基于生态系统服务的水生态足迹初步研究

传统生态足迹未将水资源纳入其核算体系。为了弥补这一不足,提出水（资源）生态足迹,其定义为生产一定人口消费的水资源及吸纳其产生的废弃物所需要的生物生产性土地的面积。介绍了我国水生态足迹研究在基础
理论和基本模型方面的现状,并分析了其存在的缺陷与不足：（1）囿于当前生态足迹定义,没有认识到人类在其生产生活中消费的水资源无法转换为生物生产性土地;（2）水资源均衡因子计算方法不同于其他均衡因子且不符合水生态足迹要求;（3）总的水生态足迹和水生态承载力以及水生态盈亏的计算也存在问题。提出解决问题的关键是将水生态足迹构建于水域的多种生态系统服务功能之上,其定义为提供一定人口消费的水生态系统服务所需要的土地面积。当前条件下,基于生态系统服务的水生态足迹包括渔业生态足迹、淡水生态足迹和水污染生态足迹3部分,并以此为基础提出了基于生态系统服务的水生态足迹的基本模型。该模型与当前水生态足迹模型的不同之处主要在于：（1）舍弃均衡因子;（2）同一土地类型取其最大值作为最终生态足迹;（3）不同土地类型只做分类比较而不进行加总计算。最后,提出了需进一步研究的几个问题     

基于改进模型的区域生态足迹动态分析——以江苏省南通市为例

20世纪90年代以来,生态足迹模型作为定量化可持续评价的重要理论方法得到了广泛的应用。基于传统生态足迹模型,结合遥感产品净初级生产力数据,构建了基于净初级生产力的生态足迹模型,调整了均衡因子和产量因子,并增加了污染物账户。在此基础上,应用传统模型和改进后的模型分别计算了南通市2000~2013年的生态足迹。结果表明:(1)传统生态足迹模型和改进模型下的南通市2000~2013年人均生态足迹都是稳步增长的,改进后的模型变化较小;(2)南通市2000~2013年生态承载力虽有所波动,但整体上呈下降趋势;(3)南通市连续14年出现生态赤字,从2000年的0.308 6 hm~2/人上升到0.587 7 hm~2/人,生态系统处于不安全状态,生态系统的稳定性降低。可见,改进的生态足迹模型能更准确地反映研究区自然资源利用状况。最后,针对南通市生态不安全状况,从土地结构、能源消费等方面提出减少生态足迹的建议。     

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。     

基于生态足迹模型的四川省耕地资源评价

耕地是所有生态生产性土地中生产力最大的一类，生态足迹模型是定量评价可持续发展的常用工具之一。基于传统生态足迹模型、改进生态足迹模型和EF NPP模型，测算、分析了2006~2013年四川省耕地生态赤字等相关变化及趋势，客观评价了四川省耕地资源利用状况，并探讨了几种模型的差异。结果表明：2006~2013年间，四川省人均耕地生态足迹不断上升，人均耕地生态承载力基本稳定，人均耕地生态赤字持续扩大；耕地资源利用由弱不可持续状态逐步向强不可持续状态发展。3种生态足迹模型的对比研究发现，EF NPP模型在一定程度上弥补了传统生态足迹模型和改进生态足迹模型的不足，客观、动态地反映了区域耕地利用状况和可持续发展状态。     

生态足迹影响因子的定量分析--以中国各省(区市)1999年生态足迹为例

人口的膨胀和人类工业化进程的加剧,使得人类向自然界获取越来越多的资源,同时向环境源源不断地输入废弃物,已经严重超过了自然生态系统的供给能力和环境容量,生态环境日益恶化,水土流失、草场退化、植被消亡、生物多样性锐减、全球变暖等情况已经严重到难以遏制的地步,危及到人类自身的生存.在和平与发展成为世界两大主题的今天,人们越来越关注可持续发展的问题.在现有资料的基础上,利用主成分分析方法,定量地讨论了中国各省(区市)1999年生态足迹大小与其影响因子间的关系.结果表明,生态足迹的大小是各省(区市)的大中型企业个数、全社会固定生产投资等众多因子共同作用的结果,其中总人口和GDP是生态足迹大小的主要影响因子,其因子载荷量分别达到了0.940和0.913.值得一提的是非农业人口与生态足迹的相关系数超过了农业人口,这说明由于消费模式和生活水平等的差异,非农业人口对生态足迹的影响大于农业人口对生态足迹的影响.在此基础上建立了生态足迹影响因子的多元线性回归模型,以期为生态足迹在进行区域可持续发展评价的方法上提供新的思路.     

