漓江流域水供给服务空间流动动态模拟
文献类型：学位论文
| 作者 | 刘佳 |
| 答辩日期 | 2023-06 |
| 文献子类 | 专业学位 |
| 授予单位 | 中国科学院大学 |
| 授予地点 | 中国科学院地理科学与资源研究所 |
| 导师 | 肖玉 ; 刘春兰 |
| 关键词 | 生态系统服务流动 水供给服务 跨界流动 喀斯特地貌 漓江流域 |
| 学位名称 | 硕士 |
| 学位专业 | 农业工程与信息技术 |
| 英文摘要 | 生态系统服务是生态系统为人类社会提供的各种产品与服务，水供给服务是重要的生态系统服务之一。水供给服务能力与社会经济发展对水资源的需求都具有显著空间异质性，但二者在空间上并不完全协调统一，导致水供给服务提供区与水资源需求区存在空间错配。水供给服务通过自然过程（重力流动）与人为过程（引水工程）从供给区到达需求区，实现区域水资源供需平衡。然而，水供给服务的提供区、需求区以及空间流动路径与过程并不明确，导致区域水资源管理策略难以具有针对性和有效性。生态系统服务空间流动研究模拟生态系统服务从源到汇的流动过程，有效地将服务供给与需求连接起来，提升区域人类福祉，实现区域可持续发展。开展水供给服务空间流动研究可识别水供给服务供给区，明确服务产生量，探明服务流动路径与流动数量，确定服务需求区与需求量，为制订区域水资源管理与调控策略提供科学基础。 目前，已有研究者进行了水供给服务供给、需求以及空间流动的分析研究。但喀斯特区域水循环过程与其他地区存在显著区别，独特的地表地下双层结构使水供给服务也具有独特的空间流动特征，导致目前仍缺少模拟喀斯特地区水供给服务空间流动的有效方法。因此，本文选取具有典型喀斯特地貌的漓江流域为研究区，以2000 年、2005 年、2010 年、2015 年和2020 年为时间尺度，提出了喀斯特地区产水量分割校正概念模型，构建了水供给服务空间流动框架，动态模拟了水供给服务在地表与地下的流动过程，明确了流动路径并量化其在传输过程中的服务量分配情况。随后进一步探讨了水供给服务跨界流转情况，明晰了区外受益方向和范围，并结合满足结构提出了区域水资源分区管治建议。研究结果有助于实现水资源最大化效益和可持续利用，可为生态服务管理、水资源利用管理和区域生态补偿机制研究奠定基础。主要研究成果如下： （1）水供给服务供给评估：首先基于InVEST 模型定量估算了漓江流域水供给服务产水量，而后结合产水量分割系数和岩溶地貌分类将产水量分为地表与地下两部分，最后依据地下水补给、径流和排泄过程对产水量进行空间校正。2000—2020 年漓江流域水供给服务产水量变化范围为111.91×108～196.94×108m3，2015 年最高，2010 年最低。其中，74.13%为地表潜在供给量，其余25.87%为地下潜在供给量。校正后的产水量空间分布格局为西北部高于东南部，四周非岩溶区高于中部岩溶区。特别地，校正前流域的供水能力从上游至下游逐渐减弱。但校正后，漓江中游区由于获得了大量地下水补给，其产水能力超过了上游区。 （2）水供给服务需求评估：基于用水数据运用配额法定量估算了漓江流域水供给服务需求量，2000—2020 年漓江流域水供给服务需求量变化范围为19.37×108~30.71×108 m3，2005 年最高，2020 年最低。漓江中游区、恭城河区、漓江上游区、荔浦河区和三江下游区的需水总量从高到低依次降低。从需水类型来看，流域以灌溉需水为主，其次是工业需水和林牧渔需水，最后是生活需水。从空间上看，水需求表现出明显的异质性，低值区主要分布在海拔较高的非岩溶区，高值区多集中在峰林平原区，呈现较明显的城乡梯度变化。其中，灵川县、平乐县、恭城瑶族自治县、兴安县、荔浦县和阳朔县需水总量较高。 （3）水供给服务空间流动：流动模拟过程充分捕捉了水供给服务供需的空间动态特征，基于原位满足、定向满足和远距离满足三种方式，识别了水供给服务供给区和需求区。首先，2000、2005、2010、2015 和2020 年漓江流域分别有89.59%、82.78%、89.10%、98.20%和96.80%的区域为水供给服务完全供给区，天然产水满足自身需求后可供给下游，供给量在61.12×108~124.18×108 m3 之间。其中，资源县和金秀瑶族自治县属于完全供给区。其余区域无法做到自给自足，每年缺水量在-0.58×108~-8.38×108 m3 之间，年际上表现出向中心城市聚集的趋势。其次，流动的服务量可以缓解静态缺水压力。流域每年分别有2.86%、4.27%、2.69%、0.34%和0.99%的区域可利用上游来水完全补足当地缺水量并消除缺水面积，是水供给服务的完全受益区。其中，平乐县、阳朔县、荔浦市、恭城瑶族自治县、灵川县是高受益区。最后，还有7.55%、12.95%、8.21%、1.46%和2.21%区域虽然可通过上游来水缓解部分缺水压力，但仍存在缺水问题，需采用远距离人工调用地下水补足，补足量在0.45×108~7.25×108 m3 之间。该类型区域是水资源管理的重点关注区域，特别要关注秀峰区、七星区、象山区、叠彩区和平乐县。 （4）水供给服务跨界流动：2000—2020 年漓江流域剩余潜在地表水供给服务在桃花江、三江汇流、潮田河子流域内流转量最多，在榕津河、灵渠、遇龙河、西岭河、兴坪河子流域流转量较少。流转后的剩余水供给服务量分别从北部、东部、南部沿不同路径到达流域出水口，然后从灵渠子流域（2.21×108 m3）、良丰河子流域（30.1×108 m3）和三江汇流子流域（47.61×108 m3）流向研究区外，进而满足下游的用水需求。 综上所述，漓江流域整体为水供给服务供给区，供给方式以原位满足为主，其次是远距离满足，最后是流动满足。鉴于区域内资源环境条件和社会经济水平差异显著，本文综合多方要素提出了水资源分区治理框架：漓江上游区严守水源林保护底线，保障服务可持续性供给；漓江中游区统筹兼顾多方要素，促进生态经济协同发展；三江下游区科学治理缺水，提高水资源利用效率；荔浦河区因地制宜，分区优化水资源空间配置；恭城河区宏观调控，科学推进水量空间分配。研究结果有助于促进水供给服务供需精准对接，形成同资源环境承载力相匹配、同人类需求相适应的水资源空间规划方案。 |
| 语种 | 中文 |
| 页码 | 163 |
| 源URL | [http://ir.igsnrr.ac.cn/handle/311030/199358]  |
| 专题 | 地理科学与资源研究所_研究生部 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 刘佳. 漓江流域水供给服务空间流动动态模拟[D]. 中国科学院地理科学与资源研究所. 中国科学院大学. 2023. |
入库方式： OAI收割
来源：地理科学与资源研究所
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