追踪物种丧失•聚焦生态超载•共享一个地球——《2006地球生命力报告》解读

世界自然基金会和环球足迹网络等2006年10月在中国北京联合发布《2006地球生命力报告》,用生命地球指数和生态足迹两个主要指标描绘了全球生物多样性的变化状态和人类所面临的环境压力。报告显示：生命地球指数1970~2003年总体下降约三分之一,其中陆栖指数减少约31％、海洋指数减少约27％、淡水指数减少约30％,生物多样性正快速持续地遭到损失;自1961年人类的生态足迹不断增加,1987年转入生态赤字下运行,此后生态超载不断加剧,2003年生态赤字达25.28％;化石燃料足迹增长最快,2003年几乎占到一半,达到48%;阿联酋、美国、加拿大等国家人均足迹最大,阿富汗最小,中国排名69位;北美、欧盟、中东和中亚、亚太区处于生态超载状态,非欧联盟、拉丁美洲和加勒比海地区、非洲处于生态盈余;过去40多年,人均足迹高收入国家增长2倍多,2003年达6.5 gha,低收入国家一直在0.8 gha以下徘徊,中收入国家也从未超过2.0 gha。地球的经济怎样才可能在过度消耗中持续发展？3种预测情景也许会让我们走出生态超载的困境、走向可持续发展,共享“一个地球生活”的美好未来。整篇报告可以概括为4个主题：追踪物种丧失、聚焦生态超载、3种情景预测、一个地球生活。     

物种急剧丧失·生态严重超载·跨越“地球边界”·区域公平失衡·“一个地球”生活——《地球生命力报告2014》解读

2014年9月30日,世界自然基金会(WWF)、Zoological Society of London(ZSL)、Global Footprint Network、Water Footprint Network联合发布《地球生命力报告2014》,除了以前主要使用的地球生命力指数(Living Planet Index,LPI)、生态足迹(Ecological Footprint,EF)、水足迹(Water Footprint)等指标外,首次使用"地球边界"揭示地球面临的严峻挑战。报告显示:(1)LPI自1970年以来已下降52%,温带和热带地区分别下降36%、56%,陆生和海洋物种均下降39%,淡水物种减少76%;(2)1961年全球生态足迹76亿全球公顷(global hectare,ghm~2)、生物承载力99亿ghm~2、生态盈余23亿ghm~2,2010年全球生态足迹为181亿ghm~2、生物承载力120亿ghm~2、生态赤字61亿ghm~2,1961年碳足迹占人类总生态足迹的36%,2010年碳足迹占比为53%;(3)全球生产水足迹排名中,印度、美国、中国、巴西和俄罗斯以大量的绿水足迹位居前五名;全球200多个河流流域、26亿7千万人每年至少1个月严重缺水;(4)生物多样性丧失、气候变化和氮循环3个"地球边界"被打破,并且已经对人类健康及人类所需要的食物、水和能源产生明显影响;(5)高收入国家将生物多样性丧失及其影响转嫁给低收入国家,这是另一种资源进口方式;大多数高收入国家人均生态足迹均已超过地球上人均可获得的生物承载力,依靠进口其他国家的生物承载力弥补超载;低收入国家生态足迹最小,生态系统却遭受最大破坏,高收入国家较高的人类发展水平是以高生态足迹为代价。报告指出人类对生态系统和生态功能的过度索取,正在危害着人类未来的安康、经济、食物安全、社会稳定乃至生存,特别提到当前人类所作选择和所采取措施的重要性。确保有恢复力、健康的生态环境维持人类繁荣发展,比现在人口增长、资源消耗增加、气候变化和生态退化的警钟更具挑战性。整篇报告可以概括为5个主题:物种急剧丧失、生态严重超载、跨越"地球边界"、区域公平失衡、"一个地球"生活。     

基于NFA计算方法的厦门市生态足迹分析

运用国家生态足迹账户(NFA)计算方法(2010版),计算并分析2000～2009年厦门市的生态足迹和生态承载力,旨在展示国外生态足迹计算方法研究最新进展,更准确地揭示近年厦门市生态足迹和生态承载力状况。结果表明:2000～2009年厦门市人均生态足迹由1.686 9 gha快速增长至3.245 2 gha;人均生态承载力由0.317 2 gha持续下降为0.268 5 gha;生态赤字持续快速扩大,支撑经济发展由需要5.32个厦门变为需要12.09个厦门的生态承载力;碳吸收地在生态足迹结构中始终占据第一位且呈快速扩大趋势,是厦门市生态赤字的主导因素;生态效率呈持续增长趋势,但目前厦门市生态效率还远低于主要发达国家。     

