水资源、水环境、水生态复合系统内涵解析及韧性评估指标体系
PDF下载 (171)刘永超,杜政轩,施 琪,应 超,李加林.水资源、水环境、水生态复合系统内涵解析及韧性评估指标体系[J].宁波大学学报(理工版),2025,38(5):31-42.DOI:10.20098/j.cnki.1001-5132.2025.0323
LIU Yongchao,DU Zhengxuan,SHI Qi,YING Chao,LI Jialin.Connotation analysis and resilience assessment index system development for the water resources-water environment-water ecology coupled system[J].Journal of Ningbo University(Natural Science & Engineering Edition),2025,38(5):31-42.DOI:10.20098/j.cnki.1001-5132.2025.0323
| Title: | Connotation analysis and resilience assessment index system development for the water resources-water environment-water ecology coupled system |
| 作者: | 刘永超, 杜政轩, 施 琪, 应 超, 李加林 |
| Author(s): | LIU Yongchao, DU Zhengxuan, SHI Qi, YING Chao, LI Jialin |
| 关键词: | 水资源水环境水生态复合系统; 内涵解析; 韧性评估; 指标体系 |
| Keywords: | water resources-water environment-water ecology coupled system; connotation analysis |
| 分类号: | TV213 |
| DOI: | 10.20098/j.cnki.1001-5132.2025.0323 |
| 文献标识码: | A |
| 摘要: | 水资源、水环境、水生态统筹(“三水统筹”)治理是新时代我国推进可持续治水战略的必然路径。韧性视角下的“三水统筹”理念与可持续发展的目标契合,并日益受到学界的关注。然而,目前对“三水统筹”概念内涵的系统解析及韧性评估指标的科学构建缺乏深入分析。为此,系统阐释了水资源、水环境、水生态(以下简称“三水”)复合系统的概念框架及其多维属性(涵盖资源、环境、生态、管理等维度),界定了“三水”复合系统韧性的科学内涵;并将该韧性表征为在自然变化与人类活动的双重干扰下,系统通过水资源可持续配置、水环境良性循环与水生态系统协同演化的耦合机制所展现出的抗干扰能力、自适应调节能力、稳态恢复能力以及系统转型能力的有机统一。在此基础上,基于复合系统动态耦合理论,构建了包含驱动力、压力、状态、影响、响应及管理为准则层的“三水”复合系统韧性评估指标体系,旨在为韧性能力的定量评估提供科学依据,以支撑生态文明建设战略的实施。 |
| Abstract: | The integrated governance of water resources, water environment, and water ecology (hereinafter referred to as “Three-Water Coordination”) represents an essential pathway for advancing China’s sustainable water management strategy in the new era. The resilience-based “Three-Water Coordination” concept aligns with sustainable development goals and has increasingly attracted the attentions of scholars. However, in-depth studies systematically interpreting its conceptual connotation and scientifically constructing the resilience assessment indicators remain limited. This study systematically elaborates the conceptual framework and multidimensional attributes (covering resource, environmental, ecological, and managerial dimensions) of the coupled system comprising water resources, water environment, and water ecology (collectively referred to as the “three waters”). It defines the scientific connotation of its resilience. This resilience is characterized by the organic integration of the system’s disturbance resistance, adaptive regulation capability, steady-state recovery capacity, and transformative potential, under dual pressures of natural variation and human activities, through the coupling mechanism of sustainable water