The calculation and analysis of ecological footprints, diversity and development capacity of China

The ecological footprint of China's provinces is calculated in this paper. In general, China's development is not sustainable because its ecological footprint is beyond its bio-capacity. The sustainability status of each province in China is presented. Ulanowicz's development capacity formula was introduced to discuss the relationship of development and ecological footprint's diversity. The diversity of ecological impacts is related to the efficiency with which an economy uses the source and sink services of the environment and, in this view, should be a factor in economic output. Development capacity, calculated from the ecological footprint and its diversity, is used to examine the relationship of economic output with the structure of the ecological footprint. China and its provinces are presented as a case study to investigate this relationship. The analysis shows that footprint capacity is significant in predicting economic output. Increasing the ecological footprint's diversity is presented as another way to increase development capacity.     

中国生态足迹、多样性与承载力的计算与分析

The ecological footprint of China's provinces is calculated in this paper. In general,China's development is not sustainable because its ecological footprint is beyond its bio-capacity. Thesustainability status of each province in China is presented. Ulanowicz's development capacityformula was introduced to discuss the relationship of development and ecological footprint's diversity.The diversity of ecological impacts is related to the efficiency with which an economy uses thesource and sink services of the environment and, in this view, should be a factor in economic output.Development capacity, calculated from the ecological footprint and its diversity, is used to examinethe relationship of economic output with the structure of the ecological footprint. China and itsprovinces are presented as a case study to investigate this relationship. The analysis shows thatfootprint capacity is significant in predicting economic output. Increasing the ecological footprint'sdiversity is presented as another way to increase development capacity.     

中国省域三维水生态足迹及其驱动研究

运用三维水生态足迹模型,分析了中国31个省份（不包括港澳台地区）2004—2018年水生态足迹的时空特征,并采用偏最小二乘回归模型进行了驱动力分析。结果表明：①基于不同视角,确定了中国省域三维水生态足迹的类型。从演变趋势来看,山西等10个省份属于先升后降型等4类;从发展限度来看,浙江等14个省份符合可持续等2类。②中国省域三维水生态足迹的空间差异显著,水生态足迹广度大致呈由南向北递减趋势,深度则呈由南向北递增趋势。③中国省域三维水生态足迹的驱动因素存在地域差异,人口规模、产业结构分别对河北等12个省份、北京等18省市影响能力较强,而经济发展、技术进步分别对河北等19个省份、天津等21省市影响显著。因此通过提高人口素质、优化产业结构、发展绿色经济、加强污水防治等举措,以促进中国水资源可持续利用。     

Relationship of Ecological Well-being Performance and Sustainable Economic Development in Liaoning Province

Liaoning Province is in a critical period of economic transformation. The rational utilization of ecological resources and the balance of the relationship between the resource environment and economic growth have become the key factors affecting its sustainable economic development. This paper uses data from the Human Development Index and an ecological footprint to construct the ecological well-being performance of Liaoning Province from 2006 to 2016. It then examines the relationship of ecological well-being performance with economic growth, considers the factors influencing the well-being level effect, and analyzes the trends for sustainable economic development from the perspective of ecological well-being. There is a horizontal comparison of the current situation of ecological well-being performance in Liaoning Province and with other coastal provinces in China and clarification of the stage and development gap. The conclusions show that: 1) The trend of ecological well-being performance in Liaoning Province during this period first decreased and then rose, with this movement mainly affected by changes in the ecological footprint; 2) There is a U-shaped relationship between ecological well-being performance and economic growth, and resource consumption contributes less to promote well-being; 3) There are three stages to the sustainable development trend: inferior, medium and advanced. When compared with others coastal provinces, Liaoning Province belongs to the high consumption and low well-being type.     

基于三维生态足迹的中国自然资本利用时空演变及驱动力分析

目前基于三维生态足迹的中国省际自然资本利用研究,仅从生产视角测度评价了区域自然资本存量、流量利用的空间格局。本文以消费视角对2006-2015年中国30个省(市、自治区)及不同地类足迹深度、足迹广度进行动态评估,进而通过存量流量利用比和资本流量占用率刻画了中国自然资本利用可持续性现状,并利用全局和局部回归模型量化其驱动因素及因素效应的空间差异性。结果显示：①中国足迹深度从3.04升至4.17又降至4.06,存量资本消耗有减弱趋势;足迹深度大致表现为：东部>中部>西部,其中上海最高达30.69,青海最低为1.70;②中国足迹广度在0.36~0.39 ghm²/人之间波动;足迹广度总体表现为：西部>中部>东部,其中最大值为新疆0.81 ghm²/人,最小值为上海0.09 ghm²/人;③从组分构成看,化石能源用地和草地是存量资本消耗的主要方式,耕地和建设用地是流量资本占用的主要方式;④中国自然资本利用可持续性呈现变好趋势,省际呈东弱西强的格局;通过回归分析发现,生态足迹强度、城市化率、生态承载力是导致自然资本利用可持续性空间差异的显著因素,且这些因素的效应特征表现出不同的空间模式。生产视角和消费视角的测算结果相结合,可提供全面丰富的生态足迹信息,为相关实际应用提供一定的借鉴。     

