基于SD-EF模型的郑州市水资源承载力研究

利用系统动力学(System Dynamics,简称SD)和生态足迹理论(Ecological Footprint,简称EF)构建出用于郑州市水资源承载力研究的SD-EF模型,并设计4种模拟方案(现状趋势型,经济发展型,绿色节水型和综合响应型)对2016-2030年郑州市的水资源承载力进行动态模拟分析,结果表明,综合响应型方案是4种方案中的最佳方案,并针对此方案的特点,提出增强郑州市水资源承载力的对策与建议。

黄山市三维生态足迹变化及旅游影响研究

旅游业作为黄山市主导产业,其发展是否有利于推动黄山市生态可持续发展是亟待回答的理论与现实问题。文章利用2000—2019年黄山市经济社会相关数据,基于“地区公顷”下均衡因子和产量因子,运用三维生态足迹改进模型与偏最小二乘法,测度分析黄山市近20年生态足迹变化及旅游对其影响。研究表明:(1)黄山市“地区公顷”下均衡因子和产量因子与“全球公顷”下因子存在一定差别,能更精准反映黄山市生态环境状况。(2)2000—2019年,黄山市生态赤字波动下降。人均生态足迹由1.51 ha·cap^(–1)减少到1.20 ha·cap^(–1)。人均生态承载力则稳定在0.79 ha·cap^(–1)左右;(3)人均生态足迹广度变化平缓,黄山市居民占用的自然资本流量主要来自于耕地和林地;(4)人均生态足迹深度大于1,2019年大约需1.53个黄山市空间上的生物生产性土地面积才能满足黄山市居民需求,整体呈波动下降趋势。耕地和草地资源存量透支较多;(5)旅游发展可改善黄山市自然环境,一定程度缓解了黄山市生态压力。第三产业发展、旅游城镇化、居民消费转型升级、经济结构调整优化可降低黄山市生态足迹。

运城市水资源生态足迹时空变化及其驱动因素分析

为定量分析小尺度上水资源可持续利用现状,采用基于“市公顷”的水资源生态足迹模型,结合三维生态足迹理论,探讨运城市2011—2020年水资源生态足迹及生态承载力的时间变化和空间差异;并利用扩展后的STIRPAT模型分析运城市水资源生态足迹变化的驱动因素。结果表明,“市公顷”下运城市水域均衡因子和产量因子区域特征明显;水资源生态足迹整体为先升后降趋势,水资源生态承载力整体为上升趋势;运城市水资源历年均处于生态赤字状态,平均足迹深度3.09;各行政区中,仅垣曲县为水资源盈余状态,其余区域均处于不同程度的水资源赤字状态;水资源消费强度为运城市水资源生态足迹的主要驱动因素,人口规模与水资源生态足迹呈反向作用。

生态足迹的模型修正与方法改进

生态足迹是测定人类活动的资源消费需求,判明自然资产是否被过度利用的有效工具。介绍了生态足迹的基本概念和模型,简单分析基本模型存在的主要缺陷和争论,重点解析了近年来生态足迹模型在参数调整、项目计算、账户扩展等方面的演变和修正。介绍生态足迹研究的传统方法:综合法和组分法,评述了生命周期评价,基于投入产出分析,三维模型,净初级生产力,能值理论,时序分析等的方法改进。对未来的研究方向提出自己的看法,期望对我国的生态足迹研究有一定的启示作用。

资源枯竭城市转型生态足迹分析——以徐州市贾汪区为例

研究目的:从生态学角度研究贾汪区煤炭资源枯竭城市转型发展的可持续性。研究方法:传统生态足迹法和三维生态足迹法。研究结果:11年来,贾汪区生态足迹和生态赤字呈现逐步增长状态;2000—2003年,生态足迹尺度在生态承载力范围内,2004—2010年,生态足迹尺度超出生态承载力。生态足迹高度从2004年开始超过1,即当年生产性土地生产量满足不了社会发展需求;2010年,生态足迹高度增长到9.89,即在当年生产性土地生产能力下,以2010年的生产方式和资源消费速度,自然系统需要经历9.89年时间生产才能满足当年城市发展的资源需求。研究结论:近年来贾汪区转型发展仍然延续粗放的经济发展方式,尚未摆脱资源约束,亟需制定可持续的转型发展战略。

