黃河三角洲水土資源承載力綜合評(píng)價(jià)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(zhì)基礎(chǔ)，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(shì)突出、地理區(qū)位條件優(yōu)越、自然資源較為豐富。近年來(lái)，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(nóng)業(yè)盲目開發(fā)等給當(dāng)?shù)厮临Y源及生態(tài)環(huán)境造成了很大影響，造成當(dāng)?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(yán)重、生物多樣性減少，使該地區(qū)的經(jīng)濟(jì)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(píng)價(jià)”這個(gè)主題，以可持續(xù)發(fā)展觀為指導(dǎo)思想，以實(shí)現(xiàn)水土資源可持續(xù)利用、社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展為目標(biāo)，對(duì)水土資源承載力評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)理論、方法進(jìn)行深入研究與探討;以黃河三角洲為地域依托，選取東營(yíng)市作為研究區(qū)域，基于統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)、TM影像為信息源，分析黃河三角洲水土資源時(shí)空動(dòng)態(tài)變化規(guī)律;采用區(qū)域水土資源匹配測(cè)算模型，計(jì)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(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)、生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)四方面出發(fā)，選取30個(gè)指標(biāo)構(gòu)建可操作的黃河三角洲水土資源承載力評(píng)價(jià)體系;運(yùn)用基于粒子群優(yōu)化算法的投影尋蹤評(píng)價(jià)模型(PSO-PPE模型)，進(jìn)行黃河三角洲水土資源承載力綜合評(píng)價(jià)，利用ArcGIS9.3的可視化功能，實(shí)現(xiàn)水土資源承載力等級(jí)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(guò)“指標(biāo)貢獻(xiàn)度”、“指標(biāo)偏離度”和“障礙度”診斷，

4、揭示影響承載力的關(guān)鍵障礙因素，提出黃河三角洲水土資源的可持續(xù)利用對(duì)策。主要研究?jī)?nèi)容與結(jié)果如下:
　　 (1)總結(jié)了國(guó)內(nèi)外水土資源承載力研究的理論和方法
　　 在參考國(guó)內(nèi)外大量文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，進(jìn)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(nèi)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(píng)價(jià)指標(biāo)及其評(píng)價(jià)方法;闡述了水土資源承載力與可持續(xù)利用之間關(guān)系。
　　 (2)摸清

5、了黃河三角洲水土資源時(shí)空變化特征
　　 在對(duì)黃河三角洲地區(qū)水資源、水環(huán)境等調(diào)研基礎(chǔ)上，采用有效識(shí)別方法，選取降水量、潛在蒸發(fā)量、徑流量3個(gè)主要指標(biāo)，定量分析了近50年來(lái)，東營(yíng)市及各區(qū)縣水資源多時(shí)間、多空間尺度水文要素的演變特征;在“3S”技術(shù)支持下，以TM影像為信息源，把東營(yíng)市土地利用類型分為8類，采用轉(zhuǎn)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(jié)構(gòu)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(shí)空變

6、化特征。結(jié)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(shuō)明各斑塊類型在景觀中分布呈均衡化趨勢(shì)減弱;土地景觀均勻度指數(shù)1992-2010年由0.7747下降0.7669，說(shuō)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(jīng)過(guò)對(duì)黃河三角洲水、土資源構(gòu)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(shì);

7、從水土資源總量上來(lái)看，該區(qū)域耕地面積約占山東省的2.94％，而其水資源量?jī)H占山東省的2.03％;從水土資源平均水平來(lái)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(guó)平均水平的1/6，地均水資源量為777m3/hm2，不足全國(guó)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(wàn)m3/hm2，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于全國(guó)平均水平。在此基礎(chǔ)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(biāo)，分析黃河三角洲水土資源空間分布的差異;構(gòu)建區(qū)域水土資源匹配測(cè)算模型，計(jì)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(jié)果表明:東營(yíng)市水土資源匹配系數(shù)為0.19萬(wàn)m3/hm2，低于山東省平均水平0.30萬(wàn)m3/hm2，更遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于全國(guó)平均水平1.72萬(wàn)m3/hm2，東營(yíng)市各區(qū)縣水土資源匹配系數(shù)利津縣最低0.07萬(wàn)m3/km2，廣饒縣最高0.42萬(wàn)m3/km2，相差達(dá)到0.3

9、5萬(wàn)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(yíng)市區(qū)縣總數(shù)的一半以上。水資源短缺、利用率低是導(dǎo)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(gòu)建了黃河三角洲水土資源承載力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系
　　 在借鑒國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有水土資源承載力評(píng)價(jià)指標(biāo)的基礎(chǔ)上，結(jié)合黃河三角洲的實(shí)際，提出該區(qū)域水土資源承載力評(píng)價(jià)指標(biāo)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(zhǔn)確表達(dá)承載力的大小，又能反映水土資源系統(tǒng)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)、生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)內(nèi)部變化對(duì)承載力影響的30個(gè)指標(biāo)，構(gòu)建了操作性強(qiáng)的黃河三角洲水土資源承載力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系;根據(jù)評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)承載力影響的程度，確定指標(biāo)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，將其分為極高、較高、中等、較低、極低5個(gè)等級(jí);并分別從水資源承載能力和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)水資源的壓力角度，將水資源承載力同樣劃分為5個(gè)等級(jí)。
　　 (5)綜合評(píng)價(jià)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(píng)價(jià)模型（PSO-PPE模型），對(duì)黃河三角洲水土資源承載力進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)和區(qū)域差異分析。經(jīng)計(jì)算，東營(yíng)市、東營(yíng)區(qū)、河口區(qū)、墾利縣、利津縣、廣饒縣水資源承載力綜合評(píng)價(jià)投影值分別為:3.004、3.247、2.156、2.708、1.859、2.002。評(píng)價(jià)結(jié)果表明:2010年黃河三角洲整個(gè)研究區(qū)、區(qū)劃內(nèi)的東營(yíng)區(qū)、墾利縣的水土資源承載力處于Ⅲ級(jí)，水土資源承載力中等，水土資源開發(fā)利用和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展處于協(xié)調(diào)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(jí)，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(duì)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(duì)策
　　 引入“指標(biāo)貢獻(xiàn)度”、“指標(biāo)偏離度”和“障礙度”，進(jìn)行水土資源綜合承載力的障礙診斷，找出真正制約經(jīng)濟(jì)社會(huì)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(chǎn)值、人均GDP。根據(jù)診斷結(jié)果，有針對(duì)性地從資