河南省生态空间占用及化石能源利用效率动态分析——基于1995-2008年数据的实证

基于生态足迹理论模型,定量测度并分析了河南省1995-2008年生态足迹及化石能源利用效率的动态变化。研究结果表明:1995-2008年间河南省人均生态足迹从1.295 hm2迅速增加到2.613 hm2,是1995年的2.017倍,而同期生态承载力仅增长了47%,导致人均生态赤字在14 a间增长了1.34倍,其中化石能源足迹对人均总足迹和生态赤字的贡献率最大;化石能源足迹产值呈增加趋势,2008年为2.891 5万元/hm2,比1995年增加了1.495万元/hm2;2008年化石能源足迹强度最低,为0.345 8 hm2/万元,仅是1995年的48%;化石能源足迹对生态系统的压力指数1996-1999年逐步下降,随后持续上升并于2006年增长到最高值20.11。这说明河南省社会经济发展对资源的需求超过自然环境的再生能力,虽然化石能源利用效率有所提高,但其消费规模的大幅增加及化石能源承载力的有限改善,导致河南省域生态压力持续攀升。     

基于生态足迹理论的内蒙古生态承载力评价

生态足迹理论是研究区域资源可持续发展水平的重要基础,对制定科学的区域发展规划具有重要意义。通过获取的各种资源环境数据,结合不同的生态足迹模型,测算了内蒙古2001—2014年的人均生态足迹、人均生态承载力、生态盈余、生态赤字、万元GDP生态足迹等指标。结果表明:2001—2014年人均生态足迹呈快速增长趋势,由4.158 9hm2/人增至22.948 1hm2/人,年均增长率为14.59%。各类生态生产性土地人均生态足迹为:化石能源用地耕地草地建设用地林地水域,平均占有比例分别为65.22%,22.51%,10.34%,0.84%,0.82%和0.27%。由于人均生态足迹逐年增大,其增长率远高于可利用人均生态承载力的增长率,导致2001—2014年一直处于生态赤字状态,生态赤字的出现主要是由不断加大原煤、原油等化石能源用地的生态足迹造成的。人均万元GDP生态足迹总体呈现下降趋势,该指标说明研究区正处于能源利用转型期。最后,分析了生态足迹理论研究方法的不确定性来源,并给出了进一步改进的途径。该研究对内蒙古践行"生态文明",构建北方生态安全屏障,实现经济社会可持续发展具有重要指导意义。     

中国生态足迹的动态研究

通过对中国1978~2003年的生态足迹的动态研究,获得中国生态足迹和生态承载力预测模型。结果表明中国人均生态足迹由1978年的0.8992hm2逐年增加至2003年的2.2522hm2,人均生态承载力由0.7722hm2增加到0.8819hm2。中国1978年的人均生态赤字为0.127hm2,2003年人均生态赤字增至1.3702hm2。预测中国2010年和2015年人均生态足迹分别为2.7767hm2和3.1717hm2,人均生态承载力分别为1.0224hm2和1.1319hm2,人均生态赤字分别达1.7543hm2和2.0398hm2。说明中国现有的发展模式是不可持续的,生态环境处于不安全状态,生态安全和经济发展间的矛盾加剧。     

基于生态足迹模型的喀斯特高原山地生态系统健康评价研究

依据生态赤字占人均生态足迹比率,建立了基于生态足迹的喀斯特高原山地生态系统健康评价标准。以毕节地区为例,通过生态足迹的需求和生态承载力的计算得出,在考虑化石燃料情况下,毕节地区人均生态足迹需求为2.970 3hm2,区域发展的人均生态足迹供给为0.267 9hm2,人均生态赤字为-2.702 3,人均生态赤字与生态足迹比率为-0.877 9,反映了毕节地区生态系统整体处于病态状态。在不考虑化石燃料消耗对生态系统健康产生的后果前提条件下,毕节试验区及所属8个县市均为亚健康状态和欠健康状态。在空间格局上,毕节地区的生态系统健康状况由西北向北部、南部和东部地区逐渐变差;在不考虑化石燃料的条件下,生态系统健康状态的空间变化也大致从中心向周围方向变差。化石燃料、经济发展状况、人口密度大小及喀斯特出露面积(人地矛盾)对毕节喀斯特高原山地生态系统影响较大。     

