基于自然-经济综合视角的碳排放强度与生态盈亏多情景模拟研究——以淮海经济区为例

生态盈亏与碳排放强度是衡量生态环境质量与经济发展水平的重要指标,分析两者时空关联并预测未来演进方向对提升区域生态环境质量健康水平具有指导作用。以淮海经济区为研究对象,以2000年、2010年和2020年3期土地利用数据为基础,运用PLUS模型、双变量自相关、耦合协调度及面板计量回归模型等方法,预测并分析淮海经济区2000—2036年3种情景下碳排放强度、生态盈亏的演化特征及时空关联。结果表明:(1)常规发展情景下,淮海经济区生态性呈下降趋势,强耕地保护情景下生态性微有下降,强生态保护情景下,生态性有所上升,自然要素是主导。(2)常规发展情景下,淮海经济区碳排放量逐渐加大,强耕地保护及强生态保护情景下,则呈下降趋势;三种状态下,碳排放强度均呈下降趋势,时间轴2010—2020年降幅较大,空间序河流水系地区碳排放强度降幅较大。(3)淮海经济区碳排放强度与生态盈亏呈负相关关系,低低和低高聚类主要分布在城镇建设用地周边,高低和高高聚类分布在人类干扰较少的自然区域;高高聚类主要位于河流水系交汇区,表明水域有效降低碳排放强度的功能。(4)淮海经济区的碳排放强度与生态盈亏之间的耦合协调度呈东西高、中部低的态势,高耦合协调度主要分布于低高聚类,即自然地区域,低耦合协调度主要分布于西部平原区;科学技术、经济发展水平及二产占比对耦合协调度呈正影响,城镇化率、道路密度呈负影响。研究认为,淮海经济区当前的土地利用方式,不利于区域环境质量的改善,建议进一步强化建设用地管控、大力推进高标准农田建设和水域保护,以耕地质量提升和水域保护加强提升粮食主产区环境质量健康水平。

长三角地区生态盈亏及经济效率协同分析

文章运用调整后的生态盈亏模型,对2010—2019年长三角地区41个地级市人均生态盈亏指数进行测算,采用ESDA方法分析其时空分布变化特点,同时运用Super-SBM模型对41个城市不同年份经济效率值进行测度,基于效率分析并构建生态-经济结构偏差指数对生态环境与经济效率之间的协同关系进行衡量。结果表明:(1)长三角地区人均生态盈亏指数处于下降趋势,且存在一定的空间集聚效应;(2)为了提高城市经济效率而做出的生产决策调整,极有可能与当地生态环境的开发情况不相协同;(3)以城市经济效率为考量进行的资源分配与集聚,一定程度上将加剧地区生态环境的两极分化。

农田生态盈亏空间差异与跨区域均衡机制——基于生态账户的武汉城市圈实证分析

区域农田生态补偿是协调区域经济发展与农地保护矛盾的重要机制,而补偿区域的划分是进行跨区域农田生态补偿的前提。本文在对武汉城市圈48个县(市、区)进行农田生态足迹/承载力计算的基础上,对武汉城市圈进行农田生态补偿类型区划分,并提出生态补偿优先级指数作为武汉城市圈进行跨县域农田补偿先后顺序确立的依据。结果表明:2008年武汉城市圈的农田生态足迹为858.26×104hm2/cap,生态承载力为755.54×104hm2/cap,总体上呈现出农田生态赤字的状态,赤字面积为102.72×104hm2/cap,武汉城市圈农田生态足迹和农田生态承载力的空间分布均非常不均衡。依据农田生态盈亏值,划分农田生态补偿支付区和受偿区,武汉城市圈共有麻城市、仙桃市等24个县(市、区)被划分为农田生态补偿受偿区和武昌区、铁山区等24个支付区。根据农田生态补偿优先级指数公式,在武汉城市圈48个县(市、区)中,经济发展程度和城市化水平最高的江汉区等11个中心城区是农田生态系统服务最大的输入区,属于优先支付区;东西湖区等13个工业发达地区则属于一般支付区;黄陂区等14个正处在快速发展阶段的县(市、区)则属于一般受偿区;而经济欠发达的、农业收入比重较大的安陆市等10个县(市、区)则是农田生态服务的最主要的输出地区,应优先享受区域生态补偿,属于优先受偿区。

