三环追压非等灌对枸杞根系湿润体盐分的影响

针对新疆降水稀少、蒸发量大,土壤盐碱化面积不断蔓延,改良盐碱地用水量居高不下等问题,提出一种以作物为圆心滞后滴水的3环灌溉模式,探究其节水排盐效果.将枸杞作为研究对象,根据土壤湿润体内盐分运移规律,试验确定第1环、第2环、第3环的半径分别为5,10,15 cm.在滴水器流量为3 L/h的条件下,第1环(最内环)先开始滴水,2 h之后,其滴水产生的土壤湿润体脱盐范围超出第2环位置时,打开第2环滴水阀门;以此类推,2 h之后打开第3环滴水阀门,各环滞后滴水将根系发育范围内的盐分逐步追压至根系发育范围之外,从而达到节水排盐的效果.对晾干后土体采用剖面法取样测定不同位置的盐分含量,结果表明:环心附近的盐分少,离环心越远盐分含量越多;环心水平方向40 cm处不同深度取土检测盐分质量比:在(0,10],(10,20],(20,30],(30,40]和(40,50]cm分别为61.550,57.640,53.470,50.690和129.650 g/kg,表明土壤盐分积累在湿润体边缘,排盐效果良好;同时,试验的灌水定额为31.5 mm(315 m^(3)/hm^(2)),年总灌水量为1890 m^(3)/hm^(2),较常规滴灌条件下枸杞的年灌水量3450 m^(3)/hm^(2)节约了1560 m^(3)/hm^(2),节水效果显著.

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。

河南省三维生态足迹及其驱动力分析

作为中国农产品主产区和矿产资源大省,河南省的生态足迹及其驱动力研究对于黄河流域高质量发展具有重要意义。该文基于三维生态足迹模型,核算河南省18个城市不同地类的均衡与产量因子,刻画各市2009-2016年生态足迹广度、足迹深度、三维生态足迹的时空特征,并利用偏最小二乘回归模型揭示各地三维生态足迹的驱动力因素及其差异性。结果表明:(1)生态足迹广度高值主要集聚于豫东、豫南,低值分布于豫北地区,最高值为商丘(192.53×10^(4)~276.02×10^(4)hm^(2)),济源最低(15.73×10^(4)~16.81×10^(4)hm^(2))。耕地、草地对足迹广度的贡献率较高,Shannon-Wiener指数显示空间上其组分存在土地互补性;(2)各市足迹深度均大于1.00,许昌的足迹深度高达5.40~12.65,大多数城市在研究期间呈增加趋势,仅焦作、周口的年均增长率为负值。耕地、化石能源用地是影响足迹深度的重要地类。三维生态足迹的时空特征与足迹广度较为一致。(3)中学生在校生、居民年人均可支配收入、第二产业GDP的增长将导致生态足迹的持续扩大,小学生在校生、科技人员全时当量、居民人均消费支出等的增加可改善生态赤字状态,在不同年份、不同城市中有明显异质性,表明社会经济发展对自然资本利用在市域上具备复杂的尺度效应。研究结果可为省市间生态补偿、产业优化转型、土地综合规划等政策制定提供技术支撑与参考依据。

陕西省水生态足迹深度与广度时空格局及影响因素

运用水生态足迹及其深度与广度评价方法,对2000—2019年陕西省水生态足迹、承载力、深度与广度时空格局进行研究。从经济、人口、环境、农业和水利5个方面,构建水生态足迹影响因素指标体系,采用CFEM模型对水生态足迹成因进行分析。结果表明:(1)陕西省水生态足迹总体呈波动上升趋势,多年均值为1403×10^(4) hm^(2),其中,农业水生态足迹占比最高,多年平均占比为66.65%,工业和居民生活水生态足迹占比分别为15.84%和13.39%;(2)陕西省水生态承载力年际分配不均衡,在603.5×10^(4) hm^(2)~3741×10^(4) hm^(2)间波动,多年均值为1632.9×10^(4) hm^(2),高于水生态足迹,处于水生态盈余状态;(3)近10 a,陕西省主要以消耗水资源流量资本为主,水生态足迹广度处于较高水平,但2001年和2016年,水资源存量资本消耗量大;(4)陕西省水生态承载力与水生态足迹区域差异大,但年际变化相对较小;(5)经济发展水平、人口和水库库容,对陕西省水生态足迹具有显著的正向影响。为加强陕西省水生态承载力,应进一步完善和巩固水利工程设施建设,增加水库库容,完善水资源管理制度,强化水资源刚性约束。

