Quantitative Appraisement on Ecological Carrying Capacity in Coastal Rapid Developing Region of Hainan Province

Abstract

The ecological carrying capacity, an important indicator to evaluate the sustainable development of the ecosystem, means the potential ability of the natural ecosystem to carry socioeconomic development while the ecosystem is healthy. It is limited by the carrying capacity of natural resources and environment and the elasticity of the ecosystem. It will be greatly significant to study the ecological carrying capacity of Hainan Province, the first ecological province admitted by the State Environmental Protection Administration in China. Not only is the natural ecosystem reflected, but also the effects of human activities are emphasized by integrating the ecosystem health analysis into the ecological carrying capacity research. The research results, using the Factor Analysis tools of software SPSS, indicate that the ecological carrying capacity of Hainan Province fluctuated obviously from 1996 to 2005. The level of the ecological carrying capacity of Hainan Province was relatively high in 1996, and reached into trough from 1997 to 1999. It has steadily ascended to be above the middle level since the 21st century. The results also show that policy factors, especially the implementation of the ‘Ecological Province’ strategy, were important driving forces to influence the ecological carrying capacity. With the population rapidly increasing, the land and water resources per capita have decreased quickly. The amount of the ecological carrying capacity was promoted remarkably by socioeconomic development especially economic growth and technology applications. All of these will provide useful suggestions to establish and enact regional development policies, especially for protecting and reconstructing the ecology and environment of Hainan Province.     

Quantitative Appraisement on Ecological Carrying Capacity in Coastal Rapid Developing Region of Hainan Province

The ecological carrying capacity, an important indicator to evaluate the sustainable development of the ecosystem, means the potential ability of the natural ecosystem to carry socioeconomic development while the ecosystem is healthy. It is limited by the carrying capacity of natural resources and environment and the elasticity of the ecosystem. It will be greatly significant to study the ecological carrying capacity of Hainan Province, the first ecological province admitted by the State Environmental Protection Administration in China. Not only is the natural ecosystem reflected, but also the effects of human activities are emphasized by integrating the ecosystem health analysis into the ecological carrying capacity research. The research results, using the Factor Analysis tools of software SPSS, indicate that the ecological carrying capacity of Hainan Province fluctuated obviously from 1996 to 2005. The level of the ecological carrying capacity of Hainan Province was relatively high in 1996, and reached into trough from 1997 to 1999. It has steadily ascended to be above the middle level since the 21st century. The results also show that policy factors, especially the implementation of the ＇Ecological Province＇ strategy, were important driving forces to influence the ecological carrying capacity. With the population rapidly increasing, the land and water resources per capita have decreased quickly. The amount of the ecological carrying capacity was promoted remarkably by socioeconomic development especially economic growth and technology applications. All of these will provide useful suggestions to establish and enact regional development policies, especially for protecting and reconstructing the ecology and environment of Hainan Province.     

西昌市生态空间占用及其生态系统安全评估

生态系统安全的概念应该与人类的可持续发展联系在一起,其安全的目标在于为人类的生存和发展提供持续和良好的生态服务功能,在这一意义上,生态安全就是生态系统的可持续性。生态系统安全是新兴的生态系统管理学概念,是新的环境管理和生态系统管理目标。利用生态占用分析方法,对西昌市整个生态系统的生态盈亏和生态系统安全进行评估,得出西昌市目前人均生态赤字0.6 hm2和生态安全受到挑战的结论。并进行了生态占用的敏感性分析：能源资源消耗降低10%,人均生态赤字降低5.32%;产量因子提高10%,人均生态赤字降低14.01%;能源消耗减低10%,同时产量因子提高10%,人均生态空间赤字减少降低19.33%。指出了能源循环利用、资源节约、技术革新和单位面积资源增值等为主要特征的生态产业发展对生态系统保育的意义和效应。     