基于生态足迹的生态盈亏平衡分析——以辽宁省长海县为例

生态足迹方法是一种度量可持续发展程度的指标,通过估算维持人类的自然资源消费和同化人类产生的废弃物所需要的生物生产性面积即生态足迹的大小,并与给定区域的生态承载力进行生态盈亏平衡分析,来衡量研究区域的可持续发展状况。生态足迹方法从人类需求占用角度为评估区域可持续发展状态提供了较好的测量方法。当一个地区的生态承载力小于生态足迹时,出现生态赤字,生态赤字表明该地区生态安全受到胁迫;当生态承载力大于生态足迹时,则产生生态盈余,此时认为该地区生态系统是安全的,人类的发展处于可持续状态。可见生态盈亏平衡分析可以为地区可持续发展提供生态预警作用。

海南省生态盈亏及其空间结构研究

以生态足迹计算方法和泰尔指数等区域差距计算方法为模型工具,对海南的生态盈亏及其空间结构进行了系统研究。结果表明:海南省总量生态盈亏(ED)为2 357 083 hm2。在各项生态生产性土地中,盈亏较高的是总量水域、总量林地和总量耕地生态盈亏,较低的是总量草地、总量建设用地和总量化石能源用地生态盈亏。在18个市县中,总量耕地生态盈亏最高的市县是海口市,最低的是临高县。海南省人均生态盈亏为0.267 983 hm2。其中,人均水域、林地和耕地生态盈亏较高,人均草地、建设用地和化石能源用地生态盈亏较低。在18个市县中,人均生态盈亏最高的市县是文昌市,最低的是白沙县。

天水市水生态盈亏分析及研究

通过对天水市2012—2018年水资源总量及用水量的现状调查,利用水资源生态足迹模型计算了天水市2012—2018年水资源生态足迹、生态承载力、生态盈亏状况,预测了天水市2030年水资源生态足迹及生态承载力、水生态盈亏情况,得出了水资源将成为天水市经济发展的主要限制因素。建议:提高水资源保护意识和利用效率,优化水资源配置;构建创新型用水管理制度,转变发展思路;向全社会宣传节约资源的理念,积极保护生态环境。

四川省水资源生态足迹与水资源生态盈亏指数的时空分析

利用水资源生态足迹模型计算四川省2016~2020年21个市(州)水资源生态足迹、水资源环境承载力、水资源生态盈亏指数,运用空间自相关模型,揭示了人均水资源生态盈亏指数时空间聚集性特征。结果表明:1) 2016~2020年四川省人均水资源生态足迹总体呈下降趋势,人均水资源生态足迹呈现盆地中部与攀西地区高,川西与川东地区低的分布特征。水资源生态承载力呈现空间分布不均,西部高原山地地区水资源承载力高,而东部盆地地区较低。2) 2016~2020年各市(州)万元GDP生态足迹呈逐年递减趋势,说明水资源利用效率逐年提高。3) 2016~2019年部分地区存在面对水资源生态赤字问题,2020年四川省21个市(州)均为水资源生态盈余,但部分地区生态盈余较低。人均水资源生态盈亏指数存在显著的空间集聚特征,空间局部特征以高–高型和低–低型显著。

绿色低碳视域下长江经济带耕地生态外溢价值评估及时空变化分析

为推进长江经济带耕地保护和绿色低碳发展,利用当量因子法、环境成本法等测算耕地生态服务价值和负外部性价值,结合耕地生态足迹和生态承载力,将长江经济带11省(直辖市)划分为盈余区、平衡区与赤字区,对耕地生态外溢价值进行评估,并分析时空变化特征。结果显示:(1)2011-2021年长江经济带耕地生态价值总量呈上升趋势,由3670.37亿元上涨至4661.55亿元,耕地生态外溢价值缓慢上升,由1353.82亿元上涨至1970.77亿元。(2)长江经济带耕地资源整体处于盈余状态,耕地生态价值总体呈现出“东低西高”的态势,四川省耕地生态价值和盈余量最高,上海市耕地生态价值最低。(3)2011-2021年间,浙江省和上海市处于耕地生态赤字区,四川省处于耕地生态高盈余区,重庆市和贵州省处于耕地生态平衡状态,江西省、安徽省和江苏省耕地生态盈亏无显著变化,云南省和湖北省耕地生态盈余水平有所上升,湖南省耕地生态盈余水平有所下降。基于此,长江经济带各省(直辖市)应充分利用自身资源和优势,制定和实施适应性的耕地保护策略,推动耕地资源的可持续利用,为实现长江经济带的生态优先、绿色低碳发展目标做出贡献。

