删除或更新信息，请邮件至freekaoyan#163.com(#换成@)

基于生态足迹的天山北坡经济带生态承载力评价与预测

本站小编 Free考研考试/2021-12-29

向秀容¹^,², 潘韬¹, 吴绍洪¹, 刘卫东³, 马丽³, 王晓峰², 尹云鹤¹, 李静⁴

1. 中国科学院地理科学与资源研究所,中国科学院陆地表层格局与模拟重点实验室,北京 100101

2. 新疆师范大学地理科学与旅游学院,乌鲁木齐 830054

3. 中国科学院地理科学与资源研究所,中国科学院区域可持续发展分析与模拟重点实验室,北京 100101

4. 环境保护部卫星环境应用中心,北京 100029

Assessment and prediction of ecological carrying capacity for the Northern Slope Economic Belt of Tianshan Mountains

XIANGXiurong¹^,², PANTao¹, WUShaohong¹, LIUWeidong³, MALi³, WANGXiaofeng², YINYunhe¹, LIJing⁴

1. Key Laboratory of Land Surface Pattern and Simulation, Institute of Geographic Sciences and Natural Resources Research, CAS, Beijing 100101, China

2. School of Geography and Tourism, Xinjiang Normal University, Urumqi 830054, China

3. Key Laboratory of Regional Sustainable Development Modeling, Institute of Geographic Sciences and Natural Resources Research, CAS, Beijing 100101, China

4. Satellite Environment Center, Ministry of Environment Protection, Beijing 100029, China

通讯作者:潘韬（1984- ）,男,安徽六安人,副研究员,博士,主要从事自然地理综合研究。E-mail: pantao@igsnrr.ac.cn
收稿日期:2015-12-5
修回日期:2016-03-14
网络出版日期:2016-05-10
版权声明:2016《地理研究》编辑部《地理研究》编辑部
基金资助:

中国科学院科技服务网络计划（STS计划）项目（KFJ-EW-STS-003）

新疆师范大学地理学博士点支撑学科开放基金（XJNU-DL-2014-22）

作者简介:
-->作者简介：向秀容（1990- ）女,重庆丰都人,硕士,研究方向为少数民族地区资源与环境经济学。E-mail: 1326510409@qq.com

展开

摘要
生态承载力是测度区域社会经济发展对资源与环境系统压力程度的重要标尺。基于生态足迹法,构建生态承载力的评价与预测模型,分别评价和预测了2010年与2015年天山北坡经济带的生态足迹和承载力。结果表明：2010年天山北坡经济带生态足迹组分以草地和能源用地为主,约占足迹总量的93%,人均生态承载力总体高于人均生态足迹;2015年生态承载状况仍然总体盈余。但随着人口快速增长以及人均消费能力提高,2015年人均生态承载力已经低于2010年水平,城镇化对未利用地的开发形成用地总量供给的增加可能是维持生态盈余的主要原因之一。经济发展与城镇化进程对区域可持续发展造成一定压力,需要对资源环境承载能力加强监测预警。

关键词：生态足迹;生态承载力预测;天山北坡经济带;可持续发展
Abstract
A balanced ecological carrying capacity is important to achieve sustainable development for human enterprise. However, few studies have predicted the ecological carrying capacity after a regional development planning such as Northern Slope Economic Belt of Tianshan Mountains (NSEBTM) which is an important node area of Silk Road Economic Belt. Here, we use the "Ecological Footprint" method to assess and predict the NSEBTM's ecological carrying capacity of years 2010 and 2015 respectively. Results show that grassland and energy-oriented land are the main components of the ecological footprints in 2010 which takes about 93% of the total. The per capita ecological carrying capacity is higher than per capita ecological footprint which shows the study area is in a good ecological carrying status and has ecological surplus. For 2015, the ecological carrying status of NSEBTM is still in a good condition and most areas of the region have ecological surplus. However, because of the fast growth of population and consuming level of local residents, the ecological carrying capacity of 2015 is lower than that of 2010. The utilization of unused land in the urbanization could provide more land. So the region can keep an ecological surplus status. The per capita ecological footprint of urban residents in 2010 and 2015 are the 1.974 and 2.3 times respectively of the rural residents. The urbanization has a certain pressure on regional sustainability. Resources and environmental carrying capacity need to be monitored and early warned.

Keywords：ecological footprint;ecological carrying capacity prediction;Northern Slope Economic Belt of Tianshan Mountains;sustainable development

-->0
PDF (666KB)元数据多维度评价相关文章收藏文章
本文引用格式导出EndNote Ris Bibtex 收藏本文-->
向秀容, 潘韬, 吴绍洪, 刘卫东, 马丽, 王晓峰, 尹云鹤, 李静. 基于生态足迹的天山北坡经济带生态承载力评价与预测[J]. , 2016, 35(5): 875-884 https://doi.org/10.11821/dlyj201605006
XIANG Xiurong, PAN Tao, WU Shaohong, LIU Weidong, MA Li, WANG Xiaofeng, YIN Yunhe, LI Jing. Assessment and prediction of ecological carrying capacity for the Northern Slope Economic Belt of Tianshan Mountains[J]. 地理研究, 2016, 35(5): 875-884 https://doi.org/10.11821/dlyj201605006

1 引言

自然资源缓慢的更新速度与人类需求的不断增长之间的矛盾,是关系到区域乃至全球可持续发展的核心问题。根据《地球生命力报告2014》,人类需要1.5个地球的资源的再生能力,才能提供当前全球总共消耗的生态系统服务,这意味着人类社会已经并将长期面临严峻的挑战^[1]。稳定、健康且平衡的生态系统是经济社会发展的基础,科学评价其对人类社会经济发展的承载能力,是度量人与自然相互依赖关系的重要手段^[2-4]。
生态承载力^[5,6]是测度一个地区社会经济发展对资源与环境系统压力的重要标尺,中国****对此开展了大量的研究。岳东霞等运用生态足迹方法和空间分析技术,对西北地区2000年生态环境的供给与人们对生态环境的需求进行定量计算和空间格局分析^[7]。张可云等通过实证研究,应用改进的生态足迹模型分析比较了2008年中国31个省份资源环境承载力^[8,9]。赵万羽等基于生态足迹方法分析了天山北坡阜康市近20年承载力变化,并讨论了工业化和城市化对该市土地利用结构的影响,并结合天山北坡可持续发展过程,详细论述阜康市生态的变化过程^[10]。唐宏等采用层次分析法选用了15个具有代表性的指标建立指标体系,对研究区进行了较为综合的评价^[11]。汪菲等基于改进的相对资源承载力模型核算了天山北坡经济带2000-2010年的相对资源人口和经济承载力,并对研究区各市县的状况进行了时空动态分析^[12]。这些研究有力地推动了生态承载力概念的内涵和外延不断发展,极大丰富了其量化评估方法。其中,生态足迹方法通过简明的指标框架,形象地表达人类对资源环境的需求与自然供给之间的矛盾,刚被提出便受到国内外****广泛关注与实践。但从已有研究来看,大多只是描述了生态足迹或承载力的现状,以静态研究为主,较少关注生态承载力的动态变化;对其预测研究较少,因此难以发挥它在区域发展决策中的作用。
天山北坡经济带是丝绸之路中面向中亚通向欧洲的重要枢纽,也是新疆经济总量最高、最发达的区域。然而,天山北坡经济带所处的特殊地理环境,导致其水土资源极为有限且生态系统较为脆弱,因而该地区面临的资源约束与环境问题越发显得突出。在国家“一带一路”的总体战略下,天山北坡经济带迎来了一个重要的发展阶段,合理评价和预测天山北坡经济带的生态承载力显得尤为重要。
采用社会统计年鉴资料及卫星遥感数据,基于生态足迹法,构建生态承载力评价与预测模型,评价2010年天山北坡经济带的生态足迹与承载力。在此基础上,预测研究区2015年生态足迹与承载力,并对其变化特征与成因展开讨论。