中国水电开发的生态足迹及其温室气体减排

水能资源是中国仅次于煤炭资源的第二大能源,2011年水电装机容量占中国电力装机容量的20．4％。为了对中国水电开发及其对环境的影响进行综合分析,该论文对过去60年来中国水电开发的生态足迹及其温室气体减排状况进行了评估。水电开发的生态足迹包括水电工程建设的能源消费足迹和土地占用生态足迹。能源生态足迹根据吸收化石能源消费过程中排放的二氧化碳所需要的森林面积来计算,土地占用生态足迹是将水库淹没等相关建设占用的土地按照耕地面积计算。评估结果表明,到2010年中国水电开发的能源生态足迹是50．24227Yha,就面积数量而言,占中国可耕地资源的0．3％,水电开发淹没的土地面积142万ha,占中国可耕地资源的1．2‰显然土地淹没的生态足迹远远大于水电开发的能源消耗生态足迹。对水电开发过程中的温室气体减排计算结果表明,自,9k1949年以来随着水电开发的迅速增长,因为水电利用减少的化石能源消耗所减少的CO,排放量也快速增长,2010年减排量达5．024Lt,过去60年来累积减排量达62．21亿t。     

中国省域生态系统服务足迹流动及其影响因素

区域间由供给与消费不均衡所引起的生态系统服务流动,逐渐成为新的研究热点。选取具有代表性的食物供给服务、淡水供给服务和固碳服务,运用生态系统服务足迹算法和多区域间投入产出模型,核算中国省区典型生态系统服务足迹和省域间的动态流动以及影响因素。研究表明：中国省域人均食物供给服务足迹为1.16 hm²/人,人均淡水供给服务足迹为0.06 hm²/人,人均固碳服务足迹为2.92 hm²/人,但由于人口数量、地区发展和单位能耗等因素的影响而具有明显的区域差异性,因此供给与需求的不均衡导致了服务足迹在空间上的流动。同时,生态系统服务足迹与各影响因子呈正相关,表明生态环境与经济增长的可持续发展转好的拐点还未出现。     

甘肃省能源消费碳足迹变化及影响因素分析(英文)

能源消费是人类活动影响全球气候变化的主要行为之一,对能源消费导致的碳足迹进行研究具有重要意义。本文首先应用能源消费碳足迹的相关概念和方法,计算得到了甘肃省1990年-2009年的总碳足迹、各能源消费类型的碳足迹、碳足迹产值和碳足迹生态压力;然后利用STIRPAT模型进行岭回归函数拟合,探讨了经济增长与碳足迹之间的定量关系,并验证了环境库兹涅茨曲线的存在性;最后通过脱钩指数分析进一步研究了经济增长与碳足迹之间的动态变化关系。结果表明:碳足迹从1990年的每人0.091 ha上升为2009年的每人0.191 ha,呈现波动上升的趋势。各能源消费类型的碳足迹构成中,煤和石油占据了绝对地位,其中又以煤所占比重最大,石油次之,天然气所起的作用甚微。碳足迹产值由1990年的1.18万元ha-1增加为2009年的2.51万元ha-1,碳足迹生态压力也从1990年的0.10上升至2009年的0.24。人口和人均GDP是驱动碳足迹增长的主要因素,且回归分析和脱钩指数分析都表明经济增长与碳足迹之间存在环境库兹涅茨曲线。     

Spatial differences and multi-mechanism of carbon footprint based on GWR model in provincial China

Global warming has been one of the major concerns behind the world’s high-speed economic growth. How to implement the coordinated development of the carbon footprint and the economy will be the core issue of the world’s economic and social development, as well as the heated debate of the research at home and abroad in recent years. Based on the energy consumption, integrated with the “Top-Down” life cycle approach and geographically weighted regression (GWR) model, this paper analyzed the spatial differences and multi-mechanism of carbon footprint in provincial China in 2010. Firstly, this study calculated the amount of carbon footprint of each province using “Top-Down” life cycle approach and found that there were significant differences of carbon footprint and per capita carbon footprint in provincial China. The provinces with higher carbon footprint, mainly located in northern China, have large economic scales; the provinces with higher per capita carbon footprint are mainly distributed in central cities such as Beijing, Shanghai and energy-rich regions and heavy chemical bases. Secondly, with the aid of GIS and spatial analysis model (GWR model), this paper had unfolded that the expansion of economic scale is the main driver of the rapid growth of carbon footprint. The growth of population and urbanization also acted as promoting factors for the increase of the carbon footprint. Energy structure had no considerable promoting effect for the increase of the carbon footprint. Improving energy efficiency is the most important factor to inhibit the growing carbon footprint. Thirdly, developing low-carbon economies and low-carbon industries, as well as advocating low-carbon city construction and improving carbon efficiency would be the primary approaches to inhibit the rapid growth of carbon footprint. Moderately controlling the economic scale and population size would also be required to alleviate carbon footprint. Meanwhile, environmental protection and construction of low-carbon cities would evoke extensive attention in the process of urbanization.     

