吉林省生态足迹时间序列计算与分析

为了定量评价吉林省可持续发展程度的动态变化及其影响因素，计算了1994-2003年吉林省生态足迹时间序列，着重分析了该省生态足迹、生态盈亏和生态足迹强度的动态变化及其驱动机制。结果显示：吉林省生态足迹和生态承载力的人均水平和总量均呈增长趋势，自然资源供需结构渐趋多元化；自然资源供需的非均衡增长导致生态赤字的出现和持续增长，表明目前吉林省的发展模式是不可持续的；自然资源利用效益不断提高，但仍低于全国和东部地区的平均水平。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。     

辽宁省能源足迹变动的分析

采用生态足迹模型与分解分析模型,定量核算了1990-2006年辽宁省能源足迹,分析了其变动趋势及其影响因素.结果表明,1990-2006年,辽宁省能源足迹呈不断增大趋势,总量由3508万hm~2增加到6491万hm~2,人均值则由0.896hm~2扩大到1.542 hm~2,增加了将近1倍,在区域生态压力中的贡献额为30%.在各类贡献因素中,经济发展对能源足迹的贡献远高于其他因素,其次为能源结构效应、人口规模效应,能源强度效应最低.虽然能源强度不断下降,但其对区域生态压力下降的贡献不足于抵消由能源结构不合理和消费水平的提高造成的生态影响,导致辽宁省能源足迹持续增加.     

基于ARIMA模型的区域水生态足迹时间序列分析

20世纪末以来,生态足迹理论应用研究成为生态经济学的一个热点,而生态足迹指标的可预测性一直是研究中争论的一个焦点。通过分析1949—1998年广州市的水生态足迹变化,并对计算结果进行ARIMA模型时间序列预测分析,以揭示广州水资源利用和水产品消耗的发展变化规律,并根据其发展变化规律预测广州市未来水生态足迹的变动。结果表明,ARIMA(2,2,2)模型能较好的拟合广州市1949—1993年期间水生态足迹变化,经1994—1998年实际计算结果验证所建模型,误差在5%左右;应用ARIMA(2,2,2)预测广州市1999—2008年的人均水生态足迹,结果分别为:0.5935,0.656 2,0.714 7,0.779 0,0.840 2,0.901 55,0.964 11,1.025 57,1.087 44,1.149 43 hm2,预测结果表明广州市1999—2008年期间的人均水生态足迹仍呈较快上升趋势,居民对于水产品的需求提高以及城市发展、人口增加等社会经济因素是导致这种趋势产生的主要原因。     

基于净初级生产力的能源足迹模型及其与传统模型的比较分析

将净初级生产力和土地利用变化2个新指标纳入传统能源足迹模型,构建了基于净初级生产力的能源足迹模型。应用传统模型和改进后的模型分别计算了1999—2008年的吉林省能源足迹,并对2组结果进行了比较分析。研究结果表明：10年间,采用传统模型计算的吉林省人均能源足迹由0.7908hm2增至1.6770hm2,采用净初级生产力模型计算的人均能源足迹由0.2490hm2增至0.5237hm2。2种模型的计算结果在整体变化趋势和构成顺序上较为一致,但在历年变化速率和具体构成份额上存在一定差别。净初级生产力模型扩展了传统模型的研究范围,并在碳吸收参数选取等方面进行了较大改进,所得结果反映了区域综合碳吸收能力下的能源消费生态环境影响,更符合区域自然和社会实际状况,一定程度上是对传统模型的完善。     

基于LMDI模型的陕西省能源消费碳排放压力解耦分析

依据2001—2011年陕西省能源消费数据,测算并分析了陕西省碳排放量及碳排放压力。采用对数平均迪氏指数分解法(LMDI)建立陕西省碳压力解耦分解模型,并运用扩展Kaya恒等式分析能源排放强度、能源结构、能源效率、经济效应和环境效应5种因素对陕西省碳排放造成的环境压力的影响。结果表明,2011年陕西省能源消费碳排放总量比2001年上升248%,碳排放所造成的环境压力增长141.76%。经济效应对碳排放压力增长有推动作用。对碳排放压力有抑制作用的2个因素为能源效率和环境效应。提高能源利用效率和增加森林覆盖率是降低陕西省碳排放压力的主要手段。     