福建省2010-2019年水资源生态足迹与生态承载力

[目的]对福建省水资源生态承载力进行研究,为该区水资源可持续利用提供科学依据。[方法]以水资源生态足迹作为理论基础,叠加水资源生态足迹三维模型,并以福建省2010—2019年数据为主,分析福建省水资源生态足迹、水资源生态承载力以及水资源空间格局。[结果]福建省2010—2019年水资源生态足迹总体呈下降趋势,变化范围为0.696~0.928 hm^(2)/人;水资源生态承载力受降水影响,年际变幅较大,变化范围为2.602~10.944 hm^(2)/人,为水资源生态盈余。万元GDP水资源生态足迹呈现明显下降趋势;福建省西部地区水资源承载力明显好于东部沿海地区。水资源足迹深度为1,水资源足迹广度波动范围在1以下,并呈下降趋势。[结论]福建省水资源比较丰富。目前条件下,该省水资源承载力能够满足当地经济发展。但福建省水资源承载力年际变化较大,空间分布差异较大,随着经济的发展,水资源还是存在一定风险。

南京市三维生态足迹测算及驱动因子

基于三维生态足迹模型测度2001-2011年南京市三维生态足迹的动态变化,并利用偏最小二乘回归对南京市三维生态足迹的驱动因子进行分析。结果表明:1)2001-2011年南京市人均三维生态足迹总体上呈上升趋势,年均增长率为16.5%,人均生态承载力以年均0.79%的速率呈逐年下降趋势;2)偏最小二乘回归分析表明,城市生态建设、环境污染等是导致南京市生态足迹逐年上升的重要因素,而交流与贸易、环境治理和土地利用结构则有利于缓解生态压力扩大的态势;3)变量投影重要性分析显示人均公共绿地面积及工业废弃物排放量指标对南京市生态足迹的影响较大,与回归分析的综合评价结果较为一致。未来应通过优化产业结构、使用清洁能源、积极发展对外贸易与交流、合理规划城市土地利用等提高城市生态建设效率。

中国省际碳足迹广度、深度评价及时空格局

借鉴三维生态足迹方法构建了碳足迹广度、深度测算模型,对吸纳碳排放所占用的自然资本流量、存量进行区分,核算了2000—2016年中国30个省(市、自治区)碳足迹广度和碳足迹深度,并对其进行空间关联性分析。结果显示:①中国碳足迹广度受碳足迹和碳生态承载力的综合影响,由0.173 hm^2/人升至0.329 hm^2/人又降至0.301 hm^2/人;碳足迹广度高值区集中于东北、西北和西南地区,其自然资本流量尚未完全占用,低值区集中于东部沿海和中部,其自然资本流量已不足以补偿碳排放。②2008年起中国碳足迹深度突破自然原长1,数值由1.04升至1.42又降至1.31;研究期内碳足迹深度始终处于自然原长1的有10个地区,高值区集中于东部沿海和中部,尤其是上海可达298.83,以存量资本耗竭为主且生态持续性弱。吸纳碳排放所占用的流量资本和存量资本存在地域互补性。③中国碳足迹广度、深度呈显著的空间正相关。碳足迹广度H-H集聚区分布于东北和西北,该类集聚有减弱趋势;碳足迹深度H-H集聚区主要分布于东部沿海且向中部扩散,该类集聚有增强趋势。通过引入碳足迹广度、深度两项指标对碳足迹的研究方法进行了深化和完善,在碳排放对生态环境影响规模的刻画和表达上取得了较优于传统碳足迹的评价结果。

