基于重金属污染的耕地生态承载力改进模型研究

将耕地重金属污染引入耕地生态足迹研究中,对传统耕地生态承载力模型进行了改进,并以江苏省为例进行实证研究.结果表明,运用改进的生态承载力模型计算所得2005年江苏省人均耕地生态承载力为0.127 hm2,比传统模型计算结果0.134 hm2小;人均耕地生态赤字为0.067 hm2,比传统模型计算结果0.060 hm2大;耕地生态可持续指数为0.39,比传统模型计算结果0.41小,但2种模型计算方式下耕地利用均属于弱不可持续状态.与传统模型计算结果相比,改进模型所得结果能够反映江苏省耕地利用的实际情况,以及重金属污染对江苏耕地可持续利用所产生的负面影响.     

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。     

基于净初级生产力的生态足迹模型及其与传统模型的对比分析

生态足迹模型因其可以定量度量生态可持续发展、计算简单、结论易懂、全球可比等特点,提出之后得到了大量的关注和应用,同时也面临着一些质疑和争论。文章介绍了一种基于净初级生产力的生态足迹理论和计算方法,并以该方法和传统生态足迹模型分别计算了中国1961-2007年的生态足迹,对计算结果进行了对比分析。结果表明,两种生态足迹模型的计算结果具有较高的相关性,表明基于净初级生产力的生态足迹模型结果可信。该种方法能够克服传统生态足迹模型的部分缺陷,在均衡因子选取、土地生态功能假设、CO2吸收等方面有了较大改进,能够较好地反映不同生态系统在生产力上的差异;在时间序列分析方面也更加合理。但该方法本身同时存在着计算方法不完善、对生态系统变化不敏感等问题,如何更紧密地结合生态足迹和净初级生产力是需要进一步研究的内容。     

基于净初级生产力的生态足迹模型及其与传统模型的对比分析

生态足迹模型因其可以定量度量生态可持续发展、计算简单、结论易懂、全球可比等特点,提出之后得到了大量的关注和应用,同时也面临着一些质疑和争论。文章介绍了一种基于净初级生产力的生态足迹理论和计算方法,并以该方法和传统生态足迹模型分别计算了中国1961—2007年的生态足迹,对计算结果进行了对比分析。结果表明,两种生态足迹模型的计算结果具有较高的相关性,表明基于净初级生产力的生态足迹模型结果可信。该种方法能够克服传统生态足迹模型的部分缺陷,在均衡因子选取、土地生态功能假设、CO2吸收等方面有了较大改进,能够较好地反映不同生态系统在生产力上的差异;在时间序列分析方面也更加合理。但该方法本身同时存在着计算方法不完善、对生态系统变化不敏感等问题,如何更紧密地结合生态足迹和净初级生产力是需要进一步研究的内容。     

生态足迹改进模型在可持续发展评价中的应用研究

生态足迹分析通过计算生物物理量来衡量人类经济活动对自然生态系统服务的需求与自然生态系统承载力之间的协调程度,因为该方法思路新颖、计算简便而被广泛应用于国家和地区的可持续发展评价中。文章针对Rees W E等提出的生态足迹模型中存在的问题与不足(如:产量因子和当量因子参数选取偏差,生态功能差异表现不充分,模型不具动态性等)提出了改进生态足迹模型。利用改进后的生态足迹模型计算天津市1995—2005年的生态足迹及其动态变化值,天津市耕地、牧草地、林地、水域和化石能源用地人均生态足迹盈亏分别为0.0009,-0.3224,-0.1991,0.0255,-1.9600hm2·人-1,除耕地和水域略有盈余外,牧草地、林地和化石能源用地人均生态赤字均呈递增趋势。1995—2005年间天津市单位产值能耗居高不下、人口规模增长与建筑用地扩张是导致人均生态赤字扩大的根本原因。文章提出的生态足迹改进模型可以动态指示区域或城市经济发展水平与自然生态系统承载力之间的协调程度,为区域可持续发展战略制定和实施提供决策依据。     

