Footprints for Sustainability: The Next Steps

The concept of an ecological footprint is based on the understanding that every individual human appropriates a share of the productive and assimilative capacity of the biosphere. An ecological footprint corresponds to this exclusive biologically productive area that a defined population uses for all its resource requirements and wastes, and is expressed in terms of bioproductive space, with world-average productivity. Humanity's footprint or its aggregate ecological demand can only temporarily exceed the productive and assimilative capacity of the biosphere without liquidating and weakening the natural capital on which humanity depends fundamentally. Therefore, accounting tools for quantifying humanity's use of nature are essential for overall assessments of human impact as well as for planning specific steps towards a sustainable future.This paper discusses the strengths and weaknesses of the ecological footprint as an ecological accounting method, points out research needs for improvement of the analysis, and suggests potential new applications. The paper identifies ten new applications of the tool to make it applicable at various geographic scales and for a number of analytical and didactic purposes. Then nine methodological improvements are suggested that could refine the currently applied method, making assessments more sensitive to a larger number of ecological impacts. It concludes that many crucial questions pertinent to building a sustainable society can be addressed by current ecological footprint research. By making the method more complete, this tool could evolve from being largely of pedagogical use to become a strategic tool for policy analysis.     

西北地区水资源—生态可持续发展的若干问题探讨

基于对西北地区大开发的关键性难题与一些违背自然规律的不良倾向的讨论 ,认为大开发的实施需要在系统科学思维的基础上综合考虑资源—环境—经济的协调发展。近年来 ,许多科学家从各种角度揭示了我国西北乃至北半球中纬度地区持续干旱的发展规律 ,对干旱化趋势与水盐失衡的分析表明 ,西北地区气候干旱化将长期存在 ,生态将继续退化 ,这种趋势是人力不可抗拒的。人为活动尤其是水资源的开发利用 ,对土壤生态的影响是非常明显的 ,应该在严格控制水资源利用总量的前提下 ,调整用水格局 ,发展节水经济 ,科学确定社会经济用水和生态用水的比例 ,保证必须的生态用水 ,大力发展生态植被。指出在分析西北生态环境问题时过于强调人为活动而忽视自然因素作用的倾向 ,讨论了水库兴修、灌溉、土地利用与改良、深层水利用、水环境脆弱性等水资源—生态建设与可持续发展中的若干关键性问题     

基于生态足迹的武汉城市圈生态承载力评价和生态补偿研究

在推进新型城镇化和生态建设的背景下,客观定量评价区域生态环境状态,是当前我国生态建设重要而紧迫的任务之一。高密度的人类活动会对自然生态系统产生超负荷的压力,通过生态承载力的分析能够定量测度这种状况,为区域可持续发展提供借鉴意义。基于生态足迹模型,计算了2008年和2013年武汉城市圈各县域单元的生态足迹/承载力,并进行了时空变化分析。研究发现武汉城市圈各县域单元的生态足迹和生态承载力在空间上存在显著的差异性,生态足迹逐年增加,生态承载力的变化相对较小,出现两级分化的现象。根据生态足迹/承载力进行跨区县生态补偿测算,得到2008年和2013年武汉城市圈48个县域的转移支付情况,表明如果运用财政转移支付的手段,整个区域能够达到生态系统供给和需求动态平衡的目标,缓解武汉城市圈的生态压力,实现武汉城市圈的可持续发展。     

东北农牧交错带典型区土地利用变化及其生态效应

东北农牧交错带是典型的生态环境脆弱区，具有敏感性强、退化趋势明显等生态脆弱性特征。本文利用1986、2002年两期TM/ETM影像，揭示了吉林西部16年来土地利用／覆被的时空变化规律，并依据Costanza R．等人对全球生态系统服务价值的评估方法。分析了土地利用变化对区域生态系统服务价值的影响。结果表明：16年来，吉林西部土地利用／覆被发生了剧烈变化。耕地、盐碱地面积大幅度增加，草地、水域和湿地的面积大幅度减少，区域生态系统服务功能出现明显的衰退。生态系统服务价值显著地减少。吉林西部生态系统服务价值由1986年的767．1亿元／a下降到2002年的624．1亿元／a，减少幅度达18．6％，年均递减速率达1．6％。16年来该区域生态环境恶化和以经济利益为目的的土地利用结构调整，给区域生态系统服务功能和可持续发展能力带来巨大负面影响。     

