2007-2016年贵州省水资源生态足迹的演化特征

[目的]分析近10 a来贵州省及各地市的水资源生态足迹及其时空变化规律,揭示其主要影响因素,为该省社会经济发展与水资源可持续利用提供参考依据。[方法]以贵州省为例,基于生态足迹模型,计算该省2007-2016年水资源生态足迹及水资源生态承载力,并分析其演化过程。[结果]①贵州省水资源生态足迹由2007年的1.62×10⁷ hm²上升至2016年的1.66×10⁷ hm²,整体呈波动上升趋势。水资源生态承载力小于生态足迹需水量,但生态承载力的年际变化明显,导致生态压力指数为0.105~0.203。水资源存在1.779~3.827 hm²/人的生态盈余,可持续开发利用潜力较大。②从工业、农业、生活及生态各部分用水的人均生态足迹变化看,人均工业用水生态足迹下降明显,2007-2016年下降了18.9%,主要得益于万元GDP生态足迹的持续下降;人均农业用水和生活用水生态足迹变化幅度小,分别维持在0.085,0.024 hm²/人左右。③2014-2016年贵州省各地州市人均水资源生态足迹、人均水资源生态承载力以及生态盈余的空间变化差异显著,整体上表现为与经济发展呈明显的正相关。经济较为发达的中西部地区,水资源需求量大,生态盈余较低;经济较为落后的东部地区,水资源需求量较小,生态盈余较大。[结论]贵州省水资源消耗量减少,利用效率逐渐提高,水资源开发利用处于安全状态,可开发利用空间大。但贵州省9个市州水资源生态足迹与生态承载力存在严重分布不均的现象,需合理调配和利用。     

北京市2010-2019年水资源生态足迹和生态承载力

[目的] 定量评价北京市水资源生态承载状态,为地区可持续发展提供科学依据。[方法] 以水资源生态足迹作为理论基础,叠加生态承载力模型,以北京市2010—2019年数据为主,分析了北京市水资源生态足迹、生态承载力和水资源负载指数的动态变化。[结果] 北京市2010—2019年水资源生态足迹总趋势非常平稳,其值范围为0.28~0.32 hm²/人。北京市人均水资源生态承载力在0.04~0.12 hm²/人之间,受降水影响较大。但随着南水北调外来水的输入,该项指标受降水影响的程度有所降低。万元GDP水资源生态足迹呈现上下波动的趋势,整体变幅与北京市年均降水量变化趋势一致。北京市历年来水资源呈现明显赤字,负载指数也远高于10,水资源生态压力大。[结论] 北京市近几年积极采取措施缓解水资源状况取得了一定成效,但目前北京市水资源形势依然比较严峻。南水北调外调水虽然从很大程度上缓解了北京市严重缺水的局面,但由于北京市水资源存量资本消耗严重,外来水对北京市水资源生态承载力的改善有限。提高水资源利用率,合理调整产业结构,依然是北京可持续发展的主要措施。     

基于生态足迹的广西壮族自治区水资源生态特征时空变化规律及其驱动因素分析

[目的] 分析近10 a来广西壮族自治区水资源生态特征的时空变化规律，探讨水资源生态足迹变化的驱动因素，为该区或同类区域的水资源合理开发与利用管理提供参考依据。[方法] 基于生态足迹模型中的水资源生态足迹、水资源生态承载力及水资源生态容量指标分析2008-2017年广西壮族自治区水资源生态特征的时空变化规律，并采用LMDI模型分析生态足迹变化的驱动因素及各地级市在关键驱动因素上的贡献比例。[结果] ①广西壮族自治区人均水资源生态足迹整体呈下降趋势，平均下降速率为-0.017 4 hm²/（人·a），人均水资源生态承载力和生态容量整体呈波动上升趋势，平均上升速率分别为0.324 6 hm²/（人·a），0.342 1 hm²/（人·a），三者在空间上均呈一定的差异性和不均衡性；②经济效应、人口效应是拉动该区水资源生态足迹增长的第一、第二因素，贡献效率分别为191.8%，25.38%，技术效应、结构效应是抑制水资源生态足迹增长的第一、第二因素，贡献效率分别为-238.0%，-79.18%；③南宁市、桂林市在结构效应和技术效应上对减少水资源生态足迹的空间贡献比例最大。[结论] 广西壮族自治区水资源生态容量处于生态盈余状态，该区的水资源利用效率逐渐提高，水资源开发局势整体向好。但城市发展与规划存在较大差异，需因地制宜地采取对策。     

