137Cs示踪技术在黑土区农业非点源污染负荷研究中的应用

利用¹³⁷Cs核素示踪和定位监测相结合,研究松嫩平原黑土区3个旱作坡面土壤的流失厚度和流失速率,坡面土壤流失厚度1.20~5.25 mm/a,侵蚀强度1 355.0~7 558.2 t/(km²·a);近40 a来,松嫩平原黑土区年均入河(湖)农业非点源污染负荷分别为TN 1.43 t/(km²·a)、NH₃^-N 15.01 kg/(km²·a)、NO₃^-N 8.51 kg/(km²·a)TP 0.42 t/(km²·a)、PO₄^3--P 1.85 kg/(km²·a);土壤流失氮以有机氮为主;水溶态无机氮占总氮的0.51%,水溶性磷酸盐磷占总磷的0.12%。黑土区农业非点源污染物的输出和水土流失密切相关,深入研究其输移机理及防治措施具有重要的环境意义。     

旅游生态足迹模型及黄山市实证分析

基于生态足迹的理论与方法,旅游者的生态消费及结构特征,提出旅游生态足迹的概念,构建了旅游交通、住宿、餐饮、购物、娱乐、游览等6个旅游生态足迹计算子模型。并以黄山市为例,计算并分析了2002年黄山市游客的旅游生态足迹及其效率。结果表明：(1) 黄山市游客的人均旅游生态足迹为0.106 hm²;(2) 黄山市人均生态赤字达0.219 hm²,其中旅游生态足迹的生态赤字“贡献”为48.40%;(3) 黄山市游客的人均旅游生态足迹年度转化值为12.36 hm²,是当地居民年人均生态足迹的9倍;(4) 黄山市单位旅游生态足迹产值为684美元/hm²,是黄山市单位本底生态足迹产值的1.17倍,但仅为全球平均水平的61.84%;(5) 黄山市单位旅游游览、购物、住宿生态足迹产值高,而旅游交通、餐饮的单位生态足迹产值较低;(6) 旅游生态足迹的区际转移导致旅游生态责任的区际转移与生态影响的区际扩散,旅游业发展具有全球性生态影响的特征。最后指出了影响旅游生态足迹大小的关键因子,旅游生态足迹计算中存在的问题以及在旅游可持续发展研究中的应用前景。     

环境污染与经济增长之间关联性的理论分析和计量检验

基于环境-经济的简单理论模型利用跨期消费选择问题最优化求解和稳态方法分析了环境污染与经济增长之间的长期关系和短期关系。这将为环境污染与经济增长之间长期和短期关系的经验研究提供理论依据和技术支持。基于EKC假设,我们对中国1960~2000年人均CO₂排放量与人均GDP之间的长期关系和短期关系进行实证研究,结果表明人均CO₂排放量与人均GDP之间存在长期协整关系,呈现倒U型的环境库兹涅茨曲线关系,而在短期上,人均GDP单向正向Granger影响人均CO₂排放量,反过来未发现人均CO₂排放量对人均GDP有明显的影响关系。     

基于STIRPAT模型分析水资源控制下武威市城市发展模式

通过利用IGT方程分析1997-2010年武威市经济发展对水资源消费总量的影响,在此基础上利用STIRPAT模型定量分析水资源消费总量与人口、富裕度、城市化水平以及技术进步之间的关系,并经岭回归拟合发现人口数量、人均GDP、城市化水平和技术进步每发生1%的变化,将引起水资源消费总量相应发生0.790 1%、-（0.014 1+0.001 8 lnA）%、-0.088 0%和0.031 2%的变化。在上述模型分析的基础上,以武威市为例,通过设置10种不同的发展情景,分析了在何种情景下最有利于降低水资源消费总量。结果表明：当经济保持高速增长、城市化进程加快、节水技术取得较大进步且人口实行高控制时,最有利于武威市降低水资源消费总量,此时武威市2015年和2020年的水资源消费总量分别为188 927.27×10⁴ m³和184 409.79×10⁴ m³。     