中国水生态足迹广度、深度评价及空间格局

运用生态足迹方法对水资源进行流量资本和存量资本区分,测算分析了中国31个省市1997—2014年的水生态足迹广度与深度。结果显示:(1)中国的水生态足迹广度受年际水资源量丰枯影响,总体呈波动趋势;各省市的水生态足迹广度存在着明显差异,南方地区水生态足迹广度普遍大于北方地区;(2)研究期内,中国的水生态足迹深度只有1998年为1,其余年份的水资源流量资本已不能满足人类生产生活的需求,需要消耗水资源存量资本;各省市之间水生态足迹深度相差较大,整体上北方高南方低,其中14个省份18年的平均水生态足迹深度为1,平均水生态足迹深度最高的地区是宁夏的308.12;(3)运用空间自相关方法对31个省市的水生态足迹广度和深度进行分析得出,中国省际水生态足迹广度与深度均存在明显的空间集聚现象。水生态足迹广度H-H集聚地区主要集中在中国南方地区,水生态足迹深度H-H集聚地区主要集中在中国北方地区。通过对全国水生态足迹广度与深度的测度分析为水生态足迹分析提供新的研究方法,同时也为区域水资源可持续利用提供理论依据。

基于ESTDA模型的中国水生态足迹及水生态压力评价

基于水足迹视角,测度了中国31个省份2000—2018年的水生态足迹广度、深度及水生态压力,采用ESTDA框架对其时空动态特征进行分析。结果表明:①研究期内,中国水生态足迹总量呈波动上升态势;水生态承载力波动幅度较大,空间分布格局整体呈现自东南向西北逐渐较少的趋势。②水生态足迹广度与水生态承载力呈同步变化趋势,整体上已接近水资源可提供的流量资本上限,各省市水生态足迹深度差异较大。③研究期内,水生态压力指数小于1的区域与水生态足迹深度为1的区域相吻合,水生态压力指数大于1的区域主要分布在华北及西北地区。④LISA时间路径表明,水生态足迹广度、深度及水生态压力的整体空间格局均具有较强的稳定性;三者的局部空间结构在空间依赖方向上的稳定性依次加强;空间格局演化的空间整合性呈现水生态足迹深度>水生态压力>水生态足迹广度,空间上,水生态足迹广度正向协同增长省份主要集中于南方省份,而水生态足迹深度和水生态压力正向协同增长区则分布于华北、西北地区;各要素的空间分布格局表现出较强的路径依赖及锁定特征。

四川省三维生态足迹动态变化及其驱动力分析

研究区域资本利用程度是三维生态足迹的意义之一,对评价区域可持续发展具有重要意义。通过构建三维生态足迹模型,对2000—2015年四川省21个地市州的足迹深度和足迹广度进行了测度。在此基础上,运用偏最小二乘法探讨了四川省三维生态足迹的主要驱动力因素。结果表明:(1)总体上,四川省整体人均三维生态足迹为增加,表明对资源的占用水平越来越高;(2)各地市州的人均足迹广度变化类型有连续下降型、先降后升型、波动变化型三种情况,足迹广度最大的是广元市,最高值为0.5833hm2/人,最小的是成都市,最低值为0.1822hm2/人;(3)人均足迹深度主要有波动上升与波动下降两种类型,德阳市是足迹深度最高的地区,年均1.7789hm2/人;甘孜、阿坝两州存量资本未被占用,足迹深度为原长1;(4)对四川省三维生态足迹进行驱动因子分析,发现VIP值较大的多为经济因素,它发挥了主导作用。

焦作市人均三维生态足迹的动态分析

基于三维生态足迹模型,以焦作市的统计数据为基础分别测算了2004年、2006年、2008年、2010年、2012年、2014年共6个年份的足迹广度、足迹深度和人均三维生态足迹。结果表明:焦作市2004—2014年的足迹广度、足迹深度和人均三维生态足迹均呈现先增大后减小的趋势。其中,耕地是人均生态足迹广度的主要构成部分,占比达到65%以上,说明耕地是焦作市流量资本的主要载体,其变化对人均生态足迹广度的变化起决定性的作用;足迹深度的主要组成是化石能源用地,占比达40%以上,表明焦作市经济发展中对存量资本的消耗主要以原煤、焦炭等矿物资源消费为主;人均三维生态足迹受足迹广度和足迹深度的共同影响,也受自然资源禀赋的影响,焦作市的足迹广度变化不大。因此,只有把握好转型后的关键时期,继续转变经济发展方式,提高资源的利用效率,减少足迹深度,才能降低人均三维生态足迹,提高焦作市的可持续发展能力。