南京市快速城市化过程中人均生态足迹的动态变化与预测研究

基于《南京统计年鉴》数据,应用生态足迹分析方法,计算了南京市1992～2002年人均生态足迹、人均生态承载力和生态赤字,并对过去11年生态足迹各项指标及其动态变化进行了分析。结果显示,南京市人均生态足迹明显高于江苏省平均水平,更是高于全国水平的2倍,已超过了2.0 hm2/人的全球生态阈值,人均生态承载力明显偏低,全市生态赤字高达自身面积的20倍,表明南京市资源环境形势不容乐观,区域可持续发展面临严峻挑战。随着城市化、工业化和社会经济的迅速发展,过去11年间南京市呈现人均生态足迹逐年升高、人均生态承载力不断降低的动态趋势。鉴于此,必须实施资源节约高效、生态环境友好、控制人口负荷等重大战略举措,实现快速城市化、工业化背景下的区域可持续发展。其次利用灰色模型预测了2003～2005年的人均生态足迹和生态承载力,预测精度较好。     

云南省水资源承载力评价与时空分布特征研究

水资源承载力是衡量一个地区社会经济发展潜力的重要方面。选取水资源、社会、经济和生态环境评价指标，构建了区域水资源承载力综合评价模型；通过分析经济压力指数、人口压力指数、承载压力指数及协调指数，对云南省水资源的承载能力和利用状况进行评价，并探讨了其时空分布特征。结果表明：（1）云南省水资源与生产力布局、人口分布不协调，滇中地区经济相对发达，人口数量大，而水资源量较少，多属于轻度超载或濒临超载地区；（2）随着人口增加和经济发展，区域内水资源承载压力逐渐增大，如滇东北地区的昭通市由水资源承载适宜地区转变为水资源濒临超载地区，而滇西部地区的德宏市水资源承载力由承载盈余变为承载适宜；（3）从整体上看，目前云南省水资源利用率较低，工程性缺水问题较为突出。未来水利工程尤其是滇中引水等的建设及运行，将有效缓解水资源超载问题     

基于BP-ANN的生态安全预警研究——以苏州市为例

对区域生态安全进行预警研究，有助于提升区域可持续发展能力。结合预警理论，通过构建生态安全预警指标体系，运用超载度模型及Matlab支持下的BP人工神经网络（BP ANN）对经济快速发展的苏州市1996～2015年生态安全进行预警分析。研究表明：①BP ANN模拟效果较好，将其用于生态安全预警研究是可行的；②1996~2007年苏州市生态系统整体处于临界安全的中警状态，其超载水平经历了“加重 稳定 缓解”的变化过程，虽然今后几年内人类支持能力将持续提高，系统超载水平将波动性下降，但资源和环境问题仍不容乐观。在今后的发展中需要发挥政府主导性作用，从环境保护与治理、科技创新、产业转型、资源管理及人口调控机制等方面制定对策措施。〖     

生态承载力的国内外研究进展

阐述了承载力的起源、演化与发展以及国内外的相关研究进展；对生态承载力的不同概念和研究方法进行了简要评价。并比较其优劣；生态承载力的研究对于生态系统可持续发展的意义以及今后生态承载力研究方法的发展趋势。     

城镇化进程中的江苏水资源承载力研究——基于组合赋权和升半Γ型分布函数

水资源承载力评价是把水资源利用和生态环境问题综合考虑的一种研究手段,其结果可以用来清晰判断一个区域经济社会的发展潜力。在层次分析法和变异系数法组合赋权的基础上,运用基于PSO优化的升半Γ型分布指数,对2003~2013年江苏省的水资源承载力进行评估。结果表明,太湖蓝藻事件爆发是促进江苏水资源承载力提高的重要转折点,2003~2008年江苏水资源承载力处于Ⅱ级承载力水平,均值为0.414,2009年起提升至Ⅲ级水平,此后承载力水平虽略有波动,但始终处于Ⅲ级的最高状态。对比江苏城镇化进程,认为注重两型社会和生态文明建设的城镇化进程可以较大幅度提升水资源的承载力。据此,提出通过供给侧改革转变经济发展模式、全员参与推进节水型社会建设以及统筹协调加强太湖流域管理等对策。     

