中国生态足迹和生物承载力构成比例变化分析

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1、中国生态足迹和生物承载力构成比例变化分析：基于生态足迹模型，计算了中国1995-2006年人均生态足迹和生物承载力的各构成组分。运用统计—动力学建模方法，构建生态足迹和生物承载力各组分构成比例变化的普适预测模型。结果表明：　　①1995-2006年，中国人均生态足迹构成以能源足迹和耕地足迹为主，耕地、林地、建设等足迹比例在波动中不断下降，草地、水域足迹比例先上升后下降，能源足迹比例不断增加；人均生物承载力构成以耕地为主，林地、建设、水域承载力比例相差不多，草地承载力比例最小，其中耕地、草地承载力比例不断增加，林地、水域、建设等承载力比例不断下降，且

2、变化幅度均很小。　　②2007-2015年，耕地、林地足迹比例继续下降，草地、水域、能源足迹比例将逐渐上升，建设足迹比例将在下降一段时间后出现增加趋势。耕地、林地、草地等承载力比例将不断增加，其中耕地、林地承载力比例增加幅度很小，草地承载力比例相对增幅较大；水域、建设承载力比例均呈下降趋势。文章还探讨了可能导致中国人均生态足迹和生物承载力构成比例出现上述变化的原因，给出相应的政策建议，并分析了二者之间的内在变化规律。研究结果对指导我国调整产业结构、土地利用规划和改善生态环境有较重要的启示和借鉴意义。　　关键词：生态足迹；生物承载力；构成比例；预测模

3、型；中国由athisPACT等式相结合，阐述社会资源在缓解和减轻环境影响方面的作用。陈东景[10]基于生态足迹指数和人文发展指数构建可持续性评价框架，对我国社会发展及其对海洋渔业资源的影响进行了综合评价。St觟glehner[11]对能源足迹的计算方法提出质疑并进行了改进。ann[12]探讨了生态足迹计算模型中产量因子的地方公顷与全球公顷转换问题。Kitzes[13]专门就生态足迹模型发展、完善过程中众多研究者关注、质疑的共同问题进行了答疑。还有Holden对交通[14]、Gerbens-Leenes对食物消费模式[15]、S觃nchez-Chól

4、iz对家务劳动的环境影响[16]、Thomassen对动物饲养[17]、Ferng对稻米[18]、Hornborg对棉花[19]等进行了生态足迹研究。　　但已有研究大多采用均衡因子加总后的生态足迹和生物承载力分析全球、国家或区域尺度的生态可持续性，或对耕地、林地、能源等单项构成组分的研究，至今未见基于统计—动力学建模原理关于生态足迹和生物承载力构成比例变化的模拟及预测研究。统计—动力学建模是根据现存问题，着重考虑导致系统变化的原因，研究系统在内、外各种因素作用下，有关要素(因变量)将如何随时间变化，并对未来进行预测[20]。本文采用统计—动力学建模

5、原理[20-22]，对中国1995-2015年人均生态足迹和生物承载力构成比例的变化规律研究，能够在一定程度上反映我国生态可持续发展可能存在的空间和潜力，揭示生态足迹和生物承载力构成变化与生态资源利用效益的关系，对指导我国调整产业结构、土地利用规划和改善生态环境有较重要的参考价值，同时能够为生态足迹指标的预测性分析提供一个新思路，推动生态足迹理论的进一步发展和完善。　　1数据计算　　因本文主要目的是中国人均生态足迹和生物承载力构成组分比例变化的动力学研究，不是计算方法改进，不提供详细的计算过程(可参阅文献[23-27])，但需要对计算过程作如下说明

6、：①生物资源生态足迹采用产量数据，非消费数据。化石能源足迹采用消费数据，非产量数据。这样调整，主要基于以下考虑[28]：生物资源生产只要发生在国内，占用的就是国内生态生产性土地，对国内生态环境造成冲击；能源不论产自何处，只要在国内消费，二氧化碳等污染物就排放在国内。②采用可变均衡因子计算中国1995-2006年人均生态足迹和生物承载力。采用文献[6]、[25-26]的生态足迹长时间序列计算方法，即世界不变平均单产计算生物资源足迹、碳吸收法计算化石能源足迹、国家不变产量因子计算生物承载力。计算所需世界不变平均单产和中国国家产量因子数据文献[23-27

7、]，其它数据主要1996-2007《中国统计年鉴》、FAO数据库、中国科学院地理与资源研究所自然资源数据库等。计算结果表1所示。　　2普适模型建立　　生态足迹和生物承载力构成比例的模拟和预测均分两步：①各组分构成比例年升降变化值(简称年变化)预测，包括趋势项和随机项两部分；②各组分构成比例预测。　　2.1年变化趋势项预测模型假设ei为第i类生态足迹或生物承载力在总生态足迹或生物承载力中的比例(小于1而大于0)，ri为第i类生态足迹或生物承载力的自身增长率，pi为ei的趋势量。　　如果某类生态足迹或生物承载力(如水域足迹或耕地承载力等)增长，则必有另

8、一或几类生态足迹或生物承载力所占相应年份总生态足迹或生物承载力的比例会减少。aripi为第i类生态足迹或生物承载力所占总生