基于能值生态足迹法的集约化农田生态系统可持续性评价

生态足迹(ecological footprint,EF)和能值分析(emergy analysis,EA)是评价区域或系统可持续性的重要方法,能值生态足迹(emergy ecological footprint,EEF)将二者相结合,把系统的外部性纳入评价指标体系,能够更全面、更准确地测度资源消耗及环境影响,为区域农业面源污染防治提供科学参考依据。该研究应用EEF方法对山东省桓台县冬小麦-夏玉米高投入高产出模式的可持续性进行了深入评价,研究结果表明:与1996年相比,2012年系统能值总投入减少了3.15%,而系统的能值产出容量(emergy output capacity,EOC)却增加了6.23%,系统效率显著提高。与1996年相比,2012年该系统的EEF从40.93 hm2减小为39.60 hm2,减少了3.25%,EEF分别是能值生态承载力(emergy carrying capacity,ECC)的16.44倍和15.78倍,生态赤字分别为38.44 hm2和37.09 hm2,减少了3.51%;从系统可持续性看,资源负载指数(resource load index,RLI)减少4.01%,环境负载指数(environmental load index,ELI)减少27.90%,系统外部性降低了8.05个百分点,系统可持续发展指数(sustainability index,SI)增长了9.64%。总体上看,与1996年相比,2012年冬小麦-夏玉米轮作农田生态系统的生态赤字呈下降趋势,系统的可持续性有所提高,农业面源污染防治初见成效,但资源消耗仍然保持较高水平,粮食生产的环境压力依然严峻,农业面源污染防治工作需要进一步加强。

基于能值生态足迹模型的青藏高原东部高寒牧区可持续发展研究

可持续发展已经成为世界各国普遍追求的目标,区域可持续性的评估也逐渐成为制定区域发展政策的重要理论依据。甘南藏族自治州是我国典型的高寒牧区之一,其可持续发展问题已成为当前发展畜牧业的关键。本研究基于能值理论,运用改进的能值生态足迹模型,对2005-2013年甘南藏族自治州(简称甘南州)各县、市可持续发展状态进行了定量研究。改进模型的关键在于采用区域能值密度计算生态承载力和生态足迹,能够更真实地反映研究区生态系统的供给能力和人类对资源的消耗状况。结果表明,1)研究区生态足迹组成中,畜牧业产品所占比重最大,并保持稳定;电力和燃料煤比重逐年上升,而种植业产品和野柴草比重有所降低。2)甘南州人均生态足迹不断增大,由2005年的4.77 hm^2/人增加到2013年的7.09 hm^2/人;人均生态承载力呈波动变化,保持在4.64~5.65 hm^2/人之间。3)甘南州生态足迹指数总体呈下降趋势,9年间整体处于不可持续发展状态。4)甘南州万元GDP生态足迹由2005年的12.60 hm^2/万元下降到2013年的4.86 hm^2/万元,资源利用效率不断提高,其中合作市最高,迭部县次之,其他各县无明显区别。5)甘南州以畜牧业为主的玛曲县、碌曲县、夏河县和合作市人均生态足迹和人均生态承载力总体均大于农牧交错区的临潭县、卓尼县、舟曲县和迭部县。9年间,迭部县、玛曲县和碌曲县处于可持续发展状态;夏河县、卓尼县和舟曲县处于不可持续发展状态;合作市和临潭县处于严重不可持续发展状态。基于以上研究结果,对研究区未来可持续发展进行了有益探讨。

基于能值生态足迹与灰色预测模型的西藏可持续性评价

为清晰地了解青藏高原的生态现状及其未来的可持续性,本文改进了能值生态足迹模型,定量研究了西藏2005-2014年的可持续性,运用灰色预测模型,预测了西藏及其各地级市2015-2024年的可持续状态。结果表明:2005-2014年,西藏的人均生态承载力从38.30hm^2减少到33.81hm^2,人均生态足迹从6.83hm^2增加到11.59hm^2,生态盈余空间缩小,但生态足迹指数一直高于65%,当前的可持续性较强;万元GDP生态足迹、发展能力指数和生态足迹多样性指数表明西藏资源利用率提高、经济发展速度加快但是产业结构单一;在未来10年,西藏及其各地级市(除拉萨外)的可持续性持续降低,但整体仍处于可持续发展状态,拉萨在2020年将变为严重不可持续。本研究定量地评价了西藏生态环境现状及其未来的可持续性,以期对高寒地区的可持续发展研究提供参考价值。

