基于生态足迹模型的淮北市自然资本利用研究

流量资本和存量资本是构成自然资本的两个要素, 核算自然资本是合理利用自然资源的前提。从人均足迹广度和人均足迹深度着手, 引入生态压力指数、资本流量占用率、存量流量利用比、万元GDP生态足迹、生态系统多样性指数、生态经济系统发展能力指数和生态适度人口7个指标, 定量分析2010—2016年淮北市对资本要素的占用情况以及生态系统的发展能力。结果表明: 淮北市在7年间, 人均三维生态足迹整体呈增加趋势, 由2010年的4.17524 ha·cap–1增至2016年的5.17289 ha·cap–1; 人均生态承载力保持在0.21000 ha·cap–1左右的水平; 足迹深度由2010年的1.91949波动下降至2016年的1.75738, 足迹广度处在0.15500—0.16900 ha·cap–1之间。尽管淮北市资源利用的效率较高、发展潜力大, 但7年间一直消耗资本存量, 生态系统处极不安全状态, 土地利用极不公平, 人口数严重超标, 淮北市资源、环境与发展需求之间的矛盾巨大。促进淮北市可持续发展要求合理规划土地、开展植树造林工程、提高农业科技水平; 倡导节约型生产和消费模式、优化产业结构、加强环保宣传力度。     

广东省2000—2012 年生态足迹分析

运用生态足迹的计算方法对广东省2000—2012 年的生态足迹和生态承载力进行了分析, 并且用ARIMA 模型对2013—2020 年的生态足迹变化趋势进行了预测。结果表明: 2000—2012 年, 广东省人均生态足迹呈现上升趋势, 人均生态足迹由2000 年的0.8158 ghm2·cap–1 增加到2012 年的1.1784 ghm2·cap–1; 人均生态承载力呈现逐渐下降的趋势, 由2000年的0.3748 ghm²·cap^–1 下降到2012 年的0.3122 ghm²·cap^–1; 人均生态赤字由2000 年的0.4410ghm²·cap^–1 增加到2012 年的0.8662ghm²·cap^–1; 万元GDP 生态足迹由2000 年的0.6631 ghm²·mil^–1 下降到2012 年的0.1783 ghm²·mil^–1。2000—2012年人均生态足迹均大于人均生态承载力, 广东省生态经济系统处于不可持续发展状态。预测显示2013—2020 年的人均生态足迹由1.1850ghm²·cap^–1 增加到1.2222ghm²·cap^–1, 人均生态赤字由0.8763ghm²·cap^–1 增加到0.9368ghm²·cap^–1。针对广东省的生态现状, 从优化产业内部结构, 合理利用土地资源, 转变经济发展方式等方面提出了减少人均生态足迹消耗的政策和建议。     

环长株潭次级城市群生态足迹变化与经济脱钩研究

生态保护和经济发展是辩证统一关系, 自然资源开发强度过大会限制城市群经济的可持续发展。为明晰环长株潭次级城市群的自然资源开发强度和经济之间的关系, 采用三维生态足迹模型、Tapio弹性脱钩模型和ArcGIS空间分析法对2009—2018年环长株潭次级城市群的生态足迹时空特征、脱钩状态进行定量定性研究。结果表明: 2009—2018年间, 研究区人均生态足迹量整体经历了“上升-下降”趋势, 人均生态足迹深度远远超出生态足迹广度, 各城市足迹深度、广度空间分异显著, 以消耗自然资本存量来促进经济发展是主要的发展模式; 耕地和化石能源用地是主要的足迹来源, 娄底市是人均生态足迹最高的城市; 城市群人均生态足迹与经济脱钩关系主要为强脱钩和弱脱钩, 各城市之间脱钩状态差异较大, 城市群处于环境压力缓慢增长的状态。研究结果可为环长株潭次级城市群进行“生态足迹—经济发展”宏观调控提供有益参考。     

