【摘要】：湖南雖然地處亞熱帶季風濕潤氣候區(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行定量評價,從循環(huán)經(jīng)濟思想和虛擬水戰(zhàn)略理念兩個角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、以洪澇災害為主的水災問題、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個具體指標的湖南生態(tài)水資源系統(tǒng)脆弱性評價指標體系；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、少雨期干旱指數(shù)、坡度指數(shù)、土壤蓄水能力指數(shù)等8個具體指標的指標體系,運用GIS和RS方法獲取指標數(shù)據(jù)并對其進行數(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)進行系統(tǒng)分析。結(jié)果表明,氣溫方面,48年來湖南年平均氣溫總體上表現(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,傾向率達到30.4 mm/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14個地(市、州)生態(tài)水資源系統(tǒng)的脆弱性變化進行定量評價。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)測和預報水平、加強洪水資源化利用研究、合理進行土地利用規(guī)劃、優(yōu)化水利工程的洪水調(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)濟社會發(fā)展和水資源開發(fā)利用等諸多領(lǐng)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)品生產(chǎn)大省”都應該成為虛擬水戰(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小于其應負的責任。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戰(zhàn)略背景下應有的布局密度,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)性進行科學診斷。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、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。宏觀方面需要轉(zhuǎn)變水資源開發(fā)利用觀念,提高水資源利用效率,加強水資源環(huán)境保護以及強化虛擬水戰(zhàn)略背景下的水資源安全研究。具體微觀方面,需要提高“綠水”資源利用效率,因地制宜布局耗水型農(nóng)業(yè),優(yōu)化和調(diào)整耗水型工業(yè)布局,切實做好水環(huán)境保護工作,預防水資源的過度開發(fā)。
【學位授予單位】：湖南師范大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2010
【分類號】：TV213

【參考文獻】

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本文編號：2639340