基于能值分析理论的生态足迹模型及应用——以江苏省为例

在对传统生态足迹模型进行简要分析的基础上,提出基于能值分析理论的生态足迹计算模型。该改进生态足迹模型通过将生态经济系统中的各种能量流换算成对应的生物生产性土地面积,并比较计算得到的生态足迹和生态承载力,从而衡量研究区域的环境可持续发展状况。论文以江苏省为例,应用改进生态足迹模型分析其2003年生态经济系统的环境状况,得到人均生态承载力为0.2997hm₂/人,人均生态足迹为4.7228hm₂/人,生态足迹超过生态承载力,与传统生态足迹模型的计算结果相一致。但与传统生态足迹模型相比,改进生态足迹模型的计算结果能更真实地反映生态经济系统的环境状况。     

河北省怀来县可持续发展状况的生态足迹分析

生态足迹模型是一组基于土地面积的量化指标,通过测定现今人类为了维持自身生存而利用的生物生产性土地面积的量来评估人类对地球生态系统的影响,是一种用来衡量可持续发展程度的方法。论文基于对河北省怀来县生态足迹的测算,从供需平衡状况、供需结构和资源利用效率三方面定量分析了怀来县生态系统可持续发展的状况。结果表明:①2001年怀来县人均生态赤字0.7245hm₂/人,人类活动对区域生态经济系统的影响已超出了其生态承载力的阈值,区域生态经济系统的结构和功能亟需调整;②怀来县人均生态足迹的供需结构具有明显的不对称性,其供给以耕地为主,需求以化石燃料用地为主,可用于人类消费的可供生态空间类型结构较为单一;③人均生态赤字的存在,进一步揭示了当前人地关系紧张的现状;④万元GDP生态足迹需求的区域对比表明,当前怀来县资源利用效率还较低。     

全国及区域性人均耕地阈值的探讨

论文首先指出并不存在联合国粮农组织提出的人均耕地面积阈值;继而认为人均耕地面积阈值具有鲜明的时间和空间特征,需要有明确的前提条件。为此按1995年的耕地实际生产力(在耕地面积中扣除菜地和经济作物用地面积),以人均400kg、450kg、500kg粮食需求量的生活标准,提出就全国平均而言,人均耕地面积不应小于0.092hm₂、0.104hm₂、0.115hm₂(可以看作当前的人均耕地面积阈值)。根据2010、2030、2050年我国的预期耕地面积以及可能达到的生产能力,按人均400kg、450kg、500kg粮食需求量的生活标准,就全国平均而言,2010年人均耕地面积不应小于0.059hm₂、0.067hm₂、0.074hm₂(可以看作近期的人均耕地面积阈值);2030年人均耕地面积不应小于0.052hm₂、0.058hm₂、0.064hm₂(可以作为中期的人均耕地面积阈值);2050年人均耕地面积不应小于0.046hm₂、0.052hm₂、0.058hm₂(可以作为远期的人均耕地面积阈值)。     

区域人均基本农田需求面积测算模型及应用——以江苏省为例

为估计一定区域内基本农田保护面积,论文在探讨基本农田涵义的基础上,提出了区域人均基本农田需求面积的计算模型。该模型综合考虑了城乡居民对农产品的消费、复种指数、粮食作物播种面积比例、单产水平以及城市化水平等因素。以江苏省为例,计算1985-2004年江苏省城乡居民人均粮食消耗总当量。在此基础上,计算1985-2004年江苏省人均基本农田需求面积以及估计2005-2020年江苏省人均基本农田需求面积。结果表明,1985-2004年之间,江苏省人均基本农田需求面积平均值为0.054hm₂,考虑在外饮食情况时,该值为0.059hm₂;2005-2020年之间江苏省人均基本农田需求面积平均值为0.057hm₂。     

近20年内蒙古生态足迹与承载力动态研究

文章基于资源、社会经济统计数据,利用生态足迹模型对内蒙古自治区的生态承载力进行动态研究,细化各类土地的均衡因子与产量因子,得出近20年来生态足迹、承载力与赤字的变化特征,并分析生态赤字与GDP的关联关系。结果表明:内蒙古人均生态足迹由1997年的6.50 hm~2/cap增至2016年的10.98 hm~2/cap,人均生态承载力由1997年的1.50 hm~2/cap增至2016年的2.35 hm~2/cap,耕地的生态足迹与承载力占比均最高;人均生态赤字由1997年的-5.18 hm~2/cap增至2016年的-8.91 hm~2/cap,林地在研究期间始终处于生态盈余状态;万元GDP生态赤字与生态足迹变化趋势一致。人均生态承载力与第一产业、第二产业GDP回归系数有显著性,生态赤字与第一产业GDP增长有关,应优先考虑调整第一、第二产业结构以提高生态承载力。     

