哈尔滨市城乡居民生活消费的环境压力分析

论文用生态足迹理论和方法,定量研究哈尔滨市城乡居民食物、生活用品、生活用能、水资源、住区和生活污染等6类消费项的环境压力,为引导城市化发展和城乡居民建立可持续消费模式提供科学依据。结果显示,1985～2003年哈尔滨市人均生活消费的环境压力不断增大,并在此期间超过生态承载力,产生生态赤字。城镇居民生活消费及各分项足迹均大于农村居民,差距呈加大趋势。在消费构成上,城镇和农村居民的食物消费足迹最大,2003年两者分别为1.054hm²/人和0.711hm²/人,城镇人均动物性食物消费数量显著大于农村,是其食物足迹较大的主要原因;在生态空间占用上,耕地占用面积最大,城乡居民分别为0.947hm²/人和0.700hm²/人,分别占其总足迹的58.7%和73.4%。研究表明,城镇化发展和消费升级将进一步加大区域环境压力。     

黄河流域可供水量究竟有多少?

摘要:黄河是我国水资源最紧张的河流之一,但关于黄河流域可供水量,几个很权威的文献却差别很大,高的达到692×10⁸m³,低的低到580×10⁸m³。而20世纪90年代又出现了黄河流域天然径流大为减少的情况,平水年份下河川天然径流量比多年平均减少110×10⁸m³。所以,黄河流域的可供水量究竟有多少是急迫需要弄清的问题,因为它关系到黄河流域的水资源可持续利用战略决策。论文的研究结论是:在2010年水平年,在平水年条件下,黄河流域的可供水量只有550×10⁸～560×10⁸m³,其中地表水390×10⁸～400×10⁸m³,地下水160×10⁸m³。所以,黄河流域的可供水量比原来估算的最低数580×10⁸m³还低20×10⁸～30×10⁸m³,而比原来估计的最高数692×10⁸m³要低20%,差140×10⁸m³。这就给黄河流域的水资源供需平衡对策提出了更严峻的问题。     

黄河流域水资源利用与经济发展脱钩关系研究

黄河流域的水资源保护与水安全是支撑地区经济发展的重要战略,如何缓解水资源与经济发展之间的矛盾,也关系到黄河流域水资源的可持续发展。该文构建扩展LMDI模型,对黄河流域2004-2018年数据,利用脱钩模型将脱钩驱动因素分解为4个驱动因素,并对黄河流域脱钩趋势进行分析。研究结果表明:(1)在水足迹总量方面,黄河流域的水资源利用并未达到预期效果,水资源匮乏指数较低,不处于水资源紧缺状态。(2)在脱钩状态方面,黄河流域整体和农业水足迹为弱脱钩态势,工业水足迹由弱脱钩逐渐向强脱钩转变趋势明显。(3)在脱钩因子分解方面,黄河流域规模经济因子和人口因子为正向脱钩因子,产业脱钩因子和技术脱钩因子为负向脱钩因子,黄河流域9省脱钩驱动因子变化趋势大致相同。     

中国西北地区多情景土地利用优化与碳储量评估

土地利用/覆盖变化(LUCC)是导致陆地生态系统碳储量变化的主要因素,研究未来不同情景下的土地利用和碳储量变化过程,有助于制定科学的土地利用政策和提高区域陆地生态系统碳储量.研究构建了GMMOP-PLUS-InVEST模型,通过多源数据分析了2000～2020年中国西北地区土地利用和碳储量的变化特征,并预测了自然发展(ND)、经济发展(ED)、生态保护(EP)和综合发展(CD)情景下的2030年中国西北地区土地利用和碳储量.结果表明：(1)2000～2020年,草地面积减少了1 680.99×10⁴ hm²,耕地、林地、水域、湿地、建筑用地和未利用地面积分别增加了201.19×10⁴、 208.47×10⁴、 91.54×10⁴、 51.30×10⁴、 157.40×10⁴和971.09×10⁴ hm².(2)2000～2020年,土壤和地下碳储量减少,死亡有机物和地上碳储量增加,总碳储量减...     