基于改进生态足迹模型的中国31个省级区域生态承载力实证研究

发达地区通过向欠发达地区转移污染型行业,导致污染由发达地区向欠发达地区转移。同样,在资源的开发利用过程中,生态破坏在区域之间也存在着明显的间接转移。一个地区使用了大量的生态资源,但其绝大部分资源都可能是靠输入,在这种情况下,输入资源地区的生态系统受到了很好的保护,而输出资源地区的生态系统却承受了巨大的生态压力。通过实证研究,应用改进生态足迹模型分析比较了2008年中国31个省市区生态承载力,并讨论了区域间生态破坏转移问题,为实现以生态文明为核心价值取向的区域协调发展战略目标提供决策参考。     

中国区域农业生态效率空间演化及其驱动因素——水足迹与灰水足迹视角

将水足迹与灰水足迹指标纳入农业生态效率指标体系,运用基于非期望产出的SBM模型和Tobit面板模型对1990—2016年中国农业生态效率空间演化特征及驱动因素进行实证分析,结论如下：① 1990—2016年,中国农业水足迹和灰水足迹明显上升;中国高农业水足迹的区域重心北移,主要由长江流域转移至黄河下游地区。中国高灰水足迹地域范围明显扩大,整体由西南向东北方向移动;② 中国农业生态效率明显降低。中国农业生态效率存在明显的区域特征。华南区的农业生态效率最高。东北区、西北及长城沿线区、青藏区和西南区的农业生态效率较低,这些区域是中国农业污染治理防控的重点区;③ 中国省域农业生态效率呈现显著的空间自相关且空间上越来越趋于集聚。中国农业生态效率的空间集聚格局较为稳定,呈空间依赖与路径锁定特征;④ 中国七大区域农业生态效率演变的驱动因素存在异质性。提出中国提高农业生态效率要因地制宜采取差异化的发展策略,为促进中国农业生态效率提升和可持续发展提供科学参考。     

中国水资源利用效率及其影响因素研究

科学地评价我国水资源利用效率的地区差异,对推进社会可持续发展具有重要意义。将水足迹作为投入指标纳入水资源利用效率的分析框架之中,提出Shephard水资源距离函数,并依据2009—2018年我国大陆30个省份（西藏除外）的面板数据,运用基于Shephard水资源距离函数的随机前沿分析模型对我国区域的水资源利用效率及其影响因素进行了实证分析。结果表明：（1）在研究期间,我国水足迹总量及其年增长率均有较大的波动,我国各省份的水足迹总量之间的差异较为明显;（2）东部、中部、西部的水资源利用效率存在显著差异,呈现出自东向西依次递减的区域分布特点;（3）经济发展水平与水资源利用效率呈正相关,水资源禀赋、城镇化进程和产业结构（第三产业比重）均与水资源利用效率呈负相关。研究结果有利于探寻促进我国水资源可持续利用和统筹协调发展的有效途径。     

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。     

基于共生理论的中国沿海省市海洋经济生态协调模式研究

建立海洋生态与海洋经济的共生演化Logistic模型,通过压力-状态-影响-响应（PSIR）模型对Logistic模型中的基本指数进行求解,进一步计算海洋生态与海洋经济之间的共生系数,结果表明：天津和上海两市发展模式已摆脱资源索取模式,其海洋经济生态共生模式的探讨意义较小;其余沿海九省中,河北、江苏、广西和海南4省处于反向共生水平,辽宁和山东两省呈现并生模式,浙江和广东呈现出生态受益的偏利共生模式,福建则呈现出经济受害的偏利共生模式。根据沿海各省市海洋经济生态共生模式,提出相关的政策建议,以期对沿海省市今后的经济和生态发展模式提供理论依据。     

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。     

兰州市2002年生态足迹计算与可持续发展状况分析

生态足迹分析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。应用该方法对兰州市的可持续发展状况进行了评价,兰州市人均生态赤字为1.692 88,其生态足迹是当地生态供给的近7倍,表明在现有发展和消费水平下,对生态系统的压力大,其发展超出了生态系统可承受的范围。并据对计算结果的分析提出了实现可持续发展的相应建议。生态足迹法自提出以来,在全球、国家及区域可持续发展评价中得到广泛应用,通过在兰州市的实际应用,对西北干旱区城市的可持续状况从侧重生态的角度进行了评价。     