2 数据来源与研究方法

2.1 研究区概况

天山北坡经济带位于天山北麓,准噶尔盆地南缘,是18个国家级重点开发地区之一。其行政区划包括乌鲁木齐市、克拉玛依市、石河子市、奎屯市、乌苏市、沙湾县、昌吉市、阜康市、呼图壁县和玛纳斯县（图1）,面积9.54×10⁴ km²,占全疆总量的5.7%,人口总量约为458万,占全疆人口的23.3%。2010年该区GDP为2903.18亿元,占全疆GDP的53.40%。该区是新疆经济最发达的地区,资源禀赋好,区位条件优越,是丝绸之路经济带中面向中亚和欧洲的重要枢纽^[22,23]。

显示原图|下载原图ZIP|生成PPT
图1天山北坡经济带行政区划图
-->Fig. 1The administrative divisions of the Northern Slope Economic Belt of Tianshan Mountains
-->

2.2 数据来源

研究区2010年生态足迹与承载力评价的各类生产与消费科目数据来源于《新疆调查年鉴2011》;全国各类消费品的2010年产量数据来源于国家数据网;不同产品的热值数据来源于《农业经济手册（修订）》;土地利用/覆被数据采用的是中国科学院遥感应用研究所面向生态系统碳收支服务的全国土地覆被2010年数据;消费水平预测中不同居民群体人均消费额和物价指数均来自2001-2014年《新疆统计年鉴》;不同居民群体规模数据来源于2001-2014年《新疆统计年鉴》。

2.3 生态足迹与生态承载力评价方法

采用生态经济学家Rees等提出的生态足迹分析法^[13-15]。生态足迹是人类活动所消耗的各类用地的总和,其中包括耕地、草地、水域、林地、建筑用地、化石燃料用地六类,将这六类土地利用均衡因子转化为相应的生物生产性空间,来测度区域自然资本的压力^[16],具体的计算公式如下：

\begin{matrix} ef = \sum_{j=1}^{6} w_{j} \times A_{i} = \sum_{j=1}^{6} (w_{j} \sum \frac{c_{j}}{p_{j}} \times y_{j}) \end{matrix}

（1）

\begin{matrix} EF = N \times ef \end{matrix}

（2）
式中：ef为人均生态足迹;j为生产性用地的类型;i为消费科目种类;

\begin{matrix} w_{j} \end{matrix}

为均衡因子;

\begin{matrix} y_{j} \end{matrix}

为产量因子;

\begin{matrix} A_{i} \end{matrix}

为消费科目的面积;

\begin{matrix} c_{j} \end{matrix}

为i种消费科目的人均消费量;

\begin{matrix} p_{j} \end{matrix}

为i种消费科目的本地单位面积产量;EF为总生态足迹;N为现状人口数。
生态承载力的计算公式为^[5]：

\begin{matrix} EC = \sum_{j=1}^{6} w_{j} \times y_{i} \times A_{i} \end{matrix}

（3）

\begin{matrix} ec = EC / N \end{matrix}

（4）
式中：

\begin{matrix} EC \end{matrix}

为总生态供给;

\begin{matrix} ec \end{matrix}

为人均生态供给;

\begin{matrix} y_{i} \end{matrix}

为产量因子。需要注意的是,计算结果还需扣除12%,作为生物多样性保护用地。
对生态足迹法中的两个关键参数均衡因子与产量因子进行了本地化。根据国家数据网2010年全国年度数据中所提供的生态足迹核算指标中各类消费品的产量及《农业经济手册（修订）》中各产品的热值数据核算出全国各类用地的均衡因子;对于产量因子,则采用《新疆统计年鉴2011》中提供的研究区分县的产量与全国的产量数据相比得出。

2.4 生态承载力预测方法

2.4.1 生态足迹的预测人均消费水平和人口数量决定了生态足迹的总量,前者表示人类个体生态足迹的增长情形,后者反应人口规模对生态足迹的影响。此处,假设人口数量或消费水平增加一倍,生态足迹也增加一倍^[16]。因此,人均消费水平和人口数量的预测是生态足迹预测的前提。
（1）消费水平的预测
按照城镇居民、农村居民和全体居民的不同群体分别预测2015年天山北坡经济带的消费水平（图2）。为了去除价格因素的影响,依据常斌等的相关研究以1978年的物价水平作为参考标准^[16]。从图2可以看出各类消费者的消费水平基本呈线性增长趋势,故采用线性回归方程,预测研究区2015年消费水平。

显示原图|下载原图ZIP|生成PPT
图2天山北坡经济带扣除物价上涨因素的历年实际消费水平
-->Fig. 2The actual consumption level with deduction of price rise in the Northern Slope Economic Belt of Tianshan Mountains
-->

假设趋势线为：

\begin{matrix} {\hat{y}}_{it} = \hat{α} + \hat{β} （ t - \overset{?}{t}) \end{matrix}

（5）
式中：

\begin{matrix} {\hat{y}}_{it} \end{matrix}

、t、

\begin{matrix} \overset{?}{t} \end{matrix}

、

\begin{matrix} \hat{α} \end{matrix}

、

\begin{matrix} \hat{β} \end{matrix}

分别为各年不同居民群体的消费额、中间时间点和方程参数;i=0、1、2分别表示居民群体类型,分别对应全体、城镇和乡村居民。
（2）人口数量的预测
人口预测采用自回归移动平均模型（ARMA）^[17,18]。ARMA模型作为一个时间序列模型,在理论上比较成熟,模型以人口数据自身的变化为规律,采用外推的方式表达人口规模数据随时间的变化;同时还考虑到了人口规模数据对时间变化的非平稳性,如果人口规模的数据序列不平稳,可以经由差分手段将其变换为平稳数据序列,以便找出数据规律,由于研究区人口序列的输入值（2000-2013年）与输出序列（2001-2015年）均能被测量,有观测值对比,所以采用最小二乘法估计模型参数,模型算法为：

\begin{matrix} u_{it} = c + ?_{1} u_{t - 1} + ? + ?_{p} u_{t - p} + ε_{t} + θ_{1} ε_{t - 1} + ? θ_{q} ε_{t - q} t = 1,2, ?, T \end{matrix}

（6）
式中：

\begin{matrix} u_{it} \end{matrix}

为各年不同人口数据类型的人口总量;c为常数;

\begin{matrix} ?_{1} \end{matrix}

、

\begin{matrix} ?_{p} \end{matrix}

均为自回归模型系数;

\begin{matrix} p \end{matrix}

为自回归模型阶数;

\begin{matrix} θ_{1} \end{matrix}

、

\begin{matrix} θ_{q} \end{matrix}

均为移动平均模型系数;

\begin{matrix} q \end{matrix}

为移动平均模型阶数;

\begin{matrix} ε_{t} \end{matrix}

是相互独立的白噪声序列。
2.4.2 生态承载力的预测生态承载力的预测主要考虑土地利用的数量结构特征和各用地类型的变化方向,二者相互影响,共同体现了生态环境对人类活动的供给功能。采用土地利用转移矩阵和马尔科夫（Markov）过程^[19-21],模拟2015年的土地利用状况,进而预测2015年天山北坡经济带生态承载力。

3 结果分析

3.1 2010年生态足迹与生态承载力评价

计算和评价了研究区2010年的人均生态足迹和生态承载力（表1、表2）。结果显示2010年乡村、城镇与全体居民的人均生态足迹分别为：2.26 hm²/cap、4.49 hm²/cap和2.99 hm²/cap,人均生态承载力与总生态承载力分别为4.31 hm²和19.70×10⁴ hm²。
Tab 1
表1
表1天山北坡经济带2010年生态足迹评价
Tab 1Ecological footprint of the Northern Slope Economic Belt of Tianshan Mountains in 2010

