关中平原城市群水资源生态足迹时空变化和驱动效应研究

目的 基于水资源生态足迹模型,结合关中平原城市群人口、经济和水资源相关数据,探究关中平原城市群水资源生态足迹的时空变化及其驱动效应。方法 收集和整理2015-2021年研究区域各市(区)人口、经济和水资源相关数据,核算水资源生态足迹、承载力和生态盈余指标,分析其时空分布;并利用LMDI模型探究水资源生态足迹的驱动效应。结果与结论(1)2015-2021年关中平原城市群水资源生态足迹介于1 433.19万hm²～1 506.33万hm²之间,呈波动减小趋势,其中生产用水是生态足迹的最大账户(占比69.35%～77.98%)。(2)水资源生态承载力介于179.71万hm²～1 913.84万hm²之间,呈波动上升趋势,与降水量相关性显著(R²=0.630,p<0.01)。(3)区域内水资源长期处于生态赤字状态(仅2021年除外),区域内北部和东部城市水资源生态赤字问题严重,南部宝鸡和商洛等城市水资源生态不可持续性逐渐得到缓解。(4)人口和经济因素对水资源生态承载力为正向驱动,...     

内蒙古能源消费碳足迹研究

为了衡量人类能源活动对大气环境的影响,用IPCC法,结合碳足迹的相关概念,分别估算了2001—2010年内蒙古能源消费的CO2排放量、总碳足迹、制造业能源碳足迹、碳足迹的产值、碳足迹强度和生态压力,并以此为基础,应用STIRPAT模型对能源消费的碳足迹与经济增长的关系进行了研究.结果表明,2001—2010年,内蒙古能源消费的CO2排放量逐年增加,煤炭是主要排放源;能源消费的碳足迹增长迅速,制造业能源消费的碳足迹在总碳足迹中占很大比例,且一直呈上升趋势;能源消费的碳足迹产值有所增加,生态压力增大;在碳足迹的STIRPAT模型拟合结果中没有出现环境库兹涅茨曲线.     

区域经济发展的碳足迹与碳承载力研究

基于生态足迹方法和指标,构建了反映区域经济发展的碳足迹、碳承载力及碳效率的数学模型,并将其用于沈阳市1991~2005年的经济发展研究.结果显示:沈阳市碳足迹总量在1998年后以15.2%的年增长率快速增加,超过同期的GDP平均增速(13.76%);碳足迹总量中,化石能源消费的排放足迹占73%~86%.沈阳市的碳承载力在研究期相对稳定,导致碳超载情况严重,2005年的碳足迹是碳承载力的4倍.另外,碳效率在2000年后呈下降趋势,即单位经济产出的碳足迹呈上升趋势.可见2000年后经济的快速增长是以碳足迹的高速增加为代价的,这意味着向低碳经济转型面临严峻挑战.     

城市生态可持续发展量度方法探讨——以深圳市为例

城市地域的可持续发展必须以生态的可持续发展为前提。生态足迹计算模型通过比较人类对生态环境的影响程度与区域生态承载力之间的平衡程度以衡量区域的生态可持续发展状态。在介绍生态足迹的理论和计算模型的基础之上,对深圳市2000年的生态可持续发展状态进行了实例计算和分析,结果表明深圳市2000年的人均生态赤字为1.9751hm²/人,深圳城市生态处于非可持续发展状态,以消耗自身生态资源和转移生态压力作为城市发展代价。进一步分析了深圳市的生态赤字构成,生态压力的空间分布,并与国内部分城市的生态足迹进行了对比分析。最后,对生态足迹计算模型在城市区域应用的优缺点进行了探讨,并就如何减少深圳市的生态赤字,降低深圳市对外部生态系统的依赖性提出了相应对策。     

