基于生态足迹的半干旱草原区生态承载力与可持续发展研究--以内蒙古锡林郭勒盟为例

以内蒙古自治区锡林郭勒盟为例,以锡林郭勒盟1981-2008年的统计资料为依据,应用生态足迹法对其近30 a的生态足迹和生态承载力进行了实证计算和研究,探讨了半干旱草原区的生态承载力动态变化及其对可持续发展的影响。研究表明:(1)工业化、城镇化的快速发展,使该区生态足迹明显增加,人均生态足迹由1981年的1.0868 hm²增加到2008年的24.2176 hm²,高于全国和国内部分草原区,化石能源和草地生态足迹急剧增加是区域生态足迹增加的主导因素;(2)随着人口增长,草地、耕地等人均承载力下降,土地总人均承载力也从1981的3.1565 hm²下降到2008年的2.3915 hm²;(3)该区域发展呈现出由生态盈余转为生态赤字,且生态赤字快速增长的趋势。其根源一方面是20世纪90年代以来,国内市场对煤炭等本地优势资源需求的增加和重新配置加速了该区域工业化进程,增加了生态足迹;另一方面草地需求旺盛导致对草地的掠夺性经营加剧,致使草地退化严重,降低了生态承载力。锡林郭勒盟以畜牧业为主,草地是经济发展的基础,而工业化、城镇化的发展急剧增加了对草地资源的需求,如何科学、合理的协调工业化、城镇化发展和草地退化之间的矛盾,是锡林郭勒盟能否可持续发展的一个关键性因素。     

基于生态足迹视角的长江流域生态补偿额度测算

随着我国城市化进程的加快，导致的生态问题日益严重，发展与保护的矛盾日渐突出，如何客观定量地对生态环境受到破坏的区域进行补偿，发展与环境健康并行是生态建设中面临的重要任务之一。以长江流域的十九个省级行政区作为研究对象，基于"省公顷"模型，对均衡因子及产量因子进行修正，计算生态足迹及生态承载力，利用GIS平台进行并对其进行空间分析；结合生态系统服务价值，建立了动态化长江流域的生态补偿标准模型；对长江流域各行政区生态补偿额度进行测算，并基于流域尺度、城市群尺度、省级尺度进行差异化分析。研究结果表明：（1）在2015-2017年，长江流域的生态足迹与生态承载力无明显变化，三年内基本持平。长江流域省级行政区的生态安全指数均大于1，表明整个流域处于不安全状态，需要对其进行补偿。（2）对于长江流域整体而言，生态补偿额度三年平均为1169.11亿元。（3）流域尺度上，上游、中游、下游的生态补偿额度呈现逐渐升高的趋势；城市群尺度上，成渝城市群最低，长江三角洲城市群最高；省级尺度上，上海最高，西藏最低。本文通过生态足迹及生态承载力计算得到的生态安全指数，可对生态环境所处的状态进行定量补偿及分析，并对生态补偿区域的确定提供指导性建议。     

长江中游城市群水-碳-生态足迹变化特征及其平衡性分析

长江中游城市群是长江经济带三大跨区域城市群支撑之一,实现该区域高效协同发展对于打造全国重要增长极具有重要意义。基于水-碳-生态足迹评估长江中游城市群资源环境压力,引入基尼系数分析城市群水-碳-生态足迹与经济、人口、水资源的平衡性,并构建深度神经网络模型预测水-碳-生态足迹的未来变化趋势。结果表明：长江中游城市群2000—2015年的人均生态足迹由1.98hm~2增至4.06hm~2,人均碳足迹由0.27hm~2增至0.56hm~2,年平均增幅分别为6.56%和6.5%;人均水资源生态足迹整体呈先下降后上升,最后趋于平衡的变化趋势;大部分城市的水资源超载指数为正值,总体水资源状况良好,湖南和江西水资源状况优于湖北。长江中游城市群面临巨大资源环境压力,且大部分来自于碳排放压力。研究期内,江西省资源环境压力由中上等级升至较高等级;湖南省资源环境压力基本处于高等级;湖北省资源环境压力均处于很高等级。城市群人口分布、经济发展、水资源分布与水-碳-生态足迹的匹配关系较差。从生态足迹角度来看,综合基尼系数均值为0.456,处于“一般不匹配”范围,研究期内呈现缓慢下降趋势,表明区域间整体协调性增强;从...     

