西安市耕地生态安全测度及影响因素分析

耕地生态安全评价对改善耕地生态系统安全状况、促进耕地可持续利用具有重要的现实意义。以西安市为研究区域,采用压力—状态—响应模型,构建了基于能值理论的耕地生态安全指标评价体系,采用组合赋权法来确定指标权重,测度了2001—2012年西安市耕地生态安全水平值及变动趋势,并采用多元线性回归模型分析了耕地生态安全的影响因素。结果表明:西安市耕地生态安全值总体波动趋势为:2001—2007年耕地资源由较安全区下降至安全临界区,在2004年出现一次波动;2007—2010年耕地资源安全评价值呈上升趋势,且达到最高值,耕地生态状况由安全临界区跨越到较安全区;2010—2011年耕地资源安全状态下降至安全临界区,幅度较大,2012年虽有升高,但仍然处于安全临界区。提高人均能值产出、增加农业财政支出比例和严格管控建设用地占用耕地是改善西安市耕地生态安全的重要措施。     

基于生产力可持续指数的耕地利用动态分析——以新疆生产建设兵团农三师45团绿洲灌区为例

由于生态足迹、生态承载力和生态赤字都是绝对数字,不能真正反映一个地区耕地利用的程度,且不能进行不同地区的比较。本文在总结以往生态足迹分析方法的基础上,提出"生产力可持续指数(PSI)"以定量评价耕地的可持续利用程度。PSI指一定区域的耕地生态承载力占生态足迹与生态承载力总额的比值,它描述了该区域的耕地生产能力(生态承载力)满足人类对耕地供需矛盾总体(生态足迹+生态承载力)的可持续程度。PSI介于0～1之间,当PSI趋近于1时,耕地利用可持续程度很高;当PSI趋近于0时,属于极度不可持续状态;当PSI为0.5时,是可持续发展与不可持续发展的临界点。根据PSI远离0.5的程度,可划分可持续程度的不同等级。采用此指数对新疆生产建设兵团农三师45团绿洲灌区1995～2005年时间序列上的耕地PSI计算结果表明:1998～2003年间该区耕地利用为弱可持续状态,其他时段为弱不可持续,灌区可持续发展状况不容乐观。可见,与传统的"生态赤字"绝对数值相比PSI指标表示可持续发展程度更具合理性。     

贵州省近年来生态足迹动态分析

为定量评价贵州省生态可持续发展状态,以贵州省2007—2011年统计年鉴数据为依据,基于生态足迹方法,对贵州省的生态足迹和生态承载力进行计算分析。结果表明:研究期内贵州省人均生态足迹不断增长,由2007年的0.962 4 hm²增长到2011年的1.044 3 hm²;人均生态承载力持续下降,由2007年的0.427 4 hm²减少到2011年0.405 2 hm²;生态赤字不断加大,其中2010年生态赤字最大,达到0.648 km²/人,持续的生态赤字表明贵州生态环境处于不安全状态,难以实现可持续发展。人均生态足迹增加的主要原因是能源消耗足迹的增加,耕地资源的减少,导致人均生态承载力下降。基于此提出了加强土地资源的管理和利用等方面的建议,以减少生态赤字。     

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。     

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。     

基于灰色模型的长沙市生态足迹与生态承载力预测分析

生态足迹方法是分析区域可持续发展状况的重要方法。基于生态足迹模型对长沙市1996—2008年的生态足迹进行计算,并利用灰色模型对其发展趋势进行了预测分析。结果表明:在1996—2008年,长沙市人均生态足迹由1.232 6 hm²增加到1.872 2 hm²;同期人均可利用生态承载力由0.391 8 hm²逐年下降到0.355 0 hm²,人均生态赤字由1996年的0.840 8 hm²增加到2008年的1.517 2 hm²,呈增长趋势。同时根据预测出的研究区域2011—2020年的人均生态足迹和人均可利用生态承载力,得到2020年研究区域人均生态赤字将增加到2.736 3 hm²,表明当前长沙市处于一种不可持续的发展状态,区域超负荷的生态状态呼吁当地政府部门积极采取有效措施,发展生态经济,建设生态文明,以真正实现资源环境与区域经济的协调发展。     

