基于生态足迹的大型水电工程建设生态补偿标准评价模型——以三峡工程为例

生态足迹作为重要的生态环境指标,已被广泛应用于可持续性分析中,但在生态补偿领域应用的较少。运用生态足迹思想,构建了6类大型水电工程建设的生态供给足迹与生态需求足迹模型,以此为基础,确立了大型水电工程建设的生态补偿标准评价模型;并进行了三峡工程案例研究。结果表明:(1)三峡工程建设6项正面影响的生态供给足迹为949.96×104hm2/a,换算成总经济价值为619.18×108元/a;三峡工程建设9项负面影响的生态需求足迹为188.98×104hm2/a,换算成总经济损失为123.18×108元/a。(2)发电产品、调蓄洪水和发电环境效益是三峡工程的主要正面影响,三者经济价值占总经济价值的95.06%;水库泥沙淤积和水库淹没是三峡工程的主要负面影响,两者经济损失占总经济损失的85.56%。(3)三峡工程建设的生态补偿标准为123.18×108元/a,水电开发业主、中央政府和地方政府是主要的生态补偿主体,两者承担了95.06%的生态补偿标准额度;河流生态系统和移民是主要的生态补偿对象,两者获得了91.39%的生态补偿额度。通过对比分析发现,构建的模型在三峡工程案例中得到了很好的验证。     

区域生态足迹盈亏测算及其空间特征——以江苏省为例

生态足迹分析法能够通过计算生物生产性土地和水域的产量,估算人类对自然资本的消耗和自然资本的供给情况,进而对区域发展的可持续发展状态进行定量评估。论文在改进国家公顷生态足迹模型的基础上,对江苏省及其13个地级市生态足迹盈亏进行测算,进而揭示其空间演化特征。研究结果表明:(1)2015年江苏省的人均生态足迹为1.7890 hm2/人,人均生态承载力为0.2991 hm2/人,生态赤字为-1.4899 hm2/人,万元GDP生态足迹为0.2033 hm2/万元;(2)地级市中,人均生态足迹上,常州市最高为2.9317 hm2/人,宿迁市最低为1.7348 hm2/人;人均生态承载力上,盐城市最高为0.6111 hm2/人,苏州市最低为0.0812 hm2/人;人均生态赤字上,常州市最高为-2.8115 hm2/人,盐城市最低为-1.1503 hm2/人;万元GDP生态足迹上,宿迁市最高为0.3956 hm2/万元,无锡市最低为0.1651 hm2/万元;(3)江苏省及其苏南、苏中地区的人均建筑用地生态足迹和化石能源用地生态足迹所占比例较大,苏北地区人均耕地生态足迹和草地生态足迹所占比例较大;(4)人均生态足迹和生态赤字在空间分布上较为一致,呈现出南高北低的特征,而人均生态承载力呈现北高南低的分布特征;万元GDP生态足迹空间分布北高南低,整体上与人均地区生产总值成反比。研究结果能够为江苏省区域协调发展、生态文明建设提供理论指导和定量参考。     

水泥生态足迹计算方法

用生态足迹的成分分析方法首次计算了中国水泥生产的生态足迹,推导出水泥制造业CO2的单位排放量(排放强度)经验公式,水泥制造业CO2的单位排放量与水泥制造业的单位综合能耗呈线性关系,降低单位综合能耗就可降低CO2的单位排放量,进而减小水泥的生态足迹.中国水泥制造业的生态足迹由2000年的1.57×108hm2,增加到2006年的2.61×108hm2,年均增长8.81%,但低于水泥产量的年均增长速度(12.91%),特别是2004年以来,水泥制造业总的生态足迹增长率明显低于水泥总产量的增长率.单位水泥产量的生态足迹呈下降趋势,由2000年的0.2632hm2/t,减少到2006年的0.2109hm2/t.这说明,中国在水泥行业大力开展的节能减排的效果已经显现.从足迹的构成看,排放CO2和氮氧化物的生态足迹占绝对比重(超过90%),这主要是因为水泥制造业是高能耗行业,要减小水泥的生态足迹,必须降低水泥制造业的能耗水平.     