基于三维生态足迹模型的山西省矿区2010-2019年自然资本存量动态评估

[目的] 对山西省矿区自然资本存量进行动态评估,为矿区生态环境保护及生态补偿提供理论依据。[方法] 以矿区自然资本为视角,基于生态足迹与生态承载力核算结果,运用三维生态足迹模型,测算山西省矿区2010—2019年生态足迹深度与足迹广度,借助足迹深度与足迹广度的剪刀差分析其动态演变特征并阐释矿区自然资本存量动态演变的作用机理。[结果] ①山西省矿区人均生态赤字由2010年的4.40 hm²/人增加到2016年的6.31 hm²/人,随之降低到2019年的5.02 hm²/人,生态足迹与生态承载力的差距总体趋于缩小; ②2010—2019年,人均生态足迹广度大致呈递减趋势,由0.63 hm²/人降到0.47 hm²/人,而人均生态足迹深度呈现出先增后减的“倒U”形变化趋势; ③矿区自然资本存量时空动态演化是由煤炭资源禀赋、开采规模、矿区生态供求、生态足迹与承载力以及资本流量、存量的深度、广度等多重因素综合作用的结果。[结论] 山西省矿区生态足迹与承载力差距趋于好转,但生态赤字仍然严重存在。     

浙江省水资源生态足迹时空格局

[目的]研究浙江省水资源生态足迹时空格局,并对浙江省及各市水资源可持续利用水平进行评价,为区域发展和相关政策的制定提供必要的理论指导和依据。[方法]以生态足迹理论为基础,运用水资源生态足迹和生态承载力模型,核算浙江省及其各市水资源生态足迹和生态承载力。[结果]从时间序列看,2003—2013年浙江省整体水资源生态足迹呈较小波动的上升趋势;水资源生态承载力波动较大;人均水资源生态量均为盈余,且整体为上升趋势;水资源利用处于安全状态;水资源利用效率逐步提高。从空间差异看:浙江省各市水资源生态足迹可分为高值、中值和低值3个级别;水资源生态承载力和人均水资源量均呈自西南向东北递减格局;南部地区水资源生态安全程度高于北部地区;东部地区水资源利用效率高于西部和北部地区。[结论]浙江省整体水资源可持续利用水平逐步提高,但内部差异显著。为提高水资源利用科学化水平,浙江省及其各市应从发展阶段和发展目标出发,合理调整产业结构,建设相关水利工程设施,加强水资源循环利用,增强水资源保障。     

江西省2007-2011年水资源生态足迹和生态承载力动态特征

[目的]为定量评价江西省水资源可持续发展状态。[方法]以水资源生态足迹的基本原理和计算模型为基础,分析了江西省2007—2011年水资源生态足迹、生态承载力和水资源负载指数的动态变化。[结果]2007—2011年江西省水资源生态承载力整体上呈现增加的趋势,从2007年的2.029 12×108 hm2增加到2010年的4.151 51×108 hm2。总水资源生态足迹5a整体上呈现增加的趋势,从2007年的3.882 09×107 hm2增加到2011年的4.344 7×107 hm2。万元GDP生态足迹呈逐渐增加的势,水资源利用率有所降低。[结论]水资源生态足迹的变化与社会经济发展密切相关。应该充分调整产业结构,合理调度、利用水资源,促进江西省整个社会经济的持续发展。     

基于生态足迹的港口型城镇土地生态安全研究——以宁波市镇海区为例

以宁波市镇海区为研究对象,利用生态足迹分析理论与方法,对镇海区1997-2011年的土地生态安全状况进行了评价。结果表明:镇海区人均生态足迹从1997年的6.4178 hm²增加到2011年的7.7374 hm²,而同期的人均生态承载力则由0.3370 hm²小幅增加到0.3624 hm²。人均生态赤字由6.0808 hm²增加到7.7130 hm²,生态压力指数由19.04上升为20.79。研究期内镇海区的人均生态足迹高于人均生态承载力,出现了巨大的生态赤字,港口地区土地生态系统处于很不安全状态。城镇化发展、重化工产业布局和居民消费结构调整是影响镇海区土地生态安全的重要因素,同时由于国际贸易存在使得港口型城镇土地生态状况存在"虚高"现象。为调整港口型城镇土地生态安全状态,还应采取协调港城关系,降低化石能源比重和提高生态用地比例等对策措施。     

陕西省人均生态足迹动态变化及驱动模型研究

以熊德龙等改进的生态足迹理论为基础,分析了陕西省1990-2007年人均生态足迹的动态变化,并利用主成分分析和多元性线性回归方法,分析了人均生态足迹驱动力并建立驱动模型。结果表明,陕西省人均生态足迹从1990年的0.818hm²上升到2007年的2.854hm²,人均生态承载力略有下降,说明陕西省始终处于生态赤字状态。2003年以后陕西省生产性生态足迹大于消费性生态足迹,区域生态资源呈输出状态,社会经济发展对能源产业依赖性更加明显。陕西省人均生态足迹动态变化是人口、经济、环境、技术、土地利用程度等多方面因素综合作用的结果,经济增长与重工业率提高是生态足迹动态变化的主要驱动因素。     