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。     

黄土丘陵“梯田退耕”生态重建及地域分异特征

基于黄土丘陵区过去10年科技攻关成果及延安燕沟流域示范成功经验,在总结“梯田退耕”生态重建模式特点的基础上,根据土地利用、坡耕地和1999年农业人口数据计算了各县(市、区)需新修梯田、园地扩建、林草植被恢复的面积及投资需求额度。通过构建并采用基本农田扩建指数、园地扩建指数、林草植被恢复指数以及投资需求密度等指标对55个县(市、区)进行了类型划分和地域分异特征分析。结果表明:黄土丘陵区需新修梯田面积69.16×104hm₂,新扩建经济林果园地面积79.2×104hm₂,林草植被恢复面积541.02×104hm₂,投资需求总额度158.2×108元;生态重建在地域分布上明显存在两个重点区,一个位于陕北和晋西北交界地区,另一个位于陇东和宁南地区;宜及早制定区域性分类指导政策,并应将有限的资金集中在重点区。     

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。     

基于生态足迹方法的中国生态可持续性分析

基于生态足迹和EMD方法,分析了中国1961~2005年生态可持续性的周期性变化,并建立具有周期性波动的非线性动力学模型,预测未来10年中国人均生态足迹和生物承载力的发展趋势。结果发现:44年来,中国人均生态足迹具有明显的4.3年、14.3年和17年3个波动周期,人均生物承载力具有明显的3.5年、8.8年、17.7年和44年4个波动周期;若未来10年中国人均生态足迹和生物承载力均延续过去44年的变化趋势,则2015年人均生态足迹、生物承载力、生态赤字将分别为1.366ghm²、1.108ghm²和0.258ghm²,人均生态足迹和生态赤字较2005年分别下降了0.27ghm²、0.441ghm²,而人均生物承载力增加了0.171ghm²。在保持经济、技术和人民生活水平稳步提高的同时,这种程度的生态超载有可能通过贸易引进生物承载力,通过技术进步、提高管理水平等增加生物承载力得到缓解。     

广东省的生态足迹与可持续发展研究

采用生态足迹模型对广东省2001年的生态足迹进行了实证计算和分析。结果表明:广东省生态足迹占用已远远超过其生态承载力,人均生态赤字为0.8198hm~2,总人口的生态赤字达6.20×10~7hm~2,表明广东生态系统的压力和强度甚高。造成广东高生态赤字的主要原因是:该省在快速的工业化和城市化进程中,高能源消耗及耕地资源流失量大。尽管广东可利用其经济优势,通过贸易来弥补部分的区域生态承载力不足,但由于当前大部分国家和地区人类对环境的影响已经超过了当地的生态承载力,因此从长远看,广东应主要考虑在不降低人们生活水平的前提下,减少生态足迹的需求,提高地区生态经济系统的发展能力。     

基于生态足迹时间序列的四川省可持续发展研究

为了定量评价四川省可持续发展程度的动态变化及其影响因素,计算了1990-2002年四川省生态足迹时间序列,着重分析了该省生态足迹、生态盈亏和生态效益的动态变化及其驱动机制.结果显示:四川省十二年间人均生态足迹由1990年的1.1421hm2/人增大到2002年的1.2795hm2/人,人均生态承载力由0.5639hm2/人减小到0.3327hm2/人,生态赤字逐年增大;人均生态效益逐年增加.结果表明:目前四川省的发展模式是不可持续的;自然资源利用效益不断提高,环境污染有所缓减.最后,根据生态盈亏的影响因素提出了降低和消除生态赤字的措施.     

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.     

2003-2007年广州市生态足迹动态研究

生态足迹是近年发展的用于定量研究和判断一个国家或地区可持续发展状况的新方法。本文在简要介绍生态足迹的概念与计算模型基础上,定量研究了广州市2003年-2007年五年间的生态足迹和生态承载力变化规律和特征,并分析其原因。结果表明：五年间广州市人均生态足迹分别为2003年1.701 6 ha,2004年1.930 9 ha,2005年2.039 3 ha,2006年2.095 8 ha,2007年2.247 1 ha;人均生态承载力依次为2003年0.263 2ha,2004年0.259 1 ha,2005年0.253 9 ha,2006年0.238 7 ha,2007年0.216 2 ha;生态赤字呈逐年增加的趋势,从2003年的1.438 4 ha上升到2007年的2.030 9 ha,根据计算得到的广州市生态赤字的现状值,分析了生态赤字的成因,为广州市可持续发展提供生态承载力的参考指标。     