重庆市生态足迹时间序列动态特征及其驱动因子分析

生态足迹是近年来广泛用于评价区域发展可持续性的重要方法.基于生态足迹计算模型,利用自然资源和能源消费的统计数据,对重庆市1997-2005年的人均生态足迹序列进行了计算;在此基础上,根据区域社会经济发展与生态足迹变化的作用机理选择了6个社会经济发展相关指标作为自变量,运用主成分回归方法,建立了人均生态足迹的驱动因子分析模型,揭示了驱动生态足迹序列变化的主要因素.计算结果显示,直辖以来,重庆市人均生态足迹总体呈上升趋势,由1997年的1.1244hm2增加到2005年的1.490 3 hm2,而由于耕地占用等原因,人均生态承载力却在逐年减少,从1997年的0.507 5 hm2减少到2005年的0.465 2 hm2,导致该地区人均生态赤字逐年扩大,呈相对不可持续发展状态.驱动力分析模型表明:重庆市社会经济发展对人均生态足迹增长具有强烈的驱动作用.直辖以来,一方面随着工业化、城镇化进程的加快以及消费水平的提升,人均生态足迹也相应同步增长;而另一方面,由于目前的产业和工业结构调整力度有限,因此它们尚未有效发挥降低区域生态足迹的作用.     

中国中部六省生态足迹实证分析

生态足迹是一种定量评价区域资源可持续利用的生态经济指标,其方法紧扣可持续发展的理论,是一个涉及系统性、公平性和延续性的综合指标,具有可度量性、计算合理性和结果可比性等优点。在介绍其概念、计算模型的基础上,针对中国中部六省的资源和能源消费状况进行了实证分析。研究表明:本区2004年人均生态足迹1.793hm2,生态承载力为0.488hm2·人-1,生态足迹需求与供给的比例为3.677∶1,人均生态赤字为1.305hm2,说明中部地区的发展已经超出了生态承载力的阈值;该区生态足迹多样性指数1.336,万元GDP足迹1.982hm2,生态协调系数1.227等,也反映了中部地区处于一种不可持续的发展状态。     

基于生态足迹法的区域水资源生态承载力计算与评价——以珠海市为例

研究了人类社会对水资源的消耗、对自然生态环境的影响以及该影响的量化方法和量化指标,将生态足迹法引入区域水资源承载力系统,构建珠海市水资源生态承载力计算模型,分析计算水资源供给对区域经济社会发展的生态承载力,并对该地区的水资源生态承载力进行生态盈亏和敏感性评价.结果表明,总体上珠海市水资源系统呈现生态亏损,亏损率为37%,水资源生态承载呈现超载现象,珠海市城市化进程中流动人口增长对区域水资源的生态承载压力较大.研究结果还表明,将生态足迹模型运用到地区水资源承载力中具有较高的可信度,对地方尺度具有适用性.     

1999-2005年上海市纵向时间序列生态足迹分析

生态足迹是一种定量衡量区域资源可持续利用的生态经济指标.文章以上海为例,对上海市1999-2005年的生态足迹进行纵向时间序列的分析计算.结果表明,在7年研究阶段内,上海市人均生态足迹由1999年的1.9035 hm2到2005年的1.8616 hm2,以2002年为转折点呈现倒U型变化.人均生态承载力呈现逐年上升趋势,但仍远小于平均生态足迹值.反映了上海市经济生产生活强度远超其生态系统承载力,处于过度开发状态,并且人均生态赤字出现类似环境的库兹涅茨(EKC)曲线;运用万元GDP生态足迹,生态协调性系数指标以及生态缺陷度指标对于计算结果进行分析,反映了上海市从2002年开始出现良好转变趋势.通过对上海市人类活动对于生态环境影响的定量分析,可以为上海市未来社会经济可持续性发展提供新思路和方法.     