基于ARIMA模型的生态足迹动态模拟和预测——以甘肃省为例

生态足迹(EF)是一种定量测量人类对自然利用程度的方法。然而目前对其发展趋势准确的定量分析尚不多见。可采用自回归综合移动平均模型(ARIMA)来模拟并预测区域生态足迹。综合运用生态足迹方法和ARIMA模型对甘肃省1949-2009年的生态足迹和生态承载力进行了动态模拟和分析,在此基础上预测了2010-2015年的生态足迹变化趋势。结果表明:1949-2009年,人均生态足迹呈现上升趋势,预计2010-2015年上升趋势明显加快,2015年会增加到2.6051 hm²/人,是2009年的1.67倍;1997-2004年人均生态承载力逐年减少,2005年之后逐年增加,预计2010-2015年仍会增加;预计2010-2015年所有人均生态足迹组成类型均呈现上升趋势,尤以人均化石能源生态足迹增长显著;1997-2009年人均生态承载力均小于人均生态足迹,导致生态赤字,甘肃省生态环境处于不可持续状态,预计2010-2015年人均生态承载力略有增长,但仍小于人均生态足迹,生态赤字不断增大,预计2015年增长到-2.0468 hm²/人,约为2009年(-1.0262 hm²/人)的两倍,甘肃省生态环境不断恶化;经济的发展依赖于化石能源的消耗而造成对自然资源的过度利用,大量耕地转换为建设用地,草地荒漠化是引起甘肃省生态赤字的主要原因;改变经济发展和资源消费模式,控制人口规模,减少人均生态足迹消耗,优化配置和集约节约利用自然资源,提高生态承载力是促进社会经济和资源环境可持续发展的有效途经。     

舟山群岛旅游交通生态足迹评估

可持续旅游发展应与可持续交通观念相联系,旅游交通是旅游过程中消耗能源最多的部分,其对旅游业实现可持续发展起着重要作用。运用生态足迹方法,选取2008年为评价基准年份,以实地调研、问卷调查和访谈等获得的数据为基础,对舟山群岛旅游交通生态足迹进行了评估。结果表明:①舟山群岛旅游交通生态足迹为62408.2164 hm²,人均旅游交通生态足迹为0.011569 hm²;普陀金三角长途及国际交通生态足迹为52748.7799 hm²,占旅游交通总生态足迹的84.52%。②舟山群岛旅游交通产生温室气体为291770.04 t 等量CO₂,人均产生温室气体为54.09 kg 等量CO₂;飞机交通排放的温室气体为151061.58 t 等量CO₂,占温室气体排放总量的51.77%。③舟山群岛旅游交通生态足迹较高,占其生态承载力的10.13%;旅游交通生态足迹有87.19%发生在区域外,旅游业的发展给舟山群岛区域外的生态环境带来了较大的压力。     

沈阳市生态城市建设中的生态压力

应用生态足迹方法计算了沈阳市1991—2005年的生态压力,并对2006—2010年生态足迹做了预测。结果表明：沈阳市1991—2005年人均生态足迹需求为1.75 hm²,人均生态承载力为0.41 hm²,人均生态赤字为1.34 hm²,人均生态足迹的需求超出人均生态承载力3.24倍;在6大类生态生产性土地中,耕地足迹和能源足迹占沈阳市生态足迹总量的85%以上,二者的变化对生态足迹总需求有巨大影响。经预测,沈阳市生态足迹在2005年后将增长迅速,预计2010年达到人均5.11 hm²,是1991年的3.50倍、2000年的3.32倍、2005年的1.96倍。结合研究结果,就沈阳市建设生态城市、实现可持续发展提出了建议。     

