长江中游地区稻麦生产系统碳足迹及氮足迹综合评价

【目的】长江中游地区是我国重要的稻麦轮作区,为保障我国粮食安全起到至关重要的作用。农业生产是主要的温室气体和活性氮排放源,定量评估稻麦系统碳足迹和氮足迹对实现该地区低碳绿色农业具有重要的意义。【方法】本研究基于农户调查问卷,通过生命周期评价法,系统分析长江中游地区稻麦生产系统碳足迹和氮足迹构成及大小,并进一步分析了其影响因素。【结果】长江中游地区稻麦生产系统单位面积碳足迹和氮足迹分别为CO2-eq 7728.8 kg/hm^2和N-eq 190.6 kg/hm^2。CH4排放和NH3排放分别是长江中游地区稻麦生产温室气体排放和活性氮排放的主要来源,分别占稻麦生产碳足迹和氮足迹的39.0%和91.8%。逐步回归分析表明,稻麦生产碳足迹和氮足迹主要受柴油和肥料的影响。在调研的稻麦生产农户中发现种植规模与碳足迹和氮足迹呈显著负相关关系,与小规模稻麦种植相比,大规模种植单位产量碳足迹和氮足迹分别降低了22.6%和43.9%。稻麦生产系统单位产量碳足迹、氮足迹随着产量的增加呈显著增加趋势。【结论】大力发展节肥节水技术,同时构建机械化、规模化农作种植模式是实现长江中游地区农业节能减排和绿色高效的重要途径。     

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。     

生态文明视角下四川省资源环境压力的时空变化特征

基于足迹家族原理,构建了由生态压力、温室气体(GHGs)排放、水资源压力构成的资源环境压力评价指标体系,并应用于四川省的资源环境压力评价。结果表明,1990—2013年四川省人均生态足迹增加109.57%,生物承载力变化不大,生态压力由中下(Ⅱ_a)升至很高(Ⅲ_b)等级;林业碳汇提高32.01%,GHGs排放虽保持较低(Ⅰ_b)等级,但其排放指数增高了234.97%;水足迹增速很小,水资源压力很低(Ⅰ_a);全省资源环境压力由很低(Ⅰ_a)升为中下(Ⅱ_a)。空间上,生态压力很低(Ⅰ_a)的是甘孜和阿坝,广元为中上(Ⅱ_b),成都、自贡和攀枝花等其余19市(州)很高(Ⅲ_b);GHGs排放状况,攀枝花很高(Ⅲ_b),内江较高(Ⅲ_a),乐山中上(Ⅱ_b),眉山中下(Ⅱ_a),甘孜、雅安和阿坝为碳汇(Ⅰ_a),成都、自贡和泸州等其余14市(州)均属较低(Ⅰ_b)等级;水资源压力方面,自贡、遂宁、眉山、内江和资阳很高(Ⅲ_b),成都较高(Ⅲ_a),泸州和达州为中上(Ⅱ_b),德阳为中下(Ⅱ_a),宜宾和攀枝花较低(Ⅰ_b),甘孜、阿坝和广安等其余10州(市)很低(Ⅰ_a);资源环境压力状况,阿坝、甘孜、雅安和广元很低(Ⅰ_a),凉山和绵阳较低(Ⅰ_b),广安、巴中和南充为中下(Ⅱ_a),宜宾、德阳、乐山和达州为中上(Ⅱ_b),泸州、资阳和成都较高(Ⅲ_a),遂宁、攀枝花、眉山、自贡和内江很高(Ⅲ_b)。研究表明,四川省的资源环境压力主要归因于较高的生态压力。今后的生态文明建设中,除了严守耕地生态红线以确保耕地生产力外,还要通过大力发展水电以优化能源消费结构,以及加强森林保育以提高碳汇潜力。     

