遥感综合观测与模型集成研究为黑河流域生态环境保护与可持续发展提供科技支撑

中国科学院黑河遥感试验研究站（以下简称“黑河遥感站”）立足寒旱区内陆河流域,通过星空地一体化的综合观测手段,精细化地观测黑河流域的水文气象要素,在科学上为寒旱区定量遥感、尺度转换、模型集成等方面的研究作出突出贡献,在服务国家需求上为流域可持续发展、生态环境保护、国家公园建设等提供科技支撑。黑河遥感站构建了我国第一个多要素-多尺度-精细化流域综合观测系统,积累了大量的长期观测数据,为流域综合观测提供了示范;开展了深入的寒旱区定量遥感研究,形成了一系列寒旱区关键特色遥感数据产品,且得到了广泛应用;构建了异质性地表遥感产品真实性检验的理论框架和方法体系,并形成了相关国家标准;在黑河流域生态-水文-社会经济模型,以及流域可持续发展决策支持系统的发展中起到关键支撑作用。总体上,黑河遥感站实现了从传统单站观测向流域综合观测系统的转型,实践和推进了观测-模型-决策一体化研究,是新时代山水林田湖草系统综合监测的典型,也是以流域为单元开展地球表层系统科学研究的示范。     

黄河流域水权制度的问题、挑战和对策

流域水权制度建设是黄河水沙关系调节的关键。本文基于中国水权制度建设框架,回顾了黄河流域水权制度的发展过程,分析了存在的问题和面临的挑战,并提出了完善黄河流域水权制度的建议。黄河流域是中国现代水权制度建设的典范,通过自发和问题驱动机制,流域制定了水量分配方案、开展了水量调度、探索了水权转换和进行了水权明晰。但流域水权制度建设没有完成,存在用水计划没有灵活性、用户没有选择性、交易没有市场以及调度取代取水许可管理等问题。同时,水权制度还面临40年来流域经济、社会和生态环境的剧烈变化,以及水资源量、用水结构和水沙关系的根本性转变。最后,建议黄河流域进一步明晰水权、建立生态和环境水权、构建水权交易机制、转变机构职能和进一步推进水资源监测、计量和管理系统建设。     

黄河流域新型城镇化与生态环境耦合的时空格局及影响因素

以黄河流域作为研究对象,通过构建新型城镇化与生态环境的耦合协调模型,定量测度了2005—2016年黄河流域新型城镇化与生态环境耦合协调的时空格局,以及二者同步发展的状态;通过构建随机效应面板Tobit模型,对黄河流域新型城镇化与生态环境耦合的影响因素进行研究。结果表明：①黄河流域新型城镇化及生态环境子系统,以及耦合协调度均呈现先上升后下降的趋势;②黄河流域新型城镇化与生态环境的耦合度均值在0.34~0.70之间,整体上处于拮抗阶段和磨合阶段。黄河流域新型城镇化与生态环境的协调度均值处于0.20~0.60之间,整体处于低度协调和中度协调阶段;③黄河流域超过78％的地级市为生态滞后型城市,在新型城镇化快速推进背景下,生态环境的压力凸显;④经济发展水平、政府能力、科技投入等对于耦合协调度产生积极影响,对外开放程度、工业化水平对于黄河流域上游和中下游地区的耦合协调度产生不同的作用。在加快推进黄河流域生态保护和高质量发展重大国家战略背景下,摆脱区域发展的路径依赖对于推动新型城镇化与生态环境的耦合具有重要意义,黄河流域要针对上游和中下游地区采取差异化的策略来推动新型城镇化与生态环境耦合发展。     

流域生态补偿分担模式研究——以九洲江流域为例

生态补偿分担比例是流域生态补偿实践中面临的重要问题。依据流域生态治理阶段,针对跨省重要水源地生态补偿,提出试行阶段、修复阶段、稳定阶段等3个阶段分担比例确定的思路。试行阶段以污染控制和水质改善为目标,补偿资金由流域上游、下游、国家三方共同分担,且在3年期间国家分担比例逐渐降低;修复阶段以生态资源保护为主,补偿目标是水质与水量同时达标,分担比例以上游、下游水量分配作为依据,双方共同承担;稳定阶段以上下游互利双赢、绿色发展为目标,以机会成本的宏观经济指标作为分担依据。通过对九洲江流域鹤地水库生态补偿的实证研究,补偿资金在3年试行阶段上游广西、下游广东、国家三方承担的比例分别为：第一年25.00%、25.00%、50.00%,第二年28.50%、28.50%、43.00%,第三年33.30%、33.30%、33.30%。修复阶段广西、广东、国家分担比例为39.30%、53.60%、7.1%;稳定阶段广西、广东分担比例为48.60%、51.40%。本文为确定九洲江流域生态补偿分担比例提供参考,并可为建立流域生态补偿长效机制提供依据。     

基于ETFP的黄河流域工业高质量发展水平时空分异研究

工业高质量发展是黄河流域生态保护与高质量发展战略的重要组成部分。为研究近10年黄河流域工业高质量发展水平的时空分异,本文采用ETFP（生态全要素生产率）作为衡量标准,通过超效率DEA及Malmquist指数模型,测算并分析2006—2016年黄河流域主要地市及城市群的工业发展水平,研究发现：①黄河流域工业发展质量水平参差不齐,总体表现为东部>西部>中部,尤其是山东半岛城市群远高于其他区域;②各地市工业ETFP的近邻效应显著,呈现出聚集分布的特征;③研究期内黄河流域的工业ETFP以年均7.5%的速度递增,分区域来看西部的增长速度较快,后发优势充分体现,东部和中部增速则较缓慢。尤其是,中部地区始终处于较低的发展水平,急需调整产业发展策略,提高技术效率,才能整体推进黄河流域工业的高质量发展。     