长江中游城市群城市生态承载力时空格局及其影响因素

长江中游城市群是我国的典型生态敏感区和重点开发区,科学评价其生态承载力具有重要的科学价值和现实意义。从城市生态系统的组成要素、结构特征出发,选择状态空间法从社会经济协调力、资源环境支撑力和生态弹性力3个维度构建了城市生态承载力综合评价指标体系,综合运用空间分析、多元回归、地理加权回归等方法深入分析了2006—2015年长江中游城市群城市生态承载力时空格局及其影响因素。结果表明:①2006—2015年长江中游城市群城市生态承载力指数总体呈波动上升的"W"型走势,社会经济协调力维度呈波动下降的趋势,而资源环境支撑力和生态弹性力维度整体呈波动上升的趋势;②从空间格局来看,2006—2015年长江中游城市群城市生态承载力表现出显著的空间关联性与异质性,环洞庭湖地区和环鄱阳湖城市群地区形成两大高值集聚区,而在武汉城市圈和环长株潭城市群核心区域形成两大低值集聚区;③社会发展水平、城镇居民收入水平、人口密度、经济发展效率、资源供给状况和环境污染治理水平等要素对长江中游城市群城市生态承载力空间分异格局的影响较为显著,影响强度具有空间异质性特征。     

中国铁路机车牵引能耗的生态足迹变化

基于我国机车能耗统计资料、电力年度统计数据,首次计算了1975 2007年我国铁路机车牵引能耗的生态足迹及其强度变化。结果表明:(1)从1975年至2001年,我国铁路蒸汽机车牵引能耗生态足迹年均减少9.59万hm²,年均降低3.6%。从1975年至2007年,内燃机车牵引能耗生态足迹年均增加3.41万hm²;电力机车的火电生态足迹年均增加3.99万hm²,电力机车的水电生态足迹年均增加215.14 hm²可耕地。我国铁路机车牵引能耗生态足迹总量呈波动态势。(2)从1975年到2007年,我国铁路机车牵引能耗的生态足迹强度呈逐年降低态势,其值从1975年的528.79 m²/万换算吨公里降至2007年的85.54 m²/万换算吨公里,年均降低13.85 m²/万换算吨公里。(3)我国铁路机车牵引能耗的生态足迹强度远远低于民航飞机的能耗生态足迹强度,1991 2007年前者的均值只有后者的12.3%。     

基于耕地能值-生态足迹的耕地休耕规模研究——以贵州省松桃县为例

区域耕地休耕规模测算是耕地休耕空间配置的重要组成部分，从资源承载力视角理解，其本质是将休耕空间布局于耕地资源承载力相对较低的区域。立足于从区域耕地生态经济系统探索耕地休耕规模，运用能值分析方法和生态足迹方法，以生态严重退化地区、国家第一批休耕试点县的贵州省松桃县为案例区，修正了耕地能值生态足迹改进模型（EC和EF，简称"修正模型"）与耕地能值可持续指数（ESI_cl），测算了松桃县2016年休耕面积范围值。结果表明：（1）耕地能值生态盈亏可以作为乡镇是否应该休耕的判定标准，基于此测算的最大休耕面积关键在于测算生态耕地面积。总体来看，全县耕地能值生态赤字，应该安排耕地休耕；从分乡镇来看，有3个乡镇可以不休耕、25个乡镇应该休耕。按照全县平均统计（SCAL）和按照分乡镇统计（STL），全县最大休耕面积分别19558.62hm²和17673.83hm²。最大休耕面积中等及以上等级的乡镇散布于4个区域的8个乡镇。（2）ESI_cl可以作为休耕乡镇时序的判定标准，其优先休耕乡镇的最大休耕面积之和即为全县最小休耕面积。全县ESI_cl偏低，应该适度休耕。优先休耕、适度休耕和暂不休耕的乡镇分别有2个、23个和3个。全县最小休耕面积1396.10hm²，占耕地面积的1.88%。按照全县平均统计（SCAL），全县休耕面积范围值1396.10-19558.62hm²，占总耕地面积的1.88%-26.34%；按照分乡镇统计（STL），全县休耕面积1396.10-17673.83hm²，占总耕地面积的1.88%-23.8%。修正模型和ESI_cl为测算区域休耕规模提供了更加科学的技术方法，以期为其他类似区域开展休耕实践提供借鉴。     

