基于系统动力学的黑龙江省水土资源保障风险评价

发布时间：2020-03-25 17:18

【摘要】：水土资源为人类提供生存和发展的基本保障。伴随着经济社会的快速发展,水土资源供给不足、需求增大、匹配失衡和利用效率低等问题凸显,导致水土资源对人民生活、工农业生产、经济发展以及生态环境的保障能力日益降低,水土资源保障风险已成为制约区域社会经济发展的关键因素和各种矛盾的焦点。水土资源保障风险指在一定的时空范围内,由水土资源供需和利用矛盾导致承险体的需求得不到供给保障而产生的风险,对水土资源保障风险进行评价可以侧面展示区域的资源禀赋,并为区域的工农业发展提供量化指标。因此,分析区域水土资源利用状况,合理评价水土资源的利用效率和水土资源保障风险成为现阶段水土资源领域的关注热点。基于SD方法的水土资源系统仿真和评价可以对未来资源数量以及质量的发展趋势进行预测,水土资源利用效率作为反映水土资源有效开发利用和管理的静态指标,与反映水土资源动态关系的SD结合,可以综合反映区域水土资源特点,进一步作出相应的保障风险评价,因此,本文开展基于系统动力学的水土资源保障风险相关研究,以期为今后区域的规划发展提供依据。具体研究内容及结论如下:(1)黑龙江省水土资源SD模型的构建及仿真。本研究构建了水土资源SD模型,对区域水土资源系统进行仿真,模拟区域水土资源与经济、社会等因素的相互作用,以及不同气候条件下区域水土资源演化情境,对未来资源数量以及质量的发展趋势进行预测,并作出相应的分析。通过水土资源系统SD模型模拟可知,若黑龙江省水土资源利用继续按现状发展,未来将面临一定程度的水土资源保障风险。(2)黑龙江省水土资源利用效率评价。针对水土资源系统内部复杂性,将水土资源利用过程划分为水土资源开发与经济效益转化两子阶段,考虑各阶段间关系及投入产出权重结构,构建基于合作博弈思想的两阶段水土资源利用效率测算模型;运用该模型测评黑龙江省13个地级市水土资源利用整体及各阶段效率,并构建水土资源利用效率两阶段矩阵图。结果表明,黑龙江省水土资源开发程度整体偏高,但各地级市水土资源经济效益转化不均衡,且水土资源利用整体效率偏低,地区差异较大,水土资源未得到有效的优化配置,现阶段面临一定程度的水土资源保障风险。(3)水土资源约束下黑龙江省粮食生产效率评价。水土资源作为农业生产及经济社会发展不可或缺的重要资源,其供需保障能力关系着区域粮食安全及可持续发展。由于黑龙江省未来水土资源保障风险将进一步加剧水土资源及粮食需求间的矛盾,考虑到水土资源的有限性及即将面临的保障风险,本研究探索了水土资源约束下粮食生产效率及驱动因素,对于维护粮食安全、分析水土资源利用状况及保障风险分析具有重大的现实意义。分析结果可知,黑龙江省农业水土资源利用效率仍有一定发展空间,而技术进步是制约黑龙江省粮食生产水平最重要的因素,黑龙江省技术进步水平与中国其他地区存在差距。(4)黑龙江省水土资源保障风险评价。针对黑龙江省水土资源供需失衡及利用整体效率偏低导致的保障风险问题,本研究分别从供给与需求的角度构建水土资源保障风险评价指标体系,采用系统动力学模型和可变模糊集理论开展黑龙江省水土资源保障风险评价研究。研究结果可知,区域水土资源存在一定程度的供需失衡及生态风险等问题,不同水平年的水土资源保障风险程度在Ⅱ-Ⅲ级之间波动,同时若黑龙江省水土资源利用继续按现状发展,未来将面临一定程度的水土资源保障风险。(5)黑龙江省水土资源保障风险管理方案优选。根据可能产生的风险,本研究利用系统动力学模型对水土资源保障风险代表性驱动因素进行了原因树分析,并通过改变水田净灌溉定额、工业用水定额、林地面积、耕地面积年变化率及工业总产值等变量,模拟了干旱气候下5种情境的水土资源演化进程,并综合可以最大化降低区域水土资源演化风险的情境。对综合情境进行模拟,可知该情境能有效提高区域水土资源利用程度,并适当降低区域水土资源可能面临的风险,为今后区域水土资源保障风险的规避提供了理论依据。
【图文】：

技术路线图

矩阵图,水土资源利用,黑龙江省,矩阵

黑龙江省水土资源利用效率评价及其对粮食生产的影响 A、B、C 三种类型地区（见图 3-2、图 3-3）。由图 3-3 可知，黑型空间分布不均，，利用类型大致呈南部单一北部多样的特点。
【学位授予单位】：东北农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：F301.2;TV213.4

【参考文献】