基于系统动力学模型的山东省水资源生态足迹预测

在资源环境可持续发展和生态文明建设得到重视的时代,水资源的供需均衡是衡量一个区域社会经济发展的重要因素,而与水资源有关的生态足迹相关概念被越来越多的专家和学者所采用,是一个具有关键意义的衡量指标。然而,在这方面的研究中,现有学者主要集中于现状的分析与探讨,缺乏对未来的预测。经济蓬勃、人口稠密的山东省存在由于社会经济的快速发展而导致的水资源供需紧张的问题,亟需寻求保障水资源和社会经济协调发展的可持续方案。根据水资源生态足迹模型和山东省水资源供需系统动力学模型,设计SD1 (维持现状)、SD2(发展经济)、SD3 (节约用水)和SD4 (综合开发)等情景对2022-2050年山东省水资源生态足迹和生态承载力进行预测。结果表明,2022-2050年情景SD1~SD4下山东省水资源的人均生态足迹的平均数值分别为0.408、0.447、0.319和0.412 hm^(2)/人,水资源的人均生态承载力的平均数值都为0.130 hm^(2)/人,由此导致0.278、0.317、0.189和0.282 hm^(2)/人的人均水资源生态亏损;水资源生态压力指数和水资源生态经济协调指数均值分别为3.149、3.458、2.466和3.188及1.257、1.242、1.304和1.259,山东省未来情景下水资源利用压力较大,不安全利用的状态将会持续。从水资源生态足迹的角度对4种情景进行比较,综合发展型情景SD4具有合适的评价指标,既能保证经济发展,也能减少水资源利用的不安全程度,山东省未来发展应采取此类情景,但同时要提高各行业用水效率、加强全社会节水意识,既“开源”又“节流”,才能保障水资源的可持续发展。

基于三维生态足迹的渭河流域甘肃段可持续发展综合评价与影响因素分析

渭河流域生态系统的稳定和可持续发展是实现黄河流域保护和高质量发展战略的关键。本研究以渭河流域甘肃段为研究对象,采用生态足迹理论和改进的三维生态足迹模型,评估了2005—2020年期间该区域的生态安全状况及其变化趋势。基于此,对渭河流域的生态可持续性以及资源供需平衡进行了综合评价。结果表明,该时段内,渭河流域甘肃段的生态足迹、生态承载力和生态赤字均呈增长趋势,其中生态足迹的增速超过了生态承载力的增速,导致生态赤字持续增加,反映出该地区资源供给不足以满足需求。生态足迹分析的广度与深度均有所增加,反映出该区域存量资本被过度利用,且耕地、林地和建设用地对资源流量的占用水平上升,而水域和草地的占用水平下降。此外,生态足迹的变化受多种因素驱动,包括自然环境、经济增长和社会发展等,其中建成区面积、城镇化率、人均GDP和各产业产值与之正相关。研究还发现,区域土地的生态可持续性已从基本平衡转变为轻度不可持续状态,并且有进一步恶化的趋势。适度人口比例实际人口的比例下降,人口增长空间减小,使得生态可持续性难以稳定保障。本研究为黄河流域保护和高质量发展战略提供了科学依据。

数字经济提升了生态效率吗?——基于生态足迹的实证检验

实现可持续发展需要提高生态效率,即以最少的资源占用实现最大的经济产出。数字经济具有较高的经济效率和较强的绿色属性,可以在增加经济产出的同时减少资源占用,从而提高生态效率。采用2011—2019年30个省份的面板数据,以人均GDP与人均生态足迹之比测度生态效率,分析发现:数字经济显著提升了生态效率,生产效率和产业结构在其中发挥了部分中介作用,即数字经济能够通过提高生产效率和促进产业结构升级来提升生态效率;数字经济对生态效率的影响具有非线性特征(门槛效应),表现为随着数字经济发展水平和生产效率的提高而增强;数字经济对生态效率的影响存在地区和时间异质性,表现为对资源型地区的影响较小、在推进“数字中国”建设后(2015年之后)影响较大。此外,数字经济对生态效率的提升作用主要源自促进人均GDP增长,但当数字经济发展水平较高时,其抑制人均生态足迹增加的作用也开始显现。因此,应积极推动数字经济发展,并重视和增强数字经济在减少资源占用和环境污染方面的功效,以更有效地提高生态效率。