区域生态足迹与经济增长演进关系及其社会经济动因

以吉林省白城市为例,在区域生态足迹计算、动态分析的基础上,研究区域生态足迹与经济增长演进关系及其社会经济驱动因素。基于生态足迹模型计算了白城市2003—2013年人均生态足迹、人均生态承载力与生态赤字(盈余),分析了三者的动态变化,评价了白城市可持续发展状况;基于环境库兹涅茨曲线(EKC)模型探究了白城市人均生态足迹与经济增长的演进关系;基于STIRPAT模型探析了白城市人均生态足迹的社会经济驱动因素。结果表明:2003—2013年,白城市人均生态足迹、人均生态承载力分别由1.392 9,1.785 3hm2/人增加到2.967 0,3.064 6hm2/人。人均生态足迹增速大于人均生态承载力,生态盈余呈逐渐减小状态,由0.392 4hm2/人减小至0.097 6hm2/人,在2012年出现生态赤字0.046 8hm2/人,可持续发展状况开始恶化;白城市人均生态足迹与经济增长的演进曲线呈现为"勺子型",预计拐点出现在2014年,之后人均生态足迹将随着经济增长呈下降走势;人口数、可比价格人均GDP、单位GDP能耗、第二产业比率、城市化率、恩格尔系数为白城市人均生态足迹的社会经济驱动因素,驱动力指数分别为0.157 5,0.164 7,1.050 0,0.471 9,0.020 6,0.588 5。白城市必须采取行之有效的对策,优化产业布局与能源结构,加大科技投入与转化力度,发展生态经济,加强耕地保护,提高人民生态文明水平,进而提升区域自然生态与社会经济的可持续性。     

2004-2013年忻州市生态足迹和承载力变化

采用修正后的生态足迹模型测算了2004-2013年忻州市生态足迹和生态承载力.生态足迹模型中增加了包括废气、废水和固体废弃物科目的污染排放账户和水资源账户,重新确定了忻州各项生物账户全球平均产量与生产性土地均衡因子.测算了各帐户的生态足迹与承载力.结果显示:(1)忻州人均生态足迹增长较为明显,由2004年的2.098 8 hm2/人增长至2013年的5.388 9 hm2/人,人均生态承载力维持在1.28 hm2/人左右,人均生态盈亏全部表现为生态赤字从0.800 9 hm2/人上升至4.103 8 hm2/人.(2)生态足迹帐户上表现出差异性:近10年间均表现为生态盈余的有耕地、林地、建筑用地、水资源共4类,除水资源外,其余3类生态盈余呈下降趋势;而草地、水域、能源用地、污染消纳地均表现为生态赤字,除污染生态赤字稳定在一定范围内外,草地、水域、能源用地均表现为快速增加趋势,导致了生态赤字的增加.(3)全市生态压力指数从2004年的1.62增长到2013年的4.19,生态多样性指数从1.261减少到0.855,万元GDP生态足迹从4.355 hm2/万元降至2.563 hm2/万元,表明生态足迹分配越来越失衡,生态系统处于不稳定状态.同时资源利用率正在逐步提高,发展能力指数由2.646增加到4.609的事实也说明了全市可持续发展态势良好.     

