自然资源学报 ›› 2018, Vol. 33 ›› Issue (2): 287-301.doi: 10.11849/zrzyxb.20161408
冯浩源, 石培基*, 周文霞, 陈佳银, 张学斌
收稿日期:
2016-12-19
修回日期:
2017-06-08
出版日期:
2018-02-23
发布日期:
2018-02-23
通讯作者:
石培基(1961- ),男,甘肃临洮人,教授,博士生导师,近年来主要从事经济地理、城市与区域发展、国土整治等研究。E-mail:作者简介:
冯浩源(1992- ),男,甘肃环县人,硕士研究生,研究方向为环境评价规划与管理。E-mail: hyfeng777@sina.com
基金资助:
FENG Hao-yuan, SHI Pei-ji, ZHOU Wen-xia, CHEN Jia-yin, ZHANG Xue-bin
Received:
2016-12-19
Revised:
2017-06-08
Online:
2018-02-23
Published:
2018-02-23
Supported by:
摘要: 水资源与城镇化的关系问题是水科学研究的热点,二者之间存在着复杂的交织关系。论文选取典型干旱区城市张掖市为研究对象,以最严格水资源管理制度为约束条件,基于水资源约束下的城镇化水平阈值计算思路,引入节水量和灰水足迹测算方法改进了传统水量水质双要素水资源承载力计算模型,并在此基础上统筹可供水量、可节水量及水功能区纳污能力构建了水资源管理“三条红线”约束下的城镇化水平阈值计算模型;通过分析张掖市城镇化水平与水资源开发利用的历史数据并进行情景模拟,对2020年和2030年张掖市城镇化水平阈值做出了预测。结果表明:1)在水资源开发利用红线约束下,到2030年张掖市可利用水资源量为23.02×108 m3,与现状基本一致,且以当前的水资源开发利用水平,水量承载能力难以支撑政府未来规划中的城镇化进程与经济增长的用水需求;2)严格遵照用水效率控制红线中所规定的用水定额标准时,张掖市将有望改善水量承载能力不足问题,且到2030年时,水量承载城镇人口能力可达331.91×104人,其中水量承载能力提升主要得益于农业部门节水;3)在水功能区限制纳污红线的约束下,2030年张掖市水质可承载能力上限为62.47×104人,仅为规划城镇人口数量的78%,水质可承载能力对城镇化进程形成了强烈的约束作用,约束力主要来自于城镇区域氨氮排放;4)在水资源管理“三条红线”约束下,到2030年时张掖市城镇化水平阈值上限为48.05%。
中图分类号:
冯浩源, 石培基, 周文霞, 陈佳银, 张学斌. 水资源管理“三条红线”约束下的城镇化水平阈值分析——以张掖市为例[J]. 自然资源学报, 2018, 33(2): 287-301.
FENG Hao-yuan, SHI Pei-ji, ZHOU Wen-xia, CHEN Jia-yin, ZHANG Xue-bin. Threshold Analysis of Urbanization with the Constraint of “Three Red Lines” on Water Resources Management: A Case Study of Zhangye City[J]. JOURNAL OF NATURAL RESOURCES, 2018, 33(2): 287-301.
[1] 鲍超, 方创琳. 城市化与水资源开发利用的互动机理及调控模式 [J]. 城市发展研究, 2010, 17(12): 19-23. [BAO C, FANG C L. Interaction mechanism and control modes on urbanization and water resources exploitation and utilization. Urban Development Studies, 2010, 17(12): 19-23. ] [2] 李春丽, 杨德刚, 张豫芳, 等. 塔里木河流域城市化与水资源利用关系分析 [J]. 中国沙漠, 2010, 30(3): 730-736. [LI C L, YANG D G, ZHANG Y F, et al. Correlation between urbanization and water resources utilization in the Tarim River Basin. Journal of Desert Research, 2010, 30(3): 730-736. ] [3] 童玉芬. 北京市水资源人口承载力的动态模拟与分析 [J]. 中国人口·资源与环境, 2010, 20(9): 42-47. [TONG Y F. Dynamic simulation and analysis to population carrying capacity of Beijing. China Population, Resources and Environment, 2010, 20(9): 42-47. ] [4] 赵筱青, 饶辉, 易琦, 等. 基于SD模型的昆明市水资源承载力研究 [J]. 中国人口·资源与环境, 2011, 21(12): 339-342. [ZHAO X Q, RAO H, YI Q, et al. Study on water resources carrying capacity in Kunming City based on SD model. China Population, Resources and Environment, 2011, 21(12): 339-342. ] [5] 马宇翔, 彭立, 苏春江, 等. 成都市水资源承载力评价及差异分析 [J]. 水土保持研究, 2015, 22(6): 159-166. [MA Y X, PENG L, SU C J, et al. Evaluation and regional differences of water resources carrying capacity of Chengdu. Research of Soil and Water Conservation, 2015, 22(6): 159-166. ] [6] AIT-AOUDIA M N, BEREZOWSKA-AZZAG E. Water resources carrying capacity assessment: The case of Algeria’s capital city [J]. Habitat International, 2016, 58: 51-58. [7] 黄庆旭, 何春阳, 史培军, 等. 