青藏高原“一江两河”农区居民家庭食物消费生态足迹核算

核算区域食物消费及其资源环境代价对优化区域食物供应、加强区域生态保护与调整食物安全战略具有重要意义。基于实地调研获取的2018年青藏高原“一江两河”农区居民家庭食物消费一手数据,在分析居民食物消费数量与结构的基础上核算其生态足迹。主要结论如下:(1)“一江两河”农区居民家庭人均食物消费量为482.44 kg人^(-1)a^(-1),全年区域食物消费总量达36.90万t,其中植物性食物消费占比74.4%,约是动物性食物(25.6%)的2.91倍;消费结构中,蔬菜占比最高(29.4%),其次是青稞(20.7%)和奶类(15.3%),肉类消费以牛羊肉为主(88.4%);(2)区域食物消费所占用的生态足迹总量高达41.41万hm^(2),是“一江两河”所在三市(拉萨、日喀则和山南)耕地面积的2.48倍,肉类消费所占用的生态足迹最大(51.1%);食物消费的生态足迹有30.8%来自外地,其中以甘肃、青海、新疆三地居多。

基于水资源生态足迹的沿海11个省级行政区水资源可持续利用分析

基于水资源生态足迹模型,对中国沿海11个省级行政区2005—2020年水资源生态足迹、水资源生态承载力及水资源可持续利用进行分析。结果表明:①水资源生态足迹与水环境生态足迹变化趋势相似,总体呈“W”型变化轨迹,水环境生态足迹占比为3类水资源生态足迹账户中最高,表明水环境生态足迹是水资源生态足迹的主要产源;②4类淡水生态足迹中,农业用水生态足迹占总淡水生态足迹的比重最高,农业用水生态足迹远高于工业、生活和生态用水生态足迹(除上海外),表明农业用水生态足迹是淡水生态足迹的主要贡献类型;③受自然因素和社会因素的影响,水资源生态承载力波动明显,呈南高北低的分布格局;④水资源整体上处于生态赤字状态,仅广西在研究期内一直为水资源生态盈余,水资源负载指数呈增长趋势且整体在II级以上,表明水资源利用程度高,潜力小,开发利用较困难,万元GDP水资源生态足迹呈下降趋势,水资源利用效率不断提升,水资源可持续利用具有一定潜力。

中国水产品贸易生态足迹时空演变与动态预测

国际贸易下的生态输入与输出在一定程度上会重新配置国家及地区之间的生态环境资源。中国在大力发展水产品贸易的同时,也面临着由此带来的生态资源损失等问题。基于生态足迹模型测算2001—2020年中国与35个主要国家和地区的水产品贸易生态足迹和生态净值进行现状评价,通过ArcGIS揭示生态净值的时空演变特征,并运用ARIMA模型预测其未来变化趋势。研究结果表明:(1)中国水产品进口与出口生态足迹值较大,不同种类水产品贸易生态足迹值差距较大。(2)中国水产品贸易生态净值虽然近期呈现显著上升趋势,但整体生态净值态势不稳定,而且不同种类水产品贸易生态净值差别较大。(3)中国水产品贸易生态净值在时间维度上整体变化程度不高,但在空间维度上存在明显的异质性问题,并且集中程度变化较为明显。(4)中国水产品出口贸易生态足迹和进口贸易生态足迹主要国家分布基本保持稳定,但是少数主要国家变化明显,水产品出口贸易和进口贸易集中度均较高。(5)预测2021—2025年中国水产品出口和进口生态足迹处于明显不平衡状态,2025年中国水产品贸易生态净值空间分布依然存在明显的异质性问题。因此,本研究从优化水产品贸易结构、畅通产业双循环路径、提升海洋科技创新能力、深化多边贸易合作体制等不同维度提出优化中国水产品贸易生态足迹的相关对策建议,为中国水产品贸易可持续发展提供现实依据。

