淮河流域土地与水资源利用效率耦合协调及其时空分异.pdf
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1、第4 3卷第4期2 0 2 3年8月水土保持通报B u l l e t i no fS o i l a n dW a t e rC o n s e r v a t i o nV o l.4 3,N o.4A u g.,2 0 2 3 收稿日期:2 0 2 2-1 0-2 6 修回日期:2 0 2 2-1 2-2 6 资助项目:国家自然科学基金项目“淮河流域水生态风险时空演化、预警及动态响应机制研究”(7 2 2 7 1 0 0 5);教育部人文社科规划项目(2 2 Y J A Z H 0 2 5);安徽理工大学研究生基金项目(2 0 2 2 C X 2 1 5 1);2 0 2 2年度安徽省科
2、研编制计划项目(2 0 2 2 AH 0 5 0 7 9 5)第一作者:何刚(1 9 6 6),男(汉族),安徽省合肥市人,博士,研究员,博士生导师,主要从事生态安全评价与预警等方面的研究。E m a i l:h g a n g 0 1 1 11 6 3.c o m。通讯作者:张世玉(1 9 9 9),女(汉族),安徽省阜阳市人,硕士研究生,主要研究方向为水生态安全。E m a i l:s h i y u 9 9 0 8 1 41 6 3.c o m。淮河流域土地与水资源利用效率耦合协调及其时空分异何 刚,张世玉,鲍珂宇,杨 霞,侯小宇(安徽理工大学 经济与管理学院,安徽 淮南2 3 2 0
3、0 1)摘 要:目的科学评价淮河流域土地资源与水资源利用效率,明晰两者间耦合协调程度及其空间分异特征,为提高该流域土地资源与水资源利用效率,促进水土资源良性协调发展提供理论参考。方法利用S u p e r-S BM模型测算淮河流域3 0个市土地与水资源利用效率,构建耦合协调度模型,探讨两者协调发展情况,采用标准差椭圆和D a g u m基尼系数法,分析两者耦合协调度的空间偏移程度及空间分异来源。结果研究期内,淮河流域土地与水资源利用效率均呈波动上升趋势,空间异质性显著。2 0 1 12 0 1 4年,两者耦合协调度整体处于勉强协调阶段,2 0 1 52 0 2 0年,基本处于初级协调及中级协调
4、阶段,均以水资源利用效率滞后为主,逐渐呈现“东西部高,中部低”的空间格局。淮河流域西北和东南方向城市的土地与水资源利用效率耦合协调度的增速较快,且存在强弱交替现象。两者耦合协调度总体差异呈下降趋势,空间分异主要来源于超变密度,其次为地区间分异。结论淮河流域城市土地资源与水资源利用效率不高,耦合协调度也较低,各城市应加强水土资源的高效集约利用,提高两者间耦合协调度,为实行区域差异化资源开发战略提供决策依据。关键词:土地资源;水资源;耦合协调;标准差椭圆;D a g u m基尼系数;淮河流域文献标识码:A 文章编号:1 0 0 0-2 8 8 X(2 0 2 3)0 4-0 2 8 3-1 1 中
5、图分类号:F 1 2 4.5文献参数:何刚,张世玉,鲍珂宇,等.淮河流域土地与水资源利用效率耦合协调及其时空分异J.水土保持通报,2 0 2 3,4 3(4):2 8 3-2 9 3.D O I:1 0.1 3 9 6 1/j.c n k i.s t b c t b.2 0 2 3.0 4.0 3 4;H eG a n g,Z h a n gS h i y u,B a oK e y u,e t a l.C o u p l e dc o o r d i n a t i o no fl a n da n d w a t e ru s ee f f i c i e n c yi n H u a i
6、h eR i v e rb a s i na n di t ss p a t i a la n dt e m p o r a l d i v e r g e n c eJ.B u l l e t i no fS o i l a n dW a t e rC o n s e r v a t i o n,2 0 2 3,4 3(4):2 8 3-2 9 3.C o u p l e dC o o r d i n a t i o no fL a n da n dW a t e rU s eE f f i c i e n c y i nH u a i h eR i v e rB a s i na n dI
7、 t sS p a t i a l a n dT e m p o r a lD i v e r g e n c eH eG a n g,Z h a n gS h i y u,B a oK e y u,Y a n gX i a,H o uX i a o y u(S c h o o l o fE c o n o m i c sa n dM a n a g e m e n t,A n h u iU n i v e r s i t yo fS c i e n c ea n dT e c h n o c o l o g y,H u a i n a n,A n h u i2 3 2 0 0 1,C h i
8、 n a)A b s t r a c t:O b j e c t i v eT h eu t i l i z a t i o ne f f i c i e n c yo f l a n da n dw a t e rr e s o u r c e s i nt h eH u a i h eR i v e rb a s i nw a se v a l u a t e dt oc l a r i f yt h ed e g r e eo f c o u p l i n ga n dc o o r d i n a t i o nb e t w e e nt h et w oa n dt h e i