生态足迹深度和广度:构建三维模型的新指标

追踪自然资本存量消耗与流量占用是当前可持续发展研究的核心议题。系统阐述了国际上新近提出的生态足迹三维模型的概念与计算方法,重点对足迹深度和足迹广度两个指标进行了探讨,总结了模型的主要优势,并通过引入资本流量占用率和存量流量利用比两个新指标对模型作进一步完善,在此基础上实证分析了1961—2006年的中国生态足迹。结果表明,中国自1978年步入生态赤字时代以来,足迹深度增长了近2倍,足迹广度减少了11.84%,因自然资本流量不足导致资本存量大幅消耗已成为社会发展常态。到2006年时,中国需要2.9倍的国土才能持续支撑其资源消费量。研究表明,三维模型分别从时空两方面表征了人类对资本存量的消耗(足迹深度)和对流量的占用(足迹广度),增强了生态足迹在不同区域、不同时期之间的可比性,并在一定程度上克服了经典模型的评估缺陷。最后指出了三维模型今后发展的主要方向。

碳排放约束下动态定价与批量的联合决策

文章把碳足迹引入到产品动态定价与批量问题的联合决策中,针对碳排放量总量限制、允许交易碳排放许可权和征收碳排放税3种情形分别建立了混合整数规划数学模型,提出了一种基于动态规划的启发式算法。实验结果表明:在碳排放量总量限制情形,碳排放定额对利润和碳排放量有着重要影响;在允许交易碳排放许可权情形,碳排放定额不影响碳排放量,但生产计划和碳排放交易价格显著地影响利润和碳排放量;在征收碳排放税情形,提高单位碳排放税会促使企业利润和碳排量都大幅度下降。

基于改进三维生态足迹的自然资本动态评估--以南水北调中线工程核心水源地为例

自然资本利用评估一直是可持续发展的核心议题。采用改进后的三维生态足迹模型对南水北调中线工程核心水源地2009-2018年自然资本利用状况进行动态评估。结果表明:人均生态足迹广度呈现出不断增加的趋势,人均生态足迹深度却呈现出不断减小的趋势,说明研究区域资本流量利用不断增加,资本存量消耗不断减少,区域可持续发展能力逐步增强;不同地类自然资本利用存在差异,耕地、牧草地、水域的生态足迹广度与其生态承载力相等,其自然资本流量已被充分占用,但其生态足迹深度呈逐年递减的趋势,说明这3类资本存量消耗不断减少,其生态系统供给压力逐步缓解。

福州市人均三维生态足迹分析

基于三维生态足迹模型,测算了2011—2015年福州市人均足迹广度、深度和三维生态足迹。结果表明,2011—2015年福州市的人均足迹广度、深度和三维生态足迹均呈现"减—增—减"的变化趋势。福州市人均足迹广度由0.238 4 hm^2降低到0.231 9 hm^2,降低了2.7%,耕地是人均足迹广度的主要构成部分,占比达到40%以上;人均足迹深度由7.890 7降低至6.948 0,降低了11.9%;三维生态足迹由1.881 0 hm^2降低到1.610 9 hm^2,降低了14.4%。虽然2011—2015年福州市的生态赤字也有所下降,但其数值依然较高。总体看来,福州市的可持续状态发展仍不容乐观。最后结合该地区特点提出了一些科学合理的对策,以维持福州市的可持续发展。

生态承载力约束下的重庆市适度人口规模情景预测

本文考虑区域生态承载力的"可能度"和人们对生态产品和服务消费的"满意度",提出结合生态足迹法和"可能-满意度"法的适度人口规模预测方法。以重庆市为研究区,在分析该区生态足迹和生态承载力的基础上,依据土地利用总体规划和不同收入国家的生态足迹水平,构建生态承载力约束下的生态足迹发展情景,对该区适度人口规模进行预测。结果表明:重庆市在生态足迹缓慢增长情景下的"可能-满意度"最高,对应适度人口规模为3306万人,该指标主要取决于土地利用变化与人们生态产品和服务消费结构和水平的变化。因此,重庆市应严格实施土地利用总体规划,引导人们通过调整消费结构降低生态足迹,这对于实现区域可持续发展和保护三峡库区生态安全具有重要意义。

