生态足迹模型及其改进模型在耕地评价中的应用

耕地是一种公众资源,承载着保证粮食安全、满足工业化和城市化用地需求,以及生态建设退耕还林还草要求等功能。运用传统生态足迹模型及区域能值足迹模型、耕地能值足迹模型两种能值改进模型,从时间序列上(1978～2007年)对新疆耕地资源利用进行了评价,并分析了3种模型的优缺点。结果表明:1978～2007年间,新疆人均耕地生态足迹不断上升,而人均生态承载力呈无规律变化,但变化幅度较小;新疆耕地生态可持续发展指数不断下降。耕地能值足迹模型显示,新疆耕地可持续发展指数由1978年的5.63下降到2007年的0.60,新疆耕地利用逐步由可持续状态(1978～2000年)恶化为不可持续状态(2001～2007年)。3种模型的对比研究表明:区域能值足迹模型不适合对耕地利用进行评价,只能从总体上分析一个区域的可持续状况;耕地能值足迹模型评价效果最好,能更客观地反映出耕地利用的可持续状态及其变化,在一定程度上克服了传统生态足迹模型的不足和缺陷。

基于改进三维生态足迹模型的耕地承载力评价——以江苏省为例

研究目的:聚焦开放环境中本地居民对"本地"耕地的生态占用以及生产活动对耕地生态环境造成的负面影响,改进三维生态足迹模型,提升耕地资源承载力评价的科学性与准确性。研究方法:扩展的三维生态足迹模型、碳足迹模型、贸易调整系数法。研究结果:(1)经贸易系数调整后,开放环境中江苏省耕地生物资源足迹远小于封闭环境中的测算结果;(2)反映人类活动对耕地带来生态负面影响的碳足迹虽逐年递减,但始终高于反映人类食物性需求的生物资源足迹,江苏省耕地破坏性利用较为严重;(3)全省生态足迹呈总体下降趋势,生态赤字逐步缓解,耕地可持续利用不断向好。研究结论:基于承载力系统开放性与耕地利用生态破坏考量的三维生态足迹模型,能够更加准确地评价区域耕地承载状况,为土地耕作方式的优化和生态补偿政策的制定提供更加科学的依据。

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。

基于改进生态足迹模型的中国31个省级区域生态承载力实证研究

发达地区通过向欠发达地区转移污染型行业,导致污染由发达地区向欠发达地区转移。同样,在资源的开发利用过程中,生态破坏在区域之间也存在着明显的间接转移。一个地区使用了大量的生态资源,但其绝大部分资源都可能是靠输入,在这种情况下,输入资源地区的生态系统受到了很好的保护,而输出资源地区的生态系统却承受了巨大的生态压力。通过实证研究,应用改进生态足迹模型分析比较了2008年中国31个省市区生态承载力,并讨论了区域间生态破坏转移问题,为实现以生态文明为核心价值取向的区域协调发展战略目标提供决策参考。

生态足迹改进模型在可持续发展评价中的应用研究

生态足迹分析通过计算生物物理量来衡量人类经济活动对自然生态系统服务的需求与自然生态系统承载力之间的协调程度,因为该方法思路新颖、计算简便而被广泛应用于国家和地区的可持续发展评价中。文章针对Rees W E等提出的生态足迹模型中存在的问题与不足(如:产量因子和当量因子参数选取偏差,生态功能差异表现不充分,模型不具动态性等)提出了改进生态足迹模型。利用改进后的生态足迹模型计算天津市1995—2005年的生态足迹及其动态变化值,天津市耕地、牧草地、林地、水域和化石能源用地人均生态足迹盈亏分别为0.0009,-0.3224,-0.1991,0.0255,-1.9600hm2·人-1,除耕地和水域略有盈余外,牧草地、林地和化石能源用地人均生态赤字均呈递增趋势。1995—2005年间天津市单位产值能耗居高不下、人口规模增长与建筑用地扩张是导致人均生态赤字扩大的根本原因。文章提出的生态足迹改进模型可以动态指示区域或城市经济发展水平与自然生态系统承载力之间的协调程度,为区域可持续发展战略制定和实施提供决策依据。

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。

基于改进模型的1992—2010年中国省域生态足迹核算

生态足迹可以从生物生产角度定量评估区域社会经济发展的可持续程度。本文运用改进的生态足迹模型对我国各省级行政区1992—2010年的生态足迹进行核算及聚类和相关性分析,以衡量各区域发展的差异及相似程度和分析各省域生态足迹变化的主导因素,并根据核算结果建立了各省区市的生态足迹预测模型,进一步明确各省级行政区的生态足迹变化趋势,以期为区域社会经济发展决策提供参考和借鉴。研究结果显示:近20年来,我国各省域社会经济发展对自然资源的依赖程度及对环境的总体影响存在较大差异。生态足迹的变化可以分为3种类型,即逐渐下降型、明显上升型和基本平稳型。北京和上海的生态足迹变化属于逐渐下降型,分别受对化石燃料用地和耕地需求的减少所主导,其中北京市生态足迹与化石燃料用地的相关系数为0.96,上海市生态足迹与耕地的相关系数为0.703,这2个城市在过去20年中的社会经济发展对自然资源的依赖程度逐渐降低;以内蒙古、山西为代表的化石燃料资源较为丰富的省域生态足迹呈明显上升趋势,这些省域生态足迹的增长受区域化石燃料生产的影响较大,个别省级行政单位生态足迹与化石燃料的相关系数为1;东北三省、东南沿海地区及西部自然资源相对匮乏省区的生态足迹属于基本平稳型。

