气候变化背景下水资源脆弱性评价方法及其应用(2)

1. 引言

水是生命之源，水资源问题历来受到各国各地区政府部门的重视。自工业革命以来，人类活动引起的下垫面改变、温室气体排放，造成的全球气候变化已经得到世界公认。气候变化通过降雨、蒸发、径流等影响区域水循环，改变水资源时空分布，引发干旱、洪水等极端事件，对自然环境和社会经济产生重大影响。另一方面，人口增加与社会经济发展使水资源需求增加，越来越多的国家和地区面临日益严峻的水资源问题。在此情况下，气候变化和社会经济双重影响下的水资源脆弱性已经成为目前的研究热点。通过研究区域的水资源脆弱性，可以分析区域水资源系统受气候和社会经济因素影响的程度和特征，并以此作为依据提出相应的适应性对策，提高水资源系统应对气候变化的适应能力，减少未来不确定性、风险对人类社会产生的不利影响。未来30到50年，是我国经济社会发展的关键时期，是人口增长压力空前严峻的时期，也是水资源受气候变化影响显著的时期，这都对我国未来的水资源管理提出了更高的要求。开展水资源脆弱性研究，是我国水资源在未来气候变化背景下确保水资源安全、支撑我国社会经济稳定快速发展的重大需求。

2. 水资源脆弱性研究进展

水资源脆弱性不仅联系到地表水的水资源供需关系与矛盾，也联系到地下水的供需问题。据有关文献分析，水资源脆弱性研究在地下水领域开展的比较早。20世纪60年代，法国学者Albinet和Marget提出的地下水脆弱性，做了一些开创性工作[1,2]。以后，一些学者对水资源脆弱性概念与评价方法进行了多个方面的研究。近年来，将指数模型与GIS结合成为地下水脆弱性评价的研究热点[3-6]。Doerfliger等人用多属性方法结合GIS工具研究了瑞士喀斯特地区水资源脆弱性，为喀斯特地区水资源保护区边界划分提供了依据[7]。Dixon使用3S(GIS、GPS、RS)集成，结合模糊数学模型，评价了美国阿肯色州密西西比河三角洲的地下水脆弱性[8]。

20世纪90年代以来，地表水资源和水资源系统的脆弱性逐渐成为研究热点。Brouwer和Falkenmark利用人类对水资源的依赖性(water dependency)以及区

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域水资源的供需平衡(demand-supply balance)状况，并根据各因子的阈值分析了水资源的脆弱程度[9]；FENG Yan等人从水量变化、水安全、生态安全、管理机制等方面探讨了中国跨境水资源脆弱性及影响因子[10]；Domenica Mirauda等人使用完整性模型作为决策支持系统评估地表水资源脆弱性[3]；Lilian (Na’ia) Alessa等人研究了美国苏厄德半岛的淡水资源脆弱性与弹性[11]；

Hamouda等人评价了东尼罗河流域水资源系统脆弱性[12]。在国内，北方缺水地区的水资源脆弱性研究较多，例如陈康宁等人评价了河北省水资源脆弱性

[13]

，黄友波等人[14]、王明泉等人[4]评价了黑河流域水

资源脆弱性，吴青等人分析了黄河源区的水资源脆弱性[15]，白庆芹等人在水资源系统脆弱性的基础上研究了西北浐灞河流域的河流脆弱性[16]，郝璐和王静爱使用水文模型研究了西辽河支流老哈河流域的水资源脆弱性[17]，

刘海娇等人和刘硕等人使用GIS方法分别研究了黄河三角洲地区[18]和山西阳曲县[5]的水资源脆弱性，吕彩霞等人[19]评价了海河流域水资源脆弱性，张明月等人研究了新疆疏勒河流域昌马灌区水资源脆弱性[6]。除此之外，也有学者研究了南方地区的水资源脆弱性，如邹君等人分析了南方湿润丘陵地区的水资源脆弱性[20-25]，张笑天等人分析了湖北漳河水库灌区的水资源脆弱性[26]，冯少辉等人分析了云南滇中地区的水资源脆弱性[27]，段顺琼等人研究了云南高原湖泊地区的水资源脆弱性[28]。

随着气候变化逐渐成为研究热点，国内外学者也对气候变化下水资源脆弱性进行了研究。Vorosmarty等人使用用水量和水资源量之比来构造水资源压力指数，用以表征水资源脆弱性，以0.5 × 0.5 网格评价了1985~2025年全球范围内受气候变化和人口增长驱动的水资源脆弱性，并使用GCMs气候模型和水量平衡模型设定，用情景分析方法评价了未来情景下全球水资源脆弱性的变化情况[29]。Kathleen A. Farley等人耦合自然–社会系统，探讨了气候变化对俄勒冈山脉地区水资源脆弱性的影响，具体探讨了气候变化引起的敏感性与用水部门的适应性，从用户和政策角度提出了相应对策[30]；ZHOU Jing-bo等人从IPCC提出的脆弱性概念出发，探讨了中国城市在气候变化下面临的水资源脆弱性[31]，Ulka Kelkar等人分析了印度Uttarakhand地区的气候变化和水资源压力的适应性和

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