基于遗传神经网络的成都市人均生态足迹预测

利用遗传神经网络模型分析成都市各年人均生态足迹值与其主要影响因素之间的内在关系,并以此来预测未来生态足迹发展趋势。首先计算出成都市1985-2005年共21年的人均生态足迹值,结果表明,20余年来成都市人均生态足迹值缓慢上升,从1.344hm^2升至1.789hm^2。选取6个影响因素指标,建立了6输入、1输出、1个隐含层的三层BP人工神经网络,利用遗传算法的全局优化性能对BP网络进行初始权值优化,以克服BP网络易陷入局部极小点的缺陷。运用遗传神经网络模型对训练样本（1985-2002年人均生态足迹值）进行拟合的精度达99.70%;对检验样本（2003-2005年人均生态足迹值）进行仿真检验,仿真精度为99.10%,高于普通BP神经网络模型（97.89%）,体现出模型较强的应用价值。利用1985-2005年各影响因素的预测值作为网络输入,使用优化后的网络来预测成都市未来几年生态足迹值,最终预测得到2008-2010年成都市人均生态足迹的预测值分别为1.939、1.990、2.049 hm^2人^-1,人均生态赤字分别为1.629、1.688、1.749 hm^2人^-1。为减轻城市发展消耗所导致的生态环境压力,应有效控制成都市人口过快增长、引导消费观念和结构更新。

成都市人均生态足迹和人均生态承载力空间分布差异

生态足迹方法是通过比较人类活动消耗的自然资源与自然生态系统所提供的生态承载力,定量的判断区域的可持续发展状态。采用生态足迹模型对2009—2014年成都市生态足迹、生态承载力状况进行了测算,并结合空间分析揭示了其空间演化规律。结果表明:(1)2009—2014年,各区市县人均生态足迹平均值有着逐年下降的趋势,由2009年的2.759hm^2/人下降至2014年的1.937hm^2/人,基本格局呈现出中间低,西南高,两翼居中的分布特征,高水平人均生态足迹集中分布在西南方向的蒲江县、大邑县,邛崃市;(2)2009—2014年成都市人均承载力呈现出较为稳定且有下降的趋势,由2009年的0.2314hm^2/人下降至2014年的0.2215hm^2/人,其空间分布特征与生态足迹呈现出较好的空间一致性;(3)人均生态亏盈,在时间上表现为逐渐向好,但其本质是趋势为生态赤字愈发严重,空间上呈现出与人均生态承载力情况"高-低,低-高"相反分布的特征,分布呈扩散型,即由中部的五城区向四周扩散,除五城区外,其余地区在研究期间内都为赤字,最严重区域集中在西南方向的蒲江县,最高达到-9.3189hm^2/人,亟需建立有效的生态足迹调控和补充机制。

南京市快速城市化过程中人均生态足迹的动态变化与预测研究

基于<南京统计年鉴>数据,应用生态足迹分析方法,计算了南京市1992～2002年人均生态足迹、人均生态承载力和生态赤字,并对过去11年生态足迹各项指标及其动态变化进行了分析.结果显示,南京市人均生态足迹明显高于江苏省平均水平,更是高于全国水平的2倍,已超过了2.0 hm 2/人的全球生态阈值,人均生态承载力明显偏低,全市生态赤字高达自身面积的20倍,表明南京市资源环境形势不容乐观,区域可持续发展面临严峻挑战.随着城市化、工业化和社会经济的迅速发展,过去11年间南京市呈现人均生态足迹逐年升高、人均生态承载力不断降低的动态趋势.鉴于此,必须实施资源节约高效、生态环境友好、控制人口负荷等重大战略举措,实现快速城市化、工业化背景下的区域可持续发展.其次利用灰色模型预测了2003～2005年的人均生态足迹和生态承载力,预测精度较好.