生产面积类型	均衡因子	乡村居民人均生态足迹（hm²/cap）	城镇居民人均生态足迹（hm²/cap）	全区居民人均生态足迹（hm²/cap）
耕地	2.72	0.12	0.26	0.18
林地	0.18	0.01	0.01	0.01
草地	0.89	1.24	2.46	1.77
水域	0.01	0.01	0.01	0.01
能源用地	1.34	0.71	1.41	1.01
建设用地	2.72	0.18	0.36	0.02
总计	-	2.26	4.49	2.99

新窗口打开
Tab 2
表2
表2天山北坡经济带2010年生态承载力评价
Tab 2Ecological capacity for the Northern Slope Economic Belt of Tianshan Mountains in 2010

生产面积类型	总面积(10⁴hm²)	人均面积(hm²)	均衡因子	产量因子	人均生态承载力(hm²/cap)	生态承载力(10⁴hm²)
耕地	3.00	0.66	2.72	1.16	1.48	6.72
林地	0.30	0.07	0.18	0.32	0.01	0.06
草地	5.67	1.24	0.89	2.39	2.71	12.39
水域	0.10	0.02	0.01	0.12	0.00	0.00
建设用地	0.24	0.05	2.72	1.16	0.11	0.54
总计	9.32	2.03	-	-	4.31	19.70

新窗口打开

3.2 生态足迹预测

3.2.1 消费水平的预测根据全体居民、乡村居民和城镇居民的样本数据,采用最小二乘法进行线性回归以求解方程中的系数,求得回归方程如下：

\begin{matrix} {\hat{y}}_{0 t} = 1144.273 + 63.000 (t - 2007) R^{2} = 0.966 \end{matrix}

（7）

\begin{matrix} （ 0.001 ）（ 0.000 ） \end{matrix}

\begin{matrix} {\hat{y}}_{1 t} = 584.792 + 9.588 (t - 2007) R^{2} = 0.991 \end{matrix}

（8）

\begin{matrix} （ 0.000 ） （ 0.000 ） \end{matrix}

\begin{matrix} {\hat{y}}_{1 t} = 2128.557 + 102.810 (t - 2007) R^{2} = 0.966 \end{matrix}

（9）

\begin{matrix} （ 0.000 ） （ 0.000 ） \end{matrix}

采用式（7）~式（9）模拟研究区2015年的全体、乡村和城镇居民的人均消费水平,得出该年全体、乡村和城镇居民的人均消费水平为1648.27元、661.498元和2951.06元,分别为2010年的1.18倍、1.01倍和1.14倍。
3.2.2 人口数量的预测利用EViews 6.0对天山北坡经济带人口序列数据进行分析,发现人口总数、农村人口、城镇人口数据均非平稳序列,经ADF检验均为二阶单整序列,即

\begin{matrix} u_{it} \end{matrix}

~I(2),所以建立ARIMA(p, d, q)模型。通过自相关系数、ADF检验和偏自相关系数确立天山北坡经济带人口总数、农村人口数量和城镇人口数量预测模型均为ARIMA(1, 2, 2)模型：

\begin{matrix} u_{0 t} = 1.016 u_{t - 1} + ε_{t} + 0.612 ε_{t - 1} + 0.865 ε_{t - 2} \end{matrix}

（10）
t =（0.002）（0.000） (0.001)

\begin{matrix} R^{2} = 0.996 D.W = 1.98 \end{matrix}

\begin{matrix} u_{1 t} = 1.003 u_{t - 1} + ε_{t} - 1.613 ε_{t - 1} + 0.69 ε_{t - 2} \end{matrix}

（11）
t =（0.001）（0.001） (0.000)

\begin{matrix} R^{2} = 0.902 D.W = 2.14 \end{matrix}

\begin{matrix} u_{2 t} = 1.046 u_{t - 1} + ε_{t} + 0.351 ε_{t - 1} + 826 ε_{t - 2} \end{matrix}

（12）
t =（0.001）（0.002） (0.000)

\begin{matrix} R^{2} = 0.979 D.W = 2.107 \end{matrix}

经检验,上述模型的误差很小,拟合优度均高于90%,一阶自相关系数均在2附近,参数之间均无自相关,模型可采用。用上述模型预测2015年天山北坡经济带人口总数为650.35万、农村人口为81.59万、城镇人口为568.48万,分别是2010年各居民群体人口规模的1.42倍、1.39倍和1.42倍。人口总数相比2010年增加了192.35万,其中,农村人口增加了23.19万,城镇人口增加了169.16万。由于区域经济发展,城镇人口数量和增幅均大于农村人口。
3.2.3 生态足迹预测基于预测的2015年天山北坡经济带消费水平以及人口数量,结合生态足迹法,实现对2015年天山北坡经济带生态足迹的预测。2015年研究区全体、乡村和城镇居民人均生态足迹分别为：3.53 hm²/cap、2.38 hm²/cap和5.12 hm²/cap,总生态足迹占用为22.96×10⁴ hm²（表4）。其中,全体、乡村和城镇人均生态足迹比2010年增加了0.54 hm²/cap、0.12 hm²/cap和0.63 hm²/cap,总量上升了1.03×10⁴ hm²。

3.3 2015年生态承载力预测

生态承载力的预测主要从土地利用结构和数量两方面考量^[16]。预测的研究区2015年土地利用结果为：耕地3002492 hm²、林地303410 hm²、建设用地339741 hm²、草地5672213 hm²、水域97568 hm²,则天山北坡经济带生态承载力和人均生态承载力分别为23.15×10⁴ hm²和3.56 hm²（表3）。
Tab 3
表3
表32005-2010年天山北坡经济带土地利用类型转移矩阵（%）
Tab 3Land use transition matrix in the Northern Slope Economic Belt of Tianshan Mountains between 2005 and 2010（%）

	土地利用类型	2010年					总计	减少
	土地利用类型	耕地			林地	草地	水域	建设用地
2 0 0 5 年	耕地	28.793	0.130	0.004	0.003	0.063	29.239	0.446
	林地	1.571	16.700	0.049	0.081	0.040	19.717	3.016
	草地	0.125	0.180	2.416	0.008	0.004	2.794	0.378
	水域	0.040	0.025	0.002	3.335	0.001	3.503	0.168
	建设用地	0.080	0.022	0.001	0.001	0.959	1.099	0.140
总计		30.636	17.109	2.472	3.428	1.078	100.000
新增		1.843	0.409	0.056	0.093	0.119

新窗口打开
Tab 4
表4
表42015年天山北坡经济带分市（县）生态承载状况
Tab 4The condition of ecological capacity in the Northern Slope Economic Belt of Tianshan Mountains in 2015

县（市）域	人口（10⁴人）	生态足迹（10⁴hm²）	生态承载力（10⁴hm²）
乌鲁木齐市	316.15	11.16	11.25
克拉玛依市	35.98	1.27	1.28
石河子市	81.18	2.87	2.89
奎屯市	39.77	1.40	1.42
乌苏市	43.92	1.55	1.56
昌吉市	48.11	1.70	1.71
阜康市	21.63	0.76	0.77
沙湾县	27.51	0.97	0.98
呼图壁县	20.00	0.71	0.71
玛纳斯县	16.10	0.57	0.57
总计	650.35	22.96	23.15

