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。     

基于生态足迹模型的贵州省生态可持续性动态分析

生态足迹是定量研究区域可持续发展的一种重要方法。运用生态足迹方法分析了贵州省1999—2008年生态足迹的动态变化,并利用生态足迹指数和生态足迹强度等指标对贵州省1999—2008年的生态可持续性进行了评估。结果表明：10年来,贵州省人均生态足迹由1999年的2.094 28 hm^2上升到2008年的3.613 48 hm^2;人均生物承载力由1999年的0.785 42 hm^2下降到2008年的0.734 81 hm^2;人均生态赤字由1999年的1.308 87 hm^2上升到2008年的2.878 68 hm^2;万元GDP生态足迹由1999年的8.287 91 hm^2下降到2008年的4.111 70 hm^2;生态足迹强度指数由1999年的2.666 46上升到2008年的4.917 61;生态足迹多样性呈现缓慢上升的趋势,社会发展指数总体呈逐年上升趋势;说明发展能力逐年提高,但这是以生态足迹增加为代价的。据此,提出减少了生态足迹和缓解生态环境压力的对策和建议。     

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2.4974hm2、5.2769hm2.两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1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.     

基于改进模型的1992—2010年中国省域生态足迹核算

生态足迹可以从生物生产角度定量评估区域社会经济发展的可持续程度。本文运用改进的生态足迹模型对我国各省级行政区1992—2010年的生态足迹进行核算及聚类和相关性分析,以衡量各区域发展的差异及相似程度和分析各省域生态足迹变化的主导因素,并根据核算结果建立了各省区市的生态足迹预测模型,进一步明确各省级行政区的生态足迹变化趋势,以期为区域社会经济发展决策提供参考和借鉴。研究结果显示：近20年来,我国各省域社会经济发展对自然资源的依赖程度及对环境的总体影响存在较大差异。生态足迹的变化可以分为3种类型,即逐渐下降型、明显上升型和基本平稳型。北京和上海的生态足迹变化属于逐渐下降型,分别受对化石燃料用地和耕地需求的减少所主导,其中北京市生态足迹与化石燃料用地的相关系数为0.96,上海市生态足迹与耕地的相关系数为0.703,这2个城市在过去20年中的社会经济发展对自然资源的依赖程度逐渐降低;以内蒙古、山西为代表的化石燃料资源较为丰富的省域生态足迹呈明显上升趋势,这些省域生态足迹的增长受区域化石燃料生产的影响较大,个别省级行政单位生态足迹与化石燃料的相关系数为1;东北三省、东南沿海地区及西部自然资源相对匮乏省区的生态足迹属于基本平稳型。     

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。     

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。     

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。     

基于地区生态足迹差异的生态适度人口研究

以生态足迹理论为基础,对2006年我国生态足迹进行了计算,在此基础上对我国各省区以及东、中、西三大地带生态适度人口进行了研究.结果表明:第一,2006年我国共有25个省份出现生态赤字,最大赤字省份为卜海,达到1.93.各地区人均生态足迹由东向西逐渐递减,生态承载力由东向西逐渐增加,生态赤字由东向西逐渐递减.地区间的可持续发展水平表现为:西部大于中部,中部大于东部.第二,2006年我国有25个省区出现生态人口赤字.全国的生态适度人口为62482.41万人,赤字人口达到66 648.59万人,赤字人口比例达到51.61%,人口对生态环境资源的压力巨大.第三,生态赤字人口在地区间表现为由东向西的递减趋势,东部地区赤字最严重,西部最优.     