基于改进三维生态足迹模型的珠江—西江经济带生态补偿价值测度及分区研究

生态补偿机制构建难点在于厘清补偿主客体、评估补偿优先时序及精准测算补偿标准,构建科学有效的生态补偿机制有助于流域上下游生态保护责任合理分配。本文以珠江—西江经济带地级市为研究单元,将改进三维生态足迹模型与生态系统服务价值估算相结合,测度2005—2020年各市生态补偿价值与标准,引入生态补偿优先级,最终划定优先支付、潜力支付、平衡、潜力受偿及优先受偿5类分区。结果表明:1)2020年经济带生态补偿赤字为288.09亿元,广州支付价值最高为185.14亿元,人均生态补偿标准为987.92元,仅崇左获生态补偿,受偿价值为0.68亿元,人均受偿标准为32.62元。2)广州、佛山与南宁长期为优先支付区;崇左长期为优先受偿区;肇庆、柳州及百色近年转为潜力支付区;来宾、贵港、梧州与云浮为平衡区;经济带优先受偿区与潜力受偿区逐步转为优先支付区、潜力支付区与平衡区。3)广州、佛山及南宁应率先支付生态补偿平衡经济带区际生态保护责任,协调区际生态保护共治关系;应优先给予崇左生态补偿以实现生态保护受益,获得生态环境治理的经济支持。

中国四大城市群水资源生态足迹比较

城市群的可持续发展是国家经济社会发展和实现人与自然和谐共生的重要基础,而水资源成为制约城市群发展的关键因素。为推进城市群水资源科学利用,基于水资源生态足迹理论,利用中国四大城市群(京津冀、长三角、珠三角和成渝城市群)2012~2021年水资源和社会经济发展相关数据,对比分析了地区水资源可持续利用状况。结果表明:①四大城市群10 a来人均水资源、人均生产用水生态足迹呈下降趋势,人均生活、人均生态用水生态足迹呈上升趋势。3种用水生态足迹中,人均生产用水生态足迹占比超过50%,人均生态用水生态足迹占比不足20%。②长三角城市群人均水资源及人均生产用水生态足迹最高,京津冀城市群最低;2015年后成渝城市群的人均水资源、人均生产用水及人均生活用水生态足迹均超过珠三角城市群。③京津冀城市群人均水资源承载力远远低于其他城市群,而人均水资源压力指数及人均生产、生活、生态用水压力指数远远高于其他城市群;2017年后成渝城市群的人均水资源承载力超过珠三角城市群。④研究年份内京津冀城市群均处于生态赤字状态;珠三角、成渝城市群水资源为生态盈余状态,长三角城市群总体为生态盈余状态。⑤随着水资源利用效率的提高,所有城市群万元GDP水资源生态足迹整体呈下降趋势。研究成果可为城市群科学利用水资源、推动城市群绿色均衡发展提供参考。

