改进能值足迹模型与传统能值足迹模型的对比研究——以南充市农业循环经济发展水平为例

传统能值足迹模型是评价循环经济发展水平的重要方法之一,该方法的提出虽然在一定程度上弥补了生态足迹模型的不足,但仍然存在缺陷。针对传统能值足迹模型变量取值范围过窄、核算口径不统一的问题,通过修正能值密度和能值承载力的核算变量提出改进能值足迹模型,并将其和传统能值足迹模型共同运用于南充市农业循环经济发展水平的测算以进行对比研究。研究表明,改进能值足迹模型较之传统能值足迹模型,能值密度核算时变量取值范围更全面,更能体现环境和技术变化对南充市农业循环经济发展的影响,而生态承载力的测算结果也更切合南充农业循环经济发展的实际,可以推知改进能值足迹模型是评价区域循环经济发展水平的相对适宜的方法之一。

近10年云南省能值足迹分析和预测

运用改进的生态能值足迹模型(EEF),对云南省2001—2010年能值足迹的动态变化与生态系统可持续发展进行分析,结果发现:10年来人均能值盈余呈持续下降趋势,2009年低至1.7076 hm2,但生态系统处于可持续发展状态。在此基础上,通过GM(1,1)模型,对未来五年人均能值盈余进行情景预测,结果表明:在自然环境、经济发展不发生"突变"的前提下,2011—2015年人均能值从1.5098 hm2下降至0.1767 hm2,说明了生态能值系统处于协调发展。此研究对实施"桥头堡"战略之资源开发与生态安全屏障构建有着重要意义。

基于能值足迹理论的甘肃省可持续发展研究

能值理论提供了衡量和比较各种生态经济系统的综合分析方法。基于能值足迹理论,通过计算甘肃省2012年的能值承载力及能值足迹,对甘肃省的生态经济系统进行了定量评价分析。结果表明,甘肃省2012年人均能值承载力为4.88 hm2,人均能值足迹为6.33 hm2,甘肃省生态经济系统已经出现赤字。

基于能值足迹模型的我国生态经济可持续发展分析

本文基于能值分析的方法计算生态足迹来分析我国2008-2013上半年的生态经济可持续状态,并得出相关结论。这预示我国仍面临着巨大的生态环境危机,生态经济的协调发展依旧是我国经济改革的重大课题。

南充市农业生态经济可持续发展研究——基于能值足迹模型

在生态经济可持续发展研究方面,生态足迹模型因其简单易测算、科学合理且适用范围广的特点,一经提出就得到了相关领域专家和学者的认可和应用。但是,在大量的定量研究中,传统生态足迹模型的不足逐渐暴露出来,比如该种方法中使用的全球土地平均生产力、全球土地产量等因子存在生态偏向性,难以体现区域生态经济发展的特性等问题,使其计算结果存在较大的误差。针对这一不足,采用生态足迹模型的改进方法——能值足迹模型对南充市农业生态经济的可持续发展状况进行研究。结果表明,南充市2010年至2014年农业生态经济处于不可持续发展状态,应进一步加强该地区的农业生态环境的保护和治理。

基于能值生态足迹模型的北方农牧交错带定西市生态安全评价

为分析北方农牧交错带的生态安全问题,以北方农牧交错带典型代表区域定西市作为研究对象,运用能值生态足迹模型对该区域的生态安全状况进行了长时间序列研究。研究发现:1995—2019年间定西市人均能值生态承载力从0.61 hm^(2)·人^(-1)增加到0.75 hm^(2)·人^(-1),人均能值生态足迹从1.22 hm^(2)·人^(-1)增加到1.60 hm^(2)·人^(-1)。从人均能值生态足迹的构成组分来看,耕地人均能值生态足迹对定西市人均能值生态足迹的贡献最大,其次是草地人均能值生态足迹。25年间,定西市始终处于生态赤字状态,万元GDP生态足迹从11.92 hm^(2)·万元^(-1)下降到1.09 hm^(2)·万元^(-1),生态足迹多样性指数由0.92变化到1.44,生态协调系数从1.34变化到1.33,生态压力指数由2.01上升到2.15,发展能力指数由1.12变化到2.32,生态安全等级在危险和不安全之间变化,生态安全问题亟待解决。