页岩气开发对生态环境影响评价模型

针对页岩气特殊的开发方式及环评难度比常规气大的特点,运用"压力-状态-响应"框架模型,建立了页岩气开发对生态环境影响的评价指标体系。引入曲线投影的方式,并将投影寻踪方法和动态聚类方法相结合,提出了曲线投影寻踪动态聚类的定量评价方法;基于样本各指标的曲线投影和动态聚类方法寻找最佳投影方向,并建立相应的生态环境影响评价优化模型。结合全局最优经验指导和信息素交流,采用改进的蚁群算法对优化模型进行求解。该算法维持蚁群的多样性,且收敛性较好,同时也避免出现局部最优。对四川省威远页岩气区块进行了实例分析,结果表明:2010年、2011年和2014年的环评属于差类(4级),2012年和2013年的环评属于中类(3级),其中植被覆盖率、空气质量优良率、地表水质达标率、废水排放量、公众对环境的满意度、二氧化硫排放量和废水排放量达标率等指标对生态环境评价的影响较大。在页岩气开发初期,由于开发技术落后,再加上环保投资不高,环保意识不强,造成生态环境问题较为严重。随着学习借鉴美国的经验,及页岩气的开发技术进一步提高,加上国家对生态环境保护的重视,威远页岩气区块生态环境恶化得到有效的遏制。但开发时间越长,开采难度越大,将会产生更多更大的生态环境问题。分析结果与威远页岩气开发区域的实际情况相符,为页岩气气田生态环境影响评价奠定了科学基础。投影寻踪动态聚类方法具有无需设定参数、操作简单、客观等优点,是页岩气开发对生态环境影响评价的一种新方法。     

岷江上游生态脆弱性评价

岷江上游流域是我国典型的生态脆弱区之一,由于地质变化频繁、高差显著、气候干旱,加上人为活动影响,生态脆弱性的表现十分明显。通过对其生态环境脆弱性因素及成因机制的分析,构建了由土地生产力、地表起伏度、干燥度指数、土壤侵蚀强度、草场退化荒漠化率、物种消失率等14个指标组成的岷江上游生态脆弱性的评价指标体系;根据本地区生态环境现状、全国和四川省情况及奋斗目标,建立了Ⅰ到Ⅲ级的评价标准体系;利用模糊数学聚类方法对评价指标进行分析计算,得出了岷江上游生态环境为第Ⅲ级,即生态环境非常脆弱的结论。评价结果符合岷江上游地区的生态环境状况。     

构建人类命运共同体、应对气候变化与生态文明建设

全球气候变化给人类社会文明带来严峻挑战,需要人类社会采取共同措施和行动积极应对。应对全球气候变化是当今世界最能体现人类共同命运的领域,深度参与并积极推动全球气候治理体系改革和建设是中国推动构建人类命运共同体的重要实践,也是生态文明理论和实践的重要方面。应对气候变化是我国生态文明建设的重要内容和内在要求;以共同价值理念构建人类命运共同体,凝聚各国力量携手合作应对全球气候变化,是全球生态文明建设和构建人类命运共同体的具体实践,也为应对全球气候变化提供了良好载体和国际平台。文章通过分析可知,应对气候变化、生态文明建设与构建人类命运共同体三者之间,呈现出相互促进、和谐共生的"三位一体"特征;人与自然共生的生命共同体是前提条件,人类的任何实践活动都要以自然生态系统为基础和前提;人类命运共同体在整合各国力量方面,为生态文明建设提供了社会基础;生态文明包容各国文明,凝聚价值共识,成为生命共同体和人类命运共同体的价值导向。中国倡导人类命运共同体理念,是全球生态文明和人类命运共同体的积极倡导者、推动者和践行者,既为应对全球气候变化提供了价值基础,也提供了强有力的实践支撑;应对气候变化是全球生态文明建设和人类命运共同体构建的生动实践。因此,加强生态文明建设和构建人类命运共同体,为全球应对气候变化提供了理论基础和国际平台,也将为全球可持续发展贡献中国智慧和中国案例。     