新窗口打开

4 讨论

从评价的结果可以发现,2010年天山北坡经济带生态足迹组分主要为草地和能源用地,二者的总生态足迹高达92.97%。其中,草地对应的消费品多以畜牧产品为主,这与当地经济结构与食物构成密切相关。天山北坡经济带是以畜牧业为主的农业地域类型,2010年该区畜牧业总产值达142.78亿元,占新疆全区该项总量的37.99%。当地居民饮食结构以肉食、奶类为主,牛、马、羊肉等消费占据了日常食物消费的主要类型。能源足迹组分在研究区的足迹总量中也占据很大比例,由于该区作为全疆最为发达的核心区域,又紧靠能源资源丰富的中亚地区,是中国重要的能源资源基地,工业经济对以资源开采和初加工为主的能源重化工业依赖度很高。2010年该区GDP总量为2903.18亿元,第二产业的工业产值为1432.67亿元,占该区GDP比例的49.35%。由于经济结构惯性约束,这些问题短期不能得到良好的解决,区域实现可持续发展仍面临一定挑战。
2010年研究区生态承载处于盈余状态,人均盈余1.32 hm²。生态承载状况较好,其原因为：首先,研究区人均土地占有总量为2.08 hm²/cap高于全国平均水平1.41 hm²/cap;此外,从该区的土地利用类型的结构来看,耕地和建设用地这两种供给能力较强的土地类型占到区域土地面积总量的20%,提供了877.97×10⁴ hm²的生物生产性空间,占区域供给总量的49.27%。草地作为该区的主要土地类型,占全区土地总面积的76%,虽然供给能力不算很高,但其总量可观,导致其生态承载力供给量依然很大,提供了836.09×10⁴ hm²的生态承载力,占研究区总供给量的46.91%。
从2015年研究区人口的预测结果来看,2010-2015年人口规模增长较快,增幅达41.99%。2010年以前,该区居民数量呈持续缓慢增长。2010年以后,居民数量增速加快。这是因为在当年国务院印发的《全国主体功能区划》中,该区作为18个重点开发区域之一,成为经济优化热点区域,受政策因素驱动,使得该区成为一个巨大的经济增长极,从而加速周边人口向本区流动。人口快速流向城市,城镇居民数量短时间内大规模增长。从不同人群所对应的生态足迹总量来看,天山北坡经济带2010年维持城镇居民所消耗的人均生态足迹是农村居民的1.98倍,该值于2015年将上升到2.30,涨幅达到16%。随着未来天山北坡经济带的高速发展,区域城市化进程的加快,城镇居民数量的增加,会带来生态足迹总量的快速上升,可能加大区域生态压力。未来需合理引导城镇居民适度消费,以减缓生态压力对可持续发展可能造成的不利影响。
虽然2015年天山北坡经济带仍然处于盈余状态,但人均盈余仅为0.03 hm²。2010-2015年,人均生态足迹增长了0.541 hm²,而人均生态承载力却减少了0.75 hm²。前者增加原因主要为区位条件较优,经济发展基础较好,这一时期国家和新疆的一些战略部署为该区的经济发展和社会稳定提供了政策保障和强大动力使得该区社会经济高速发展,居民消费能力上升导致。另一方面,由于城市用地大幅向周边扩张,将原本的未利用地变成可用生物生产性空间,总量上是有所增加的,但快速增长的居民数量迅速消化了总量的增长,导致了其人均占有量的降低。具体来看,2015年该区生态承载力的总量比2010年多523.75 hm²,该区的居民数量为650.35×10⁴人,比2010年的458×10⁴人多了192.35×10⁴人,增长了41.99%。
结合评价结果分析,发现从消费水平、人口规模和土地利用这三个方面建立生态承载力综合预测模型,预估未来生态承载状况的方法是可行的。评价认为天山北坡经济带的生态环境承载状况总体较为良好,这与大多数****用不同的承载力评价方法得到的结果较为一致,消费水平、人口规模和土地利用结构是评价生态承载力的核心要素^[11,24-26]。而赵万羽等^[10]对该区域的相关研究表明,工业化导致能源消费的迅速增加,进而会导致生态资源消费的增加,势必造成生态足迹的快速增长,这与本文的研究结果一致,能源用地是本区生态足迹的主要组分之一。该地区工业化的进程吸纳了周边农牧区的大批剩余劳动力,同时带动了区域产业结构的调整和社会经济的发展,城乡居民的生活质量得以改善,草地对应的畜牧品消费量显著增加。
在对研究区2010年生态承载力计算时,均衡因子采用的是全国各类用地的生产产品的热值的平均值作为国家公顷标准,产量因子采用研究区各县生物产品产量与全国均值相比得出同类用地资源禀赋差异,在进行中小尺度的计算时,大幅缩小全球公顷模型的误差,使得计算结果更可靠。但区域生态承载力随社会经济发展、资源的流通性、区域的开放性、人们消费方式的转变以及技术进步等因素呈动态变化,同时,本文研究方法中关键参数产量因子还受到经营水平与科技发展的影响。由于预测时段较近,假设相关影响因子不发生改变,在进行长时间序列的预测需考虑这些要素对区域生态承载力的影响,未来大部分县市将会出现生态超载状况,把握生态承载力的变化机理,才能得到更科学的生态承载力,为区域决策提供有效支撑。

5 结论

（1）2010年天山北坡经济带总体上人均生态承载力高于人均生态足迹,生态供给有盈余,这表明该区生态资源环境本底较好,供给能力较强。然而,该区居民的长期饮食结构、以资源开采和初加工为主的能源重化工业的经济结构导致该区草地和能源用地生态足迹很高,这种生态足迹占用组成可能会对区域可持续发展带来较大压力,需要及时进行经济结构转型。
（2）2015年天山北坡经济带人均生态承载力仍高于人均生态足迹,生态供给仍有盈余,但与2010年相比,生态盈余的程度有所下降。随着城镇化进程的加快,区域主要城市大幅向周边地区扩张,部分未利用地转变为可用的生物生产性空间,导致生态承载力总量上升。然而,由于该区社会经济的飞速增长,人均足迹占用也明显增加。同时,居民数量大幅增长,使得人均生态承载力下降,尤其是消费水平相对较高的城镇居民规模的迅速增长,也是导致生态盈余降低的原因之一。未来需要加强对区域生态承载能力的监测与预警,以确保区域能够达到持续发展。
致谢：感谢国家科技基础条件平台建设项目地球系统科学数据共享平台（www.geodata.cn）、中国科学院科技服务网络计划（STS计划）项目“西北地区地面—遥感数据信息平台建设（KFJ-EW-STS-006）”对所需数据的大力支持。
The authors have declared that no competing interests exist.