“国家公顷”生态足迹模型中均衡因子及产量因子的计算及应用——以重庆市为例

为更加准确地核算小尺度生态足迹,建立了"国家公顷"模型,明确了均衡因子和产量因子的含义与计算方法。在计算方法上,引入热值的概念,克服了不同类型生物产品不能直接加总的难题。以重庆市为例,应用建立的模型测算2007年各类土地的均衡因子和各类土地的产量因子。结果表明,计算数值与国际上通行的数值存在较大差异,但客观地表达了国内及重庆市的实际情况,存在差异是合理的;重庆市人均生态足迹达2.258hm2,人均生态赤字达1.894hm2,说明重庆市的经济处于不可持续发展的状态;所构建的方法简单易行,结果合理。

江苏省生态足迹时间维度变化及其驱动因素分析——基于PLS方法对STIRPAT模型的修正

在分析江苏省生态足迹时间维变化规律的基础上,探讨江苏省生态足迹变化的重要驱动因素。1)1990-2007年,江苏省生态足迹以年均5.36%的速度从7 227.75万hm2升至13 817.76万hm2,而生态承载力以年均0.30%的速度从2 850.98万hm2降至2 703.58万hm2,生态足迹对区域生态赤字变化的贡献率达97.81%,成为江苏省生态赤字增加的主要原因;2)STIRPAT模型分析结果显示,人均GDP及其二次项、第一二产业产值占总产值比重及其二项式是江苏省生态足迹变化的重要驱动因素,总人口及城市化率指标却被排除在外,然而VIF值计算结果显示模型中各驱动因素间多重共线性明显;3)采用PLS方法修正STIRPAT模型,消除因素间的多重共线性问题,显示总人口、人均GDP及其二次项、第一二产业产值占总产值比重及其二次项、城市化率及其二次项都是江苏省生态足迹变化的重要驱动因素,且按VIP重要性排序为城市化率>人均GDP二次项>一二产业产值占总产值比重>人均GDP>城市化率二次项>总人口>一二产业产值占总产值比重二次项。两种方法中人均GDP二次项的系数均为正,表明江苏省生态足迹变化不存在环境EKC曲线的假说。该文进一步明确STIRPAT模型在分析环境压力的驱动因素中存在的缺陷,另一方面验证了基于PLS修正的STIRPAT模型的准确性与可行性。

基于生态足迹改进模型的均衡因子与产量因子计算——以某市为例

在全球公顷、国家公顷和省公顷的模型基础上,建立了市公顷生态足迹计算模型,阐明了均衡因子与产量因子的相关概念与计算方法。以某市为例,计算了2007年其均衡因子和其市域范围内某县的产量因子,结果与全球公顷和国家公顷模型下的数值存在较大差异,但这一差异是合理的。研究表明,市公顷方法更适合市级以下区域生态足迹的核算和比较,计算所得的均衡因子和产量因子更能反映小区域的实际,相对误差较小。

基于“市公顷”模型的某县级市生态足迹分析

在全球公顷、国家公顷和省公顷的模型基础上,建立了市公顷生态足迹和生态承载力的计算模型。采用2003～2007年某市平均土地单产量,以市公顷模型计算出全市均衡因子和市域范围内某县级市的产量因子,进而核算和分析了这5年该县级市的生态足迹,并把2007年的数据与全球公顷法进行了对比分析。由市公顷计算结果看出,该县级市人均生态足迹中耕地和草地占的比重很大,2007年分别达到了44%和46%,而人均生态赤字则主要是由草地方面贡献的,2007年草地人均生态赤字达到总人均生态赤字的73.8%。根据计算结果与实际情况,提出了该县级市相应的可持续发展建议。

城市生态环境演变趋势的集对分析预测研究——以武汉市为例

自然生态环境是城市社会经济健康发展的重要物质基础,生态足迹作为生态环境承载状态测度的指标,受到社会、经济、人口等多种因素的影响,表现出时空动态性和不确定性等特征,集对分析(SPA)为不确定性问题的建模提出一条新的思路。在对1988—2004年武汉市生态足迹及其社会经济影响因子时间序列分析的基础上,通过构建的集对分析动态模型,对武汉市2005—2020年总生态足迹发展趋势进行了预测。研究结果表明,2005—2020年总生态足迹将由1810.925万hm2增长到2873.857万hm2,呈现出低于GDP和生态效率增长速率的趋势,但生态环境将进一步恶化,对此就武汉市生态系统的发展提出了对策与建议。最后,指出SPA动态模型为城市生态系统预测研究提供了一种可行的解决方案。