2005—2014 年疏勒河流域土地生态安全评价

针对疏勒河流域生态环境脆弱、人地矛盾突出的特点, 采用“环境-经济-社会(EES)”模型, 建立疏勒河流域土地生态安全评价指标体系, 构建土地生态安全评价的熵权物元模型, 对疏勒河流域2005—2014 年土地生态安全状况进行评价研究, 并利用主成分分析法定量研究疏勒河流域土地生态安全的限制因子。结果表明: 2005—2014 年疏勒河流域土地生态安全还存在着恶化风险, 2005—2007 年风险降低, 2007—2008 年风险小幅增加, 2008—2009 年风险降低, 2009—2013 年风险大幅增加, 2013—2014 年风险有所降低; 发展方向表现为“不安全→安全”的阶梯式上升趋势, 其中, 2005—2007 年土地生态安全状态为“不安全”, 2008—2009 年安全状态为“临界安全”, 2010—2011 年安全状态为“较安全”, 2012—2014 年安全状态为“安全”; 制约2005—2014 年疏勒河流域土地生态安全水平提升的关键因子分别是人均耕地面积、森林覆盖率、人均水资源量、产水模数、第三产业产值与GDP 占比和耗水率, 其中, 森林覆盖率和产水模数影响最大, 主成分荷载达0.973和0.968。研究结果以期为疏勒河流域土地生态治理决策和人地关系和谐可持续发展提供科学依据。     

基于生态足迹理论的欠发达民族山区生态安全动态研究——以四川凉山彝族自治州为例

应用生态足迹的方法, 引入生态压力指数, 从时间序列的角度对凉山州的生态安全进行分析。结果表明:2004-2011 年, 凉山州人均生态足迹由2004 年的0.50666 hm2⋅cap–1, 增加到2011 年的0.59346 hm2⋅cap–1; 人均生态承载力从2004 年的 0.87343 hm2⋅cap–1, 降低到2011 年的0.71770 hm2⋅cap–1; 生态盈余值不断降低; 生态安全状态由安全状态恶化为过渡状态。论文最后探讨了凉山州要确保生态安全, 实现可持续发展需努力的方向。     

新疆阿克苏河流域土地生态安全预警演变与时空格局分析

基于改进的NES—PSR模型建立预警指标体系, 并结合GIS技术平台, 分析了阿克苏河流域1999—2018年土地生态安全警情格局变化和区域差异特征, 最后运用障碍度模型探索其障碍因子。结果表明: (1)生态安全状况总体呈变好趋势。土地生态安全级别由“较不安全”提高至“较安全”, 警度亦由“重警”降至“轻警”。(2)生态安全格局差异明显。研究期间流域生态安全高水平区呈东部—西部—南部—北部顺序变化的空间演变特征。(3)生态环境改善是一个循序渐进的过程。流域依然处于“轻警”和“较安全”状态, 流域内生态环境改善任重道远。(4)影响阿克苏河流域土地生态安全的障碍因子是多方面的。工业废水排放达标率、造林面积占地区面积比重、环境污染治理投资占新疆GDP比重、水利环境和公共管理设施业投资是影响流域生态安全改善的主要障碍因子。研究结果可能为阿克苏河流域土地生态安全改善及资源可持续利用提供科学参考。     

基于本土参数的流域生态足迹评估与不确定分析

产量因子和均衡因子是生态足迹模型的关键参数,评估其取值的不确定性对完善生态足迹核算模型具有重要意义。以牛栏江流域为例,应用生态足迹模型评估了2014年整个流域及流域内11个区县的生态足迹与生态承载力,通过计算本土产量因子并与国内外常用值对比,进行流域生态足迹不确定性分析。研究结果表明:2014年牛栏江流域生态足迹为3521404 ghm~2(全球公顷),可利用生物承载力为2338535 ghm~2,处于不可持续发展状态,其中官渡区生态超载率最高。不同研究中均衡因子、产量因子取值差异较大,其中耕地的均衡因子最大值是最小值的4.16倍,草地的产量因子最大值是最小值的4.16倍;采用均衡因子和产量因子最大值计算所得流域生态足迹、生态承载力,生态赤字分别是最小值的2.5倍、3.9倍、1.4倍。由于牛栏江流域特殊的气候和地形以及畜牧业、渔业发展程度低,因此计算生态足迹时需要进行详细的分类,不能简单的采用全球及全国的因子。     

