基于生态足迹模型的福建省生态安全分析与预测

生态足迹是目前较通用的衡量区域可持续发展的指标,利用生态足迹模型与其他指标结合,可以测算生态赤字（盈余）、生态足迹压力指数、万元GDP足迹等反映区域生态安全状态的定量指标．本研究计算了2002-2008年福建省人均生态赤字及生态足迹压力指数,得到全省生态压力的变化趋势．利用GM（1,1）灰色预测模型预测2009--2014年福建省人均耕地生态足迹与承载力、人均建筑用地生态足迹与承载力、人均生态赤字及生态足迹压力指数,结果表明,若继续沿着2002--2008年的发展模式,福建省在未来几年内生态安全将面临极大威胁,全省经济发展模式转型刻不容缓．     

陕北黄土高原生态安全动态变化定量分析

利用生态足迹的理论与方法,结合GIS技术,对陕北黄土高原1986-2002年的生态安全变化进行定量分析,并提出生态足迹压力指数的概念与模型,研究结果表明,陕北黄土高原生态压力指数,在近16年内持续上升,不安全性持续增长,2002年已接近临界状态。研究结果对生态安全动态变化定量分析有重要推动作用,并为区域生态安全调控决策提供重要依据。     

基于生态足迹的中亚区域生态安全评价

利用生态足迹理论与方法,运用生态足迹压力指数模型,对中亚不同区域的生态安全进行了评价。分别测算中亚四国的人均与区域总生态足迹、生态承载力、生态赤字和生态足迹压力指数。最后按照生态足迹压力指数来评价中亚各国生态安全状态。评价结果如下:(1)吉尔吉斯坦14年平均生态赤字为0.0900ha/capita;平均生态足迹压力指数为0.9388,处于稍不安全状态。(2)土库曼斯坦的多年平均生态赤字为0.3303 ha/capita;平均生态足迹压力指数为1.1327;哈萨克斯坦的多年平均生态赤字为0.8379 ha/capita,平均生态足迹压力指数为1.2320,都处于较不安全状态 。(3)乌兹别克斯坦的区域总承载力由1994年的28807119ha下降到2005年的28527138ha,而区域总生态足迹有所增加,即从44598092ha增加到51761368ha;多年平均生态赤字为0.8181 ha/capita;平均生态足迹压力指数为1.7540,处于相对很不安全状态。根据计算结果,中亚4国的多年平均生态安全都处于不安全状态,但不安全程度有所差别,吉尔吉斯坦的生态安全处于相对较好状态,其次为土库曼斯坦,哈萨克斯坦;乌兹别克斯坦的生态安全相对其他中亚国家而言处于相对很不安全状态。     

西藏生态足迹研究

在简要介绍生态足迹最新研究成果的基础上,对西藏2002年生态足迹进行了测算和分析。结果表明,西藏整体上处在生态承载力之内,从生态角度来看是处于可持续发展状态,且有较大的生态盈余。     

基于生态压力指数的新疆生态安全时空动态分析

通过计算2000-2007年新疆各地州(市)的生态足迹和生物承载力,选取生态压力指数(EPI)构建区域生态安全评价模型,对不同地区的生态安全状况进行了评价并分析其时空动态变化。结果表明:①2000-2007年新疆各地州(市)人均生态足迹均呈增长趋势,而生物承载力总体上呈减少趋势。②西部大开发战略实施以来,新疆经历了由生态安全向生态不安全演变的过程;各地州(市)生态不安全程度逐年增加,且增加幅度不等。③新疆生态安全程度的空间分布呈现一定的规律性,北部地区＞中部地区＞东、西部地区＞天山北坡地区。     

基于生态足迹的天山北坡经济带生态承载力评价与预测

生态承载力是测度区域社会经济发展对资源与环境系统压力程度的重要标尺。基于生态足迹法,构建生态承载力的评价与预测模型,分别评价和预测了2010年与2015年天山北坡经济带的生态足迹和承载力。结果表明：2010年天山北坡经济带生态足迹组分以草地和能源用地为主,约占足迹总量的93%,人均生态承载力总体高于人均生态足迹;2015年生态承载状况仍然总体盈余。但随着人口快速增长以及人均消费能力提高,2015年人均生态承载力已经低于2010年水平,城镇化对未利用地的开发形成用地总量供给的增加可能是维持生态盈余的主要原因之一。经济发展与城镇化进程对区域可持续发展造成一定压力,需要对资源环境承载能力加强监测预警。     