基于ARIMA模型的黄土高原河谷城市生态足迹动态模拟及测算——以甘肃省兰州市为例

为了从经济发展的角度探究生态足迹动态变化的成因,论文在测算黄土高原河谷城市——甘肃省兰州市2002—2014年人均生态足迹的发展轨迹的基础上,引入ARIMA模型,模拟预测了该市2015—2020年生态足迹变化趋势。研究结果显示:1)2002—2014年,甘肃省兰州市人均生态足迹总体呈现上升态势,数值由2.70 hm^(2)增长至4.25 hm^(2),增幅达到1.57倍;2)从生态足迹增速看,2002—2014年人均生态足迹平均增速达到4.04%,同一时期兰州市地区生产总值平均增速为11.88%,较人均生态足迹增速高出7.84%,表明该地区经济发展的速度高于资源环境消耗的速度;3)2015—2020年甘肃省兰州市人均生态足迹仍然呈现上升态势,预测值分别达到4.48 hm^(2)、4.61 hm^(2)、4.75 hm^(2)、4.89 hm^(2)、5.02 hm^(2)和5.17 hm^(2),甘肃省兰州市生态赤字逐年增大,总生态足迹是城市土地利用总面积的19.59倍,说明经济发展与地区生态需求呈现较强正相关性,环境库兹涅茨曲线“拐点”并未出现,处于不可持续发展状态。基于以上分析结果提出了甘肃省兰州市降低生态足迹的具体路径:1)实施产业结构调整,降低生态赤字,提升经济发展质量和可持续发展能力;2)推动绿色发展,构建生态类型多样、布局合理、功能完善的自然生态系统和城乡一体的生态网络,提高生态环境容量。

河北省水资源生态足迹分析与预测

科学预测河北省未来的水资源生态足迹和生态承载力,对于区域水资源可持续利用具有重要意义。利用系统动力学(SD)法和生态足迹模型构建河北省水资源利用SD模型,设计现状延续型情景ES1、经济发展型情景ES2、节约用水型情景ES3和协调发展型情景ES4等4类不同发展情景,对现状(2006~2021年)和未来(2022~2050年)水资源生态足迹进行评价与预测。结果表明:①对于现状年份,人均水资源生态足迹呈缓慢下降趋势,人均水资源生态承载力呈波动变化,水资源处于生态赤字,表明水资源利用处于不安全状态,但水资源利用效率越来越高。②对于预测年份,4类发展情景的人均水资源生态足迹和水资源生态压力指数均呈增长趋势,水资源均处于生态赤字,并且亏损程度逐年严重。虽然万元GDP水资源生态足迹均呈下降趋势,未来的水资源利用效率越来越高,但未来水资源利用压力仍过大。③情景ES4是最适宜的情景,既能以适当的速度保证河北省未来社会经济发展,又能降低水资源生态压力。河北省在未来水资源利用过程中,需从多方面采取积极行动,以确保水资源可持续利用发展。

生态足迹理论在城市规划中的应用——以张家口市为例

基于生态足迹理论,以张家口市为案例,探讨了生态足迹理论在城市规划中的应用。首先,介绍了生态足迹理论的基本概念和原理。然后,通过对张家口市生态足迹的计算和分析,揭示了张家口市的生态足迹状况。接着,结合张家口市的实际情况,提出了减少生态足迹的对策和建议。最后,总结了主要研究成果和意义,并对未来研究方向进行了展望。

基于“国家公顷”计算城市生态足迹的新方法

在简要介绍生态足迹概念的基础上,提出以"国家公顷"(nha)为计量单位计算城市生态足迹的模型·用gha和nha两种方法分别对沈阳市2001年生态足迹进行了计算,说明gha和nha两种方法的异同·计算结果表明:沈阳市2001年生态足迹需求采用gha方法计算的结果为1 2372hm2·cap-1,nha方法计算结果为0 7418hm2·cap-1;生态足迹供给前者为0 7496hm2·cap-1,后者为0 6219hm2·cap-1;前者计算得到沈阳市生态足迹赤字0 4876hm2·cap-1,后者为0 1199hm2·cap-1·并对两种计算方法产生的结论差异进行了详细的分析,进一步说明采用nha法进行生态足迹研究的具体应用价值和研究意义·

中部六省耕地生态足迹动态演变及驱动力研究

文章运用生态足迹模型,分析了中部六省耕地生态足迹演化趋势,利用SPSS 26.0探讨了其驱动因素。结果表明:山西等四省人均耕地生态足迹波动上升,湖北等两省相对稳定。河南人均耕地生态承载力呈波动上升趋势,山西呈波动下降趋势,安徽等四省相对稳定。河南等五省耕地资源呈现可持续利用状态,山西则为不可持续状态。中部六省耕地生态足迹变化驱动力和演变趋势存在差异,江西和山西呈现增长-下降-增长的态势,湖南、湖北和河南呈现增长-下降态势。通过提高耕地产出能力、优化配置耕地资源、建设高标准农田等,利于实现耕地可持续性利用。