基于连清数据的湖南森林碳密度估计及变化特征分析

【目的】通过碳密度时空分析、驱动因素分析,探索科学适用的基于森林资源连续清查资料的大区域森林碳汇功能监测方法。【方法】以湖南省1999—2014年4期6 615块森林资源连续清查固定样地数据为主要信息源,采用Pearson相关系数,在5种理论半方差模型精度比较分析基础上,选取预测性能最高的模型进行森林碳密度克里金内插、时空分析、驱动因素分析。【结果】5种理论半方差模型预测精度按照从高到低排序为:球体模型>指数模型>圆形模型>线性模型>高斯模型。1999、2004、2009、2014年湖南省森林碳密度分别为17.156、17.938、18.491、20.489 t/hm²,标准差分别为13.309、15.499、16.211、17.141 t/hm²。1999—2014年,湖南省森林碳密度呈稳步上升趋势,空间聚集性减弱、破碎化趋势增强; 1999—2014年,湖南省森林碳密度在空间分布上整体呈现出西部、南部、东部较高(>20 t/hm²),北部、中部较低(5～20 t/hm²)的空间分布格局。1999—2014年,森林碳密度与植被覆盖度、坡度、土壤厚度始终保持正相关关系,与灯光亮度的相关性在1999、2004年为负相关,在2009、2014年则为正相关。【结论】湖南省碳密度的时空变化受林业政策调整和社会经济条件变化的双重影响,应加强退耕还林、公益林生态效益补偿的力度,巩固集体林权制度改革成果。     

农林碳中和工程

 作为第一产业的农林业是唯一的碳汇产业,具有碳减排与碳吸存双重功能,在实现国家碳中和目标中处于重要位置。农林碳中和工程是指在农田、森林和不宜农林但能生长抗逆性强的能源灌草的待开发边际性土地等3片土地上,通过科学的管理与经营,以大幅度增加碳减排与碳吸存力度的综合性工程。面积分别是1.35亿hm²、1.86亿hm²和1.44亿hm²的3片农林碳中和场具有年增汇37.4亿t二氧化碳,年增12.1亿t标煤生物质能的潜力。农林碳中和工程是集保护环境、能源换代、做强农业-乡村振兴-惠及农民于一役的国家工程,乃国之重器。     

基于GIS的泰山风景名胜区生态敏感性评价及保护研究

旅游业迅速发展和景区的无节制开发,使得景区的生态环境、资源受到了威胁。通过对景区生态敏感性分析,提出相应措施来保护景区生态环境。本文以泰山风景名胜区为研究对象,运用地理信息系统和层次分析法的研究方法,选取9个因子进行生态敏感性单因子分析和综合分析。研究结果表明:泰山风景名胜区整体生态敏感性以中、高为主。不敏感区面积为855.75 hm²,占比8.08%;低敏感区面积为2 174.73 hm²,占比20.53%;中敏感区面积为2 933.13 hm²,占比27.68%;高敏感区所占面积最大,面积为3 093.86 hm²,占比29.20%;极敏感区所占面积为1 537.96 hm²,占比14.51%。通过量化分析得出各区域的分布特点及优化建议,并基于生态敏感性提出专项保护策略,研究结果可以为风景名胜区的生态保护和可持续发展提供依据。     

温州市森林生态系统碳储量研究

【目的】对浙江省温州市森林生态系统碳储量进行研究,摸清区域森林碳储量现状,为区域碳汇功能的评价提供基础数据。【方法】基于温州市2018年森林资源年度监测的马尾松林、其他松林、杉木林、柳杉林、柏木林、硬阔林、针叶混交林、阔叶混交林、针阔混交林、毛竹林等10种主要类型的森林资源监测数据,以及30个调查样地的实测数据,用平均生物量转换因子法计算不同森林类型的碳储量和碳密度,同时采用Pearson相关分析法对不同森林生态系统各组分之间有机碳储量进行相关性分析。【结果】2018年,温州市森林生态系统碳储量为81.70 Tg, 其中乔木层18.46 Tg,灌草层1.55 Tg,凋落物层1.02 Tg和土壤层60.67 Tg,分别占生态系统碳储量的22.60%、1.89%、1.25%和74.26%。温州市的森林生态系统碳密度为123.81 t/hm²,其中乔木层27.98 t/hm²,灌草层2.34 t/hm²,凋落物层1.54 t/hm²和土壤层91.95 t/hm²,土壤有机碳库为植被有机碳库的2.88倍。乔木层和土壤层有机碳储量是温州市森林生态系统的主要碳库,占全部森林生态系统有机碳储量的96.86%。乔木层碳密度最大的是柏木林,达到46.06 t/hm²;阔叶混交林碳密度最低,为20.50 t/hm²;土壤层中,碳密度最大的为柳杉林,达到136.97 t/hm²;最小的为其他松木林,为49.38 t/hm²。不同林分生态系统碳密度有一定差异,其中柳杉林碳密度最大(185.42 t/hm²),最低的是马尾松林(83.34 t/hm²)。各组分碳储量相关性分析表明,乔木层与凋落物层碳储量呈显著正相关关系(P<0.05),土壤层碳储量与森林生态系统碳储量呈极显著相关关系 (P<0.01),说明土壤层对整个生态系统碳储量的贡献最大。其他各组分之间相关关系均达不到显著水平。【结论】温州市森林生态系统碳密度略高于浙江省平均水平,但是低于全国平均水平,因此可以通过合理的森林经营管理措施提高森林碳密度。     

