度变化类型分析
•   4.5 本章小结
• 第五章 水资源丰度对区域“水-能源-粮食”复合系统协调性影响
•   5.1 水资源丰度对水资源安全的影响
•   5.2 水资源丰度对能源安全的影响
•     5.2.1 区域能源消耗时空变化
•     5.2.2 水资源丰度与能源安全系统的相关性验证
•   5.3 水资源丰度对粮食安全的影响
•     5.3.1 区域粮食作物种植及产量的时空变化
•     5.3.2 水资源丰度与粮食安全系统相关性分析
•   5.4 区域水资源丰度对“水-能源-粮食”复合系统的影响
•   5.5 提高区域“水-能源-粮食”复合系统协调性的措施
•   5.6 本章小结
• 第六章 结论
•   6.1 主要结论
•   6.2 创新点
•   6.3 不足与展望
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 郭静

导师: 王玉宝

关键词: 水资源,能源,粮食,耦合,协调

来源: 西北农林科技大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑,经济与管理科学

专业: 资源科学,水利水电工程,宏观经济管理与可持续发展,农业经济

单位: 西北农林科技大学

基金: 国家重点研发计划项目(编号:2016YFC0400205),国家自然科学基金项目(编号:41871207),陕西省科技统筹创新计划项目(编号:2016KTZDNY-01)

分类号: TV213.4;F326.11;F206

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