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。

基于能值-三维生态足迹模型的珠江干流4省区资源利用分析及生态补偿研究

开展珠江流域资源利用时空格局、自然资源消耗与经济发展协调性及生态补偿研究,有利于揭示珠江流域内部资源消耗格局、生态补偿区与受偿区,推动全流域协调发展、生态环境统一保护与治理。本文基于能值-三维生态足迹模型,核算2010-2019年珠江干流4省区[云南(滇)、贵州(黔)、广西(桂)、广东(粤)]的能值生态足迹和能值生态承载力;综合绿色贡献系数、基尼系数和重心模型、重心距离模型,评估4省区自然资源消耗与经济发展的协调性;结合生态补偿模型,计算各省生态应付及社会应付生态补偿金额。结果表明:①2010-2019年,珠江干流4省区能值生态承载力呈现出滇>黔>桂>粤的格局,但资源消耗程度(能值生态足迹)与之相反;同时,下游地区(黔、桂、粤)足迹深度均大于1,呈生态赤字及不可持续状态;②流域能值生态足迹综合基尼系数超过0.5,贵、黔绿色贡献系数小于1,经济重心、人口重心、能值生态足迹重心均偏向下游的粤,均表明流域内资源利用与社会经济发展在空间上失衡,需通过生态补偿进行调节;③2014-2019年,除滇为受偿区外,粤、桂、黔均为补偿区,补偿金额为粤>桂>黔,且受偿与补偿金额均呈逐年增长趋势;受社会支付能力限制,桂、黔补偿区的社会应付金额低于生态应付金额。珠江流域应加快提升资源利用效益,形成生态补偿机制,以抑制流域资源过度利用、生态赤字及社会经济发展的进一步失衡,达到实现新时期流域协调发展与生态和谐的目标。

基于能值生态足迹的玛曲县近10年生态安全评价

为研究近10年间经济社会发展对玛曲县生态安全的影响,本研究运用能值生态足迹模型对玛曲县2009—2018年的生态安全进行综合评价。结果表明,10年间该县人均生态足迹以2.95%的增幅由5.562 hm2上升至5.726 hm2;人均生态承载力以31.50%的降幅从4.906 hm2下降到3.361 hm2;万元GDP生态足迹10年间降幅达到37.50%;10年间生态压力指数在1.134~1.704之间起伏,生态占用指数在2.060~2.121之间波动,生态经济协调系数在1.817~1.245之间浮动。玛曲县近10年间的经济社会发展与生态环境存在冲突,生态环境的压力大。本研究为玛曲县的生态环境和经济协调发展提供了参考依据。

基于能值生态足迹的洞庭湖生态经济区生态安全评价

利用能值生态足迹模型,定量分析了洞庭湖生态经济区2010~2019年的生态安全状况。结果表明:洞庭湖生态经济区始终处于生态赤字状态,万元GDP生态足迹年均值为0.179 hm^(2)/万元,生态压力指数年均值为29.24,生态协调系数始终更靠近1,区域生态不安全程度较高,生态系统协调性较差,2014年后洞庭湖生态经济区的生态足迹、生态赤字、生态压力指数等指标显示该区域生态压力逐渐减小、生态不安全状况有所好转,但由于区域生态不安全程度较高,短时间内仍难以平衡区域人类活动需求与资源环境供给之间的差值。为此,提出了洞庭湖生态经济区应继续遵循生态优先,绿色发展理念,大力推进低碳经济发展模式,提高资源利用效率,修复生态环境,实现区域供需平衡与生态安全。

基于能值理论的生态足迹方法改进

生态足迹方法自提出以来受到广泛关注,其缺点也受到一些学者的批评。Zhao Sheng等2005年提出能值足迹法,弥补了生态足迹法以土地生产能力为限制的缺点。论文提出区域能值足迹法,以弥补其改进方法不能够反映区域实际情况和技术进步带来影响的不足。最后,以岷江上游1982到2002年为例应用3种方法进行计算分析。结果表明研究区生态足迹呈缓慢上升趋势,生态足迹方法计算结果<能值足迹<区域能值足迹;生态承载力计算结果显示生态足迹与区域能值足迹方法结果呈平缓下降趋势,而能值足迹方法结果呈不规则变动。区域能值足迹法能够考虑到区域实际情况和技术进步,但它不能完全代替生态足迹方法,将其结合应用将得到更多信息。