广西农业生态经济系统安全评价与预警研究

开展长时间序列的广西农业生态经济系统安全评价、安全影响因素和安全预警研究,可为系统安全调控、农业可持续发展和乡村振兴提供决策参考。本研究采用生态足迹模型核算2000-2021年广西农业生态经济系统人均生态足迹和人均生态承载力,通过资源利用效率指数、生态盈亏、生态压力指数评价系统安全状况,利用偏最小二乘(PLS)模型分析系统安全的影响因素,基于灰色GM(1,1)模型开展系统安全预警,并将预警结果与云南、贵州进行比较。结果表明,2000-2021年广西农业生态经济系统人均生态足迹增长90.30%,其中林地增长最快,耕地占比最大;人均生态承载力下降0.67%;系统资源利用效率提高72.97%,但2011年以来增幅较小;系统生态赤字从-0.395 hm²/人不断加剧到-1.292 hm²/人,生态压力指数从1.66升高到3.18,系统从中度不安全状态逐渐转变为重度不安全状态,并开始进入极度不安全状态;人均耕地面积和耕垦指数对系统安全具有正向影响;2022-2033年系统安全由重警转为巨警,警情等级高于贵州和云南。因此,要提高耕地保护力度,促进农业转型...     

基于碳汇木材复合经营目标的综合效益及影响因素分析

【目的】研究基于碳汇木材复合经营目标的最优森林管理,为提高森林综合效益提供理论依据。【方法】基于福建顺昌国有林场杉木和桉树经营成本数据,结合生长收获模型和碳储量模型,利用修正的Faustmann-Hartman模型,以社会效用最大的综合效益为决策目标,模拟分析营林成本、碳价格、木材价格和利率变动对杉木、桉树多效益经营下综合效益的影响。【结果】在当前营林成本和经营强度不变的情况下,多效益经营提升了综合效益,说明碳汇经营具有一定的投资效益。在营林成本变动(-40%~40%)范围内,随着营林成本的增加,杉木综合效益从40 402.33元/hm²下降到5 599.02元/hm²,桉树综合效益由51 521.61元/hm²下降到15 530.34元/hm²,两树种轮伐期均延长2 a。碳价格由0上升到500元/t时,杉木综合效益由21 423.52元/hm²上升到34 209.48元/hm²,最优轮伐期均为20 a;桉树综合效益从25 845.13元/hm²上升到92 644.11元/hm²,最优轮伐期由8 a下降至6 a。在木材价格变动(-20%~20%)范围内,随着木材价格的增加,杉木综合效益由4 545.44 元/hm²上升到41 117.14元/hm²,最优轮伐期缩短1 a;桉树综合效益由9 575.92元/hm²上升到56 470.14元/hm²,最优轮伐期缩短3 a;利率从1%上升到7%时,杉木综合效益由383 745.32元/hm²下降到890.14元/hm²,最优轮伐期缩短6 a;桉树综合效益由254 648.72元/hm²下降到16 728.99元/hm²,最优轮伐期缩短1 a。【结论】杉木、桉树的综合效益受碳价格和木材价格正向调节,受利率和营林成本的负向调节;杉木、桉树的综合效益对不同经济因素敏感性大小和顺序不同;在森林综合效益方面,桉树大于杉木,而在应对气候变化方面,杉木响应优于桉树。     

新疆喀纳斯保护区森林碳储量及碳密度研究

基于森林资源二类清查数据资料,利用材积源生物量法和平均生物量法,计算新疆喀纳斯国家自然保护区内森林植被的碳储量及其空间分布。结果表明:保护区内森林植被碳储量为3.004 7 Tg,平均碳密度为49.58 Mg/hm²。不同植被类型碳储量从大到小排序为:乔木林地、灌木林地、疏林地、散生木,其中乔木林地碳储量占到森林植被总碳储量的90.18%,各乔木林地的平均碳密度为68.87 Mg/hm²。区域分布上,林分碳储量、碳密度的空间分布呈现出西南高东北低的趋势; 而保护区内成、过熟林分的碳储量共占乔木林地碳储量的79.89%,若对现有森林采取合理的经营管理,可增加其碳汇能力。     