基于生态足迹的土地利用规划生态成效定量分析——以河北省廊坊市为例

我国新一轮土地利用总体规划修编工作势必要求对未来区域土地利用变化的生态影响进行全面、科学、定量的评价。目前,生态足迹及其相关模型已延伸至诸多领域,但应用于土地利用规划领域的研究尚少。论文以廊坊市为例,通过计算人均生态足迹和生态承载力的变化率和剪刀差,分析廊坊市土地利用总体规划(1997-2010年)规划实施期(1997-2004年)和规划影响期(2005-2010年)的人均生态足迹与生态承载力的变化趋势及差异,进而分析土地利用规划的生态成效。研究结果表明:①规划期(1997-2010年)廊坊市人均生态足迹与生态承载力呈反向发展趋势,人均生态赤字持续增加;②规划期(1997-2010年)廊坊市人均生态足迹与生态承载力变化趋势差异以2000年为界先减小后增大,未来几年内廊坊市生态环境的变化趋势不容乐观;③廊坊市土地利用总体规划(1997-2010年)取得了一定生态成效,但规划预期生态供给难以实现。因此,廊坊市新一轮土地利用总体规划(2005-2020年)重点应从片面强调建设用地数量提升向优化土地利用结构布局转变,加强科学、节约、集约土地利用。     

池州市2000—2010年能源足迹动态测度与驱动因子分析

能源足迹测度分析是揭示能源消费对区域环境压力及可持续发展的重要方法.基于能源足迹的碳吸收计量模型、能源足迹强度与生态压力分析方法,利用统计年鉴中能源消费数据,对2000—2010年池州能源足迹及生态压力与强度进行了动态测度,运用灰色GM(1,1)预测模型,对2015年、2020年能源足迹进行了预测,并借鉴STIRPAT模型对能源足迹驱动因子进行了分析.结果表明:池州人均能源足迹由2000年的0.1173ghm2(全球公顷,下同)上升至2010年的0.8993ghm2,呈波动上升趋势.2000—2003年,人均能源足迹的供给大于需求,EPIEF<1,2004年开始人均能源足迹的需求已超过供给,供需状态严重失衡,EPIEF>1,2010年,EPIEF比值达2.4,能源足迹为森林对能源足迹承载力的2.41倍.煤炭足迹为能源足迹的主要贡献者,平均贡献率达90.21%.能源足迹强度整体呈倒"U"型趋势.人口规模、人均GDP、第二产业在经济中所占比例、单位工业增加值能耗与能源足迹呈正相关关系,边际弹性系数分别为0.5698、0.590、1.468、0.144.可为池州市政府动态了解能源消费对环境形成的压力,准确把握可持续发展状况,进而为制定相应的发展策略提供科学依据,也可为微观尺度区域能源足迹研究提供借鉴.     

广州市花都区2004年生态足迹和生态承载力计算分析

以广州市花都区国民统计资料（2004年）和相关统计资料为依据，对花都区生态足迹和生态承载力进行了计算和分析，结果表明广州市花都区人均生态足迹为2．43hm^2／人，人均生态承载力为0．31hm^2／人，人均生态赤字为2．12hm^2／人，属于人均水平亏缺较高的区域。     

生态足迹模型在黔东南州生态可持续性评价中的应用

生态足迹模型由加拿大生态经济学家William Rees于20世纪90年代提出,是一种对全球范围、国家范围乃至区域和城市范围的可持续发展状况进行定量测度的方法。文章结合生态足迹模型的概念和方法,对黔东南苗族侗族自治州2003～2006四年的生态足迹进行了计算,该州2003～2006年的人均生态足迹为1.2005hm2、1.2249hm2、1.2268hm2和1.3226hm2,人均生态赤字为0.3326hm2、0.4873hm2、0.4852hm2和0.5660hm2,说明该州的生态赤字呈逐年上升的趋势,该州的社会经济发展模式处于不可持续的状态。但与贵州省、全国相比较,黔东南自治州在贵州省乃至于全国范围内仍属可持续发展的地区。在此基础上,文章提出了在黔东南苗族侗族自治州实现生态可持续发展的方法和措施。     

基于能值改进的生态足迹模型在济南市的应用分析

运用传统生态足迹模型及基于能值改进的生态足迹模型分别计算了2007年济南市生态足迹与生态承载力,得出的人均生态赤字分别为2．4974hm^2、5．2769hm^2．两者的计算结果都得出2007年济南市的生态足迹超过其生态承载力,表明济南市的人类活动对该区域的生态系统的影响远超过了该区域的生态承载力范围,将对生态系统造成较大的压力,生态环境处于不安全状态,研究区属于不可持续的地区．基于能值分析理论改进的生态足迹模型所采用的能值转换率、能值密度等参数更加稳定,克服了传统模型的不稳定、精确度不高的缺点,使计算结果更具有可信度,更准确地反映研究区域生态经济系统的环境状况。