生态足迹模型在我国土地可持续利用评价中的应用及启示

近年来,我国土地资源的不合理利用给生态环境带来了诸多负面影响,这使开展土地可持续利用评价研究成为当务之急,而科学发展观和新一轮土地利用总体规划修编工作的开展,为土地可持续利用评价研究提出了新的要求。生态足迹模型是目前可持续发展评价领域的研究热点,为土地可持续利用评价提供了重要途径。该文分析生态足迹模型在我国土地可持续利用评价中的研究现状,指出研究中主要存在评价精度较低、研究内容不全、应用方法单一等不足,并从研究尺度、研究精度、研究内容、研究方法和对土地利用相关政策启示等角度,提出需进一步改进的方向和建议。     

Evaluation Methods and Research Trends for Ecological Carrying Capacity

With the intensive research into global coupling relationships, ecological carrying capacity (ECC), seen as the crucial link between natural ecosystems and human systems, has gradually become an important tool for interdisciplinary research in ecology, resources science and environmental science, as well as for research on regional sustainable development. However, ECC research remains immature and lacks a complete theoretical system, as a result of many limiting factors and different space-time conditions. At present, Chinese and foreign studies focus on methods to evaluate ECC while neglecting to identify the internal driving mechanisms of ECC. In this article, based on the development and conceptualization of ECC, we introduce three evaluation methods for ECC: ecological footprint (EF), human appropriation of net primary production (HANPP) and ecosystem services consumption (ESC). Furthermore, we illuminate research focuses and developmental directions for ECC with respect to driving mechanisms, threshold, comprehensive evaluation systems and coupling dynamic model of multi ecological factors, in order to provide a reference for future ECC research.     

能源足迹核算的改进与预测——以吉林省为例

定量测度能源消费的生态环境影响是区域可持续发展评价的重要内容。以化石燃料燃烧-CO2排放-地表吸收的碳循环过程为研究对象,对现有模型的土地碳吸收能力测算等方面进行了修正,构建了基于净初级生产力的能源足迹改进模型,分析了1994～2008年的吉林省能源足迹及其各土地利用类型供给变化,并通过生态效应指数计算揭示了土地利用/...     

南四湖湖泊湿地生态环境预警研究

基于南四湖近30 a来多源遥感影像、土地利用、环境监测和实地调查数据,选择1982年、1992年、2002年和2012年4个时间断面,从湿地组织结构、整体功能和社会经济3个方面选取指标,从无警、轻警、中警、重警和巨警5个级别划分警度,采用多级模糊综合评价法进行警度评价,并运用BP神经网络模型对未来10 a警度发展进行预测,研究结果表明：① 南四湖湿地生态环境现在处于重警状态,农业化肥、农药污染和工业污染物排放是主要的警报来源;② 近30 a来南四湖湿地整体生态环境处于不断恶化趋势,社会经济指标恶化趋势明显,未来10 a各项指标和整体预警度均呈下降趋势,整体水平达到中警状态,社会经济投入的增加是重要影响因子;③ 近10 a环境恶化速度比前20 a有所减缓,社会经济指标恶化速度较快,人类活动的负向干扰仍大于正向干扰。     

衡水湖流域生态系统健康评价

生态系统健康评价是当前环境科学和生态学研究的热点问题之一,流域尺度的生态系统健康评价是生态系统健康评价研究的一个重要发展方向。对流域进行生态系统健康评价,将为流域的规划、管理和保护以及流域综合治理提供决策依据。回顾了国内外流域生态健康评价的历史和现状,阐述了流域生态系统健康评价的主要理论与方法。以衡水湖国家级湿地自然保护区为例,建立了评价指标体系,并据此对该流域进行了生态健康评价,结果表明:衡水湖流域生态系统健康处于中等或者亚病态,最后提出衡水湖生态健康可持续发展的建议。     

黄河流域生态环境综合评价及其演变

在定性分析黄河流域自然生态环境特点的基础上，针对黄河流域不同的地理特征与生态环境特征，从气候环境、水文环境、土地覆盖、土壤侵蚀、土地利用和地形地貌等方面选择评价指标，在遥感与地理信息系统技术支持下，首先通过一系列的模型计算与遥感影像解译，分别生成黄河流域1980年代末期与1990年代末期数值型的生态环境背景因子，而后应用主成分分析法对生态环境质量进行了综合评价，得出了不同空间尺度下的反映黄河流域1980年代末期与1990年代末期生态环境质量的分级图，并对黄河流域近10年间的生态环境演变进行了分析。     

