2009-2018年桂林市生态足迹动态变化与驱动力分析

桂林市是国家可持续发展议程创新示范区,厘清其生态足迹演变特征及驱动机制,能有效促进桂林市可持续发展。本文基于三维生态足迹模型,分析2009—2018年桂林市生态足迹动态变化,并运用偏最小二乘法揭示影响生态足迹动态变化的因素。研究结果表明:1)2009—2018年桂林市人均生态承载力较稳定。人均生态足迹先增大后减小,2015年达到峰值1.859 hm 2/人;人均生态赤字先增大后减小,生态系统因资源过度消耗出现超负荷运行。2)2009—2018年桂林市人均生态足迹广度基本保持不变,人均生态足迹深度先增大后减小,2015年达最大值,研究期间人均生态足迹深度均大于1。3)存量流量利用比与生态压力指数均呈先增大后减小趋势,存量流量利用比在2014年出现峰值,生态压力指数在2017年达到峰值。4)城市规模对生态足迹起显著逆向驱动作用。经济发展和社会消费对生态足迹起正向驱动作用,第二产业增加值影响显著,地区生产总值、第一产业增加值和城镇居民人均可支配收入对生态足迹产生重要影响。

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。

黄河上游地区三维生态足迹自然资本可持续评价及驱动力

本文基于改进的三维生态足迹模型,测算了黄河上游4个省区2012-2021年的人均三维生态足迹,并利用偏最小二乘法进行了驱动力分析。结果表明:黄河上游的人均生态足迹从2012年的2.089 9 hm^(2)·人^(-1)上升至2021年的2.536 5 hm^(2)·人^(-1),10年间仍处于生态可持续状态;研究期间黄河上游各省区的人均生态足迹深度均超过1 hm^(2)·人^(-1),人均生态足迹广度在总体上呈先升后降的趋势;人均三维生态足迹整体处于波动上升趋势,其中内蒙古的人均三维生态足迹值偏高,2021年达到3.87 hm^(2)·人^(-1);5个时期的可持续发展水平变化特征呈现“西南高东北低”的分布格局,可持续发展水平较高的省份为青海省和甘肃省;驱动力分析模型表明,黄河上游地区自然资本驱动力整体受人口、社会消费、生态建设、科技和环境污染多重因素综合影响。未来需因地制宜制定和实施可持续发展策略,推动黄河上游地区生态保护与高质量发展。

基于三维生态足迹的渭河流域甘肃段可持续发展综合评价与影响因素分析

渭河流域生态系统的稳定和可持续发展是实现黄河流域保护和高质量发展战略的关键。本研究以渭河流域甘肃段为研究对象,采用生态足迹理论和改进的三维生态足迹模型,评估了2005—2020年期间该区域的生态安全状况及其变化趋势。基于此,对渭河流域的生态可持续性以及资源供需平衡进行了综合评价。结果表明,该时段内,渭河流域甘肃段的生态足迹、生态承载力和生态赤字均呈增长趋势,其中生态足迹的增速超过了生态承载力的增速,导致生态赤字持续增加,反映出该地区资源供给不足以满足需求。生态足迹分析的广度与深度均有所增加,反映出该区域存量资本被过度利用,且耕地、林地和建设用地对资源流量的占用水平上升,而水域和草地的占用水平下降。此外,生态足迹的变化受多种因素驱动,包括自然环境、经济增长和社会发展等,其中建成区面积、城镇化率、人均GDP和各产业产值与之正相关。研究还发现,区域土地的生态可持续性已从基本平衡转变为轻度不可持续状态,并且有进一步恶化的趋势。适度人口比例实际人口的比例下降,人口增长空间减小,使得生态可持续性难以稳定保障。本研究为黄河流域保护和高质量发展战略提供了科学依据。