基于Cite Space分析的生态安全评价研究

生态安全是国家安全和生态文明建设的重要组成部分,生态安全评价是生态安全管理的有效工具。以“Web of Science”核心集检索的“生态安全评价”文献为样本,采用Cite Space可视化工具分析近年来国内外生态安全评价研究状况。结果表明：1)生态安全评价研究正处于爆发式增长阶段,过去12年间发表文献量年均增长率达到18.2%,近3年发文量超过总发文量的50%;2)生态安全评价研究的高产研究机构和作者均在中国,在排名前20位的研究机构和第一作者中占比达到90%;3)环境科学类期刊是生态安全评价研究信息传播的最主要平台,在载文量前30位的期刊中载文比例超过50%;4)生态安全评价的研究对象广泛,研究内容丰富,具有以人与自然关系为核心和服务经济社会可持续发展为目标的特点;5)生态安全评价方法研究主要集中在评价指标筛选优化和评价模型改进与创新方面。根据当前生态安全评价研究中存在的不足,提出了深化生态安全的内涵挖掘、优化评价指标体系、改进创新评价模型、加强国际合作与交流等建议。     

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.     

长江经济带自然资本可持续性利用分析——基于三维生态足迹模型

自然资本存量和流量的核算是区域可持续发展的核心议题.基于长江经济带沿线11个省市2008—2017年的面板数据,利用三维生态足迹模型对自然资本利用进行定量分析.结果表明:1)长江经济带不同区域10年间生态足迹整体呈现增长趋势,生态承载力呈缓慢下降趋势,生态赤字有所加剧.2)长江经济带足迹深度从2008年的7.686增至...     

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.     

全国重要生态功能区生态安全评价

《全国生态功能区划》提出的50个国家重要生态功能区域,对于国家和区域生态安全保障具有重要指导意义。从生态胁迫和生态结构与功能2个方面选取指标构建生态安全评价体系,以2000、2005和2010年生态系统遥感数据为基础,分区对全国重要生态功能区生态安全进行评价,识别生态安全状况呈恶化趋势的区域,为全国重要生态功能区的生态安全保障工作提供理论基础和科学依据。结果显示,水源涵养区和生物多样性保护区的生态安全指数相对较高,土壤保持重要区的生态安全状况较差;重要生态功能区总体生态安全状况呈下降趋势,比较显著的变化包括洞庭湖洪水调蓄重要区和藏东南山地热带雨林生物多样性保护重要区的生态环境状况改善明显,黑河中下游防风固沙重要区的生态安全指数值最小且呈下降趋势。     

城市生态安全评价研究

城市生态安全是指城市生态环境支撑条件以及所面临生态环境问题不对其生存和发展造成威胁，即城市生态系统功能和过程能够满足其持续生存与发展需求。以佛山市为例，选择了资源、环境、生物和灾害等因素，各因素再选择若干评价要素，采用几何平均法计算了城市生态系统安全指数。资源安全评价选择了能源、水资源和粮食等要素，其安全指数为0．22；环境安全评价选择了水环境、大气环境、固体废物和农业环境，其安全指数为0．58；生物安全因素安全评价选择了生物多样性保护、外来入侵物种、森林植被等要素，其安全指数为0．30；选择水土流失、地质灾害、气象灾害和生物灾害等要素进行生态灾害安全评价，指数为0．79；佛山市生态安全综合指数为0．42。研究还表明，生态安全评价宜根据最小限制因子定律，选择关键影响因子进行评价。     

基于生态足迹方法的武汉市自然资本分析

生态足迹方法是目前研究自然资本状况的常用方法之一,能够较好地体现区域可持续发展态势.文章运用生态足迹方法对武汉市1995年、2000 年、2005年自然资本消长情况进行了量化研究、对比分析,研究结果表明:武汉市1995年、2000 年、2005年的自然资本需求和供给比例分别达到18.402∶1、20.765∶1、27.276∶1,供需矛盾显著;人均生态赤字分别达到2.4206 hm2·人-1、2.5163 hm2·人-1、2.9009 hm2·人-1,呈逐年上升趋势,成为制约武汉市可持续发展的瓶颈之一.生态用地类型分析显示,耕地、水域、化石能源用地赤字明显,应作为武汉市改善自然资本状况重点关注的对象.文章提出了倡导市民合理消费,同时健全绿色保障制度体系、优化城市生态服务功能等对策和措施,旨在为武汉市实现可持续发展提供依据.