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.     

绵阳市生态足迹和生态承载力动态变化分析

生态足迹法是用于评价区域发展可持续性的重要方法。以四川省地震重灾区绵阳市为例,计算了2000—2009年生态足迹和生态承载力。结果表明,该区人均生态足迹呈波动式增长,由2000年的1.377 2hm2增长到2009年的2.408 7hm2;人均生态承载力增长缓慢,人均生态赤字由0.954 4hm2增长到1.922 0hm2;生态压力指数由3.257 6增长到4.949 3;万元GDP生态足迹由2.252 1下降到1.599 6;2008年"5.12"汶川地震后,生态足迹出现急剧增长。随着近年来绵阳市资源消耗增加,发展模式呈不可持续状态,社会经济发展与生态环境的协调性较差。为实现生态城市建设规划目标和可持续发展战略,建议适当控制人口增量,调整农业产业结构,保护耕地资源,转变人们的生活和生产方式。     

西安市土地承载力定量评价与动态分析

以2009年为例,修正了Wackernagel提出的耕地产量因子,并利用生态足迹的理论和方法,对西安市1997—2009年的生态足迹、生态承载力、生态赤字/盈余进行了测算,建立了生态压力指数模型以及生态足迹、生态承载力、生态盈余和生态压力指数预测模型。结果表明:(1)1997—2009年西安市生态足迹呈增加趋势,人均增加幅度为0.509 7 hm2;(2)生态承载力呈降低趋势,人均降低幅度为0.152 0 hm2;(3)生态压力指数上升幅度很大,由1.45上升到3.88,上升幅度为2.43;(4)西安市出现严重的生态赤字现象,还有继续增加的趋势。西安市生态环境处于不安全状态,可持续发展受到严重的影响。     

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。     

黔东南苗族侗族自治州生态可持续性的评价

结合生态足迹模型的概念和方法,对黔东南苗族侗族自治州2003～2006四年的生态足迹进行了计算,该州2003～2006年的人均生态足迹为1.2005hm2、1.2249hm2、1.2268hm2和1.3226hm2,人均生态赤字为0.3326hm2、0.4873hm2、0.4852hm2和0.5660hm2,说明该州的生态赤字呈逐年上升的趋势,该州的社会经济发展模式处于不可持续的状态。但与贵州省、全国相比较,黔东南自治州在贵州省乃至于全国范围内仍属可持续发展的地区。在此评价的基础上,提出了在黔东南苗族侗族自治州实现生态可持续发展的方法和措施。     

河南省1990～2003生态足迹动态分析

生态足迹是一种定量测量人类对自然资源利用程度的新方法。在阐述生态足迹概念及模型的基础上,运用生态足迹分析法,对河南省(1990~2003年)的消费状况进行了分析与计算。结果表明:河南省的人均生态足迹年均增长率为4.33%,而人均生态承载力仅为0.73%;人均生态足迹的供需比例由1∶2.65增至1∶3.93,供需矛盾进一步加大。1990年河南省的人均生态赤字为0.688 hm2,到2003年生态赤字已高达1.277 hm2,年均增长率为4.2%。随着人口增长及其相应消费水平的上升,河南省生态系统处于过度利用和压力之下,正在远离可持续发展方向。     

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。     

陕西省2002年生态足迹分析

利用生态足迹分析法对陕西省2002年的生态足迹和生态承载力进行研究结果表明,陕西省2002年人均生态足迹为1.093hm2,人均生态承载力为0.927hm2,人均生态赤字0.166hm2,陕西省的发展处于不可持续状态。研究结果对该省经济发展、社会进步及生态环境保护具有宏观指导意义。     

基于组合模型的安徽省城镇化演进对耕地影响前景研究

[目的]探索安徽省城镇化演进对耕地影响的前景,为管理层制定协调城镇化发展与耕地保护政策提供依据。[方法]运用LMDI分解模型对城镇化进程引致的耕地面积减少份额进行了计算;借助SPSS分析软件,采用最佳拟合优度曲线估计方法,对城镇化与耕地变化间耦合函数关系进行了考察;基于Logistic模型对城镇化演进趋势进行了预测;依据城镇化与耕地耦合关系及城镇化演进趋势,测算了城镇化发展对耕地影响的前景。[结果]1996—2011年,安徽省城镇化进程引致耕地面积年均减少1 097.87hm2,人口城镇化率每提升1个百分点,耕地面积减少795.20hm2;城镇化与耕地变化间以二次曲线拟合最优;安徽省2020,2030年人口城镇化率分别达到58.44%,68.25%;2020年前,城镇化发展将导致耕地年均减少3 804.94hm2,城镇化水平每提升1个百分点,将导致耕地减少2 549.37hm2,2021—2030年,城镇化演进将导致耕地年均减少11 179.42hm2;城镇化水平每提升1个百分点,将导致耕地减少11 395.94hm2。[结论]未来城镇化演进对耕地的影响将日趋激烈,耕地保护与生态安徽建设将面临较大挑战。     