生态脆弱区自然资本可持续利用及驱动机制--以宁夏为例

自然资本的分类测度和分区管理是可持续发展领域的核心议题。文章基于改进后的三维生态足迹模型,分析了2008—2017年宁夏及其各地级市自然资本利用的时空演变特征,并运用偏最小二乘法揭示了自然资本利用演变的驱动机制,旨在为生态脆弱区自然资本的可持续利用、社会经济的协调发展和生态文明建设提供参考。结果显示:①10年来宁夏人均生态足迹以年均5.01%的速率从3.146 hm^(2)增至4.564 hm^(2),人均生态承载力相对稳定,人均生态赤字由2.462 hm^(2)扩大至3.839 hm^(2),自然资本的供需矛盾愈加尖锐;市域尺度上,除固原市外其他各市生态赤字明显,总体上呈由南向北递增趋势。②足迹深度和足迹广度表明流量资本已无法满足需求,对存量资本的消耗成为社会经济发展的常态;市域尺度上,足迹深度呈“北高南低”的分布特征,而足迹广度的空间分布与其相反,二者存在显著的地域互补性。③从地类组分构成来看,林地、草地和水域是全区存量资本消耗的主要方式,耕地尚处于流量资本占用状态,建筑用地已过渡为存量资本;市域尺度上,自然资本利用的可持续性呈“南强北弱”格局,各地类间自然资本利用差异显著。④偏最小二乘回归模型揭示能源消耗、社会消费、经济发展和资源禀赋条件是影响宁夏自然资本利用的显著因素,而人口规模、对外贸易、生态建设、科技进步和产业结构演化对自然资本利用的影响程度较轻;市域尺度上自然资本利用的驱动力差异显著。最后,基于自然资本利用空间分异特征,从供需视角提出了自然资本可持续利用的对策建议和优化路径。

浙江省海岸带生态压力与景观生态风险时空关联分析

海岸带是生态风险区域,以湾区为单元,厘清生态压力与景观生态风险时空关联,进行理性干预,对于推动区域有效治理具有积极作用。以浙江省海岸带为例,在生态压力指数和景观生态风险指数评估基础上,运用双变量空间自相关和耦合协调度模型,评估二者的时空关联性,采用结构方程模型测度路径关系。结果表明:(1)2000—2020年,浙江省海岸带地区生态压力指数波动增长,生态压力呈现北高南低,形成杭州地区、宁波地区、温台沿海三点带面的空间格局;(2)2000—2020年,景观生态风险程度加深,呈现海岸带中南部高、东北部低的分布格局;(3)浙江省海岸带地区生态压力与景观生态风险存在局部空间自相关关系,台州湾、乐清湾、温州湾地区低—高集聚,耦合协调状况不佳,景观生态风险滞后于生态压力;杭州湾地区高—高集聚,耦合协调度较好,生态压力与景观生态风险发展趋于同步;(4)浙江省海岸带生态压力对景观生态风险具有显著的正向作用。在此基础上,根据湾区类型进行分类指导,实现海岸带的有效治理。

2013—2020年内蒙古锡林郭勒草地资源承载力变化

[目的]草地承载能力的高低影响草地利用的可持续性和草地生态系统的安全性。内蒙古锡林郭勒盟作为北方重要生态屏障,研究其草地资源承载能力变化,为区域草地生态安全与可持续利用、生态文明建设提供科学依据。[方法]利用2013,2015,2018和2020年土地利用及其他相关数据,基于三维生态足迹模型、生态赤字(ED)/盈余(ER)和生态压力指数等方法与指标,分析评价内蒙古锡林郭勒盟草地资源承载力状况。[结果]①2013—2020年锡林郭勒盟草地资源生态足迹持续高于生态承载力,总生态足迹与总生态承载力呈现先增后减趋势,7 a内分别下降了2.76%和7.35%;人均生态足迹与人均承载力7 a间变化率分别为-9.62%,-13.19%;生态足迹在空间上呈现出由东向西递减的变化规律,生态承载力东部及北部高于西部及南部;②草地资源生态足迹深度先上升后下降,总体上升4.95%,均大于1,草地生态系统持续处于生态赤字状态,草地生态系统呈现出不可持续性;③4个时期ER/ED均小于0,生态压力指数均大于1,草地生态承载状况多年连续超载,生态安全稳定性持续降低。[结论]锡林郭勒盟所处的干旱半干旱地理位置及其资源禀赋,叠加高强度的人类经济社会活动,导致全盟草地生态承载力降低,生态处于极不安全状态。

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。

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。

基于三维生态足迹模型的山西省矿区2010-2019年自然资本存量动态评估

[目的]对山西省矿区自然资本存量进行动态评估,为矿区生态环境保护及生态补偿提供理论依据。[方法]以矿区自然资本为视角,基于生态足迹与生态承载力核算结果,运用三维生态足迹模型,测算山西省矿区2010—2019年生态足迹深度与足迹广度,借助足迹深度与足迹广度的剪刀差分析其动态演变特征并阐释矿区自然资本存量动态演变的作用机理。[结果]①山西省矿区人均生态赤字由2010年的4.40 hm^(2)/人增加到2016年的6.31 hm^(2)/人,随之降低到2019年的5.02 hm^(2)/人,生态足迹与生态承载力的差距总体趋于缩小;②2010—2019年,人均生态足迹广度大致呈递减趋势,由0.63 hm^(2)/人降到0.47 hm^(2)/人,而人均生态足迹深度呈现出先增后减的“倒U”形变化趋势;③矿区自然资本存量时空动态演化是由煤炭资源禀赋、开采规模、矿区生态供求、生态足迹与承载力以及资本流量、存量的深度、广度等多重因素综合作用的结果。[结论]山西省矿区生态足迹与承载力差距趋于好转,但生态赤字仍然严重存在。