新疆人均生态足迹的演变及其计量测算探析

运用生态足迹理论,计算出1984-2007年新疆的人均生态足迹,揭示新疆人均生态足迹随时间的变化规律;以1984-1995年的新疆人均生态足迹为基数,引入现阶段应用范围较广的时间序列预测模型(ARIMA模型、灰色GM(1,1)模型、线性回归模型)对新疆1996-2007年的人均生态足迹进行测算,并将各模型的预测结果与实际值进行比较,探讨出新疆人均生态足迹短期预测中的最佳模型,并借此最佳模型对新疆"十二五"人均生态足迹进行预测。结果表明,新疆人均生态足迹逐年持续上升,"十二五"时期人地矛盾将进一步加剧,集约节约利用资源是新疆可持续发展的必然趋势;将计量模型与生态足迹计算结合起来,能够弥补生态足迹理论中的静态性缺陷和预测性难题;ARIMA模型和灰色GM(1,1)模型是预测新疆人均生态足迹中较优的模型,ARIMA模型更适宜短期预测。

基于BP神经网络模型的宿州市人均生态足迹预测研究

利用人均生态足迹对宿州市生态形势进行评价,发现1997-2004年生态环境趋于恶化,经济快速发展过度消耗资源,并对环境造成一定程度危害,而2005-2007年生态环境趋于好转且态势平稳;并发现人均生态足迹的变化是宿州市生态安全形势的表征因子。在此基础上利用BP神经网络模型对宿州市1997-2005年生态足迹变化的影响因子,进行模拟训练,生态足迹拟合精度达到99.68%,又以此检验了对2006、2007年人均生态足迹的预测,误差仅为0.5%,即对未来三年的人均生态足迹进行预测,结果表明宿州市生态安全形势良好,该模型对资源保护及土地利用的决策与规划,均具借鉴意义。

福建省2009-2018年人均生态足迹和人均生态承载力的时空动态

利用生态足迹法核算2009-2018年福建省人均生态足迹和人均生态承载力,基于ArcGIS和Stata统计分析软件,结合ESDA(探索性空间数据分析)方法对福建省人均生态承载力进行时空动态分析,结果表明:2009-2018年福建省人均生态足迹总体上呈现上升的趋势,从2009年的2.630 hm^(2)·人^(-1)增长至2018年的3.336 hm^(2)·人^(-1);人均生态承载力呈现较稳定并轻微下降的趋势,从2009年的0.566 hm^(2)·人^(-1)降至2018年的0.534 hm^(2)·人^(-1);生态赤字和生态压力指数持续增大,但有缓解的态势;生态协调系数偏低且总体上呈下降的趋势.人均生态足迹和人均生态承载力均有较明显的空间分布差异,各年份和地市的福建省人均生态足迹指数和人均生态承载力指数均有差异,其中,人均生态承载力呈西北高、东南低的格局,沿海地区的城市人均生态承载普遍偏低.人均生态承载力存在显著的全局空间正相关,各地市呈现出高—高集聚或低—低集聚的特征,且空间相对差异呈增长趋势.

基于GTWR模型的疏勒河流域人均三维生态足迹动态变化及其影响因素分析

生态足迹是一种通过测量人类对区域自然资本利用程度评价该区域是否可持续发展的方法。疏勒河流域作为我国西北典型干旱区,分析其生态足迹的变化特征能够有效保障流域可持续发展。论文基于生产视角,通过土地利用数据、生物产品产量数据、社会经济数据和人口数据等,采用人均三维生态足迹模型对2000—2020年疏勒河流域人均足迹广度、人均足迹深度、人均三维生态足迹及自然资本存流量使用情况进行分析,探究流域人均三维生态足迹的动态变化特征,利用GTWR模型分析各因子的时空异质性。结果表明:2000—2020年,疏勒河流域人均足迹广度总体呈上—中—下游依次递减趋势;随着土地利用程度加深,人类对生物资源的占用速度超过其再生速度,流域人均足迹深度大于1;流域内各县人均三维生态足迹上升,生态压力增大,生态足迹重心总体自西向东北移动。在疏勒河流域,人均生态足迹主要受社会发展、民生福祉和工业发展三方面因素影响。