农业土地利用系统氮足迹与灰水足迹综合评价

氮足迹和灰水足迹作为定量分析人类活动对活性氮排放及水资源影响的指标,为农业土地利用系统环境效应评价提供了新的理论与途径。该文在氮足迹和灰水足迹理论的基础上,构建了县域尺度农业土地利用系统氮足迹与灰水足迹理论分析框架,以湖南桃江县为研究区,计算了农业土地利用系统氮足迹与灰水足迹。结果表明:1)1980-2010年氮足迹与灰水足迹、单位土地利用面积氮足迹与灰水足迹均呈逐年增加的趋势。2010年氮足迹和灰水足迹分别是1980年的2.02倍和2.36倍,单位土地利用面积氮足迹和灰水足迹分别是1980年的2.00倍和2.31倍;2)1980-2010年输入氮足迹和污染氮足迹分别增长了102.54%、128.79%。2010年肥料氮投入占输入氮足迹的72.72%,污染氮足迹占总氮足迹的32.79%;3)1980-2010年,每年氮肥灰水足迹均高于磷肥灰水足迹。活性氮流失的增长造成的稀释水量增加是农业土地利用系统灰水足迹增长的关键因素。评价结果显示,桃江县农业土地利用系统在足迹总量与单位土地利用足迹对大气和水资源的负面影响正在持续上升。氮足迹与灰水足迹综合评价方法能有效地识别区域农业土地利用过程对环境的负面效应,研究成果为降低农业土地利用过程的环境风险、制定农业土地利用系统优化方案提供参考。     

中国主要省会城市水资源生态足迹与适宜承载人口规模

[目的]评估中国主要省会城市的水资源承载情况与适宜人口规模,为“以水定人”政策的落实和城市可持续发展战略的实施提供参考。[方法]基于水资源和人口数据,采用生态足迹方法分析了2010—2020年中国省会城市的水资源生态足迹及其水资源承载力,结合生活用水现状以定额法估算了各省会城市的适宜承载人口规模。[结果](1)超过半数省会城市年人均水资源占有量不足500 m³,多数城市生活用水占总用水量的两成,而北京市和郑州市的生活用水比例达到45%,高比例的生活用水使城市供水压力巨大;(2)人均水资源量较高的省会城市呈现水资源生态盈余状态,但约2/3的城市呈现水资源生态赤字状态;2010—2020年平均人均盈余最高者为南宁市(2.20 hm²/人),赤字最高者为银川市(-1.66 hm²/人);水资源生态盈亏分布呈现“南方盈余,北方亏损”的格局,但是长江中下游地区部分省会城市也呈现赤字状态;(3)以“粗放”与“节约”两种用水情形评估省会城市适宜承载人口数量。各地适宜承载人口数量与现状人口数量存在较大差异。[结论]为促进经济社会可持续发...     

四川省的生态足迹计算与分析

在介绍生态足迹理论和方法的基础上,以四川省2003年的统计数据为基础,对该省的生态足迹进行了计算。结果表明,四川省人均生态足迹为1.360 hm2/人,人均生态承载力为0.392 hm2/人,人均生态赤字高达0.968 hm2/人,生态足迹超过了生态承载力,经济社会处于一种不可持续的发展状态。针对高生态赤字产生的原因,提出的可持续发展对策是:建立节约型社会生产和消费体系,开发水电能源,发展高效生态农业等。     

基于生态足迹模型的区域生态经济发展评估--陕西省及其各市域实证分析

基于对生态足迹内涵的界定及其提出背景、研究进展的概括，阐释生态足迹模型的原理及计算方法。以陕西省及其10个市（区）为例，分别估算陕西省及分市域的人均生态足迹。结果表明，陕西省2004年人均生态足迹为2．5998hm^2，人均生态赤字为1．8512hm^2，经济活动对自然生态系统的影响已经超出了地区生态承载力的限度，处于不可持续状态。陕西省人均生态足迹需求中对耕地的需求量最大，化石能源用地和草地次之。表明该区人的生活消费以主粮为主，能源消费以煤为主，生物资源的消费量以农产品为主。在各市区的生态足迹供需均衡量中，西安、咸阳、榆林和宝鸡市的人均生态足迹大于全省均值（2．5998hm^2），渭南、安康、商洛和杨凌地区皆小于该省人均生态足迹。基于上述分析，提出陕西省应大力发展经济，积极改善生态环境，实现区域的可持续发展。     

