基于生态效率的城市可持续性评价及应用研究

综合评价城市复合生态系统是实现区域可持续发展要面对的重要科学问题.城市生态效率反映了城市系统的资源环境与社会福利的投入产出关系,是将可持续发展的宏观目标融入城市发展规划与管理中的有效工具.综合生态足迹和人类发展指数的理论方法,构建了基于生态效率的城市可持续性评价模型.应用该模型对厦门市生态效率进行了时间序列分析:2000～2006年,厦门市生态效率呈现先平稳上升后陡然下降又小幅回升的波动性变化.厦门市人均生态足迹由4.279hm2增加至5.462hm2;人类发展指数由0.831增加至0.896;生态效率下降15.5%,资源效率下降15.7%,环境效率下降15.3%.研究表明,厦门市的可持续性经历了由可持续性次增强→可持续性增强→可持续性减弱→可持续性增强路径的转变,总体趋势仍是可持续性减弱.     

生态脆弱区榆林三维生态足迹动态变化及其驱动因素

榆林能源丰富但生态脆弱,是生态工程的重点实施区域。分析榆林自然资本存量及流量的利用状况,有利于揭示自然资本占用的成因、探讨生态脆弱区环境保护与经济社会可持续发展的问题。在测算榆林2005—2014年人均生态足迹、人均生态承载力、生态压力指数等的基础上,以足迹深度和广度描述了自然资本存量消耗与流量占用的变化关系,并以偏最小二乘法分析了驱动生态足迹变化的因素。结果显示：10 a来榆林人均生态赤字增长幅度为274.18%,其中,能源消耗账户贡献率最高;人均生态承载力增加了61.81%,体现出生态建设的正向作用。榆林对资本存量消耗的速度大于资本流量占用的速度。影响生态足迹变化的显著因素是经济增长和社会消费。这些结论不仅对榆林自然资本利用与经济协调发展具有参考意义,而且对生态脆弱区核算自然资本、探讨生态系统与经济社会系统间的关系有一定的学术价值。     

兰州市公共交通的生态足迹测算研究

以兰州市公共交通(分为公交车和出租车两种)为研究对象,运用生态足迹法,测算2010年-2014年兰州市客运交通生态足迹,并计算兰州市公共交通的生态效率和生态足迹强度.结果表明:公共交通生态足迹年均占比为7.41%;公共交通生态足迹和客运量呈同步增长态势,公共交通生态足迹年均增长1.71%;在影响公共交通生态足迹的因素中,公交车和出租车的化石能源足迹年均占比分别为76.06%和62.32%;就生态效率而言,公交车生态效率是出租车生态效率的6.24倍.     

三维生态足迹视角下塔里木河流域水土资源与生态承载状况评价

塔里木河流域是新疆发展、丝绸之路经济带的重要组成部分,明晰其水土资源资本利用及生态承载状况,对塔里木河流域的高质量发展具有重要意义。运用改进的三维生态足迹模型,核算塔里木河流域的生态足迹,并对人均区域生态足迹深度、广度变化进行分析;引入水资源压力指数、土地综合压力指数、生态压力指数,判断当前水资源、土地资源是否处于超载状态,并对塔里木河流域的生态承载状况进行评价。结果表明:1)2000-2019年研究区的人均生态足迹持续上升,由2.091 ha/人增加至5.864 ha/人,年均增长率为5.58%。生态赤字问题严重,20年增长了2.98倍。2)研究期内,区域人均生态足迹深度持续增长,由9.283增加到23.905。人均生态足迹广度增长了8.89%;3)水资源压力指数、土地综合压力指数、生态压力指数均>1,各类生产生活对生产性土地造成了严重负担,生态安全形势严峻。     

