西藏生态足迹与承载力动态分析

利用生态足迹模型,对2005—2010年西藏的生态足迹和生态承载力以及生态盈余进行了测算。研究发现,西藏2005—2010年人均生态足迹呈现出振荡式上升趋势,从2005年的0.34 hm2/人波动上升到2010年的0.83 hm2/人,其中人均林地消费所占比重最大,多年平均值占总消费的39.8%;人均耕地消费基本稳定在0.18—0.2 hm2/人之间,其他类型土地消费所占比重相对较少;人均生态承载力呈现平滑下降趋势,从2005年的14.78 hm2/人下降到了2010年的13.77 hm2/人,其中林地和牧草地及其转换的化石能源地人均生态承载力所占比重达到了95%,可耕地、牧草地、林地的人均生态承载力在2005—2010年之间呈现缓慢下降趋势,水域人均生态承载力变化不大;人均生态盈余较大,但呈现出递减趋势,2005年为14.44 hm2/人,而2010年下降到12.94 hm2/人;生态盈余中比重最大的是林地,但其足迹波动较大,介于1%—30%之间;草地人均生态足迹仅占生态承载力的5%左右,水域人均生态足迹占生态承载力的比例可忽略不计。     

基于弹性系数的江苏省能源生态足迹影响因素分析

在核算1985—2006年江苏省能源生态足迹的基础上,采用弹性系数方法,对江苏省能源生态足迹的影响因素进行分析和评价,包括不同影响因素的作用程度高低、不同时期主要及次要影响因素的变动等。这对促进江苏省能源与社会、经济和生态的协调发展,具有重要意义。研究结果显示:不同时期,影响江苏省能源生态足迹的主导因素不同。2003年以前,江苏省分别经历了主导因素变动、耕地因素主导和人口因素主导3个时期;2003年以后,全省第二产业比重反弹,第二产业比重偏大,产业结构不合理,成为目前促进江苏省能源生态足迹提高的主导因素。同时在2003年以后,江苏省城市化水平的迅速提高(2005年已达50%)和全省能源技术效率的下降(单位GDP能耗由0.78反弹至0.89tce/万元),这些次要因素也推动了江苏省能源生态足迹的提高。     

基于全球净初级生产力的能源足迹计算方法

净初级生产力是当前生态足迹改进研究的重要突破口。针对传统能源足迹存在着忽略多数土地的碳吸收贡献、碳吸收能力界定不清等不足,提出了基于全球平均净初级生产力的能源足迹计算方法。结果表明:单位质量能源的生态足迹空间构成中,前3位依次为海洋、林地和草地,分别占28.32%、27.25%、21.77%。单位空间占用面积的能源热值由高至低依次为电力、气态、液态和固态能源,分别达2.11×106—9.76×107、108—116、88—99、68—72 GJ/hm2。对各类能源生态影响的判断均较传统方法乐观,这是综合考虑全球各类土地和水体碳吸收贡献的结果。基于全球净初级生产力的能源足迹反映了能源消费的空间占用平均水平,有助于提高评价结果的真实性与准确性。     

中国能源足迹增长波动的驱动因子分析

基于生态足迹方法计算了中国1953～2006年的人均能源足迹,利用经验模态分解(empirical mode decomposition, EMD)方法提取其增长的波动周期,利用因子分析方法探讨了不同时间尺度下驱动中国人均能源足迹增长的主要因子.结果发现:(1)53a来,中国人均能源足迹在波动中不断增长,人均能源足迹年增长率存在准4a、准13a、准17a和准27a 4个主要波动周期;(2)对与中国能源足迹波动高度相关的37个影响因子在IMF1、IMF2、IMF3 3个主要尺度下的因子分析发现,人均GDP增长率、轻工业产值增长率、第二产业增长率、工业增长率、工业总产值增长率、社会消费品零售增长率、资本形成总额增长率、重工业产值增长率、第三产业增长率、建筑业增长率、交通运输仓储增长率等是3个尺度下共同的第1影响因子.据此,建议中国的能源政策制定者更应关注稳定经济增长、优化产业结构、调整国内石油开采、提高交通运输效益等.     

纸张生态足迹

自1960年代以来,由于废纸浆在全球造纸浆中比例不断提高,原有的纸张生态足迹计算方法--以原木浆纸的木材消耗量为计算基础--需要改进.通过分析纸浆结构的变化、纸浆与纸的关系、纸浆耗木量、废纸成浆率等,定量地表征了废纸回收对纸张木材消耗的影响,得出1t纸消耗的木材应为3.879 m3而略小于原来的4 m3的结论.在此基础上,重新计算纸张的生态足迹,得出1t纸的生态足迹为2.569 hm2森林.     

基于生态足迹的大学食堂餐具生态影响分析

以生态足迹为定量分析方法,以广州大学食堂为例,分析计算了一次性餐具和公用餐具对生态环境的影响,并比较分析了各种型号的餐具生态足迹.分析了一次性餐具和公用餐具生产过程中的原料消耗及能耗.广州大学食堂所用的餐具主要为塑料制餐具、不锈钢餐具、木制和竹制筷子.消耗的资源主要为钢铁、乙烯、木材和竹材等,可归于化石能源地足迹和林地足迹.调查了公用餐具洗涤过程中的资源消耗,主要为洗涤过程中的水电消耗以及废水处理能耗,可归于化石能源地足迹和可耕地足迹.最后结合学校食堂餐具的使用方案,计算了一次性餐具和公用餐具(以1a为限)的生态足迹.研究表明,公用餐具组合的足迹为3.7236×10-3gm2(全球平方米,记为gm2),使用竹筷的一次性餐具组合足迹为2.2085×10-2 gm2,使用木筷一次性餐具组合足迹为9.3781×10-2gm2.公用餐具足迹是一次性餐具的3.97%～16.8%.此外,由于竹筷的足迹是木筷23.55%,因此使用竹筷能大大降低一次性餐具对生态的影响.     