环长株潭次级城市群生态足迹变化与经济脱钩研究

生态保护和经济发展是辩证统一关系,自然资源开发强度过大会限制城市群经济的可持续发展。为明晰环长株潭次级城市群的自然资源开发强度和经济之间的关系,采用三维生态足迹模型、Tapio弹性脱钩模型和ArcGIS空间分析法对2009—2018年环长株潭次级城市群的生态足迹时空特征、脱钩状态进行定量定性研究。结果表明:2009—2018年间,研究区人均生态足迹量整体经历了“上升-下降”趋势,人均生态足迹深度远远超出生态足迹广度,各城市足迹深度、广度空间分异显著,以消耗自然资本存量来促进经济发展是主要的发展模式;耕地和化石能源用地是主要的足迹来源,娄底市是人均生态足迹最高的城市;城市群人均生态足迹与经济脱钩关系主要为强脱钩和弱脱钩,各城市之间脱钩状态差异较大,城市群处于环境压力缓慢增长的状态。研究结果可为环长株潭次级城市群进行“生态足迹—经济发展”宏观调控提供有益参考。

城市居民生活消费生态足迹测算及影响因素分析——以长沙市为例

运用生态足迹理论,采用相关经济数据,计算了1990—2010年工业化进程中长沙市城市居民生活消费人均生态足迹,然后采用STIRPAT扩展模型,应用岭回归方法计量分析了人口、消费、技术及工业化水平对人均生态足迹影响。研究结果表明:(1)1990—2010年长沙市城市居民生活消费的人均生态足迹由1990年的0.7133 hm2增至2010年的1.3699 hm2。但自2007年以来,人均生态足迹的增速有所减缓,这与长沙市培养居民生态消费模式密不可分。(2)人口增长、人均社会消费品零售总额提高导致长沙市城市居民生活消费人均生态足迹的增长,而人均万元GDP生态足迹和工业化水平的提高导致人均生态足迹的降低。为缓解城市居民生活消费给生态环境带来的压力,长沙应降低人口负荷,大力推行生态消费模式,推进工业化的成效,强化技术和服务支撑。

生态足迹计算模型在区域可持续发展评价中的应用

以珠江三角洲为案例研究区,将遥感获取数据应用到生态足迹的计算中,以此衡量该区域的可持续发展状态。计算结果表明:各土地类型的人均生态足迹之间存在着较大的差异;人均生态足迹的变化速率比人均生态承载力的变化速率快得多;土地类型的生态盈亏由大到小的顺序依次为建筑用地、林地、水域、耕地、草地。2000年珠江三角洲地区的人均生态足迹为1.5403hm2,而实际人均生态承载力为0.2807hm2;生态赤字为0.182。生态赤字的存在表明该区域的发展模式仍处于一种不可持续的状态。

工业化进程中城市居民生活消费生态足迹分析——以长沙市为例

运用生态足迹理论,采用相关经济数据,计算和分析了1990—2010年长沙市城市居民生活消费人均生态足迹的动态变化过程,测算出相关因素对人均生态足迹变动的贡献份额。计算结果表明:1990—2010年长沙市城市居民生活消费的人均生态足迹呈持续上升趋势,人均生态足迹由1990年的0.713 3hm2增至2010年的1.369 9hm2,不同土地类型的人均生态足迹在时间序列上的变化趋势具有不一致性。但自2007年以来人均生态足迹的增速有所减缓,这与居民生态消费模式密不可分。总体而言,技术进步一直是人均生态足迹下降的因素,经济增长、工业化是促使人均生态足迹提高的因素,且工业化水平对人均生态足迹的影响呈现先上升后下降趋势。为缓解城市居民生活消费给生态环境带来的压力,促进"两型社会"和生态文明建设,应大力推行生态消费模式,以生态消费为动力转变经济发展方式,努力探索新型工业化道路。

基于Origin7.5软件的地区生态足迹预测分析

利用生态足迹模型计算黔东南州1997～2006年人均生态足迹和人均生态承载力,并运用Origin7.5软件对黔东南州1997～2006年人均生态足迹和人均生态承载力进行拟合分析,在此基础上对黔东南州2008～2020年人均生态足迹和人均生态承载力进行预测。预测结果表明:黔东南州人均生态足迹由2008年的1.227943 hm2升至2020年的2.458619 hm2,年均增长率达到8.35%,增长速度较快;人均生态承载力从2008年的0.957124 hm2降至2020年的0.945817 hm2,年均下降率为1.18%,相对下降缓慢;生态赤字由2008年的0.270819 hm2扩大到2020年的1.512802 hm2,年均增长率达到38.22%,上升幅度较大。