中国2000~2010年生态足迹变化特征及影响因素

以2000年全球平均生产力为衡量标准,核算了2000~2010年我国生态足迹,并分析了其动态变化特征和社会经济影响因素. 结果表明,2000~2010年我国生态足迹由17.69亿gha增加到32.59亿gha,年均增长6.30%; 碳足迹是10年间增长最快的生态足迹类型,由7.42亿gha增加到18.05gha,年均增长9.29%; 耕地足迹的净增幅也较大,由6.78亿gha增加到8.91亿gha; 林地、 草地、 渔业和建设用地足迹的净增幅相对较小. 2000~2010年我国人均生态足迹由1.40 gha增加到2.43gha,尽管仍低于世界平均水平,但已远超我国人均生态承载力,并造成严重的生态赤字,危及我国生态安全. 全国生态足迹的急剧增加主要受人均生态足迹的快速增长驱动,而经济增长和城镇化所带来的人均消费的产品和服务的快速增长是我国人均生态足迹快速增长的主要驱动力; 同时,国际贸易中资源密集型产品的大量出口也是驱动我国生态足迹快速增长的重要驱动因素. 如果不采取有效的控制措施,按照发达国家人均生态足迹的演变规律,随着我国由中等收入向高收入国家迈进,人均生态足迹将进一步快速增长,我国生态赤字将进一步加剧.     

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...     

区域经济系统的生态效率评价——以徐州市为例

循环经济是区域实现可持续发展的重要模式,生态效率方法是研究循环经济的比较合适的定量方法。经济、资源和环境协调发展是当前研究的重要课题,利用生态效率分析模型,以徐州市为案例,对徐州市2000年-2007年的生态效率及演变趋势进行了评价。结果发现,徐州市2000年-2007年间,资源效率与环境效率都有提高,生态效率也增长了1．12倍。徐州市循环经济处于比较有活力的发展空间,但是随着社会经济发展的资源环境约束性增强,提高生态效率成为促进徐州市循环经济建设的关键。     

退牧还草前后鄂尔多斯市生物资源产品消费的生态影响

为了明晰退牧还草工程前后生物资源产品消费结构变化对生态环境的影响差异,以内蒙古自治区鄂尔多斯市为例,通过对传统生态足迹计算中的“全球公顷”进行本地化处理,采用“省公顷”生态足迹法分析该地区1995年(退牧还草前)、2012年(退牧还草后)生物资源产品消费特点及其生态影响. 结果表明:与1995年相比,2012年鄂尔多斯市生物资源产品消费结构呈现多元化特征,由以粮食油料和肉蛋奶为主向多种食物种类转变,化石能源的大量使用使薪柴消费量相对减少;与此同时,2012年鄂尔多斯市粮食油料和薪柴消费的生态足迹消耗量均呈降低趋势(降幅分别为53.23%和86.49%),而蔬菜瓜果和肉蛋奶的生态足迹均有所增加(其中蔬菜瓜果增幅达到44.97%). 各种生物资源产品的消费主要是对耕地生态足迹的消耗,粮食油料对耕地生态足迹消耗量的贡献率由1995年的40.17%降至2012年的21.74%,而蔬菜瓜果和部分肉蛋奶的贡献率均有所增加. 2012年鄂尔多斯市生态赤字(2.738 4 hm2/人)低于1995年(3.438 2 hm2/人),生态效率亦明显较高,表明人类活动对自然资源的扰动、占用和对生态环境的影响均有所缓解,并且资源环境利用效率得到显著提升. 但该市生态赤字率仍然很高,伴随着外来人口的迁入,还需548.83×104 hm2的生物生产性土地面积才能满足2012年鄂尔多斯市常住人口对生物资源产品消费生态足迹的总需求. 研究显示,鄂尔多斯市生物资源产品消费结构的多元化转变在一定程度上可有效缓解其所产生的生态压力,生态效率的提高有助于进一步调解人地关系、改善生态环境.      

生态承载力约束下的区域可持续发展的动态模拟 ——以博鳌特别规划区为例

根据现有生态足迹计算框架存在的缺陷提出了修正方法以及虚拟生态足迹的概念.针对区域规划实施的长期性、动态性和不确定性,以《博鳌亚洲论坛特别规划区总体规划(2005-2020)》为例,采用系统动力学方法,以生态承载力利用系数k来表示生态承载力对区域生态足迹的约束,建立了生态承载力约束下的区域生态足迹系统动力学模型,结合情景模拟分析结果,提出了区域可持续发展策略.研究表明,目前案例区开发程度较低,资源禀赋优越,2004年尚有0.44gha的人均生态盈余;规划实施后,生产用地面积的缩减、人口的迅速增长和消费水平的提高将使案例区出现严重的生态赤字,预计2010年和2020年人均生态赤字分别为0.49gha和2.36gha.为减少规划实施对资源环境造成的不利影响,应提高土地生态生产能力,合理制定虚拟生态足迹战略,适当降低区域发展规模,以及对资源出口地区开展生态补偿.     