气候干旱和经济发展双重压力下的北京水资源承载力变化情景模拟研究 [J]. 自然资源学报, 2009, 24(5): 859-870. [HUANG Q X, HE C Y, SHI P J, et al. Modeling water resources carrying capacity change under stress of drought and socioeconomic development in Beijing. Journal of Natural Resources, 2009, 24(5): 859-870. ] [8] 李静芝, 朱翔, 李景保, 等. 洞庭湖区城镇化进程与水资源利用的关系 [J]. 应用生态学报, 2013, 24(6): 1677-1685. [LI J Z, ZHU X, LI J B, et al. Relationships between urbanization and water resource utilization in Dongting Lake District of south-central China. Chinese Journal of Applied Ecology, 2013, 24(6): 1677-1685. ] [9] 鲍超, 方创琳. 干旱区水资源对城市化约束强度的时空变化分析 [J]. 地理学报, 2008, 63(11): 1140-1150. [BAO C, FANG C L. Temporal and spatial variations of water resources constraint intensity on urbanization in arid area. Acta Geographica Sinica, 2008, 63(11): 1140-1150. ] [10] SUDHA M C, RAVICHANDRAN S, SAKTHIVADIVEL R. Water bodies protection index for assessing the sustainability status of lakes under the influence of urbanization: A case study of South Chennai, India [J]. Environment, Development and Sustainability, 2013, 15(5): 1157-1171. [11] DOMENE E, SAURÍ D. Urbanisation and water consumption: Influencing factors in the metropolitan region of Barcelona [J]. Urban Studies, 2006, 43(9): 1605-1623. [12] ROCKAWAY T D, COOMES P A, RIVARD J, et al. Residential water use trends in North America [J]. American Water Works Association. Journal, 2011, 103(2): 76-89. [13] 马海良, 徐佳, 王普查. 中国城镇化进程中的水资源利用研究 [J]. 资源科学, 2014, 36(2): 334-341. [MA H L, XU J, WANG P C. Water resource utilization and China’s urbanization. Resources Science, 2014, 36(2): 334-341. ] [14] 唐志强, 曹瑾, 党婕. 水资源约束下西北干旱区生态环境与城市化的响应关系研究——以张掖市为例 [J]. 干旱区地理, 2014, 37(3): 520-531. [TANG Z Q, CAO J, DAND J. Interaction between urbanization and eco-environment in arid area of Northwest China with constrained water resources: A case of Zhangye City. Arid Land Geography, 2014, 37(3): 520-531. ] [15] 安瓦尔·买买提明, 张小雷, 杨德刚, 等. 新疆喀什地区城市化与水资源利用结构变化的关联分析 [J]. 中国沙漠, 2011, 31(1): 261-266. [ANWAER M, ZHANG X L, YANG D G, et al. Grey relational analysis of change of urbanization and water use structure in Kashkar District, Xinjiang. Journal of Desert Research, 2011, 31(1): 261-266. ] [16] 孙艳芝, 鲁春霞, 谢高地, 等. 北京城市发展与水资源利用关系分析 [J]. 资源科学, 2015, 37(6): 1124-1132. [SUN Y Z, LU C X, XIE G D, et al. The conjunction between urban development and the utilization of water resources in Beijing. Resources Science, 2015, 37(6): 1124-1132. ] [17] 方创琳, 孙心亮. 河西走廊水资源变化与城市化过程的耦合效应分析 [J]. 资源科学, 2005, 27(2): 2-9. [FANG C L, SUN X L. Coupling effects between water resources change and urbanization process in Hexi Corridor of Northwest China. Resources Science, 2005, 27(2): 2-9. ] [18] 杨雪梅, 杨太保, 石培基, 等. 西北干旱地区水资源-城市化复合系统耦合效应研究——以石羊河流域为例 [J]. 