基于能源消费的中国省级区域碳足迹时空演变分析

碳足迹作为衡量生产某一产品在其生命周期所直接或间接排放的CO₂量,其能够反应人类某项活动或某种产品对生态环境的压力程度。本文采用1997-2008年全国省级区域化石能源消费数据和土地利用结构数据,构建碳足迹计算模型,测算不同时间、不同区域的碳足迹、碳生态承载力和碳赤字,并引入物理学中重心的概念,测算1997-2008年全国各省级区域碳足迹的重心,进行碳足迹重心的时空演变趋势分析,掌握区域间能源消费碳排放的差异性;同时构建能源消费碳足迹压力指数模型,计算1997-2008年各省的碳足迹压力指数,对研究区域进行生态压力强度分级,并考察各省级区域碳足迹压力指数在两个相邻时间点之间的变化强度,进行生态压力变化强度的级别划分。     

西江流域环境资源公平性评价

分别从经济总量、人口规模和生态容量的视角,利用环境基尼系数和生态负荷系数,对西江流域资源环境利用的公平性进行了分析。结果表明：（1）从经济总量的视角分析,西江流域城市间能源消耗和化学需氧量（COD）排放比较一致,用水量差距偏大。经济发达地区的环境公平性总体上优于经济欠发达地区。（2）从人口规模的视角分析,西江流域城市间能源消耗、用水量和COD排放比较一致,环境公平性总体较好。（3）从生态容量的视角分析,西江流域能源消耗、用水量和COD排放、SO₂排放资源环境基尼系数都超过了0.4的警戒线,且普遍高于GDP和人口对应的资源环境基尼系数,环境公平性总体上较差。（4）西江流域基于GDP、人口和生态容量的SO₂排放资源环境基尼系数均超过了0.4的警戒线,地方政府应积极采取有效措施,降低SO₂的排放量。     

作物—牲畜—生物能源综合系统对中国农业源温室气体的影响评估

对农作物和畜牧业生产系统中的剩余秸秆和粪便进行生物能源化利用,不仅有利于缓解作物—牲畜系统农业剩余物排放对环境造成的压力,还能通过最终产品的使用来抵消相关的温室气体排放。本文构建了一个作物—牲畜—生物能源一体化的综合系统框架,基于生命周期评价法估算了2010—2019年中国及各省份作物和畜牧生产系统中各过程的温室气体排放清单;对比了作物—牲畜—生物能源综合系统和传统系统在不同生产环节的排放差异,评估了综合系统对农业源温室气体排放的环境影响。研究结果显示：(1)作物秸秆管理、牲畜肠道发酵和作物生产能源消耗贡献了基准情景下中国主要的农业源温室气体排放,作物和牲畜系统中温室气体来源呈现出显著的地区差异。(2)环境影响强度在部分地区或省份呈现波动变化趋势,其中,华东地区的排放强度下降幅度较大(-0.73×10^-2),新疆的增幅最大(0.63×10^-2)。(3)作物和畜牧生产系统中可利用的剩余秸秆和粪便数量可观,综合系统对农业源温室气体排放起到缓解作用,全国范围内缓解程度不同,最大时可减缓约67%的环境影响。     

河南省能源消费碳排放动态变化及空间分异

在分析河南省1978—2015年能源消费碳排放总量和结构变化的基础上,利用Im PACT等式对河南省碳排放驱动因素进行了研究和对未来碳排放量进行了情景预测,并运用空间自相关分析法探讨了空间分异特征。结果表明:(1)1978—2015年,河南省碳排放量总体上呈现增加的趋势,年均增长5.11%,由煤炭和石油消费导致的碳排放比重一直稳定在95%以上。(2)弹性分析表明人均真实GDP增加1%将导致人均能源消费量增加0.48%,利用强度下降0.52%,而环境影响增加0.53%。(3)保持经济增长的同时,与2011—2015年相比,1978—2015年效率年均增长率提高5.25倍,是河南省实现循环经济建设的一种可行方案。(4)河南省2015年碳排放全局Moran’s I值为0.047,呈微弱空间正相关,各地市碳排放具有明显的二元结构特征,空间集聚特征不明显。     

