基于“多规合一”和生态足迹法的土地利用结构优化

多规合一背景下的土地利用结构优化对实现中国土地资源高效利用具有十分重要的推动作用。该文以山东省沂源县为例,以生态优先、生态经济协调发展为原则,借鉴生态足迹理论,依据国民经济核算规则,测算国民经济发展目标生态足迹需求,结合土地利用现状及"多规"土地利用计划,以生态平衡为底限,以竭力保障区域整体公共生态服务功能为要求,优化"多规合一"背景下的土地利用结构。该县"十三五"规划期末生态保护红线、耕地、园地、林地、草地、水域、建设用地合理规模为41 835.73、35 276.61、22 596.76、13 377.61、21 268.02、2 041.59、14 549.00 hm~2;合理规模在优先落实该县生态保护目标的情况下,保障了经济发展目标完成情况下的区域公共生态服务功能最大限度供给。     

基于低碳经济导向的土地利用结构优化研究——以福建省福州市为例

[目的]研究基于低碳经济导向的福州市土地利用结构优化方案,为相关部门进行土地利用规划及其调整提供参考。[方法]采用灰色多目标线性规划法,建立目标函数,获得土地利用结构优化方案。[结果]通过与土地规划方案对比发现,中碳排放型的的优化方案最佳。在该方案下,预计到2020年福州市土地碳排放量达1.30×107 t,土地经济效益为7 701.24亿元,土地生态效益为785.33亿元。[结论]低碳经济导向的土地利用结构优化方案有利于该区域经济效益的发挥和生态环境的改善,实现碳减排目标。     

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。     

基于生态足迹的鲁西北生态经济可持续发展研究——以德州市为例

生态足迹方法是一种定量衡量人类对自然资源利用程度以及自然界为人类提供生命服务功能的新方法。将该方法应用于鲁西北地区的德州市生态经济发展分析,结果表明2002-2006年德州市人均生态足迹由1.373 5 hm²增长到3.703 6 hm²,年均增长33.93%;人均生态承载力由0.493 7 hm²增长为0.560 2 hm²,年均增长2.69%;人均生态赤字由1.174 hm²增加到3.067 hm²,年均增长32.25%,人类活动对自然生态系统的影响已超出了当地生态承载力的限度,并不断加速,人地关系趋于紧张。     

基于生态足迹模型的经济技术开发区的生态安全分析——以福州市为例

生态足迹是衡量一个国家或地区可持续发展程度的一种方法,可定量反映人类活动对生态环境的影响和破坏程度。利用生态足迹模型,采用多源数据,以福州市经济技术开发区为例,评价人类活动对其生态环境的影响作用。分别计算了流域生态足迹、生态承载力、生态赤字以及万元GDP生态足迹,并分析其生态安全。结果表明生态足迹不断增加,且渐高于当地的生态承载力,呈现赤字,同时生态压力处于不安全状况,生态经济协调性差,生态环境处于不平衡状态,说明现有的可持续发展模式面临考验,社会经济与生态环境承受力不相协调。对此,提出了有利于该区生态、经济、环境协调发展的具体生态恢复对策和措施。     

基于三维生态足迹模型扩展的土地承载力指数研究——以河北省为例

河北省地理条件优越,经济发展迅速,但也面临着资源短缺,生态恶化等问题,可持续发展受到严重阻碍,为实现可持续发展,必须维持自身的自然资源存量。因此,测量河北省居民对自然资源的需求与自然所能够提供资源的差距有极其重要的意义。本文通过将Niccolucci三维生态足迹模型中足迹深度的取值范围从≥1扩展到≥0,运用统一的三维模型框架分析生态盈余状态,实现了人类生产生活中对资源流量和存量占用程度在核算上的统一,并得到了河北省2002—2016年的生态足迹、赤字盈余及足迹深度。在此基础上,引入农产品压力指数、水资源压力指数、碳汇压力指数、建设压力指数和土地综合负担指数等土地压力评价指数,判断当前土地是否处于超载状态及超载程度。结果显示:1)2002—2016年河北省的人均生态足迹不断升高,但人均生态生产性土地面积变化较小。2)河北省足迹深度较大,尤其是水域和化石燃料用地,河北省居民生产生活消耗的自然资源远远超过了资源流量,造成了河北省资源存量大量消耗。3)河北省生态赤字较为严重,2016年的生态赤字为3.26hm2·人-1。4)农产品压力指数、水资源压力指数、碳汇压力指数、土地综合负担指数均大于1,且水资源压力指数、碳汇压力指数、土地综合负担指数的值均在10以上,河北省面临严重的土地压力,居民的生产生活对各类生态生产性土地造成了严重的负担。以上4点说明河北省对资源的需求远远大于供给,可持续发展受到严重阻碍。河北省要实现可持续发展,必须要节能减排、保护环境、减少资源浪费。     

