基于生态足迹定量分析的土地利用结构优化研究——以江苏省徐州市为例

生态足迹是定量研究区域可持续发展的一种重要方法。运用生态足迹方法分析了徐州市1989—2008年生态足迹和生态承载力的动态变化,并利用生态足迹和生态承载力等指标对江苏省徐州市土地利用可持续性进行了评估。结果表明,徐州市人均生态足迹由1989年的1.13hm2上升到2008年的2.57hm2;人均生物承载力由1989年的0.580hm2下降到2008年的0.450hm2;人均生态赤字由1989年的0.550hm2上升到2008年的2.100hm2,表明徐州市土地集约化程度低。采用线性回归模型对该区人口进行预测,采用灰色预测模型对2010—2015年的生态足迹变化情况进行了预测,在此基础上,构建了基于生态足迹方法的多目标线性规划模型,以生态赤字最小化和经济效益最大化为目标函数,设置了7个变量,制定了9个约束条件。根据模型求解优化方案,对徐州市土地利用结构进行了优化调整。     

基于生态足迹的雅安市土地生态安全研究

以雅安市1999-2006年的统计数据为基础,利用生态足迹理论与方法,对雅安市的生态足迹、生态承载力、生态赤字进行了研究,对雅安市的生态安全情况进行了评价.结果表明:雅安市人均生态足迹从1999年的1.068 hm2增加到2006年的1.657 hm2,而同期的人均生态承载力则由0.925 hm2下降到0.833 hm2,人均生态赤字由0.143 hm2增大为0.825 hm2,生态压力指数由0.858上升为1.126;万元GDP生态足迹在1.87～2.78 hm2之间上下波动,平均值为2.212 hm2.研究期内雅安市的人均生态足迹超出了人均生态承载力,表现出巨大的生态赤字,且生态赤字基本上呈直线上升趋势,雅安市的经济社会发展处于不可持续状态,土地生态系统始终处于超负荷和不安全的状态.这为揭示区域土地生态安全的本质提供一定参考,同时也指出协调人口、资源和区域经济发展可缓解这种不安全状态.     

重庆市不同土地利用碳排放及碳足迹分析

以重庆市为例,运用1997-2009年重庆市不同土地利用面积数据和能源消费量数据,采用碳排放模型、碳足迹模型,对重庆市13年来不同土地利用方式碳排放量和能源碳足迹进行核算,分析不同土地利用方式碳排放效益、碳排放量的影响因素以及能源消费碳足迹变化。结果表明:(1)重庆市碳排放总量呈直线增加趋势,年均增加210.69万t。(2)建设用地是主要碳源,林地是主要碳汇,建设用地碳排放量增幅远远大于林地的碳汇增幅。(3)碳排放强度总体上呈下降趋势,由1997年的1.77t/万元下降到2009年的1.38t/万元,年均下降1.12%,小于11.5%的GDP增长率。(4)产业结构和经济增长促进碳排放量增加,能源结构对碳排放量影响不大,能源效率改进是13年来重庆市碳排放强度下降的关键原因。(5)能源消费总碳足迹逐年增加,2002年后年均增加93.75万hm2,生态承载力也有所增加,但远远不及总碳足迹的增加速度,生态赤字逐年扩大;森林碳足迹和煤炭能源碳足迹是主要的碳足迹。     

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。     

基于能值-生态足迹修正模型的区域可持续发展研究——以江苏省南通市为例

在系统分析能值—生态足迹模型缺陷的基础上,通过增加人工投入指标,统一能值密度以及引入折能/折标系数对其进行了修正,并采用修正后的模型对江苏省南通市1996—2010年的可持续发展水平进行了测算。结果表明:(1)1996—2010年间南通市人均生态足迹由0.65hm2增长到0.90hm2,主要是由能源消费量的增加引起的;(2)同期南通市人均生态承载力由0.51hm2增长到0.81hm2,这主要是由农、畜产品产量提高和水电开发力度加大引起的,而通过劳务和资金投入提高承载力的空间很大;(3)1996—2010年南通市一直处于生态赤字状态,可持续性评价指数也都在0.5以上,区域发展处于不可持续状态。为进一步缩小生态承载力与生态足迹之间的差距,应采取以下措施:引导重点行业和企业节能降耗,大力发展新能源;加大农业科技投入,继续提高农产品产量;重视人力资源的投入,促使经济发展方式向技术密集型和资本密集型转变。     