基于GWR模型的中国省区碳足迹的空间分异及多机制研究(英文)

Global warming has been one of the major concerns behind the world's high-speed economic growth. How to implement the coordinated development of the carbon footprint and the economy will be the core issue of the world's economic and social development, as well as the heated debate of the research at home and abroad in recent years. Based on the energy consumption, integrated with the "Top-Down" life cycle approach and geographically weighted regression(GWR) model, this paper analyzed the spatial differences and multi-mechanism of carbon footprint in provincial China in 2010. Firstly, this study calculated the amount of carbon footprint of each province using "Top-Down" life cycle approach and found that there were significant differences of carbon footprint and per capita carbon footprint in provincial China. The provinces with higher carbon footprint, mainly located in northern China, have large economic scales; the provinces with higher per capita carbon footprint are mainly distributed in central cities such as Beijing, Shanghai and energy-rich regions and heavy chemical bases. Secondly, with the aid of GIS and spatial analysis model(GWR model), this paper had unfolded that the expansion of economic scale is the main driver of the rapid growth of carbon footprint. The growth of population and urbanization also acted as promoting factors for the increase of the carbon footprint. Energy structure had no considerable promoting effect for the increase of the carbon footprint. Improving energy efficiency is the most important factor to inhibit the growing carbon footprint. Thirdly, developing low-carbon economies and low-carbon industries, as well as advocating low-carbon city construction and improving carbon efficiency would be the primary approaches to inhibit the rapid growth of carbon footprint. Moderately controlling the economic scale and population size would also be required to alleviate carbon footprint. Meanwhile, environmental protection and construction of low-carbon cities would evoke extensive attention in the process of urbanization.     

新疆沙产业状况与水资源承载力研究

采用 2000、2005、2010、2015 年 4 期土地利用/土地覆盖遥感解译数据以及新疆水资源公报 和统计年鉴资料，旨在评价新疆沙产业与水资源承载力状况。通过计算未利用土地转化成农地、 林地、草地的数量，分析 16 a 来新疆沙产业发展状况，结合水足迹模型和区域水资源承载力评价指 标，计算新疆 2000—2015 年水足迹，对区域水资源承载力进行评价。结果表明：（1）2000—2015 年 间，随着新疆人口增长和经济的发展，新疆沙产业发展迅速，部分沙地、戈壁等未利用土地和草地 被开发成耕地、林地、工矿和城镇及农村居民用地。（2）新疆水足迹整体呈上升趋势，水足迹以消费 农产品水足迹占主体，且消费农产品水足迹量快速增加，主要原因是新疆地区大力发展沙产业，利 用未利用土地、草地进行植物、沙生药材种植。（3）新疆人均水足迹、水资源压力指数、水足迹效益 指标呈现增加趋势，但数值明显低于我国人均水平。新疆社会经济发展总体趋势向好，但水资源 利用方式仍然比较粗放，水资源未得到合理开发。因此，新疆应采取优化产业结构、调整农作物种 植比例和用水结构，以增大水资源所支撑的沙产业发展规模，研究可为区域产业结构及消费模式 调整提供依据。     

云南省2003年的生态足迹分析

实现区域的可持续发展，是目前研究的热点问题之一。以云南省2003年的统计数据为基础，运用生态足迹模型对云南省的生态-经济协调状况进行了计算分析，结果表明：云南省2003年的人均生态足迹为1．483hm^2，可直接利用的人均生态承载力为1．253hm^2，人均存在的生态赤字为0．23hm^2／人，这充分说明了当前的经济发展已超过了区域自身的承载能力。     

基于生态足迹的中国四大沙地地区可持续评价

基于社会经济统计数据,采用生产性生态足迹模型,评估并对比了我国四大沙地地区2000年和2015年的生产性生态足迹和生态赤字/盈余状态,以揭示区域的可持续性。结果表明：2000-2015年,四大沙地地区人均生态足迹总体呈现增加趋势,毛乌素沙地地区人均生态足迹年均增长率最高,达20.85%,增长量为79.21 hm²·人^-1;人均生态足迹主要以化石能源足迹和草地足迹为主;2000-2015年四大沙地地区生态赤字程度在不断增强,毛乌素沙地地区人均生态赤字变化量最大,达79.51 hm²·人^-1,造成赤字程度加大的主要原因是地区化石能源的大量生产。随着人们生活水平的提高,人们对资源的需求量也在不断增加,当前四大沙地地区社会经济的发展在一定程度上仍以自然资源大量生产和消耗为代价,经济发展和环境保护之间的平衡仍存在挑战,需要根据各地区的具体情况制定有针对性的管理措施,以维持区域的可持续发展。