基于国家生态足迹账户计算方法的福建省生态足迹研究

运用国家生态足迹账户计算方法(2010版),计算并分析2000-2009年福建省的生态足迹和生态承载力,旨在展示国外生态足迹计算方法研究的最新进展,更准确地揭示近年来福建省的生态足迹和生态承载力状况。结果表明:2000-2009年福建省人均生态足迹由1.2902 gha^**快速增长至2.4925 gha;人均生态承载力由0.9772 gha轻微下降为0.9363 gha;生态赤字持续快速扩大,支撑经济发展由需要1.32倍的福建生态承载力变为需要2.66倍;碳吸收地在生态足迹结构中始终占据首位且呈快速扩大趋势,是福建生态赤字的主导因素;生态效率年均增长率大大低于地区生产总值年均增长率,目前福建生态效率还远低于主要发达国家。     

地球的生态负债与人类的可持续发展挑战——WWF《生命行星报告2006》分析

世界自然基金会(WWF)<生命行星报告2006>的最新数据(2003 年)显示,从1961 年以来,人类的"生态足迹"已经增长了3倍.目前的生态足迹已经超出地球自身再生能力的25%.报告中的"生命行星指数"(LPI)显示出自1970年来脊椎动物的数量减少了大约1/3,生物多样性正快速持续地遭到损失.影响 "生态足迹"的最主要因素是生产和使用能源的方式.如生命行星指数所示那样,人类对释放CO2的燃料的需求在不断增长.这些影响气候变化的污染气体占到了生态足迹的48%.将生态足迹与"人类发展指数"(HDI)进行对比发现,目前全球的发展还在继续背离可持续发展之路,人类发展的代内不公平、代际不公平还在加剧,人类向可持续发展的转变之路仍遥远而漫长.     

中国人均生态足迹与生物承载力变化的EMD分析及情景预测

利用经验模态分解(EMD)方法分解并提取1961～2001年中国人均生态足迹与生物承载力变化的波动周期,建立具有周期性波动的非线性动力学预测模型,提出未来50a中国人均生态足迹和生物承载力变化的3种预测情景。结果表明:(1)40a来,中国人均生态足迹在波动中不断增加,具有明显的3.5a和8a两个波动周期;中国人均生物承载力在波动中不断减少,具有明显的2.7a和28a两个周期。(2)若一切照旧,即未来50a中国人均生态足迹与生物承载力保持过去40a的年均变化率不变,则人均生态足迹会持续上升,2050年达到3.391g.hm2;人均生物承载力持续下降,2050年降为0.490g.hm2;而人均生态赤字急剧拉大,2050年为3.024g.hm2,可持续发展形势非常严峻。(3)若缓慢变化,即未来20a中国人均生态足迹保持年均增长率1.195%、人均生物承载力年均减少率0.614%不变,则2025年人均生态足迹为1.849g.hm2、人均生物承载力为0.860g.hm2、人均赤字0.989g.hm2。(4)若人均生态足迹快速减少,即2025～2050年中国人均生态足迹年均减少率为0.996%、人均生物承载力年均减少率为0.614%不变,则2050年人均生态足迹为1.381g.hm2、人均生物承载力0.739g.hm2、人均生态赤字0.641g.hm2,但这需要中国经济发展和技术水平的极大提高、能源消费结构的多元化、居民消费意识和消费模式的快速转变、人民生活质量的极大改善。这样,中国的生态发展才有助于实现全球水平的生态可持续发展,在促进世界可持续发展的道路上起到积极的推动作用。     