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。     

2000—2020年中国城乡食物消费碳-水足迹及其驱动因素分析

随着经济发展与城镇化快速推进,中国居民膳食模式发生显著转变,并产生了严重的资源环境后果。为识别城乡居民食物消费碳-水足迹的关键驱动因素,缓解水资源消耗,助力双碳目标实现,该研究测算并对比分析了中国31（30）省市2000-2020年城乡居民人均食物消费碳-水足迹,通过对数平均迪式指数算法（logarithmic mean index method,LMDI）对碳-水足迹进行了驱动因素分解。结果显示：2000-2020年中国城镇人均食物消费碳足迹（水足迹）增加了29.63%（32.94%）,农村碳足迹（水足迹）增加了4.59%（7.91%）。从空间演变来看,城镇人均食物消费碳-水足迹较高的地区由沿海省份逐渐扩散至内陆,而农村呈南北高-中间低的分布格局。从驱动因素来看,经济水平是城乡居民食物消费碳-水足迹增加的主要动因,且消费水平表现为抑制作用;人口城镇化驱动城镇居民食物消费碳-水足迹增加,而在农村起到抑制作用。该研究从促进食物消费结构转型,多渠道拓宽食物来源等方面提出建议,旨在促进中国城乡居民食物可持续消费。     

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。     

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.     

资源型城市邢台市生态足迹核算与预测研究

运用生态足迹和灰色预测模型,对资源型城市——邢台市2003-2011年的生态足迹进行分析,并对未来时段的生态足迹进行预测.结果表明:邢台市人均生态足迹从2003的1.866 hm2/人增至2011年的2.133 hm2/人,增加了0.267 hm2/人;而生态承载力却由0.3765 hm2/人降至0.3568 hm2/人,下降了0.0197 hm2/人,从而产生了生态赤字;生态赤字由2003年的-1.4895 hm2/人降至2005年的-1.9512 hm2/人,出现了极值,然后又升至2011年的-1.7762 hm2/人,呈“V”字形.邢台市的发展处于不可持续的状态.预测结果显示:2012-2025年,邢台市生态赤字逐年增大,从2012年的-1.7466 hm2/人,增加到2025年的-1.6856 hm2/人.邢台市未来资源消费仍将大大超过其生态承载力,处于不可持续的状态.因此,邢台市必须优化能源利用结构,加大土地开发整理力度,采取一系列有效的措施,提高社会经济的可持续水平.     

基于“脱钩”理论的江苏省耕地占用与经济增长关系分析

经济发展对耕地资源占用的压力与基于粮食安全及社会稳定的耕地资源保护需求一直是中国社会经济发展的一对矛盾。该文以江苏省为例,利用1976－2009年的相关数据,分析了耕地资源变化趋势、定量评价了耕地建设占用与经济增长间脱钩关系,并探讨了脱钩的原因。结果表明：江苏省耕地面积近35 a以来呈持续降低趋势,耕地总面积与人均耕地面积年均递减率分别为0.38%与1.33%;耕地面积减少趋势自20世纪80年代以来有所加速,直到2006以后,递减趋势减缓。自"六五"至"十一五"以来,耕地建设占用与非农产业产值增长之间一直呈相对或绝对脱钩状态;脱钩指标Di显示,增加单位产值所消耗的耕地面积逐阶段递减,自"五五"期间的923.5 hm2/亿元减少到"十一五"期间的20.5hm2/亿元,表明经济增长对耕地占用的依赖程度大大降低。固定资产投资额、劳动力、技术进步投入的持续增大以及经济增长方式的转变是耕地建设占用与经济增长脱钩的原因。随着数量型增长向质量型增长方式的转变,经济发展对耕地占用的消耗将会更低,耕地保护与经济发展的矛盾有望缓解。     