基于能值-生态足迹模型的辽河流域生态安全演变趋势

鉴于生态经济系统的开放性特征,在全面分析生态系统的能量流、物质流的基础上构建了能值-生态足迹模型。采用区域能值密度计算辽河流域15个城市2001—2012年间生态承载力与生态足迹的变化,并且借助GIS技术平台探索流域内生态安全及生态赤字时空演变趋势。12年来辽河流域生态承载力和生态足迹均有所增加,但是生态足迹的增长速度远远大于生态承载力,致使流域内除2001与2009年略有生态盈余外,其余年份均出现生态赤字;生态压力指数虽在波动下降,但整体指数值仍大于1,辽河流域生态安全状况不容乐观;与东辽河地区和西辽河地区相比,辽河中下游地区生态环境状况较差,大部分地区生态安全形势严峻,并且长期出现生态赤字。     

基于生态压力指数的江西省生态安全评价

在生态足迹原理的基础上,提出生态压力指数的概念,并将其作为生态安全评价的指标,同时制定了相应的指标等级划分标准.利用该方法对江西省1990-2004年的生态足迹与生态安全进行了定量研究.结果表明,江西省人均生态足迹从1990年的1.7340hm2增加到2004年的1.9304hm2,而同期的人均生态承载力则由0.8934hm2下降到0.7077hm2,人均生态赤字由0.8406hm2增长到1.2227hm2,生态压力指数从0.78增加到0.98,其等级由不安全变为很不安全.说明江西省现有的发展模式是不可持续的,生态环境处于很不安全状态.     

基于农户生计资产视角的土地生态安全定量评估

甘肃民勤县面临的生态安全危机已经受到人们的普遍关注。以2010-2014年农户生计资产视角,借助生态足迹原理和生态压力指数的方法,对民勤县典型村的土地生态安全状况进行定量评估。结果表明：（1）将农户生计资产归纳为自然资产、物质资产、人力资产、金融资产和社会资产,在一定程度上反映了不同农户生计类型拥有不同的生计资产;（2）2010-2014年民勤县典型村不同生计类型的人均生态足迹和人均生态承载力变化明显,呈盈余状态;（3）2010-2014年民勤县典型村土地生态安全处于较安全状态。     

中国生态足迹和生物承载力构成比例变化分析

基于生态足迹模型,计算了中国1995-2006年人均生态足迹和生物承载力的各构成组分.运用统计-动力学建模方法,构建生态足迹和生物承载力各组分构成比例变化的普适预测模型.结果表明:①1995.2006年,中国人均生态足迹构成以能源足迹和耕地足迹为主,耕地、林地、建设等足迹比例在波动中不断下降,草地、水域足迹比例先上升后下降,能源足迹比例不断增加;人均生物承载力构成以耕地为主.林地、建设、水域承载力比例相差不多,草地承载力比例最小,其中耕地、草地承载力比例不断增加,林地、水域、建设等承载力比例不断下降,且变化幅度均很小.②2007-2015年,耕地、林地足迹比例继续下降,草地、水域、能源足迹比例将逐渐上升,建设足迹比例将在下降一段时间后出现增加趋势,耕地、林地、草地等承载力比例将不断增加,其中耕地、林地承载力比例增加幅度很小.草地承载力比例相对增幅较大;水域、建设承载力比例均呈下降趋势.文章还探讨了可能导致中国人均生态足迹和生物承载力构成比例出现上述变化的原因,给出相应的政策建议,并分析了二者之间的内在变化规律.研究结果对指导我国调整产业结构、土地利用规划和改善生态环境有较重要的启示和借鉴意义.     

区域生态安全动态变化及空间差异定量分析:以陕北黄土高原为例

1 Introduction Ecological security is defined as the goal of stakeholders to create a condition where the physical surroundings of a community provide for the needs of its inhabitants without diminishing its natural stock (Chen, 2002; Wachernagel et al.,…     

Quantitative analysis of the dynamic change and spatial differences of the ecological security: a case study of Loess Plateau in northern Shaanxi Province

Using the theory and method of the ecological footprint, and combining the changes of regional land use, resource environment, population, society and economy, this paper calculated the ecological footprint, ecological carrying capacity and ecological surplus/loss in 1986-2002 on the Loess Plateau in northern Shaanxi Province. What is more, this paper has put forward the concept of ecological pressure index, set up ecological pressure index models, and ecological security grading systems, and the prediction models of different ecological footprints, ecological carrying capacity, ecological surplus and ecological safety change, and also has assessed the ecological footprint demands of 10,000 yuan GDP. The results of this study are as follows: (1) the ecological carrying capacity in northern Shaanxi shows a decreasing trend, the difference of reducing range is the fastest; (2) the ecological footprint appears an increasing trend; (3) ecological pressure index rose to 0.91 from 0.44 during 1986-2002 on the Loess Plateau of northern Shaanxi with an increase of 47%; and (4) the ecological security in the study area is in a critical state, and the ecological pressure index has been increasing rapidly.     