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     

基于生态足迹模型的中国发展可持续性评估

可持续发展的定量测度是可持续发展战略得心实施的重要条件，加拿大学者Mathis Wackemagel提出的生态中迹模型就是一种测量可持续的新方法，该方法通过计算支持特定区域人类社会所有消费活动所需要的土地（生态足迹）与该区域可提供的生物生产性土地（生态承载力0相比较来判断区域发展的可持续性，本文首先简单介绍了生态足迹模型的基本概念、计算方法，然后对中国2001年生态足迹进行了实证研究，研究结果表明，2001年中国人均生态足迹为1.47435hm^2而人均承载力只有1.05306hm^2，生态赤字为0.42129hm^2中国发展具有强不可持续性，现有生产、消费模式的转变是可持续发展的必然要求。     

喀纳斯自然保护区生态系统服务价值变化研究

生态系统可持续发展是随着全球范围内可持续发展研究的深入和人们对环境破坏和资源利用认识的不断加深而逐渐形成的.人类社会的可持续发展从根本上取决于生态系统及其服务的可持续性,本文应用喀纳斯自然保护区1980、2005年两期Landsat TM影像解译数据,参照谢高地等制定的中国生态系统单位面积生态服务当量因子和新疆布尔津县单位面积农田生态系统提供的食物生产服务的经济价值,确定喀纳斯自然保护区生态系统单位面积生态服务价值系数,对保护区生态系统服务价值及其变化进行了估算和比较.结果表明,林地和草地是喀纳斯自然保护区主要的土地利用类型,25年间土地利用总体上发生了明显变化,林地面积在减少,革地、水域、建设用地面积略有增加；保护区生态系统服务价值由1980年的37.289亿元减少至2005年的36.351亿元,有林地和离覆盖度草地的减少是服务价值降低的主要原因；主要由林地、草地和水域提供的维持生物多样性、水文调节、气候调节、保持土壤等单项功能服务价值均呈现不同程度地减少,说明保护区生态系统结构和功能已受到影响,保护区生态环境质量不断趋向退化.     

甘肃省主体功能区划中生态系统重要性评价

生态系统的重要性是划分主体功能区的重要评价指标之一.甘肃省地域跨度大,自然地理背景复杂,生态系统的类型多样,生态重要性的定量评价困难.该文基于分区评价单元内各类生态系统的构成及功能来核算其生态服务价值,并把这种服务价值作为生态重要性的依据来划分生态保护区域.以县级行政区为评价单元,核算了森林、草地、荒漠、农田、湿地和城市6大类生态系统在气体和气候调节、水源涵养、土壤保持、环境净化、生物多样性维护、生物产品产出、文化娱乐7个方面的生态服务价值.评价结果表明,全省84个评价单元的生态服务价值的空间格局明显,较好地表现了各地区的生态系统的重要性及其分区指向,其结果可为省级主体功能分区提供基本依据.作为一种思路和方法,在完善主体功能分区中是值得探讨的.     

生态足迹影响因子的定量分析

人口的膨胀和人类工业化进程的加剧，使得人类向自然界获取越来越多的资源，同时向环境源源不断的输入废弃物，已经严重超过了自然生态系统的供给能力和环境容量，生态环境日益恶化，水土流失、草场退化、植被消亡、生物多样性锐减、全球变暖等情况已经严重到难以遏制的地步，危及到人类自身的生存。在和平与发展成为世界两大主题的今天，人们越来越关注可持续发展的问题。在现有资料的基础上，利用主成分分析方法，定量地讨论了中国各省（区市）1999年生态足迹大小与其影响因子间的关系。结果表明，生态足迹的大小是各省（区市）的大中型企业个数、全社会固定生产投资等众多因子共同作用的结果，其中总人口和GDP是生态足迹大小的主要影响因子，其因子载荷量分别达到了0.940和0.913。值得一提的是非农业人口与生态足迹的相关系数超过了农业人口，这说明由于消费模式和生活水平等的差异，非农业人口对生态足迹的影响大于农业人口对生态足迹的影响。在此基础上建立了生态足迹影响因子的多元线性回归模型，以期为生态足迹在进行区域可持续发展评价的方法上提供新的思路。     