干旱区内陆河流域三维生态足迹时空变化分析--以玛纳斯河流域为例

干旱区生态资本独特但生态承载有限,其生态足迹供求关系及均衡机理倍受关注。以干旱区典型内陆河流域-玛纳斯河流域为靶区,根据干旱区土地利用/覆盖类型特征及变化趋势,基于绿洲生产消耗所产生的生态系统服务流动规律建立三维生态足迹评价模型,并利用干旱区本土参数对流域2000—2018年的生态足迹时空分异进行分析。结果表明:(1)受自然承载有限和社会经济发展交互影响,玛纳斯河流域生态赤字不断扩大。时间上,18年间流域生态赤字增长了4.36倍,人均生态赤字增长了3.12倍,其中能源用地和耕地占比高、增速快,对生态赤字的贡献远远超过其他类型;空间上,石河子市对流域生态足迹的贡献率明显大于沙湾县和玛纳斯县;(2)同期,玛纳斯河流域生态足迹广度增加了0.59倍,足迹深度增加了0.44,广深比达到3343876:1.63,流量资本占用不断增加,存量资本日趋消损,生态压力不断增大;(3)流域资源利用效率显著提高,18年内增加了4.73倍,增长速度为5778.3万元hm-2 a-1;(4)流域虽面临较大的生态挑战和人口压力,但在全疆范围来看并不突出。本土参数与省域参数和国家参数相比可较好反映流域自然资本利用现状,最后提出干旱区生态承载力的优化展望和流域可持续发展建议。

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。

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。

黄山市三维生态足迹变化及旅游影响研究

旅游业作为黄山市主导产业,其发展是否有利于推动黄山市生态可持续发展是亟待回答的理论与现实问题。文章利用2000—2019年黄山市经济社会相关数据,基于“地区公顷”下均衡因子和产量因子,运用三维生态足迹改进模型与偏最小二乘法,测度分析黄山市近20年生态足迹变化及旅游对其影响。研究表明:(1)黄山市“地区公顷”下均衡因子和产量因子与“全球公顷”下因子存在一定差别,能更精准反映黄山市生态环境状况。(2)2000—2019年,黄山市生态赤字波动下降。人均生态足迹由1.51 ha·cap^(–1)减少到1.20 ha·cap^(–1)。人均生态承载力则稳定在0.79 ha·cap^(–1)左右;(3)人均生态足迹广度变化平缓,黄山市居民占用的自然资本流量主要来自于耕地和林地;(4)人均生态足迹深度大于1,2019年大约需1.53个黄山市空间上的生物生产性土地面积才能满足黄山市居民需求,整体呈波动下降趋势。耕地和草地资源存量透支较多;(5)旅游发展可改善黄山市自然环境,一定程度缓解了黄山市生态压力。第三产业发展、旅游城镇化、居民消费转型升级、经济结构调整优化可降低黄山市生态足迹。

基于二维和三维生态足迹的长三角城市群自然资本可持续性分析

城镇化和工业化进程的不断推进给城市群自然资本及其可持续利用带来较大的威胁。为明确城市群建设过程中自然资本可持续性变化特征,以长三角城市群为研究对象,采用二维和三维生态足迹评价模型,同时添加水资源账户对原模型进行改进以反映长三角地区水资源潜力与压力,研究分析了2005—2019年长三角城市群生态足迹、生态压力指数和生态协调指数变化、自然资本存量消耗和自然资本流量占用情况及其影响因素与作用机制。结果表明:1)研究期间,长三角城市群人均生态足迹和生态承载力分别为4.46和1.59 hm^(2)/人,平均人均生态赤字为2.87 hm^(2)/人,但万元GDP生态足迹不断下降,资源利用率不断上升;2)2005—2019年,长三角城市群生态压力指数由2.48升至3.25,生态协调指数由1.30变为1.25;3)基于改进三维生态足迹模型发现,长三角城市群资本存量利用程度越来越大,且对自然资本流量的更新起到较大抑制作用,2019年研究区自然资本存量的消耗量是资本流量占有量的2.26倍;4)影响因子分析表明,工业产值、能源消耗总量、建筑用地面积和城镇化率对生态足迹起到了正向促进作用,对自然资本的可持续性产生了较大压力。