黄土丘陵区土地利用/覆盖变化对生态承载力的影响——以固原上黄试验区为例

提高土地生态效益是黄土丘陵区土地资源利用的关键。基于生态足迹理论,利用生态承载力分析方法,以黄土丘陵区土地利用/覆盖变化为切入点,对上黄试验区1982年、2000年和2010年3个时间序列的生态承载力进行了计算和分析。结果表明:上黄试验区1982年、2000年和2010年的总生态承载力和人均生态承载力分别为242.47,750.53,929.68 hm²和0.67,1.47,1.86 hm²,呈现出增长趋势,表明上黄试验区土地的生态承载能力进一步增强,其中,生态生产性土地面积的扩大以及单位土地生态生产能力的提高是生态承载力提高的原因,尤其后者是生态承载力提高的关键。本研究为区域土地资源利用对生态环境影响的定量研究提供了一种可行的方法。     

基于改进生态足迹因子的区域可持续性动态评估——以陕西省为例

生态足迹是评估区域可持续性的重要方法之一,已有研究多采用全国统一的均衡因子和产量因子进行测算。以陕西省为研究区,通过独立测算研究区各年份均衡因子和产量因子,对传统评估方法进行了改进。研究结果表明,陕西省均衡因子、产量因子与全国统一因子存在较大差异。尽管评价结果显示1995—2011年陕西省总体处于不可持续性状态,但所反映的生态赤字和生态压力指数均比较稳定,分别在0.138 9~0.497 8hm2/人和1.170 3~2.613 7之间,该结果较传统研究结果数值偏小,但更贴近区域现实。从全球生态问题谈判的有利角度出发,我国有必要建立一套符合国情和区域特色的生态足迹测算因子和方法。     

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。     

基于碳平衡适宜性评价的城市圈土地利用结构优化

资源环境与经济发展的矛盾日益突出,基于碳平衡的土地资源节约集约利用是增强发展可持续性的根本途径之一。研究参考已有文献,将碳平衡引入土地适宜性评价研究中,分别从经济、生态、社会角度建立了基于碳平衡的城市圈土地适宜性评价指标体系,具体包括碳源适宜性评价和碳汇适宜性评价两个方面。运用全排列多边形图示指标法获得了研究对象的两类适宜性的综合评价值和多边形图示。碳平衡适宜性评价结果显示各城市适宜性差异显著,存在较大的区域内协调潜力。选取多目标规划在适宜性评价的基础上对城市圈的碳排放权进行优化配置研究,并将碳排放权优化限制结果引入各城市土地利用结构优化问题中。最后得出了各城市2020年土地利用结构优化结果,与土地利用总体规划对比,进一步强化低碳经济的发展目标。碳排放权配置研究可以有效实现低碳经济的发展目标,碳平衡作为生态文明建设的内容之一对土地生态文明建设和实现土地可持续利用具有重要的指导。     

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。     

商洛市土地利用结构优化的情景分析

以陕西省商洛市为例,借助灰色线性规划模型,对宏观的土地利用结构优化进行了情景设定与分析。研究结果表明,在未来10 a内,商洛市土地利用结构仍以农用地为主,适宜发展以林为主,林农结合的复合经营方式,建立立体复合生态系统,保护湿地,防止水土流失;在土地利用结构优化过程中,要充分考虑区域发展的整体效益和长远利益,注重经济效益、社会效益和生态效益的协调统一。研究表明,情景分析在土地利用结构优化中具有可行性,在宏观市域尺度上的土地利用结构优化配置中具有有效性。     

区域土地利用变化态势及其对土地可持续利用影响分析——以江苏省为例

在分析快速城市化区域土地利用变化与土地可持续利用相互作用机理的基础上,分析了江苏省土地利用结构的多样化和集中化趋势,并着重通过构建灰色系统动态模型,预测了2005年、2010年和2015年江苏土地利用结构的变化趋势,以及城市化快速发展对江苏土地可持续利用的影响。研究结果表明,2005~2015年间,江苏省土地利用结构将呈现农业用地非农化、农业用地质量退化以及土地利用效率难以快速提高、土地后备资源日趋减少等变化态势,据此,论文提出推进研究快速城市化区域土地可持续利用的政策建议,具体是:适度保护农地资源尤其是耕地资源,合理协调农业用地与非农业用地之间的相互关系,进一步完善区域土地利用政策体系以及提高科学技术对于土地资源的替代率。     