基于生态足迹改进模型的叶尔羌河平原绿洲生态安全评价

基于生态系统服务理论改进生态足迹模型核算新疆叶尔羌河平原绿洲区域生态足迹(EF)和生态承载力(EC),通过生态赤字/盈余判断区域生产消费模式,并借助万元GDP生态足迹反映区域资源利用效率;利用生态压力指数(ETI)定量评价区域生态安全状态,并采用GM(1,1)模型预测其变化趋势。结果表明,近25 a叶尔羌河平原绿洲EF不断增大,年均增长率为15. 45%,EC总体呈减小趋势,区域生产消费仍处于可持续发展模式,但生态盈余不断减少,由18 969. 45×103hm2减少到5 636. 25×103hm2,减少70. 29%。区域资源利用效率不断提高,万元GDP生态足迹由17. 59 hm2·万元-1减至4. 61 hm2·万元-1; ETI不断增大,生态安全等级已由1级演变为2级,但目前研究区生态环境仍处于安全状态。各县域生态安全差别较大,以2016年为例,泽普和叶城县处于极不安全状态,巴楚县则处于很安全状态。GM(1,1)模型预测结果表明,未来30 a,区域EF将不断增大,EC不断减小,生态盈余也转为生态赤字,至2048年区域生态安全将恶化为极不安全。建议叶尔羌河平原绿洲的生产活动应着重保护水域生态系统,遏制草地、耕地的过度消费,以保证区域生产消费的可持续发展。     

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.     

湖南省生态足迹与生态承载力的动态变化分析

生态足迹是定量研究区域可持续发展的一种重要方法。为了定量评价湖南省可持续发展程度的动态变化,利用生态足迹理论,计算分析了湖南省1998--2006年间的生态足迹变化过程。结果表明,湖南省人均生态足迹由1998年的1．2441hm。上升至2006年的1．6377hm^2;人均生态承载力由1998年的0．4819hm^2减少为2006年的0．4556hm^2,人均生态赤字由1998年的0．7622hm0上升到2006年的1．1821hm0。生态赤字逐年提高,生态足迹与生态承载力之间的矛盾加剧,区域生态环境处于不安全状态。生态足迹供需结构分析表明,湖南省人均生态足迹供需存在严重的不平衡,其需求以草地、耕地是构成湖南省人均生态足迹的主要组成部分,分别占人均生态足迹的30．11％～37．34％以及29．83％-33．53％,其次是化石能源地（17．60％～22．85％）。而供给以耕地为主,占人均生态承载力的51．02％～53．23％。研究期间万元GDP生态足迹总体上呈下降趋势,表明湖南省的资源利用率不断提高。同时根据生态盈亏的影响因素,并结合湖南省经济发展现状和资源分布特点,探讨了降低和消除区域生态赤字的措施建议。     

半干旱黄土丘陵沟壑区小流域生态经济可持续发展研究

为了探讨半干旱黄土丘陵沟壑区小流域综合治理措施对生态经济可持续发展所起的作用,根据大量的实地调研数据,利用生态足迹理论与方法对庙坪小流域生态环境治理前后的生态足迹需求与供给进行了定量计算.结果表明:该流域生态足迹一直大于生态承载力,小流域生态经济为不可持续状态,但人均生态赤字由治理前的0.798 9 hm2下降到治理后的0.552 5 hm2.由于流域水土保持综合治理成效显著,导致流域生态承载力的增幅大于生态足迹的增幅,生态足迹需求及亏缺主要源于化石能源用地和耕地类产品的消费.     