舟山群岛新区生态足迹与可持续发展评价研究

基于生态足迹理论和计算方法, 对舟山群岛新区1993—2012 年的人均生态足迹、人均生态承载力和人均生态赤字进行计算分析, 并通过生态多样性指数和发展能力的计算, 对舟山群岛新区进行可持续发展评价研究。结果表明: (1)20 年间, 舟山群岛新区的人均生态足迹不断增加, 处于生态赤字状态且不断波动, 作为海岛型城市, 其生态承载力和生态赤字的大小受当年水质优劣和消费结构的影响。(2)舟山群岛新区目前处于不可持续发展状态, 但生态足迹万元GDP 不断减小, 说明其资源利用效率在不断提高。舟山群岛新区海岛城市背景特殊, 要通过水域环境的保护、改变能源消费方式等提高其生态承载力, 增强可持续发展能力。     

湖北省近20年生态足迹演化

运用生态足迹模型,对湖北省1985--2004年的生态足迹进行了时间序列的测度.结果表明:20年间,湖北省人均生态足迹需求均大于其人均生态承载力;比较其同时段不同尺度范围的生态赤字/盈余时发现,湖北省生态足迹在省与国家尺度上处于不可持续发展状态,而在全球尺度上处于可持续发展状态.在各种土地类型中,人均耕地生态赤字最大,人均林地处于生态盈余状态,且人均生态足迹需求增长最快的是水域,人均生态承载能力增长最快的是林地;总体上看,湖北省的人均生态足迹和人均GDP持续增长,而万元GDP的生态足迹一直呈现下降趋势;控制建设规模、保护耕地、增加新技术投入量是解决湖北省人均生态赤字过高的重要途径.     

基于生态足迹的成都市可持续发展研究

近年来随着环境问题的不断恶化环境可持续发展面临严峻挑战, 而生态足迹方法作为一种区域可持续发展的定量度量方法, 在评价生态可持续发展和生态保护方面得到了广泛的应用。利用基于修正后的生态足迹模型并结合万元GDP生态赤字、生态协调系数, 分析成都市近8年来可持续发展状况。结果表明: 2008—2015年人均生态足迹呈现整体下降趋势, 年均减少3.64%; 人均生态承载力逐年下降, 年均减少2.29%; 人均生态盈亏一直处于亏损状态, 总体趋势向良好转变, 但本质上生态赤字却越发严重; 人均万元GDP生态足迹不断下降, 研究区资源利用率不断提高; 年均生态均衡系数为1.2415, 生态系统处于不稳定状态。成都市可持续发展形势十分严峻, 未来可通过提高生态承载力控制生态足迹, 从而提高可持续发展能力。     

重庆市生态足迹与生态承载量研究

以重庆市2001年统计数据为基础,对重庆市2001年生态足迹计算结果表明,该地区人均生态足迹为1.65366 hm²,人均生态承载力为0.280393 hm²,人均生态赤字为1.373173 hm²,与全国平均水平相比,人均生态足迹高0.5335 hm²(增加47.64%),人均生态承载力低0.5196 hm²(下降64.95%),生态赤字是全国平均赤字的3.43倍,表明该地区生态足迹超过了当地生态承载能力,区域经济社会发展处于一种不可持续的发展状态.另外,还分析论述了多种渠道解决生态系统超负荷人口、增加科技财政投入、控制环境污染等减少该地区生态足迹的对策.     

