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《陕西师范大学》 2007年 博士论文
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生态脆弱区大型能源开发对区域发展的影响及优化调控

刘晓琼  
【摘要】: 榆林市地处晋陕蒙能源金三角的中心腹地,这里矿产资源极其丰富,每平方米地块平均蕴藏6t煤,100m~3天然气,140t盐,被美誉为“中国的科威特”,是我国重要的能源战略后备基地。但是它属于我国北方农牧业交错区,是我国水土流失和风沙危害最严重的地区之一,所辖1区11县均为国家水土保持重点县。资源的非可再生性,水资源短缺的“瓶颈”制约,区域生态环境的极度脆弱性,加之多年来粗放型的资源开发使得榆林市生态、经济、社会价值损失巨大。因此,以榆林市为典型区,研究能源开发对区域生态环境、经济社会发展以及对水资源造成的影响,并结合实际,探讨调控对策具有十分重要的理论意义和实践意义。 本文遵照党的“科学发展观”思想,坚持“五个统筹”的发展战略,本着陕西省“十一五”规划基本思路中做强陕北能源化工基地的基本构想。以生态脆弱区能源优化开发为目的,综合运用数理统计、入户调查、小波分析,以及层次分析等方法,针对生态环境脆弱的榆林市能源开发利用问题,就该市能源开发引发的生态环境问题,能源开发对区域水资源和区域产业发展的影响,以及能源开发与地方社会经济互动发展等方面的问题进行了深入、细致地研究,力求在理论和实用两方面有所创新。取得了以下研究成果: (1)1974~2004年31年间,榆林市气候暖干化趋势明显。年平均气温增加的线性倾向值为0.0438℃/a,显著高于全国平均增温率0.004℃/a,也高于全球平均增温率0.006℃/a;年平均降水量在剧烈的波动变化中趋于减少,降水量减少的线性倾向值为0.678mm/a。总体而言,榆林市气候变化的增暖幅度显著高于全国水平而变干幅度则有所不及。 (2)大规模能源开发以后,能源富集的北部地区多数县生态环境的脆弱性明显增加。目前,榆林市能源开发主要集中于北部6县(区),北部地区中除了榆阳区外,其余五县生态环境脆弱度增大,特别是神木和靖边两县。北部地区生态环境脆弱度的平均值分别由1985年的0.438增加至2004年的0.535。与南部地区相比,北部6县(区)的生态环境脆弱度值增加更快。另外,2004年榆林市神木、榆阳、靖边三个资源开发强度较大的县(区)生态环境脆弱度值居于前三位,均能在相当程度上说明大规模能源开发对区域生态环境脆弱度增强贡献不容忽视。 (3)榆林市能源强度开发的县(区),其县域经济发展综合指数与生态环境脆弱度之间呈现出明显的反相关关系。2004年,榆林市神木县、榆阳区、靖边县依次是榆林市县域经济发展综合评价中排名前3的县(区),同年,这三个县(区)在全市生态环境脆弱度评价中的排名也依次居于前3。可见榆林市大规模的能源开发在提升县域经济发展水平的同时,也对生态环境造成了极大的破坏,导致该市生态环境脆弱度的增加。 (4)榆林市水资源严重短缺且利用率低,故应结合区域产业结构调整,压缩榆林市农业用水,特别是粮食作物的播种面积。1999~2005年,榆林市农业用水占总用水量的比率为82.83%,其中农田灌溉用水占总用水量地比率为74.89%,而全市农田灌溉系数平均值仅为0.4,可见农业用水数量庞大而低效。鉴于此,极有必要借区域农业产业结构调整和升级之机,在推行粮食自给有余、牧业经济为主、林果经济为辅的农业发展方针的同时,压缩榆林市粮食作物的播种面积,积极发展节水抗旱的杂粮农业和草产业。 (5)窟野河实测径流量的演变具有一定的阶段性。窟野河多年实测径流量变化的小波分析结果表明,窟野河年平均径流量的演化过程(1950~2004年)可划分为三个阶段。