基于EKC框架的旅游发展对区域碳排放的影响分析——基于1995-2015年中国省际面板数据

基于扩展的环境库兹涅茨曲线（EKC）,利用1995-2015年中国省际面板数据探讨旅游发展对区域碳排放的影响,同时分析了经济增长、贸易开放程度、失业率、受教育程度和城市化水平等因素对碳排放的影响作用。研究表明：① 传统经济增长与碳排放之间的倒“U”型EKC假说成立,受教育程度（-0.061）、失业率（-0.062）和贸易开放程度（-0.170）的提升有利于降低人均CO₂排放量,其中,贸易开放程度的减排作用最为明显;城市化水平（2.113）的提高会增加人均CO₂排放量。② 旅游发展对区域碳排放的影响显著,具体表现为：旅游接待人次与人均CO₂排放量拟合曲线呈正“U”型,而人均旅游消费与人均CO₂排放量则呈现典型的倒“U”型曲线良性发展状态。③ 旅游专业化水平的提高会使得EKC向下方移动,经济发展的环境压力得到减轻,且高旅游专业化区域旅游接待人次与人均CO₂排放量之间关系的转折点相对较高,而其人均旅游消费与人均CO₂排放量之间关系的转折点则相对较低。     

安徽省池州市2001～2010年可持续发展动态测度与分析

安徽池州市是国家首个生态经济示范区,近十年来,城镇化、工业化水平的快速提升加剧了其发展的风险性和不稳定性,可持续发展面临较大挑战。基于生态足迹模型,对池州市2001～2010年生态足迹供给与需求进行了时间序列测度与分析,利用灰色GM(1,1)模型对2015年、2020年人均生态足迹进行了预测。结果表明:池州市人均生态足迹由2001年的1.2458hm²/人上升至2010年的2.2483hm²/人,年平均增长11.14%,人均生态赤字由0.8445hm²/人扩大至2010年的1.8266hm²/人;居民消费水平、能源消费量与人均生态足迹相关系数分别为0.844、0.945,为生态足迹驱动因素;研究时段内,能源生态足迹年均增长速度为83.75%,明显快于生物资源生态足迹增长速度;万元GDP生态足迹由2001年的2.98hm²/万元下降至2010年的1.20hm²/万元。预测2015年人均生态足迹为3.2336hm²/人,生态赤字将增至2.7926hm²/人;2020年人均生态足迹为4.4896hm²/人,生态赤字将扩大到4.0308hm²/人。针对池州生态不安全的现状,从减少能源消费、改变消费方式、提高农作物单产等方面提出了减少生态足迹的政策建议。     

兰州大学(盘旋路校区)2003年生态足迹调查分析

人均消费产品的数量是计算区域人均生态足迹关键和基础的一步。通过实地问卷调查，运用自下而上法收集资料，计算小尺度生态足迹。兰州大学(盘旋路校区)2003年的生态足迹计算结果为：人均生态足迹0．892hm^2，男、女生的人均生态足迹分别为0．976hm^2和0．788hm^2。这些数据与全国或者西部的人均生态足迹相比明显偏低，但总生态足迹为4119．3hm^2，是校园面积的73．7倍。因此，应合理利用自然资源，减少学生的生态足迹，真正做到可持续发展。     

绥化市可持续发展状况的生态足迹分析

可持续发展定量测度的核心内容是确定人类是否生存于生态系统的承载力范围之内。本文应用Wackernagel等提出的生态足迹概念和方法对绥化市的生态足迹进行了计算和分析,并进行了生态足迹的多样性和发展能力的测算。绥化市2001年人均生态赤字为0.42 hm²,较1998和1999年赤字的幅度有所下降,同时通过万元GDP的生态足迹分析表明,其资源的利用效益在不断提高。建议通过增加生态足迹的多样性提高资源的利用效益,降低生态足迹,使绥化市进入可持续发展的模式。     

基于物质流的青海高原城镇社区家庭能源消费研究——以西宁市为例

在后工业化时代和后疫情时代的叠加背景下,随着城镇家庭能源消费量持续增加,家庭已成为能源消费碳排放的主要贡献者。高原城市西宁市是生态安全的重要守卫地,分析其家庭能源消费的研究对我国生态文明建设起着至关重要的作用。基于2021年实地调研数据结合普通最小二乘法(OLS)回归模型,通过构建家庭能源流探索了其家庭能源消费特征、影响因素并对不同收入情况下家庭能源消费的全过程进行可视化。结果表明：(1)西宁市城镇家庭年人均能源消费量为461.57 kgce·a^-1。(2)在能源用途方面,西宁市城镇家庭人均取暖能源消费量为307.52 kgce·a^-1,是家庭能源消费的主要来源,而大型家用电器中的洗衣机耗能量最低。(3)家庭年末总收入是影响西宁市家庭人均年能源消费的核心因素。(4)高收入家庭人均能源消费量大,但随着家庭收入水平增加,取暖能源消费量随之减少。基于此,研究建议增加居民的清洁能源供给,增强所有居民对可再生能源的认识;增加对中高收入人群的节能宣传和自主节能意识。通过因地制宜制定能源政策,推动我国可持续能源发展进程。     