徐州市土地利用变化对径流的影响

[目的]研究1983—2013年徐州市土地利用变化对径流的影响,为该市水资源利用与保护和土地利用结构调整服务。[方法]基于Landsat TM/ETM+影像提取徐州市土地利用变化信息,采用验证后的SCS(soil conservation service)水文模型模拟了不同降水条件和下垫面状态下径流量的时空特征。[结果](1)丰、平、枯降水条件下,年均径流深分别增加46,42和38mm;(2)径流深变化范围为299~800mm;(3)林地与建设用地之间转换导致径流系数的变化超过0.3,其余在0.1~0.3之间;(4)不同土壤湿润程度条件下,径流增幅大小表现为:AMCⅠAMCⅡAMCⅢ。[结论]建设用地的增加是近期径流增大的主要因素;2003年建设用地比超过20%,为土地利用变化影响径流突变的一个阈值;径流深的高值区为水体、建设用地、耕地以及煤矿区,低值区为林、草地;林地转为建设用地导致最大的径流增加值。     

基于生态足迹模型的河北省土地利用总体规划实施评价

为了证实河北省土地利用总体规划（2006—2020年）确定的土地利用结构调控指标是否科学与合理,根据1999—2008年的统计数据,运用改进的生态足迹模型计算并预测河北省2010年、2020年人均生态足迹、人均生态承载力,将预测结果与河北省土地利用总体规划（2006—2020年）确定的土地利用结构调整目标测算的人均生态承载力进行比较。结果表明:（1）河北省人均生态足迹1999—2008年共增加0.218 1 hm²,增长率达到32.18%,人均生态承载力共增加0.019 8 hm²,增长幅度为28.09%,人均生态赤字由2006年增长到最大值0.450 2 hm² 后回落至2008年的0.418 8 hm²,表明河北省正朝着降低生态赤字,提高生态承载力的方向进行。（2）根据预测值与规划确定值相比较可知,2010年人均生态承载力的实际发展将会比规划预期增加0.16%,人均生态赤字减少0.18%,2020年人均生态承载力的实际发展将会比规划预期增加18.41%,人均生态赤字减少6.29%,说明本轮规划的预计生态供给均可实现。河北省土地利用总体规划（2006—2020年）的实施将会降低人均生态赤字,体现了规划确定的土地利用结构调控指标的科学与合理性,一定程度上遏制了土地生态环境的恶化趋势,促使生态环境向有利的方向发展。     

基于土地利用的陕西省生态风险分析

土地利用变化对陆地生态系统产生了很大的影响。利用陕西省土地和社会经济环境资料,分析了土地利用变化趋势。采用层次分析法与综合指数法,建立了自然压力、社会环境压力、经济压力生态风险指标体系,估算了耕地、林地、牧草地、水域等土地利用结构生态风险以及综合风险。结果表明,绝对数量变化幅度最大的是耕地和林地,而且耕地生态风险最大,水域变化生态风险最小,不同土地利用类型生态风险指数大小顺序为：耕地〉林地〉居民点及工矿用地〉牧草地〉未利用地〉交通用地〉水利设施用地。土地生态压力风险中,以经济压力生态风险最大,其次是自然压力生态风险,社会环境压力生风险相对较小,土地生态综合风险呈增加趋势。生态风险变化与土地利用结构的不合理,人口增加,水资源量减少以及自然灾害增加密切相关。     

基于土地生态安全的黔江区土地利用结构优化

通过构建黔江区土地生态安全评价指标体系,对黔江区2005—2012年土地生态安全状况进行了动态分析,在此基础上,采用灰色多目标规划模型,以综合效益最大化为目标,对黔江区土地利用结构进行优化。结果表明:(1)黔江区土地生态安全水平由2005年的0.426 9上升到2012年的0.586 2,土地生态安全级由"较不安全"上升到"临界安全",土地生态安全水平还有待改善,需要对土地利用结构进行优化;(2)黔江区土地利用结构优化后,土地生态安全等级由"临界安全"级上升到"较安全"级,土地生态安全水平达到0.748 9;(3)从优化结果看,农用地中耕地面积有所减少,园地、林地、其他农用地都有所增加,建设用地中交通水利用地和其他建设用地增幅较大,其他土地中自然保留地面积有所减少。研究结果对黔江区提高土地利用综合效益,维持土地生态系统的相对平衡和持续利用以及经济社会的可持续发展具有重要的现实意义。     

基于Markov链的吉林西部土地利用结构优化研究

土地利用结构优化是编制土地利用总体规划的基础和核心。以吉林省西部为例,在RS和GIS的支持下,运用Markov链对吉林西部土地利用结构进行优化研究。结果表明:到2020年,吉林西部的林地、建设用地、水田、旱地的面积持续增加,分别增加了153.44,227.05,1 479.79,80.29 km²;草地、水域、沙地、盐碱地、湿地有所减少,分别减少了1 569.44,493.35,60.07,1 029.82,389.71 km²。建设用地不断扩张,草地、湿地和水域面积不断退化是造成吉林省西部生态环境恶化的主要原因,建议今后要适当增加草地和林地比例,合理保护湿地和水域,限制建设用地盲目扩张,挖潜存量建设用地,提高建设用地的利用率,从而实现土地资源的可持续利用。