能值生态足迹模型的改进——以海南为例

通过对比总结现有能值生态足迹模型研究成果,从能值密度、能值生态承载力、能值生态指标分类和整合等方面分析了模型存在的问题,在此基础上,构建了消费端和供给端构建足迹账户体系,并提出能值生态足迹和能值生态承载力模型的改进和优化。利用改进模型,实证分析了2000—2016年海南生态经济系统的变化特征。结果表明:(1)能源账户和生物产品账户足迹大幅增加。污染账户和建设用地账户足迹状态稳定。(2)生产承载力随着技术进步不断提高,而环境承载力随着人类对环境资源的占用强度增加不断下降。(3)海南生态环境整体表现为生态盈余,但污染账户、能源账户盈余缩减,2011年能源账户开始出现生态赤字。通过足迹账户的构建,能够更清晰地追踪各账户和各类土地能值生态足迹、能值生态承载力以及能值生态盈余/赤字产生的变化,能值生态足迹模型改进之后能够更客观反映区域生态经济系统状况,为地区有针对性开展环境管理和保护提供依据。

基于能值生态足迹模型的高温伏旱区生态安全研究--以重庆市江津区为例

随着全球环境恶化的速度加快,区域生态安全问题日益突出,特别是对高温伏旱区的生态安全的研究需求越来越迫切。本文利用基于能值理论改进的生态足迹模型,对重庆市江津区2002-2007年的生态安全现状做了全面评估。结果表明：（1）2002-2007年江津区均处于较安全等级,但是安全等级程度逐年下滑,因此需要密切关注;（2）在2002年之后,江津区一直处于强不可持续状态,程度呈逐渐加深的态势。

基于能值生态足迹改进模型的湖南省生态赤字研究

为更好地了解湖南省当前的生态环境状况和可持续发展能力,在应用能值分析和本地生态足迹对传统生态足迹模型进行改进的基础上,以湖南省2000—2013年统计数据为依据,计算出湖南省2000—2013年的人均能值生态足迹、人均能值生态承载力以及人均生态赤字情况。计算和分析结果表明:1湖南省存在生态赤字,社会经济发展对自然资源和环境的压力逐年增大。2湖南省自然生态系统压力的增大绝大部分是由于耕地供给不足和能源消耗过大造成的。作为一个农业大省,湖南省对农业资源的需求量很大。能源问题和农业发展问题是湖南省可持续发展需要解决的首要问题。3湖南省生态承载力和人均生态承载力在一定范围内呈波动变化的状态,总体呈下降趋势,生态足迹和人均生态足迹在不断增加,呈明显上升趋势,说明该省的发展处于相对不可持续状态。其中耕地和化石能源地的足迹和人均足迹最大,其次是建筑用地,牧草地和水域、林地对湖南省人均生态足迹的影响程度很小。42000—2013年,湖南省万元GDP生态足迹呈现逐年显著下降的趋势,这表明研究时段内,湖南省的资源和能源的利用效率有了明显提升,湖南省因为经济发展而造成的生态代价在显著减小。针对湖南省的发展现状,提出以下政策建议:控制耕地面积和化石能源用地的需求量,提高土地利用的均衡性,增加对其他地类的利用以提高生物生态足迹的多样性。巩固和深化湖南省实施绿色发展的成果,努力提升生态系统的自我恢复能力,减缓生态足迹增速,增加生态容量。正确引导湖南省的人口流动,严格控制人口增长。提倡并鼓励绿色消费。

天津市能源消费的能值生态足迹与能源管理

随着我国城市化进程的加快,城市能源供需矛盾日益突出,城市节能降碳工作迫在眉睫。为缓解城市能源危机,对城市的能源消费和能源管理提供决策依据,本文运用基于能值改进的生态足迹模型,对天津市2000—2008年能源消费的能值生态足迹进行时间序列的测度分析,并在此基础上对天津市能源消费的碳排放结构的动态变化趋势进行分析。结果表明,9年间,天津市能源消费的能值生态承载力缓慢增长,从2000年的0.109 hm^2/人增加到2008年的0.234hm^2/人,而能值生态足迹增长迅速,从0.357 hm^2/人增加到0.491hm^2/人,人均生态赤字从0.248 hm^2/人扩大到0.257hm^2/人,万元GDP生态足迹从0.210 hm^2/人下降到0.091 hm^2/人。随着天津市能源消费的增加,能源消费的碳排放量从2000年的2.828t/人增加到2008年的3.971t/人,碳排放强度从1.664 t/万元降低到0.735t/万元。表明天津市在近9年的发展中,能源消费已经远超过承载力水平,碳排放量不断增加,能源消费的不可持续性已经威胁着天津市经济社会发展。针对天津市能源消费的能值生态足迹和碳排放分析结果,提出了促进能源可持续消费模式形成的对策措施,包括调整能源消费结构、降低能源强度、调整经济结构、鼓励可再生能源利用等。