中国不同产业空间的碳排放强度与碳足迹分析

采用2007 年中国各省区不同产业各种能源消费等数据,通过构建能源消费碳排放和碳足迹模型,对各省区化石能源和农村生物质能源的碳排放量进行了估算;建立了不同产业空间与能源消费碳排放的对应关系,将产业活动空间分为农业空间、生活与工商业空间、交通产业空间、渔业与水利业空间、其他产业空间等五大类;对各省区不同产业空间碳排放强度和碳足迹进行了对比分析。主要结论如下：(1) 中国2007 年能源消费碳排放总量为1.65 GtC,其中化石能源碳排放占89%;(2) 2007 年中国产业空间碳排放强度为1.98 t/hm²,其中,生活及工商业空间、交通产业空间的碳排放强度较高,分别为55.16 t/hm²和49.65 t/hm²;(3) 2007 年中国产业空间碳足迹为522.34×10⁶ hm²,由此造成的生态赤字为28.69×10⁶ hm²,这说明我国的生产性土地面积不足以补偿产业空间的碳排放,补偿率约为94.5%。各地区碳足迹差异明显,不少省份甚至存在生态盈余。总体而言,从产业活动空间的角度来看,中国目前的碳赤字不大;(4) 全国产业空间单位面积碳足迹为0.63 hm²/hm²,其中生活与工商业空间的碳足迹最大,为17.5 hm²/hm²。不同产业空间单位面积碳足迹大都呈现从东到西逐渐下降的趋势。     

福建省水生态足迹时空分异

利用改进的生态足迹模型,分析福建省2005—2011年的水生态足迹时空分异,得出几点结论：1）福建省水生态处于盈余状态,但人均水生态足迹增加;2）2011年福建省万元GDP水生态足迹为0.255 1 hm^2/万元,与2005年0.708 7 hm^2/万元对比,产出效率提高了64.00%。3）建议通过生态优势与经济优势相互转化、调整产业结构、提倡绿色消费实现可持续发展。     

不同类型农户家庭能源消费差异及其影响因素——以重庆市“两翼”地区为例

随着社会经济发展,农户生计出现分化。不同生计类型农户家庭用能差异越来越明显,而已有文献对此研究较少。选取了重庆市经济发展相对落后和生态脆弱性较强的"两翼"地区为案例,基于1015份调查问卷,对比分析了不同类型农户家庭能源消费数量、结构及环境、经济成本的差异。基于山区生态环境的角度及农户家庭用能现状,使用Tobit模型,分析了农户家庭薪柴(最主要的能源)消费比例的影响因素。研究表明:1四类农户中,以非农为主的III-2(人力资产型农户)的人均薪柴消费量及其占总能的比例均最低。由于生计策略差异及年龄等条件限制,其他三类农户仍大量使用薪柴。2农户人均薪柴消费成本较高,尤其在环境成本方面,替代能源能有效降低农户人均能源消费的环境成本。III-2通过减少薪柴消费量,降低了人均家庭能源消费总成本,其他三类农户人均家庭能源消费总成本较高。3替代能源可获取性及人均牲畜量是影响四类农户薪柴消费比例的共同原因;此外,家庭健康状况对II(基本型农户)薪柴消费比例有促进作用,对III-2起抑制作用;在家人数比例对III-1(自然资产型农户)和III-2薪柴消费比例均有促进作用,其他收入不利于降低II薪柴消费比例。     

甘南牧区人文因素对环境的影响

以生态足迹作为测度环境影响的指标,在计算1980-2007 年甘南牧区生态足迹、识别关键人文因素、分析关键人文因素特征的基础上,应用STIRPAT模型分解了人口、富裕水平、草地资源利用强度、生计策略、社会发展状态对环境影响的作用。结果表明：① 1980-2007 年甘南牧区生态足迹与人均生态足迹均呈上升趋势,其变化趋势与生物资源生态足迹一致,二者相关系数达0.996;② 1980-2007 年甘南牧区生态足迹强度呈下降趋势,其变化趋势与生物资源生态足迹强度基本一致,二者相关系数达0.978;③ 人口数量和草地资源利用强度是当前环境影响的主要驱动因子,由其引起的环境影响变化速度超过它们自身的变化速度,富裕水平的提高也将加剧对环境的影响,但其引起的环境影响变化速度低于其自身变化速度,而改善生计策略、提高城市化水平会减缓对环境的影响;④ 在观测数据范围内,分析结果支持环境Kuznets曲线假说。     