福州市旅游生态足迹动态

基于生态足迹的理论,分析了城市旅游生态足迹的概念内涵、测算依据和计算方法。从旅游者消费结构特征出发,将城市旅游生态足迹模型分为旅游交通、餐饮、住宿、购物、游览、娱乐等6个子模型,并对1996年、2001年和2006年福建省福州市的旅游生态足迹分别进行了测评,计算出1996年、2001年和2006年福州市的人均均衡旅游生态足迹分别为0.053550、0.039537hm2和0.042167hm2。实证分析结果表明:(1)人均旅游生态足迹与游客量并不一定呈正相关关系;(2)影响城市旅游生态足迹总体变化的关键因子主要有旅游流的数量与方式、旅游者的消费水平和结构、旅游者的空间行为和旅游目的地(景区)的利用与经营发展水平等因素;(3)旅游饭店的能源生态消费实际上比建筑生态消费大,但随着旅游业的发展和游客需求的变化,特别是对高星级饭店需求的增加,这种规律有弱化的趋势;(4)旅游交通生态足迹一直是各年旅游生态占用中最大的部分,并且有逐步增大的趋势,倡导交通工具的合理选择与安排,是减少旅游生态占用,实现城市旅游可持续发展的最有效途径;(5)2006年福州市旅游者人均均衡旅游生态足迹是当地人均生态足迹的10.59倍,超过当地生态承载力的26.41倍,城市旅游活动是一种对自然资源需求和消耗较高的生活方式。     

基于DPSIR-GM(1,1)模型的甘肃省生态安全评价与预测

生态环境质量的综合评价是实现经济社会与自然环境协调发展的重要前提。以甘肃省为研究区域, 基于“驱动力—压力—状态—影响—响应”(DPSIR)概念模型, 构建生态安全评价指标体系, 运用灰色关联改进理想解(TOPSIS)的评价方法, 对甘肃省生态安全状况进行综合评价, 并采用灰色预测模型对2019—2023年甘肃省生态安全的发展前景进行分析。结果表明: 甘肃省2009—2018年生态安全状况总体呈现上升趋势, 安全等级从敏感上升至一般; 驱动力、压力及影响指标有波动下降的趋势, 状态及响应指标值逐年上升; 甘肃省2019—2023年的生态安全综合指数从0.7274增长至0.9463, 达到安全状态。     

旅游废弃物生态影响评价——以九寨沟、黄山风景区为例

从旅游生态系统物质与能量循环的特点出发,提出旅游废弃物的概念,构建基于生态足迹的旅游废弃物生态影响评价模型,并以九寨沟、黄山风景区为例进行实证比较研究.研究结果表明:(1)2004年九寨沟旅游废弃物生态足迹总量为46960.5678hm2,是黄山总量22331.4490hm2的2.1倍,人均0.024560966hm2是黄山人均0.01394088 hm2的1.76倍.(2)显性生态因子的废水、粪便、固体垃圾、废弃物处理设施的生态足迹很小,4类合计仅占总量的0.16%(九寨沟)与0.3%(黄山),而隐性生态因子CO2排放的生态足迹则占总量的99.84%(九寨沟)与99.70%(黄山).(3)2004年九寨沟与黄山旅游业的CO2排放量分别高达309455.66t与146947.84t,游客人均CO2排放量分别为161.85kg、91.74kg,旅游业的CO2排放对全球气候变化与生态影响的特征明显.(4)旅游废弃物生态足迹中游客占1%,居民占0.26%,而相关企业(交通、饭店)占98.74%.(5)旅游废弃物对九寨沟风景区、成都-九寨沟沿途区域、成都—九寨沟沿途区域以外地区不同空间尺度的生态影响分别为1.26%、34.8%、63.94%;对黄山风景区、黄山市区域、黄山市区域以外地区的生态影响分别为14.6%、31.97%、53.43%.(6)2004年九寨沟、黄山旅游业的生态效率分别为2.53kgCO2-e/US$、1.67kgCO2-e/US$,生态效率值偏大,对生态环境的影响深远.(7)由于风景区规模、性质、游客构成以及游客选择交通工具的差异,旅游废弃物对不同旅游地生态影响的程度与方向不同,而降低游客规模、缩短旅行距离、减少飞机旅行方式等是降低旅游废弃物生态影响的关键.     