四川省的生态足迹计算与分析

在介绍生态足迹理论和方法的基础上,以四川省2003年的统计数据为基础,对该省的生态足迹进行了计算。结果表明,四川省人均生态足迹为1.360 hm2/人,人均生态承载力为0.392 hm2/人,人均生态赤字高达0.968 hm2/人,生态足迹超过了生态承载力,经济社会处于一种不可持续的发展状态。针对高生态赤字产生的原因,提出的可持续发展对策是:建立节约型社会生产和消费体系,开发水电能源,发展高效生态农业等。     

新疆艾比湖地区生态足迹与生态承载力动态变化研究

利用生态足迹分析方法对新疆艾比湖地区1985~2003年的生态足迹和生态承载力进行计算和动态分析研究。结果表明,新疆艾比湖地区人均生态足迹和生态赤字不断增加,人均生态足迹从1985年的2.520 hm2增加至2003年的4.194 hm2,增加了66.43%;人均生态足迹赤字从0.015 hm2增加至2003年的1.121 hm2。与全球和国内一些地区分析比较表明,新疆艾比湖地区1999年的人均生态足迹需求低于全球人均生态足迹需求,低于全疆的平均水平,却高于全国的人均生态足迹需求。同时也处于全球人均生态承载力的范围,但超过中国和新疆的人均生态承载力水平;人均生态赤字也低于全球、中国以及全疆的平均水平。说明新疆艾比湖地区在全球尺度处于生态可持续发展状态,但在区域尺度处于不可持续状态,生态系统的压力较大。万元GDP的生态足迹高于全球、中国以及新疆的平均水平,说明艾比湖地区资源的利用效益比较低。     

基于改进三维生态足迹模型的张家口市生态可持续性评价

[目的]定量分析张家口市2003—2013年的生态可持续发展状态,并对未来生态可持续发展趋势进行预测,以期为张家口市生态系统结构优化及生态建设和管理提供决策依据。[方法]应用改进三维生态足迹模型,核算张家口市各土地利用类型的三维生态足迹,并运用GM(1,1)灰色预测模型预测其未来生态可持续变化趋势。[结果]2003—2013年张家口市人均生物承载力整体不断减少,人均生态足迹、人均生态赤字、人均生态足迹深度与人均生态足迹广度均呈整体增加趋势;化石燃料土地、建筑用地、水域、耕地、草地与林地的人均生态足迹均呈增加趋势;除草地和林地外,其他生物生产性土地人均生物承载力不断减少;建筑用地、耕地与林地表现为生态盈余,人均生态足迹深度处于自然原长;化石燃料土地、草地与水域呈生态赤字状态,草地与水域人均生态足迹深度不断增加;2014—2020年人均生态足迹将逐年增加,人均生物承载力将逐年减少,张家口市生态发展处于不可持续状态。[结论]未来应采取开发新型能源,发展生态农业、旅游业,增加生态用地面积等措施来缓解生态环境压力,提高区域可持续发展能力。     

应用生态足迹模型对鲁西南可持续发展能力定量测度

可持续发展定量测度的核心是确定人类是否生存于生态系统的承载力范围之内,生态足迹是一种定量测量人类对自然利用程度的新方法。以鲁西南地区为研究对象,对2006年生态足迹分为生物资源足迹、化石能源足迹、生态环境污染足迹3部分进行实证计算和分析。结果表明鲁西南2006年的人均生态足迹为3.166 hm²,人均可利用生态承载力为0.411 hm²,人均生态赤字为2.755 hm²,人均生态足迹已经远远超过人均生态承载力,表明鲁西南经济发展对生态系统的压力和强度甚高。     

贵州省近年来生态足迹动态分析

为定量评价贵州省生态可持续发展状态,以贵州省2007—2011年统计年鉴数据为依据,基于生态足迹方法,对贵州省的生态足迹和生态承载力进行计算分析。结果表明:研究期内贵州省人均生态足迹不断增长,由2007年的0.962 4 hm²增长到2011年的1.044 3 hm²;人均生态承载力持续下降,由2007年的0.427 4 hm²减少到2011年0.405 2 hm²;生态赤字不断加大,其中2010年生态赤字最大,达到0.648 km²/人,持续的生态赤字表明贵州生态环境处于不安全状态,难以实现可持续发展。人均生态足迹增加的主要原因是能源消耗足迹的增加,耕地资源的减少,导致人均生态承载力下降。基于此提出了加强土地资源的管理和利用等方面的建议,以减少生态赤字。     