基于资金盈亏平衡的江苏省耕地保护区域补偿研究

[目的]基于资金盈亏平衡视角对江苏省进行耕地保护区域补偿的系统性研究,为耕地保护制度的完善提供理论支撑与实证借鉴。[方法]尝试将耕地资源非市场价值纳入耕地保护补偿分区的影响因素,运用补偿标准调整耕地需求量进而倒推补偿分区,测算资金在区域内封闭运行时各地区耕地保护补偿或受偿金额。[结果](1)2010年江苏省耕地保护区域补偿价值标准为5.685元/(m2·a)(包括耕地经济、社会和生态价值补偿标准),江苏省各省辖市可划分为5个耕地赤字区与8个耕地盈余区,省内资金盈亏平衡时耕地赤字区5市应向耕地盈余区8市支付补偿金额3.78×1010元;(2)一般而言,经济相对发达地区多为耕地赤字区,经济相对欠发达地区多为耕地盈余区。[结论]中国应建立耕地保护区域补偿制度,完善激励机制,同时应提高规划的科学性与合理性。     

四川省坡耕地资源及其治理对策

四川省位于长江上游,坡耕地面积5.48×106hm2,占耕地总面积的83.07%,是水土流失的主要侵蚀源地.本文在介绍四川省坡耕地类型、数量及其分布的基础上,简述了四川省坡耕地治理的重要性,提出了几点坡耕地治理的对策,主要包括农耕农艺措施、工程措施和生物措施.     

小流域综合治理工程对生态服务价值的影响

以第5期长江上游水土保持重点防治综合治理工程凉山州治理区为研究对象,参照中国陆地生态系统单位面积生态系统服务价值当量表,结合研究区粮食平均产量和收购价格,分析了研究区生态系统服务价值的变化情况,并构建了小流域综合治理措施与生态服务价值模型。研究结果表明,1999-2003年治理区土地利用类型变化较大,其中未利用地和耕地分别减少36 038.67和5 498.50hm2,林地和草地分别增加35 614.30和5 889.53hm2。通过实施治理工程,治理区生态服务总价值从1999年的1.37×109元增加到2003年的1.85×109元;单项生态服务功能除食物生产功能的价值量减少3.31×105元外,其余均有不同程度增长;各土地利用类型只有林地和草地对生态服务价值增量起到正效应,其中林地对生态服务价值变化的贡献率为89.04%,是治理区生态服务价值变化的主要原因。小流域综合治理措施与生态服务价值的PCA-RBF模型表明,网络平均预测精度为94.8%,可准确反映小流域治理措施对生态服务价值变化的影响。     

基于意愿调查法的水稻田生态服务价值研究——以江苏省苏州市为例

[目的]水稻田具备重要的生态服务价值,通过调查城乡居民对稻田生态服务价值的支付意愿,量化水稻田的生态服务价值。[方法]以苏州市为例,在稻田生态系统服务及价值评价方法的基础上,采用意愿调查法(CVM)法和相关计量模型研究了稻田生态服务价值和城乡居民对稻田生态服务价值的支付意愿及其影响因素。[结果](1)苏州市稻田生态服务价值为3.75×1010元,单位面积稻田生态服务价值为4.52×105元/hm2;(2)68.99%市民和65%的农民家庭愿意为稻田生态服务价值付费,支付额度分别为1 230.43元/户和434.67元/户;(3)受教育程度、家庭总人数、工作人数(劳动力人数占比)、被抚养人数和家庭收入等是影响城乡居民支付意愿的重要因素。[结论]稻田生态服务价值有其重要性,有必要将稻田生态服务价值纳入资源配置决策,建立稻田生态补偿机制。     