resource allocation, positive water environmental cycles, and the co-evolution of aquatic ecosystems. Based on this foundation, and by incorporating dynamic coupling theory in complex systems, this study develops a resilience assessment index system for the three-water coupled system, which is structured around the criteria layers of driving forces, pressures, states, impacts, responses, and management. The aim is to provide a scientific foundation for the quantitative assessment of resilience capacity and to support the implementation of the ecological civilization strategy. |
| 参考文献 /References: | [1] 王玉洁, 秦大河. 气候变化及人类活动对西北干旱区水资源影响研究综述[J]. 气候变化研究进展, 2017, 13(5):483-493. [2] 白乐, 李怀恩, 何宏谋. 降水和人类活动对秃尾河流域基流的影响[J]. 自然资源学报, 2014, 29(12):2078- 2088. [3] 方林, 方斌, 刘艳晓, 等. 长三角地区景观生态风险与人类活动强度的响应及其时空关联[J]. 农业工程学报, 2022, 38(22):210-219. [4] 李怀恩, 李越, 蔡明, 等. 河流水质与流域人类活动之间的关系[J]. 水资源与水工程学报, 2004, 15(1):24-28. [5] 王煜, 彭少明, 郑小康, 等. 水网布局下黄河流域应对极端枯水的关键科学问题[J]. 水科学进展, 2024, 35(1): 11-23. [6] 张明斗, 任衍婷, 刘耀彬. 中国水资源利用效率与生态韧性的协调度及动力因素研究[J]. 世界地理研究, 2025, 34(2):168-180. [7] ZHANG H Q. Analysis of spatiotemporal evolution and influencing factors of water poverty and ecological resilience coupling coordination in Chinese[J]. Ecohydrology, 2025, 18(2):e2732. [8] 李爱华, 李艺, 吕铃钥, 等. 山东省水环境承载力时空演化及驱动因素研究[J/OL]. [2025-03-01]. http://kns. cnki.net/kcms/detail/13.1430.TV.20250124.1637.008.html. [9] LUO P P, MU Y, WANG S T, et al. Exploring sustainable solutions for the water environment in Chinese and Southeast Asian cities[J]. Ambio, 2022, 51(5):1199-1218. [10] KOVÁCS Z, TARCSAY B L, TÓTH P, et al. Prediction of physico-chemical parameters of surface waters using autoregressive moving average models: a case study of kis-balaton water protection system, Hungary[J]. Water, 2024, 16(16):2314. [11] 戴文渊, 玛久草, 陈亦晨, 等. 黄河流域甘肃段水生态安全驱动力分析及动态演变[J]. 干旱区研究, 2024, 41(10):1662-1671. [12] 李明月, 胡志雄, 彭康, 等. 基于PSFR模型的黄河流域吕梁段水生态安全评估[J]. 环境工程技术学报, 2025, 15(3):741-751. [13] FARZANEH M A, REZAPOUR S, FOVARGUE R, et al. Stochastic mathematical models to balance human and environmental water needs and select the best conservation policy for drought-prone river basins[J]. Journal of cleaner production, 2021, 291:125230. [14] 廖雅, 侯晓姝, 任哓红. “三水”统筹视角下京津冀地区城市水生态环境保护策略分析[J]. 环境科学, 2022, 43(4):1853-1862. [15] 景晓栋, 田贵良. 黄河流域最严格水资源保护利用制度的内涵解析、核心构成及实施路径[J]. 水资源保护, 2025, 41(2):58-64, 87. [16] 李加林, 田鹏, 史小丽, 等. 水资源管理研究进展[J]. 浙江大学学报(理学版), 2019, 46(2):248-260. [17] 苏莹, 董增川, 崔璨, 等. 湖南省“水资源-经济社会-生态环境”耦合系统协调发展评价[J]. 中国农村水利水电, 2023(7):63-73. [18] 张建云, 宋晓猛, 王国庆, 等. 变化环境下城市水文学的发展与挑战: I.城市水文效应[J]. 水科学进展, 2014, 25(4):594-605. [19] 赵良仕, 孙才志, 郑德凤. 中国省际水资源利用效率与空间溢出效应测度[J]. 