基于改进三维足迹模型的关中地区土地自然资本利用状况分析

三维生态足迹是可持续发展定量化评价的重要方法,陕西关中地区作为丝绸之路经济带的重要承载地,研究其土地自然资本利用状况对可持续发展具有重要意义。论文采用改进三维足迹模型,并利用足迹广度基尼系数等指标,对关中地区1995—2015年自然资本利用状况从“产品—地类—区域”3个尺度进行了分析。结果表明： ① 1995—2015年,关中地区土地足迹呈现先增后减的变化趋势,土地承载力逐年下降,生态赤字逐年增大,不利于可持续发展;② 关中地区5个市均处于生态赤字状态,足迹深度均超过原长1,消耗存量资本来弥补流量资本的不足已成关中地区社会发展的常态;③ 耕地和建设用地为流量资本占用主要地类,草地、耕地和建设用地为存量资本消耗主要地类;④ 区域内部流量占用不公平程度逐渐增加,若仍不采取合理措施,2025年将呈现较不均衡状态,2030年则为高度不均衡。论文聚焦“实态足迹”,揭示了关中地区土地利用效益,为其可持续发展提供科学参考。     

The eco-environmental guarantee for China’s urbanization process

Studying the change of resources consumption and eco-environmental carrying capacity are of importance to the sustainable development of urbanization. Based on the China’s economic and social statistical data from 1950 to 2006, the ecological footprint, ecological footprint intensity, ecological deficit and surplus, and eco-environment quality comprehensive index are calculated, the correlation between urbanization and eco-environmental change is analyzed and the eco-environmental guarantee for China’s urbanization in 2030 is forecasted. The major results could be summarized as follows: (1) there is a positive linear relation between urbanization and ecological footprint, negative linear relation between urbanization and ecological footprint intensity, ecological deficit and surplus and the negative exponential relation between urbanization and eco-environment quality comprehensive index. (2) By 2030, the urbanization level will reach 61.32%, the ecological deficit will increase to 42.2866×108 hm2 and the eco-environment quality comprehensive index will drop to 0.3016 on the condition that the total quantity ecological footprint achieves 55.9348×108 hm2. (3) Under the existing urban development pattern, the ecological overload will be more serious in the next 24 years. Constructing the reasonable industrial structure and establishing the intensive resources utilization system to alleviate the eco-environmental pressure are the tough challenges in China’s urbanization process.     

干旱绿洲农业区土地利用转型生态环境效应及分异机制——基于三生空间主导功能判别视角

干旱绿洲农业区生态环境脆弱,开展土地利用转型生态环境效应研究能为该区国土空间优化和农业农村可持续发展提供参考依据。论文以张掖市甘州区为例,采用转移矩阵、生态环境质量指数、移动窗口法、生态贡献率及地理探测器模型,对干旱绿洲农业区土地利用转型生态环境效应及分异机制进行研究。结果表明：① 1990—2020年生产和生活空间持续扩张、生态空间总体减少,结构从“单一农业空间增加”向“转换类型多元化”转变,功能由“生态转生产为主”向“生产与生活、生态与生产多功能相互转换”演变。② 1990—2020年土地利用转型生态环境效应总体为正,耕地面积占比较大的村镇质量指数相对较高;其他生态空间向林草水生态、农业生产空间转型的生态正效应最大,林草水生态空间向其他生态、农业生产空间转型的生态负效应最大,2010—2020年农业生产空间过度扩张挤压林草水生态空间引起的生态环境负效应正在显现。③ 人口密度、地均GDP和植被覆盖度是生态环境质量分异的关键因子,降水量、土地开发强度、耕地面积占比和地均水资源量是核心因子;因子交互作用使农业生产空间增加和林草水生态空间压缩权衡博弈产生自适应稳态机制,从而形成了总体偏低的生态环境质量格局;村镇在面对干扰冲击时的自组织、适应性和转型能力不同,导致经济发展和土地利用方式不同,进而塑造了村镇分异的生态环境质量格局。     

我国矿山开采的生态环境效应及土地复垦典型技术

矿产资源开发已成为我国国民经济增长的重要手段,但矿山开采又引发了一系列生态环境问题,导致矿区生态退化与环境污染,严重制约了矿区社会经济的可持续发展。本文系统分析了矿山开采的生态环境效应,并根据典型矿区土地复垦的成功经验,总结了适合我国矿区土地复垦的典型技术,包括剥离－采矿－复垦一体化工程技术,矿区废弃物综合利用技术,大气污染治理技术,地表整形工程技术,土壤重金属污染治理技术,土壤培肥改良技术,植被恢复技术,水土流失综合治理技术等。     