大庆市1997~2003年生态足迹分析

通过对大庆市1997~2003年生态足迹的计算,人均生态足迹在2.3~2.7 hm2之间变化,人均生态赤字在1.3~1.7 hm2之间波动,均高出全国平均水平1/3左右,且总体呈上升趋势。生态足迹增长主要是由于石油开采和加工消耗能源所致。提高能源利用率、调整土地利用类型结构、倡导节约型的生活和消费方式是消减生态足迹的主要措施。     

城市生态环境演变趋势的集对分析预测研究——以武汉市为例

自然生态环境是城市社会经济健康发展的重要物质基础,生态足迹作为生态环境承载状态测度的指标,受到社会、经济、人口等多种因素的影响,表现出时空动态性和不确定性等特征,集对分析(SPA)为不确定性问题的建模提出一条新的思路。在对1988—2004年武汉市生态足迹及其社会经济影响因子时间序列分析的基础上,通过构建的集对分析动态模型,对武汉市2005—2020年总生态足迹发展趋势进行了预测。研究结果表明,2005—2020年总生态足迹将由1810.925万hm2增长到2873.857万hm2,呈现出低于GDP和生态效率增长速率的趋势,但生态环境将进一步恶化,对此就武汉市生态系统的发展提出了对策与建议。最后,指出SPA动态模型为城市生态系统预测研究提供了一种可行的解决方案。     

中国三大产业生态足迹的投入产出分析

为定量研究产业发展所带来的生态压力,文章运用投入产出法对我国三大产业生态足迹作了详细的计算和分析。结果表明:从产业构成看,第一、二、三产业的生态足迹分别为0.9626hm2·人-1、0.3912hm2·人-1、0.1844hm2·人-1;从生态占用方式看,直接土地占用为1.1242hm2·人-1(占总量的73.1%),其中,第一产业占83.7%,为0.9580hm2·人-1,间接土地占用为0.4140hm2·人-1(占总量的26.9%),其中,第二产业占79.9%,为0.3306hm2·人-1;从环境压力与承载力的现实矛盾看,各产业均需要控制其生态足迹增长,考虑生态足迹对环境造成的影响以及与经济发展的关系,产业结构调整优先顺序依次为第一、二、三产业。研究结果对于我国环境规划管理、产业结构优化及可持续发展有一定的参考价值。     

基于ARIMA模型的辽河流域生态足迹动态模拟与预测

将能值与生态足迹理论相结合,引入能量折算系数,通过能值密度构建能值-生态足迹模型,并应用此模型对辽河流域2001—2010年生态承载力和生态足迹进行计算。生态承载力计算主要是自然生态承载力和本地产品产出承载力,其中自然生态承载力主要考虑可更新资源的承载力,本地产品产出承载力主要包括生物资源产出承载力和工业产品产出承载力。生态足迹的计算主要包括消费足迹和污染足迹,消费足迹主要测算生物资源消费、能源消费和水资源消费足迹。污染足迹主要测算废气和生活废水、工业废水对自然生态系统带来的负荷。测算结果表明:2001—2010年辽河流域人均生态承载力和人均生态足迹均有所增加,但是生态足迹的增长速度远远大于生态承载力,致使流域内自2001与2009年生态略有盈余外,其余年份均出现生态赤字,处于不可持续发展状态。以能值-生态足迹模型测算结果为基础,基于EViews采用自回归综合移动平均模型(ARIMA),对流域内10年的生态足迹和生态承载力进行动态模拟。首先通过ADF与PP单位根检验时间序列的平稳性;其次分析序列的自相关函数图和偏自相关函数,初步确定AR和MA的阶次;再根据R2、AIC及SC准则,进行模型参数估计并诊断分析;最后确定最佳模拟模型。以ARIMA模型预测2011—2015年辽河流域生态足迹和生态承载力的演变趋势。预测结果表明,人均生态足迹在未来5年内会继续呈直线式增长,到2015年达到7.387 8 hm2,是2001年的2.16倍;而人均生态承载力在2011年之后开始下降,生态赤字继续扩大,到2015年增长到-4.167 67,约为2005年的10倍,流域内不可持续发展形势会更加恶化。最后提出辽河流域生态安全建设的对策。能值-生态足迹模型测算结果与实地调研基本相符,较真实反映了辽河流域可持续发展状况。基于ARIMA模型模拟预测结果可为未来流域开发和建设提供参考依据。     

