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北京城市副中心人水和谐度动态评估
尹静;肖文博;陈嘉宇;孙艺文;师林蕊;针对北京城市副中心人水系统动态演化机理不清、调控路径缺乏量化支撑的问题,开展人水和谐度动态评估与情景仿真研究。立足副中心建设背景,整合人口经济—水资源-生态-水安全多维耦合要素,基于历史统计数据,采用ARIMA模型完成关键参数估值,构建系统动力学动态评估模型;设置基准情景及产业结构优化、节水发展、人口-产业-用水协同管控等多情景方案,仿真2015—2030年人水和谐度演变过程。结果表明:副中心人水和谐度呈波动上升趋势,由2015年的0.686提升至2030年的0.822,迈入极佳和谐水平。单一调控中,第三产业比重提升与用水总量严控贡献显著;相较于单一路径,同步推进产业结构优化、再生水利用与常住人口规模管控的综合调控情景可使和谐度进一步提升,有效突破单一调控瓶颈。产业结构升级与水资源刚性约束是提升人水和谐度的核心路径,多要素协同调控具有显著增效作用。
榆林市能源消费、碳排放与经济发展关系研究
张范平;李卓馨;师丽;在国家“双碳”目标背景下,资源型城市面临着巨大的节能、减排、降碳压力。选取我国典型的资源增长型地级市榆林市为研究对象,基于2010—2022年榆林市各区县GDP、能源消费量、碳排放量等数据,采用脱钩模型、耦合协调度模型等揭示榆林市经济增长、能源消费和碳排放的变化规律及三者之间的关系。研究结果表明:研究期内榆林市GDP年平均增长率达13.12%,伴随而来的是能源消费量年平均25.87%的增长率、碳排放量年平均12.02%的增长率;研究期内榆林市能源消费强度呈现先上升后下降的趋势,碳排放强度在近年呈现持续降低的趋势;榆林市能源消费和碳排放在空间上有着很大差异,其中神木市、府谷县、榆阳区、横山区的能源消费量和碳排放量占全市的比例超过95%;榆林市能源消费强度和经济增长、碳排放强度和经济增长基本实现了脱钩,二者之间逐步趋于良性发展,但是处于增长的能源消费量和碳排放量依然需要引起关注。
山西省水土保持-生态环境-经济社会耦合协调状况研究
习玉森;王锦志;王小云;对水土保持-生态环境-经济社会复合系统耦合协调演变状况进行分析并识别其驱动因子,可为推进山西省黄河流域生态保护和高质量发展、制定水土保持高质量发展策略等提供科学依据。以山西省11个地级市为研究对象、以2011—2023年为研究期,构建水土保持-生态环境-经济社会复合系统耦合协调评价指标体系,运用熵权法、耦合协调度模型测算山西省各地级市水土保持-生态环境-经济社会复合系统耦合协调度,通过核密度估计和灰色关联分析探讨了山西省水土保持-生态环境-经济社会复合系统耦合协调发展的时空格局及其驱动因子。主要研究结论如下:1)山西省水土保持、生态环境、经济社会3个子系统呈现生态环境保护水平>经济社会发展水平>水土保持发展水平的层级分化特征;2)山西省各地级市水土保持-生态环境-经济社会复合系统耦合协调水平在研究期均呈稳步上升态势、在空间上呈现西高东低的格局,各地级市间差异较大、研究期末仍普遍较低;3)研究期水土保持-生态环境-经济社会复合系统耦合协调发展受经济社会子系统的主导,其主要驱动因子有基本农田治理面积、封山育林面积、建成区绿化覆盖率、城镇居民人均可支配收入、第三产业产值占GDP比重、粮食总产量。
黄河流域产业高质量发展与水-碳资源脱钩关系研究