地理学报, 2014, 69(1):121-133. [20] 刘录三, 黄国鲜, 王璠, 等. 长江流域水生态环境安全主要问题、形势与对策[J]. 环境科学研究, 2020, 33(5): 1081-1090. [21] 王备新, 杨莲芳, 刘正文. 生物完整性指数与水生态系统健康评价[J]. 生态学杂志, 2006, 25(6):707-710. [22] 王刚, 吴嘉莉. 城市韧性: 思想渊源、知识谱系与学术反思[J]. 中国应急管理科学, 2023(11):1-14. [23] 孙阳, 张落成, 姚士谋. 基于社会生态系统视角的长三角地级城市韧性度评价[J]. 中国人口·资源与环境, 2017, 27(8):151-158. [24] HOLLING C S. Resilience and stability of ecological systems[J]. Annual review of ecology and systematics, 1973, 4:1-23. [25] 解为瀚, 汪伟全. 韧性治理视域下社区应急管理的行动逻辑[J]. 社会科学, 2024(3):118-125, 192. [26] 叶文显. 黄河流域经济韧性的时空演变特征与影响因素[J]. 统计与决策, 2024, 40(17):132-137. [27] 李依浓, 李洋. 数字化背景下的韧性城市建设: 以德国达姆施塔特为例[J]. 城市发展研究, 2021, 28(7):65- 74. [28] 万芳, 王煜, 王威浩, 等. 流域水资源系统韧性演变及水网构建效果分析[J/OL]. [2025-05-15]. http://kns.cnki. net/kcms/detail/32.1356.TV.20240909.1506.004.html. [29] 杨亚锋, 王红瑞, 曹永强, 等. 可变TOPSIS水安全韧性三支决策方法及应用[J]. 水科学进展, 2024, 35(4): 595-605. [30] 何伟军, 李佳琪, 袁亮. 时空异质性视角下长江经济带水资源系统韧性评估及调控因子分析[J]. 水资源与水工程学报, 2024, 35(3):29-39, 50. [31] 李海龙, 于立. 中国生态城市评价指标体系构建研究[J]. 城市发展研究, 2011, 18(7):81-86, 118. [32] 曹琦, 陈兴鹏, 师满江. 基于SD和DPSIRM模型的水资源管理模拟模型: 以黑河流域甘州区为例[J]. 经济地理, 2013, 33(3):36-41. [33] 雷晓康, 汪静. 乡村振兴背景下农村贫困地区韧性治理的实现路径与推进策略[J]. 济南大学学报(社会科学版), 2020, 30(1):92-99, 159. [34] YANG J, LI X M. Assessment on spatial differentiation of urban ecological security based on DPSIRM framework-the case of Dalian[C]//2010 the 2nd Conference on Environmental Science and Information Application Technology. Wuhan, China, 2010:144-149. [35] 郭倩, 汪嘉杨, 张碧. 基于DPSIRM框架的区域水资源承载力综合评价[J]. 自然资源学报, 2017, 32(3):484- 493. [36] 张凤太, 王腊春, 苏维词. 基于DPSIRM概念框架模型的岩溶区水资源安全评价[J]. 中国环境科学, 2015, 35(11):3511-3520. [37] 杨俊, 李雪铭, 李永化, 等. 基于DPSIRM模型的社区人居环境安全空间分异: 以大连市为例[J]. 地理研究, 2012, 31(1):135-143. [38] ZHANG F, LIU X P, ZHANG J Q, et al. Ecological vulnerability assessment based on multi-sources data and SD model in Yinma River Basin, China[J]. Ecological modelling, 2017, 349:41-50. [39] 向丽, 周伟, 任君, 等. 基于DPSIRM模型的高原城市湿地生态安全评价: 以湟水流域西宁段为例[J]. 生态学杂志, 2022, 41(10):2064-2071. [40] 陈丹羽. 基于压力-状态-响应模型的城市韧性评估[D].武汉: 华中科技大学, 2019. [41] 汪嘉杨, 翟庆伟, 郭倩, 等. 太湖流域水环境承载力评价研究[J]. 中国环境科学, 2017, 37(5):1979-1987. [42] 张峰, 杨俊, 席建超, 等. 基于DPSIRM健康距离法的南四湖湖泊生态系统健康评价[J]. 资源科学, 2014, 36(4):831-839. [43] 刘佳骏, 董锁成, 李泽红. 中国水资源承载力综合评价研究[J]. 自然资源学报, 2011, 26(2):258-269. [44] 惠泱河, 蒋晓辉, 黄强, 等. 水资源承载力评价指标体系研究[J]. 水土保持通报, 2001, 21(1):30-34. [45] 孙才志, 孟程程. 中国区域水资源系统韧性与效率的发展协调关系评价[J]. 地理科学, 2020, 40(12):2094- 2104. [46] 赵自阳, 王红瑞, 张力, 等. 长江经济带水资源-水环境-社会经济复杂系统韧性调控模型及应用[J]. 水科学进展, 2022, 33(5):705-717. [47] 赵磊, 王立权, 戴长雷, 等. 基于DPSIRM模型的太原市水资源承载力研究[J]. 水资源与水工程学报, 2021, 32(2):109-115. [48] 王少剑, 崔子恬, 林靖杰, 等. 珠三角地区城镇化与生态韧性的耦合协调研究[J]. 地理学报, 2021, 76(4): 973-991. [49] 李雪铭, 刘凯强, 田深圳, 等. 