9、rs p a t i a ld i f f e r e n t i a t i o nc h a r a c t e r i s t i c s,i no r d e r t op r o v i d ea t h e o r e t i c a l r e f e r e n c e f o r i m p r o v i n gt h eu t i l i z a t i o ne f f i c i e n c yo f l a n da n dw a t e r r e s o u r c e sa n dp r o m o t i n gt h eb e n i g na n dc
10、o o r d i n a t e dd e v e l o p m e n to f l a n da n dw a t e rr e s o u r c e si nt h eb a s i n.M e t h o d sT h eS u p e r-S B M m o d e lw a su s e d t om e a s u r e t h e l a n da n dw a t e r r e s o u r c eu t i l i z a t i o ne f f i c i e n c i e so f3 0c i t i e s i n t h eH u a i h eR
11、i v e rb a s i n.T h e c o u p l i n gc o o r d i n a t i o nd e g r e em o d e lw a s c o n s t r u c t e d t od i s c u s s t h ec o o r d i n a t e dd e v e l o p m e n to f t h et w o.T h es t a n d a r dd e v i a t i o ne l l i p s ea n dt h eD a g u m G i n ic o e f f i c i e n tm e t h o dw e
12、 r eu s e dt oa n a l y z e t h e s p a t i a l d e v i a t i o nd e g r e e a n ds p a t i a l d i f f e r e n t i a t i o ns o u r c eo f t h e c o u p l e dc o o r d i n a t i o nd e g r e e.R e s u l t s D u r i n gt h es t u d yp e r i o d,t h eu t i l i z a t i o ne f f i c i e n c yo f l a n
13、da n dw a t e rr e s o u r c e si nt h eH u a i h eR i v e rb a s i ns h o w e daf l u c t u a t i n gu p w a r dt r e n d,a n dt h es p a t i a lh e t e r o g e n e i t y w a ss i g n i f i c a n t.F r o m2 0 1 1t o2 0 1 4,t h ed e g r e eo fc o u p l i n ga n dc o o r d i n a t i o nb e t w e e nt
14、 h et w of a c t o r sw a si nt h eb a r e l yc o o r d i n a t e ds t a g e.F r o m2 0 1 5t o2 0 2 0,t h ed e g r e eo fc o u p l i n ga n dc o o r d i n a t i o nw a sb a s i c a l l yi nt h ep r i m a r yc o o r d i n a t i o na n d i n t e r m e d i a t e c o o r d i n a t i o ns t a g e,b o t h
15、o fw h i c hw e r ed o m i n a t e db y t h e l a go fw a t e r r e s o u r c eu t i l i z a t i o ne f f i c i e n c y.As p a t i a l p a t t e r no f“h i g h e r i n t h e e a s t a n dw e s t,a n d l o w e r i nt h em i d d l e”w a sg r a d u a l l yp r e s e n t e d.T h ec o u p l i n ga n dc o
16、o r d i n a t i o nd e g r e eo fl a n da n dw a t e rr e s o u r c eu t i l i z a t i o ne f f i c i e n c yi nt h en o r t h w e s t a n ds o u t h e a s t c i t i e so f t h eH u a i h eR i v e rb a s i ni n c r e a s e dr a p i d l y,a n dt h e r ew a sap h e n o m e n o no fs t r o n ga n dw e
17、a ka l t e r n a t i o n.T h eo v e r a l ld i f f e r e n c eo f t h ec o u p l i n gc o o r d i n a t i o nd e g r e eb e t w e e nt h et w os h o w e dad o w n w a r dt r e n d,a n dt h es p a t i a ld i f f e r e n t i a t i o n m a i n l yc a m ef r o m t h eh y p e r v a r i a b l ed e n s i t
