内蒙古草地资源的生态足迹及其可持续利用分析

可持续性可通过区域生态足迹水平进行衡量。采用净初级生产力构建了内蒙古各盟(市)草地资源的均衡因子和产量因子。以每5 a为一期,测算了内蒙古草地1990—2020年的生态足迹,并结合人口分布数据刻画了生态足迹的空间分布状况;在此基础上应用土地可持续模型评价了内蒙古草地资源的可持续性。结果表明:(1)内蒙古各盟(市)草地的产量因子差异较大,整体呈东高西低的特点。(2)生态承载力在空间上也呈东高西低特点,30 a人均生态承载力整体呈小幅度下降趋势。(3)人均生态足迹逐期上升,2000—2005年由生态盈余转变为生态赤字。生态足迹较高的区域集中在通辽市、锡林浩特市、二连浩特市、乌兰察布市南部和鄂尔多斯市东部地区。(4)内蒙古草地资源可持续性逐期下降,由1990年的中度可持续性退化为2020年的弱不可持续性。可持续性退化严重的区域集中在呼和浩特市、包头市和乌海市。研究结果旨在为内蒙古草地资源的可持续利用提供可靠的理论基础。     

"省公顷"在小城镇生态足迹分析中的应用研究——以山东省晏城镇生态建设为例

为了更真实地反映同一个省内镇域的生态负荷及其生态容量现状,在综合分析了有关生态足迹模型的优缺点后,提出以"省公顷"为计量单位计算小城镇生态足迹的模型。用全球公顷(gha)和省公顷(pha)两种方法分别对晏城镇2004年生态足迹进行计算。计算结果表明:晏城镇2004年生态足迹采用gha 方法的计算结果为1.711 hm²/人,采用pha方法计算结果为1.210 hm²/人;该镇生物承载力采用gha 方法计算结果为0.985 hm²/人,采用pha方法计算结果为1.034 hm²/人;前者计算得到晏城镇生态赤字为0.726 hm²/人,后者为0.176 hm²/人。比较晏城镇和山东省各类土地类型的生态赤字/盈余,得出了晏城镇在耕地、林地和建筑用地都存在生态盈余,在化石能源用地、水域和草地存在生态赤字,分析造成生态赤字/盈余的原因,并提出相应对策。     

基于NPP/VIIRS夜间灯光数据的黄淮海地区城乡常住人口格局模拟

以黄淮海传统农区为研究区,利用NPP/VIIRS夜间灯光数据、土地利用数据和人口统计资料,基于城乡人口活动状态及其空间特征,构建城乡常住人口空间化模型,模拟区域城乡常住人口分布,探究城乡人口空间格局特征。结果表明:基于NPP/VIIRS夜间灯光数据和土地利用数据构建的人口空间化模型,拟合优度为0. 80,精度检验平均误差为15. 6%,模拟精度高,适用性较好;模拟结果能够直观反映黄淮海地区人口集疏特征及县域城乡常住人口分布差异特征,真实展现局地微观尺度城乡常住人口实际分布状况;黄淮海地区城乡常住人口在空间上呈现"总体差异显著、局地内部均衡"的特征,区域尺度上城市地区集聚显著,局地尺度上县域和乡镇内部人口分布相对均衡。模拟结果可为区域城镇村空间布局优化和城乡公共服务设施配置提供参考。     

广域空间尺度上植被净初级生产力的精确推算

作者介绍了使用遥感、GIS数据和BEPS生态过程模型推算植被净初级生产力 (NPP)的方法。为了准确推算北海道地区NPP,我们改进了BEPS模型,而且使用了高质量GIS数据作为模型的输入数据。通过计算得出1998年北海道NPP的平均值为644 g C/m²,总量为0.078 Gt C。我们还进行了模型输入数据质量对应用生态过程模型推算NPP的精度影响测试。结果表明,高质量的GIS输入数据可以提高NPP推算精度16.6%~39.7%。     

