近日,甘肃农业大学水利水电工程学院寒旱区水文与水资源综合利用研究团队牛最荣教授与孙栋元教授相继在国际知名期刊Ecological Indicators上发表重要研究成果。该期刊位列中科院一区TOP行列,影响因子达7.4,在生态与环境科学领域具有较高学术影响力。
牛最荣教授担任通讯作者的研究论文Research on Water Resources Carrying Capacity in the Hexi Inland River Basin of China Based on "Four Waters and Four Determinations": System Dynamics and Improved TOPSIS Model,聚焦于中国河西内陆河流域的水资源承载力问题。该研究以博士研究生独亮亮为第一作者,紧扣"四水四定"原则,创新性地构建了系统动力学模型与改进版TOPSIS评价模型相结合的分析框架。研究团队将水资源、经济社会和生态环境视为三大相互耦合的子系统,设计了现状延续、经济优先、资源节约及综合发展四种发展情景,并运用博弈论组合赋权与灰色关联度优化的TOPSIS模型进行综合评估与趋势预测。通过对石羊河、黑河、疏勒河三大流域水资源承载力时空演变特征的系统分析,该研究不仅为河西内陆河流域的水资源优化配置与高质量发展提供了科学决策支撑,也为同类干旱内陆河流域的可持续治理探索了可借鉴的方法路径。

孙栋元教授则以第一作者兼通讯作者身份发表了另一篇研究成果Attribution of runoff change and evaluation of water-balance closure based on a Budyko combined method of zonation, connectivity, and closure: a case study of the Xihan River basin in Northwest China,硕士研究生高国琰作为共同第一作者参与完成。该论文将研究视角投向西北地区西汉水流域,特别关注山区至平原过渡带这一特殊地理单元。研究团队指出,该区域径流过程受到地形分带、地表与地下水连通性以及人类活动调控等多重因素的复合影响。为此,研究提出了一套"分区—连通—闭合"增强的Budyko分析框架,在山区与平原两分区的水量核算中引入由基流指数推导的年尺度连通权重,有效提升了水量平衡的闭合精度。研究同时结合Shapley分解与弹性系数方法实现气候因素与人类活动影响的交叉验证,并借助最优地理探测器筛选关键驱动因子,采用CNN-BiLSTM-AdaBoost混合模型进行径流预测,利用SHAP方法刻画各因子的贡献度与阈值响应特征。研究结果表明,过渡带流域存在明显的空间非对称响应规律,山区对降水变化更为敏感,而平原因蒸散增强导致下泄径流削弱。基于此,研究建议平原地区应着重降低消耗性用水损失并提升回归水利用效率,山区则需重点保护水源补给区并维持地表水与地下水的连通性,从而为基流稳定与生态需水保障提供有力支撑。
两项研究成果的发表,充分展现了甘肃农业大学在水资源与水文学领域的科研实力,为干旱半干旱地区水资源可持续管理贡献了重要的理论依据与实践参考。