基于生态足迹模型的区域生态承载力分析——以山东省烟台市为例

在介绍生态足迹与生态承载力的基础上,对烟台市2002年的生态足迹作了分析:烟台市2002年人均生态赤字为1.078 9 hm2,超出了其生态承载力,表明烟台市的发展处于不可持续状态;最后提出了提高区域生态承载力,实现可持续发展的一些对策。     

基于生态足迹模型的贵州省仁怀市可持续发展及其影响因素研究

为探究仁怀市生态承载力变化特征,筛选影响可持续发展的关键因素,基于生态足迹模型分析了2010—2018年贵州仁怀市人均生态足迹、人均生态承载力及生态盈亏,同时选择生态足迹指数、生态压力指数、生态协调系数和万元GDP生态足迹4项指数和6项因子对仁怀市可持续发展状况与影响因素进行研究。结果表明,2010—2018年仁怀市处于生态赤字状态,人均生态足迹和人均生态承载力均呈先降后升趋势,人均生态足迹由1.5 hm~2·人~(-1)升至1.8 hm~2·人~(-1),增幅为20%,人均生态承载力由0.94 hm~2·人~(-1)升至1.08 hm~2·人~(-1),增幅为14.89%;仁怀市人均生态足迹和人均生态承载力分别以耕地和林地贡献为主,分别占人均生态足迹的81%和人均生态承载力的79%;仁怀市生态足迹指数为-76.96%～-59.22%,生态压力指数为1.59～1.77,生态足迹指数和生态压力指数分别处于第3和第5等级,区域可持续发展存在挑战;仁怀市生态足迹增长的驱动因素主要有人口数量、特色产业、污染排放等。该研究结果有助于了解仁怀市特色产业发展与生态足迹之间的内在联系,为同类型地区可持续发展提供借鉴。     

生态足迹与生态承载力动态变化研究——以辽宁省为例

利用生态足迹理论和计算方法、生态承载力分析方法分析了辽宁省1998--2007年十年期间的人均生态足迹和人均生态承载力变化过程。结果表明：辽宁省人均生态足迹由1998年的2．9187上升到2007年的4．3578,人均生态承载力由1998年的0．6676下降到2007年的0．6520,生态赤字逐年增加,生态系统处于人类过度开发利用状态之中;万元GDP生态足迹始终处于下降的趋势,表明辽宁省对区域生物生产面积利用效率逐年提高,但与全国平均水平相比还有提高的空间;从供需结构分析,辽宁省土地供给以耕地为主,但是从消费结构来看以化石燃料土地为主。     

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。     

桂西北喀斯特区可持续发展现状评价与趋势预测

以广西河池市为例,运用生态足迹方法对区域可持续发展状态进行定量分析,应用GM(1,1)模型对区域人均生态足迹和人均生态承载力进行趋势预测.结果表明:该区1985-2006年人均生态足迹持续上升,增加近2倍,而人均生态承载力逐步下降,降幅达12.6%,由生态盈余转变为生态赤字,呈不可持续发展状态;1990-2001年人均生态足迹变化幅度最大,达120.76%,但2001年后趋于缓和;对生态足迹构成的分析表明,耕地和草地消耗最大,草地足迹正向变化最为剧烈,所占生态足迹构成比例由12.88%增至30.12%;对河池市人均生态足迹和人均生态承载力的趋势预测结果显示,未来9a人均生态足迹仍继续上升,生态赤字将相应进一步扩大.     

小流域可持续发展能力的生态足迹法分析--以重庆市万州区五桥河流域为例

以三峡库区五桥河流域为例,将生态足迹理论与方法运用于小流域尺度的可持续发展研究中,采用问卷调查的数据获取方式,保守地估算了该区居民的生态足迹需求和生态足迹供给,并与其他国家(地区)作比较,分析了该区的资源利用效益.结果表明,五桥河流域人均生态足迹需求为1.020 7 hm2·人-1,而生态承载力仅为0.465 2 hm2·人-1,生态赤字达到-0.555 5 hm2·人-1;生态足迹需求及亏缺主要源于林地和草地类产品的消费;五桥河流域生态足迹赤字已经高于全球水平(-0.4 hm2·人-1),资源利用效率仅为世界平均水平的12%,该区发展呈相对不可持续状态.