基于能值生态足迹的长山群岛人地关系分析

为探究长山群岛人地关系变化特征以及人类活动对海岛资源环境的影响,利用改进能值生态足迹模型,分析了1996—2016年长山群岛人地关系供需平衡变化情况,并利用脱钩效应模型探讨了海岛经济发展与能值生态足迹之间的关系。结果表明:(1)经济发展速度和海岛居民生活水平的提高使长山群岛能值生态足迹增长,经济发展和城镇扩张导致能值生态承载力不断下降;(2)长山群岛人地关系始终处于生态赤字状态并呈扩大趋势,但各账户生态赤字表征涵义不同,应区别对待;(3)长山群岛能值生态足迹与GDP之间经历了“扩张连接⁃弱脱钩⁃扩张连接⁃弱脱钩⁃强脱钩”的转变过程,经济发展速度、产业结构和增长方式是脱钩状态变化的重要因素。(4)随着产业重心的转移,长山群岛能值生态足迹的影响从海洋转向岛陆。

基于能值生态足迹法的山东省可持续发展分析

传统生态足迹方法自提出以来已广泛应用到可持续发展的研究中，但其改进方法能值生态足迹法在可持续发展中的运用还很少。简要介绍了传统生态足迹模型和基于能值分析理论的生态足迹模型，并运用这两种方法对山东省2002～2006年的生态足迹进行了计算与对比分析。在此基础上测算了衡量区域可持续发展程度的两个指标：生态足迹多样性指数和生态协调系数，计算结果均呈下降趋势，表明山东省对各种土地的需求越来越不平衡，需求与供给之间的差距越来越大，山东省处于不可持续发展状态。通过对比研究，与传统生态足迹模型相比，改进生态足迹模型的计算结果更能真实反映生态经济系统的环境状况。

基于传统生态足迹法与能值生态足迹法的岳阳市可持续发展

为全面了解岳阳市的生态环境状况和可持续发展能力,运用传统生态足迹法和能值生态足迹法对岳阳市2007年的可持续发展状况进行比较分析,结果表明:按能值生态足迹法计算,2007年岳阳市人均生态足迹为10.03753 hm2,人均生态承载力为1.49204 hm2,人均生态赤字8.54549 hm2;按传统生态足迹法计算,2007年岳阳人均生态足迹为3.838203 hm2,人均生态承载力为0.469098 hm2,人均生态赤字3.369105 hm2。两种方法计算的生态足迹都超过了生态承载力,表明岳阳市社会经济发展处于不可持续状况。

基于能值生态足迹和生态效率的贵州省可持续发展评价

利用能值生态足迹模型以及绿色GDP核算初步评价了贵州省2000—2017年可持续发展状况,并选取已经扣除了非期望产出的绿色GDP作为产出指标测算贵州省生态效率,进一步评价其可持续发展水平。研究结果表明:(1)贵州省人均能值生态承载力较稳定,无较大波动;人均能值生态足迹呈现不断上涨的趋势;研究期间贵州省始终处于生态赤字状态;六种生态生产性土地中,化石燃料用地和耕地对生态足迹的贡献度最大。(2)贵州省绿色GDP的增长速度远低于GDP的增长速度,绿色GDP在传统GDP中的占比呈不断下降的趋势,不可更新资源产品的消耗量大是主要原因。(3)DEA结果显示,2000—2017年,有7个年份是DEA有效,DEA无效年份资本投入和劳动力投入存在冗余,投入和产出未达到最佳状态。