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。     

基于能源足迹改进模型的农业区可持续性分析

为克服小尺度区域生态足迹计算中能源足迹比例过高、进而导致评价结果过于消极的问题,对能源足迹模型进行了改进:将不同类型土地对CO2的吸收均纳入计算,并引入净生态系统生产力表征植被的碳吸收能力.应用改进前后的两个模型对传统农业区--浙江省桐庐县金牛村的可持续性进行了分析,结果显示:2005-2007年根据传统能源足迹计算的金牛村生态足迹从0.857 hm2增到1.049 hm2,生态赤字从0.481 hm2增到0.652 hm2;根据改进能源足迹计算的生态足迹从0.743 hm2增到0.936 hm2,生态赤字从0.368 hm2增到0.539 hm2.与传统能源足迹相比,改进能源足迹降低约0.113 hm2,其占全村生态足迹的比重减少了12%~15%,结果较理想.研究表明,人为活动对环境的影响已超出生态可承载能力,当地农业呈现不可持续的发展趋势.改进模型更能准确反映研究区自然资源的利用状况,对正确评价传统农业可持续性具有积极意义.     

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/...     

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。     

中国西部12省(区市)的生态足迹

在介绍生态足迹的概念和计算方法及目前的研究成果的基础上 ,以西部 1 2个省 (区市 )2 0 0 0年统计年鉴的数据为依据 ,对中国西部地区 1 2个省 (区市 ) 1 999年的生态足迹进行了计算和分析 ,结果表明 ,除云南、西藏 2个省 (区 )的生态足迹为盈余外 ,其余 1 0个省 (区市 )的生态足迹均为赤字。西部地区 1 2个省 (区市 )总人口的生态足迹赤字达 1 62 .5× 1 0 4 km2 ,该数据相当于新疆自治区的国土面积。反映出人类的生产、生活强度超过了生态系统的承载能力 ,区域生态系统处于人类的过度开发利用和压力之下。     

基于公里格网的中国人地关系紧张度定量模拟

人地关系紧张度是定量描述人类社会经济活动压力超过自然地理环境承载力所导致的人地关系紧张程度的量值。借鉴生态足迹模型的思想,分别从消费和生产角度对人类活动压力状况进行分析,构建人类活动压力模型;同时借鉴土地承载力模型概念,通过均衡因子、生产因子对自然承载力进行标准化处理,并通过城市、交通等人文要素对其进行修正,构建环境承载力模型;然后结合环境承载力及人类活动压力分析,建立基于公里格网数据平台的中国人地关系紧张度综合分析模型,实现在比行政单元尺度小的空间粒度水平上对中国人地关系空间差异状况进行定量模拟。     

国内外生态足迹模型应用的回顾与展望

随着生态足迹模型的不断完善,其应用案例大量出现。文章回顾了国内外生态足迹模型的发展历程及其在区域可持续发展度量、生态经济等领域所得到的广泛应用,以及生态足迹模型在应用过程所得到的修正,如采用投入产出分析以完善计算方法,采用地方生产力指标体系以体现区域特征,补充丰富土地划分类型,通过长时间序列研究以弥补原模型的静态缺点,并配合其他可持续发展指标以辅助相关政策制定等。文章最后对生态足迹模型今后的应用发展方向进行了展望。     

甘肃省水资源生态足迹和生态承载力时空特征

基于水资源生态足迹模型,核算了甘肃全省及 14 个市（州）2003—2017 年的水资源生态足 迹和生态承载力,在此基础上计算出其生态盈亏和生态足迹强度,并对其时空变化特征进行分 析。结果表明：（1）2003—2017 年甘肃省水资源生态足迹远大于生态承载力,导致水资源处于生态 赤字状态,但水资源生态足迹总体上呈缓慢下降趋势,水资源生态承载力呈波动上升态势,生态赤 字的变化趋势与生态承载力基本一致,而水资源生态足迹强度呈逐年下降趋势,说明甘肃省水资 源利用效率不断提高,供需矛盾有所缓解;（2）生产用水尤其是农业用水是最大的足迹账户,且呈 下降趋势;生态用水足迹虽然占比很低,但呈快速增长态势,用水结构趋向合理;（3）水资源生态足 迹的区域差异明显,整体上呈现从西北向东南递减的分布趋势。水资源生态足迹强度的区域差异 也较大,但呈缩小的态势;（4）水资源生态承载力的区域差异也十分显著,其高水平区和较高水平 区空间分布相对稳定,呈现出向低值区发展的趋势;（5）水土资源匹配不合理,土地资源少而分散 的甘南高原和陇南山地水资源生态盈余较大,而土地资源丰富的河西地区水资源生态赤字严重。     