复合生态系统动态足迹分析

由Rees W E．于1992年提出、由Wackernagel M．于1996年完善的生态占用(生态足迹)原理与方法,其主要成果是评价出全球52个有代表性的国家和地区的生态占用盈亏情况,进一步得出全球人均生态占用阈值为1．74hm^2(量纲,下同)、基准值为2.0hm^2,而人均实际生态占用为2．4hm^2,人均生态赤字达0．4hm^2以上,评价结果表明全球生态环境进人了危机阶段,因此具有重要的预警战略意义。但是该方法也存在一些不足之处,如：(1)主要是反映自然生态系统承载力,未能全面反映出社会经济反馈力(人力、物资、资金、管理等方面的投人效用),尤其是忽略了现代科学技术在提高复合生态系统承载力方面的巨大作用和贡献;(2)将各生态类型加权抽象化后所得到的等量化综合指标,难于反映复合生态系统要素与要素间的复杂变化规律;(3)最初创建的方法未反映动态变化情况：(4)新开发的4种时间序列的方法,仍不能反映复合生态要素间生动地相关关系。针对以上主要缺陷,旨在将复合生态系统进行要素分解,进行要素与时间相关分析及要素间动态相关分析。将社会经济冲击力、自然生态环境资源承载力及社会经济科学技术反馈力三者相结合进行分析综合性研究的基础上,于2002年创建了复合生态系统动态足迹(生态史迹)分析原理、方法和研究案例。鉴于社会经济系统对自然生态系统的冲击力、生态环境资源系统的承载力及社会经济科学技术的反馈力都是在变动的,必需进行复合生态系统动态足迹的相关分析。在做出复合生态系统单要素(含因子,下同)随时间要素动态变化、双要素间动态相关分析的基础上;进一步建立了可反映出复合生态系统冲击力、承载力及反馈力的多要素间动态足迹相关模式图。模式图的基本原理是：反映冲击力的人均生态需求(I／P)应小于或等于复合生态承载力的人均有效生态空间(E／P)与单位有效生态空间产出(I’／E)的乘积。以E／P为横轴、I’／E为纵轴作图,图中各点为I／P;图中系列I／P理论等值线可构成复合生态系统承载力基准和序列标准曲线。模式图的基本功能和作用有：(1)通过理论研究和经验分析,可以绘制出复合生态系统有关要素承载力基准与序列标准曲线;(2)通过历史统计资料,可以绘制出复合生态系统相关生态因子冲击力的动态变化曲线;(3)可以对冲击力与承载力基准与标准序列间进行静态和动态评价;(4)可以对反馈力增加复合生态系统承载力的情况进行评价;(5)进一步再进行针对性的原因分析及包括提高反馈力在内的对策性研究。     

北京市消耗食物生态足迹距离

以北京市消耗食物生态足迹的距离为研究核心。结果表明2008年至2012年,北京的生态足迹距离、人均生态足迹和生态足迹总里程总体呈现逐年增长趋势:生态足迹距离增大到676.75 km,增长19.3%;人均生态足迹距离增加到18.42万km,增长54%;生态足迹总里程增加了1倍强,达到56亿t km。北京市的食物生态足迹距离不断扩大,并涵盖了全国大部分地区,北京城市化的生态成本上升。所消耗各类食物的生态足迹距离从大到小分别为水果类、蔬菜或粮油类、肉蛋类和水产类。蔬菜类和水果类的生态足迹距离存在明显的季节波动,且冬春季节远高于夏秋季节。从转移生态承载力来源地的视角,直线距离越远、占据市场份额越大的地区,对北京市消耗食物生态足迹距离的贡献率越高。     

生态足迹的模型修正与方法改进

生态足迹是测定人类活动的资源消费需求,判明自然资产是否被过度利用的有效工具。介绍了生态足迹的基本概念和模型,简单分析基本模型存在的主要缺陷和争论,重点解析了近年来生态足迹模型在参数调整、项目计算、账户扩展等方面的演变和修正。介绍生态足迹研究的传统方法:综合法和组分法,评述了生命周期评价,基于投入产出分析,三维模型,净初级生产力,能值理论,时序分析等的方法改进。对未来的研究方向提出自己的看法,期望对我国的生态足迹研究有一定的启示作用。     

基于生态足迹方法的南京可持续发展研究

20世纪90年代末以来,随着南京城市化进程的加快和城市建成区面积的扩展,城市生态安全问题日益突出。在运用生态足迹方法分析南京市1999—2009年人均生态足迹及生态承载力变化的基础上,采用Mann-kendall法对南京市人均生态足迹突变点进行分析,应用灰色关联模型从经济、社会和生态子系统方面分析不同阶段人均生态足迹变化的原因。研究表明:1999—2009年间南京市人均生态足迹呈增长趋势,人均生态承载力呈减小趋势,单位万元GDP生态足迹和生态多样性指数呈逐年下降趋势,生态经济系统发展能力较好,但生态压力较大。南京市人均生态足迹变化分为1999—2002年的低位增长阶段和2003—2009年高位波动阶段。通过影响南京市生态足迹变化因素分析发现,2003—2009年与1999—2002年相比,经济子系统依然处于主要地位,但影响因素由农业向以三产为主转变,同时生态子系统和社会子系统各因素的影响力提升。据此,提出优化产业结构,控制人口数量,加强基础设施建设,改善居民居住环境,加大城市绿化建设,提高城市污物处理能力,减少污染物排放的南京可持续发展对策。     