基于旅游生态足迹模型的西安市旅游可持续发展评估

基于生态足迹模型、结合旅游者的生态消费及结构特征,将旅游生态足迹引入区域旅游可持续发展评估,阐述了旅游生态足迹的概念,并构建了旅游交通、住宿、餐饮、购物、游览等旅游生态足迹计算子模型。以西安市作为实证研究对象,计算分析了2004年西安市游客的旅游生态足迹。研究结果表明:2004年西安市游客的人均旅游生态足迹为0.1194hm2,人均旅游生态承载力为0.0198hm2,人均旅游生态赤字达0.0996hm2,反映出西安市的旅游业处于"不可持续发展状态",因此必须采取有效措施,合理利用生态资源,才能保证旅游业持续发展。     

海岛型旅游目的地生态补偿标准方法体系的构建与应用

海岛旅游可持续发展问题是学术界关注的焦点。但是,目前很少有涉及海岛旅游生态补偿方面的研究成果,这不利于对海岛旅游地的保护和恢复政策的制定。以生态补偿相关理论为基础,构建了一种由界定空间尺度、建立狭义生态补偿标准与广义生态补偿标准物质量核算体系、构建狭义生态补偿标准与广义生态补偿标准物质量评价模型和价值量评价模型、设计狭义生态补偿标准与广义生态补偿标准分摊方案等组成的海岛型旅游目的地生态补偿标准研究的方法体系;并进行了舟山市普陀区案例应用。结果表明:(1)2008年,舟山市普陀区旅游目的地的狭义生态补偿标准为687.2552×104元,广义生态补偿标准为6656.5528×104元;分摊次序Ⅱ阶段的生态补偿标准为687.2552×104元,分摊次序Ⅱ—Ⅲ阶段的生态补偿标准为5794.5577×104元,分摊次序Ⅱ—Ⅳ阶段的生态补偿标准为6656.5528×104元。(2)来自于舟山市、沪宁杭(除舟山市)、国内(除沪宁杭)和国际(含港澳台)的游客,分摊次序Ⅱ阶段均需实际承担1.90元/人次的生态补偿标准额度,分摊次序Ⅱ—Ⅲ阶段分别需实际承担1.90、3.94、29.96和207.57元/人次的生态补偿标准额度,分摊次序Ⅱ—Ⅳ阶段分别需实际承担3.29、5.33、31.35和208.96元/人次的生态补偿标准额度。     

基于生态足迹视角的长江流域生态补偿额度测算

随着我国城市化进程的加快，导致的生态问题日益严重，发展与保护的矛盾日渐突出，如何客观定量地对生态环境受到破坏的区域进行补偿，发展与环境健康并行是生态建设中面临的重要任务之一。以长江流域的十九个省级行政区作为研究对象，基于"省公顷"模型，对均衡因子及产量因子进行修正，计算生态足迹及生态承载力，利用GIS平台进行并对其进行空间分析；结合生态系统服务价值，建立了动态化长江流域的生态补偿标准模型；对长江流域各行政区生态补偿额度进行测算，并基于流域尺度、城市群尺度、省级尺度进行差异化分析。研究结果表明：（1）在2015-2017年，长江流域的生态足迹与生态承载力无明显变化，三年内基本持平。长江流域省级行政区的生态安全指数均大于1，表明整个流域处于不安全状态，需要对其进行补偿。（2）对于长江流域整体而言，生态补偿额度三年平均为1169.11亿元。（3）流域尺度上，上游、中游、下游的生态补偿额度呈现逐渐升高的趋势；城市群尺度上，成渝城市群最低，长江三角洲城市群最高；省级尺度上，上海最高，西藏最低。本文通过生态足迹及生态承载力计算得到的生态安全指数，可对生态环境所处的状态进行定量补偿及分析，并对生态补偿区域的确定提供指导性建议。     

基于生态地租的生态环境补偿方案选择及效应

生态地租是反映生态资源利用的经济社会效果的超额利润。在将生态地租这一超额利润用于生态环境补偿的思路框架下,整个生产行业应获得的平均利润不会受到损害,因而具有较高的可行性。结合生态地租分配和调节的税收、收费、价格等手段,赋予不同经济主体收益享有权利以及生态环境保护责任,提出生态环境补偿的生态税、地租分享、受益负担和价格补偿等方案选择并作对比,然后以我国生态资源利用和经济产出为参照值模拟不同方案的效应。结果表明,不同补偿方案在补偿主体、补偿原则、补偿形式和适用范围方面存在明显差别,并且针对不同方案,分别在生态税税率达到8.6%、政府和集体享有13.4%的生态地租、受益者补偿支付额为5916元a-1人-1以及产品价格上升23.8%等不同补偿水平情形下,生态资源消耗和社会经济产出才能保持在资源生物承载力范围之内。同时,各补偿方案在责任主体以及调节手段上的差异,也会导致不同方案选择在社会福利、利益分配和技术创新等效应上的差异。因此,生态环境补偿实践中,具体补偿方案选择应根据当地实际情况进行综合决策,无差别化的方案将无法实现生态环境保护目标。     