基于能值生态足迹的江苏省可持续发展分析

文章利用能值生态足迹法,对江苏省人均能值生态足迹、可再生资源的能值生态承载力和生态协调性进行了计算和动态分析。得出结论:2001—2015年江苏省的人均能值生态承载力不断下降,而人均能值生态足迹连年上升,且其上升主要来自于化石燃料用地和建筑用地的能值生态足迹的增加,即煤炭、原油和电力等能源消耗较大。生态赤字呈现持续扩大的态势,生态系统处于生态环境的供给能力远小于人们生产和消费需求的一种严重失衡状态。生态承载力是有限的,重点在如何减少生态足迹。最后根据结论提出相应的建议。

基于能值生态足迹法的耕地利用可持续性评价——以山东日照为例

本文基于能值生态足迹法(Emergy Ecological Footprint,EEF)对日照市单位面积耕地的利用的可持续性进行研究。结果表明:在研究时段内,日照市单位面积耕地的能值生态承载力一直处于较低水平,且变化不大;能值生态足迹总体增长;生态赤字总体增大,但近两年有下降趋势;对可持续发展指数变化的研究结果表明,日照市耕地利用的可持续性先降低,近年来又有所升高。为了实现日照市耕地可持续发展,应进一步保护耕地资源,提高耕地质量,加强农业基础设施建设,优化农业生态环境,合理控制人口增长,提高单位面积粮食产量。

基于能值生态足迹模型的藏东南生态旅游区可持续发展研究

可持续发展是人类经济社会发展和自然界自然演化同步推进的一条理想路径,为了更好地促进可持续发展战略的实施,需要定量的测算模型为决策提供参考。文章选取藏东南生态旅游区为研究区域,基于能值生态足迹模型,对藏东南生态旅游区2004-2016年间的发展状态进行定量测评。研究显示:(1)藏东南生态旅游区的人均生态足迹逐年增加,由2004年的31.48hm2/cap增加至2016年的44.71 hm2/cap,年增长率为2.97%;(2)2004-2016年,藏东南生态旅游区人均生态盈余呈现逐年递减的趋势,由2004年的49.11hm2/cap减少至2016年的39.88hm2/cap,年递减率为1.75%;(3)2004-2016年期间区域人均生态承载力几乎变化不大。

基于能值生态足迹整合模型的城市可持续性评价——以安徽省池州市为例

针对传统生态足迹模型的缺陷,提出了基于能值分析的生态足迹整合模型,并利用能值生态足迹整合模型对安徽省池州市2001-2010年的生态足迹和生态承载力进行时间序列的测度,在此基础上从生物产品、能源等多个账户对该地区的生态可持续发展情况进行分析。结果表明:10年来,池州市人均生态足迹由2001年的5.8903 hm2增长到2010年的12.5015hm2,人均生态承载力由2001年的6.7385 hm2增长到2010年的16.4547hm2,生态盈余由2001年的0.8482hm2增长到2010年的3.9532hm2。说明池州市的生态承载力大于生态足迹,且生态盈余有逐年扩大的趋势,池州市处于相对可持续的发展之中。但从分账户的生态足迹和生态承载力来看,池州市在建设生态城市过程中还存在一些问题。据此,提出了池州市建设生态城市的对策措施,包括优化产业结构、提高资源利用效率、控制污染等。

基于能值生态足迹的西安市生态承载力现状研究

生态足迹模型是一种较为实用的评价可持续发展与利用的方法,而能值生态足迹模型在一定程度上弥补了传统生态足迹模型的缺点。该研究利用能值足迹模型对西安市2010年的可持续发展状况进行评价,结果显示:西安市2010年实际可利用的人均能值生态承载力为0.228204hm2/cap,人均能值生态足迹为7.0918hm2/cap,生态赤字为6.8636hm2/cap。

基于能值生态足迹的陕川渝三地可持续性发展对比分析

运用能值生态足迹法对西部的三大地区——陕川渝三省(市)的可持续发展状况予以分析,利用三地能值生态赤字(盈余)及万元GDP的大小及各能源消耗比例的大小,初步得出三地合作发展的优先性。结果表明:2007年陕川渝三地的能值生态赤字分别为3.604hm2、1.467hm2、1.268hm2,万元GDP生态足迹分别为3.162hm2、2.31hm2、1.632hm2;陕川渝三地的发展各自面临一定的资源短缺问题,这种依靠进口或者过度开发来为维持社会经济高速发展的方式,势必会引发一系列的生态问题,在新时期,原有的以环境为代价的传统发展模式遇到了挑战,只有因地适宜地对这种模式进行优化调整,才会使三地的发展持续化,从而推动西部发展;三地的不可持续发展状况中,陕西的情况最为严重,资源利用效率最低,川渝相比之下有一定的互补性,提出川渝优先合作带动西部发展,陕西及早与川渝接轨实现共赢。