交通网络空间互动视角下生态足迹驱动机制

长江中游城市群是中部崛起战略的重要区域，同时依托长江黄金水道面临发展和保护的困境。交通网络空间互动视角下的生态足迹驱动机制研究对统筹长江中游城市群经济社会高质量发展和生态文明高水平建设以实现可持续发展具有重要意义。基于生态足迹模型测度了长江中游城市群县域尺度的可持续发展状况，并在STIRPAT模型框架下基于交通网络空间互动关系挖掘生态足迹的驱动机制和空间效应，为交通网络扩张背景下的跨区域生态治理与可持续发展提供参考。研究结果显示：(1)2010—2017年，长江中游城市群县域生态足迹均值有所下降；(2)道路交通网络和铁路交通网络规模均有所扩大，但连通性略有下降；(3)在基于交通网络构建的空间互动媒介下，城镇化率和人均GDP对生态足迹具有显著的促进作用，而第三产业增加值占比对生态足迹产生抑制影响，且生态足迹表现出积极的空间外溢效应。基于以上研究结果，建议在基于交通网络加强区域生态协同发展的同时，建设产业互促、资源互通、技术互享的区域联动可持续发展新格局。     

弘扬生态文明深化学科建设

阐述了"生态"的"耦合关系、整合功能与和谐状态"三大内涵;提出了以气候变化、经济振荡和社会冲突为标志的全球生态安全问题,以资源耗竭、环境污染和生态胁迫为特征的区域生态服务问题,以及以贫穷落后、超常消费和野蛮开发为诱因的人群生态健康和社会生态福祉下降等世界三大生态焦点议题;探讨了生态文明的认知、体制、物态和心态内涵及其研究、发展和管理战略.提出了深化与创新基础生态学和应用生态学研究、献身生态学教育与科普工作、参与生态学决策与管理的对策和倡议.     

我国生态问题鉴定与国土空间生态保护修复方向

研究目的：聚焦生态问题研究热点区域,鉴定不同生态区生态问题,提出不同生态区生态保护修复方向,以期为国家有针对性、有目的性、有方向性的开展生态保护与修复工作提供有效基础支撑。研究方法：研究热度评价模型、比较分析法和归纳总结法。研究结果：(1)20世纪80年代以来,我国生态问题研究热度总体呈增长态势,1998年以后生态问题的研究热度进入加速期,且在2012年掀起了新一轮的生态文明研究热潮。(2)我国各类生态问题研究热度存在明显的内部差异和空间差异,研究热度较高的生态问题主要是水土流失和生物多样性丧失,超过85%的城市均发表过关于这两个生态问题的学术论文,且研究热点区域集中在我国西部省份。(3)水土流失、荒漠化、生物多样性、林草湿地生态系统退化是各生态区重点关注的生态问题,超过半数的生态区重点关注森林生态系统退化;而石漠化、盐碱化、矿区生态退化等生态问题集中分布在几个脆弱生态区。超过80%生态区的主要生态问题都在3个及以上,这体现出我国多数生态区生态问题的紧迫性和复杂性。(4)各生态区生态保护修复方向存在差异,生态本底好且人类活动少的生态区以保育保护和自然恢复为主,此类生态区的保护修复重点应...     

基于生态系统服务重要性和生态敏感性的广东省生态安全格局构建

生态空间结构合理有序是区域赖以生存和发展的基础和保障,构建省域生态安全格局,优化生态空间结构,有利于提高生态环境的承载力并促进社会经济与生态环境的协同互惠关系,实现可持续发展。以广东省为例,通过重要性-敏感性的生态评估方法识别广东省重要的生态源地,使用最小阻力模型识别重要生态廊道,构建生态安全格局,并对生态空间结构的调整和管控提出策略。结果表明：（1）重要的生态源地面积为54636.77 km²,占广东省国土面积的25.04%;（2）研究所识别的生态源地与广东省生态红线和自然保护地的重合程度较高,在自然保护地和生态源地的基础上共选出87处重要生态源地;（3）广东省生态廊道的总长度为7400 km,廊道周边的主要以林地为主;（4）广东省的生态空间主要以环珠三角生态屏障和外围生态屏障为主,其中环珠三角生态屏障的面积、生态重要性略高于北部生态屏障。所构建的生态安全格局可以为广东省的生态安全保护和可持续发展提供参考,也可以为完整生态保护体系的构建提供政策导向。     