我国耕地生态安全评价及障碍因子诊断

耕地生态安全评价及障碍因子诊断是改善耕地生态系统状况、促进耕地可持续利用的重要基础。在界定耕地生态安全内涵的基础上,构建了基于PSR模型的评价指标体系,采用熵值法和障碍度模型,对我国耕地生态安全进行了评价。研究表明：（1）1996~2010年我国耕地生态安全水平总体不断提高,综合指数从0484 4增加到0626 9,安全等级经历了“临界安全-较安全”的演变历程;（2）压力指数总体上呈现下降趋势,状态指数和响应指数总体上呈现上升趋势;（3）长远来看,系统压力是影响耕地生态安全的首要因素,1996~2010年系统压力和系统状态的障碍度分别以年均533%和052%的速度增加,而系统响应的障碍度以年均802%的速度下降;（4）影响耕地生态安全的主要障碍因子包括单位耕地面积农药负荷、单位耕地面积化肥负荷、人均耕地面积、土地垦殖率、水土流失程度等。为了促进耕地生态安全水平不断提高,需要进一步转变经济发展方式,加强土地利用监督管理,降低经济增长对土地资源的过度消耗;大力发展绿色农业,合理施用农药、化肥;积极开展农村土地整治,加强高标准基本农田建设;加大环境治理力度,有效控制水土流失程度     

鄱阳湖生态区长期施肥对稻田土壤碳汇效应与固碳潜力的影响

在施肥条件下确定平衡状态时,土壤有机碳含量水平对于正确评价土壤的固碳潜力和制定合理的有机物质分配措施具有重要意义。分析了前人研究的江西省有机碳储量数据并采用Jenny模型对长期不同施肥下有机碳动态数据进行模拟。结果表明,鄱阳湖生态区有机碳储量占全省的46%,以鹰潭地区最高,九江地区最低。施肥明显增强了土壤的碳汇作用,单施有机肥或有机无机肥配施（70F+30M、50F+50M、30F+70M、NPKM、NPK+S、NPK+P和NPK+C）处理的土壤有机碳含量明显高于施化肥处理,以南昌县的30F+70M、进贤县的NPKM和余江县的NPK+P处理最高,其平衡时有机碳含量和固碳潜力分别较施化肥处理提高了3061%和6115%、3017%和5496%、3826%和7479%。因此,提高鄱阳湖生态区农田有机碳密度和固碳潜力最有效方法是有机无机肥配施,其配施方式以猪粪配施化肥相对最好,配施比例以70%有机肥配施30%化肥为宜     

Responding to a policy mandate to collaborate: structuring collaboration in the collaborative forest landscape restoration program

The Collaborative Forest Landscape Restoration Program (CFLRP) aims to expand the pace and scale of forest restoration on national forests in the United States. The program requires candidate projects to develop landscape-scale forest restoration proposals through a collaborative process and continue to collaborate throughout planning, implementation, and monitoring. Our comparative case analysis of the initial selected projects examines how existing collaborative groups draw on past experience of collaboration and the requirements of a new mandate to shape collaborative structures as they undertake CFLRP work. While mandating collaboration appears contrary to what is often defined as an informal and emergent process, mandates can encourage stakeholder engagement and renew commitment to overcome past conflict. Our findings also suggest that a collaborative mandate can lead to increased attention and scrutiny, prompting adjustments to collaborative process and structure. As such, mandating collaboration creates dynamic tensions between past experience and new requirements for collaborative practice.