中部6省生态足迹的测算与比较分析

生态足迹方法是区域可持续发展研究的一种重要方法,在中部6省大区域框架下,运用生态足迹模型对中部6省1989—2011年的生态足迹进行了测算和对比研究。研究结果表明:中部6省1989—2011年的生态承载力较为平稳,其中江西、河南、湖北和湖南4省的生态承载力略有上升,而山西、安徽两省的生态承载力有下降趋势。中部6省的社会经济活动对生态系统的消耗远大于生态系统本身的承载能力,并且这种差距正在不断增大,导致生态赤字不断增大。考察期间,山西省生态赤字的绝对值最小,平均生态赤字为0.49 hm2 cap-1,湖北省生态赤字最大,平均值为1.15 hm2 cap-1,其次为河南和湖南,生态赤字增长最快的是山西省和河南省,增长倍数分别达到了7.38和4.27倍。中部6省6种生态生产性土地的生态足迹均呈现出上升趋势,平均来看,6类生态生产性土地在中部6省总的生态足迹中所占比重由高到低依次为耕地、化石能源地、草地、建筑用地、水域、林地。耕地生态足迹是生态足迹中最重要的组成部分,在总的生态足迹中所占比重最大,中部6省耕地的生态足迹时间序列数据比较平稳,在考察时间内从1989年的0.4241上涨到2011年的0.5851,上升趋势较平稳,但由于耕地生态足迹所占比重大,尽管增长速度缓慢,但对中部6省生态足迹总的影响较大。建筑用地和林地生态足迹虽然增长幅度较大,但由于基数小,因此建筑生态足迹和林地生态足迹对中部6省生态足迹总的影响较小。草地、水域和化石能源用地生态足迹基数大,增长幅度也大,加上耕地生态足迹,共同决定了中部6省人均生态足迹的逐年上升趋势。     

经济增长与农业碳排放关系的实证研究

研究首先基于农业投入与生产视角的6个主要方面碳源,测算了1993-2008年我国农业生产活动所导致的碳排放量,分析发现我国农业碳排放总量和强度分别年均增长率为4.08%、2.38%,但环比增速总体上处于阶段性下降态势。化肥、农药、农膜、农用柴油、灌溉、翻耕等导致碳排放年均递增率分别为3.45%、4.65%、7.20%、4.77%、1.22%、0.38%。进一步综合运用协整理论及误差修正模型,实证我国经济增长与农业碳排放之间的关系。结果表明：我国经济增长与农业碳排放总强度,以及经济增长与化肥、农药、农膜、农用柴油、翻耕等5类碳源导致的碳排放强度之间存在协整关系,且人均GDP每增加1%,农业碳排放总强度与化肥、农药、农膜、农用柴油、翻耕等碳源的碳排放强度分别增加1.72%、1.61%、1.18%、0.40%、2.48%和1.31%。最后,据此提出相关政策建议。     

Analytical Solutions to Trade‐Offs between Size of Protected Areas and Land‐Use Intensity

Abstract: Land‐use change is affecting Earth's capacity to support both wild species and a growing human population. The question is how best to manage landscapes for both species conservation and economic output. If large areas are protected to conserve species richness, then the unprotected areas must be used more intensively. Likewise, low‐intensity use leaves less area protected but may allow wild species to persist in areas that are used for market purposes. This dilemma is present in policy debates on agriculture, housing, and forestry. Our goal was to develop a theoretical model to evaluate which land‐use strategy maximizes economic output while maintaining species richness. Our theoretical model extends previous analytical models by allowing land‐use intensity on unprotected land to influence species richness in protected areas. We devised general models in which species richness (with modified species‐area curves) and economic output (a Cobb–Douglas production function) are a function of land‐use intensity and the proportion of land protected. Economic output increased as land‐use intensity and extent increased, and species richness responded to increased intensity either negatively or following the intermediate disturbance hypothesis. We solved the model analytically to identify the combination of land‐use intensity and protected area that provided the maximum amount of economic output, given a target level of species richness. The land‐use strategy that maximized economic output while maintaining species richness depended jointly on the response of species richness to land‐use intensity and protection and the effect of land use outside protected areas on species richness within protected areas. Regardless of the land‐use strategy, species richness tended to respond to changing land‐use intensity and extent in a highly nonlinear fashion.     

