三江平原水土资源承载力评价及其可持续利用动态仿真研究

三江平原地势平坦、土壤肥沃、气候适宜、水源丰富,其自然条件较适宜农业的发展。经过多年的开发和建设,三江平原已成为我国重要的商品粮生产基地,对保障国家粮食安全具有举足轻重的作用。但近年在高强度人类活动的干扰下,三江平原水土资源开发利用存在着水资源开发利用程度低、供水结构不合理和水土地资源利用率低等诸多不合理的现象,并且严重威胁着三江平原的水土资源可持续利用和社会经济的可持续发展。 针对三江平原水土资源开发利用中存在的诸多问题,本文以可持续发展观为指导思想,以实现水土资源的可持续利用为目标,进行了三江平原水土资源可持续利用相关问题研究,在此基础上提出了三江平原水土资源可持续利用对策,为区域水土资源的可持续高效利用提供理论支持和政策指导。 本文的主要研究内容及成果如下： 1、三江平原水土资源空间匹配格局分析 经过对三江平原水、土资源构成及其利用分析得出,三江平原水土资源整体表现出“土地资源丰富,水资源欠缺”的态势,而并非惯称的“水土资源丰富”。在此基础上,从水资源的可利用量与耕地资源的匹配角度,构建了水土资源匹配测算模型,并对三江平原地区水土资源匹配系数进行了计算和匹配程度的划分。结果表明：三江平原整体水土资源匹配程度低于全国平均水平；三江平原区划内,七台河市水土资源匹配程度最差,而鹤岗市和穆棱市水土资源匹配程度最好。水土资源匹配格局的判断可为区域水资源开发利用方案和土地开垦方案的合理制定提供参考。 2、三江平原水土资源承载力区域差异及空间组合 分别从水资源承载力和土地资源承载力出发,在构建评价指标体系和评价标准的基础上,采用粒子群优化投影寻踪模型对三江平原水、土资源承载力进行综合评价和区域差异分析,并对水、土资源的承载力水平进行空间组合。根据水土资源承载力空间组合特点,可将其分为四类：双鸭山市和穆棱市属于水土资源无压力区,七台河市属于水资源无压力-土地资源平衡区,依兰县属于水资源平衡-土地资源无压力区,鹤岗市、佳木斯市和鸡西市属于水土资源平衡区。结合区域水土资源承载力空间组合状况,可制定科学合理的水土资源开发利用方案,以保证水土资源的高效和可持续利用,及其对社会经济发展和生态环境保护的持续供给能力。 3、佳木斯市水土资源可持续利用系统动力学仿真模型的构建 由于三江平原区划内的佳木斯市水土资源匹配格局和水土资源承载力均处于较差级别,因此,以佳木斯市为研究区域,在分析水土资源系统结构、运行机制和因果反馈关系的前提下,进行了模型边界的确定、系统因果关系分析子模块的划分、变量之间定量关系的确定和模型有效性检验,完成了水土资源可持续利用系统动力学仿真模型的构建和检验。由模型的构成和检验结果可知,该模型共包括8个子模块和96个变量,并且模型的结构合理,能够较好地定量反映真实系统的运行特征。同时,甄别出对模型运行结果影响较大的9个敏感参数,后续将根据对敏感参数的调整,实现水土资源可持续利用方案的设计。 4、佳木斯市水土资源可持续利用方案动态仿真及优选 通过对佳木斯市水土资源可持续利用现状延续动态仿真可知,未来佳木斯市水资源供需的严重不平衡是制约区域工农业生产和国民经济增长的主要限制因子。为此,从解决佳木斯市水资源供需不平衡问题出发,设计了5种水土资源可持续利用方案,并对其进行动态仿真和评价。仿真和评价结果表明：自然延续方案、开源方案和节流方案下未来水资源对社会经济发展的束缚仍然存在；综合方案下水土资源的开发利用程度、工农业生产规模、社会经济发展速度等均为五种方案中最高,但该方案将造成水资源的过量开采和严重浪费,有悖于资源的可持续利用；协调方案不仅可以解决佳木斯市水资源供需矛盾,而且在加快社会经济发展速度的同时,实现了水土资源的可持续高效利用的目标,该方案为佳木斯市水土资源可持续利用的最优方案。佳木斯市水土资源可持续利用最佳方案的确定,可为佳木斯市乃至三江平原的水土资源的可持续利用政策的调整提供理论依据。 5、三江平原水土资源可持续利用对策 在分析三江平原水土资源数量、开发利用现状、空间匹配状况和承载能力的基础上,借鉴佳木斯市水土资源可持续利用最佳策略,提出了三江平原水土资源的可持续利用对策,为三江平原水土资源的可持续高效利用提供政策支持。 综上所述,通过对三江平原水土资源开发利用现状、空间匹配格局、水土资源承载力空间组合研究,可全面了解三江平原水土资源开发利用程度、水土资源协调发展能力和对社会经济发展的支撑能力。与此同时,对三江平原区划内的佳木斯市进行水土资源可持续利用系统动力学仿真模型的构建、水土资源可持续利用方案的设计和优选,可为三江平原水土资源可持续利用政策的调整提供借鉴,为实现三江平原水土资源的可持续利用和社会经济的可持续发展提供理论指导。