长江流域稻田生态系统的水分和养分转换过程

田间模拟施肥进步和灌溉模式的定位试验在中国科学院桃源农业生态试验站进行。结果表明施肥制度和水分管理模式显著地影响水分和养分的转化过程和生产效益。单施N的产量效应为4.5 kg/kg,而NP或NPK配施养分总的产量效应分别为8.8 kg/kg和8.0 kg/kg;有机物料循环的增产率为56.8%,在有机物料循环的基础上配施NPK化肥最大的增产率可达到80.1%;化肥应用的进步可使水稻产量增长62.5%或通过施肥实现的水稻产量中由于化肥应用所占的贡献份额为38.4%,有机无机肥配合水稻产量增长80.1%,或通过施肥达到的产量中有机无机肥配合所占的份额为44.4%。本区双季稻年灌溉需水量为5838 m³/hm²,年变异C.V = 8.3%。晚稻灌溉占全年的71%,7~9月是灌溉需水高峰期,占全年灌溉量的68%。生产灌溉效率 (灌溉水量与产量之比)：生物量3.67 kg/m³,精谷量1.48 kg/m³。常规管理田间水分分配为：蒸散占1/2,翻耕整地占1/6,植物构成占1/21,田间渗漏占1/14,其它环境耗水 (维持) 占1/5。耕灌雨养管理翻耕整地和田间渗漏比例过高。不同灌溉处理试验表明：双季稻生产的灌溉,以早稻保持水层灌溉,晚稻按需配额灌溉的模式比较适宜。     

1996～2004年大连居民生活消费生态足迹动态测度与分析

寻求可持续发展是当今社会面临的一大挑战,居民消费是建设资源节约型社会的基本单元.以大连市统计年鉴数据为基础,运用生态足迹测算了1996～2004年大连城市居民生活消费的生态占用情况,并将生态足迹与生态承载力进行比较分析,揭示大连城市居民生活消费生态足迹和生态赤字的动态变化过程.计算结果表明:1996～2004年大连市城市居民生活消费的生态足迹由0.98957 hm2/人增加到1.32023 hm2/人,在生态承载力波动幅度不大的情况下,生态赤字已由0350897 hm2/人增加至0.70448 hm2/人.通过与其他城市比较,得出大连城市居民生活消费的特殊性,并分析其结构和影响因素,揭示大连城市居民生活消费中的不可持续问题,倡导节约型的生活和消费方式.     

旅游地生态安全测度分析——以九寨沟自然保护区为例

从人地关系安全、旅游生态伦理以及全球气候变化的视角,提出广义与狭义的旅游地生态安全概念,建立基于生态足迹的旅游地生态安全测度与评价模型,并以九寨沟为例,探讨旅游消费对旅游地区内与区际生态安全影响的特性。结果表明:(1)2004年九寨沟游客的旅游生态足迹总值为163514.0248hm²,人均旅游生态足迹为0.105190274hm²,居民的人均本底生态足迹为0.994925 hm²,同2002年比较,旅游生态足迹总值增加115.10%,人均旅游生态足迹增加72.44%,居民人均本底生态足迹增加3.47%。(2)2004年九寨沟旅游废弃物生态足迹总量为46960.5678hm²,约占旅游生态足迹总值的42.35%,其中旅游业的CO₂排放量高达309455.66t,占旅游废弃物生态足迹的99.84%,加强旅游业发展对区域乃至全球气候变化影响的研究十分紧要。(3)2004年九寨沟的生态安全系数处于1.093158~1.159388之间,处于可持续发展的生态安全状态,九寨沟自然保护区发展旅游业对自身生态安全的影响小于对区际(全球)的生态安全影响。(4)未来游客量的增加、旅行市场半径的拓展、受旅游消费示范效应的影响而引起的居民消费方式的转变以及居民对自然环境资源依赖程度的加强态势,是影响九寨沟生态安全的主要因素。