基于生态足迹模型的区域水资源生态补偿量化模型构建——以长江流域为例

通过计算长江流域各省级行政区之间水资源生态服务价值的差异,建立各省间水资源利用和经济补偿的联动关系,促进区域协调发展。基于生态足迹模型测算长江流域各省份水资源超载指数,结合谢高地等人的中国陆地生态服务价值的研究结果,考虑地区补偿能力,构建水资源生态补偿的量化模型,计算各省份应当支付的生态补偿量。长江流域各省水资源生态服务价值总量高达9.37×1012元,各省生态服务价值也都在3.1×108元以上。整体上长江流域水资源生态服务价值呈现两端低,中间高的趋势,上中下游生态服务价值比例分比为44%,49%和7%。因此,处于长江流域下游以及中游的地区理论上应当对上中游地区水资源保护以及"生态服务价值外溢"进行相应的补偿。长江流域总体应获得1193.53亿元的水资源生态补偿。     

基于ESEF的水生态承载力评估——以太湖流域湖州市为例

以基于生态系统服务的生态足迹(ESEF)为基础的水生态承载力评估方法,综合考虑了水量支撑、水质限定和水生态稳定三方面特征,从而实现了足迹方法对水生态系统承载能力的有效表征。然而,如何界定水产品、水资源和水污染足迹以及承载力之间的关系,是目前研究的重点和难点。以太湖流域上游湖州市为例,探讨了在考虑或不考虑水质标准与环境功能分类的情况下,如何利用求并集法或求平均值法进行基于ESEF的水生态承载力评估。研究表明,两种方法均反映出湖州市人们对水生态系统服务的消费需求超出了当地水生态系统的供给能力,需求与供给之间的差距对当地水生态系统的可持续性造成影响。综合考虑水产品供给、水量支撑和水质保障三方面因素,湖州市水生态系统可承载的人口与经济规模为现状水平的95%;如果增加对水质标准和环境功能分类的考虑,则湖州市水生态系统的承载能力仅为现状水平的79%。虽然求并集法的计算结果更有说服力,但是求平均值法则提供了在更小尺度上研究的可能。     

生态系统服务功能与生态补偿关系的研究

生态系统服务功能与生态补偿相生相制,相补相长,其博弈之源是长久以来人类中心主义与大地伦理思想对人类行为的交替影响.对二者进行内涵解构,认为生态系统服务功能具体有服务过程不可逆性、服务功能不可替代性、服务价值外部性、服务行为非市场性、服务资本社会性、服务空闻连续性和差异性等特征;生态补偿具有补偿要素的片面性、补偿范围的局限性、补偿时序的滞后性、补偿方式的表层性、补偿效果的短期性等特性.在此基础上明确了二者之间的关系:第一,生态系统服务功能和生态补偿是矛盾的统一体,其中生态系统服务功能是生态补偿产生的基础,生态补偿是生态系统服务功能完善的根本保证;第二,生态系统服务功能价值评估是生态补偿根本依据;第三,生态系统服务功能的外部性导致了生态补偿的低效性;第四,生态系统服务功能的不可替代与不可逆性决定了生态补偿的紧迫性;第五,生态补偿机制的完善影响着生态服务功能的可持续发展.     