参考文献原文顺序
文献年度倒序
文中引用次数倒序
被引期刊影响因子

[1]	WWF International.Living Planet Report 2014. , 2015-06-17.URL [本文引用: 1]
[2]	Rees W.Ecological footprints and appropriated carrying capacity: What urban economics leaves out . Environment and Urbanization, 1992, 4(2): 121-130. [本文引用: 1]
[3]	Torras M.An ecological footprint approach to external debt relief . World Development, 2003, 31(12): 2161-2171.https://doi.org/10.1016/j.worlddev.2003.09.001 URL摘要 This paper applies Martinez-Alier’s [Environ. Values 2 (1993) 97] “ecological debt” concept to the problem of debt relief, exploring the possibility of compensatory transfers from rich to poor countries based on existing ecological balances. I employ recent estimates on ecological footprints and ecosystem values to estimate the ecological debt to be distributed among eligible transfer recipients––all less-developed countries (LDCs). The results provide a policy criterion for transfers in the event that future circumstances make large-scale international debt relief compulsory. The study probably underestimates the appropriate transfer amounts because of conservative assumptions regarding the environmental values and the size of the north’s ecological debt in physical terms.
[4]	刘东, 封志明, 杨艳昭. 基于生态足迹的中国生态承载力供需平衡分析 . 自然资源学报, 2012, 27(4): 614-624.https://doi.org/10.11849/zrzyxb.2012.04.008 Magsci [本文引用: 1]摘要以生态承载力供需关系为切入点,应用生态足迹模型,构建生态承载力供需平衡指数(<em>ECCI</em>),以分县为基本单元,系统评价了我国县域尺度生态承载力供需平衡状况。结果表明:①中国生态承载力供需平衡以生态赤字区为主,生态盈余区和生态平衡区为辅。不足1/5的人口分布在约2/3表现为生态平衡或盈余的国土面积上,而4/5的人口集中分布在不足1/3表现为生态赤字的国土面积上;②中国分县生态承载力空间分布呈较明显的不平衡性,大体由东南到西北呈现从严重超载到富富有余的分布态势。中国生态承载力供需已严重失衡,且人口密度大、流动人口迁入较为集中的沿海城市地区表现尤为突出。随着城市化进程的不断加快,这些地区空间生态不平衡性将更加严重,生态环境问题需引起足够关注。从流域关系来看,应妥善处理上中下游间的关系,把对生态环境的影响以及生态环境的保护摆在重要位置。研究结果可为国家主体功能区规划、人口发展功能区划提供科学依据和决策支持。 [Liu Dong, Feng Zhiming, Yang Yanzhao.Ecological balance between supply and demand in China using ecological footprint method . Journal of Natural Resources, 2012, 27(4): 614-624.]https://doi.org/10.11849/zrzyxb.2012.04.008 Magsci [本文引用: 1]摘要以生态承载力供需关系为切入点,应用生态足迹模型,构建生态承载力供需平衡指数(<em>ECCI</em>),以分县为基本单元,系统评价了我国县域尺度生态承载力供需平衡状况。结果表明:①中国生态承载力供需平衡以生态赤字区为主,生态盈余区和生态平衡区为辅。不足1/5的人口分布在约2/3表现为生态平衡或盈余的国土面积上,而4/5的人口集中分布在不足1/3表现为生态赤字的国土面积上;②中国分县生态承载力空间分布呈较明显的不平衡性,大体由东南到西北呈现从严重超载到富富有余的分布态势。中国生态承载力供需已严重失衡,且人口密度大、流动人口迁入较为集中的沿海城市地区表现尤为突出。随着城市化进程的不断加快,这些地区空间生态不平衡性将更加严重,生态环境问题需引起足够关注。从流域关系来看,应妥善处理上中下游间的关系,把对生态环境的影响以及生态环境的保护摆在重要位置。研究结果可为国家主体功能区规划、人口发展功能区划提供科学依据和决策支持。
[5]	赵先贵, 肖玲, 兰叶霞, 等. 陕西省生态足迹和生态承载力动态研究 . 中国农业科学, 2005, 38(4): 746-753.Magsci [本文引用: 2]摘要利用生态足迹分析方法对陕西省1978～2002年的生态足迹和生态承载力进行了研究，获得了该地区生态足迹、生态承载力随时间变化的预测模型，并预测了未来陕西省的可持续发展趋势。结果表明，陕西省人均生态足迹由1978年的0.5508 ha逐年增加至2002年的1.1059 ha，而人均生态承载力则由0.9517 ha逐年减少到0.8102 ha。可见生态足迹与生态承载力呈反方向发展趋势。陕西省1978年的生态盈余为0.4009 ha，1992年出现生态赤字，2002年人均生态赤字增至0.2958 ha。预测陕西省2010年和2015年人均生态足迹分别为1.2013 ha 和1.2528 ha，人均生态承载力分别是0.7638 ha和0.7198 ha，其人均生态赤字分别达到0.4378 ha和0.533 ha。说明陕西省人口对自然资源的利用逐年增加，目前已超出了自然生态系统的生态承载力范围，生态足迹与生态承载力之间的矛盾加剧，现有的发展模式是不可持续的，生态环境处于不安全状态。 [Zhao Xiangui, Xiao Ling, Lan Yexia, et al.Dynamics of ecological footprint and ecological capacity of shanxi . Scientia Agricultura Sinica, 2005, 38(4): 746-753.]Magsci [本文引用: 2]摘要利用生态足迹分析方法对陕西省1978～2002年的生态足迹和生态承载力进行了研究，获得了该地区生态足迹、生态承载力随时间变化的预测模型，并预测了未来陕西省的可持续发展趋势。结果表明，陕西省人均生态足迹由1978年的0.5508 ha逐年增加至2002年的1.1059 ha，而人均生态承载力则由0.9517 ha逐年减少到0.8102 ha。可见生态足迹与生态承载力呈反方向发展趋势。陕西省1978年的生态盈余为0.4009 ha，1992年出现生态赤字，2002年人均生态赤字增至0.2958 ha。预测陕西省2010年和2015年人均生态足迹分别为1.2013 ha 和1.2528 ha，人均生态承载力分别是0.7638 ha和0.7198 ha，其人均生态赤字分别达到0.4378 ha和0.533 ha。说明陕西省人口对自然资源的利用逐年增加，目前已超出了自然生态系统的生态承载力范围，生态足迹与生态承载力之间的矛盾加剧，现有的发展模式是不可持续的，生态环境处于不安全状态。