1949-2008年吉林省乾安县能值生态足迹的动态研究

【目的】分析1949-2008年吉林省乾安县能值生态足迹动态,评价乾安县可持续发展演变情况。【方法】运用能值生态足迹法,对乾安县1949-2008年的能值生态足迹进行研究,分析该区域人均能值生态足迹、人均能值生态承载力和人均能值生态盈亏的动态变化。【结果】1949-2008年,乾安县人均能值生态足迹呈上升趋势,平均每年上升19.3%,而人均能值生态承载力呈下降趋势,平均每年下降10.2%。1949-1978年,乾安县人均能值处于生态盈余状态,但呈下降趋势,人均能值生态盈余从1949年的5.784 2hm2下降至1978年的0.253 9hm2,平均每年下降18.4%;1983-2008年呈现生态赤字状态,人均能值生态赤字从1983年的3.334 2hm2增加至2008年的11.899 2hm2,平均每年增加32.9%。【结论】自1978年之后,乾安县经济快速发展是以过度开发自然资源为代价的;只有因地制宜地对该区域人口、社会经济、工农业和自然环境状况进行优化整合,才能更好地促进其可持续发展建设。

基于能值生态足迹模型的青海地区可持续发展评估

生态足迹分析方法是生态经济学中测度人类社会资源消耗的经典方法之一,基于能值的生态足迹模型是该领域研究的最新发展和改进。本研究采用区域标准计算生态承载力和生态足迹,能够更好地体现区域的真实供给能力和人类对资源的实际消耗,其方法和数据优于普遍采用的全球标准。研究基于能值生态足迹模型,定量地分析了2005–2014年青海省的可持续发展状态;结合万元GDP生态足迹、生态足迹多样性指数以及发展能力指数,分析了青海省的总体经济发展状况;同时利用GIS空间分析技术,分析研究区可持续发展状态的空间分布差异。结果表明:1)2005–2014年青海省区域生态足迹超出了生态承载力,生态足迹指数小于0且不断下降。2)青海省不可持续发展的区域在不断扩大,主要集中在东部的市区及其周边的县域,2011年之后呈现由北向东的带状分布。3)结合能值生态足迹和多因子耦合分析表明,虽然青海省的资源利用效率有所提高,发展能力也有较大的提升,但主要是以大量的资源消耗为代价,水土流失、生态功能恶化、地区承载力下降、自我调节能力降低等生态环境恶化问题依然严峻。该研究结果可为相关青藏高原地区的可持续发展提供有益的参考。

基于能值生态足迹的粤港澳大湾区环境压力与经济发展脱钩效应

为了更好地反映区域可持续发展能力的问题,选取粤港澳大湾区作为研究区域,利用一套结合遥感技术方法的基于能量流的能值生态足迹模型,精确评估该地区1994—2018年的能值承载力、能值生态足迹以及环境压力的演变过程,并利用脱钩模型和对数平均迪氏指数(LMDI)分解模型进一步揭示经济增长方式对环境压力的影响程度和作用机制。结果显示:1)25年以来,在区域尺度,粤港澳大湾区环境压力增长了超过两倍,生态安全等级由较安全逐渐转变为轻度不安全。2)在城市尺度,珠海的环境压力在11个城市中最低,生态环境一直处于安全状态,与其相反的是佛山的环境压力很高,生态环境甚至由重度不安全恶化为极度不安全。而惠州生态安全等级变化最大,由安全转变为轻度不安全。3)生态安全等级的演变与产业结构和能源结构变化有着密切的关系,而与经济增长的关系则经历了弱脱钩到扩张型负脱钩到弱脱钩再到强脱钩的过程,可见环境压力受经济增长影响的作用在逐渐减弱,究其原因主要是人口密度下降所带来的人口效应和技术进步所带来的技术效应促进了环境压力脱钩。因此未来可以进一步通过合理控制建设用地扩张,大力发展科学技术,减少人口压力有效提高粤港澳大湾区的可持续发展水平,寻求经济—社会—生态的效益最大化。