广梅汕铁路电气化改造的生态足迹分析

根据我国机车能耗统计资料、电力年度统计数据,从生态足迹角度定量地分析了广梅汕铁路电气化改造前后机车牵引能耗、CO2排放量和能耗生态足迹.广梅汕铁路电气化改造前,采用内燃机车牵引客货列车,每年需要直接耗用柴油1.74×104t,每年向大气排放5.50×104tCO2,其总生态足迹为1.27×104hm2森林,平均生态足迹为每万吨公里0.018hm2森林.电气化改造后,每年需耗电1.05×10skw·h,间接导致火电厂每年排放8.45×104tCO2,间接导致的火电总生态足迹为1.96×104hm2森林,间接导致的水电总生态足迹为36.37 hm2可耕地,平均间接生态足迹为每万吨公里0.021 hm2森林和3.91×10-5 hm2可耕地.     

生态补偿对大熊猫栖息地周边农户生态足迹的影响

大熊猫栖息地正面临破碎化和人类活动干扰的威胁,如何减少这些威胁成为保护大熊猫这一生态旗舰物种的关键.通过实施生态补偿项目,充分考虑当地弱势群体生存和发展的权利,帮助其进行生计替代和能源替代,以减小生态系统所承受的压力.以120个项目农户作为研究对象,利用生态足迹方法,探讨了生态补偿项目对生活在关键生态区域内农村人口的影响.结果表明,在各种生态生产性土地中,农户对林地和草地生态占用最大,能源替代可以大幅降低农户的薪柴消耗水平,从而降低农户对林地的生态占用.通过调整农户的牲畜养殖模式,减小了放牧对草地资源的压力和对草地的生态占用.农户人均生态足迹由2005年的2.7346hm2减小至2007年的1.6325 hm2,对周边环境的压力降低,有利于保护和恢复珍稀野生动植物栖息地.     

三江源区基于生态系统服务价值的生态补偿额度

以青海三江源区为例,探讨了基于生态系统服务价值的生态补偿额度测算方法。以分析和筛选生态补偿需求下的生态系统服务价值评估指标为前提,估算了生态保护和建设活动实施前(2005年)三江源区草地生态系统服务价值,并采用专家咨询法提出的不同退化程度草地的生态功能系数对其进行修正,得到未退化、轻度退化、中度退化和重度及重度以上退化草地的单位面积生态价值分别为74.70×104、59.76×104、37.35×104元/km2和14.94×104元/km2。根据三江源区草地退化现状和生态恢复的目标,确定该区基于退化草地完全恢复的生态补偿总量为911.62×108元。     

基于生态足迹的生态地租分析

以李嘉图地租理论和生态足迹为基础,分析了生态地租的内涵,并运用相关测算方法以中国数据为例进行实证,计算了生态地租的数量。在一定时段内,由于土地的稀缺特性以及技术进步的有限性,土地生物承载力有一定的限度。为了能够获取超过土地生物承载力的产出,必然需要更多的生产要素投入,这相当于为消除生态赤字而增加的成本,相应地会导致边际产品产出价格增加。但保持在土地生物承载力范围之内的产出,其产出成本中可以避免为消除生态赤字而增加的投入,从而能够获取超额利润,即性质上属于李嘉图租的生态地租。构建生态足迹与各产业的对应关系,将投入产出模型运用于生态地租的测算,计算出2007年中国单位经济产出的生态地租量为0.082,生态地租总额为7258711×10⁶元,相当于当年经济总产出增加值的27.3%。在不同行业中,农林牧渔业单位产出的生态地租量最高,电、热及水生产和供应业次之,但工矿业能够获取的生态地租总量最大。研究表明消除生态赤字的两条可行途径为,要么将最终总需求保持与生物承载力一致的水平,如果要使经济产出水平与生物承载力保持一致,那么需要减少60.7%的最终需求;要么征收与生态地租等值的生态税,征收的生态税应该用于治理生态环境,以维持土地生物性生产能力的稳定。因此,如果充分考虑生态地租的影响,将导致社会产品价格的上涨,意味着人类生活成本大为增加,但这却是为维持生态平衡必须支付的代价。     