基于能值-生态足迹的贵州高原典型喀斯特区域水资源可持续评价研究

【目的】深入剖析喀斯特地区水资源利用问题,从自然资源供应与需求关系辨析水资源利用状况,以期为喀斯特地区水资源高效开发利用与可持续发展提供科学依据和有益参考。【方法】生态足迹模型是生态经济学中测量人类社会资源消耗的经典方法,基于能量流的能值生态足迹模型是该领域研究的最新成果。本研究选取贵州高原典型喀斯特区域—南明河流域为研究对象,基于2010—2020年南明河流域的用水量、供水量等数据,运用能值水资源生态足迹模型系统地分析了南明河流域2010—2020年的水生态足迹、水生态承载力、水生态赤字和生态压力等变化情况。【结果】①2010—2020年,南明河流域水资源能值生态足迹年均值为1.080 hm^(2)/人,水资源能值生态承载力年均值为0.562 hm^(2)/人,水资源生态赤字明显,但整体呈逐年下降趋势;②南明河流域水资源生态压力指数年均值达2.004,处于亚安全状态,生态系统承受压力在较安全范围;③2010—2020年,南明河流域水资源生态经济协调指数年均值为1.345,接近最佳协调状态(1.414),水资源经济协调性整体较好。【结论】总体来看,南明河流域人均能值生态足迹、万元GDP和生态赤字呈逐年下降趋势,生态承载力、生态压力和生态经济协调指数呈现上下波动态势,水资源利用整体向好的方面发展。

生态足迹理论在区域可持续发展评价中的应用及改进

综述了生态足迹理论及其在全球及区域可持续发展系统中的应用成果,发现生态足迹理论在用于区域可持续发展评价时遇到了困难,主要表现为其对区域发展可持续性的评价结果与可持续发展理论所阐述的基本原则不一致,认为这主要是将基于全球生态系统的生态足迹理论不适当地用在了区域可持续发展系统所导致的,而根本的原因是生态足迹概念本身的定义不够确切。本文将生态足迹区分为消费性生态足迹和生产性生态足迹,对传统的生态足迹理论进行改进,并以生产性生态足迹作为评价区域可持续发展的指标,以期更真实地反映区域发展的可持续性;通过比较全球生态赤字和区域人均消费性生态赤字可以对区域发展公平性做出评价。

甘肃省城镇不同收入水平群体家庭生态足迹计算

生态足迹是测度环境可持续发展的新方法。家庭生态足迹H(ousehold EcologicalFootprint,H EF)是利用生态足迹方法研究家庭消费所产生的环境影响。通过计算不同收入水平群体的家庭生态足迹,比较不同收入水平群体H EF差异,可以进一步揭示各收入水平群体间存在的“生态足迹掠夺”和生态足迹占用公平性。在阐述家庭生态足迹内涵意义及计算方法的基础上,以甘肃省2002年城镇不同收入水平群体为例进行实证研究。通过计算得到甘肃省2002年不同收入群体的家庭生态足迹分别为:最高收入群1.412×106ghm 2,高收入群1.131×106ghm 2,较高收入群1.860×106ghm 2,中等收入1.793×106ghm 2,较低收入群1.536×106ghm 2,低收入群0.724×106ghm 2,最低收入群0.578×106ghm 2,全省平均1.265×106ghm 2;分析经济收入与家庭生态足迹的关系表明,每增加1000元人均可支配收入,将增大0.2ghm 2家庭生态足迹;引入生态足迹掠夺及总生态足迹掠夺,并进一步计算生态足迹不公平系数为0.24,表明收入不同引起的足迹消费的不公平不突出。