基于能值改进生态足迹模型的广东省1978-2006年生态经济系统分析

采用基于能值改进的生态足迹模型,考察了广东省1978—2006年人均消费足迹和人均产出承载力变化过程,发现都是增长的过程,且产出承载力的增长速度高于消费足迹增长。分别对生物资源账户、能源账户、工业账户、劳务和贸易账户进行分析,研究消费足迹和产出承载力的结构特征以及变化趋势。消费总足迹的增长中,非生物资源消费足迹占据了主要地位,而产品产出承载力的增长也主要得益于第二产业的发展。30年改革开放的制度变化,广泛的区域分工以及产品贸易与流通,人力资本的不断提升都是广东省承载力不断提升的重要原因。     

本国生态足迹指标的构建及其实证研究

基于生态足迹方法,提出并构建了度量国家环境压力总量的本国生态足迹指标,应用该指标对我国1961年~2003年的本国生态足迹、环境承载面积及本国生态赤字进行了计算,分析了中国环境压力的历史轨迹、发展趋势及其构成和主要矛盾,探讨了它们与经济发展的关系.结果表明我国的生态系统从20世纪70年代初就一直处于超载状态,本国生态足迹已达28亿多公顷.这表明我国经济的快速发展和工业化进程是以本国生态资源的大量消耗为基础的;而能源和农业问题是中国可持续发展需要解决的首要问题.     

安徽省能源消费碳排放足迹的动态变化及因素分解

文章采用生态足迹模型与因素分解分析模型,定量分析了1995-2008年安徽省能源消费碳排放足迹的变动趋势、生态效应以及影响因素.结果表明:近15 a安徽省碳排放足迹呈上升态势,煤炭足迹在其中占主导地位;碳足迹强度呈幂指数衰减,而碳足迹生态压力不断上升,说明碳排放对自然生态系统的压力逐渐增大.因素分解结果显示,经济增长效...     

福建省天然乔木林碳储量动态变化及增汇策略

【目的】根据福建省森林资源清查数据,估算天然乔木林的生物量碳库及其变化,并提出增汇策略,为天然林的固碳能力提升和科学经营管理提供依据。【方法】基于福建省2003—2018年4次森林资源清查数据,采用生物量转换因子连续函数法,结合主要林分组含碳率、根冠比,估算福建省天然乔木林碳储量变化和碳密度。【结果】福建省天然乔木林碳储量由2003年的156.11 Tg增加到2018年的248.68 Tg,年均增长率为3.15%;碳密度由2003年的47.30 Mg/hm²增加到2018年的76.24 Mg/hm²,年均增长1.93 Mg/hm²。天然乔木林碳储量以阔叶类树种(含针阔混交林)占主体,4个清查时期占比均超过70%,最高达86.47%。2003—2018年,天然乔木林幼龄林和中龄林面积占比58.78%~73.76%,碳储量占比50.72%~61.90%,面积和碳储量都以幼、中龄林为主,但占比均呈现明显下降趋势,且呈现碳储量占比明显低于面积占比的特征。天然乔木林碳密度随着林龄的增加呈现明显上升趋势,各林分的碳密度总体上以阔叶类高于针叶类。【结论】福建省天然乔木林碳储量呈较快增长趋势,碳密度不断提高,碳汇能力明显增强,随着天然林保护、生态修复的持续,现阶段以中幼龄林为主的天然乔木林已进入快速增长期,未来固碳潜力巨大。     

邢台市能源消费碳排放足迹的动态变化及对策

采用碳足迹模型, 分析2003-2013年邢台市能源消费碳排放足迹和碳排放足迹生态压力的动态变化。结果表明: 近10年来邢台市能源消费量逐年增多, 在总能源消费中, 化石能源消费所占比例在50%上下, 在化石能源消费中, 仍以煤炭消费为主, 这是受长期以煤炭为主要能源供应政策影响的必然结果; 人均总碳排放足迹与煤炭人均碳足迹呈波动增加的趋势, 石油人均碳足迹虽然有波动, 但总体变化不大, 天然气人均碳足迹呈现波动和快速上升两个阶段; 碳排放足迹生态压力总体为增加态势且其值大于1, 说明在能源利用过程中产生的CO2 远超出林地所吸纳的量。对邢台市未来的能源利用及产业结构提出相应的可行性对策, 以期为优化能源利用结构和构建低碳经济发展模式, 实现可持续发展提供科学的决策依据。     