沱江流域土地利用碳平衡与人类活动强度的关系

[目的] 研究土地利用碳平衡与人类活动强度间的协同关系,为沱江流域的区域协同碳减排规划及实现中国“碳达峰、碳中和”目标提供参考。[方法] 基于2000—2020年土地利用及社会经济数据,使用碳排放经济贡献系数、碳生态承载系数、人类活动强度指标,耦合协调度模型及回归分析方法,核算了沱江流域土地利用碳排放量并分析了土地利用碳平衡与人类活动强度的时空演变特征及其协同关系。[结果] 研究表明,2000—2020年沱江流域碳排放量增加了5.13×10⁷ t,其中建设用地碳排放量占90%以上;碳吸收量变化不大,主要来自林地,呈现先减后增的趋势;净碳排放增长率呈下降趋势。各区县的土地利用碳平衡协调度均在提升,但70%以上的区域处于失调衰退状态。沱江流域人类活动强度整体处于中等强度水平,空间上从北向南呈现“低—高—低—高”的格局。[结论] 人类活动强度与人均GDP、人均碳排放均存在显著的正相关关系。土地利用碳平衡协调度与人类活动强度的负相关关系随着技术进步与能源利用效率的提高而降低。提高碳汇能力与碳生产力是改善区域土地利用碳平衡协调水平的有效途径。     

陕西省土地利用碳排放影响因素及脱钩效应分析

通过测算陕西省2001—2014年土地利用碳排放量,采用LMDI分解法探讨了土地利用碳排放变化的影响因素,并基于因素分解的结果构建脱钩弹性分解量化模型对经济增长和土地利用碳排放的脱钩效应进行分析。主要结论如下:（1）2001—2014年,陕西省土地利用碳排放量呈逐年递增趋势,13年间上升163%。（2）能源强度是唯一抑制土地利用碳排放增加的负效应因素,正效应因素对陕西省土地利用碳排放增加的贡献值由大到小依次为经济规模效应 > 能源碳排放强度效应 > 人口规模效应 > 土地规模效应;（3）各影响因素对土地利用碳排放与经济增长脱钩的贡献由大到小依次为经济规模效应 > 能源强度效应 > 能源碳排放强度效应 > 人口规模效应 > 土地规模效应,且能源强度效应对经济增长与土地利用碳排放脱钩状态的改善具有积极作用。研究结论有利于清晰了解土地利用碳排放影响因素及其影响经济增长和土地利用碳排放脱钩的内在作用机理,从而得出相应的碳减排政策启示。     

广西北部湾经济区土地资源利用与经济增长脱钩分析

[目的]分析广西北部湾区域经济增长与土地资源利用的脱钩关系,揭示二者脱钩程度的空间演变规律,为实现区域经济增长与土地资源利用协调发展提供科学依据。[方法]应用Tapio脱钩模型对广西北部湾经济区2007—2016年土地资源利用与经济发展脱钩程度、时序演变和空间发展规律进行定量评价和综合分析。[结果]广西北部湾经济区土地利用与经济增长基本处于脱钩状态,且有由弱脱钩向强脱钩转化的趋势。从产业类型上看,第一产业GDP与耕地以强脱钩为主且伴有弱脱钩和扩张性耦合状态;第一产业GDP与林地以弱脱钩为主且有向强脱钩转化的趋势;第二、三产业GDP与建设用地始终处于弱脱钩状态。[结论]广西北部湾经济区土地利用与经济增长永续脱钩的实现,不仅要继续优化产业结构,还应立足全局和区域协调发展,继续重视国土空间优化,并通过提高海洋资源综合开发能力,全面建设生态空间,实现经济增长和土地利用的协调发展。     

低碳经济和土地集约利用的脱钩分析体系研究——以江苏省昆山经济开发区为例

低碳经济已经成为应对全球气候变化的必然选择。为深入分析低碳经济发展对土地集约利用水平的影响,引入了Tapio脱钩指标评价手段,选取了反映低碳经济和土地集约利用发展情况的评价指标用于定量分析,在此基础上构建了低碳经济和土地集约利用的脱钩分析体系。以江苏省昆山经济开发区为例,研究了该地区低碳经济和土地集约水平两者的脱钩关系,并进一步进行脱钩关系分析。结果表明:昆山经济开发区2004—2009年低碳经济和土地集约利用水平一直处于强脱钩状态,低碳经济和土地集约利用两者的发展存在着显著的正相关关系,低碳经济的增长十分有效地促进了土地集约利用水平的提高。说明低碳经济和土地集约利用可以实现有效结合,共同发展的局面,研究结果可为地区经济发展规划提供借鉴。     