生态足迹分析应用于区域可持续发展生态评估的缺陷

可持续发展的生态评估是当前国际生态经济学与可持续发展研究的前沿问题之一,生态足迹从生物生产的角度可以定量评估一个国家或地区发展的生态持续性程度,是近年来发展迅速的一种生物物理量衡量方法。尽管生态足迹分析具有指标指示意义明确、评估结果全球可比与模型方法简便、资料易获取、可操作性强等优点,但在理论方法上仍存在不足之处。综合国内外区域生态足迹分析的最新进展,生态足迹分析应用于区域可持续发展生态评估的理论缺陷主要表现为以下6点：①弱可持续性评价,难以完整反映系统的可持续性状态;②静态模型,缺乏预测功能;③长时间序列生态足迹研究的合理性有待商榷;④全球平均生产力的相对性,导致评估结果的非绝对性;⑤过于强调土地的数量,而忽略土地的质量;⑥假定各类生物生产性土地类型的空间互斥性,忽视兼业性。     

湖滨湿地生态系统稳定性评价

根据生态系统稳定性的产生原因,将稳定性划分为系统整体稳定性和系统结构稳定性。从系统的稳定性出发,以生态系统的整体稳定性和结构稳定性两个方面为对象,对湖滨湿地生态恢复所产生的生态效益进行了研究。针对系统整体稳定性,给出了生物多样性指数、自然保护区比重和自然灾害等级3个评价指标,并介绍了相应的指标量化方法。与此同时结合能值理论,准确地分析了湖滨湿地生态系统的结构稳定性,为评价湖滨湿地生态恢复的生态效益评价提供了客观的标尺。     

基于生态承载力的城市生态调控

城市生态系统承载力反映了城市生态支持系统对城市发展的支撑功能,它是供给与需求的统一体,社会经济发展的无限需求与生态支持系统的有限供给之间的矛盾决定了城市生态系统承载力的阈限必然存在。引入生态承载力理论,结合其阈限性,解析了导致城市生态危机的生态承载力供需失衡根源。而生态承载力的阈限特征通常在少数瓶颈要素上表现出来,因此城市生态调控最终落脚到调节生态承载力瓶颈要素的供需上。针对瓶颈要素,给出了城市生态调控的层次、方法和蓝图,即从自然、功能和人文3个层次,根据具体情况采取调节供给或需求的措施进行生态调控,最终实现稳定的、持续的城市发展。     

厦门市生态安全格局识别与生态管控区分级管控

生态控制区是防止城市建设无序蔓延，保障城市生态安全的重要生态空间。对城市生态控制区进行分级管控能够充分发挥其在维护城市生态安全，促进城市建设与生态保护协同发展等方面的作用。研究基于多源数据融合手段，采用"生态系统服务重要性-生态敏感性-景观连通性"评价结果识别生态源地，采用最小累积阻力模型（Minimum Cumulative Resistance，MCR）判定生态廊道和生态节点，形成了点-线-面交汇的生态安全格局网络，并将其应用于厦门市生态控制区分级划定。研究结果表明，厦门市生态源地共有17处，面积为604.19 km²，约占厦门市陆域面积的35.54%，包括陆域生态保护红线、水源保护地、森林公园等区域；提取主要生态廊道15条，长度为152.84 km，主要为连接生态源地与海洋的山海生态廊道；设置生态节点22个，主要为生态源地范围外的小面积重要保护区域和具有明确生态保护目标的区域。依据生态安全格局将厦门市生态控制区划分为三级管控区域，其中，生态源地、生态廊道以及生态节点划入一级管控区，面积占比为69.48%；一级管控区外的生态重要区和林地划入二级管控区，面积占比为10.15%；生态控制区内的其他区域划入三级管控区，面积占比为20.37%。在此基础上提出了分级管控建议，以期为厦门市实现生态控制区高水平保护与城市高质量发展提供重要参考和借鉴。     