Tourism effects on the environment and economic sustainability of sub-Saharan Africa

This paper integrates tourism, economic growth, and environmental issues in a multivariate format. Unlike recent research on this topic, a panel data of selected sample nations of sub-Saharan Africa is adopted by using cointegration and panel regression models. The current research discovers both long-run equilibrium and short-run dynamics between economic growth, tourism, energy use, and carbon emissions in sub-Saharan Africa. Furthermore, tourism and energy use show a highly significant direct impact on economic growth. In addition, tourism, energy use, and economic growth yield a highly significant positive effect on carbon emissions. Dissecting the region into oil producers and non-oil producers further suggests that the economic growth of sub-Saharan Africa has been accomplished by strong growth in tourism and energy use. However, there is highly significant evidence that in oil producing countries, CO₂ emissions are directly affected by energy use and economic growth and not by tourism. For non-oil producing countries, tourism and energy use but not economic growth incur a highly significant positive impact on carbon emissions.     

基于生态足迹模型的区域可持续发展定量评估——以东江流域东源县为例

可持续发展定量评价方法研究是当前可持续发展研究的前沿和热点.生态足迹分析模型是通过对区域人口对自然利用程度的测度,确定区域的发展是否处于生态承载力范围之内.运用生态足迹理论和计算方法,采用2004-2007年东源县统计年鉴、历年年初土地面积、2002世界粮农组织(FAO)和世界自然基金会(WWF)的相关数据,对重点饮用水源地--东源县14 a(1994-2007年)来人均生态足迹和人均生态承载力进行实证计算和分析.结果表明:2007年的东源县人均生态足迹需求为0.856 1 hm~2·cap~(-1),而实际人均生态空间面积(均衡承载力面积)为1.641 8 hm~2·cap~(-1),人均生态盈余为0.588 7hm~2·cap~(-1).14 a来东源县的生态承载力总体上几乎都是大于生态需求(除了1995年、1996年生态需求略大于生态供给外),处于生态盈余状态且生态盈余呈现稳中增长的趋势,区域生态系统处于一种相对可持续状态.其中,林地生态承载量最大,生态盈余最多,呈现逐年减少的态势;耕地生态承载量次之,生态足迹最大,生态赤字大,生态压力严重;水域和草地的生态压力逐年增大.     

SO2衍生物对大鼠神经元和心肌细胞几种离子通道的影响

为了阐明大气污染物SO2对神经系统和心血管系统的毒作用机制,采用全细胞膜片钳技术研究了SO2衍生物(NaHSO3和Na2SO3,分子比为1∶3)对大鼠海马、背根节神经元和心肌细胞膜上钠、钾、钙离子通道的影响.结果显示:(1)SO2衍生物可显著增大大鼠海马CA1区神经元钠电流,不影响钠通道的激活过程,但可使钠电流的失活曲线向去极化方向移动,延迟钠通道的失活过程;另外,SO2衍生物可显著增大瞬间外向钾电流(IA)和延迟整流钾电流(IK),不影响IA的激活过程,使IK的激活过程向负电压方向移动,促进IK的激活过程,而使IA的失活曲线向正电压方向移动,延迟IA的失活过程.(2)SO2衍生物显著增大大鼠背根节神经元钠电流(TTX-S钠电流和TTX-R钠电流),可使两种钠电流的激活和失活曲线均向去极化方向移动,但对失活的影响大于对激活的影响,即延迟钠通道的失活过程;SO2衍生物显著增大背根节神经元瞬间外向钾电流(TOCs)和延迟整流钾电流(IK),不影响TOCs的激活过程,但可使IK的激活曲线向超极化方向移动,促进IK的激活.另外,还可使TOCs的失活曲线向去极化方向移动,即延迟TOCs的失活.(3)SO2衍生物可显著增大大鼠心肌细胞L-型钙电流(ICa,L),使ICa,L的激活和失活曲线均向去极化方向移动,但对失活的影响大于对激活的影响;SO2衍生物显著增大心肌细胞钠电流,不影响钠通道的激活过程,但可使钠电流的失活曲线向去极化方向移动,延迟钠通道的失活过程;SO2衍生物显著增大心肌细胞瞬间外向钾电流(Ito),使Ito的激活曲线向超极化方向移动,促进Ito的激活过程,但可使Ito的失活曲线向去极化方向移动,延迟Ito的失活过程;此外,SO2衍生物还可显著增大心肌细胞内向整流钾电流(IK1),但不影响其反转电位.结果表明,SO2衍生物可能通过影响神经元和心肌细胞膜上离子通道的活动而对中枢神经、传导神经以及心血管系统产生不利影响.提示大气SO2污染可能与神经系统和心血管系统疾病的发生有关.     