基于水生态足迹的襄阳市水资源可持续利用

为评价襄阳市水资源可持续利用水平,基于水生态足迹模型分析了襄阳市2007—2021年水资源生态足迹、生态承载力及可持续利用情况。结果表明:襄阳市人均水资源生态足迹主要受生产用水生态足迹的影响,人均水资源承载力主要受降水的影响;研究期内,除2007、2008、2017和2020年以外,襄阳市人均水资源生态足迹历年来均大于人均生态承载力,水资源生态压力指数仅在2007、2008、2017和2020年略小于1,其他年份均大于1,人均水资源仅在2007、2008、2017和2020年是生态盈余,其他年份均是生态赤字,襄阳市水资源利用总体弱不可持续;万元GDP水资源生态足迹逐步下降,襄阳市水资源利用效率在逐年增加。襄阳市未来需要进一步增强节水意识,优化产业结构,以继续提高农业和工业用水效率。

水资源生态足迹时空变化特征及驱动因素分析

为了探明地区水资源状况,以西北地区陕西省为例,基于水资源生态足迹模型,对水资源压力状况、开发利用效率和生态经济协调性进行分析,并采用LMDI模型,分析水资源生态足迹变化的影响因素。结果表明:①研究区人均水资源生态足迹年际变化较小,呈小幅增长态势,农业用水账户对水资源生态足迹贡献最大。②水资源生态承载力与水资源生态盈亏密切相关,多数地区呈生态赤字状况,水资源生态经济协调指数显示地区生态安全性较低。③经济效应对水资源生态足迹的增长有促进作用;相反,技术效应可起到抑制作用。研究成果可为陕西省因地制宜制定区域水资源管理政策提供参考。

基于生态足迹模型的新疆各地州市耕地生态补偿异质性研究

文章运用修正的生态足迹模型对耕地生态赤字区和盈余区进行基础判别,将生物资源足迹和碳足迹纳入生态足迹的计算中,其结果与耕地生态承载力的差值即为耕地生态盈亏量。采用生态服务非市场价值模型,为与支付能力相吻合,借助“S型皮尔生长曲线”修正补偿系数,借此量化新疆14个地州市2010—2020年耕地生态补偿。研究结果显示:1)在产量和固碳能力等多重因素作用下,吐鲁番市、喀什地区、伊犁州直耕地生态足迹较高,喀什地区、伊犁州直两地供容能力较强,故生态承载力能力较强;2)新疆南北部都存在生态赤字或盈余的情况,北疆地区的生态赤字情况更为严峻,其中吐鲁番市是生态亏损最多的地区;3)2010—2020年单位耕地生态服务非市场价值整体波动趋势一致,且逐年递减;4)受盈余赤字面积与单位耕地生态服务非市场价值的影响,耕地生态补偿额度呈先降低后上升的趋势,经测算2020年吐鲁番市需要支付耕地生态补偿2.813亿元,伊犁州直则可获得耕地生态补偿1.303亿元。据此,提出如下政策建议:大力提倡发展绿色农业,降低碳足迹;结合当地的实际情况,合理测算耕地生态补偿标准;综合考虑耕地生态补偿标准、补偿方式、资金来源及受偿区优先级,构建更加合理的耕地生态补偿机制。