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。     

基于生态足迹和灰色关联度的甘肃省可持续发展研究

采用生态足迹分析法对甘肃省2000-2008年的人均生态足迹和人均生态承载力进行了测算,并应用灰色关联度分析法分析了甘肃省经济增长与资源消耗的关系。结果表明:甘肃省人均生态足迹由1.909 hm²增长到2.843 hm²,年均增长5.1%。人均生态承载力由0.949 hm²增长到0.969 hm²,年均增长0.26%。人均生态赤字由0.96 hm²增长到1.874 hm²,年均增长8.72%。生态协调系数由1.337降为1.12,年均下降2.19%。建筑用地、林地生态足迹与经济发展的关联度最大。第一产业对生态赤字的影响最大,第三产业对生态赤字的影响最小。     

河北省2006年生态足迹和生态承载力分析

利用生态足迹模型对河北省2006年的生态足迹、生产足迹、生态承载力进行了计算和比较.结果表明,2006年河北省人均生态承载力为0.468 3 ghm2,人均生态足迹为2.189 7 ghm2,人均生态赤字为1.721 4 ghm2,人均生产足迹为3.436 3 ghm2,生态足迹强度指数为4.675 8,基于消费的河北省生态足迹多样性为0.837 4,基于生态承载力的河北省生态足迹多样性为0.988 0,基于生态承载力的河北省社会发展指数为0.462 7,基于生产消费的河北省社会发展指数为1.833 8,万元GDP生态足迹为1.290 9 ghm2,河北省的生态贸易赤字为-1.246 6 ghm2,生态耗竭值为2.794 3 ghm2.表明河北省生态经济系统处于生态耗竭、不可持续状态,生态多样性低,生态经济发展能力较差,经济发展属于高能源消费型.河北省只有改革产业结构,转变经济发展方式,建立节能降耗机制,才能实现可持续发展及对自然资源的合理利用.     

农产品水足迹评价研究进展

水足迹是消费者或生产者直接或间接使用水资源量的衡量指标,并被广泛应用于全球或区域虚拟水贸易分析研究。本文从全球、国家或地区等不同空间尺度对农产品水足迹评价研究进行了比较全面的综述。近十几年来,农产品水足迹研究从2008年以前的全球农产品贸易虚拟水量分析评价为主,转向2009年以后国家或地区空间尺度的农产品形成过程中所消耗的直接和间接水量的详细核算研究为核心。水足迹评价具有明显的空间分布特征,为了获取准确、全面客观的农产品生产水足迹信息,必须要考虑区域地理特征、土壤理化特性、气候变化、生产技术及污染物生态毒性等因素的影响。水资源管理决策制定时应综合考虑农产品绿水、蓝水和灰水足迹,因为农产品的蓝水足迹表征了社会淡水资源的直接消耗,对国际市场贸易决策制定具有重要意义,而农产品灰水足迹评价则更明确地反映了农业生产对环境的影响程度。实现全球或区域农业水资源保护与可持续利用,不仅要提高农业生产水资源利用效率,还应该调整农业生产结构、农产品虚拟水贸易的模式和方向,减少农产品流通过程和饮食消费的水资源浪费。     

渭南市生态足迹与生态安全动态研究

利用生态足迹方法对陕西省渭南市1985年~2003年的生态足迹与生态安全进行了定量研究,该市人均生态足迹由1985年的1.3792hm2逐年增加至2003年的2.3516hm2,而实际人均生态承载力则波动在0.5252(0.4726~0.5917)hm2左右,人均生态赤字从1985年的0.8423hm2增至2003年的1.8291hm2。生态压力指数从1985年的0.82逐年增至2003年的1.29,同期生态占用指数从0.63增至1.08,生态经济协调指数波动在0.58~0.88之间。说明渭南市现有的发展模式是不可持续的,生态环境处于稍不安全状态,社会经济发展与生态环境的协调性很差。     

西安市城市生态足迹估算与动态变化分析

运用生态足迹分析方法对西安市1990～2001年的生态足迹进行了估算和动态变化分析。结果表明,西安市人均生态足迹从1990年的0.9012hm2/人增加至2001年的1.5820hm2/人,生态赤字从1990年的0.5376hm2/人增加至2001年的1.2691hm2/人。在此基础上进行了生态足迹的一次线性拟合趋势预测,并计算了西安市1990～2001年万元GDP的生态足迹。研究结果表明,西安市对自然生态系统的压力相对于本地区的生态承载力来说,呈现不断扩大的趋势,对西安市的可持续发展和生态安全已构成威胁。最后,提出了加强城市生态建设,减缓生态足迹的增加,确保城市及周边地区生态安全的措施。     