[6]	符国基, 徐恒利, 陈文婷. 海南省自然生态承载力研究 . 自然资源学报, 2008, 23(3): 412-420.https://doi.org/10.11849/zrzyxb.2008.03.007 Magsci [本文引用: 1]摘要自然生态承载力是当前国际可持续发展定量研究的前沿问题之一。提出按照各类土地的实际生产能力和实际生态服务功能计算各类土地的生态承载力,将消纳污染和水资源的供给功能纳入区域自然生态承载力计算模型,并简称该方法为"实际供给法"。依据海南省统计年鉴资料和生态调查资料,应用"实际供给法"计算和分析了海南省1952~2004年自然生态承载力的动态变化特征:①海南省自然生态承载力长期持续增长,由1952年的7.0804hm<sup>2</sup>/人上升到2004年的8.5984hm<sup>2</sup>/人,增加了1.5180hm<sup>2</sup>/人,年均增长0.4%;②可再生资源生态承载力占总生态承载力的绝大部分,1952年和2004年分别占98.6%和92.3%,而不可再生资源生态承载力仅分别占1.4%和7.7%;③水资源生态承载力呈跳跃式下降,从1952年的6.8165hm<sup>2</sup>/人下降到2004年的0.4473hm<sup>2</sup>/人;耕地、海域和淡水水域的承载力呈上升趋势,分别从1952年的0.1277、0.0057和0.0001hm2/人上升到2004年的2.6066、3.1192和1.1468hm<sup>2</sup>/人,其它土地类型生态承载力变化不明显;④在生态承载力组成中,水资源比例由大到小变化显著,从96.3%下降到5.2%,耕地、海域的比例由小到大变化显著,分别从1.8%、0.1%上升到30.3%、36.3%,其它土地都由小到大,但所占比例较小;海域、耕地和水资源是海南生态承载力的主要贡献因素,三者之和占到总量的71.8%~98.2%。并分析了海南省自然生态承载力动态变化的原因。 [Fu Guoji, Xu Hengli, Chen Wenting.Natural econological carrying capacity in Hainan province . Journal of Natural Resources, 2008, 23(3): 412-420.]https://doi.org/10.11849/zrzyxb.2008.03.007 Magsci [本文引用: 1]摘要自然生态承载力是当前国际可持续发展定量研究的前沿问题之一。提出按照各类土地的实际生产能力和实际生态服务功能计算各类土地的生态承载力,将消纳污染和水资源的供给功能纳入区域自然生态承载力计算模型,并简称该方法为"实际供给法"。依据海南省统计年鉴资料和生态调查资料,应用"实际供给法"计算和分析了海南省1952~2004年自然生态承载力的动态变化特征:①海南省自然生态承载力长期持续增长,由1952年的7.0804hm<sup>2</sup>/人上升到2004年的8.5984hm<sup>2</sup>/人,增加了1.5180hm<sup>2</sup>/人,年均增长0.4%;②可再生资源生态承载力占总生态承载力的绝大部分,1952年和2004年分别占98.6%和92.3%,而不可再生资源生态承载力仅分别占1.4%和7.7%;③水资源生态承载力呈跳跃式下降,从1952年的6.8165hm<sup>2</sup>/人下降到2004年的0.4473hm<sup>2</sup>/人;耕地、海域和淡水水域的承载力呈上升趋势,分别从1952年的0.1277、0.0057和0.0001hm2/人上升到2004年的2.6066、3.1192和1.1468hm<sup>2</sup>/人,其它土地类型生态承载力变化不明显;④在生态承载力组成中,水资源比例由大到小变化显著,从96.3%下降到5.2%,耕地、海域的比例由小到大变化显著,分别从1.8%、0.1%上升到30.3%、36.3%,其它土地都由小到大,但所占比例较小;海域、耕地和水资源是海南生态承载力的主要贡献因素,三者之和占到总量的71.8%~98.2%。并分析了海南省自然生态承载力动态变化的原因。
[7]	岳东霞, 马金辉, 龚杰, 等. 中国西北地区基于GIS的生态承载力定量评价与空间格局 . 兰州大学学报: 自然科学版, 2009, 45(6): 68-74.https://doi.org/10.3321/j.issn:0455-2059.2009.06.012 URL [本文引用: 1]摘要基于生态足迹方法,利用地理信息系统的空间分析技术,从图斑、县、省三级不同空间尺度对2000年西北地区生态承载力的供给与需求进行定量计算和空间格局分析.结果表明:2000年整个西北地区生态承载力总供给小于总需求,处于生态赤字状态,但各省区情况不同,其中:陕西、新疆生态承载力供给小于需求,处于生态赤字状态,而甘肃、青海和宁夏生态承载力供给大于需求,处于生态冗余状态;西北地区内部不同区域生态承载力供给空间分异明显,呈东南、西北部较高,东北、西南、中部较低的空间分布格局;不同地理单元的生态承载力供给差异也较大,表现为黄土高原中西部、青藏高原东北缘、祁连山山地、天山山地和阿尔泰山地等地区的生态承载力整体供给较高,而其他地区的则较低,其中:关中盆地、银川盆地和干旱区绿洲地区的生态承载力供给最高,塔里木盆地、柴达木盆地、准葛尔盆地和吐鲁番盆地腹地的广大戈壁、沙漠地区的最低,呈连片分布状态;黄土高原丘陵沟壑区内部由于景观破碎严重,生态承载力供给呈现明显的空间异质性特征,表明西北地区生态承载力供给与该地区的地形地貌、气候、土地利用/覆盖及人类活动强度具有密切的空间关联与空间异质性;西北地区单位面积生态承载力供给和人口密度基于县级尺度的相关系数为0.66,呈明显的正相关关系,且空间分布格局相似,表明西北地区人口分布具有显著的生态承载力偏向性.2000年西部地区生态承载力供给的空间分布极不均匀,表现为明显的地带性分布与局地性分布相符合的空间分布格局,整个地区生态承载力供需矛盾突出,处于生态不安全与不可持续性发展状态,而各省区、县及其内部生态承载力供需矛盾差异较大,生态安全与可持续发展状态各异.研究实践证明GIS技术的应用为空间生态承载力研究提供了新途径和新方法. [Yue Dongxia, Ma Jinhui, Gong Jie, et al.Quantitative estimation and spatial pattern analysis of ecological carrying capacity in northern China based on GIS . Journal of Lanzhou University: Natural Science, 2012, 26(3): 23-29.]https://doi.org/10.3321/j.issn:0455-2059.2009.06.012 URL [本文引用: 1]摘要基于生态足迹方法,利用地理信息系统的空间分析技术,从图斑、县、省三级不同空间尺度对2000年西北地区生态承载力的供给与需求进行定量计算和空间格局分析.结果表明:2000年整个西北地区生态承载力总供给小于总需求,处于生态赤字状态,但各省区情况不同,其中:陕西、新疆生态承载力供给小于需求,处于生态赤字状态,而甘肃、青海和宁夏生态承载力供给大于需求,处于生态冗余状态;西北地区内部不同区域生态承载力供给空间分异明显,呈东南、西北部较高,东北、西南、中部较低的空间分布格局;不同地理单元的生态承载力供给差异也较大,表现为黄土高原中西部、青藏高原东北缘、祁连山山地、天山山地和阿尔泰山地等地区的生态承载力整体供给较高,而其他地区的则较低,其中:关中盆地、银川盆地和干旱区绿洲地区的生态承载力供给最高,塔里木盆地、柴达木盆地、准葛尔盆地和吐鲁番盆地腹地的广大戈壁、沙漠地区的最低,呈连片分布状态;黄土高原丘陵沟壑区内部由于景观破碎严重,生态承载力供给呈现明显的空间异质性特征,表明西北地区生态承载力供给与该地区的地形地貌、气候、土地利用/覆盖及人类活动强度具有密切的空间关联与空间异质性;西北地区单位面积生态承载力供给和人口密度基于县级尺度的相关系数为0.66,呈明显的正相关关系,且空间分布格局相似,表明西北地区人口分布具有显著的生态承载力偏向性.2000年西部地区生态承载力供给的空间分布极不均匀,表现为明显的地带性分布与局地性分布相符合的空间分布格局,整个地区生态承载力供需矛盾突出,处于生态不安全与不可持续性发展状态,而各省区、县及其内部生态承载力供需矛盾差异较大,生态安全与可持续发展状态各异.研究实践证明GIS技术的应用为空间生态承载力研究提供了新途径和新方法.
[8]	张可云, 傅帅雄, 张文彬. 基于改进生态足迹模型的中国31个省级区域资源环境承载力实证研究 . 地理科学, 2011, 31(9): 1084-1089. [本文引用: 1] [Zhang Keyun, Fu Shuaixiong, Zhang Wenbin.Ecological carrying capacity of 31 provinces based on improved ecological footprint model . Scientia Geographica Sinica, 2011, 31(9): 1084-1089.] [本文引用: 1]
[9]	熊建新, 陈瑞吕, 彭保发, 等. 2001-2010年奶奶洞庭湖区经济、社会和环境变化及其生态承载力相应 . 地理科学进展, 2014, 38(3): 356-363. [本文引用: 1] [Xiong Jianxin, Cheng Ruilv, Peng Baofa.Response of ecological carrying capacity to socioeconomic and environmental changes in Dongting Lake Region during 2001-2010 . Progress in Geography, 2014, 38(3): 356-363.] [本文引用: 1]