投入产出法在虚拟水消费与贸易研究中的新应用

虚拟水是缓解水资源危机的一种途径。投入产出法是研究虚拟水的主要方法之一,可分为单区域投入产出模型（SRIO）和多区域投入产出模型（MRIO）。鉴于SRIO 和MRIO单独应用时存在一定局限性,论文提出同时运用单区域投入产出表和多区域投入产出表研究虚拟水,即：利用SRIO 计算完全用水系数,并直接利用单区域投入产出表区分本地水足迹与外来水足迹,再根据多区域投入产出表分析区域间的虚拟水贸易。广东省的案例研究显示：①2007 年广东省水足迹为333.9×10⁸ m³,其中本地水足迹223.6×10⁸ m³,外来水足迹110.3×10⁸ m³;②广东省同年虚拟水输出量445.4×10⁸ m³,输入量454.1×10⁸ m³,其虚拟水的外部来源主要是湖南、广西和浙江。结果表明以上方法可全面计算完全用水系数,有效区分本地水足迹与外来水足迹,揭示区域间的虚拟水贸易关系,为水资源管理决策提供方法支持。     

基于景观格局的干旱内陆河流域生态风险分析——以石羊河流域为例

合理评估流域生态风险,对于优化流域景观格局、建立流域生态风险预警机制、降低流域生态环境风险、维护流域生态功能具有十分重要的意义。文章以干旱内陆河典型流域为研究对象,以三期遥感数据为基础,构建生态风险指数,结合ArcGIS的空间分析功能,对流域生态风险的时空特征进行分析,结果表明：1987-2010 年,流域景观发生较大了变化,草地面积减少12.73×10⁴ hm²,未利用地面积增加15.59×10⁴ hm²;将生态风险划分为5 个等级,其中低生态风险区向流域上游不断迁移,面积减少31.89×10⁴ hm²,较低生态风险区向上游和中游不断延伸,面积增加29.30×10⁴ hm²,高生态风险区向下游不断扩展,面积增加58.69×10⁴hm²;流域生态风险转换方式共有7 种,低向高等级转化的总面积为122.56×10⁴ hm²,高向低等级转化的总面积为6.12×10⁴ hm²,生态风险呈增高趋势。     

九寨沟旅游生态足迹与生态补偿分析

建立自然保护区周边社区居民的生态补偿制度,是自然保护区取得社会经济发展和自然资源保护的关键。文章提出旅游生态足迹的概念与计算方法,以九寨沟为例,构建基于旅游生态足迹效率的自然保护区居民生态补偿标准的测度模型。结果表明:①2002 年九寨沟游客人均旅游生态足迹为0.061hm²,其年度转化值为8.881 7hm²,是当地居民人均生态足迹0.961 6hm² 的9.27倍;②叠加游客人均旅游生态足迹,九寨沟总人均生态足迹需求为1.005 3hm²,人均生态承载力为1.202 6hm²,生态盈余为0.197 3hm²;③旅游生态足迹效率为8 643 元/hm²,是当地居民生态足迹效率2 613 元/hm² 的3.31 倍;④以居民退耕还林还草的直接收益损失作为生态补偿最低标准,户均应补偿2 159 元,人均应补偿472 元,以退耕还林还草的游憩功能价值作为生态补偿上限,户均应补偿7 142 元,人均应补偿1 561 元,以旅游者与当地居民的生态足迹效率之差来确定合理的补偿水平,户均应补偿4 983 元,人均应补偿1 088 元。     

基于生命周期评价的产品水足迹计算方法及案例分析

科学评价人类活动对水资源的影响是实现水资源可持续利用的前提。对比目前广泛应用的以虚拟水理论为基础的水足迹计算方法,详细介绍了基于生命周期评价(LCA)的产品水足迹计算方法,并以我国小麦生产为例进行实证研究。与虚拟水方法相比,LCA方法评价结果体现了水资源利用的环境影响,便于不同产品、不同生产阶段以及不同产地产品间水足迹的比较。实例研究表明:我国黄河、海河流域小麦水足迹平均为1 262 L H₂Oe·kg^-1,而长江流域仅为31 L H₂Oe·kg^-1;小麦生产对我国极度缺水的北方造成的压力远高于水资源较为丰富的南方地区。LCA方法能科学评价农产品生产对水资源的影响,为我国保障粮食安全和水资源可持续利用提供科学依据。     

基于水资源分区和地貌特征的新疆耕地资源变化分析

以新疆1995、 2000、 2005及2008年4个时期的土地利用数据为基础,结合水资源分区、 SRTM-DEM和数字地貌等数据,分析了基于水资源分区和地貌特征的新疆耕地资源的变化特征,结果表明:①总体上,不同时段各水资源分区耕地空间分布稍有变化,但总体格局保持不变。不同时段各水资源分区的耕地面积有增有减,但增加量远超过减少量,耕地总体呈现出持续增长的趋势,从1995年到2008年,共增加126.39×10⁴ hm²。②对比4个时期26个水资源分区的耕地数值、 变化和升降形式差异,可将耕地变化形式归纳为上升、 先降后升、 先升后降和升降波动四大类。③新疆耕地空间变化存在分区差异。1995至2008年期间,耕地增加值最大者为叶尔羌河流域,为17.36×10⁴ hm²;而额敏河流域耕地面积缩减量最大,减少3.15×10⁴ hm²。④新疆耕地资源主要分布在2 000 m以下的低海拔和中海拔区域,其中以500~2 000 m区域分布最广;耕地资源主要分布于地势相对低缓的平原和丘陵区,以开发流水地貌类型的山前平原地带为主。新疆耕地变化具有很强的空间差异性,与水资源量及利用状况的空间分异密切相关。     