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。     

大气CO2和O3浓度升高对水稻'汕优63'叶片光合作用的影响

大气CO2浓度升高使水稻光合作用增强,而地表O3浓度增加则相反,但人们对大气CO2和O3浓度同时升高情景下水稻光合作用的响应和适应知之甚少。本文利用新型的自然光气体熏蒸平台,以杂交籼稻‘汕优63’为供试材料,设置室内对照(CK,大气本底浓度,实时模拟室外环境)、高浓度CO2(CO2本底浓度+200μmol·mol-1)、高浓度O3(O3本底浓度的1.6倍)、高浓度CO2+O3 4个处理,于拔节期、抽穗期和灌浆期测定稻叶的主要光合参数。整个布气期间,CO2和O3浓度平均的控制目标完成比(TAR)分别为1.04和1.00。与CK相比,CO2处理使拔节、抽穗和灌浆期净光合速率(Pn)分别增加15%、11%和28%,O3处理使对应生育期Pn分别降低32%、32%和88%,CO2+O3处理对拔节期和抽穗期Pn无显著影响,但成熟期Pn平均下降48%。CO2处理使拔节和抽穗期叶片气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)显著下降,但灌浆期无显著变化;O3处理对各期Gs和Tr的影响明显大于CO2处理,且以灌浆期的降幅最大;CO2+O3处理叶片Gs和Tr的降幅总体上明显低于单独的O3处理。CO2处理或CO2+O3处理叶片胞间CO2浓度(Ci)明显增加,而O3处理叶片Ci的变化相对较小。CO2处理使各期水分利用效率(WUE)增加,而O3处理则呈相反趋势,特别是生长后期。CO2+O3处理叶片拔节期和抽穗期WUE平均增加约15%,但灌浆期因O3的累积伤害,WUE不升反降。以上结果表明,大气CO2浓度升高将使杂交稻‘汕优63’叶片光合能力增强,但地表同步升高的O3浓度则使光合能力削弱并表现出明显的累积伤害,大气CO2和O3浓度同时升高可缓解O3胁迫对‘汕优63’光合作用的负效应。     

湖南省耕地资源动态变化及其驱动力

[目的]研究湖南省1996—2011年耕地资源的变化过程,定量分析耕地变化的驱动因子,并对该区域耕地的变化趋势进行预测,为合理利用和保护耕地资源,促进区域经济的可持续发展和粮食安全生产提供重要参考。[方法]利用湖南省近16a的土地利用调查数据及相关社会经济资料,根据研究区域的特点选取了总人口、地区生产总值、农业机械化水平等14个指标,利用主成分分析法对耕地变化的驱动力进行分析,最后采用灰色系统GM(1,1)模型对研究区域耕地的变化趋势进行预测。[结果]1996—2011年湖南省人均耕地面积下降趋势明显,由1996年的0.066 9hm2减少到2011年的0.058 0hm2,该省耕地数量变化存在明显的区域差异。耕地面积变化驱动力主要由人口增长、社会发展、农业生产能力、人民生活水平4个方面构成。预测结果表明,研究区域2014—2020年的耕地面积继续呈下降趋势。[结论]湖南省耕地减少速度快,土地垦殖率高,且后备资源贫乏,应加大耕地的保护力度,以促进区域的粮食安全和可持续发展。     

黄土高原丘陵区人工灌草生态系统水土保持功能评估

人工灌草复合植被是黄土高原植被恢复与重建的主要植被类型,在该区域水土保持中发挥着重要的作用。以定西市安定区为例,基于InVEST模型对该区人工灌草生态系统的水土保持功能进行定量化评估,以期为黄土高原丘陵区生态恢复与水土资源的可持续利用提供决策支撑。评估结果为:(1)人工灌草地单位面积的水源涵养量为369.25 m~3/hm~2,是草地的90.5%、林地的134%和耕地的110%;该区的水源涵养总量为3 970.99×10~4 m~3,人工灌草地水源涵养量占该区总水源涵养量的29.9%。(2)人工灌草地单位面积的N保持量为2.4 kg/hm~2,净化率为72.21%,P保持量为0.12 kg/hm~2,净化率为71.07%。(3)人工灌草地单位面积的土壤保持量为308.76 t/hm~2,比草地、林地和耕地分别高1.88,1.44,6.01倍,该区的土壤保持总量为3 310.21×10~4 t,人工灌草地土壤保持量占总土壤保持量的54.82%。结果表明,人工灌草地的水源涵养能力仅次于草地,高于其他土地利用类型,但土壤保持能力是6种土地类型中最强的,具有较好的水土保持功能,是黄土高原丘陵区适宜的植被类型和土地利用方式。