干旱区地理, 2014, 37(1): 19-30. [YANG X M, YANG T B, SHI P J, et al. Coupling effect of water resources-urbanization composite system in northwest arid region of China: A case of Shiyang River Basin. Arid Land Geography, 2014, 37(1): 19-30. ] [19] 鲍超, 方创琳. 干旱区水资源对城市化约束强度的情景预警分析 [J]. 自然资源学报, 2009, 24(9): 1509-1519. [BAO C, FANG C L. Scenario warming and analysis of water resources constrain intensity on urbanization in arid area. Journal of Natural Resources, 2009, 24(9): 1509-1519. ] [20] 方创琳, 乔标. 水资源约束下西北干旱区城市经济发展与城市化阈值 [J]. 生态学报, 2005, 25(9): 2413-2422. [FANG C L, QIAO B. Optimal thresholds of urban economic development and urbanization under scarce water resources in arid Northwest China. Acta Ecologica Sinica, 2005, 25(9): 2413-2422. ] [21] 杜宏茹, 刘毅. 我国干旱区绿洲城市研究进展 [J]. 地理科学进展, 2005, 24(2): 69-79. [DU H R, LIU Y. Progress on the study of oasis cities in arid zone of China. Progress in Geography, 2005, 24(2): 69-79. ] [22] 孙才志, 韩琴, 郑德凤. 中国省际灰水足迹测度及荷载系数的空间关联分析 [J]. 生态学报, 2016, 36(1): 86-97. [SUN C Z, HAN Q, ZHENG D F. The spatial correlation of the provincial grey water footprint and its loading coefficient in China. Acta Ecologica Sinica, 2016, 6(1): 86-97. ] [23] 曾昭, 刘俊国. 北京市灰水足迹评价 [J]. 自然资源学报, 2013, 28(7): 1169-1178. [ZENG Z, LIU J G. Historical trend of grey water footprint of Beijing, China. Journal of Natural Resources, 2013, 28(7): 1169-1178. ] [24] 王丹阳, 李景保, 叶亚亚, 等. 一种改进的灰水足迹计算方法 [J]. 自然资源学报, 2015, 30(12): 2120-2130. [WANG D Y, LI J B, YE Y Y, et al. An improved calculation method of grey water footprint. Journal of Natural Resources, 2015, 30(12): 2120-2130. ] [25] 朱兆良. 农田中氮肥的损失与对策 [J]. 生态环境学报, 2000, 9(1): 1-6. [ZHU Z L. Loss of fertilizer n from plants-soil system and the strategies and techniques for its reduction. Soil and Environmental Sciences, 2000, 9(1): 1-6. ] [26] 赵建世, 王忠静, 秦韬, 等. 海河流域水资源承载能力演变分析 [J]. 水利学报, 2008, 39(6): 647-651. [ZHAO J S, WANG Z J, QIN T, et al. Analysis on evolution of water resources carrying capacity of Haihe River Basin. Journal of Hydraulic Engineering, 2008, 39(6): 647-651. ] [27] 杨雪梅, 石培基, 董翰蓉, 等. 水资源约束下的干旱内陆河流域城市适度规模研究 [J]. 经济地理, 2011, 31(12): 2039-2045. [YANG X M, SHI P J, DONG H R, et al. Study on urban moderate scale in arid inland river basin restricted by water resources: A case on Liangzhou District in Shiyang River Basin. Economic Geography, 2011, 31(12): 2039-2045. ] [28] 熊鹰, 姜妮, 李静芝, 等. 基于水资源承载的长株潭城市群适度规模研究 [J]. 经济地理, 2016, 36(1): 75-81. [XIONG Y, JIANG N, LI J Z, et al. Study on urban moderate scale of Changsha-Zhuzhou-Xiangtan Urban agglomeration based on the water resources carrying. Economic Geography, 2016, 36(1): 75-81. ] [29] 王西琴, 张远. 中国七大河流水资源开发利用率阈值 [J]. 自然资源学报, 2008, 23(3): 500-506. [WANG X Q, ZHANG Y. The allowable exploitation rate of river water resources of the seven major rivers in China. Journal of Natural Resources, 2008, 23(3): 500-506. ] [30] 左其亭. 