中国西北旱区农业水土资源利用情景潜力研究

西北旱区水土资源供需矛盾突出,同时作为该区农业生产的瓶颈因素,决定该区经济社会生态可持续发展,因此有必要开展西北旱区农业水土资源相结合的空间情景潜力研究。论文采用水土资源匹配指数计算分析了西北旱区现状年（2010年）农业水土资源的匹配状况,采用农业水土资源利用潜力估算方法计算了西北旱区2020、2030年RCP 8.5和RCP 4.5两种情景下的农业水土资源利用潜力,实现了西北旱区农业水土资源利用潜力的可视化表达。结果表明：2020和2030年RCP 8.5和RCP 4.5排放情景下,相对于2010年,西北旱区各省2020和2030年的总农业水资源量和种植面积均减小。西北旱区6省份2020和2030年两种情景下整体综合效益和整体潜力值均为正,表明各省种植结构整体得到了优化。2020年RCP 8.5和RCP 4.5情景下,西北旱区农业水土资源利用潜力分布范围分别在-0.10×10⁴~0.83×10⁴元/hm²之间和 -1.20×10⁴~0.97×10⁴元/hm²之间;2030年RCP 8.5和RCP 4.5情景下,农业水土资源利用潜力分布范围分别在-0.39×10⁴~2.17×10⁴元/hm²之间和-0.36×10⁴~1.66×10⁴元/hm²之间。     

辽中地区矿业城市生态承载力研究

生态足迹模型是度量可持续发展的一种方法,加入经济因子以提高模型评价的准确性,为辽中地区矿业城市可持续发展提供决策依据。运用生态足迹模型计算了辽中地区矿业城市1985~2005年人均生态足迹、人均生态承载力和生态赤字,利用压力-状态-响应模型耦合生态足迹、生态承载力和经济因子得到综合生态承载力指数,评价了辽中地区矿业城市1985~2005年综合生态承载力水平。结果表明:1985~2005年,辽中地区矿业城市人均生态足迹从1.79 hm²增至3.53 hm²,增长率为97.43%;人均生态承载力从0.78 hm²增至0.81 hm²,生态赤字从-1.01 hm²增至-2.73 hm²,增加了190.17%;综合生态承载力指数先降低,2000年以后略有增加,其中综合生态承载力水平1985年很高,1990年较低,1995、2000年一般,2003、2005年较高。对比生态足迹模型得到的生态承载力和通过压力-状态-响应模型得到的综合生态承载力指数,两者的变化趋势一致,具有很强的相关性。综合生态承载力指数评价指标的丰富在一定程度上增加了评价的公正性和准确性,可以更好地反映区域可持续发展程度,为其它生态足迹研究提供了一定的借鉴。     

皇甫川丘陵沟壑区小流域生态用水实验研究

一个强烈水土流失小流域(准格尔五分地沟),经过20多年水土保持植被建设,乔灌草人工植被镶嵌分布,覆盖率达80%,在有效遏制水土流失的同时,也消耗相当量的水资源---生态用水。2002年生长季节,采用实验研究方法,测定了该小流域各不同类型植被蒸散量、各不同类型土壤贮水量及降水量等,计算出该小流域四大类型植被生态用水(按大小顺序):①农田为5321.3m³/hm²;②乔木林为4654.8m³/hm²;③灌木林为4047.8m³/hm²;④草原为3244.3m³/hm²。估算出全小流域生态用水量:①各类植被生态用水量约150×10⁴m³;②水库湿地生态用水量约26×10⁴m³;③居民点生态用水量约4000m³。三项合计,即五分地沟小流域总生态用水量约176×10⁴m³。值得重视的问题是:该小流域植被生态用水量和总生态用水量均超出同期降水量(130×10⁴m³)达20×10⁴～40×10⁴m³。这意味着土壤贮水量耗减20～30mm。因此,在生态环境建设中,构建适宜的植被模式,调控生态用水量,将对维持生态系统稳定及其环境改善起重要作用。     