[10]	赵万羽, 李建龙, 陈亚宁. 天山北坡区域生态承载力与可持续发展: 以阜康市为例 . 生态学报, 2008, 28(9): 4363-4371.Magsci [本文引用: 2]摘要应用生态足迹法剖析位于天山北坡的新疆阜康市近20多年来承载力变化及对可持续发展的影响，结果表明：20世纪90年代以来市场对煤炭等本地优势资源需求和重新配置加速了本区域快速工业化进程，工业化的结果引导了能源消费迅速增加和城市化发展，生物资源消费快速增加，生态消费足迹逐年显著增加。20多年来，林地人均承载力提高而草地和农耕地人均承载力下降，土地总承载力略有下降。在工业迅速发展、城市化的带动和刺激下，能源和草地消费足迹急剧增加，生态由赢余转为赤字并呈现出赤字快速增加的趋势。草地需求旺盛导致了草地掠夺经营的现状愈演愈烈，生态风险逐渐向草地倾斜，已构成该区域可持续发展的最大障碍因素。天山北坡草地承载和可持续发展与牧业落后生产方式紧密联系，也与人们的认识观念有关，实现草地生态的逆转需要全社会的关注和支持。 [Zhao Wanyu, Li Jianlong, Chen Yaning.Changes of eco-capacity and ecological sustainability in the north Tianshan Mountains region: Taking Fukang county as a case of study . Acta Ecologica Sinica 2008, 28(9): 4363-4371.]Magsci [本文引用: 2]摘要应用生态足迹法剖析位于天山北坡的新疆阜康市近20多年来承载力变化及对可持续发展的影响，结果表明：20世纪90年代以来市场对煤炭等本地优势资源需求和重新配置加速了本区域快速工业化进程，工业化的结果引导了能源消费迅速增加和城市化发展，生物资源消费快速增加，生态消费足迹逐年显著增加。20多年来，林地人均承载力提高而草地和农耕地人均承载力下降，土地总承载力略有下降。在工业迅速发展、城市化的带动和刺激下，能源和草地消费足迹急剧增加，生态由赢余转为赤字并呈现出赤字快速增加的趋势。草地需求旺盛导致了草地掠夺经营的现状愈演愈烈，生态风险逐渐向草地倾斜，已构成该区域可持续发展的最大障碍因素。天山北坡草地承载和可持续发展与牧业落后生产方式紧密联系，也与人们的认识观念有关，实现草地生态的逆转需要全社会的关注和支持。
[11]	唐宏, 杨德刚, 孙聪, 等. 基于AHP方法的天山北坡经济带生态环境综合评价 . 干旱区地理, 2010, 33(4): 629-664.URL [本文引用: 2]摘要从资源条件、生态条件、生态压力与环境威胁4个方面，选取与生态环境状况密切相关的15个指标，建立生态环境综合评价指标体系，对天山北坡经济带各县市生态环境状况进行了定量研究。研究表明，由于资源禀赋差异与自然生态条件的不同，天山北坡经济带各县市生态环境综合状况存在极大的差异，但总体来看，天山北坡经济带生态环境属一般和良好水平。 [Tang Hong, Yang Degang, Sun Cong, et al.Synthesized assessment of eco-environment in the economic belt on the northern slope of the Tianshan Mountains based on AHP . Arid Land Geogeayhy, 2010, 33(4): 629-664.]URL [本文引用: 2]摘要从资源条件、生态条件、生态压力与环境威胁4个方面，选取与生态环境状况密切相关的15个指标，建立生态环境综合评价指标体系，对天山北坡经济带各县市生态环境状况进行了定量研究。研究表明，由于资源禀赋差异与自然生态条件的不同，天山北坡经济带各县市生态环境综合状况存在极大的差异，但总体来看，天山北坡经济带生态环境属一般和良好水平。
[12]	汪菲, 杨德刚, 王长建, 等. 基于改进相对资源承载力模型的天山北坡可持续发展研究 . 干旱区研究, 2013, 30(6): 1073-1080.Magsci [本文引用: 1]摘要某一区域人口可持续发展的重要保障在于这一区域的自然资源及经济资源禀赋条件，特定区域人口和经济的双重合理布局是可持续发展的基础。利用改进的相对资源承载力模型，计算2000—2010年天山北坡的相对资源人口承载力和相对资源经济承载力，探讨天山北坡各县市相对资源承载力的时空演变及差异特征。研究表明：① 以新疆为参照区，近10 a来天山北坡处于人口非常富余、经济超载或严重超载阶段。② 与全疆相比，水资源是天山北坡的优势资源，土地资源是制约天山北坡人口、经济发展的劣势资源。③ 以天山北坡为参照区，相对资源人口承载力非常富余度最大的是克拉玛依市，超载最严重的是博乐市；相对资源经济承载力超载最严重的是克拉玛依市，非常富余度最大的是奇台县。④ 依据相对资源人口、经济承载力的超载或富余状态，将天山北坡各县市归为4类资源承载力匹配区。 [Wang Fei, Yang Degang, Wang Changjian, et al.Sustainable development in Northern Slope of the Tianshan Mountains based on improved model of carrying capacity related to resources . Arid Zone Research, 2013, 30(6): 1073-1080.]Magsci [本文引用: 1]摘要某一区域人口可持续发展的重要保障在于这一区域的自然资源及经济资源禀赋条件，特定区域人口和经济的双重合理布局是可持续发展的基础。利用改进的相对资源承载力模型，计算2000—2010年天山北坡的相对资源人口承载力和相对资源经济承载力，探讨天山北坡各县市相对资源承载力的时空演变及差异特征。研究表明：① 以新疆为参照区，近10 a来天山北坡处于人口非常富余、经济超载或严重超载阶段。② 与全疆相比，水资源是天山北坡的优势资源，土地资源是制约天山北坡人口、经济发展的劣势资源。③ 以天山北坡为参照区，相对资源人口承载力非常富余度最大的是克拉玛依市，超载最严重的是博乐市；相对资源经济承载力超载最严重的是克拉玛依市，非常富余度最大的是奇台县。④ 依据相对资源人口、经济承载力的超载或富余状态，将天山北坡各县市归为4类资源承载力匹配区。
[13]	Rees W E, Wackernagel M.Appropriated carrying capacity: Measuring the natural capital requirements of the human economy . In: Janson A. Investing in Natural Capital: Ecological Economics Approach to Sustainability. Washington DC: Island Press, 1992: 5-80. [本文引用: 1]
[14]	Wackernagel M, Rees W.Our Ecological Footprint: Reducing Human Impact on the Earth . Philadelphia, P A: New Society Publishers, 1995.
[15]	Rees W E.Ecological footprint analysis: Merits and brickbats . Ecological Economics, 2000, 32(3): 371-374. [本文引用: 1]
[16]	常斌, 熊利亚, 侯西勇, 等. 基于空间的生态足迹与生态承载力预测模型: 以甘肃省河西走廊地区为例 . 地理研究, 2007, 26(5): 940-948.Magsci [本文引用: 4]摘要介绍了测度可持续发展的生态足迹分析的计算方法,在此基础上提出了生态足迹和生态承载力的预测模型:在生态足迹的预测方面采用消费预测模型和人口模型相结合的方法,在生态承载力的预测方面采用地理元胞自动机和地理信息系统技术相结合的方法。以甘肃省河西走廊地区为例,采用以上模型方法计算了1995、2000年的生态足迹和生态承载力,预测了2005年的生态足迹和生态承载力,结果表明:河西走廊地区的生态足迹在逐年上升,生态承载力前5年上升后5年下降。采用该模型方法计算与预测生态足迹和生态承载力,具有快速、准确、可操作性强的特点,但预测具有一定的局限性。 [Chang Bin, Xiong Liya, Hou Xiyong, et al.The research of ecological footprint and ecological carrying capacity prediction model based on space . Geographical Research, 2007, 26(5): 940-948.]Magsci [本文引用: 4]摘要介绍了测度可持续发展的生态足迹分析的计算方法,在此基础上提出了生态足迹和生态承载力的预测模型:在生态足迹的预测方面采用消费预测模型和人口模型相结合的方法,在生态承载力的预测方面采用地理元胞自动机和地理信息系统技术相结合的方法。以甘肃省河西走廊地区为例,采用以上模型方法计算了1995、2000年的生态足迹和生态承载力,预测了2005年的生态足迹和生态承载力,结果表明:河西走廊地区的生态足迹在逐年上升,生态承载力前5年上升后5年下降。采用该模型方法计算与预测生态足迹和生态承载力,具有快速、准确、可操作性强的特点,但预测具有一定的局限性。
[17]	任强, 侯大道. 人口预测的随机方法: 基于Leslie矩阵和ARMA模型 . 人口研究, 2011, 35(2): 28-42. [本文引用: 1] [Ren Qiang, Hou Dadao.Stochastic model for population forecast: based on Leslie matrix and ARMA model . Population Research, 2011, 35(2): 28-42.] [本文引用: 1]