中国单位畜牧产品生态足迹分析

中国畜牧业生产以农户散养为主要生产方式,一方面,它的工业化程度远低于发达国家,另一方面,又比其他发展中国家生产得更为精细.因此在计算单位畜牧产品生态足迹这一畜牧业生态影响评价中的重要参数时,必须考虑到我国牲畜口粮的特点.分析了我国牲畜口粮的成分,据此确定猪肉、禽肉和禽蛋足迹主要来自饲料中粮食,而牛肉、羊肉和牛奶足迹则来自草料和饲料中粮食.基于我国单位畜牧产品耗粮量和草地平均产肉产奶量,计算各种单位畜牧产品的生态足迹.结果表明,1kg禽肉足迹为7.6687gm2(全球平方m2,记作gm2)、禽蛋足迹为8.0106gm2、猪肉足迹为9.7859gm2或11.7326gm2、牛肉足迹为139.704gm2、羊肉足迹为232.0662gm2和牛奶足迹为37.2368 gm2.将计算结果与世界自然基金会(World Wildlife Fund,简称WWF)的结果进行了对比分析,并从料肉比、役畜、牲畜食草量和居民饮食结构等几个方面分析了二者之间差异的原因.     

基于投入产出分析的中国生态足迹模型

基于投入产出分析技术的生态足迹（EF）核算模型是目前国际生态承载力研究的热点模型之一。在已有研究的基础上,引入土地利用差异转化系数（某类土地利用的产量因子与其均衡因子的乘积）改进模型,以保证投入产出表的行、列组分加和操作的有效性。研究以货币型投入产出表为基础核算中国1997年的EF,分析表明：（1）1997年中国为EF净出口国,人均EF贸易逆差0．050hm^2,占生产包含足迹的3．4％;（2）最终使用的人均EF为1．435hm^2（能源足迹占45．1％）,其中,2／3缘于居民消费,另1／3缘于资本形成;（3）第一、二、三产业包含的人均EF依次为0．499、0．721hm^2和0．183hm^2。其中,第一产业以直接占用生态空间为主,而第二、三产业以间接占用为主,如第二产业的隐藏性非能源足迹是其直接值的140余倍;（4）三大产业部门中,第三产业最终产品消费的EF最小,人均0．183hm^2,而其土地利用的经济效率最高,为0．898万元hm^-2。实践表明基于投入产出分析的EF模型不仅承袭了EF基本模型的优点,而且结构性能好,能同时识别社会各生产和消费部门的生态压力及其在不同部门之间的流转情况,并可有效避免足迹组分的重复计算。     

生态足迹与生态承载力非线性动力学分析

考虑到进出口贸易对区域（国家）生态足迹和生态承载力产生的重要影响,基于生态足迹模型理论建立了生态足迹、生态承载力和对外贸易三者之间的非线性动力学模型。研究结果表明：（1）区域平衡态的生态足迹和生态承载力成线性关系,在某种程度上与Mathis Wackemagel的论证相吻合;（2）区域最大生态承载力增大将导致平衡态的生态足迹和生态承载力增大,通过保护环境、控制建设用地、加强土地整理等增加各类生态生产性土地面积（耕地、牧草地、林地、水域等）,通过科技、资金投入、管理等提高地方单产,不仅能提高生态承载力,还直接关系到生态足迹的大小;（3）一个区域或国家要实现人口、经济、资源的可持续发展。必须确保区域单位贸易的生态足迹大于其最大生态承载力与最大生态足迹的比值。尽量多进口自然资源性的初级生物产品,少进口高附加值的技术性产品和“奢侈性”消费品（如小汽车）;出口自然资源性的初级生物产品。实际上是在出口生态承载力,应多出口人力资源、科技、管理、教育等隐形的社会资源。（4）进一步揭示了贸易结构合理、自主创新对区域可持续发展的重要性。     

中国34个省级行政区三维生态足迹动态研究

当前中国正处于生态文明建设的关键时期,东西部环境资源不均衡的格局日益加剧,限制了区域社会经济的可持续发展。基于资源、社会经济统计数据,利用三维生态足迹模型对中国34个省级行政区进行动态研究,细化不同类型土地的均衡因子与产量因子,刻画2009—2016年人均生态足迹广度、生态足迹深度的时空特征,并探讨分析省域间的资本利用格局及其社会经济影响因素。主要结论如下：人均生态足迹广度在省域间差异较大,且生态足迹深度均已超过自然原长1.00;足迹广度在研究期间呈先降后升趋势,最高值为西藏的10.87—12.35 hm2/cap,最小值为澳门的0.02 hm2/cap;且资本流量占用率并不充足,广西与上海分别仅为47.68%—67.34%、66.31%—68.88%。香港、澳门、宁夏的足迹深度远高于中国均值,分别为19.24—26.02、8.60—10.88、4.60—7.46,最小值为西藏（1.64—1.79）,其中耕地、化石能源用地的生态赤字贡献率最高,而林地则为生态盈余状态。将各省自然资本利用格局聚类分为4类并通过ArcGIS进行空间分析。基于改进的三维生态足迹模型并系统性地应用于中国34个省域,本研究定量化各省的自然资本利用格局,可为中国区域间资源配置、政策制定提供基础数据支撑及环境决策参考。