宁夏西吉县可持续发展评价与预测

利用生态足迹法对宁夏西吉县近26年来的可持续发展进行了评价研究,构建了该县生态足迹、生态承载力随时间变化的预测模型,预测了未来西吉县的可持续发展趋势。结果表明,西吉县人均生态足迹由1978年的0.1905 hm^2逐年增加至2003年的0.4425 hm^2,而同期的人均生态承载力则由0.3044 hm^2逐年减少到0.2047hm^2,可见生态足迹与生态承载力呈反方向发展趋势。西吉县1978年的生态盈余为0.1139 hm^2,1987年出现生态赤字,2003年人均生态赤字增至0.2378 hm^2。该区1978年的生态压力指数为0.63,1986年为0.99,2003年增至2.16。说明西吉县人口对自然资源的利用从1987年开始超出自然生态系统的承载力,生态经济系统的发展处于不可持续状态。据模型预测,2010年和2015年西吉县人均生态足迹分别为0.5340和0.6397 hm^2,人均生态承载力分别是0.2059和0.2259 hm^2,人均生态赤字分别达到0.3282和0.4138 hm^2。如果不改变现有发展模式,西吉县的生态赤字将不断增加,可持续发展面临更严峻的考验。     

基于投影寻踪模型的河南省耕地生态安全评价

耕地生态安全关系到粮食供给、社会稳定和经济社会可持续发展,对河南省2006—2015年的耕地生态安全状况从时空角度进行了分析评价,为指导区域耕地合理、可持续利用提供科学依据。运用PSR模型构建了耕地生态安全评价指标体系,运用准确度较高的投影寻踪模型进行了评价指数的测算。结果表明:（1）人均耕地面积、单位耕地面积化肥负荷、第一产业占GDP比重、耕地垦殖率、城镇化水平已经成为影响河南省耕地生态安全状况的主要因素;（2）研究期间,河南省耕地生态安全综合评价值从0.893 7增加至0.941 9,呈现出“快速上升—缓慢下降—波动上升”的阶段性发展态势;（3）根据耕地生态安全综合评价值的变化规律,将18个评价单元从时间维上分为快速上升区、慢速上升区和基本稳定区3种类型,在空间维上分为安全级别、良好级别、敏感级别、风险级别、危险级别5种划分类型;（4）2006—2015年,除了郑州,其他17个省辖市耕地生态安全综合评价值均呈上升态势,城镇化水平、人口密度、人均耕地面积、第一产业占GDP比重是影响郑州耕地生态安全的主要因素。     

基于三维水足迹-LMDI的安徽省水资源压力及驱动力分析

[目的]探究区域水资源压力状态和产生的原因,为区域合理开发和配置水资源提供理论依据。[方法]通过构建三维水足迹模型,利用水资源可持续指数定性分析水资源可持续程度,并用对数平均迪氏指数(LMDI)分解法因素分解模型定量分析结构效应、技术效应、经济效应和人口效应对2007—2016年间安徽省水资源压力的影响。[结果]①2007—2016年间安徽省水足迹总体先增加后下降,其中比例达97.88%～98.73%的内部水足迹中以农业生产用水比例最高且与总水足迹变化趋势一致;2016年安徽省由北向南人均农业用水依次递减,其他类型水足迹以长江流域比例最高;②2007—2016年间安徽省水足迹深度在2～4内波动并最终呈下降趋势且由北向南逐渐递减;2007—2016年安徽省水资源整体可持续利用趋势在增强;③安徽省水足迹各驱动因素中,技术效应为逆向驱动,正向驱动中经济效应贡献值最大。[结论]本文所用三维水足迹模型更能反映安徽省水足迹的实际情况;虽然水资源可持续利用趋势在增强,但还需优化水资源利用结构,加快提高水资源利用效率以缓解经济发展和人口增长带来的水环境压力。     