生态足迹分析法及其在持续性规划中应用研究

分析了可持续发展主要特征,提出规划持续性的方法思路和生态足迹概念,简介了生态足迹分析法的功能及其实证研究成果,并提出规划持续性的对策。     

生态足迹在城步县发展规划中的应用研究

通过测定湖南城步县生态足迹,从资源利用结构状况、供需平衡和资源利用效率等方面分析了该县生态系统可持续发展状况以及生态盈余产生的原因、趋势及持续时间,并提出区域发展的对策。     

鄱阳湖流域生态足迹与生态环境协调度的计算与分析

生态足迹是一种基于消费度量区域是否可持续发展的新参考方法,而经济与环境协调度从横向角度衡量可持续发展。本研究介绍了生态足迹的概念及生态足迹和生态环境协调度的计算评价方法,并对鄱阳湖流域2003年的生态足迹和生态环境协调度进行了计算和分析。结果表明,2003年鄱阳湖流域存在生态赤字,人均生态协调系数DS=1.3802<1.414,生态环境协调度为43,表明本地区2003年的发展模式是基本不协调和基本不可持续的。     

北京市水足迹计算与分析

水足迹指的是在一定物质生活标准下, 生产一定人群(个体、城市或国家)消费的产品和服务所需要的水资源数量。虚拟水是指生产产品和服务所需要的“虚拟”水资源, 不是真正意义的水, 而是以“虚拟”的形式包含在产品中的看不见的水。水足迹不仅仅包括对实体水的消费, 更重要的是包含了虚拟水消费的部分。分析区域内的水足迹量及其构成, 能够从消费的角度展现对水资源的占有情况, 展现出通过产业链及产品贸易而产生的该区域对其他区域的水资源占有情况或其他区域对本区域的水资源占有情况。本研究采用基于投入产出表的水足迹计算方法, 估算了北京市2002 年的水足迹状况, 分析了水足迹构成。结果表明: 北京市2002 年水足迹为86.26 亿m³, 其中70%用于居民消费, 30%用于政府消费; 总的人均水足迹为606.21 m³, 城镇居民人均水足迹为537.69 m³, 农村居民人均水足迹为197.12 m³; 2002 年总水足迹中, 实体水消费占8%, 虚拟水消费占92%, 虚拟水净流入量为14.98 亿m³, 占总水足迹的17.4%。结果证明, 在消费结构中, 虚拟水占主要部分,实体水比例很低;受产业链和工艺的影响, 不同消费品(服务)的虚拟水含量并不相同。虚拟水流入能够降低对本区域水资源的占有, 并没有从根本上减少水资源的消耗, 只是将压力转移到了其他区域。研究结果可为节约用水模式和北京市水资源管理提供决策参考     

生态足迹模型及其改进模型在耕地评价中的应用

耕地是一种公众资源,承载着保证粮食安全、满足工业化和城市化用地需求,以及生态建设退耕还林还草要求等功能。运用传统生态足迹模型及区域能值足迹模型、耕地能值足迹模型两种能值改进模型,从时间序列上(1978～2007年)对新疆耕地资源利用进行了评价,并分析了3种模型的优缺点。结果表明:1978～2007年间,新疆人均耕地生态足迹不断上升,而人均生态承载力呈无规律变化,但变化幅度较小;新疆耕地生态可持续发展指数不断下降。耕地能值足迹模型显示,新疆耕地可持续发展指数由1978年的5.63下降到2007年的0.60,新疆耕地利用逐步由可持续状态(1978～2000年)恶化为不可持续状态(2001～2007年)。3种模型的对比研究表明:区域能值足迹模型不适合对耕地利用进行评价,只能从总体上分析一个区域的可持续状况;耕地能值足迹模型评价效果最好,能更客观地反映出耕地利用的可持续状态及其变化,在一定程度上克服了传统生态足迹模型的不足和缺陷。