基于改进生态足迹模型的市域主体功能区划

市域主体功能区的合理划分,有利于市域主体经济的形成和社会经济的可持续发展。生态足迹模型是一种评价人类对资源环境开发利用影响程度和区域可持续发展程度的方法。该文以改进的生态足迹模型作为市域主体功能区划的技术方法,设计主体功能区划评价指标体系,与GIS的空间分析功能相耦合,对以县为评价对象的评价单元进行赋值、加权求和测算主体功能指数,确定开发与保护的阈值,并与建设用地适宜性评价、自然保护区等叠置分析,修正主体功能区的空间布局。结果表明:1)生态压力和开发潜力有明显的空间分布规律,除长清区外,市区其他区域生态压力大,开发潜力小;商河县、章丘市开发潜力大,生态压力较小。2)各评价单元主体功能指数界限明显,以此作为除禁止开发区外的主体功能区初步划分的依据。3)将主体功能初划结果与济南市建设用地适宜性评价、自然保护区、重要生态功能区进行叠置分析,修正功能区初划结果,商河县由重点开发区调整为限制开发区。生态足迹法和地理信息系统空间分析功能耦合的技术方法在市域主体功能区划中取得较好应用。

基于改进生态足迹模型与生态重要性识别的最小生态用地优化--黑河中游案例研究

生态用地是生态系统服务的主要供给源,最小生态用地是保障区域生态安全的底线。从生态安全的基本内涵出发,选择西北内陆河黑河中游为研究区,基于生态系统服务的生态足迹模型确定维持社会经济系统正常运行的最小生态用地数量,在此基础上综合生态重要性与土地生态适宜性识别进行生态用地优化。研究表明:(1)黑河中游生态系统服务供需失衡,2014年人均生态足迹为5.567 5,而人均生态容量为4.839 2,人均生态赤字0.728 3,维持研究区生态系统服务供需平衡需要3 010 km^2的林地或9 086 km^2的草地或1 431 km^2的水域。(2)研究区最重要的生态区域主要分布在南部祁连山自然保护区与黑河湿地自然保护区,总面积2 767 km^2,土地覆被以林地与草地为主;次重要生态区域主要分布在甘州区中部、临泽县东南部,总面积964 km^2,土地覆被以耕地为主;重要生态区域主要分布在甘州区、临泽县中部与山丹马场的北部,总面积3 058 km^2,土地覆被以耕地与未利用地为主。(3)基于最小生态用地确定、生态重要性与土地生态适宜性识别结果,研究区生态用地优化需要退耕还林369 km^2、退耕还草191 km^2、生态林建设141 km^2及相应的空间格局优化。研究结果对黑河中游生态建设和生态系统管理具有重要指导意义。

基于生态足迹改进模型的乌鲁木齐市可持续发展定量分析

【目的】基于乌鲁木齐市1997～2016年人均生态足迹与人均生态承载力的变化趋势和差异，分析该市可持续发展的能力。【方法】计算人均生态足迹和生态承载力的变化率及剪刀差。【结果】（1）1997～2016年乌鲁木齐市人均生态足迹和生态承载力，基本呈反向发展趋势分别从2．739hm^2增加到9．850hm^2和人均生态赤字2016年是1997年的4．35倍；（2）1997～2016年乌鲁木齐市人均生态足迹和生态承载力变化趋势差异以2000年为界先减小后增大，生态环境形式不容乐观。【结论】乌鲁木齐市可持续发展形势十分严峻，可在增加生态承载力供给的同时控制生态足迹需求，从而提高该市的可持续发展能力。

改进生态足迹模型在湖北省可持续发展研究中的应用

通过调整均衡因子以及引入水资源足迹和环境负荷等对传统生态足迹模型进行了改进,并首次运用改进生态足迹模型对湖北省1997—2006年、中部六省和全国2006年生态足迹及生态承载力进行了计算和基于多种指标的分析。结果显示,与传统模型相比,改进生态足迹模型能更真实、全面地反映区域生态足迹的供需状况和可持续发展程度。

能值生态足迹改进模型研究——以新疆为例

传统能值生态足迹模型因未考虑社会经济发展因素而导致"生态偏向"的弱可持续性评价结果。以新疆为例,引入社会经济间接生态承载力以改进传统模型,使其计算结果更科学合理。结果表明:2005-2014年新疆的(1)生态足迹呈波浪上升趋势,年均值为4.9 hm2·人^(-1),低于西北地区平均水平。主要土地类型所占比重大小依次为:草地、耕地、石化能源用地、林地。(2)生态承载力变化不大,年均值为4.5 hm2·人^(-1),和西北地区相比,新疆的生态承载力处于中低水平。(3)生态赤字为0.4 hm2·人^(-1),是西北地区的33.9%。综上所述,新疆产生生态赤字的核心原因是过大的农牧业生产和重工业能耗,其可持续发展潜力较弱导致生态安全存在潜在风险。