赵金凯;丁雪珂;产业高质量发展是协同推进黄河流域生态保护和高质量发展的必然要求。为探索黄河流域水-碳资源保护与产业高质量发展的协同关系,给流域产业高质量发展和生态保护提供决策支撑,依托Tapio脱钩模型评价黄河流域产业高质量发展与水-碳资源利用的脱钩态势,并借助Kaya-LMDI模型从产业质量效应、经济规模效应、生活水平效应、城镇化效应和人口效应识别二者脱钩的驱动因素。结果表明:1)2013—2021年,黄河流域产业高质量发展指数呈现先上升后下降的变化趋势,空间上表现为东高西低、南高北低的格局;2)黄河流域产业高质量发展与水-碳足迹脱钩状态未能持续向好发展,仅在2014—2016年实现2次弱脱钩,此后扩张连接和扩张负脱钩状态交替出现;3)产业质量效应、生活水平效应和人口效应促进脱钩,经济规模效应和城镇化效应抑制脱钩,各省(区)脱钩态势及驱动因素作用效果存在差异。基于上述研究结论建议:加快探索水-碳协同利用新路径,着力推动水-碳资源保护和产业高质量发展协同进步;有效发挥产业质量效应、人口效应和生活水平效应的促进作用,合理扩大经济规模和推动城镇化进程。
延河着生藻类群落结构特征及影响因素分析
师艳丽;闫祯;陈振宇;朱安琪;平令文;张佳文;为了解延河着生藻类群落分布及影响因素,于2023年8月(丰水期)、10月(平水期)及2024年3月(枯水期)对延河及其支流15个监测断面进行采样分析,系统探索该河流着生藻类构成,分析水环境因子与群落结构之间的关系。共检出着生藻类6门67属179种,硅藻门占52.5%,绿藻门占24.0%、蓝藻门占19.6%、裸藻门占2.8%、金藻门和隐藻门均占0.55%;各水期着生藻类物种数表现为丰水期>枯水期>平水期,优势种16属25种(枯水期占84%),主要为硅藻,蓝藻仅在枯水期检出,丰水期未检出优势种;丰、平、枯水期着生藻类平均密度分别为4.5×104、6.8×104、4.2×104个/cm2,平水期平均密度显著高于枯水期和丰水期;Margalef丰富度指数表明延河水质丰水期无污染,平、枯水期均为β-中污染;RDA表明丰、平、枯水期影响着生藻类的共同主要因子为水温、pH值、NH3-N,此外,水深、TP、流速和TN分别为丰、平、枯水期的主要影响因子。
生态补偿政策对黄河流域生态韧性的影响及其作用机制
刘培;刘博宇;实施生态补偿是调动各方积极性、促进生态文明建设的重要举措。为推进黄河流域生态补偿、增强生态韧性,基于2007—2022年黄河流域102个地级市面板数据,采用双重差分模型实证分析了生态补偿政策对黄河流域生态韧性的影响及其作用机制。结果表明:1)生态补偿政策的实施使试点地区生态韧性得到显著提高;2)产业结构高级化和生态承载力、环境治理能力、绿色科技创新能力的提升是生态补偿政策促进生态韧性提升的重要机制;3)生态补偿政策对生态韧性的提升效应存在实施地区行政级别、基础生态韧性水平、地理区位等异质性。建议:构建全流域协同的差异化补偿机制,针对生态韧性提升的机制靶向施策,充分发挥产业结构升级、环境治理、绿色科技创新的作用,大力提高生态承载力,优化生态补偿政策使其与不同区位、各类实施地区相适配等。
灌区水闸自动化监测与预警系统设计与实践
徐辉;高航舵;兰雁;设计了一套水闸自动化监测与预警系统,并成功应用于唐正闸的运行管理实践。基于水闸结构布设安全监测设备,采集各监测物理量的数据序列;利用小波变换法完成数据降噪处理,通过三次样条插值对缺失数据进行补全,以保障数据序列的完整性;采用逐步多元线性回归-随机森林耦合模型,构建环境量与各监测物理量间的数学关系模型;结合改进3σ法确定各监测物理量的预警阈值,并通过预测样本集验证所提出模型及阈值的准确性;通过建立水闸三维有限元模型,将设计工况下的水闸变形情况与预测结果进行对比,进一步检验所提出阈值的工程合理性。