基于流域的陕西省水资源承载力研究

以陕西省9个流域为评价单元，基于宏观指标和综合指标构建水资源承载力综合评价模型。通过分析经济压力、人口压力、承载压力及协调指数，进而对研究区水资源承载力进行评价并探讨其时空分布特征。结果表明：（1） 陕西各流域水资源承载力差异较为明显，其中陕南最大，陕北次之，汉中最小。陕南地区的汉江和嘉陵江两个流域水资源丰富且降水充足, WI<0.6处于承载适宜阶段，但该流域水资源利用效率较低HI<0.6，流域人均用水量、万元GDP用水量以及农田灌溉亩均用水量均超过全省平均水平。陕北地区的河口—龙门、内流区以及北洛河三个流域水资源紧缺且存在水质性缺水问题，处于轻度超载阶段；而关中地区的渭河、泾河、龙门三门峡及伊洛河四个流域水资源供需矛盾随着人口与经济的增长进一步加剧，水资源承载力综合评价指标值WI >1.5，处于严重超载阶段。（2） 从承载压力指数分析可以看出，流域调水对缺水地区或经济中心城市的发展起到决定性作用。从丰水流域跨流域调水能解决地区性缺水问题，进而解决水资源危机所带来的社会经济可持续发展问题。(3) 基于水资源的自然资源属性，以流域为评价单元，其研究结果更符合自然规律，有利于实现流域间水资源的合理均衡和分配。     

基于地貌分区的陕西省区域生态风险时空演变

论文采用“概率—损失”二维风险模型解构陕西省区域生态风险,基于地貌分区视角识别多源风险类型的同时以景观格局与生态系统服务价值为关联要素合成潜在生态损失,在此基础上分析了陕西省2000—2015年单一风险要素及区域生态风险的时空分异,并基于地貌分区视角结合重心模型探讨了生态风险的时空迁移。结果如下：① 2000、2015年陕西省多源危险度分别为0.3837、0.4558,上升18.79%,大致呈现南北高、中间低的空间格局,沿南北轴线呈现“W型”展布;潜在生态损失分别为0.5537、0.6270,上升13.24%,除高原南部与秦岭东部山区外,生态损失均呈现高值;区域生态风险分别为0.2429、0.2865,上升17.95%,空间上呈现“三高夹两低”的分布格局。② 从时序变化来看,秦巴山地保持较低风险且风险变化率较小;黄土高原与风沙过渡区变化率处于中等,后者面临较高风险;汉江盆地风险最高,该区域与关中平原分别为风险变化率的首位与次位。从生态风险重心变化趋势看,黄土高原与风沙过渡区重心均向西南移动,关中平原与秦岭山地重心东移趋势明显,汉江盆地与大巴山地重心跃向东南。     

生态建设15年黄土高原生态足迹时空变化

作为典型生态脆弱区和重点土壤保持功能区,黄土高原自20世纪80年代以来进行了一系列重大生态工程建设,力图改善脆弱的生态环境。这些重点工程在短期内是否从根本上改善了其生态安全状况是亟待理解的一个科学问题。基于生态足迹思想与方法,定量分析了1995年、2000年和2010年三个阶段15年间黄土高原生态足迹和承载力的时空变化。结果表明：① 1995-2010年15年间黄土高原承载力小于生态足迹,总体上处于生态赤字状态。② 黄土高原人均承载力呈现明显的空间异质性,1995-2010年高值区在中北部,其他区域为低值区,由东向西递减;人均生态足迹自东南向西北递增。③ 生态压力指数从1995年的1.059上升到2000年1.165,增幅较小,2010年上升为2.181,高原整体上处于生态赤字状态。     

基于气象干旱综合监测指数(MCI)的陕西省干旱灾害风险评估与区划北大核心CSCD

利用陕西省94个国家气象站1961—2018年逐日气象资料,根据干旱灾害气候背景和社会经济环境,结合灾害风险评估相关理论方法,选取致灾因子危险性、孕灾环境脆弱性、承灾体暴露度、防灾减灾能力4个方面指标,建立干旱灾害风险评估指数,基于GIS平台,对陕西省不同季节进行干旱灾害风险区划。结果表明:(1)陕西各区域干旱致灾因子危险性季节差异明显,陕北北部除夏季外各季节干旱危险性较高,关中地区易发生伏旱。陕南的汉中各季节干旱危险性均较大,安康东部和商洛各季节干旱危险性则较小。(2)春季、夏季和秋季,陕南的汉中平原及安康的汉江河谷地带,关中的西安和渭南地区,陕北北部榆林地区为干旱孕灾环境高脆弱性区或较高区;冬季陕南大部、秦岭地区的高脆弱性区较其他三季范围有所减小;海拔较高的秦岭山地,关中平原和陕北北部各季节皆为低脆弱性或较低脆弱性地区。(3)承灾体暴露度的高风险区主要分布于关中地区。(4)全省抵御干旱风险能力最高地区为陕北黄河沿线、关中各地的城镇地区。(5)干旱灾害综合风险的高风险区主要在陕南巴山地区、秦岭南北两侧、陕北南部,陕南汉江平原、关中平原及陕北延安、榆林等地为干旱较低、低风险区。     