福建省2010-2019年水资源生态足迹与生态承载力

[目的]对福建省水资源生态承载力进行研究,为该区水资源可持续利用提供科学依据。[方法]以水资源生态足迹作为理论基础,叠加水资源生态足迹三维模型,并以福建省2010—2019年数据为主,分析福建省水资源生态足迹、水资源生态承载力以及水资源空间格局。[结果]福建省2010—2019年水资源生态足迹总体呈下降趋势,变化范围为0.696~0.928 hm^(2)/人;水资源生态承载力受降水影响,年际变幅较大,变化范围为2.602~10.944 hm^(2)/人,为水资源生态盈余。万元GDP水资源生态足迹呈现明显下降趋势;福建省西部地区水资源承载力明显好于东部沿海地区。水资源足迹深度为1,水资源足迹广度波动范围在1以下,并呈下降趋势。[结论]福建省水资源比较丰富。目前条件下,该省水资源承载力能够满足当地经济发展。但福建省水资源承载力年际变化较大,空间分布差异较大,随着经济的发展,水资源还是存在一定风险。

黄河上游地区三维生态足迹自然资本可持续评价及驱动力

本文基于改进的三维生态足迹模型,测算了黄河上游4个省区2012-2021年的人均三维生态足迹,并利用偏最小二乘法进行了驱动力分析。结果表明:黄河上游的人均生态足迹从2012年的2.089 9 hm^(2)·人^(-1)上升至2021年的2.536 5 hm^(2)·人^(-1),10年间仍处于生态可持续状态;研究期间黄河上游各省区的人均生态足迹深度均超过1 hm^(2)·人^(-1),人均生态足迹广度在总体上呈先升后降的趋势;人均三维生态足迹整体处于波动上升趋势,其中内蒙古的人均三维生态足迹值偏高,2021年达到3.87 hm^(2)·人^(-1);5个时期的可持续发展水平变化特征呈现“西南高东北低”的分布格局,可持续发展水平较高的省份为青海省和甘肃省;驱动力分析模型表明,黄河上游地区自然资本驱动力整体受人口、社会消费、生态建设、科技和环境污染多重因素综合影响。未来需因地制宜制定和实施可持续发展策略,推动黄河上游地区生态保护与高质量发展。

生态足迹核算方法及其应用研究进展

近年来,生态足迹作为可持续发展的有效度量工具之一,获得了广泛关注。在参阅相关文献的基础上,系统总结了生态足迹核算方法及其应用特点和趋势,结果表明,(1)在核算方法上尚存争议,目前主要的核算方法有3种:传统土地足迹法;能值足迹法;投入产出足迹法。(2)从静态足迹核算朝时间序列足迹分析和动态情景足迹预测演化。(3)尽管在各个尺度上都有应用,但生态足迹目前仅被看作是交流工具,用于决策分析的意义不大。拓展其在企业及其产品系统的应用,将是其应用价值体现的一个突破口。(4)生态足迹作为一系列指标的一部分时,发挥作用更大。(5)生态足迹应加强与现有核算体系(如GDP)的衔接,增加其被决策者接纳的可能性。

基于生态足迹模型的中国生态可持续性动态分析

基于生态足迹理论提出一种新的产量因子计算方法,计算了中国1949～2006年人均生态足迹和生物承载力。利用生态足迹指数和生态足迹效率2个指标,对中国1949～2006年的生态可持续性进行了长时间序列的动态评估。结果表明,57年来,中国人均生态足迹在波动中不断增加,1949年为0.167 hm^2,2006年达到1.853 hm^2;中国人均生物承载力在波动中不断下降,1949年为1.000 hm^2,2006年为0.870 hm^2,20世纪80年代以来波动比较平稳;中国生态足迹指数在波动中急剧下降,生态足迹效率20世纪80年代以前变化非常缓慢,自80年代末大幅提高。