生态足迹模型在耕地可持续利用研究中的应用——以兰州市为例

在剖析传统生态足迹分析方法的基础上,通过对传统模型中产量因子和均衡因子的修订,得到改进模型。分别用传统模型和改进模型计算2000—2008年兰州市耕地生态足迹,并分析其动态变化过程。传统模型的计算结果显示,兰州市耕地生态足迹增加,生态承载力减少,耕地利用处于生态盈余的弱可持续状态;改进模型的计算结果显示,兰州市耕地生态足迹减少,生态承载力增加,耕地利用处于生态赤字的弱不可持续状态。分析表明,后者更符合实际,说明改进模型更有利于兰州市耕地可持续利用的研究。最后,基于改进模型预测2015年和2020年兰州市耕地生态足迹、生态承载力和耕地可持续指数,并指出提高耕地平均生态生产力的方式。

基于改进生态足迹模型的梨树县生态承载力分析

文章将水资源用地引入传统生态足迹模型,建立改进后的生态足迹模型,结合吉林省梨树县2000年、2010年土地利用覆盖数据和统计年鉴数据,计算6类生物生产性土地类型的生态足迹和生态承载力。本研究对于区域的生态安全和生态可持续发展具有很好的借鉴意义,对区域规划或政策制定中考虑生态环境问题具有很好的参考价值。

基于改进生态足迹模型的连云港市可持续发展评价

分析了传统生态足迹模型的缺点与不足,弥补了部分不足,使传统模型指标与更多反映经济状况指标结合,以便更加切实反映地区的可持续发展状况,并且修正了静态指标分析的不足,进而引进了时间序列,提出了改进模型,并通过改进生态足迹模型计算了2004年到2007年连云港生态足迹,通过对计算结果分析,评价了连云港市的可持续发展状况.

基于生态位适宜度的耕地“三位一体”空间保护分区研究——以江西省兴国县为例

以兴国县村域为单元,从耕地数量、质量和生态三个维度构建指标体系,运用生态位适宜度模型、改进CRITIC法和综合指数法开展耕地“三位一体”综合评价,并分析其空间分异特征。同时,运用三维魔方法划分耕地保护分区,并提出不同的保护利用措施,以期为耕地保护动态监管政策制定和国土空间规划的编制提供技术支撑。

粮食安全视角下主销区耕地利用可持续性分析——基于本地生态足迹模型

文章运用本地生态足迹模型,对我国粮食主销区耕地利用的生态可持续性进行了分析。发现北京、天津、上海、浙江、福建、广东6省市均存在人均耕地生态赤字,耕地利用处于不同程度的不可持续状态。原因在于这些地区人口增加和耕地减少,增加了人均生态足迹,降低了人均生态承载力。这种状况已经影响粮食主销区经济可持续发展。应该严格耕地保护措施,提高粮食生产能力,改善食物消费结构,保持适度人口规模,提高耕地的生态可持续性。

基于改进生态足迹模型的九江市可持续发展能力研究

文章在对传统生态足迹模型进行改进的基础上,构建了基于国家公顷的生态足迹模型,并优化了均衡因子和产量因子。文章对2007年-2016年九江市的可持续发展水平进行研究,发现:①九江市各类型土地的生态足迹在稳步增加;耕地的人均承载力水平呈递减的态势,其余各类土地的人均生态承载力整体上不断增多。②虽然九江市整体的生态盈余为正数,但其不断减少,表明九江市的可持续发展能力在不断降低,生态环境的承载力水平面临严峻的挑战。

基于生态足迹模型的耕地脆弱性分布差异研究--以德阳市为例

基于生态足迹模型,对德阳市耕地近10年来的生态足迹、生态承载力、生态赤字、脆弱性指数进行测算,再结合ArcGIS进行空间可视化表达,分析出其空间分布规律.结果表明:1)德阳市近10年来耕地的生态足迹呈略微下降趋势,各区县内部耕地的生态足迹变化相对较稳定;2)生态承载力呈现出低速下降趋势,在各区县的空间分布有一定的差异;3)生态盈亏状态表现为多数区县属于生态盈余区域,少数区县属于生态赤字区域;4)脆弱性总体呈现出增加的趋势,空间分布上的特点呈现出"两翼极脆弱,中间较稳定"的状态.

基于改进水生态足迹模型的深圳市水资源可持续利用分析

基于传统水生态足迹模型,在优化水资源均衡因子的基础上构建了基于市公顷的水生态足迹模型,计算了深圳市2004~2018年间水资源均衡因子、各区水资源产量因子、水资源生态足迹和水生态压力指数,对水资源可持续发展水平进行了研究。结果表明,深圳市水资源均衡因子逐步增加;水资源产量因子总体呈现由东向西递减趋势;水资源生态足迹周期性波动缓慢上升,各区的水生态足迹呈现明显的空间差异性;水生态压力指数整体大于1,水资源处于不可持续发展状态。