中国西部地区生态承载力与生态安全空间差异分析

根据改进的生态足迹理论对中国西部地区生态安全状态进行了定量分析,以中国西部各省2010年统计年鉴数据为依据,对中国西部地区2009年的生物资源账户和能源账户的生产性生态足迹、生态承载量和生态压力指数进行了计算.结果表明:(1) 2009年中国西部生物资源账户与能源账户的生态承载量均小于生态足迹,说明中国西部地区生态系统整体处于不安全状态;(2)空间上生物资源账户生态足迹整体上东部高于西部地区,南部高于北部地区,生态承载量呈现出南部明显高于北部;(3)人口的分布差异影响着人均生态承载量和承载总量的分布格局差异;(4)生物资源账户生态不安全地区面积占到中国西部地区总面积的68.6％;能源账户的生态足迹和生态压力指数较大的地方均分布在西北地区,西北地区能源账户生态足迹占到中国西部地区的75％.并揭示和提出了生产性生态压力指数较大的原因和减小生态赤字的途径.     

基于生态足迹的传统农业地区可持续发展评价—— 以贵州省从江县为例

由于自然条件的限制和历史等原因,贵州省从江县至今还保持着比较完好的稻田养鱼传统农业生产方式,并形成了独具特色的农业文化遗产.为全面认识这一农业文化遗产的价值,并为其合理保护提供理论依据和科学基础,本文分析了从江县2007年的生态足迹及其构成,总结了传统农业地区的资源消耗特点以及传统农业在区域生态平衡、资源消耗、可持续发展等方面所起的重要作用.研究表明,从江县居民对食物和住房的需求很高,分别占总需求的45.9%和33.3%,导致从江县耕地和林地生态足迹构成生态足迹的主体部分;相比之下,从江县的化石能源地生态足迹仅占总生态足迹的3.0%,而由林地提供的主要燃料柴薪才是能源生态足迹的主体部分,这与资源消耗较高的工业化地区明显不同.资源的低消耗使得从江县可以维持在生态平衡状态,人均生态盈余为0.058 1 hm2.可见,传统农业通过影响人们的农业生产方式和生活消费模式,不仅对区域的生态平衡维持和文化传承起着重要作用,且对区域社会经济可持续发展有重要意义.     

干旱风沙带生态移民区生态型新农村建设成效分析

生态型新农村是实现农业和农村经济可持续发展的必然选择.干旱风沙带移民区新农村建设的首要问题是如何运用新理念在生态移民工程区建设高起点、高水平的生态型新农村.以位于贺兰山东麓的生态移民点永宁县闽宁镇园艺村为对象,对生态移民区生态型新农村的建设成效进行了实例分析.分析结果表明,在综合生态系统管理新理念的指导下,以提高农民收入为目标,以退化土地综合治理为方向,通过发展特色产业,建设沼气池,发展畜牧业,开展技术培训等措施,形成了该村资源互相利用、互相促进、共同发展的循环经济模式,构建了与当地资源相适应的产业类型和结构,改善了当地的人居环境,初步建立了具有特色的生态型社会主义新农村.     

山西省水资源生态足迹时空变化特征及驱动因素

采用水生态足迹模型,结合生态承载力和生态赤字原理,探讨了山西省水资源可持续利用的时空变化特征。并利用LMDI模型,分析了山西省2005—2015年水资源生态足迹变化的驱动因素;利用ARIMA模型预测了山西省未来5年的水资源生态足迹。结果表明:（1）2005—2015年山西省人均水资源生态足迹一直大于其生态承载力,水资源供给处于生态赤字状态,年均水资源生态赤字最高为朔州市0.372 hm²/人,最低的为长治市0.184 hm²/人;（2）山西11个行政区的水资源生态足迹账户中,除了太原市外,2005—2015年都以农业用水为主,其次为工业用水,城镇公共用水占有比例较为稳定,居民生活用水和生态环境用水占总用水生态足迹的比例有小幅提升;（3）结构效应是促进山西省水资源生态足迹增长的主要因素,经济效应为第二重要因素,人口效应对于山西省水资源生态足迹的贡献度比较低,技术效应是抑制山西水资源生态足迹过快增长的关键因素;（4）运用ARIMA （2,2,3）模型预测了山西省水生态足迹发展趋势,结果表明:未来5年山西省水生态足迹仍将继续上升,但上升趋势有所减缓,在2019年后开始缓慢下降。     

