Institutional Repository of Xinjiang Institute of Ecology and Geography, CAS
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Assessment of Water Use Efficiency in Central Asia Based on DEA Model
No full text水资源是人类赖以生存和发展的物质基础，也是农业和工业生产中非常重要的自然资源。中亚地区处于亚欧大陆的内部，气候干旱，水资源分布不平衡。 水资源的储存总量并不是很少，但由于人们在开发利用水资源的过程中， 一方面由于国家之间的水争夺，另一方面，水资源利用效率低下，尤其是在农业用水方面，浪费严重， 导致该地区出现水资源紧张的局面。中亚地区与我国紧邻，位于一带一路的核心地带， 其社会经济和生态环境对我国一带一路的顺利推进具有重要的影响。 水资源问题是中亚地区最突出的社会环境问题，需要我们在一带一路建设中更加关注。本文以中亚地区的水资源为研究对象，基于 DEA 模型对中亚五国的水资源利用效率进行了分析。论文主要内容包括如下几个方面：一是，对中亚地区的水资源利用现状，以及存在的问题进行分析；其次，利用数据包络分析法（DEA模型）对中亚五国的水资源利用效率进行了评价，并运用主成分分析法，对中亚五国的农业水资源综合利用效率进行了对比分析；再是，对中亚地区水资源问题最为严峻的典型流域-咸海流域的水资源利用现状及农业水资源利用效率进行了统计分析。主要分析结果如下：1、基于 DEA 模型计算分析得出， 中亚五个国家的经济收益主要是依靠大量的水资源及劳动力投入来获得，水资源利用的技术有效性比较差。 整个中亚地区的平均水资源相对利用效率为 0.656，是我国水资源利用效率的 79.8%，美国和日本的 65.6%。其中，哈国的水资源相对利用效率最高（0.822），其次是塔国 0.794，乌国 0.741，吉国 0.544，土国最低，为 0.379。中亚五个非 DEA 有效国家经过在有 效 平 面 上 的 投 影 与调 整 ， 得 出 整个 中 亚 地 区 的工 业 用 水 量 可以 节 约57.854×108m3， 生活用水量可节约 48.688×108m3， 从业人员可节约 23.284×106，固定资产投资可节约 231.714 亿美元； 农业用水是中亚地区水资源消耗和水资源浪费最大的生产部门，节水潜力较大。2、利用主成分分析法得出，中亚五个国家的农业水资源综合利用效率存在地区差异，哈国的农业综合用水效率>乌国>土国>吉国>塔国。 各国的经济发展水平对农业水资源的综合利用效率具有较大影响。其中， 社会经济效益（第一主成分）， 对中亚五个国家农业水资源综合利用效率的贡献率 55.70%；资源利用效率（第二主成分），贡献率 26.22%；生态效益（第三主成分），贡献率 14.45%。另外， 根据影响中亚地区农业水资源利用效率的主要指标，中亚五个国家的灌溉水利用效率平均为 44.40%，即每灌溉 100m3 水，作物实际仅利用 44.4m3 的水，55.6%的水属于无益消耗，用水效率较低。 从经济效益来看， 哈萨克斯坦农业水资源利用的经济效益最高，达 0.5 美元/m3。从生态效益来看，乌兹别斯坦单位耕地面积投入的化肥量最高， 平均每公顷耕地投入 182kg 的化肥，是土壤盐渍化强度较严重的国家，生态问题最突出区域。3、 典型流域-咸海流域的水资源空间分布不平衡，水资源在各国的分配也不平衡。 在 2000-2014 年间，咸海流域的水体面积以每年 1048km2 的速率减少，水体面积比例 2.5%减少到 1.5%， 其中咸海的面积变化最剧烈， 面积由 2000 年的28119.37km2 减少至 2014 年的 11169.01km2，缩小了 60.28%。