基于能值-生态足迹整合模型的城市生态性评价方法研究——以天津市为例

针对传统生态足迹模型在理论上的缺陷,从能值分析的角度对其进行了改进,提出了能值-生态足迹整合模型。该模型在生态承载力的计算中,基于物质的投入产出和人的能动性,融入了实体产品产出的生态承载力和虚拟产品供给的生态承载力;在生态足迹的计算中,考虑了废弃物排放造成的污染,将废弃物的生态足迹纳入生态占用之中。最后,应用该模型从生物产品等多个账户对天津市2001—2008年的发展情况进行了分析,结果表明:天津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,因而天津市处于相对可持续的发展之中。

2004-2013年忻州市生态足迹和承载力变化

采用修正后的生态足迹模型测算了2004—2013年忻州市生态足迹和生态承载力。生态足迹模型中增加了包括废气、废水和固体废弃物科目的污染排放账户和水资源账户,重新确定了忻州各项生物账户全球平均产量与生产性土地均衡因子。测算了各帐户的生态足迹与承载力。结果显示:(1)忻州人均生态足迹增长较为明显,由2004年的2.098 8hm2/人增长至2013年的5.388 9hm^2/人,人均生态承载力维持在1.28hm^2/人左右,人均生态盈亏全部表现为生态赤字从0.800 9hm^2/人上升至4.103 8hm^2/人。(2)生态足迹帐户上表现出差异性:近10年间均表现为生态盈余的有耕地、林地、建筑用地、水资源共4类,除水资源外,其余3类生态盈余呈下降趋势;而草地、水域、能源用地、污染消纳地均表现为生态赤字,除污染生态赤字稳定在一定范围内外,草地、水域、能源用地均表现为快速增加趋势,导致了生态赤字的增加。(3)全市生态压力指数从2004年的1.62增长到2013年的4.19,生态多样性指数从1.261减少到0.855,万元GDP生态足迹从4.355hm^2/万元降至2.563hm^2/万元,表明生态足迹分配越来越失衡,生态系统处于不稳定状态。同时资源利用率正在逐步提高,发展能力指数由2.646增加到4.609的事实也说明了全市可持续发展态势良好。

基于净初级生产力的生态足迹模型及其与传统模型的对比分析

生态足迹模型因其可以定量度量生态可持续发展、计算简单、结论易懂、全球可比等特点,提出之后得到了大量的关注和应用,同时也面临着一些质疑和争论。文章介绍了一种基于净初级生产力的生态足迹理论和计算方法,并以该方法和传统生态足迹模型分别计算了中国1961—2007年的生态足迹,对计算结果进行了对比分析。结果表明,两种生态足迹模型的计算结果具有较高的相关性,表明基于净初级生产力的生态足迹模型结果可信。该种方法能够克服传统生态足迹模型的部分缺陷,在均衡因子选取、土地生态功能假设、CO2吸收等方面有了较大改进,能够较好地反映不同生态系统在生产力上的差异;在时间序列分析方面也更加合理。但该方法本身同时存在着计算方法不完善、对生态系统变化不敏感等问题,如何更紧密地结合生态足迹和净初级生产力是需要进一步研究的内容。

基于生态系统服务的广西水生态足迹分析

针对传统生态足迹对于水域仅考虑渔业生产功能的缺陷,研究者提出了水生态足迹。但当前水生态足迹基础理论与模型均存在较大不足。为此,提出了基于生态系统服务的水生态足迹概念和模型,并以2003—2010年的广西为例进行了计算与分析。结果表明:(1)水域-渔业账户中,淡水渔业生态足迹呈上升趋势,淡水渔业生物承载力较高且比较稳定,淡水渔业生态盈余较多同时淡水渔业生态压力较小;(2)水资源账户中,淡水生态足迹先较快上升随后缓慢下降,水资源承载力较高但2007—2010年波动幅度较大,水资源生态盈余较多同时水资源生态压力较小;(3)水环境账户中,水污染生态足迹先缓慢上升随后大幅下跌之后逐渐回升,水环境承载力变化趋势与水资源承载力相同,绝大多数年份表现为水环境生态赤字和水环境生态不安全;(4)淡水渔业生态压力<水资源生态压力<水环境生态压力,淡水生态系统基本已处于生态不安全状态。模型克服了传统模型的诸多缺陷与不足,是对广西近年来淡水生态系统服务供需及水生态安全状况的较客观全面的反映。