农村居民流域生态治理参与意愿的距离效应——以石羊河流域为例

明确农村居民流域生态治理参与意愿的距离效应,是提升生态治理效益评估精度及充分理解公众诉求的重要前提。本文基于石羊河流域390户农村居民实地调研数据,借助选择实验法获取流域居民生态治理参与意愿,运用MNL模型分析了距离对不同流域区段农村居民生态治理参与意愿的影响。结果表明：与以往研究得出的“距离衰减”规律不同,石羊河流域中游农村居民生态治理参与意愿随着距河流和水库距离的增加而增强,以及下游农村居民生态治理参与意愿随着距水库距离的增加而增强,呈现出“距离强化”规律。据此建议：①将距离效应纳入到生态治理效益核算的方法体系,以提高核算精度;②生态治理政策设计应更多地考虑公众诉求的差异性,以获取公众支持;③生态治理方面的宣传教育工作可结合距离效应进一步细分宣传对象。研究旨在为内陆河流域生态治理的相关政策制定提供更具针对性的依据。     

面向多目标情景的大清河流域水资源利用权衡

大清河流域是中国人水关系最为紧张的流域之一,也是推进京津冀区域协调发展的关键地域。针对未来不同发展情景,研究流域水资源利用的可能矛盾和应对策略,对于保障流域可持续发展至关重要。本文以大清河流域水土资源定量评估为依据,以水-土-粮-人关系为纽带,研究了在惯性发展、休耕政策、农田节水3种情景下,流域水-粮关系的演变特征,提出了大清河流域水-粮权衡优化方案。研究表明：①大清河流域在当前土地利用结构下,粮食生产可实现自给略有盈余,但过多的农业生产耗水导致大清河流域地下水超采严重。②尽管已在大清河流域探索实施休耕政策,但当前局部休耕节约的水资源量远不及地下水超采量。若要实现控制地下水超采并使流域供需水平衡,需继续在白洋淀东部和南部平原扩大冬小麦休耕面积25.3万hm²,或从流域外增加引调水量7.2亿m³。③到2030年大清河流域将面临粮食安全和水资源安全的双重压力,水资源缺口将达13.8亿m³。为缓解流域水资源压力,未来需加大跨流域调水力度;同时,继续扩大冬小麦休耕面积也是缓解流域水资源矛盾的重要政策选项。     

黄河流域生态补偿的水环境治理效应——基于双重差分方法的检验

黄河流域生态补偿是保障黄河长治久安,促进全流域高质量发展的重要制度设计。本文使用2007—2018年全国流域重点断面水质监测数据和中国城市统计年鉴数据,采用多期双重差分方法,对黄河流域生态补偿政策的水环境治理效应及其机制进行了实证检验。研究发现：①生态补偿政策的实施显著改善了黄河流域水环境治理效果,且黄河流域生态补偿呈现出显著的长期治污效应,该结论在进行一系列稳健性检验后依然成立。②机制分析表明,生态补偿政策的实施发挥了显著的制度激励效应,通过提高地方政府环境治理投资,降低工业废水排放,改善了黄河流域水污染状况。③从空间角度而言,与黄河流域中上游城市相比,生态补偿政策对下游城市水环境治理产生了更为显著的影响。据此,从健全流域横向生态补偿、重视中上游地区生态转移支付、建立多元主体联防联治水污染治理体系等角度提出改善黄河流域水环境治理的相关政策建议。     

柴河流域主要土地利用类型中土壤有机质的分布特征

对柴河流域五种主要土地利用类型中土壤有机质进行了监测,分析结果表明：柴河流域表层土壤中有机质肥力为Ⅲ级,并呈现由表层到底层自上而下递减的趋势;其相同土层的有机质含量11月的显著高于7月;7月表层有机质含量表现为设施农业〉落荒地〉林地〉坡台地〉传统农业,浓度范围为13.40～18.15 g/kg;11月表层有机质含量表现为落荒地〉设施农业〉林地〉传统农业〉坡台地,浓度范围为14.61～20.92 g/kg.     

论牡丹江流域渤海古城的分布

牡丹江流域是棘辆人的发祥地,也是渤海国文明形成的中心区域。牡丹江流域面积虽小,但是其所流经地域的地貌特征十分突出。牡丹江中游地区是东北地区寒地少有的肥沃的宁安盆地。渤海国上京龙泉府故址就坐落在这里,并以此为中心形成了渤海国的文化中心。渤海国众多的山城、平原城、寺庙、二十四块石、窑址、佛塔、宫殿址、御花园、桥梁、墓葬、王陵区等都分布在牡丹江流域的上、中、下游流域的两岸。文章从牡丹江流域的地理环境与地貌特征入手,梳理了牡丹江流域渤海古城及重要遗址分布状况,并从牡丹江流域的地理空间角度分析渤海古城及遗迹分布的一般规律,从而揭示出渤海国政治统治中心区域的历史文化面貌。