咸海流域的水资源利用，不仅主要用于农业灌溉，而且还用于水力发电。 为了发电， 位于上游的水库在非生长季释放的水量远大于生长季的释放量。各个国家的取水量主要集中在生长季，非生长季的取水量相对较少，其中乌兹别克斯坦分配的水量最高， 实际取水量也最高，且常年高于用水配额。4、咸海流域的水分生产力， 小麦每消耗立方米水的产量最大，其次是水稻和棉花。而作为经济作物的棉花，每消耗立方米水产生的经济价值最大，其次是粮食作物大米，小麦的水生产力最低。 2000 年至 2014 年，小麦平均每消耗立方米水的产出为 0.881kg 和 0.191 美元。水稻年均水生产力分别为 0.689kg/m3 和0.268 美元/m3，棉花年均水生产力分别为 0.451kg/m3 和 0.727 美元/m3。 2000 年至 2014 年，咸海流域作物的水分生产力（粮食产出） 呈现相对稳定的趋势，年均为 0.674kg/m3。由于受农作物价格影响，水分利用的经济效益呈上升趋势，年平均为 0.467 美元/m3。从空间分布来看，西北部的费尔干纳灌区和塔什干灌区具有较高的水分生产力
Analysis of spatial heterogeneity and driver detection of energy-related carbon emission in China
No full text以全球变暖为代表的气候变化问题是二十一世纪人类面临的最严峻的挑战之一，无论是对环境还是社会经济发展均产生了严重的威胁，人类如何在面临气候变化挑战下寻求能源消费、温室气体排放与经济发展协调发展之间的平衡的方式是一直以来也是全球范围内备受关注的重要科学问题。我国为实现 2030年单位国内生产总值的二氧化碳排放量比 2005 年下降 60%－65%的减排任务，不同区域的共同努力是基本的保障。在此背景下，本文从国家层面和区域层面针对全国以及我国不同经济分区碳排放量变化以及碳排放变化和经济发展的可能性脱钩关系展开了讨论。本文借助变异系数、 q 统计量分析我国能源消费碳排放空间分异，使用地理探测器分析其驱动因子，从全局和区域两个视角对经济发展方式、能源消费情况和碳排放的变化趋势以及相互关系及作用机制进行了探讨，针对东部、中部、西部和东北四大地区的协同低碳发展提供的政策建议，对我国节能减排提供有益思路。一般来说，要求一个国家放弃本国的经济发展机会来完成总的减排的目标是不现实的，因此，如何在不对经济发展造成影响的情况下，实现减排是亟需解决的问题，对于这一问题的研究具有重要意义。我国作为最大的二氧化碳排放国和一次能源使用国，也承担了更多国际赋予的减排责任，而随着我国经济发展步入新常态，如何减少能源消耗，提高能源使用效率，实现节能减排，高效平稳发展，建设资源节约型和环境友好型社会，也对我国提出了新的挑战，需要各个区域的共同努力。本文从中国经济发展与区域能源消费演进特征，全国能源消费碳排放空间分布格局及影响因素以及全国及各区域经济增长与碳排放作用机制三个方面开展分析，通过运用地理探测器对能源消费碳排放空间异质性及变化驱动因子进行探测分析，从时空两个维度对碳排放的变化以及空间分异演变进行分析，初步得出一系列结论。（1）影响我国碳排放年际变化的前三位的影响因子分别为：人均国内生产总值(地区生产总值)、人口和城镇劳动力供给能力。其中，除了能源强度外，其他因子对碳排放的变化是一种正向影响因子，这说明目前我国在能源效率提高上已经取得了一定的进步。（2）除了经济发展与能源强度、 能源强度与石油比重这两组关系之外，其他各个因子间是双因子增强作用，而这两组呈现出非线性增强的作用，相较于其他几组，他们的共同作用后对我国总的能源消费碳排放量的增强效果更为显著。（3）除海南外，各个省及地区在 1995至 2016年间均呈现出弱脱钩的状态，虽然暂时未达到最理想的强脱钩状态，但总的来说，随着经济的发展，碳排放增长的速度得到了一定程度的减缓，尤其是东北地区和中部地区。