贵州省水资源承载力的空间地域差异

水资源承载力是一个国家或地区可持续发展过程中各种自然资源承载力的重要组成部分，对一个国家或地区综合的发展和发展规模有至关重要的影响。由于水资源承载力是涉及到人口、社会经济发展以及资源环境在内的复杂巨系统，通过利用综合多种因素的状态空间法，从综合、宏观的角度来描述研究区域现实的承载状况，并对其进行定量化表示和分析。以贵州省为例，根据其具体情况，选取了9个指标构成评价指标体系，并对各指标运用反映客观赋权的熵值法进行权重的确定，然后通过状态空间法求算出贵州省现实的水资源承载状态值及其理想状态值。计算结果表明，贵州省目前的水资源承载状况总体上处于超载状态，但不同的地区又有所差异，表现出一定的空间地域性。根据贵州省水资源承载的现状值与理想值的比较，把整个贵州省水资源承载力划分为3种类型区：严重超载区、满载区及可载区。计算结果符合贵州省水资源实际情况，对贵州省水资源的可持续利用具有一定的现实指导意义。     

基于相对承载力的区域可持续发展研究——以江苏省为例

采用相对承载力的研究思路和计算方法,分析了1996～2005年相对土地资源承载力、相对经济负载力和综合承载力及其演化过程,在此基础上分析了江苏省可持续发展存在的问题,提出了可持续发展的对策。结果表明：①综合承载力从1996～2005年一直处于富余状态,并且有逐年上升的趋势。相对经济负载力一直处于富余状态,而相对土地资源承载力却始终处于超载状态;相对经济负载力对综合承载力的贡献大于相对土地资源承载力,相对经济负载力的提高是综合承载力快速提高的原因。②区域富余状态差异明显,苏南地区处于极度,苏中地区处于轻度,而苏北地区处于超载。③相对土地资源承载力与相对经济负载力的不协调发展是江苏省可持续发展战略中需要重点解决的问题。④大力发展经济、合理利用资源、促进区域协调发展是实现可持续发展的关键。     

ImPACTS框架下西北典型生态经济问题研究综述

与传统学科界限鲜明不同,生态经济学强调跨学科交叉研究,注重让问题来决定研究工具集,而不是由研究工具来决定合适的对象。由于生态经济问题涉及生态系统与社会经济系统,研究对象属性多样、关系复杂,既有采用传统意义上的生态经济学方法如生态系统服务价值核算等方法,也包括生活质量、生计途径、消费评估等社会学方法。因此,采取关注学科主要方法发展演化的思路,难以系统地总结生态经济研究进展。我国西北地区生态环境脆弱,经济发展相对落后,无疑是生态经济研究的"天然典型实验场",取得了大量的研究成果。遵循从研究对象出发的思路,采用经典的ImPACTS等式框架,以更宽泛的视野和系统的思维框架综述了西北地区典型生态经济实证研究的思路,即:采用等级层次分析方法研究生态系统和经济系统某个或多个结构性成分及其关系,再用实际结果检验其正确性。综述重要进展包括:可持续性衡量从物质、能量和信息角度开展了水资源承载力、生态足迹、能值与上升性的研究;生态系统服务和自然资本的价值评估开展了条件估值和选择模型,以及环境经济账户、物质流等集成核算工作;人类福利状况评价开展了幸福及生活质量核算工作;开展了生态补偿全流程的实证研究工作;集成模拟模型开展了空间建模环境的构建及简单自然过程的模拟,以LUCC和生态补偿为例进行了较好的自然过程和人文因素相耦合的集成模拟研究;以社会适应性能力作为整体性指标研究了社会资源对水资源的适应作用,将社会资源解耦为文化类型、社会资本和制度三个维度进行实证分析。在此基础上,提出了未来开展研究的建议。     

人口、资源与环境协调发展关键问题之一——环境承载力研究

坏境承载力是人口、资源与环境协调发展研究的重要内容,是协调经济发展与环境保护的关键所在。本文试图从环境承载力的定义与表示方法入手,通过对发展变量与限制变量及其间的关系的描述,探讨承载力的内涵与研究方法;同时以福建省湄州湾新经济开发区为例进行分析,提出其规划建议,为该区人口、资源与环境协调发展提供科学依据。     

