基于改进生态足迹模型的县域生态可持续评价

针对传统生态足迹模型（EFM,eco-footprint model）中存在诸多不足,提出了改进生态足迹模型（IEFM,improve eco-footprint model）的计算方法。从陕西省长武县实际资源消耗量与产量出发,对长武县2007年生态可持续性进行了计算和分析,并与EFM计算结果进行了比较。结果表明：1）长武县2007年人均生态足迹为0.29 hm2/人,人均生态承载力是1.23 hm2/人,人均生态盈余为0.94 hm2/人;2）长武县生态适度人口为7.208×105人,实际人口与生态适度人口的比例是0.24;生态利用效率为1.54 万元/hm2;3）长武县耕地、能源地的人均足迹占人均生态足迹的72%,林地和畜牧用地的人均足迹占人均生态足迹27%,人均建成地、水域、电力用地、垃圾排放用地的生态足迹仅占人均生态足迹的1.2%;4）长武县的人均足迹、人均承载力IEFM的计算值分别是EFM计算值的0.515倍和5.467倍;IEFM与EFM的生态赤字/盈余情况相反。长武县自然生态系统的压力处于生态承载力范围之内,生态系统处于可持续发展状态。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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.     

基于生态足迹动态分析的西藏可持续性发展评估

采用生态足迹分析方法,利用相关数据计算了西藏1990—2011年的生态足迹和生态承载力,在对计算结果分析的基础上,揭示了西藏可持续发展状况及变化趋势。结果表明:(1)从趋势上看,1990—2011年间,西藏人均生态足迹表现为波动上升趋势,从1990年的1.32hm~2/人上升到了3.23hm~2/人;人均生态承载力呈下降趋势,总体从1990年的9.26hm~2/人下降到了2011年的6.40hm~2/人。在生态足迹和生态承载力动态变化趋势的综合作用下,西藏生态盈余整体为持续下降趋势,1990年为7.94hm2/人,2011年下降到3.16hm~2/人,降幅60.17%。(2)从组成结构看,西藏人均生态足迹主要由林地、耕地、化石燃料地和草地4部分构成,而人均生态承载力则主要由耕地、草地和林地3部分构成。多年平均值表明,草地、耕地、林地和化石燃料地生态足迹分别占总生态足迹的52.68%,17.83%,13.88%和15.55%,四者合计占总生态足迹的99.92%;耕地、草地和林地的生态承载力共占总生态承载力的93.87%,其中林地占55.41%,草地占31%,耕地占7.45%。总体看来,西藏目前还有较大的生态盈余,发展具有较强的可持续性,但其生态盈余空间呈日益缩小的趋势,发展可持续性不断下降。     

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.     

基于生态足迹的天水市生态承载力动态变化研究

本文以甘肃省天水市作为研究对象,基于生态足迹理论,对2004年、2009年以及2012年天水市的生态足迹和生态承载力进行定量计算和分析。结果显示:2004年天水市人均生态足迹为0.5754hm~2,至2012年人均生态足迹增长至0.8508hm~2,增长了0.2754hm~2,呈现出逐渐递增的趋势;2004年天水市人均生态承载力为0.8008hm~2,至2012年人均生态承载力递减至0.7689hm~2,减少了0.0319hm~2,呈现出逐渐递减的趋势;除草地、水域及化石燃料用地外,其他各类型土地利用自2004年至2012年一直处于生态盈余状态。     

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。     

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。     

福建省2010-2019年水资源生态足迹与生态承载力

[目的] 对福建省水资源生态承载力进行研究,为该区水资源可持续利用提供科学依据。[方法] 以水资源生态足迹作为理论基础,叠加水资源生态足迹三维模型,并以福建省2010—2019年数据为主,分析福建省水资源生态足迹、水资源生态承载力以及水资源空间格局。[结果] 福建省2010—2019年水资源生态足迹总体呈下降趋势,变化范围为0.696～0.928 hm²/人;水资源生态承载力受降水影响,年际变幅较大,变化范围为2.602～10.944 hm²/人,为水资源生态盈余。万元GDP水资源生态足迹呈现明显下降趋势;福建省西部地区水资源承载力明显好于东部沿海地区。水资源足迹深度为1,水资源足迹广度波动范围在1以下,并呈下降趋势。[结论] 福建省水资源比较丰富。目前条件下,该省水资源承载力能够满足当地经济发展。但福建省水资源承载力年际变化较大,空间分布差异较大,随着经济的发展,水资源还是存在一定风险。     

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。     

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。     

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。     

麦秆还田下钾肥减量对水稻产量及钾肥利用率的影响

我国土壤缺钾程度日益加重,作物秸秆中钾素含量较高,还田后可替代部分化学钾肥,缓解土壤钾素不足。为研究秸秆还田替代钾肥的效果,本文采用田间试验方法,以常规施钾[135 kg(K2O)·hm~(-2)]处理为对照,研究了在秸秆粉碎翻压还田(6 000 kg·hm~(-2))条件下钾肥减量10%、20%、30%和40%对水稻钾素吸收累积量、水稻产量、钾肥偏生产力及经济效益的影响。结果表明:在秸秆还田的基础上,水稻植株的钾素含量和累积量随着钾肥施入量的减少而降低。钾肥施用量减少10%~40%,水稻有效穗数、每穗粒数和结实率略有降低,水稻产量和产值有所下降,钾肥减量10%、20%和30%时,对水稻产量和产值的影响不显著(P0.05)。钾肥偏生产力随着钾肥施用量的减少而提高,钾肥减量10%、20%、30%和40%处理的水稻钾肥偏生产力比不减钾处理分别提高8.4%、18.9%、33.8%和44.4%。总体而言,在常规施钾条件下,秸秆还田后随着减钾量(10%~40%)的增加,水稻钾素累积量、产量和产值均呈下降趋势,而钾肥偏生产力呈增加趋势;减钾30%以内可显著提高水稻钾肥偏生产力(P0.05),对水稻产量及产值的影响不显著(P0.05)。     

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。