基于能值生态足迹模型的内蒙古自治区生态承载力研究

利用能值生态足迹的计算方法,研究了内蒙古自治区2005年的生态足迹和生态承载力.结果表明:人均能值足迹为9.11 hm2/cap,人均能值承载力为3.77 hm2/cap,生态赤字为5.34 hm2/cap,而利用传统生态足迹模型计算的结果为生态足迹3.43 hm2/cap,生态承载力1.18 hm2/cap,生态赤字为2.25 hm2/cap,内蒙古自治区的发展处在一种不可持续的状态;能值足迹模型在一定程度上克服了传统生态足迹模型的缺陷,仍然存在一些不足.

中国、韩国1980～2006年能值足迹与能值承载力

根据基于能值分析理论改进的生态足迹计算模型——能值足迹和能值承载力模型,在空间尺度上从地区一级上升到国家尺度,探讨能值足迹和能值承载力在国家层面上若干年时间序列的变化趋势,并以中国和韩国为例,对两国在1980～2006年(韩国1980～2004年)期间的能值足迹和能值承载力进行了计算与分析,探讨中国和韩国的可持续发展状况.结果表明,中国人均能值承载力由1980年的2.7362hm2下降到2006年的2.0547hm2,同时,人均能值足迹却由1980年的1.7715hm2上升到2006年的5.7903hm2.中国自1987年以来出现能值足迹赤字,且赤字数额逐年增加,到2006年已达到-3.7356hm2.韩国人均能值承载力由1980年度3.1871hm2下降到2004年度2.5271hm2,人均能值足迹由1980的1.1339hm2上升到2004年的4.2419hm2,韩国自1992年出现能值足迹赤字,之后虽有小幅波动,但总体趋势与中国类似,赤字数额逐年上升,到2004年已达-1.7147hm2.目前,中国已不能满足基本可持续性的要求,而韩国能够满足这一要求.

三峡工程的能值足迹与生态承载力

应用水电工程的能值足迹模型,构建生态盈余(EP)、生态影响系数(γ)、生态平衡时间(Te)、生态盈余时间(Ts)参数,实现对三峡工程建设期和运行期生态效应的定量评价。研究表明:1)三峡工程建设期的能值足迹占用为5.92×10~8hm^2,水库移民是其主要方面(占56.12%),做好移民工作是三峡工程成败的关键。2)2014年,三峡工程的生态承载力供给为4.38×10~7hm^2,对社会、经济和环境贡献最大的是水力发电(占59.48%),其次是库区航运、对下游的补水和防洪效益,分别占15.45%、9.74%和7.36%。3)库区水质污染是三峡工程运行期的最大影响因素,每年的能值足迹占用为1.04×10~7hm^2(占70.94%),其中,COD、TN、TP和Hg分别占28.7%、26.50%、5.75%和5.37%;其次是生态及地质灾害等的防治(占21.68%);泥沙淤积的影响比预计的小(占6.20%)。控制入库水污染物并对已经入库的水污染物采取减量化措施,是控制和减小三峡工程对社会、经济和环境影响的关键。4)在维持2012—2014年平均投入产出、合理使用年限为150 a的情况下,三峡工程将在2026年实现生态平衡;生态影响系数为0.15,影响等级为Ⅰ级,三峡工程对社会、经济和环境的影响是积极有利的。

从生产角度对大连市能值生态足迹分析

以Zhao等提出得"能值足迹"方法和顾晓薇等提出的"本国足迹"理论为基础,从生产角度计算分析了辽宁省大连市2002年的生态系统的可持续发展情况,并对比本地能值生态足迹、能值足迹和传统生态足迹的计算结果,包括生态足迹、生态承载力、生态盈余、生态足迹强度指数和生态超载指数。各方法均得到同样结论:大连市存在生态赤字,分别为2.24,5.13和18.71。本地生产导致的生态超载指数最大,为62.91。

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。