恩施地区生态足迹和生态承载力评价

以恩施地区2010年统计数据为依据，对其2010年的生态足迹、生态承载力、生态盈余进行计算和分析，并将生态足迹、生态承载力、生态盈余和万元GDP生态足迹分别与恩施地区贫困村分布密度进行空间耦合。研究表明：（1）恩施地区人均生态盈余为0467 hm2，人均生态承载力为0947 1 hm2，人均生态足迹为048 hm2；（2）贫困村分布密度最高的来凤县、建始县人均生态盈余很少，而贫困村分布密度最低的利川市、咸丰县、宣恩县、鹤峰县，人均生态足迹最高和最低的县分别是咸丰县、宣恩县，鹤峰县的生态承载力最高，人均生态盈余最高的是宣恩县、鹤峰县，万元GDP生态足迹最高和最低的分别是利川市，巴东县；（3）通过生态足迹的研究，提出了恩施贫困地区需放大生态比较优势，〖JP2〗因地制宜，努力将生态盈余转化为直接的经济增长，使之能够有效的帮助贫困地区脱贫致富     

Climate capacity:the measurement for adaptation to climate change

This article proposed the concept of"climate capacity"as a way of measuring human’s adaptiveness to climate change.This article also focused on the related concepts like ecological carrying capacity,water resources carrying capacity,land carrying capacity as well as population carrying capacity.The concept of climate capacity was articulated against a background of global climate and environmental change.Essentially,China’s efforts to adapt to climate change was a matter of improving climate capacity,which is the ecosystem as well as the frequency,the intensity and the scale of human’s social activities that the climatic resources of a particular geographic area were supposed to support.The climate capacity has two components.One is the natural climate capacity,which includes temperature,sunlight,precipitation,extreme climatic events,etc.The other is the derived climate capacity,which includes water resources,land resources,ecological systems,climatic risks,etc.The climate capacity can be developed or be transferred between regions by taking engineering,technology or regime-based adaptive measures.However,these adaptive measures must be implemented under the principle of economic rationalism,ecological integrity,climate protection,and social justice.It is expected that by combining the climate capacity and its threshold value with the assessment of climate change risks,we are able to predict the optimal population carrying capacity and the scale of socioeconomic development,and furthermore,provide policy support for the socioeconomic development strategy and adaptive planning.In the regions with high climate capacity,there is a symbiotic relationship between adaptation and socioeconomic development.But,in the regions with limited climate capacity,irrational development may further damage the environment.Taking the Yangtze River delta,a region with high climate capacity,and a region of Ningxia,a region with limited climate capacity,as illustrative examples,the authors of this article analyzed the policy implications of climate capacity and further made suggestions on the problems of capacitylimited adaptation and development-driven adaptation.This article argued that the concept of climate capacity can not only be used as an analytical instrument of climate change economics,but also it can provide research support for planning regional adaptation and development with climate change impact and risk assessments.     

基于主成分分析的江苏省水资源承载力研究

随着水资源短缺和水污染问题的加剧，水资源供需矛盾日益突出，水资源承载力已成为衡量区域可持续发展的一项重要指标。以江苏省水资源承载力为研究对象，运用主成分分析法对江苏省的水资源承载力从时间和空间两个角度进行综合评价。研究表明：影响水资源承载力的因子主要包括经济发展因子、人口因子和水资源自然状况因子；2000~2009年，江苏省的水资源承载力整体上呈现出稳步递增的趋势；从空间上来看，江苏省内的水资源承载力存在明显的地区差异，苏南的水资源承载力最大，苏中次之，苏北最小，这主要是受到地区经济发展不平衡和水资源条件的影响。为了保证社会经济的可持续发展，必须合理、高效地利用水资源，充分发挥水资源的承载潜力     

基于能值改进生态足迹的长株潭城市群可持续发展研究

为衡量和评价区域发展的可持续状况,针对传统生态足迹模型的不足，利用从系统论出发并具有基于流量算法优点的能值分析理论,建立基于能值改进的生态足迹模型，该模型增加了水消费、污染等生态足迹，用输入输出能值对生态足迹进行调整，同时生态承载力扩展为自然生态承载力、基于净初级生产力的生态承载力、生态服务价值承载力和人类劳务生态承载力等，并综合评价系统可持续发展度，充分考虑了城市生态系统的开放性,物质、能量、信息的流通性，以及人类作用的主观能动性等，较为全面地反映城市生态经济复合系统的结构、功能和发展的持续性。采用该模型计算了长株潭城市群2000～2008年人均生态足迹和生态承载力的演变,结果显示生态足迹不断增加，生态承载力波动发展，略有下降，而生态赤字增加明显，可持续发展评价指数高于05且趋近于1，城市群可持续性发展状况堪忧，采取必要的措施刻不容缓     