净水资源利用率的计算及阈值的讨论 [J]. 水利学报, 2011, 42(11): 1372-1378. [ZUO Q T. Discussion on the calculation method and threshold of the net-utilization ratio of water resources. Journal of Hydraulic Engineering, 2011, 42(11): 1372-1378. ] [31] 张仲伍, 杨德刚, 张小雷, 等. 绿洲城市综合规模与水资源相互作用关系研究——以乌鲁木齐为例 [J]. 中国沙漠, 2011, 31(2): 536-542. [ZHANG Z W, YANG D G, ZHANG X L, et al. Correlation between comprehensive urbanization scale and water resource in Urumqi during 1995-2007. Journal of Desert Research, 2011, 31(2): 536-542. ] [32] 郭晓东, 刘卫东, 陆大道, 等. 节水型社会建设背景下区域节水影响因素分析 [J]. 中国人口·资源与环境, 2013, 23(12): 98-104. [GUO X D, LIU W D, LU D D, et al. Influencing factors on regional water conservation under the background of water-saving society construction. China Population, Resources and Environment, 2013, 23(12): 98-104. ] [33] 张兵兵, 沈满洪. 工业用水库兹涅茨曲线分析 [J]. 资源科学, 2016, 38(1): 102-109. [ZHANG B B, SHEN M H. Analysis of the industrial water Kuznets curve. Resources Science, 2016, 38(1): 102-109. ] [34] 吴书悦, 杨阳, 黄显峰. 水资源管理“三条红线”控制指标体系研究 [J]. 水资源保护, 2014, 30(5): 81-85. [WU S Y, YANG Y, HUANG X F. Study of control index system of “Three Red Lines” for water resources management. Water Resources Protection, 2014, 30(5): 81-85. ] [35] 刘晓, 刘虹利, 王红瑞, 等. 北京市水资源管理“三条红线”指标体系与评价方法 [J]. 自然资源学报, 2014, 29(6): 1017-1028. [LIU X, LIU H L, WANG H R, et al. Indicator system and evaluation method of “Three Red Lines” of water resources management in Beijing. Journal of Natural Resources, 2014, 29(6): 1017-1028. ] |
[1] | 李贵芳, 周丁扬, 石敏俊. 西北干旱区作物灌溉技术效率及影响因素[J]. 自然资源学报, 2019, 34(4): 853-866. |
[2] | 肖兴媛, 胡敏悦, 李秀彬, 谈明洪, 赵相伟, 郑璐倩. 基于地块尺度的黑河中游地区农业结构变化及其驱动因素分析——以张掖市为例[J]. 自然资源学报, 2018, 33(3): 386-397. |
[3] | 辛良杰, 李鹏辉, 李秀彬, 谈明洪, 郑璐倩, 肖兴媛. 黑河中游绿洲区地膜残留特征及农户行为分析[J]. 自然资源学报, 2016, 31(8): 1310-1321. |
[4] | 赵岩, 黄鑫鑫, 王红瑞, 王欣莉, 许新宜. 基于区间数多目标规划的河北省水资源与产业结构优化[J]. 自然资源学报, 2016, 31(7): 1241-1250. |
[5] | 刘晓, 刘虹利, 王红瑞, 俞淞, 马东春. 京市水资源管理“三条红线”指标体系与评价方法[J]. 自然资源学报, 2014, 29(6): 1017-1028. |
[6] | 侯彩霞, 赵雪雁, 文岩, 张亮, 张方圆. 不同生计方式农户的碳足迹研究——以黑河流域中游张掖市为例[J]. 自然资源学报, 2014, 29(4): 587-597. |
[7] | 鲍超, 方创琳, 柳文华. 生态环境约束下的干旱区城乡用水联动模式——以河西走廊张掖市为例[J]. 自然资源学报, 2010, 25(11): 1949-1959. |
[8] | 鲍超, 方创琳. 干旱区水资源对城市化约束强度的情景预警分析[J]. 自然资源学报, 2009, 24(9): 1509-1519. |
[9] | 高明杰, 罗其友. 水资源约束地区种植结构优化研究——以华北地区为例[J]. 自然资源学报, 2008, 23(2): 204-210. |
[10] | 鲍超, 方创琳. 水资源约束力的内涵、研究意义及战略框架[J]. 自然资源学报, 2006, 21(5): 844-852. |
[11] | 王双, 何春阳, 潘耀忠, 杨明川. 水资源约束下北京地区2004—2020年土地利用变化情景模拟研究[J]. 自然资源学报, 2006, 21(4): 535-544. |
[12] | 鲍超, 方创琳. 河西走廊城市化与水资源利用关系的量化研究[J]. 自然资源学报, 2006, 21(2): 301-310. |
[13] | 张志强, 徐中民, 龙爱华, 巩增泰. 黑河流域张掖市生态系统服务恢复价值评估研究——连续型和离散型条件价值评估方法的比较应用[J]. 自然资源学报, 2004, 19(2): 230-239. |
[14] | 方创琳, 鲍超, 申玉铭. 水资源约束下西北干旱区城市扩张特征与变动趋势分析——以西陇海兰新经济带城市为例[J]. 自然资源学报, 2004, 19(2): 248-256. |
|