日喀则市农业生态足迹研究

采用水资源足迹和化石能源供给地概念,对日喀则市2005年农业活动的生态足迹进行实证分析.结果表明:日喀则市农业综合足迹为334 153.27 hm2,占日喀则市总足迹的77.6%,其中,化石能源地足迹仅占农业综合足迹的13.3%,表明农业现代化程度不高.对农业综合足迹贡献最大的是耕地和牧草地,二者合占65.6%,主要原因是大量使用农用化学品和牧草地严重超载;生产足迹占农业综合足迹的82.8%,说明农村占用的大部分资源主要用来进行资源再生产.对日喀则市农业综合足迹的实证研究表明,资源产量法可以有效减小土地面积法引起的生态赤字扩大化现象,将肉、蛋、奶产品作为次级产品更能反映牧草地利用现状.

退牧还草前后鄂尔多斯市生物资源产品消费的生态影响

为了明晰退牧还草工程前后生物资源产品消费结构变化对生态环境的影响差异,以内蒙古自治区鄂尔多斯市为例,通过对传统生态足迹计算中的"全球公顷"进行本地化处理,采用"省公顷"生态足迹法分析该地区1995年(退牧还草前)、2012年(退牧还草后)生物资源产品消费特点及其生态影响.结果表明:与1995年相比,2012年鄂尔多斯市生物资源产品消费结构呈现多元化特征,由以粮食油料和肉蛋奶为主向多种食物种类转变,化石能源的大量使用使薪柴消费量相对减少;与此同时,2012年鄂尔多斯市粮食油料和薪柴消费的生态足迹消耗量均呈降低趋势(降幅分别为53.23%和86.49%),而蔬菜瓜果和肉蛋奶的生态足迹均有所增加(其中蔬菜瓜果增幅达到44.97%).各种生物资源产品的消费主要是对耕地生态足迹的消耗,粮食油料对耕地生态足迹消耗量的贡献率由1995年的40.17%降至2012年的21.74%,而蔬菜瓜果和部分肉蛋奶的贡献率均有所增加.2012年鄂尔多斯市生态赤字(2.738 4 hm2/人)低于1995年(3.438 2 hm2/人),生态效率亦明显较高,表明人类活动对自然资源的扰动、占用和对生态环境的影响均有所缓解,并且资源环境利用效率得到显著提升.但该市生态赤字率仍然很高,伴随着外来人口的迁入,还需548.83×104hm2的生物生产性土地面积才能满足2012年鄂尔多斯市常住人口对生物资源产品消费生态足迹的总需求.研究显示,鄂尔多斯市生物资源产品消费结构的多元化转变在一定程度上可有效缓解其所产生的生态压力,生态效率的提高有助于进一步调解人地关系、改善生态环境.

针对生态型城市规划的生态足迹影响因子分析

针对上海欲建设生态型国际大都市的目标,为保证EF能给其生态规划提供更具体、科学的分析依据,在W ackernagel提出生态足迹方法的基础上,采用国际均值作对比计算,以上海的长期发展实际数据为基础,计算其动态的EF.根据EF的计算结果,结合调查数据分析影响EF的关键因子,发现地区发展状况、人均GDP、科学技术发展、人口密度、人口城市化水平与EF有一定的相关性.据此,提出EF的多元性,进一步说明EF作为衡量区域可持续发展具有一定的局限性,仅能作为生态规划中的参考依据.