基于碳足迹的江西生态补偿标准时空格局

碳足迹是一种测度碳排放影响的新方法,可利用区域碳足迹和碳承载力的差值来确定区域生态补偿标准.通过构建碳足迹、碳承载力与生态补偿标准模型,研究江西省及11地市生态补偿标准的时空变化.结果表明: 2000—2013年,江西省碳足迹呈现快速增长趋势,年均增长率为8.7%,碳承载力呈波动变化趋势,各年份均有碳盈余,但净碳盈余呈波动下降趋势.南昌和九江对江西省总碳排放贡献率较大,赣州、吉安和上饶对碳吸收贡献较大.2013年,江西碳盈余生态补偿额为22.73亿元,赣州、吉安、抚州和上饶可优先获得较高的生态补偿额度.研究结果可为江西省生态补偿机制建立以及CO₂排放权的有偿转让等提供一定的科学依据.     

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。     

基于三维生态足迹模型的长江中游城市群平衡性分析与生态补偿研究

长江中游城市群是长江经济带的重要组成部分，明晰生态足迹平衡性对城市群区域间生态补偿以及长江中游城市群生态可持续发展具有重要意义。研究采用三维生态足迹模型和基尼系数，核算长江中游城市群各市生态足迹及生态承载力，并对其生态足迹空间平衡性进行分析；同时依据三维生态足迹相关理论，计算各市生态补偿金额。结果表明：①2000-2015年长江中游城市群整体生态足迹持续上升，由65.52 hm²/人增加至139.38 hm²/人，年增长率为7.52%，武汉城市圈和襄荆宜城市群对生态足迹增长的贡献最大；②生态承载力呈下降趋势，由11.25 hm²/人减小至10.73 hm²/人，从土地利用类型来看，耕地和林地是提供生态承载能力的最主要因素；③生态足迹的综合基尼系数处于0.425-0.488之间，整体上处于"集聚程度较大"的区间范围，空间分布显示出不平衡性；④2000-2015年长江中游城市群生态补偿支付区和补偿金额持续增加，各子城市群生态补偿差异大小关系为：环鄱阳湖城市群 > 环长株潭城市群 > 武汉城市圈和襄荆宜城市群。通过分析区域生态足迹、生态承载力的时空变化特征并提出对应补偿方案，以期为长江中游城市群生态建设和管理提供决策依据。     

基于ESTDA模型的中国水生态足迹及水生态压力评价

基于水足迹视角,测度了中国31个省份2000-2018年的水生态足迹广度、深度及水生态压力,采用ESTDA框架对其时空动态特征进行分析。结果表明：①研究期内,中国水生态足迹总量呈波动上升态势;水生态承载力波动幅度较大,空间分布格局整体呈现自东南向西北逐渐较少的趋势。②水生态足迹广度与水生态承载力呈同步变化趋势,整体上已接近水资源可提供的流量资本上限,各省市水生态足迹深度差异较大。③研究期内,水生态压力指数小于1的区域与水生态足迹深度为1的区域相吻合,水生态压力指数大于1的区域主要分布在华北及西北地区。④LISA时间路径表明,水生态足迹广度、深度及水生态压力的整体空间格局均具有较强的稳定性;三者的局部空间结构在空间依赖方向上的稳定性依次加强;空间格局演化的空间整合性呈现水生态足迹深度 > 水生态压力 > 水生态足迹广度,空间上,水生态足迹广度正向协同增长省份主要集中于南方省份,而水生态足迹深度和水生态压力正向协同增长区则分布于华北、西北地区;各要素的空间分布格局表现出较强的路径依赖及锁定特征。     

表达生态承载力的生态足迹模型演变

生态足迹是一种表达区域生态承载力的重要指标．其基本模型具有方法简单、综合、可比、结果表达生动等优点,但在预测性、结构性、用户适用性等方面均存在一定的缺陷．为了克服这些缺陷,人们从不同方面对模型进行了补充与完善,推动了生态足迹研究由最初的单一时间尺度静态模型向多样化发展与演变．截止目前,主要生态足迹模型包括：时间序列足迹模型、投入产出法足迹模型、综合评价法足迹模型、土地干扰度足迹模型、生命周期法足迹模型（或组分法足迹模型）．这些模型不同程度地改进了生态足迹作为生态承载力表达指标的性能,但生态足迹核算的准确性和完整性仍有待进一步完善．     

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。