基于改进三维生态足迹的沈阳市自然资本动态

利用改进后的三维生态足迹模型,对沈阳市1995—2014年自然资本动态变化趋势进行分析.结果表明: 1995—2014年,沈阳市人均生态承载力整体呈小幅波动,人均生态足迹、人均生态赤字、人均足迹广度和足迹深度整体上呈波动式增加;足迹广度和足迹深度的变化率逐渐趋向稳定;耕地自然资本利用从2004年开始由资本流量过渡为资本存量,资本存量取代资本流量成为区域耕地自然资源需要的来源,且存量流量利用比逐渐增大;林地一直在利用资本流量,资本流量占用率基本保持不变;草地和水域一直在利用资本存量,且存量流量利用比逐渐增大;沈阳市的发展处于不可持续状态.协调好自然资本存量消耗与存量流量利用之间的关系是实现沈阳市可持续发展的关键途径之一.可通过开发新能源、合理规划土地和提高土地利用率来减少对自然资本的消耗,同时加强对生态环境的保护,以实现沈阳市的可持续发展.     

基于生态系统服务价值的生态足迹模型均衡因子及产量因子测算

均衡因子和产量因子是生态足迹模型中的关键参数,现有的测算方法多根据物质生产和消费实现,忽略生态系统提供服务的能力。本研究提出基于生态系统服务价值的均衡因子和产量因子测算方法,并以1990、2005和2015年北京市门头沟区为例,研究生态涵养发展区生态承载力,并与通用因子计算结果对比。结果表明:(1)基于生态系统服务价值获取的均衡因子:水域林地耕地。水域均衡因子最高,平均值达到8.37。耕地均衡因子最低,平均值仅为0.24。林地均衡因子高于耕地,均衡因子平均值为0.71。说明该方法较好的表现了不同生态系统提供生态服务能力的差异;(2)基于该研究方法获取的不同生态系统的产量因子接近:耕地林地水域,均值分别为0.90,0.87和0.86,且呈逐年递减趋势;(3) 1990年到2015年,门头沟区生态承载力先降低后提高,生态足迹先提高,再降低,2005年出现生态赤字,其森林、耕地和区域生态承载力与生态足迹小于通用因子生态足迹模型结果,水域生态承载力和生态足迹高于通用因子生态足迹模型结果。与通用因子相比,基于生态系统服务价值的均衡因子和产量因子更好的体现了研究区内各类生态系统生态服务的承载力。     

退耕还林还草工程对干旱区内陆河流域生态系统服务的影响

探讨人类活动尤其是大型工程、政策对生态系统服务的影响是国际上地理学和生态学研究的前沿与热点领域。利用土地利用数据、气象数据、遥感数据等, 结合InVEST产水量模型、CASA模型和RUSLE模型, 对石羊河流域退耕还林还草工程实施期间的生态系统产水、净初级产品生产和土壤保持服务进行精准测度, 分析其演变特征, 并进一步细化对比了工程实施区与非工程实施区生态系统服务变化的差异。结果表明: (1)石羊河流域退耕还林还草工程实施期间(2000—2015年), 林、草地面积有所增加, 耕地和未利用地面积有所减少; 面积变化比例最大的土地转化类型为“未利用地—草地”、“未利用地—林地”、“耕地—草地”和“耕地—林地”。(2)石羊河流域在退耕还林还草工程实施期间整体生态系统产水服务和土壤保持服务有不同程度衰退, 但是NPP有较为明显增加; 各服务在空间分布上具有一致性, 均呈现出南高北低, 由西南向东北阶梯递减的趋势。(3)石羊河流域“退耕区”产水、NPP和土壤保持总量和平均量均呈现出明显的增加趋势, 而“非退耕区”除了NPP总量和平均量有所增加以外, 其余两类服务均有不同程度的减少; 各退耕模式中, “荒地造林”区对各类服务的提升最为明显, “退耕还林”区产水总量和平均量均有所减少。     

