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随着社会经济的迅猛发展以及人类活动的加剧,许多国家和地区的水资源需求量不断增加,水资源的开发利用逐渐超过环境的承载能力。西藏地区虽然水资源总量十分丰富,但该地区生态环境脆弱。不断增加的社会经济用水过程挤占生态系统的用水需求,导致地下水超采、水污染、水土流失等问题日益严重,制约着西藏经济的持续快速发展。因此,西藏地区水资源利用如何保持在承载力限度内,从而实现水资源的可持续利用是当前西藏发展的现实需求。大多数学者采用多指标评价方法对水资源利用可持续性进行研究,但往往存在数据量大难以收集,指标信息交叉重复,无法准确描述多属性之间相互关联等问题。水资源系统是涉及经济、生态等因素的复杂系统,从系统学、生态经济学和可持续发展理论出发,从整体角度探究水资源系统内流源、能量、信息等相互联系与演化过程,对西藏水资源可持续利用具有重要意义。本论文基于生态经济系统方法,结合西藏水资源开发利用现状,运用能值分析、生态足迹分析和生态网络分析三种生态经济方法,分别从水力发电、区域水资源总量、自然-社会二元水循环以及社会经济用水部门等方面评价水资源利用的可持续性,从系统论角度出发分析水资源系统生态环境、经济社会等要素之间复杂的相互关联,分析了影响西藏水资源利用的因素,并基于情景分析预测了西藏2022年社会经济水资源系统变化,为西藏水资源利用可持续性评价提供了理论与方法支撑。本文主要研究内容与结果如下:(一)以西藏拉萨河流域旁多水电站为研究对象,基于能值理论对旁多水电开发的水资源利用可持续性进行评价,将旁多水电站的能值指标与其他水电工程进行对比,并分析了生态服务损失与社会损失对系统可持续性评价的影响。结果表明:1)旁多水电站2016年能值总投入为4.99×1020 sej/a,其中,生态服务损失是最大的能值输入,占能值总投入的29.8%。而能值总产出为8.28×1020 sej/a,其中,发电是系统产出的最大能值效益,占能值总产出的48.2%。2)旁多水电站生态服务总损失能值为1.49×1020 sej/a,其中,污水排放、泥沙淤积和生物多样性损失是最主要的生态服务损失,分别占总损失能值的57.0%、12.5%和10.5%。3)能值投入率、可更新能值比、能值产出率、环境负载率和能值可持续指数等能值指标评价结果显示,旁多水电站的可持续性低于国内外其他水电站,这主要归因于计算方法差异与生态服务和社会损失的计算,生态服务损失对旁多可持续性评价结果产生了较大影响。(二)运用生态足迹方法计算西藏2011~2016年水资源生态足迹和水资源生态承载力的变化特征,通过水资源生态盈亏、水资源供需平衡指数、水资源生态协调系数等指标评价西藏水资源利用可持续性。结果表明:西藏人均水资源生态足迹由2011年的1.7173 hm~2/人减少到2016年的1.5946 hm~2/人,区域水资源的开发利用程度不高。西藏水资源总量丰富,并受降水影响显著。水资源生态承载力远高于世界与我国其他行政区划,水资源生态承载状况非常富足。水资源供需平衡指数较小,说明西藏水资源消费远小于其承载能力,因此水资源可开发利用空间较大。万元GDP水资源生态足迹逐年下降,说明西藏水资源利用率正逐步提高,但水资源生态协调系数结果表明西藏社会经济发展与水资源开发利用之间的协调性较差。(三)根据拉萨河流域自然-社会二元水循环过程,基于生态网络分析构建了拉萨河流域用水系统生态网络模型,并将生态用水考虑进网络模型构建中。通过网络效用分析确定了系统组分间的生态关系与占比结构,分析了2000~2016年拉萨河流域用水系统结构的演变趋势,对系统可持续性进行了评价。结果表明:1)拉萨河流域用水系统网络正效用大于负效用,但2006~2016年系统协同程度呈下降趋势。掠夺(限制)关系、互利共生关系和竞争关系分别占总生态关系的44.4%、27.8%和27.8%。2)受流域水资源总量影响,拉萨河流域用水系统总通量整体呈下降趋势,多样性指数与平均交互信息表现出先升高后降低的相似变化趋势,系统发展程度、上升性和总开销表现出相似的变化。网络有序度呈下降趋势,系统鲁棒性表现出上升趋势。(四)将投入产出模型耦合进生态网络分析,计算了西藏2012年水资源投入产出表,构建了七组分西藏社会经济水资源系统网络模型。稳定性分析通过网络效率与冗余间的平衡关系反映系统鲁棒性,结果显示西藏社会经济水资源系统稳定,网络冗余高于效率。流量分析计算系统总流量大小,并确定直接流与间接流的占比,结果显示系统直接流大于间接流。控制分析用于探究网络分室的控制与依赖强度,结果显示农业和电力生产供应业部门分别是系统主要的控制者和依赖者。效用分析评估了各网络分室间的整体相互关联,结果显示西藏社会经济水资源系统掠夺和限制关系占主导地位,而竞争关系占比很小,总体上是协同互惠的。由于竞争关系不利于网络分室的发展,为了系统的可持续发展,需减少网络中的竞争关系,提高用水效率。(五)为分析西藏水资源利用的影响因素并预测社会经济水资源系统的未来发展,结合2012年西藏水资源投入产出表与2017年社会经济统计数据,编制了西藏2017年投入产出延长表,通过结构分解分析影响西藏水资源利用的因素,并基于情景分析模拟不同情景条件下西藏2022年社会经济水资源系统各部门之间生态关系变化以及系统鲁棒性变化。结果表明:1)直接用水系数与Leontief逆矩阵的变化对西藏水资源利用减少的贡献率较大,而最终需求的变化增加了西藏水资源利用量。2)不同模拟情景下,西藏社会经济水资源系统各部门间的生态关系没有发生显著改变。在农业部门直接用水系数与最终需求减少的情景下,系统网络效率提高,对西藏社会经济水资源系统鲁棒性提升最大。