中国主要树种人工乔木林碳储量测算及固碳潜力分析

【目的】森林碳储量在陆地生态系统碳库中占主体地位,通过确定人工乔木林碳密度和植被固碳增值碳储量,预测人工乔木林碳汇潜力,为改善人工乔木林的林龄和树种结构、提高森林可持续经营水平,进而为提高人工乔木林单位面积蓄积量提供科学依据,助力我国实现增汇减排的目标。【方法】比较分析我国第8次(2009—2013)和第9次(2014—2018年)森林资源清查中各优势树种人工林的面积和蓄积量数据,采用联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)材积源-生物量法(volume-biomass methods)分别估算并对比我国6种主要树种人工乔木林的碳储量和碳密度,分析人工乔木林碳储量和碳密度在两次森林资源清查期间增值部分的碳贡献率,综合评价我国不同林龄结构人工乔木林的固碳功能;采用拟合的单位面积蓄积-林龄的Logistic回归生长方程,结合IPCC材积源-生物量法,预测不同龄级各优势树种的蓄积量,估算我国现有人工乔木林未来15年及至2035年的碳汇增值潜力。【结果】两次森林资源清查期间,我国主要人工乔木林总碳储量增加了498.81 Tg,年均增加量99.76 Tg。第9次资源清查结束时,6个主要树种不同林龄(组)人工乔木林的碳储量由大到小依次为过熟林(439.19 Tg)>成熟林(426.43 Tg)>近熟林(359.75 Tg)>中龄林(292.34 Tg)>幼龄林(105.15 Tg),分别占人工乔木林总碳储量的27.07%、26.28%、22.17%、18.02%和6.47%;不同龄组的碳密度从小到大依次为过熟林(59.17 Mg/hm²)<幼龄林(169.12 Mg/hm²)<成熟林(178.13 Mg/hm²)<近熟林(190.38 Mg/hm²)<中龄林(348.09 Mg/hm²)。到2035年,我国主要树种人工乔木林碳储量和平均碳密度将分别达到1 716.27 Tg和36.51 Mg/hm²,与2015年相比分别增加92.92%和93.17%。【结论】两次森林资源清算结果相比,6种主要树种人工乔木林的碳储量均有显著增加,随着林分的不断成熟,碳储量呈现出线性正向增加的趋势,而碳密度受蓄积量与面积比的影响其增幅各不相同;至2035年人工乔木林碳储量约占乔木林总碳储量的20%,可以预见中国人工乔木林碳储量有很大的增加潜力。     

贵州西部光皮桦天然次生林碳素积累及分配特征

以贵州西部光皮桦天然次生林为对象,采用野外调查与实验室分析相结合的方法,对其碳素含量、碳密度及分配特征进行了研究。结果表明:光皮桦林生态系统碳素含量表现为乔木层(495.27 g/kg)>灌木层(487.10 g/kg)>草本层(456.57 g/kg)>枯落物层(431.57 g/kg)>0～80 cm的土壤层(36.31 g/kg),且差异极显著,植被层平均碳素含量为483.55 g/kg; 乔木不同器官碳素含量表现为干>枝>叶>根,且干和枝均表现为径阶越大,碳素含量越高; 灌、草层均表现为地上>地下,土壤碳素含量随土层深度的增加而减少。生态系统碳密度为224.67 t/hm²,表现为0～80 cm的土壤层(201.3 t/hm²)>乔木层(17.22 t/hm²)>灌木层(3.14 t/hm²)>枯落物层(2.49 t/hm²)>草本层(0.82 t/hm²),分别占生态系统碳密度的89.60%、7.53%、1.40%、1.11%和0.36%; 植被层碳密度为21.18 t/hm²,只占生态系统碳密度的9.29%; 土壤表层(0～20 cm)碳密度为76.7 t/hm²,占土壤层(0～80 cm)碳密度的38.08%,显著高于其他各层,有较强的表聚性。光皮桦天然次生林碳净固定量为3.58 t/(hm²·a),相当于固定13.12 t/(hm²·a)的CO₂,说明光皮桦天然次生林是大气CO₂重要的汇。