修正的生态足迹模型及其应用—以江苏省耕地为例

Based on the theory of emergy analysis, a modified model of ecological footprint accounting, termed emergetic ecological footprint （EMEF） in contrast to the conventional ecological footprint （EF） model, is formulated and applied to a case study of Jiangsu cropland, China. Comparisons between the EF and the EMEF with respect to grain, cotton, and food oil were outlined. Per capita EF and EMEF of cropland were also presented to depict the resources consumption level by comparing the biocapacity （BC） or emergetic biocapacity （EMBC, a new BC calculation by emergy analysis） of the same area. In the meanwhile, the ecological sustainability index （ESI）, a new concept initiated by the authors, was established in the modified model to indicate and compare the sustainability of cropland use at different levels and between different regions. The results from conventional EF showed that per capita EF of the cropland has exceeded its per capita BC in Jiangsu since 1986. In contrast, based on the EMBC, the per capita EMEF exceeded the per capita EMBC 5 years earlier. The ESIs of Jiangsu cropland use were between 0.7 and 0.4 by the conventional method, while the numbers were between 0.7 and 0.3 by the modified one. The fact that the results of the two methods were similar showed that the modified model was reasonable and feasible, although some principles of the EF and EMEF were quite different. Also, according to the realities of Jiangsu＇ cropland use, the results from the modified model were more acceptable.     

137Cs技术测量土壤侵蚀速率常用模型讨论

生态足迹方法是一种定量评价可持续发展程度的生物物理方法。通过测算人类的生态足迹与生态承载力之间的差距,定量地判断区域的发展是否处于生态承载力的范围之内,为评价区域的可持续发展提供依据。在介绍生态足迹、生态承载力的基础上,运用生态足迹模型对烟台市2002年的生态足迹进行了计算分析,结果表明烟台市2002年人均生态赤字为1.079 hm2,远远超出了其生态承载力,说明烟台市的发展处于不可持续状态。最后,提出了提高区域生态承载力,实现可持续发展的一些对策。     

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STIRPAT模型的池州市生态足迹驱动机制研究

生态足迹是近年来广泛运用于评价区域发展可持续性的重要方法。基于生态足迹计算模型,对安徽省池州市2001-2010年生态足迹进行测算,并选取了社会经济相关指标,运用主成分回归方法,基于STIRPAT模型,构建了影响生态足迹增长的驱动力因子模型。研究结果表明,池州市人均生态足迹均呈上升的趋势,且生态足迹的需求远远大于生态承载力,出现了生态赤字,且有进一步扩大的态势,表明池州市处于相对不可持续发展的状态。驱动机制分析模型表明,池州市工业经济发展对人均生态足迹增长具有强烈的驱动作用。近年来,随着池州市工业化进程的加快以及"工业强市"战略的大力实施,工业经济规模不断扩大,都极大地推动了生态足迹的增长和生态赤字的扩大。     

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。     

四川省万源市可持续发展状况的生态占用分析

生态占用方法是一种可持续发展程度的生物物理评价方法。该方法从一个全新的角度考虑人类及其发展与生态环境的关系,通过跟踪区域能源与资源消费,将它们转化为这种物质流所必需的各种生物生产土地的面积,给出一个核算全球、国家、地区以及家庭和个人对自然资本利用的简明框架。该方法通过测算人类的生态占用与生态承载力之间的差距,定量地判断区域的发展是否处于生态承载力的范围之内,给评定对象的可持续发展提供科学依据。利用生态占用分析法以万源市为例,对其生态经济协调发展的状态进行实证研究。结果表明:供需总量呈现出非均衡特点,存在严重的生态赤字,目前处于不可持续发展状态;生态供需结构存在明显的不对称性;自然资源利用率低于西部和全国平均水平。最后;对其产生生态赤字的原因和减小生态赤字的可行性作简要分析。     

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。