黑龙江省生态足迹时空演变与生态可持续分析

为分析黑龙江省生态可持续性状态,基于植被净初级生产力(NPP)构建了均衡因子和产量因子,采用改进的生态足迹模型,核算黑龙江省2000—2020年生态足迹、生态承载力,揭示生态足迹空间格局变化特征。结果表明:黑龙江省均衡因子为林地>草地>耕地>水域;产量因子为水域>草地>林地>耕地。黑龙江省21年间人均生态足迹增速远大于人均生态承载力,致使人均生态赤字状况日益严重;但考虑到国内贸易后,人均生态足迹呈现先增加后平稳状态,仅在2005—2010年为生态赤字状态,2010年后处于生态平衡状态;在空间上呈现明显的空间异质性。黑龙江省一直处于轻度消耗资产存量发展状态;耕地、草地资本流量无法满足社会需求;化石燃料生态足迹深度增长迅速,且表现为高生态赤字。黑龙江省总体呈现区域发展稍不安全、弱可持续发展状态;草地长期处于强不可持续状态。近年来黑龙江省生态环境状况得到有效改善,但土地资源利用不均的问题突出,应引起关注。

运城市水资源生态足迹时空变化及其驱动因素分析

为定量分析小尺度上水资源可持续利用现状,采用基于“市公顷”的水资源生态足迹模型,结合三维生态足迹理论,探讨运城市2011—2020年水资源生态足迹及生态承载力的时间变化和空间差异;并利用扩展后的STIRPAT模型分析运城市水资源生态足迹变化的驱动因素。结果表明,“市公顷”下运城市水域均衡因子和产量因子区域特征明显;水资源生态足迹整体为先升后降趋势,水资源生态承载力整体为上升趋势;运城市水资源历年均处于生态赤字状态,平均足迹深度3.09;各行政区中,仅垣曲县为水资源盈余状态,其余区域均处于不同程度的水资源赤字状态;水资源消费强度为运城市水资源生态足迹的主要驱动因素,人口规模与水资源生态足迹呈反向作用。

基于生态足迹模型评价长江经济带耕地承载力

为研究长江经济带耕地承载力,给长江流域可持续发展和中部崛起提供参考,该文基于三维生态足迹模型,研究长江经济带生态足迹、生态承载力和生态盈余/赤字。研究结果表明:(1)从2015年到2019年,长江经济带人均生态足迹呈逐年下降的趋势,5年下降率为7.91%;(2)长江经济带人均生态承载力也呈逐年下降的趋势,5年下降率为2.37%;(3)长江经济带耕地利用呈生态盈余状况,且生态盈余在逐年上升,5年的增长率为10.39%;(4)长江经济带的11个省市耕地的利用现状内部分异大,根据11个省市核算结果分析人均生态足迹呈3个级别、人均生态承载力呈4个级别、生态盈余呈2个级别。综上所述,长江经济带涵盖的11个省市内部分异大,长江经济带整体耕地生态较好,耕地压力较小,土地所能提供的自然资源能够满足当前的生活水平和社会经济活动的要求。该文通过三维生态足迹模型研究2015-2019年长江经济带耕地承载力动态,为其可持续发展提供了科学依据。

黑龙江省资源型城市三维生态足迹平衡性及影响因素研究

资源过度开发使得黑龙江省资源型城市陷入“资源型经济困局”,客观分析三维生态足迹的平衡性和影响因素将对深入探索具有龙江特色的经济转型发展路径具有重要意义。基于2008—2020年9个资源型城市的6类32个指标,运用三维生态足迹模型和基尼系数测算黑龙江省资源型城市三维生态足迹、生态供需平衡性和空间平衡性,并利用LMDI模型和脱钩模型对影响因素进行具体分析。研究结果表明,第一,人均足迹广度与地方经济和居民消费对自然资本的占用开发程度,生态环境调节能力和弹性能力息息相关,大庆市最高,大兴安岭市最低;双鸭山、七台河和大兴安岭的人均足迹深度数值均大于1,三个城市依靠如煤炭、森林等自然资源的开采与砍伐,缺少转型升级,产业结构单一;人均三维生态足迹呈现波动增长趋势。第二,资源型城市在生态供需方面具有不平衡性,但在空间方面达到平衡。第三,不同的资源型城市结构、人口、经济和技术效应因素会影响自然资源和能源资源的消耗利用程度。第四,资源型城市脱钩状态演变趋势波动较大,强脱钩和弱脱钩占半数。基于上述结论,为提升黑龙江省资源型城市三维生态足迹平衡性提出对策与建议。

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。