The relationships among tourism development,energy demand,and growth factors in developed and developing countries

The objective of the study is to explore the different factors that affect tourism development in the panel of 34 developed and developing countries, over the period of 2005–2013. Energy consumption, air pollution, health expenditures, and economic growth played a vital role to change tourism development indicators in the region. The results confirmed the long-run association between the energy, environment, growth, and tourism indicators in the panel of selected 34 countries. The results of fully modified ordinary least squares (FMOLS) indicate that health expenditures have a positive relationship with the tourism indicators, while energy consumption exerts a negative association with the tourism indicators in the region. The results of dynamic ordinary least squares regression also confirmed the same results of FMOLS regarding health expenditures and energy consumption, that is, positive and negative impacts on the tourism indicators. However, carbon dioxide emissions exert a positive relationship with the tourism indicators in the region.     

中国工业SO2排放量动态变化分析

中国工业SO2减排工作的重点。经济增长、经济空间结构变化、技术进步是影响污染物排放量变化的三个重要因素。在分析我国工业SO2排放量、排放结构、排放强度等变化趋势的基础上,通过构建对数平均权重分解模型定量分解经济增长、结构变化、技术进步这3个因素对工业SO2排放量变化的贡献。结果表明：（1）中国工业SO2排放量年均增长48.7×10^4 t,年均增长率为3.2%,且2002—2006年增速加快;（2）分地区看,1991年以来,东部地区SO2排放量所占比重明显下降,中部地区略有上升,而西部地区所占比重增加显著;（3）单位产值工业SO2排放强度在研究期内迅速降低,年均下降幅度为8.4%,对减缓SO2排放量的过快增长起到了积极作用;（4）经济增长平均每年促进SO2排放量增长183.7×10^4 t,技术进步则平均每年使SO2排放量减少134.2×10^4 t,空间结构因素平均每年减少SO2排放量0.8×10^4 t。可以看出,长期以来,虽然我国的技术水平有了一定程度提高,但经济规模的扩张使中国工业SO2排放量持续增长,对中国环境压力形成了巨大压力,同时,经济总量在不同地区的分配对SO2排放量的影响也在不断变化中。     

Assessment of sustainability performance on the utilization of Agave (Agave salmiana ssp crassispina) in Zacatecas,Mexico

Agave is a native plant utilized for mezcal and tequila production. Since 1997, Agave exploitation has been increasing, leading to possible ecological deterioration and without social and economic benefits for the rural population. A sustainability index was developed for 1990–2001, including social, economic and ecological indicators related to Agave exploitation at Zacatecas, Mexico. Increases in the rural population have had a negative effect on Agave sustainability, directly affecting the ecological component of sustainability. Increased Agave exploitation has not improved the socio-economic components and has negatively affected the ecological indicators. All these factors resulted in a low (= 0.6) sustainability index. A lack of appropriate management may have led to the exploitation of native plants, leading to ecological deterioration of the local plant populations, without contributing to socio-economic improvement for the human population. The model using the sustainability index may also be validated for other species within this region.