北京西部山区1999年生态足迹计算与可持续性分析

在剖析生态足迹分析法的理论基础和计算模型的基础上,计算北京西部山区门头沟1999年的人均生态足迹和生态容量。根据人均生态足迹和生态容量对比分析,得出1999年门头沟区处于生态赤字状态。经剖析造成生态赤字的原因,指出了该区在加强生态环境建设和养护,增加生态容量等方面应采取的措施与政策。提出以生态足迹作为山区生态可持续性评价指标的优点及当前存在的缺点。     

北京西部山区1999年生态足迹计算与可持续性分析

在剖析生态足迹分析法的理论基础和计算模型的基础上，计算北京西部山区门头沟1999年的人均生态足迹和生态容量。根据人均生态足迹和生态容量对比分析，得出1999年门头沟区处于生态赤字状态。经剖析造成生态赤字的原因，指出了该区在加强生态环境建设和养护，增加生态容量等方面应采取的措施与政策。提出以生态足迹作为山区生态可持续性评价指标的优点及当前存在的缺点。     

基于生态足迹模型的资源型城市生态承载力评价——以黑龙江省大庆市为例

[目的]综合分析黑龙江省大庆市生态承载力时空变化及影响因素,为大庆市与同类资源型城市生态优化提供科学依据。[方法]使用生态足迹模型,分析近30 a来大庆市及各行政区生态承载力时空变化。使用PLS模型定量筛选大庆市生态承载力影响因子。[结果] 1986—2016年大庆市表征状态均为生态赤字,除市区外,各地区生态赤字均有不同程度升高;剔除能源消耗外部性造成的影响,大庆市生态安全等级较低的区域呈现扩大趋势;各地区生态协调系数均出现不同程度下降,除林甸县与杜尔伯特地区外,其他地区生态协调能力较差;研究期内,农业固定资产投入额度、GDP年增长率、第三产业比重、社会消费品零售总额、农业总产值5种因子对大庆市生态承载力影响极显著。[结论]当前大庆市生态承载力呈现出压力较大,空间分布不均,影响因素多样的特点,在制定提高生态承载力相关措施时,要注重因地制宜,切合实际。     

基于能值生态足迹法的集约化农田生态系统可持续性评价

生态足迹(ecological footprint,EF)和能值分析(emergy analysis,EA)是评价区域或系统可持续性的重要方法,能值生态足迹(emergy ecological footprint,EEF)将二者相结合,把系统的外部性纳入评价指标体系,能够更全面、更准确地测度资源消耗及环境影响,为区域农业面源污染防治提供科学参考依据。该研究应用EEF方法对山东省桓台县冬小麦-夏玉米高投入高产出模式的可持续性进行了深入评价,研究结果表明:与1996年相比,2012年系统能值总投入减少了3.15%,而系统的能值产出容量(emergy output capacity,EOC)却增加了6.23%,系统效率显著提高。与1996年相比,2012年该系统的EEF从40.93 hm2减小为39.60 hm2,减少了3.25%,EEF分别是能值生态承载力(emergy carrying capacity,ECC)的16.44倍和15.78倍,生态赤字分别为38.44 hm2和37.09 hm2,减少了3.51%;从系统可持续性看,资源负载指数(resource load index,RLI)减少4.01%,环境负载指数(environmental load index,ELI)减少27.90%,系统外部性降低了8.05个百分点,系统可持续发展指数(sustainability index,SI)增长了9.64%。总体上看,与1996年相比,2012年冬小麦-夏玉米轮作农田生态系统的生态赤字呈下降趋势,系统的可持续性有所提高,农业面源污染防治初见成效,但资源消耗仍然保持较高水平,粮食生产的环境压力依然严峻,农业面源污染防治工作需要进一步加强。