第一个阶段为:1950~1982年,变化周期为32年;第二个阶段为:1983~1999年,变化周期为16年;第三个阶段为2000年及其之后年份,该周期的变化时间仍在持续。三个阶段窟野河平均径流量分别为7.18万m~3、4.83万m~3、1.93万m~3,这三个阶段窟野河径流量有依次下降的趋势。 (6)人为活动影响对窟野河径流量的减流作用明显。窟野河天然径流量的恢复结果说明,1974~1985年,窟野河人为活动影响程度的平均值为-11.32%,1986~2004年,这个值增加到8.95%;1974~1985年之间窟野河平均径流量分别为6.282万m~3,1986~2004年,窟野河的平均径流量减少至3.937万m~3。可见,在1986年窟野河流域能源大规模开发前后,人为活动影响对窟野河径流量的减流作用明显。 (7)人为活动影响特别是窟野河流域神府煤田的煤炭开发及其规模的扩大是导致河流径流量锐减的主要原因。小波分析结果表明,窟野河径流量的突变时间发生在1982年、1998年,而流域气温、降水量的突变时间发生在1991年。径流量变化与气候变化突变时间的不同步性,以及窟野河天然径流量的恢复结果和流域典型矿井煤矿产量的连年骤增的现象均证实了窟野河流域神府煤田的煤炭开发及其规模的扩大是导致河流径流量锐减的主要原因。 (8)结合区域能源开发利用实际情况,以及本文前几章的相关研究成果和基于AHP的榆林市可持续发展评价结果,构建了优化调控生态脆弱区能源开发利用的模式——榆林模式。以期为榆林市该市及其它资源型城市能源矿产资源的理性开发利用提供相关参考。 本研究力求在以下几方面有所创新: (1)在理论上,通过探讨生态脆弱化背景下,榆林市水资源短缺对区域能源开发的“瓶颈”制约,结合榆林市粗放型资源开发—生态环境响应—经济社会发展三者之间互动关系的集成分析,尝试性地构建了生态脆弱区能源开发利用的优化调控模式——榆林模式,以期为该市能源优化开发提供参考。 (2)在方法上,运用小波分析和河流天然径流量恢复的方法证实了窟野河流域神府煤田的煤炭开发及其规模的扩大是导致河流径流量锐减的主要原因。小波分析结果表明,窟野河径流量的突变时间发生在1982年、1998年,而流域气温、降水量的突变时间发生在1991年。径流量变化与气候变化突变时间的不同步性,以及窟野河天然径流量的恢复结果和流域典型矿井煤矿产量连年骤增的现象均证实了这一点。 (3)在研究内容上,通过对比分析榆林市县域经济发展综合评价结果,以及生态环境脆弱性评价的结果,发现能源强开发区其县域经济发展综合指数与生态环境脆弱度之间呈现出明显的反相关关系。2004年,榆林市神木县、榆阳区、靖边县依次是榆林市县域经济发展综合评价中排名前3的县(区),同年,这三个县(区)在全市生态环境脆弱度评价中的排名也依次居于前3。可见榆林市大规模的能源开发在提升县域经济发展水平的同时,也对生态环境造成了极大的破坏,导致该市生态环境脆弱度的增加。 (4)此外,在研究内容上,还通过分析榆林市各产业部门用水动态变化,认为应当大力压缩榆林市粮食作物的播种面积,以提高农业用水效率。1999~2005年,榆林市农业用水占总用水量的比率为82.83%,其中农田灌溉用水占总用水量地比率为74.89%,而全市农田灌溉系数平均值仅为0.4,可见农业用水数量庞大而低效。鉴于此,极有必要借区域农业产业结构调整和升级之机,在推行粮食自给有余、牧业经济为主、林果经济为辅的农业发展方针的同时,压缩榆林市粮食作物的播种面积,积极发展节水抗旱的杂粮农业和草产业。 本研究得到如下项目资助: 国家重点基础研究计划(项目批准号:2006CB400505)、教育部哲学社会科学研究重大课题攻关项目“西部经济发展与生态环境重建研究”(项目批准号:04JZD00010)、教育部人文社会科学重点研究基地重大研究项目“陕甘宁老区生态脱贫途径研究”(项目批准号:05JJD770013)


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