东北粮食主产区耕地生态安全的时空格局及障碍因子——以吉林省为例

针对东北粮食主产区耕地生态安全状况,以吉林省48个县域为研究对象,构建基于PSR-EES模型的耕地生态安全评价指标体系,综合运用改进的TOPSIS模型、马尔可夫链模型、GIS空间分析方法和障碍度模型对1995-2011年吉林省耕地生态安全时空格局以及障碍因子进行分析.结果表明： 1995-2011年,吉林省耕地生态安全综合指数呈波动上升趋势,耕地生态安全等级从敏感级提高到一般安全级;各县域耕地生态安全水平存在“俱乐部趋同”现象,且空间分布格局差异趋于扩大,“两极分化”趋势日益显著,敏感级和临界安全级由带状趋于分散分布,一般安全级和比较安全级由分散趋于集中成片分布,安全级分布比较零散,耕地生态安全等级水平不稳定趋势越来越明显;农民人均纯收入、经济密度、环境保护投资总额占GDP比重、机耕程度、工业固体废物综合利用率是影响吉林省耕地生态安全水平的主要障碍因子.     

喀斯特山区“三生”功能时空演变及驱动机制——以贵州省为例

“三生”功能是指生产、生活和生态功能所提供的产品或服务, 其功能分异可为国土空间规划提供科学指导。以贵州省88个县域单元为研究对象, 运用数理统计、ArcGIS空间分析和地理探测器系统探究喀斯特山区“三生”功能时空演变特征与内在驱动机制。结果表明: ①2000—2018年各县域“三生”功能综合指数均呈现不同程度的下降趋势, 其中生产、生活、生态功能指数分别下降18%、38%、6%; ②生产、生活、生态功能高值区分别主要位于西部和北部、中西部、东部地区, “三生”功能空间分异格局主要源于生产和生态功能变化; ③“三生”功能时空演变的主导因子是第三产业生产总值、交通运输用地和人均可支配收入。研究成果可为喀斯特山区乡村振兴、区域高质量发展提供科学依据和决策参考。     

长三角城市群2010 年生态足迹与生态承载力分析

可持续能力是城市可持续发展的条件和基础, 生态足迹与生态承载力分析是评价城市可持续能力的重要手段。论文以长三角城市群26 座城市为研究对象, 依据2010 年统计数据和土地利用数据, 应用生态足迹法计算并比较了26 市的生态足迹、生态承载力与生态赤字。通过层次聚类法分析不同城市存在的不同问题, 发掘协同合作的方向。研究结果表明: 2010 年长三角城市群平均人均生态足迹为3.5302 hm²·人^-1, 最高城市为马鞍山, 最低城市为芜湖。空间上人均生态足迹较高的地区呈“三角形”分布, 根据不同类型生态足迹的构成可将26 市划分为5 大类, I: 能源高消耗型, II: 能源与水域高消耗型, III: 耕地高消耗型, IV: 耕地低消耗型, V: 消耗均衡型; 长三角城市群平均人均生态承载力为0.4906 hm²·人^-1, 最高城市为池州, 最低城市为上海。空间上人均生态承载力由低到高呈“扇形”分布, 根据不同类型生态承载力的构成可将26 市划分为4 大类, I: 自然资源丰富型, II: 建设用地丰富型, III: 建设用地和自然资源丰富型, IV: 资源匮乏型; 长三角26 市所有城市均存在生态赤字, 平均人均生态赤字为3.0396 hm²·人^-1, 最高城市为马鞍山, 最低城市为芜湖。空间上呈沿海城市向内陆城市递减分布, 根据不同类型生态赤字的构成可将26 市划分为6 大类, I: 能源问题突出型, II: 能源与水域问题突出型, III: 耕地短缺突出型, IV: 建设用地短缺突出型, V: 短缺均一型, VI: 可持续发展型。我们旨在为制定长三角城市群可持续发展方向和目标提供理论支持。     

基于消费—产出账户分类的开放系统生态足迹研究及应用

针对现有生态足迹模型缺乏系统的区域生态可持续程度分级标准和区域生态产出状态判别标准的问题, 文章基于“消费—产出”账户分类的方法, 建立并整合生态可持续程度分级指标与生态产出状态判别标准, 构建适用于开放系统的生态足迹模型, 并以临湘市2005—2013发展状况为例开展实证分析。结果表明: (1)改进后的生态足迹模型较传统生态足迹模型和区域生态可持续判别准则在区域生态可持续性评价中的结果更具可比性和完整性。(2)临湘市总体生态承载潜力得到充分释放, 产出效率较高, 可出口生态生产性土地, 但后期部分乡镇由于土地利用强度过大, 土地质量下降, 抑制了生态产出效率的提升。(3)北部江湖平原区各乡镇的可持续利用程度相对最高, 而处于中心城区的乡镇消费足迹增长过快, 出现不可持续状态。(4)临湘市耕地、牧草地和水域处于可持续利用状态, 但后期由于盲目增加产出, 出现地力下降、生态失衡等问题。     