澳门2001年生态足迹分析

论文对澳门2001年的生态足迹进行了计算和分析,结果表明,澳门2001年人均生态足迹为2.993hm²,制造业外移、大量居民到邻近的珠海消费及密集的城市结构使生态足迹较低,只有香港的一半。澳门人均生态承载力面积仅0.011hm²;澳门生态足迹是生态承载力面积的272倍,表明澳门生态系统承受着较大的压力。澳门以旅游业为主,旅游业产值占GDP的60.7%。从生态消费的角度,澳门每hm²生态足迹可产生4202美元的产值,是世界平均水平的3.8倍。澳门是一个以旅游为主的城市,游客每hm²生态足迹的产值是15258美元,是世界平均水平的13.8倍,充分反映了澳门旅游业的经济高效性。研究表明,在澳门三岛中,澳门半岛的生态足迹最大,是半岛真实面积的1554倍,表明澳门半岛生态压力和强度甚高。文章还对澳门发展旅游业优势性进行了探讨。     

流域水资源保护补偿博弈分析及蚁群算法解

协调好流域上下游间的收益问题,使上下游和谐发展,实现全流域收益最优,是目前我国流域水资源保护补偿研究和实践中的重点。论文从博弈论的角度研究流域水资源保护补偿中上下游间的行为和收益问题,建立了行政调节的流域水资源保护补偿博弈模型,利用蚁群算法实现模型最优求解。将该模型应用于晋江流域,结果表明：当上游的安溪县、德化县、永春县以及南安市（上游部分）提供给下游的水量分别为0.87×10⁸、0.75×10⁸、0.85×10⁸和0.76×10⁸ m³时,分别可获得0.925×10⁸、0.673×10⁸、0.949×10⁸和1.019×10⁸元的经济补偿,同时下游地区获得48.765×10⁸元的效益,此时流域总收益最大。上游地区合理供水可大幅提升全流域的收益,下游给上游合理补偿能够协调上下游关系,促进上下游的和谐发展。     

黄河流域城市群水资源利用公平性评价及影响路径分析

黄河流域集聚着兰州-西宁、呼包鄂榆、关中平原、山东半岛、中原5座国家级城市群.人口增长和城市扩张速度过快使得水资源利用不公平问题日趋严峻,导致城市群资源难以实现高效配置.本研究面向联合国提出的可持续发展目标6,在描述人均水足迹、人均水赤字、城市发展指数（City Development Index,CDI）与水资源生态系统服务价值（Water Ecosystem Service Value, WESV）时空演变特征及其差异性的基础上,采用基尼系数与贡献系数评价了2010—2021年黄河流域城市群水资源利用公平程度,并通过综合发展贡献系数和生态服务贡献系数识别了城市群功能类型,结合驱动-压力-状态-影响-响应（Drive-Pressure-State-Impact-Response, DPSIR）框架与结构方程模型探讨了影响水资源利用公平性的路径.结果表明：(1)2010—2021年,城市群之间人均水足迹与人均水赤字具有明显差异,CDI的差值逐步缩小,但WESV的差值逐渐扩大;(2)水资源利用程度同CDI之间相对公平,综合发展基尼系数均值为0.255,但同WESV之间公平程度较差,生态服...     

基于LUCC的艾比湖区域生态风险评价及预测研究

以新疆内陆艾比湖流域典型区域为研究区,基于RS和GIS技术分析1998、2013年土地利用变化,尝试用CA-Markov模型预测2028年土地利用/覆盖变化.借助Fragstats3.4软件,基于土地利用/覆盖变化构建景观生态风险评价模型,分析1998~2028年景观生态风险的时空分异特征.结果表明：（1）1998~2013年,研究区土地类型面积变化明显.耕地面积增加量最大,增加的面积为152139hm²,而未利用地面积减少量最大,减少的面积为67605hm².2013~2028年,耕地和裸露的河床及盐渍地的面积增加明显,增加的面积分别为30730hm²,12427hm²,而未利用地和水体的面积分别从954376hm²和44889hm²,减至921079hm²和37157hm².（2）1998~2028年,研究区生态风险等级空间分布差异明显.高生态风险区面积变化较为显著,其面积分别约占总面积的36.6%,7.3%,23.7%.1998~2028年,全局Moran's Ⅰ值分别为0.436962,0.442202,0.506622,表现为一定程度的正相关.（3）1998~2028年,耕地分布在低,较低生态风险的比重上升,所占百分比分别为58.46%,78.58%,79.9%.林、草地类型的各生态风险等级的所占的比重的波动较大.     