基于DPSIR模型的城市人居环境韧性评价: 以长三角城市群为例[J]. 人文地理, 2022, 37(1):54-62. [50] 朱晏君, 李红波, 胡晓亮, 等. 欠发达地区县域乡村社会-生态系统韧性研究: 以山西省静乐县为例[J]. 湖南师范大学(自然科学学报), 2022, 45(1):11-19, 56. [51] 于伯华, 吕昌河. 基于DPSIR概念模型的农业可持续发展宏观分析[J]. 中国人口·资源与环境, 2004, 14(5): 68-72. [52] 钱田田, 王宏卫, 余芳瑞, 等. 基于DPSIR模型的新疆城市生态韧性评估及影响因素分析[J]. 华侨大学学报(自然科学版), 2023, 44(5):607-614. [53] 曹红军. 浅评DPSIR模型[J]. 环境科学与技术, 2005, 28(增刊1):110-111, 126. [54] 王毅勇, 周超凡, 黄榕, 等. 基于DPSIR-熵权的陕西省水生态安全评价及障碍诊断分析[J/OL]. [2025-02- 15]. https://doi.org/10.13227/j.hjkx.202406023. [55] 陈翔. 数字化监管视角下水库型水源地生态安全评价研究[D]. 杭州: 浙江大学, 2023. [56] 谢贤健, 苟千陶, 吴汉. 重庆市土地利用变化特征及生态敏感性评价[J]. 水土保持学报, 2024, 38(6):178-194. [57] 杨力, 徐悦, 朱俊奇, 等. 长江中游城市群水生态韧性及影响因素分析[J]. 安全与环境学报, 2025, 25(1): 335-347. [58] 曹鹏飞, 易雅宁, 王宏洋, 等. 新质生产力导向的现代化节水产业体系构建策略[J/OL]. [2025-07-10]. http:// kns.cnki.net/kcms/detail/13.1430.tv.20250205.1526.002.html. [59] 吴艳霞, 邱乐. 关中平原城市群土地生态安全评价[J]. 中国水土保持, 2024(2):52-56. [60] 施国良, 薛航. 基于XGBoost算法的跨境河流水资源争端影响因素分析[J]. 水资源保护, 2023, 39(6):137- 144. [61] 邓朝晖, 刘洋, 薛惠锋. 基于VAR模型的水资源利用与经济增长动态关系研究[J]. 中国人口·资源与环境, 2012, 22(6):128-135. [62] 王瑗, 盛连喜, 李科, 等. 中国水资源现状分析与可持续发展对策研究[J]. 水资源与水工程学报, 2008, 19(3): 10-14 [63] 李航. 基于水环境承载力的南昌市污水处理厂布局优化研究[D]. 南昌: 南昌大学, 2024. [64] 徐文婷, 谢宗强, 葛结林, 等. 基于DPSIR模型的乡村生态景观生物多样性预警[J]. 中国生态农业学报(中英文), 2023, 31(12):1943-1952. [65] 甘荣情, 曾令武, 陈媛, 等. 黄河流域中下游城市水资源节约集约利用能力[J]. 环境科学, 2025, 46(5):2816- 2827. [66] 齐文华, 金艺华, 尹振浩, 等. 基于SWAT模型的图们江流域蓝绿水资源供需平衡分析[J]. 生态学报, 2023, 43(8):3116-3127. [67] 甘容, 孔令迪, 郭林, 等. 基于多种方法的信阳市水资源系统韧性评价[J]. 水资源与水工程学报, 2024, 35(4): 12-19. [68] 张永泽, 郑丙辉. 小河流域森林的环境水文效应研究[J]. 水资源保护, 1994, 10(4):22-26. [69] 高雅玉, 黄枭, 田晋华, 等. 中国西北干旱生态移民区跨流域调水生态效益研究: 以黄花滩生态移民区为例[J/OL]. [2025-07-10]. http://kns.cnki.net/kcms/detail/65. 1103.X.20250327.1721.004.html. [70] 王煜, 万芳, 王威浩, 等. 流域水资源系统复杂网络特征及韧性驱动机理[J]. 水科学进展, 2025, 36(2):190- 203. [71] 刘国锋, 徐跑, 吴霆, 等. 中国水产养殖环境氮磷污染现状及未来发展思路[J]. 江苏农业学报, 2018, 34(1): 225-233. [72] 秦琦. 城市景观生态环境需水规划研究[D]. 天津: 天津大学, 2007. [73] 王智翔. 基于TOPSIS-BP模型湘江流域水资源承载力评价与预警研究[D]. 长沙: 中南林业科技大学, 2024. [74] 谭炳卿, 吴培任, 宋国君. 论淮河流域水污染及其防治[J]. 水资源保护, 2005, 21(6):4-10. [75] 肖瑶. 长江经济带环境保护投资效应研究[D]. 长沙: 湖南大学, 2020. [76] 李加林, 田鹏, 刘永超, 等. 水资源、水环境、水生态统筹治理研究进展[J]. 宁波大学学报(理工版), 2024, 37(4):22-30. [77] 李宗善, 杨磊, 王国梁, 等. 黄土高原水土流失治理现状、问题及对策[J]. 生态学报, 2019, 39(20):7398-7409. [78] 刘江涛, 杨伟明. 基于可持续和韧性目标的深圳市污水规划指标体系构建[J]. 中国给水排水, 2021, 37(12): 19-24. [79] 康绍忠, 胡笑涛, 蔡焕杰, 等. 现代农业与生态节水的理论创新及研究重点[J]. 水利学报, 2004, 35(12):1-7. |
| 备注/Memo: | 收稿日期:2025−03−28 宁波大学学报(理工版)网址:http://journallg.nbu.edu.cn/ 基金项目:国家社会科学基金重大项目(23&ZD105) 第一作者:刘永超,博士/副研究员,主要研究方向为资源开发与环境保护。E-mail: liuyongchao@nbu.edu.cn *通信作者:李加林,博士/教授,主要研究方向为水资源可持续管理。E-mail: lijialin@nbu.edu.cn 宁波大学学报(理工版)网址:http://journallg.nbu.edu.cn/ |