基于复合生态功能的城市土地共轭生态管理

随着改革开放,我国城市化、工业化进程加速,土地使用量急骤增长,大规模的土地开发在拉动经济、加速城市现代化和农村城镇化方面无疑起到了积极作用,但无序低效的土地扩张给生态安全、粮食安全、社会安定带来的负面影响已经成为国家可持续发展的瓶颈,影响社会的长治久安。传统的土地管理聚焦于土地的数量管理而忽略了土地的生态功能,行政干预过多而市场机制引入不足,土地管理与经济、生态严重脱节。据此,提出基于复合生态功能的城市土地共轭生态管理模式,将土地生态功能聚焦于以下几种:生物质生产功能、建设用地功能、农民生存保障功能以及其它生态服务功能(如涵养水源、土壤保持、调节气候等)。通过从土地的单属性、单目标管理朝土地的多属性、多目标管理转型,从传统的行政管理为主朝以市场机制为主的管理模式转变,从土地的控制性管理朝基于生态功能的调控管理转变,总结出土地共轭管理模式应从以下5个方面着手:1)从土地平面结构的资源管理到土地立体空间的生态管理;2)从土地利用的异地面积占补平衡到就地功能占补平衡;3)从饼状集结用地到轴向糖葫芦串型结构集约和功能优化用地;4)从最严格的土地数量管理到最合理的土地功能管理,实施土地生态经济功能监测与生态资产审计。最后通过对典型生态工程分析,发现其社会、经济、自然复合生态效益远远大于传统土地利用模式。     

基于生态红线划定的祁连山生态保护性开发研究

运用祁连山地区的自然环境数据和社会经济数据,基于GIS平台、加权求和多指标运算模型,选取了30个指标,从生态弹性力、生态敏感性和社会经济影响力3个方面,构建了生态红线评价指标体系,对祁连山生态保护性开发进行研究分析。结果表明:生态红、黄、绿线区,分别占研究区面积的32%、40%、28%。生态红线区主要分布于祁连山的西南段、托来山以南、青海湖区及区内所有冰川分布地区,应实行最严格的管控;生态黄线区是祁连山分布面积最广的区域,主要集中在祁连山中、西段,湟水谷地的中游及乌鞘岭南部,应以修复生态环境和提供部分农产品为主;生态绿线区主要分布在疏勒南山以东地区,应保护优先,以提供生态产品为主,分区开展各具民族特色的生态旅游。     

基于生态足迹思想的皂市水利枢纽工程生态补偿标准研究

如何确定生态补偿标准是生态补偿研究的重点和难点问题.基于生态足迹思想方法,以皂市水利枢纽工程为例,构建了5个生态补偿主体受益评估模型(生态供给足迹评估模型)和8个生态补偿对象受损评估模型(生态需求足迹评估模型),对皂市工程生态补偿标准进行了定量评估.结果表明:①皂市工程生态补偿主体受益值为88482.2974 hm2/a,货币化转换结果为6.2353×108元/a;生态补偿对象受损值为14946.4861 hm2/a,货币化转换结果为1.0533×108元/a;生态补偿主体受益值是生态补偿对象受损值的5.92倍.②以明确生态补偿主体和生态补偿对象为前提,提出了3种生态补偿标准方案,目前推荐第2种生态补偿标准方案.③第2种生态补偿标准方案的生态补偿额为0.5238×108元/a,政府和水电开发业主是主要的生态补偿主体,其承担的生态补偿额分别占总生态补偿额的52.50％和35.77％;移民和河流生态系统本身是主要的生态补偿对象,其获得的生态补偿额分别占总生态补偿额的72.16％和15.68％.