区域生态足迹动态变化及其预测研究——以海南省南渡江流域为例

为了探讨南渡江流域历年的可持续性发展状况,利用生态足迹模型对流域2005年～2011年的人均生态足迹、人均生态承载力和人均生态盈亏进行了计算和分析,并在此基础上预测了流域未来4年的变化情况。结果表明:南渡江流域人均生态足迹需求逐年增加,人均生态承载能力逐年降低,至2011年存在人均-0.137 822 hm2/cap的生态赤字;通过SPSS软件中的Holt线性趋势预测模型得到2015年人均生态足迹需求为1.500 149 hm2/cap、人均生态承载力为0.898 368 hm2/cap、人均生态赤字为0.601 78 hm2/cap;说明该区域自2011年后将处于不可持续性发展状态。

基于生态足迹分析法的人口容量计算研究——以浙江省金华市为例

生态足迹作为一种对地区可持续发展的定量度量方法,在评判生态可持续发展、地区生态安全、经济发展与生态保护间的关系等方面得到了广泛应用.根据生态足迹分析方法通过对生态足迹、生态承载力和生态盈亏的分析,构建人口容量的计算模型,并将模型应用于金华市的人口容量分析中,以期为区域的社会、经济与生态可持续发展提供科学的依据与指导.

西南岩溶石山地区生态承载力的演变及动力机制——以贵州省为例

生态可持续发展是区域永续发展的重要条件,西南岩溶石山地区生态承载力供给状况及其支撑社会经济发展的水平是地区发展关注的重要问题。文章以贵州为例,采用基于生态足迹理论下的生态承载力计算方法,利用贵州1978-2013年各类型土地利用面积数据计算并分析了贵州生态承载力的演变特征和动力机制。结果表明:贵州多年平均的生态承载力总量为2 690.560万hm^2;经历了1978-1986年的低值期(年均2 440.734万hm2)、1987-1989年的提高过渡期,到1990-2013年达到较高水平(多年平均值2 899.654万hm^2);但贵州的人均生态承载力总体上呈降低趋势(多年平均值为0.796hm^2);各类土地提供的承载力中,耕地的生态承载力最大,占65.9%,其次是林地占25.4%,建筑用地占7.2%,牧草地占1.4%,水域约占0.13%;1978-1985年,贵州生态有盈余,但逐年减少,从1986年开始出现亏损,并呈逐年增大趋势;贵州生态承载力的演变主要受土地利用方式、土地生产能力和人口数量的驱动。

基于生态足迹法的江苏省水资源可持续利用评价

利用生态足迹理论计算分析了江苏省2008—2017年的水资源生态足迹、水资源生态承载力和生态盈亏状况,并根据细分的三级账户分析了出现生态赤字的主要原因,采用人均水资源生态盈亏指数、水资源生态压力指数、水资源可持续利用指数和万元GDP水资源生态足迹4个指标对江苏省水资源利用效率进行评价。结果显示:在研究时段内,江苏省水资源利用处于生态赤字的极不安全状态,但可持续利用程度整体在提升;第一产业水资源生态足迹最大,工业用水次之,两者占水资源生态足迹比例约为90%,是造成水资源生态赤字和水资源生态压力指数较高的重要原因。

基于生态足迹模型的河池市水资源可持续利用评价

利用水资源生态足迹模型计算和分析了河池市2004年-2010年水资源生态足迹、水资源生态承载力、水资源生态盈亏、水资源生态压力指数及万元GDP水资源生态足迹,以明确其水资源可持续利用状况。结果显示:(1)河池市人均水资源生态足迹平均值为0.742 0hm2/人,人均水资源生态承载力平均值为7.428 6hm2/人,人均水资源生态盈余平均值为6.686 7hm2/人,水资源生态压力指数平均值为0.107 7,表明该地区近年来水资源利用处于可持续状态,水资源安全程度高;(2)万元GDP水资源生态足迹年均降幅为7.80%,表明河池市近年来水资源利用效率有了显著提高。最后指出应从水资源均衡因子取值、核算水污染足迹等方面完善水资源生态足迹研究。