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。     

农户生活消费对环境影响的空间差异及其原因——基于张掖市2010年调查数据

农户是农村最主要的行为主体,其生活消费对环境有重要影响,然而农户的生活消费模式等因素的差异导致对环境的影响在空间上存在差异,为了缓解农户生活消费对环境的压力,需要研究其消费对环境影响的空间差异。基于张掖市2010年调查数据和统计资料研究了农户生活消费对环境影响空间差异,并分析了原因,研究结果显示:(1)张掖市2010年人均生态足迹为1.056hm2/人,人均生态承载力为1.705hm2/人,人均生态盈余0.649hm2/人;(2)从生态足迹的构成看,当地的生活消费主要是以生物资源和化石能源消耗为主,占总生态足迹的81%,而建筑用地和水域消耗最少,占总生态足迹的1.2%。;(3)张掖市五县(区)农户生活消费对环境的影响总体差异较小,Gini系数为0.309。但是区域间的差异远远大于区域内的差异,区域间的差异为0.442,占总差异的71.1%,区域内的差异为0.18,占总差异的28.9%。其中,甘州区农户生活消费对环境影响差异最大,Theil指数为0.078;(4)农户消费模式、家庭规模和人均年收入增多,将加剧农户对环境的压力,劳动力受教育程度、社会资本存量和非农化程度提高,将在一定程度上减缓农户对环境的影响。     

城市水资源生态足迹核算模型及应用——以沈阳市为例

水资源生态足迹可以直接反映区域人类社会经济活动对水资源的压力.本研究在现有的生态足迹模型基础上,充分考虑城市自然生态系统对水资源的需求,建立了包括居民日常生活用水、生产运营用水、公共服务用水和生态需水4类帐户的城市水资源生态足迹核算模型,并结合沈阳市实际情况,确定了模型中的相关参数,对沈阳市水资源生态足迹和生态承载力进行分析.结果表明:2000-2009年,沈阳市人均水资源生态足迹总体呈下降态势,但各年度均为水生态赤字;2005年较2000年水资源生态足迹人均下降0.31 hm2,2006、2007年有小幅回升,2008、2009年趋于平稳,说明沈阳市水资源可持续利用状况有一定改善,但仍处于不可持续状态.     

Ecological footprint model using the support vector machine technique

The per capita ecological footprint (EF) is one of the most widely recognized measures of environmental sustainability. It aims to quantify the Earth's biological resources required to support human activity. In this paper, we summarize relevant previous literature, and present five factors that influence per capita EF. These factors are: National gross domestic product (GDP), urbanization (independent of economic development), distribution of income (measured by the Gini coefficient), export dependence (measured by the percentage of exports to total GDP), and service intensity (measured by the percentage of service to total GDP). A new ecological footprint model based on a support vector machine (SVM), which is a machine-learning method based on the structural risk minimization principle from statistical learning theory was conducted to calculate the per capita EF of 24 nations using data from 123 nations. The calculation accuracy was measured by average absolute error and average relative error. They were 0.004883 and 0.351078% respectively. Our results demonstrate that the EF model based on SVM has good calculation performance.     

The Ecological Footprint Intensity of National Economies

At least three perspectives—industrial ecology (IE), ecological modernization theory (EMT), and the “environmental Kuznets curve” (EKC)—emphasize the potential for sustainability via refinements in production systems that dramatically reduce the environmental impacts of economic development. Can improvements in efficiency counterbalance environmental impacts stemming from the scale of production? To address this question we analyze cross‐national variation in the ecological footprint (EF) per unit of gross domestic product (GDP). The EF is a widely recognized indicator of human pressure on the environment. The EF of a nation is the amount of land area that would be required to produce the resources it consumes and to absorb the wastes it generates. The most striking finding of our analyses is that there is limited variation across nations in EF per unit of GDP. This indicates limited plasticity in the levels of EF intensity or eco‐efficiency among nations, particularly among affluent nations. EF intensity is lowest (ecoefficiency is highest) in affluent nations, but the level of efficiency in these nations does not appear to be of sufficient magnitude to compensate for their large productive capacities. These results suggest that modernization and economic development will be insufficient, in themselves, to bring about the ecological sustainability of societies.