数据要素配置对黄河流域碳绩效的影响研究
韩丁;武宇超;胡永超;盛盘龙;董航飞;徐福祥;为了弥补区域层面数据要素配置与碳绩效非线性关系研究的空白、验证“数据要素配置→新质生产力→产业结构高级化→碳绩效”链式传导机制、给黄河流域低碳发展提供更具针对性的理论支撑与政策靶向,以碳绩效水平为被解释变量、数据要素配置水平为核心解释变量构建非线性基准回归模型,以新质生产力水平和产业结构高级化水平为中介变量构建多重中介效应模型,依据2010—2024年黄河流域69个地级市面板数据,实证分析数据要素配置对黄河流域碳绩效的影响及其内在机制,并进行了稳健性检验、内生性检验、异质性检验。研究结果表明:1)数据要素配置对黄河流域碳绩效具有先抑后促的U形影响,即数据要素配置对黄河流域碳绩效的促进作用存在临界值;2)新质生产力和产业结构高级化在数据要素配置影响黄河流域碳绩效的过程中均具有独立的中介效应,且存在“新质生产力→产业结构高级化”链式中介效应;3)与黄河上游地区和经济欠发达地区相比,黄河中下游地区和经济相对发达地区数据要素配置对碳绩效的影响更加显著。建议:着力推动数据要素配置水平突破临界点以释放正向效应,着力培育新质生产力、促进产业结构高级化,拓展碳绩效链式提升路径,实施差异化发展策略,推动黄河流域碳绩效整体优化。
新时期淤地坝坝系平衡的概念、内涵和原理
张攀;姚文艺;淤地坝坝系平衡理论是指导黄土高原淤地坝建设、推动水土保持高质量发展的核心理论依据。针对当前淤地坝建设面临极端暴雨频发、流域水沙条件深刻变化以及高质量发展新要求,系统梳理了坝系平衡理论的演进脉络,明确新时期坝系平衡的科学内涵与核心原理。在简要回顾从明代天然聚湫的启示到20世纪60年代单坝相对平衡、再到90年代坝系群体平衡研究历程的基础上,结合近年来的研究成果与新时期的时代特征,提炼出坝系平衡水-沙-农-稳多目标协同等科学内涵,系统阐释了侵蚀-拦截平衡、风险级联与系统韧性、水-沙-农-稳耦合、时空优化4项基本原理,揭示了新时期坝系平衡从静态到动态、从单目标到多目标、从单坝到坝系、从工程到生态的内涵扩展,阐明了侵蚀与拦截动态匹配、风险传递与系统韧性、多目标耦合协调、时空优化配置等核心机制,并提出了未来重点研究方向,以期为黄土高原淤地坝坝系优化布局与安全运行等提供理论支撑。
新质生产力助推黄河流域能源绿色低碳转型研究
刘建华;王欣宇;施天乐;黄亮朝;为给黄河流域能源绿色低碳转型提供参考和科学依据,基于2013—2022年黄河流域57个地级市的面板数据,采用熵值法测算新质生产力水平,采用超效率SBM模型测算能源绿色低碳转型水平,采用STIRPAT模型实证分析新质生产力对黄河流域能源绿色低碳转型的促进作用,并揭示产业结构升级和环境规制的中介作用。研究结果表明:1)研究期黄河流域新质生产力水平呈稳步上升趋势但研究期末仍然较低,能源绿色低碳转型水平也呈上升趋势但波动较大,二者空间差异均较显著,新质生产力水平呈“东高西低”的特征,能源绿色低碳转型水平呈“下游地区高、上游地区次之、中游地区最低”的特征;2)新质生产力对黄河流域能源绿色低碳转型具有显著的直接促进作用,且通过产业结构升级和环境规制两条路径间接促进黄河流域能源绿色低碳转型;3)新质生产力对黄河流域能源绿色低碳转型的促进作用具有显著的区域异质性,呈“下游地区最显著、中游地区次之、上游地区不显著”的特征。基于研究结果,提出了优化产业结构、强化环境规制、打造能源新质生产力、加强区域协同、推动黄河流域一体化发展等建议。