（4）东部地区最影响脱钩的因子是人均 GDP，其次是能源强度因素和人口因素，能源结构因素和碳排放因子系数对脱钩进程影响相对较小。从作用的方式来说，能源强度因子和能源结构因子是能够对脱钩起到正向的促进作用，其余的因素主要是起到阻碍脱钩进程的作用。（5）对中部地区来说，主要的促进脱钩的因子是能源强度和能源结构因子，但人类经济活动因素、人口因素是实现强脱钩状态的主要的阻碍。相较于东部地区而言， 中部地区的能源强度对各个省份带来的作用相对较为平均，且人口因素对脱钩状态带来的阻碍相对较小，能源结构仍然是促进脱钩的主要正向因子。（6）西部地区最大的阻碍因子是人类经济活动，且相较于东部地区和中部地区，经济的影响更为明显。此外，能源结构因子相较与前两个地区而言，在大多数地区是会拖慢强脱钩的进程，这说明目前在这些地区能源使用结构仍然非常不合理
A case study of Kashi River: The change of temperature and precipitation near reservoir in the Tianshan Mountains of Xinjiang
No full text在中国西北和西南的大型水电开发过程中，山区各个主要河流上都建造了大型水电工程。新疆天山山区，是新疆主要河流的发源地。 目前， 这些地区已经建成水电基地。而这些水库在高寒山区建立，与中国东部的水库产生的效应不同。本研究以新疆伊犁喀什河吉林台水电站为案例研究，通过站点数据、模式数据和遥感数据进行深入分析。在研究过程中，首先，以地面观测数据为真值，对本论文中使用的格点化模式数据和遥感数据进行评估。其次，使用蒙特卡洛方法重建百年时间内气温和降水， 明确流域内百年气候变化趋势，消除区域气候波动。再次，在相邻区域气候格局近似、 相邻时段气候格局相关的假说基础上，选取喀什河流域水库附近的尼勒克站作为代表站，与相邻站点建立线性和非线性关系的统计模型，分析水库建成对于尼勒克站的影响。随后，利用经过评估后的格点化降水数据分析水库建成前后的多年降水空间变化，分析水库建成后影响的区域。最终， 得出以下结论：1、在 CFSR 再分析数据、 CHIRPS 遥感降水数据、 PERSIANN-CDR 遥感降水数据和 MSWEP V1 多源融合降水数据评估工作中， 发现 MSWEP V1 降水数据在年际和年内的统计指标均优于其他三套降水数据。 在对 WRF 长时间区域气候模拟数据评估中，发现 WRF 输出的气温和降水数据在年际尺度上， WRF 模式年平均气温和年降水距平观测气温和降水的距平分布整体上趋势吻合较好。2、在百年尺度上，伊犁河流域的气温和降水都呈现增加的趋势，尤其是气温的增加趋势更加明显。而降水处于波动中增加。 伊犁河谷， 山区和平原地区1931~1960 年是百年间气温较低时期， 1991~2010 年是温度最高时期，山区和平原气温分别达到 1.4℃和 6.3℃。在年内尺度，盆地内山区冬季气温百年间变幅较大，夏季气温变幅较小。气温的增幅主要以冬季增幅为主。3、在站点尺度上， 2005 年水库建成后尼勒克的气温和降水，呈现显著的由水库引起的湖泊效应。在暖季，气温偏冷，冬季呈现不同程度的偏暖。对于降水，冬季相对于水库建成前增多，夏季减少。4、在尼勒克站，降雪事件主要发生在-5~2℃气温区间，而并不是气温越冷、降雪越多。 1985~2005 年区域的降雪量较多，而 2005~2008 年之间尼勒克及周边站点的降雪量均处于贫雪状态， 随后降雪增加。 而 2005 年这个突变是由水库修建而导致的区域气候突变现象。5、基于多源融合技术的 MSWEP 降水数据，反映出水库的修建对于喀什河上游的影响较大，降水呈现增加现象，而在下游降水在全年、冷季和暖季都存在不同程度降水减少现象