18、 y,f o l l o w e db yr e g i o n a ld i f f e r e n t i a t i o n.C o n c l u s i o nT h eu t i l i z a t i o ne f f i c i e n c i e so fu r b a nl a n dr e s o u r c e sa n dw a t e r r e s o u r c e s i nt h eH u a i h eR i v e rb a s i nw e r en o th i g h,a n d t h e c o u p l i n gc o o r d i n
19、 a t i o nd e g r e ew a s a l s o l o w.C i t i e ss h o u l ds t r e n g t h e nt h ee f f i c i e n ta n di n t e n s i v eu s eo fw a t e ra n dl a n dr e s o u r c e s,i m p r o v et h ec o u p l i n gc o o r d i n a t i o nd e g r e eb e t w e e n t h e t w o,a n dp r o v i d e a d e c i s i o
20、 n-m a k i n gb a s i s f o r t h e i m p l e m e n t a t i o no f d i f f e r e n t i a t e dr e s o u r c ed e v e l o p m e n t s t r a t e g i e s i nv a r i o u s r e g i o n s.K e y w o r d s:l a n dr e s o u r c e s;w a t e rr e s o u r c e s;c o u p l e dc o o r d i n a t i o n;s t a n d a r
21、 dd e v i a t i o ne l l i p s e;D a g u m G i n ic o e f f i c i e n t;H u a i h eR i v e rb a s i n 土地资源和水资源是维持生物多样性、生态平衡和社会经济发展的基础。土地开发利用会增加区域用水量,改变水循环过程,影响水环境系统的健康;水资源总量和分布会影响地区人口经济的发展,关系到城市土地资源建设规划,水资源污染则会渗透地面土壤,造成植物多样性减少、土壤资源退化等问题。面对日益增长的水土资源需求和水土资源关系的严峻形势,国家出台了“三条红线”在内的最严格的水资源管理制度,指出要坚持“以水定城、
22、以水定地、以水定人、以水定产”原则,推动水资源从粗放使用到集约利用1。国土资源“十三五”规划纲要 中也指明,要治理城市土地低效利用现象,并提出总量和强度“双控”措施,加强建设用地的管控2。因此,急需科学评价土地资源与水资源利用效率,厘清两者的耦合协调关系及空间分异特征,建立健全土地与水资源协同开发利用机制,促进区域间的深化合作与联动。目前,中国关于土地资源与水资源利用效率的研究主要集中在3个方面。第一是效率测度方面,早期主要从单一要素出发,利用比值法测算中国工业用水效率3,但通常会忽视其他经济社会要素投入的贡献4,为解决这一问题,王竞优等5、李莉等6、L eN.T.等7采用考虑多个投入与产出要
23、素的数据包络分析方法(D E A),研究了不同区域、不同行业的水资源利用 效 率 及 其 空 间 分 布,马 琳8、汪 险 生 等9、A l s h a r i f等1 0利用D E A方法研究了不同类型的土地利用效率和效益。但是单一的D E A方法不能反映投入产出的松弛改善以及效率的动态变化。石天戈等1 1基于非期望产出的网络D E A模型,测度了中国省域水资源综合效率,研究发现中国水资源的生产效率高于治理效率;施建刚等1 2利用V R S-D E A模型和M a l m q u i s t指数对长三角城市群工业园的土地利用效率进行分解,定量分析投入产出要素的改善潜力。第二是影响因素研究,已
24、有文献围绕科技创新水平、G D P值、工业用水量、产业结构等影响因素展开了研究1 3-1 4。陈艳萍等1 5提出S h e p h a r d水资源距离函数,认为经济发展水平与水资源利用效率呈正相关,水资源禀赋、城镇化水平等与水资源利用效率呈负相关;刘玉杰等1 6利用空间面板回归模型,从劳动力、资本等方面探究了中国农业资源效率的影响因素。第三是其他要素与土地资源、水资源利用效率之间的耦合关系。何莎莎等1 7测算并分析了江苏省土地利用效率和高质量发展水平之间的时空交互响应关系,认为两者之间耦合协调度逐年增长;L i uG a n g等1 8为了优化水资源配置,评估了土地、人口和经济因素对水资源配
25、置的影响。除此之外,还有不少学者研究土地资源、水资源与粮食、能源、产业、生态环境等要素间的关系1 9-2 0。但现有研究多集中于全国、黄河流域、长江经济带等区域,较少涉及到淮河流域研究。研究内容大多集中于土地资源或水资源的单一要素的效率测算与评估,或是考虑能源、经济、社会等要素与水土资源之间的耦合作用关系,较少研究土地资源与水资源利用效率之间的交互关系。鉴于此,本文利用S u p e r-S BM模型测算了淮河流域3 0个市2 0 1 12 0 2 0年的土地资源与水资源利用效率;构建耦合协调度模型研究土地资源与水资源利用效率耦合协调度;利用标准差椭圆分析水土资源利用效率耦合协 调度的空间 偏
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