营口海岸带土地利用及景观格局35年变化

营口沿海产业基地是“兴辽计划”和振兴东北的重要支点, 其经济发展与海岸带变迁的耦合机制亟需海岸带土地利用和景观格局的变化足迹, 以便深入理解海岸城市与经济发展协同演进过程。以面向对象的分类器为主辅以人工解译, 提取营口海岸带1984—2018年间30m土地利用信息, 采用土地转移矩阵和景观格局指数分析土地利用和景观格局变化趋势, 通过主成分分析法探讨诱发变化的关键驱动因素。结果表明: (1) 土地利用类型1984—1992年以耕地和盐田变化为主发展到1993—2006年建设用地激增的趋势, 具有从农耕为主到城市化的鲜明时代特征; (2) 土地利用类型间的逐年转化程度各不相同, 其中1993—1995年、2006—2007年、2011—2015年耕地和低效盐田向建设用地的转入最为突出; (3) 景观格局总体上斑块趋于分散, 2004年后破碎化加剧, 并呈现以建设用地和耕地为区域基质, 其他景观周围分布的模式; (4) 人口和经济政策因素在营口市海岸带土地利用方式转变过程中具有明显驱动效应。尤其“以港兴市”、耕地占补平衡、沿海产业基地建设等政策驱动当地土地利用倾向性的变化方向。合理调整土地利用结构, 优化景观布局, 充分利用沿海地理优势的同时更应着眼于可持续发展, 致力经济、社会和生态效益相统一。     

中国1961~2005年人均生态足迹变化

以小波变换技术为基础,对中国1961～2005年人均生态足迹波动的突变时间及影响因素进行了多时间尺度分析.研究结果表明:(1)44a来,中国人均生态足迹波动具有明显的3、7a和23a的特征时间尺度和相应的周期性振荡特征,其中23a周期尤为显著;(2)比较3种尺度下的突变点发现,1966年、1979年、1988年、1996年、2000年和2004年为共同的突变点,说明这5a突变强烈,反映了波动的主要特征;(3)对主要突变点的成因分析发现,中国人均生态足迹的波动主要由于政策因素和经济因素驱动所致,科技因素和自然因素也有影响;(4)综合3、7a和23a 3个时间尺度上小波系数的演变趋势发现,中国人均生态足迹在未来几年会有所下降,可持续发展形势会有所好转.     

基于改进生态足迹模型的可持续发展评价——以北疆为例

生态足迹评价体系,可以在一定程度上刻画区域社会经济发展对当地生态环境产生的影响,当前可持续发展研究的难点之一,便是如何更加真实的体现这种影响。立足于传统生态足迹模型,采用“一年一区一值”的参数方案计算区域当年均衡因子与产量因子,结合土地利用转移矩阵和建设用地流入量改进建设用地足迹算法,对北疆地区2005年、2010年、2015年、2018年生态足迹及生态承载力进行测度,并结合相关指数对研究区发展的可持续性进行评价。结果表明：(1)北疆生态足迹增涨3.5倍,且以能源增长为主导,生物生产性足迹贡献率大幅下降;人均生态足迹增长3.4倍,工业型城市生态足迹增长率及人均生态足迹增长率均高于其他类型城市。(2)研究区生态承载力呈现上升态势,除水域和草地外,其他地类承载力均呈上升态势,昌吉州与阿勒泰地区的总体承载力及人均承载力均呈下降态势。(3)北疆生态利用效率上涨1.32倍,各行政单元呈现农业及服务业型城市生态利用效率上升、工业型城市生态利用效率降低的态势,表明工业型城市生态足迹增速远高于经济增速。(4)各行政单元呈现生态赤字状态且不断加剧,总体及人均增速都呈现工业型>农业型>服务业型...