海岛旅游地生态安全与可持续发展评估——以舟山群岛为例

海岛旅游业已成为许多海岛地区的支柱产业,海岛旅游可持续发展是当前这一领域研究的焦点。本文首先在定义区域刚性生态足迹和区域弹性生态足迹含义的基础上,构建了广义海岛旅游地生态安全模型和狭义海岛旅游地生态安全模型,进而提出了海岛旅游地生态安全与可持续发展评估框架和判断标准;接着以生态足迹思想方法为基础,构建了海岛旅游生态足迹模型;并以舟山群岛为例,以2008 年为评价基准年份,进行了实证分析。结果表明：① 舟山群岛广义海岛旅游地生态安全系数为0.6816,生态赤字为287849.0216 hm²,占生态承载力的46.71%,已处在生态不安全-不可持续发展状态;② 舟山群岛狭义旅游地生态安全系数为0.9806,生态赤字为12189.2343 hm²,占生态承载力的1.98%,已处在威胁生态安全-威胁可持续发展状态;③舟山群岛旅游地生态安全与可持续发展处在第VI 类型(生态不安全-不可持续发展,威胁生态安全-威胁可持续发展)。     

闽西山区旅游开发与脆弱生态环境耦合发展机制研究之展望

深入研究闽西山区旅游开发与脆弱生态环境耦合发展机制,即通过建立山区生态脆弱性评价指标体系、研究脆弱生态环境与旅游开发耦合发展、构建闽西生态脆弱区旅游资源开发模式及建立旅游发展预警系统等措施来实现闽西山区旅游开发与脆弱生态环境保护的良性耦合。学术贡献主要体现在：理论层面上可以建立一种适用于山区型生态脆弱区生态环境与旅游开发协调发展的分析框架,在应用层面上实现旅游资源适度开发与生态环境有效保护,促进山区型生态脆弱区生态资源可持续发展。为实现研究目标,本研究从人地关系角度出发提出自上而下、自下而上相结合的技术路线。     

兰州市2002年可持续发展状况的生态足迹分析

生态足迹分析法是一种可持续发展程度的生物物理评价方法,因其基于生态生产性土地的量化指标、新颖的思路和简便的计算方法以及较为科学、完善的理论体系及方法本身的普适性而日益流行。应用生态足迹分析方法对兰州市的可持续发展状况进行评价,计算结果表明兰州市生态足迹需求总量大于生态足迹供给,表明在现有发展和消费水平下,区域发展超出了其生态系统可承受的范围,生态足迹需求以化石燃料和耕地为主,主要生态生产性土地均出现生态赤字,区域发展中的生态压力相对较大。     

城市化与生态环境关系研究热点与前沿的图谱分析

城市化与生态环境关系的相关研究已成为人地关系地域系统研究的热点问题与前沿领域。基于1999-2016年WOS和CNKI数据库中城市化与生态环境相关研究主题的文献样本数据,利用Excel、SPSS和CiteSpace软件,通过学科共现分析、文献共被引分析、突现词探测、关键词共现分析和多维尺度分析等,系统梳理了城市化与生态环境关系研究领域的前沿、知识基础、现状热点与发展动态,结果显示：①研究前沿从城市化与生态环境系统的单一要素逐渐走向多要素综合研究,由单向作用逐步转向系统间和系统外部的相互作用研究;②快速城市化背景下土地利用变化、生态系统服务、气候变化、景观格局和生态环境效应等方面已成为近期研究热点;③国内相关研究缺乏在多尺度视角下利用新技术集成方法进行跨学科的综合性研究。最后,提出了城市化与生态环境的基本格局—过程—机理、跨区域的多尺度研究、城市化的生态环境效应及其影响因素、快速城市化过程中生态环境问题形成与优化调控、城市化与生态环境的可持续发展等领域的研究展望。     

可持续发展评价模型:生态足迹方法及其应用——以南方丘陵山区郴州市为例

从生态足迹的概念、生态足迹的计算模型、生态足迹分析方法的应用等方面进行了综述;对郴州市2001年的生态足迹进行了计算.结果表明,其人均生态足迹超过了它的人均生态承载力.因此,从资源利用的有效性角度来看,寻求资源开发与保护并重,以实现区域资源的可持续利用,将是一项长期的艰巨任务.     