约束条件下中国循环经济发展中的生态效率——基于优化的超效率SBM-Malmquist-Tobit模型

以中国30个省份、直辖市、自治区的年度面板数据为研究对象,重点将生态资源存量和环境污染造成的经济浪费两项指标纳入新的生态效率评价体系,运用优化的引入非期望产出的超效率SBM模型测算生态效率,再运用Malmquist指数考察全要素生产率（TFP）与生态效率的动态变动关系,最后运用Tobit回归分析探索生态效率主要影响因素的方向、强度和变化趋势,以此度量和展现循环经济发展的整体情况.结果显示：生态效率呈现由东到西、由沿海到内陆逐渐收敛的格局,东部沿海地区和中部、西部内陆地区间,循环经济发展水平存在显著的阶梯式区域失衡;生态效率的集群效应明显,辐射效应不足,不同地区或同一地区的不同省份间,循环经济发展水平同样参差不齐;经济发展引发的生态赤字问题逐步缓解,但在短时间内经济和生态的矛盾依旧存在,西北地区尤为突显;第三产业比重、技术进步、市场开放对生态效率的提升具有积极作用且趋于强化;政府规制、人口密度对生态效率的提升也具有积极作用但趋于减弱;第二产业比重、能源结构对生态效率的改善存在负面影响亦趋于强化.     

碳排放视角下的江苏省土地利用转型生态效率研究——基于混合方向性距离函数

生态效率关乎经济与生态之间的双重问题,要保证在实现社会经济正常发展的同时将环境影响控制到最小程度。CO₂等温室气体的排放作为造成全球气候变暖的主要产物,成为改善全球环境问题的焦点。土地利用转型在一定程度上影响着土地生态,并从土地的投入和产出方面影响土地生态效应,分析其影响机理将有助于最小化土地利用成本,最大化土地生态价值。论文运用混合方向性距离函数模型和Global Malmquist-Luenberger（GML）指数,将CO₂排放量作为生态效率的非期望产出指标,构建土地利用转型投入和产出指标体系,测算2006—2014年江苏省13个城市在土地利用转型背景下的生态效率及环境全要素生产率增长状况,并对全要素生产率变动进行分解,以期缓解经济快速增进带来的生态环境问题。研究结果表明：CO₂过度排放以及能源过度消耗,使得很多城市普遍存在生态低效率;2006—2014年江苏省总体平均生态效率值为0.827,若能够充分利用当前技术水平,资源强度和污染排放强度在平均意义上可以提高17%;江苏省生态效率变化区域差异明显,生态效率存在空间关联性和集聚效应;环境全要素生产率增长呈现地域不均衡性,纯技术进步是影响环境全要素生产率增长变动的重要影响因素;技术规模变化的区域差异幅度最大,是构成环境全要素生产率增长差异的重要因素。     

基于淡水资源账户和污染账户的生态足迹改进模型

论文通过增加淡水资源账户和污染账户,对通用的生态足迹模型进行改进,弥补了生态足迹模型中对淡水资源和对生态系统消纳污染物描述的不足,增强了生态足迹模型计测的准确性;同时以实际土地平均生产力法对东江流域涉及地市赣州、 梅州、 河源、 韶关、 惠州、 广州、 东莞和深圳等城市2008年的产量因子进行调整,计算了东江流域涉及8市2008年的生态足迹。结果表明:①2008年东江流域涉及各市的生态足迹和生态承载力差异较大,意味着各市之间的社会经济状况和资源禀赋大不相同。总的人均生态足迹的空间分布为除惠州和深圳外,有由上游至中下游增加的趋势;除淡水外的可利用人均生态承载力的空间分布,则呈现由上游至中下游减少的趋势。②生态足迹的空间变化随人均GDP和/或城镇人口比例的增加呈先增加后减少的趋势,这一结论或许能给流域内外的其他城市就如何减少乃至消除区域生态赤字提供一点启示,指出其经济社会发展的道路和下一步应该努力的方向。③各市除淡水外的总生态足迹均大于其生态承载力,因而整个流域不同程度地均存在生态赤字,即按照当前状况,这些地区都需要继续从区域以外的地方输入自然产品和资源及能源才能维持正常的发展。     