省域城镇土地等别和基准地价快速更新方法研究——以江苏省为例

城镇土地等别和基准地价更新体系是对区域城镇地价水平进行平衡和宏观调控的重要手段.以江苏省为例,在综合分析原分等体系中"分等因素-分等因子-分等指标-等别指数"之间相关性及对应权重状况的基础上,得到全省城镇土地等别影响要素最小集及对应的权重集,据此构建省域城镇土地等别快速更新模型;然后,根据全省城镇土地分等指数与基准地价数据,建立了"基准地价-等别指数"耦合模型;最后对2个模型进行验证.结果表明,该方法对于江苏省省域土地等别和基准地价的快速更新具有较好的适用性,可为该省城镇土地等别和基准地价适势监测与调控提供技术支持.     

生态足迹计算过程中的某些细节处理研究

生态足迹主要用于评估给定年、给定技术条件下研究区域生物圈的再生能力能否满足居民的消费需求.随着应用的不断增多,生态足迹计算过程中的一些细节处理方法出现了不一致的现象,降低了生态足迹计算结果的准确性和可靠性.首先指出了国内研究中所出现的一些分歧;讨论了纳入生态足迹的消费项目数量不同、肉类和水果用地类型的分歧、静态或动态产量因子、园地的归类不一致等情况对计算结果的影响.在此基础上提出应完善消费目录、明确消费类型、统一消费分类对应的生物生产性用地类型、生物承栽力计算中园地纳入林地计算、分别采取静态和动态产量因子计算生物承栽力等建议,以增强计算结果的透明性和可比性.     

自然资本核算的生态足迹三维模型研究进展

自然资本核算是可持续发展量化研究的重要课题。近年来颇具影响力的生态足迹方法,为测度人类占用自然资本的状况提供了可行的途径。本文首先回顾了生态足迹方法应用于自然资本核算的研究成果,然后从概念、计算方法和优缺点等方面评述了该领域的国际最新进展——生态足迹三维模型,针对其存在的问题提出了改进和补充方案:①通过明确生态赤字与生态盈余在自然资本性质方面的差异,将存量资本和流量资本的分类测度扩展到具体的地类层面,改进了区域尺度上的足迹深度、足迹广度和生态足迹计算方法,以避免可能存在的生态赤字与生态盈余错误抵消的情况;②构建了人均历史累积足迹广度、足迹广度基尼系数和理论足迹广度3项新指标,以分别表征人均自然资本占用的历史累积水平、区域自然资本占用的不公平程度和自然资本存量持续减少对自然资本流量的潜在影响。最后分析了上述新增指标的局限性,以及自然资本存量方面需要进一步探索的问题。     

黄河流域植被净初级生产力时空特征及自然驱动因子

植被净初级生产力（NPP）是陆地生态系统的关键指标,是地表碳循环的重要组成部分,能够用来较客观地评价生态系统变化及其可持续性。利用MOD17A3HGF数据、土地利用数据、气象数据、地形数据,应用变化趋势分析、相关性分析及地理探测器模型等方法,探讨了2000—2019年黄河流域NPP（以C计量）时空格局及演变特征,并对影响NPP的自然因子进行量化研究。结果表明：（1）2000—2019年黄河流域植被NPP整体呈极显著上升趋势（）。流域平均年NPP为281.39 g·m^-2,变化范围为270—347 g·m^-2,增速为5.75 g·m^-2·a^-1。流域NPP显著增加的区域占整个流域面积的99.53%,空间分布呈西北低东南高的趋势。（2）不同土地利用类型的植被NPP年平均值差异较大,林地是对该区域植被NPP贡献最大的土地利用类型。（3）NPP与海拔之间存在一定相关性,NPP与气温、降水显著正相关的区域分别占总面积的23.20%和44.17%,自然驱动因子中海拔、气温及降水对植被NPP的驱动作用差异明显,降水>气温>海拔,各因子之间的交互作用均为双因子增强。     