The Spatio-temporal Pattern of Regional Land Use Change and Eco-environmental Responses in Jiangsu,China

Land use change and its eco-environmental responses are foci in geographical research. As a region with uneven economic development, land use change and eco-environmental responses across Jiangsu Province are relevant to China’s overall development pattern. The external function of regional land use changes during different stages of economic development. In this study, we proposed a novel classification system based on the dominant function of land use according to “production-ecology-life”, and then analyzed land use change and regional eco-environmental responses from a functional perspective of regional development. The results showed that from 1985 to 2008, land use change features in Jiangsu were that productive land area decreased and ecological and living land areas increased. Land use changes in southern Jiangsu were the most dramatic. In southern and central parts of Jiangsu the agricultural production function weakened and urban life service function strengthened; in northern Jiangsu, the mining production function’s comparative advantage highlighted that the rural life service function was weakening. Ecological environmental quality decreased slightly in Jiangsu and its three regions. The maximum contribution rate to ecological environmental change occurred in southern Jiangsu and the minimum rate was located in the north. Eco-environmental quality deteriorated in southern and central Jiangsu, related to expanding construction land in urban and rural areas. Ecological environmental quality deterioration in northern Jiangsu is probably due to land development and consolidation. The main reason for improvements in regional ecological environments is that agricultural production land was converted to water ecological land across Jiangsu.     

土地资源生态安全研究进展与展望

土地资源的生态安全问题日益突出, 土地资源生态安全研究成为当前土地资源可持续利 用研究的前沿课题。文章诠释了土地资源生态安全的概念, 并且对当前土地资源生态安全研究的 主要研究内容及研究进展进行了综述, 提出了将土地资源生态安全机理研究、土地资源生态安全 评价和土地资源生态安全设计研究整合起来进行综合研究的体系框架, 即在系统分析土地资源 生态安全影响机理的基础上, 构建土地资源生态安全评价指标体系, 进行土地资源生态安全评 价, 识别生态危机和生态安全的土地利用模式, 设计生态安全条件下的土地利用结构优化方案和 土地利用安全格局, 这种整合研究将成为区域土地资源可持续利用研究的趋势。其中土地资源生 态安全评价指标体系的构建、生态安全标准的判定以及土地资源生态安全格局构建仍是非常具 有探索性的工作, 也是未来土地资源生态安全研究的主要研究方向。     

广东省高州市根子镇生态足迹分析

运用生态足迹理论和方法对广东省高州市根子镇2005年生态足迹进行了实证计算和分析,探索根子镇可持续发展的模式和经验,为制定政策,促进可持续发展提供依据。根子镇人均生态足迹为1.5095hm2,其中足迹占用最大土地类型是耕地,为0.8400hm2/人,占55.65%,其次是林地和化石能源地。人均生态赤字达1.2088hm2,其中耕地赤字最大,为0.7285hm2/人,占60.27%。表明根子镇生态系统的压力和强度较高,处于不可持续发展状态。结合根子镇实际情况提出了开发利用沼气,增加防护林面积,发展高效生态农业等建议。     

新疆艾比湖地区生态足迹与生态承载力研究

文章对艾比湖地区2003年的生态足迹进行了计算和分析。结果显示，2003年艾比湖地区的人均生态足迹为4．222hm^2，而实际生态承载力为3．193hm^2，人均生态赤字为1．029hm^2。表明艾比湖地区的发展模式处于一种不可持续的状态。从该区人均生态足迹的供给需求结构看，耕地、建筑用地、林地、化石燃料用地出现人均生态赤字，表明艾比湖地区经济发展处于初级阶段，主要以消耗当地土地和能源资源来满足人们最基本的生活需求。水域、草地虽出现人均生态盈余，但这并不意味着绝对生态供给丰富，主要与地方采取的改善生态环境质量措施等有关。     

黑河流域2004-2010年水足迹和水资源承载力动态特征分析

 中国是水资源短缺国家,水资源时空分布不均,水资源已成为制约中国社会经济可持续发展的重要因素。利用生态足迹法构建了黑河流域农业用水、工业用水、城镇公共用水、生活用水和生态环境用水5个二级水资源账户,并利用水资源负载指数,研究了黑河流域2004—2010年水资源承载力、水足迹和水资源负载动态特征。结果表明,黑河流域水资源承载力从2004年的16.36 hm2增加至2010年的24.40 hm2;总水资源生态足迹从2004年的571.81 hm2减少至2010年的486.73 hm2;而水资源生态赤字从2004年的555.45 hm2下降至2010年的462.33 hm2;黑河流域水资源负载指数高,水资源开发潜力很小;黑河流域水资源承载力增加与降水量有密切关系。