A new approach to natural capital sustainable development

The three-dimension(3D) ecological footprint makes the analysis of the relationships between the demand and supply of natural capital more credible by importing footprint depth and footprint size.This article used China's regions as the object to analyze the high-level sustainability of the natural capital from the view of "ecology-efficiency-fairness" multidimensional framework.Research showed that China's ecological footprint has risen while bio-capacity per capita has descended in recent 20 years.This paper also discusses the spatial distribution of China's natural capital ecological sustainability,efficiency sustainability and fairness sustainability.Finally,it builds multi-criteria evaluation(MCE) models to get multidimensional sustainability framework taking ecological sustainability,efficiency sustainability,and fairness sustainability into consideration.

中国34个省级行政区三维生态足迹动态研究

当前中国正处于生态文明建设的关键时期,东西部环境资源不均衡的格局日益加剧,限制了区域社会经济的可持续发展。基于资源、社会经济统计数据,利用三维生态足迹模型对中国34个省级行政区进行动态研究,细化不同类型土地的均衡因子与产量因子,刻画2009-2016年人均生态足迹广度、生态足迹深度的时空特征,并探讨分析省域间的资本利用格局及其社会经济影响因素。主要结论如下:人均生态足迹广度在省域间差异较大,且生态足迹深度均已超过自然原长1.00;足迹广度在研究期间呈先降后升趋势,最高值为西藏的10.87-12.35 hm^2/cap,最小值为澳门的0.02 hm^2/cap;且资本流量占用率并不充足,广西与上海分别仅为47.68%-67.34%、66.31%-68.88%。香港、澳门、宁夏的足迹深度远高于中国均值,分别为19.24-26.02、8.60-10.88、4.60-7.46,最小值为西藏(1.64-1.79),其中耕地、化石能源用地的生态赤字贡献率最高,而林地则为生态盈余状态。将各省自然资本利用格局聚类分为4类并通过ArcGIS进行空间分析。基于改进的三维生态足迹模型并系统性地应用于中国34个省域,本研究定量化各省的自然资本利用格局,可为中国区域间资源配置、政策制定提供基础数据支撑及环境决策参考。

淮南市三维生态足迹及其驱动因子研究

三维生态足迹综合考虑生态足迹的深度和广度,对于理解城市可持续发展具有重要意义。基于三维生态足迹模型测度了淮南市2007—2014年的生态足迹动态变化,并建立生态足迹影响因素指标体系,利用多元线性回归模型对其驱动因子进行了分析。结果表明,淮南市人均三维生态足迹由2007年的3.8138增加至2014年的8.7164,人均生态承载力下降至0.2458;生态足迹深度年均上升12.55%,足迹广度处于相对稳定状态,人均三维生态足迹受足迹深度与足迹广度共同影响,但主要受足迹深度影响,消耗存量资本逐渐成为区域发展的主流。模型分析表明,经济发展、生态环境污染等因素对淮南市生态足迹有正向驱动作用;生态环境建设、社会发展等因素对生态足迹有负向作用,可减缓生态压力的扩大趋势。建议未来应转变经济发展模式,优化产业结构,提高能源利用效率,以减少足迹深度;加大生态环境保护力度、保护耕地,合理控制人口增长以减少足迹广度,提高淮南市可持续发展能力。

陕西省自然资本核算的三维生态足迹模型应用研究

运用新型三维生态足迹模型,从足迹深度和足迹广度入手,引入资本流量占用率和存量流量利用比两个新指标对陕西省1978—2011年的生态足迹进行自然资本利用状况分析.研究表明：陕西省在1993年开始进入生态赤字状态,足迹深度从1978年的0.578增长到2011年的3.328.人均足迹广度维持在0.551~0.880hm2之间,足迹深度与人均足迹广度的变化率并不一致,消费需求已经远远超过自然资本流量,自然资本存量成为增加社会财富的主要来源.在2011年,陕西省需要3.5倍的国土面积才能维持其资源消费量,各市自然资本的利用程度受地理因素、历史原因、资源存量、经济水平等多种因素的影响.