长江中游城市群生态承载力差异的比较研究

基于生态足迹模型方法，对2008～2017年长江中游城市群生态承载力的差异性进行了比较研究，研究发现：（1）长江中游城市群整体及湖北、湖南、江西省域人均生态足迹呈现“倒U型”特征，在3个省份中，湖北省域人均生态足迹最高，湖南、江西较接近；（2）长江中游城市群整体及湖北省域人均生态承载力呈现逐年上升态势，湖南省域、江西省域总体人均生态承载力呈现微弱下降态势，且江西省域最高、湖北省域次之、湖南省域最低，社会经济发展水平越高的城市，人均生态承载力就越小，生物资源项目比重较高；（3）各省域生态赤字水平均呈现逐渐扩大的趋势，湖北省域最高、湖南省域次之，江西省域最低，且第一梯队的城市主要分布在湖北省域，第四梯队的城市主要分布在湖南省域和江西省域；（4）各省域生态压力指数发展趋势呈现明显的“倒U型”特征，湖北省域最大，湖南省域次之，江西省域最小；（5）各省域生态压力指数发展趋势呈现明显的“U型”特征，江西省域最大，湖南省域次之，湖北省域最小。鉴于此，本文从优化能源消费结构、集约化土地使用结构、差别化使用土地等方面提出相关的对策建议。     

生态足迹在可持续性定量测度中的应用--以湖南省2000年为例

可持续发展定量测度的核心是确定人类是否生存于生态系统的承载力范围之内。E.R.William和M．Wackernagel于1992年提出并发展的生态足迹方法,就是一种定量测量人类对自然利用程度的新方法,它是一组基于土地面积的量化指标。通过跟踪区域的能源和资源消费,将它们转化为提供这种物质流所必须的各种生物生产型土地类型的面积,并与区域能提供的生物生产型土地面积进行比较,能定量判断一个区域的发展是否处于生态承载能力的范围内。该模型具有概念形象性、内涵丰富性以及实现对生态目标测度和较强的可操作性等特点。介绍了生态足迹的概念及生态足迹计算模型,在此基础上,对湖南省2000年的生态足迹进行了实证计算与分析,结果表明2000年湖南省人均生态赤字为0.532 4 hm2。最后,还对生态足迹理论进行了简要的评述。     

基于生态足迹服务价值法的生态承载力时空演化

为了客观地评价生态承载力及其时空演化规律，通过构建以价值量为单位的生态足迹-服务价值法的生态承载力分析框架，选取2000~2015年陕西省97个区县的面板数据，运用全局Moran’s I、LISA集聚图和空间杜宾模型等方法，分析了陕西省生态承载力指数的分布特征、演化路径及驱动因素。研究表明：（1）陕西省及三大地区生态承载力指数先快速升高后缓慢降低，存在显著的空间自相关和空间异质性，低值集聚现象明显，且向关中地区集中。（2）林地面积和当量因子价值是促进生态承载力指数提高的主要因素，人均消费价值是抑制生态承载力指数提升的主要因素。（3）影响陕北、关中和陕南地区生态承载力指数的驱动因素存在差异。因此，陕西省需要加大生态修复工程投入力度，减缓人均消费价值增长速度，实施差异化的生态承载力政策，以达到改善生态承载力的目标。     

生态旅游:西南喀斯特山区摆脱"贫困陷阱"之路

西南喀斯特山区“贫困陷阱”的根本对策在于扭转人口生存领先掠夺土地的状况,生态旅游提供了这们的途径。西南喀斯特地区特有的自然风光和民俗风情等旅游资源优势,通过生态旅游开发,顺理成章地可转换成产品优势,“穷山恶水”就成为“青山绿水”,“穷乡僻壤”就成为“自然生态”和“特色民俗”。这不仅满足现代社会的需求,也使当地的资源潜力得到发挥。而且把资源利用的方式从掠夺、耗竭型转换为可持续型。另一方面,要真正和持续地实现这些资源的价值。必须保护原生态、原文化,这就引入了保护的经济机制．保护与开发的两难悖论可由此突破。本文还以贵州省绥阳县为例,阐述了西南喀斯特山区旅游资源特色和开发生态旅游的目标．为摆脱“贫困陷阱”提供一个示范。