基于生态足迹的黑龙江省农村能源利用动态研究

为了解黑龙江省农村能源消耗及效益, 将生态足迹指标应用于农村能源消耗评价中,研究1998~2007 年间黑龙江省农村能源利用动态。结果表明: 10 年间各类能源利用都明显增加, 其中电力和沼气增加最为明显,其人均消费量分别由1998 年的183.51 kWh 和0.001 m³ 增加到2007 年的279.03 kWh 和2.445 m³; 对应的能源人均生态足迹也均呈增加趋势, 从1998 年的0.278 9 hm² 增加到2007 年的0.549 8 hm²,其中电力和沼气生态足迹增加明显高于其他能源类型, 这种趋势与我国农电政策的变化和对农村生物质能源扶持政策有关。能源生态效益不断增加, 从1998 年的2 472.34 元·hm^-2 增加到2007 年的5 192.58 元·hm^-2, 表明资源利用效率明显增加,但仍有增加的空间。农村能源消耗不断增加, 政府应从政策、资金等方面调节农村能源消耗, 扶持各类可再生能源利用技术, 加强农村生物质能源利用管理, 并通过新技术进一步提高能源生态效益。     

西北干旱区绿洲县域3类空间冲突分析与模拟

[目的] 对西北干旱区绿洲县域3类空间冲突进行分析与模拟,为该区国土空间合理布局、区域可持续发展提供科学参考。[方法] 以西北干旱区绿洲县域——新疆麦盖提县为研究区,基于土地利用主导功能构建空间分类体系,将国土空间划分为城镇、农业与生态空间;根据景观格局指数构建空间冲突测度模型探讨2009—2019年空间冲突水平演变特征;通过CA-Markov模型预测2024年空间布局并分析冲突强度变化特征。[结果] ①3类空间呈现“两增一减”的变化动态,城镇空间面积呈逐年递增趋势,由1 537.74 hm²增加至4 582.24 hm²;农业空间由84 670.06 hm²增加至107 447.66 hm²;生态空间面积减少25 822.69 hm²。②2009—2019年空间冲突强度显著增强,中等空间冲突、较高空间冲突与高空间冲突评价单元所占比例分别增加了50.41%,13.45%,0.53%。③2024年城镇空间、农业空间将分别增加2 981.19和4 285.96 hm²,生态空间将减少7 267.16 hm²;冲突水平以所占比例为60.24%的中等空间冲突为主。[结论] 2009—2019年城镇空间、农业空间逐年增加、生态空间逐年递减,各类空间的无序变化导致空间冲突强度整体增强,通过预测2024年3类空间变化趋势与2009—2019年保持一致,并以中等空间冲突为主。     

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。     

基于ARIMA模型的生态足迹模拟与预测

[目的]将现代计量学上普遍应用的自回归移动平均模型(autoregressive integrated moving average model,ARIMA)引入生态足迹分析,寻求动态预测结果。[方法]以山东省济宁市微山县为案例,对其1995—2010年的生态足迹和生态承载力进行估算,预测该县2010—2015年的生态足迹和生态承载力变化趋势。[结果]2011与2012年真实数据检验结果显示,ARIMA模拟模型的预测误差仅为6.12%和4.89%。[结论]基于ARIMA的生态足迹动态模拟模型具有较高的准确性和适用性。     

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。     

基于三维生态足迹扩展模型的中国海岸带生态足迹及其影响因素研究

[目的]计算中国大陆海岸带地区的生态足迹并分析其驱动因素,为生态文明建设与可持续发展提供参考。[方法]基于三维生态足迹扩展模型,计算中国大陆海岸带地区2008-2017年的生态足迹、生态承载力、足迹深度,从时间和空间两方面分析中国海岸带地区可持续发展的状况,并利用偏最小二乘法对驱动因素进行分析。[结果]①2008-2017年中国海岸带地区总生态承载力、人均生态足迹逐年增大,从组分贡献率来看,化石燃料用地人均生态足迹最大;②2008-2017年人均生态承载力变幅不大,在各省市中,广西壮族自治区人均生态承载力始终最大,上海市人均生态承载力始终最小;③足迹深度呈现出逐年增大趋势且深度值均大于1,消耗自然资本存量,生态赤字加剧。从空间上看,中北部省市的人均足迹深度普遍较大,南部的广西、广东、福建3省足迹深度则相对较低;④经济发展、城市规模、环境污染和区际交流是导致生态足迹和足迹深度增加的驱动因素;生态建设和科学技术提高对缓解生态足迹和足迹深度加大有着积极作用。[结论]未来可以通过调整产业结构和人口结构,改变消费方式,进一步加强生态建设和提高科技水平来实现中国海岸带地区的可持续发展。     

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。