基于非权重方法的城市景观规划设计生态性评估研究

以规划设计方案的生态可持续性为研究对象,分析了基于权重的生态性评估体系的缺陷,提出了非权重方法的研究对策,进而建立了以ULEE(城市景观生态效率)为核心指标、EF(生态足迹)为统一度量的非权重法评估的理想模型,建构了2大类6组基本评估指标体系,讨论了相关指标的计算思路,建立了基于非权重方法的生态性评估研究框架,提出了规划因素与"生态性"的关联性、规划图式与生态意义、评估程序等需进一步研究的主要内容。

基于生态足迹法的资源型城市人口容量研究

借助生态足迹法模型,选取资源型城市的典型代表—平顶山市为研究区域,对其人口容量进行分析预测,结果显示:平顶山市2010年人口容量约为486万人,实际约为490万人;预测平顶山市2020年人口容量约为506万人.

基于生态足迹模型的威海市可持续发展定量研究

利用生态足迹法分析了威海市可持续发展状况。结果表明:2006年威海市的人均生态足迹为3.967、人均生态承载力为0.810、人均生态赤字高达3.157,呈现供不应求的局面。运用多指标综合预测法进行了动态评估,对威海市未来人口、生态足迹、生态承载力和生态赤字进行了预测。测算了万元GDP生态足迹、生态足迹多样性指数、生态经济系统发展能力、人均生态协调系数和生态承载缺陷度指标,力求全面客观地反映威海市综合发展水平。研究表明,未来几年威海市人均生态赤字呈上升趋势。最后按威海市发展的具体状况提出了改善生态环境、降低生态赤字的建议,力求为相关管理部门规划管理和威海市可持续发展提供科学的理论依据。

宁夏固原市生物资源消耗生态足迹的区域差异分析

基于"市公顷"生态足迹法,应用2013年土地平均产量核算了固原市4县1区在生产经营(即固原市生产量)、销售产品(即固原市流出量)、购入产品(即固原市流入量)3种组分下的生态足迹,探讨不同地区各种生物资源产品的生态足迹消耗;分析固原市及其区县生态足迹最终的实际消耗量与生物承载力之间的关系。结果表明:除泾源县外,固原市及其3县1区(原州区、西吉县、隆德县和彭阳县)的本地生产是其实际消耗生态足迹的主要来源。各区县对生物资源产品生态足迹的消耗表现为泾源县以粮食产品为主,而固原市其他3县1区则以肉蛋奶为主。固原市2013年生物资源生态赤字达0.835 0 hm2·cap^(-1),生态压力指数达2.35,其他区县也都表现为生态赤字,只是生态赤字程度和生态压力各不相同。研究结果揭示出无论是从固原市整体还是从其各个区县来看,固原市的生态环境形势都极为严峻,应结合当地的经济发展程度合理提升其资源利用效率,改善当地的生态环境与人类社会之间关系。

宝鸡市中小学生个人生态足迹分析

利用生态足迹成分法对宝鸡市4所中小学校学生个人生态足迹进行了计算与分析,研究结果表明:(1)中小学生个人生态足迹的最大成分是肉类,其次是奶类,两者占个人总足迹的64%以上;(2)中小学生个人生态足迹的大小与年龄并无很大的关系,而与消费水平、个人偏好密切相关;(3)中小学生中男生的个人生态足迹大于女生的个人生态足迹。通过上述分析,希望为宝鸡市建设"绿色"校园、开展生态教育提供一些参考依据。

皖江城市带生态农业的实证研究和对策——基于反全球化和创新驱动发展战略视角

结合反全球化和创新驱动发展战略的时代背景,以皖江城市带为例,实证研究从数据统计入手,进行生态足迹分析,从种植业、能源产业综合考虑,并对比其生态承载力,计算生态足迹,分析皖江城市带的可持续发展能力,研究过程中除了得出生态结论之外也得出其他结论,并给予相关建议。

基于生态足迹法的南阳市水资源可持续利用分析

以南水北调中线工程渠首南阳市为例,采用水资源生态足迹法分析了南阳市2006~2013年水资源基本情况,进而评价了南阳市水资源可持续利用状况。结果表明,在2006~2013年间,南阳市人均水资源生态足迹和万元GDP生态足迹总体呈下降趋势,二者分别下降了26.6%和64.71%,且人均万元GDP耗水量低于全国平均水平20%左右,说明通过近年来的综合治理,在提高用水效率方面已取得了较显著的成效;南阳市连续多年出现水资源生态赤字或接近赤字,2013年人均水资源生态赤字已达0.122hm2,水资源总体上还处于不可持续使用状态。