中国1990~2004年生态足迹动态变化效应的分解分析

通过构建生态足迹分解模型,论文将中国1990~2004年生态足迹的动态变化分解为经济规模、产业结构和足迹强度这3种因素的变化效应,并对各分解效应进行了测度与分析。结果表明:生态足迹年度间变化均值为1.065 5×10⁸hm²。其中,由经济规模、产业结构和足迹强度所引起的足迹变化分别为2.108 2×10⁸hm²,-0.439 8×10⁸hm²和-0.602 9×10⁸hm²。总的看,经济规模的变化助长了总足迹的增长,而足迹强度和产业结构的变化对总足迹的扩张起到了一定的遏制作用。生态足迹变化是由各因素共同作用的结果,而在不同时期各因素对足迹变化所发挥的效应不同。该研究结果对于理解我国生态足迹变化与经济发展之间的关系,以及产业发展政策调整及可持续发展研究具有一定参考价值。     

三峡工程的能值足迹与生态承载力

应用水电工程的能值足迹模型,构建生态盈余（EP）、生态影响系数（γ）、生态平衡时间（T_e）、生态盈余时间（T_s）参数,实现对三峡工程建设期和运行期生态效应的定量评价。研究表明：1）三峡工程建设期的能值足迹占用为5.92×10⁸ hm²,水库移民是其主要方面（占56.12%）,做好移民工作是三峡工程成败的关键。2）2014年,三峡工程的生态承载力供给为4.38×10⁷ hm²,对社会、经济和环境贡献最大的是水力发电（占59.48%）,其次是库区航运、对下游的补水和防洪效益,分别占15.45%、9.74%和7.36%。3）库区水质污染是三峡工程运行期的最大影响因素,每年的能值足迹占用为1.04×10⁷ hm²（占70.94%）,其中,COD、TN、TP和Hg分别占28.7%、26.50%、5.75%和5.37%;其次是生态及地质灾害等的防治（占21.68%）;泥沙淤积的影响比预计的小（占6.20%）。控制入库水污染物并对已经入库的水污染物采取减量化措施,是控制和减小三峡工程对社会、经济和环境影响的关键。4）在维持2012—2014年平均投入产出、合理使用年限为150 a的情况下,三峡工程将在2026年实现生态平衡;生态影响系数为0.15,影响等级为Ⅰ级,三峡工程对社会、经济和环境的影响是积极有利的。     

基于能值的生态足迹方法在黑龙江和云南二省中的应用与分析

能值生态足迹(Emergetic Ecological Footprint, EEF)是利用能值理论对生态足迹方法(Ecological Footprint,EF)的一种改进形式。以黑龙江和云南为研究对象,利用EEF和EF对2004年二省生态可持续状况进行了评价。结果表明EEF与EF在评价生态系统超载程度时结果悬殊较大：黑龙江EEF结果生态系统超载353%,而EF仅超载8.8%;云南EEF结果生态盈余923%,而EF结果系统超载6.0%。在目前消费水平下,按EEF计算黑龙江和云南分别能持续承载842×10⁴和50 802×10⁴人,而按EF计算则分别为3 507×10⁴和4 166×10⁴。虽然都以土地面积为核算单位,但两种方法所量化和表达的生态承载力的内涵发生了较大变化,二者研究的系统的边界也有所不同,因而所体现出的生态意义差距明显。EEF为评价生态可持续状况提供了一种新的思路,并且克服了EF的部分缺点,但是由于其自身的计算以及能值理论的特点,EEF评价结果也可能会与现实的生态可持续性状况有所偏差。     

内蒙古东部地区水资源生态足迹比较分析

为了认识内蒙古东部地区水资源可持续利用现状的异同,文章利用水资源生态足迹计算模型,对兴安盟和通辽市2个地区的水资源生态足迹进行了对比分析。研究结果表明:(1)通辽市的人均水资源生态足迹数值均高于兴安盟。(2)2个地区的水资源生态足迹账户中,农业灌溉用水所占的比例最大。(3)通辽市的人均水资源生态承载力均低于兴安盟。(4)通辽市出现了明显的生态赤字情况,而兴安盟只有个别年份出现过生态赤字。(5)兴安盟的万元GDP生态足迹高于通辽市。这表明兴安盟对水资源的利用效率相对较低。(6)通辽市水资源环境处于不安全状态;兴安盟水环境总的趋势是逐渐优化。这说明兴安盟的水资源可持续利用程度要高于通辽市,但是其水资源的利用效率却相对较低。得出结论,区域水资源可持续利用的程度与自然、社会和经济的发展有关系。