土地利用变化对生态系统服务的影响研究综述

土地利用/覆被变化是全球环境变化的重要组成部分和主要原因之一,不仅带来了地表结构的巨大变化,而且对生态系统服务也造成重要影响。土地利用变化和生态系统服务研究已成为国际上生态学和地理学等跨学科研究的热点之一。从土地利用变化和生态系统服务的概念及其影响因素分析入手,综述了土地利用面积变化、土地利用方式变化和土地利用空间格局变化等对生态系统服务的影响,归纳了土地利用变化对生态系统服务的影响研究的主要方法和模型,分析了相关研究的不足,并提出了加强生态系统服务动态评估方法和时空动态评估模型的研究、强化土地利用变化对生态系统服务影响的生态学机制研究和注重土地利用变化下生态系统服务评估结果的集成应用研究等建议,以期对我国的土地利用变化与生态系统服务评估研究提供科学参考。     

云南省15年生态足迹与承载力分析

定量测度可持续发展状态是可持续发展研究的热点。M．Wackemagel等提出并完善的生态足迹模型就是一种定量测量可持续状态的方法。该方法通过比较一定区域人类社会消费需求所需土地（生态足迹）与该区域可支持的生物生产性土地（生态承载力）来判断区域发展的可持续状态。以云南省为例。对1988至2003年生态足迹和生态承载力进行了计算分析。结果表明：15年来。云南省人均生态足迹快速增长，由1988年的0．8568hm^2增长到2003年的1．5845hm^2，年均增幅达4．2％；在人均承载力基本不变的情况下。由于人口增长和消费水平的快速提高，生态赤字持续扩大，从1988年的0．0465hm^2增加到2003年的0．6791hm^2，年增幅超过20％。     

国家级重点生态功能区县生态系统生产总值核算研究——以阿尔山市为例

国家级重点生态功能区是国家重要的生态安全屏障,是保障生态系统稳定的重要区域,生态系统生产总值(GEP)是生态系统为人类福祉和经济社会可持续发展提供的产品与服务价值的总和。核算重点生态功能区县生态系统生产总值(GEP)不仅为揭示区域生态系统为人类福祉和经济社会发展贡献提供了新的手段,同时为完善限制开发区市县政府考核机制和离任审计提供了新的科学方法。本文以国家级重点生态功能区县——阿尔山市为例,运用市场价值法、影子工程法、替代成本法及旅游费用法等研究方法,对阿尔山市生态系统产品提供、调节服务、文化服务3大类11项服务功能进行核算,结果表明:(1)2014年,阿尔山市生态系统生产总值539.88亿元,就生态系统服务类别而言,调节服务价值最高,占88.44%;文化服务价值占8.72%;产品提供价值占2.83%。(2)就不同生态系统服务类型而言,气候调节功能价值最大,占45.33%;固碳释氧价值、水源涵养价值、洪水调蓄价值次之。(3)就不同生态系统类型而言,由大到小排序,森林湿地草地灌丛农田。其中,森林生态系统生产总值最高,占61.99%;湿地次之,占32.44%。     

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。     

基于土地利用的三峡库区生态系统服务价值时空格局分析

生态服务价值评估是对生态功能的一种经济性量化评价。以三峡库区为研究区,结合净初级生产力(NPP)、土地利用/土地覆盖变化(LUCC)、遥感(RS)、气候、国家统计数据和GIS技术,采用替代花费法、影子工程法、碳税法、市场价值法和水量平衡法对三峡库区蓄水前后4个时期(2000、2005、2010和2015年)的生态系统服务价值进行量化评估,分析库区生态系统服务价值时空变异格局。结果显示:(1)从2000年到2015年,三峡库区生态服务总价值增加了269.37亿元,增长率为15.32%。(2)其中林地生态系统贡献较高,占48.14%,耕地次之,占44.04%。(3)林地生态系统服务价值随其面积的增长而增加。耕地生态系统面积减少了4.64%,但生态系统服务总价值却增加了14.54%,耕地存在不合理利用的现象。草地生态系统面积减少了16.57%,生态系统服务总价值减少了5.01%,应加强对草地生态系统的保护。总之,三峡工程的实施在整个研究区尺度上对库区生态系统服务功能的影响是利大于弊。在未来的发展中,应合理规划土地利用,制定区域发展和环境保护计划,确保三峡库区生态环境的改善和可持续发展。