区域生态敏感性评估的理论框架与模型设计——以陕西省为例

生态敏感性评估可以为管控生态风险与保障区域生态安全提供决策依据。在生态敏感性定义的基础之上运用经济学理论构建生态敏感性评估的理论模型,以土地利用转移几率比替代矩阵作为敏感性评价因子,并且利用生态系统服务价值的实际值与预测值之比的绝对值作为区域生态敏感性指数。结果表明：① 设计的生态敏感性评估方法可以弥补现有生态敏感性评估方法的不足,不仅可以观测到区域敏感性因子还能有效地进行敏感性分区,并且在不同尺度下得到了可靠的结果。② 在各县（区）最主要敏感性因子的列示中,陕西省1990—2000年以生态破坏因子为主导;而2000年以后,退耕还林工程导致耕地→林地、耕地→草地成为陕北地区最重要的敏感因子,陕南秦巴山区与关中地区由于众多水利工程建设导致生态系统服务价值对草地→水域因子的响应程度比较高。③ 陕西省总体敏感性由南向北呈现“低敏感-高敏感”间隔有序的基本格局,并且呈现空间上集聚、时间上稳定的状态;高敏感区主要分布沿秦岭、“子午岭-黄陵山”分布,低敏感区主要分布在关中平原以及榆林中部地区。     

陕西省碳足迹时空变化研究

为了解近年来陕西省碳足迹的状况,采用《2006年IPCC国家温室气体清单指南》和中国《省级温室气体编制指南》推荐的方法测算了陕西省及其各市的碳足迹。结论如下：1995~2009年,陕西省碳足迹从4 129.38×10⁴t上升到22 460.23×10⁴t,增加了443.91%。从空间上全省碳足迹可分为3类：陕南始终为负值;陕北和渭南市较高;关中除渭南市以外的地区较低。14 a间全省人均碳足迹由1.18 t增加到5.95 t;各市人均碳足迹,陕北较高,关中较低,陕南为负值。全省碳足迹密度从2.00 t/hm²增高到10.90 t/hm²。陕西省的人均和单位面积的碳足迹远高于应对全球气候变化的目标,但空间上差异很大。以2009年为例,全省人均碳足迹是应对全球气候变化目标的2.98倍,而陕北则超过10倍,高于美国;关中为1.29~4.57倍。全省2009年碳足迹密度是应对全球气候变化目标的4.89倍;渭南、咸阳、西安3市高达9.63~16.95倍;榆林、铜川、延安和宝鸡4市为3.54~7.10倍;陕南植被的固碳作用消除了当地的碳排放外,还有剩余碳汇,但尚不能抵消陕北及关中的较高的碳足迹,因此总体看,对气候变化有负面影响,陕西的碳减排任务仍较重。     

A study on environmental aridity over northern and southern to Qinling Mountains under climate warming

Based on the data up to 1999 from hydroclimatological departments, this paper analyzes the climatic divide implications of the Qinling Mountains in regional response to the process of climate warming, due to which the grades of dryness/wetness (GDW) in 100 years show that the northern region has entered a drought period, while the southern is a humid period. In a course of ten years, the D-value of annual average air temperature over southern Shaanxi (the Hanjiang Valley) and the Central Shaanxi Plain (the Guanzhong Plain) has narrowed, i.e., the former with a slight change and the latter with rapid increase in temperature. Both regions were arid with the decrease in precipitation D-value, namely the plain became warmer while the south was drier. The Qinling Mountains play a pronounced role in the climatic divide. The runoff coefficient (RC) of the Weihe River decreases synchronously with that of the Hanjiang due to climate warming. The RC of Weihe dropped from 0.2 in the 1950s to less than 0.1 in the 1990s. The Weihe Valley (the Guanzhong Plain) is practically an arid area due to shortage of water. The successive 0.5, 1.0 oC temperature anomaly over China marks, perhaps, the important transition period in which the environment becomes more vulnerable than before.The study shows the obvious trend of environmental aridity, which is of help to the understanding of regional response to global climate change.