生态足迹视角下河南省生态承载力研究

运用生态足迹理论测算了2008—2014年河南省的生态足迹总量与生态承载力,对比分析了生态足迹与生态承载力的关系与内部结构的变动趋势。研究表明:总体而言,河南省的人均生态足迹已超过人均生态承载力,2014年的生态赤字为1.2782hm^2,比2008年增加了0.1135hm^2;人均生态足迹一直是生态承载力的2.7倍之多。从各类生产性土地的生态盈余变动看,耕地和建筑用地有一定的盈余空间,林地在2014年已出现了赤字,草地、水域地和化石能源的生态赤字不断加大,可见河南省的生态环境形势十分严峻。

基于生态足迹的城市化研究——以宝鸡市为例

运用生态足迹分析可定量反映城市人类活动对自然环境产生的压力和影响程度,为城市生态系统研究提供了新的思路和研究方向。该文以宝鸡市为例,应用生态足迹分析方法,计算了宝鸡市2001～2005年人均生态足迹,研究了其城市化发展中的生态环境动态变化情况,结果表明:地域景观城市化水平和经济城市化水平对人均生态足迹具有强烈的影响作用,而人口城市化和生活方式城市化对生态足迹具有反作用。对此提出了几点建议,以期为宝鸡市的城市化发展提供参考依据。

基于生态足迹法的河北省可持续发展状况研究

简单介绍了William Rees和Mathis wackernagel提出来的生态足迹法的概念和计算方法.并运用此方法对河北省2007年的生态足迹进行了分析计算.结果表明:2007年河北省人均生态足迹为2.7237hm2,可利用的人均生态承载力为0.4089hm2.这反映了河北省的生产、生活强度已经远远超过了生态系统的承载能力,区域生态系统处于人类的过度开发利用和压力之下.

贵州省2007年生态环境与可持续发展的生态足迹分析

运用生态足迹模型,对贵州省2007年可持续发展状况进行定量测量;表明,贵州省2007年人均生态足迹为2.57324hm2,人均生态承栽力为0.72943hm2,人均生态赤字1.84381hm2;表明贵州省人口活动对资源和能源的消费已经超出了生态承载力允许范围,生态处于不可持续发展状况.

低碳概念下武汉市生态足迹的动态分析与预测

社会的发展,使人类处于从工业文明时代迈向生态文明时代的转折期。大力倡导低碳经济,建设生态文明,成为这一时期的主旋律。以生态足迹模型为基础,对武汉市1996—2010年的人均生态足迹和人均生态承载力进行计算,并运用灰色系统GM(1,1)模型对2011—2015年的生态足迹状况进行预测。结果表明:(1)1996—2010年武汉市人均生态足迹有所增加;(2)可使用的人均生态承载力总体呈下降趋势;(3)武汉市一直处于生态赤字状态,生态压力指数持续较高;(4)2011—2015年武汉市人均生态足迹逐年增加,而人均生态承载力逐年减少,按照现行发展模式,到2015年,武汉市人均生态赤字率将达到253%。因此,大力推动低碳经济发展,建设资源节约型、环境友好型社会,已经成为武汉市可持续发展战略的重要组成部分。

2005-2010年合肥市生态足迹计算与分析

对合肥市2005年-2010年六年间的各类生态足迹以及万元GDP进行计算与分析,结果表明:近年来合肥市工业经济发展加快,人民生活水平提升,城市化进程的动力强劲,同时随着资源利用率逐年增高,合肥市的经济发展已经开始向资源集约型过渡。

基于生态足迹模型的沈阳市经济发展评估

对沈阳市2004年的资源与环境状况进行定性分析,在此基础上,根据相关统计数据,采用"生态足迹模型"计算和分析了沈阳市2004年的生态足迹和生态承载力.结果表明:沈阳市的人均生态足迹为2.2837541hm2,人均生态承载力为1.6603407hm2,人均生态赤字为0.628227hm2,总的生态赤字相当于沈阳市国土面积的336倍,说明目前的发展处于不可持续状态.文章最后分析了沈阳市产生生态赤字的原因并提出了缓解生态压力的方案.