陕西省碳排放影响因素及其区域分异特征

根据1996-2010年陕西省终端能源消费数据及2010年各市区单位GDP能耗数据,对陕西省碳排放量进行了核算,并基于Kaya恒等式,利用对数平均Divisia指数分解模型对陕西省碳排放的影响因素进行了分解分析。结果表明:(1) 陕西省碳排放总量、人均碳排放量在1996-2000年均为小幅度下降,此后大幅度增加,而碳排放强度总体呈现出下降趋势。从能源消费碳排放比例来看,煤炭消费碳排放量占绝对比重(70.47%)。(2) 陕西省各市区碳排放总量与碳排放强度表现出明显的区域分异特征。陕西省的碳排放总量关中最高,陕北次之,陕南最小;地级市区中:西安市、榆林市和渭南市排放量超过5.00×10⁶ t,杨凌区的碳排放量仅有7.21×10⁴ t;渭南市和榆林市碳排放强度较高,而商洛市和杨凌区碳排放强度较低。(3) 经济产出、产业结构及人口规模对陕西省碳排放量的增加表现为正效应,能源结构和能源强度对陕西省碳排放量的增加表现为负效应。其中经济增长是陕西省碳排放量增加的决定因素,而能源强度降低是碳排放量减少的决定因素。     

西安市工业碳排放的空间分异特征与驱动因子

采用西安市1997-2011年工业能耗数据和2010年各区县单位GDP能耗数据进行了碳排放量的估算,通过STIRPAT模型构建驱动因子分析模型。研究表明:(1)西安市1997-2011年各类碳排放量表现出总体上升的特征。(2)各区县碳排放量、碳排放产值、人均碳排放量、地均碳排放量呈现出明显的空间分异现象。Moran指数显示,西安市各区县碳排放量存在显著地空间正相关性。碳排放量的空间分布特征是:碳排放量较高的区县趋向于和碳排放量较高的区县集聚,碳排放量较低的区县趋向于和碳排放量较低的区县集聚。(3) STIRPAT模型表明:经济发展、人口规模、产业结构和技术水平对碳排放量影响程度不同,其中经济发展对碳排放量增加具有决定作用,产业结构优化对碳排放量增加具有抑制作用。     

甘肃省武威市凉州区耕地占用与经济发展的脱钩关系

[目的]对甘肃省武威市凉州区耕地占用与经济发展的关系进行实证研究,为经济发展中的凉州区的耕地保护工作提供参考。[方法]选取建设占用耕地量、非农GDP产值两个指标作为主要指标,并对非农GDP进行重新界定,采用改进的脱钩分析方法。[结果](1)凉州区2001—2010年建设占用耕地与非农GDP的关系主要呈现出7种状态,即强负脱钩、扩张负脱钩、强脱钩、衰退脱钩、衰退连接、弱脱钩、扩张连接,表现为强脱钩和弱脱钩的状态期数合计占统计期数的40%,总体上有2个年期处于强脱钩状态;(2)脱钩弹性曲线总体上表现出M形变化,呈现出"非理想状态—畸形状态—理想状态"的周期性变化,且凉州区近年来都表现为脱钩的理想状态,经济发展摆脱了以牺牲耕地资源为代价的经济增长方式。[结论]对非农GDP进行了重新界定,改进了脱钩的研究方法,研究结果及产生脱钩的原因与凉州区的实际情况相吻合。     

乌鲁木齐市土地利用结构与碳排放的关联测度研究

[目的]对乌鲁木齐市的土地利用结构与碳排放量的关系进行测度,分析一定时间范围内二者的关联度及其变化特征,从而探索土地利用碳减排途径,为乌鲁木齐市合理利用土地与生态、经济、社会效应的同步提升提供参考。[方法]基于乌鲁木齐市2001—2015年的土地利用变更数据和能源消耗数据,分别计算出碳排放总量、碳排放强度和人均碳排放量,并构建灰色关联度模型,测算乌鲁木齐市土地利用结构与碳排放总量、碳排放强度、人均碳排放量的关联系数和关联度。[结果]2001—2015年乌鲁木齐市碳排放量由8.31×10~6 t增加到2.10×10~7 t,增加了近2.6倍;土地利用结构与碳排放总量、碳排放强度和人均碳排放量三者关联度最高的分别是交通运输用地(0.730 8)、牧草地(0.765 1)和园地(0.821 5);建设用地与碳排放量关联度大。[结论]土地利用结构与碳排放的关系密切,通过科学合理地利用土地利用结构变化对碳收支的影响作用对土地利用结构进行调整,从而实现控制碳排放量是可行的。