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本文尝试用经验模态(EMD)分解和动力预测方法,从多个宏观角度对山东省建国以来水资源和土地资源承载力进行动力学预测:
(1)山东省水资源承载力的动力学预测
经研究表明,所设计的各方案在未来20年的水资源平衡指数都是小于零的,这说明,水资沥所对应的社会经济系统是不可承载的,经济规模也是不可以承载的,人口规模只有方案2可以承载。
从方案1预测的结果看,山东省未来各年总需水量波动不是很大,工业用水上升了3倍,但农业用水下降不大;从方案2预测的结果看,总需水量变化较大,20年增加了近3倍,水资源消耗量太大;从方案3预测的结果看,山东省总需水量波动不是很大,整体工业用水量不升反降,农业用水量也在下降,这是我们所希望的结果。
从而看出,山东省未来的水资源问题依然存在,并且随着经济的发展,水资源越来越紧张。因此笔者建议:一是加强宏观调控,适当控制GDP的增长率,降低单位GDP和人均生活用水量;二是调整经济结构,建立与水资源承载力相适应的经济体系;三是节流开源,减少污染浪费,从区域外调入或进口虚拟水。
(2)山东省土地资源绝对承载力的动力学预测
方案1对山东省粮食产量预测的粮食年平均增长率是根据多年的历史趋势得出的,而影响粮食总产量的变化主要取决于面积和单位产量两个因子。所以,要达到本文的预测结果,就要以实现上面的两个条件的提高为保障。尽管耕地总量可以满足预测粮食产量生产用地的需求,所生产的粮食也远远满足了山东省的粮食需求,但粮食种植面积占用耕地的比重太大,大大缩减了经济作物用地和林地,不符合未来农业发展的要求,也不利于农业的可持续发展。
根据方案2预测出的粮食产量和小康社会不同阶段人均粮食消费指标,即可推算出山东省土地人口承载量。山东省在进入小康社会后,随着人口的增加,生活消费档次的提高,对粮食的需求日益扩大,而土地资源可承载的人口数量却日渐减少,所以超载的人口越来越多。
(3)山东省土地资源相对承载力(人口容量)的动力学预测
山东省的自然人口容量与山东省的现实人口差距不大,与全国相比,山东省自然资源的人口的承载力较高。山东省的自然人口容量,从2006年到2020年增幅不大,进入21世纪后发展更趋于平稳,这说明山东省的自然人口容量有限。相对来说,山东省的经济人口容量变化较大,从1980年代至今,山东省经济发展迅速,与全国相比,山东省社会经济的人口承载力也比较高,对人口的承载能力加大,只要加大经济发展力度,对人口的承载力还有潜力可挖,山东省的经济人口容量在进入21世纪后保持上升的势头。
本文采用经验模态(EMD)和动力预测方法,对山东省建国以来水土资源承载力进行研究,不仅丰富了资源理论研究方法,而且对指导资源可持续利用具有一定的借鉴意义。