集成遥感数据的陆地净初级生产力估算模型研究综述

净初级生产力(NPP)是衡量碳循环、指导土地利用、评估生态安全、指示环境变化、反映粮食安全等的重要参量,其估算受模型构建机理和生态系统关键地表参数输入的影响。近年来,随着遥感数据的不断丰富和遥感处理技术的快速发展,集成遥感数据的NPP估算模型相较于仅采用气候、土壤等传统观测数据的非遥感模型,在分析时空异质性等方面的优势日益凸显。本文基于Web of Science和CNKI两大数据库,采用文献统计分析方法,系统回顾NPP研究概况及国内外集成遥感数据的NPP估算模型的近期进展;并将集成遥感数据进行NPP估算的模型分为统计模型、光能利用率模型、过程模型及耦合模型四类;重点阐述了各类遥感估算模型的机理、差异性、适宜性及局限性;最后,在分析NPP遥感估算面临困境和科学挑战的基础上,从机理与影响因素、数据基础、参数反演、时空尺度拓展、软硬件支撑等方面对未来研究进行了展望。     

重庆市工业生产的生态足迹分析

基于生态足迹理论和计算模型,根据工业生产的特点,计算了1997-2007年重庆市人均工业生态足迹和万元工业产值的生态足迹,并与有关研究数据进行了对比分析.结果显示:重庆市的人均工业生态足迹约相当于全国平均水平,但已超出重庆市总的生态承载力,并呈现出持续上升趋势,工业生产处于生态不可持续状态;万元工业产值的生态足迹略低于全国平均水平,下降趋势明显.表明重庆市通过转变工业发展模式,在不降低生产能力的条件下,减少工业生态足迹大有作为.     

基于生态足迹的土地利用结构优化研究综述

生态足迹是定量衡量区域可持续发展的一种重要方法,将生态足迹方法应用于土地利用结构优化中可以衡量某区域土地利用结构的合理与否。通过文献资料法、综合归纳分析法,阐述了生态足迹和土地利用结构优化的定义、模型和方法,重点突出了基于生态足迹的土地利用结构优化的优点和研究进展,得出结论:生态足迹模型近年来被推广应用于土地利用结构优化领域,基于生态足迹的土地利用结构优化是生态足迹与多目标线性规划模型相结合的优化方法,生态足迹方法与多目标规划模型相结合应用在土地利用结构优化中,弥补了多目标规划模型由于生态目标难以测度而存在的局限性;基于生态足迹的土地利用结构优化研究是一个较新的研究领域,相关研究在数量和质量上均有很大提升空间,未来有待于进一步深入研究。     

江苏省生态足迹时间维度变化及其驱动因素分析——基于PLS方法对STIRPAT模型的修正

在分析江苏省生态足迹时间维变化规律的基础上,探讨江苏省生态足迹变化的重要驱动因素。1)1990-2007年,江苏省生态足迹以年均5.36%的速度从7 227.75万hm2升至13 817.76万hm2,而生态承载力以年均0.30%的速度从2 850.98万hm2降至2 703.58万hm2,生态足迹对区域生态赤字变化的贡献率达97.81%,成为江苏省生态赤字增加的主要原因;2)STIRPAT模型分析结果显示,人均GDP及其二次项、第一二产业产值占总产值比重及其二项式是江苏省生态足迹变化的重要驱动因素,总人口及城市化率指标却被排除在外,然而VIF值计算结果显示模型中各驱动因素间多重共线性明显;3)采用PLS方法修正STIRPAT模型,消除因素间的多重共线性问题,显示总人口、人均GDP及其二次项、第一二产业产值占总产值比重及其二次项、城市化率及其二次项都是江苏省生态足迹变化的重要驱动因素,且按VIP重要性排序为城市化率>人均GDP二次项>一二产业产值占总产值比重>人均GDP>城市化率二次项>总人口>一二产业产值占总产值比重二次项。两种方法中人均GDP二次项的系数均为正,表明江苏省生态足迹变化不存在环境EKC曲线的假说。该文进一步明确STIRPAT模型在分析环境压力的驱动因素中存在的缺陷,另一方面验证了基于PLS修正的STIRPAT模型的准确性与可行性。