高质量发展下长江经济带生态效率及影响因素

构建NSUSBM-SFA-NSUSBM-Tobit的4阶段分析框架,基于长江经济带2007~2016年107个城市的面板数据,运用全局DEA技术计算了不可分离假设下城市的生态效率,同时通过3阶段DEA模型,将自然因素引入效率测算中.使用Tobit模型,结合新发展理念,定量分析了高质量发展视角下城市生态效率的影响因素.研究表明,2007~2016年间,不考虑各城市环境差异时,长江经济带综合生态效率均值由0.288增至0.617,增幅114.24%,于2011年跨过了0.4的低质量发展阶段,但低于0.8的高质量发展标准,湖南省增速最快,涨幅213.85%;考虑环境差异后,长江经济带综合生态效率均值由0.150增至0.395,涨幅163.33%,其中上海市增速最快,涨幅311.52%,上海、江苏与浙江的综合效率在大部分年份排名前3位,江西、贵州与云南则排名后3位.创新、城乡协调、政府环境投资、引进外资与推进城镇化均有助于提升城市生态效率.     

生态占用——衡量可持续发展的新指标

简要地介绍了生态占用的基本概念及利用此指标衡量可持续性的理论与方法 ,分析了生态占用与资源承载力的异同点 ;基于《国家的生态占用》估算结果 ,分析了生态占用方法在全球、国家、区域和城市3个层面上的应用效果 ,探讨了生态占用作为可持续发展指标的政策含义以及运用于青藏高原研究的可能性     

北京城市物质代谢的能值分析与生态效率评估

城市如同生命体一样,需要持续不断的代谢过程完成其正常运转.城市可持续发展研究的关键是城市物质代谢流量及其代谢效率研究,但物质代谢流量仅能反映代谢速率,而其生态效率则反映了支持社会经济发展的物质代谢能力.采用能值分析方法,引入"生态效率"概念,构建了城市物质代谢生态效率的度量模型,从代谢流量及其效率2个方面核算了北京市资源环境及经济发展的代谢状况.结果表明:1990～2004年,北京市可利用总能值非常丰富,经济发展程度较高;来自本土可更新自然资源相对匮乏,大部分来源于不可更新资源和系统购买的资源与服务;城市废弃物资源化水平有待提高,环境压力较大;生态效率指数呈现出增加的趋势,2004年生态效率指数比1990年提高了3.6倍,表明城市自组织能力、发展潜力以及再生循环能力不断提高.说明提高城市物质代谢生态效率的根本途径是经济效率、资源效率和环境效率的协同发展,以及逐步构建废物资源化的循环链条.     

基于生态足迹的资源节约型发展初探——以杭州市为例

文章论述了生态足迹与资源节约型发展的关系。应用生态足迹理论和方法,深入分析了杭州市消费足迹、生态承载力以及生态赤字的动态变化趋势、资源消费结构和资源利用集约度,并与全球及中国不同发展阶段地区进行了详细的比较。总结出资源利用与经济发展的一般性结论:在现有资源利用模式下,经济越发展,资源消费需求越大,资源集约利用程度越高,要求对生态系统的补偿越多。实行资源节约型发展是解决社会经济发展资源瓶颈制约的必然选择。文章最后针对杭州市未来社会经济发展与资源利用特征的发展趋势,以生态足迹理论为基础,并结合可持续评价的ImPACTS等式,提出了杭州市实行资源节约型发展的应对措施。     

珠江三角洲城市群三维生态足迹动态变化及驱动力分析

以自然资本利用的存量、流量分类测度的三维生态足迹方法是区域可持续发展能力评估的最新方法论进展.以珠江三角洲城市群9个地市23年的面板数据为数据源,在测度自然资本利用状况时空变化基础上,利用偏最小二乘法进行驱动力分析.研究表明:1珠江三角洲23年间生态足迹呈递增趋势,生态赤字加剧,自身的可持续发展能力较弱;2珠三角自然资本存量占用呈递增趋势;流量资本消耗呈递减趋势,表明过度消耗存量资本换取发展,区域自然资本流动所受的限制较多;3食品消费结构变化、化石能源消费总量增加以及城市扩张带来的土地利用变化,是生态足迹结构变化的主要成因;4人口规模、社会经济差异和政策因素是区域自然资本利用动态变化特征差异的3个主导因素,科技因素和自然环境因素对研究区自然资本利用变化的影响程度不显著.