[18]	顾海燕. 时间序列分析在人口预测问题中的应用 . 黑龙江工程学报, 2007, 21(3): 69-71.https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-4679.2007.03.021 URL [本文引用: 1]摘要时间序列分析是研究动态数据的动态结构和发展变化规律的统计方法。以1949年至2001年中国大陆人口自然增长率为例，用时间序列分析和统计学软件Eviews建立模型，并对人口进行预测，取得较好的效果。说明时间序列分析在人口预测问题上是有效的。 [GU Haiyan.Application of time series analysis in population prediction . Journal of Heilongjiang Institute of Technology, 2007, 21(3): 69-71.]https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-4679.2007.03.021 URL [本文引用: 1]摘要时间序列分析是研究动态数据的动态结构和发展变化规律的统计方法。以1949年至2001年中国大陆人口自然增长率为例，用时间序列分析和统计学软件Eviews建立模型，并对人口进行预测，取得较好的效果。说明时间序列分析在人口预测问题上是有效的。
[19]	刘瑞, 朱道林. 基于转移矩阵的土地利用变化信息挖掘方法探讨 . 资源科学, 2010, 32(8): 1544-1550.URL Magsci [本文引用: 1]摘要土地利用变化是全球变化中的重要组成部分。本文以土地利用转移矩阵为基础，构建了土地利用净变化量、交换变化量、总变化量的计算方法，并计算了随机状态下各地类间相互转换的理论频数，通过实际转换量与理论转换量进行对比，构建判断土地利用转换规则的方法，从而能够更加清晰地判断土地利用变化的系统过程。应用上述方法对山东省德州市临邑县土地利用变化进行了实证分析，结果显示：临邑县耕地总变化量最大，其次是园林地和未利用地，最后是建设用地和其他土地，其中耕地几乎全部都是交换变化，而未利用地则相反，园林地和其他土地以交换变化为主，建设用地以净变化为主；从新增的角度来说，未利用地转化为其他土地最具有转换优势，其次是未利用地转换为园林地；从流失的去向看，其他土地转换为园林地最具转换优势，其次是耕地转换为园林地。结果表明该方法可以有效获取各土地利用类型动态变化信息，更清晰地辨别土地利用类型间的转换规则，能够为土地利用空间分析和建模提供更有用的信息。 [Liu Rui, Zhu Daolin.Methods for detecting land use change based on the land use transition matrix . Resources Science, 2010, 32(8): 1554-1550.]URL Magsci [本文引用: 1]摘要土地利用变化是全球变化中的重要组成部分。本文以土地利用转移矩阵为基础，构建了土地利用净变化量、交换变化量、总变化量的计算方法，并计算了随机状态下各地类间相互转换的理论频数，通过实际转换量与理论转换量进行对比，构建判断土地利用转换规则的方法，从而能够更加清晰地判断土地利用变化的系统过程。应用上述方法对山东省德州市临邑县土地利用变化进行了实证分析，结果显示：临邑县耕地总变化量最大，其次是园林地和未利用地，最后是建设用地和其他土地，其中耕地几乎全部都是交换变化，而未利用地则相反，园林地和其他土地以交换变化为主，建设用地以净变化为主；从新增的角度来说，未利用地转化为其他土地最具有转换优势，其次是未利用地转换为园林地；从流失的去向看，其他土地转换为园林地最具转换优势，其次是耕地转换为园林地。结果表明该方法可以有效获取各土地利用类型动态变化信息，更清晰地辨别土地利用类型间的转换规则，能够为土地利用空间分析和建模提供更有用的信息。
[20]	施益强, 吴志强. 近20年厦门市土地利用动态变化及预测 . 水土保持通报, 2014, 34(5): 176-180.URL摘要基于RS与GIS技术,提取 1994,2000,2006和2013年4期遥感影像土地利用信息,利用土地利用转移矩阵、动态度模型、概率转移矩阵及马尔可夫模型,研究了近20a厦门市土地利用动态变化特征,并预测其未来10a的土地利用变化趋势。结果表明,近20a厦门市土地利用变化速度前期较快,后期趋缓,变化面积高达 46.75%;土地利用变化的总体特征与建设海峡西岸经济区龙头及加强海洋经济的城市发展战略相符;建设用地变化仍为该区域未来10a土地利用变化的主导类型,需加强对耕地和林地的保护以促进土地利用可持续性发展。 [Shi Yiqiang, WuZhiqiang. Dynamic changes and prediction of land use in Xiamen city in recent 20 years . Bulletin of Soil and Water Conservation, 2014, 34(5): 176-180.]URL摘要基于RS与GIS技术,提取 1994,2000,2006和2013年4期遥感影像土地利用信息,利用土地利用转移矩阵、动态度模型、概率转移矩阵及马尔可夫模型,研究了近20a厦门市土地利用动态变化特征,并预测其未来10a的土地利用变化趋势。结果表明,近20a厦门市土地利用变化速度前期较快,后期趋缓,变化面积高达 46.75%;土地利用变化的总体特征与建设海峡西岸经济区龙头及加强海洋经济的城市发展战略相符;建设用地变化仍为该区域未来10a土地利用变化的主导类型,需加强对耕地和林地的保护以促进土地利用可持续性发展。
[21]	徐丽华, 王欢欢, 张结存, 等. 近15年来杭州市土地利用结构的时空演变 . 经济地理, 2014, 34(7): 135-142.URL [本文引用: 1]摘要以杭州市为例,基于 Landsat的TM遥感影像,解译土地利用专题信息,计算土地利用转移矩阵、土地利用动态度和各地类重心的转移,分析1995—2010年城市土地利用变化的时空格局特征及其影响因素。结果表明:1近15年来各类土地在数量上呈现四增一减一平的趋势,空间上朝着复杂化、多样化的方向发展。2各类用地之间相互流转的过程较为复杂,变化最剧烈的是城市绿地,转移量最大的是耕地。3建设用地持续增加,增速逐渐降低,土地利用集约度提高。4各类用地重心均有偏移,建设用地和湿地的重心偏移距离最大,林地偏移距离最小。51995—2000年,杭州土地城市化进程相对较慢,出现向钱塘江以东区域扩张的态势;2000—2005年是土地城市化进程最快、旧城改造力度最大、耕地锐减的时期;2005—2010年则表现出城市规模扩张与内涵挖潜的双重特征。 [Xu Lihua, Wang Huanhuan, Zhang Jiecun, et al.Spatial-tem poral dynamics of land use in the Hangzhou city during the recent 15 years . Economic Geography, 2014, 34(7): 135-142.]URL [本文引用: 1]摘要以杭州市为例,基于 Landsat的TM遥感影像,解译土地利用专题信息,计算土地利用转移矩阵、土地利用动态度和各地类重心的转移,分析1995—2010年城市土地利用变化的时空格局特征及其影响因素。结果表明:1近15年来各类土地在数量上呈现四增一减一平的趋势,空间上朝着复杂化、多样化的方向发展。2各类用地之间相互流转的过程较为复杂,变化最剧烈的是城市绿地,转移量最大的是耕地。3建设用地持续增加,增速逐渐降低,土地利用集约度提高。4各类用地重心均有偏移,建设用地和湿地的重心偏移距离最大,林地偏移距离最小。51995—2000年,杭州土地城市化进程相对较慢,出现向钱塘江以东区域扩张的态势;2000—2005年是土地城市化进程最快、旧城改造力度最大、耕地锐减的时期;2005—2010年则表现出城市规模扩张与内涵挖潜的双重特征。
[22]	朱慧, 王哲, 焦光辉, 等. 天山北坡经济带经济格局时空演变特征研究 . 干旱区资源与环境, 2012, 26(3): 23-29.URL [本文引用: 1]摘要利用新疆天山北坡经济带1978-2008年18个县市的人均GDP数据为基础,以县市为基本单元,采用ESDA全局空间自相关和局部空间自相关分析方法与GIS技术结合,对天山北坡经济带的经济空间关联类型、动态演化特征及动力机制进行研究。结果表明：1）30年来天北经济带经济全局空间自相关系数总体呈现空间正相关特征,且表现出一种稳定的状态。2）局部区域空间自相关特征显著,根据Local Moran＇s I所表征的空间意义分类,将各县市的经济发展分为集聚区（高-高）、萧条区（低-低）、空心区（低-高）和孤岛区（高-低）,并结合区域面积变化,分析了天山北坡经济带区域经济集聚及演化过程特点。3）区域经济增长的近邻效应不是很明显,低-低和高-高两种类型区域面积有所减少。4）石油资源和交通条件是促进天北经济带区域经济空间集聚与演化的动力。文章最后探讨了天北经济带经济空间关联特点及演化特征对区域经济集聚扩散过程、区域政策选择、空间开发模式等问题的影响。 [ZhuHui, Yang Zhigang, Jiao Guanghui, et al. Spatial dynamic evolution of economic pattern in economic belt on the north slope of Tianshan . Journal of Arid Land Resources and Environment, 2012, 26(3): 23-29.]URL [本文引用: 1]摘要利用新疆天山北坡经济带1978-2008年18个县市的人均GDP数据为基础,以县市为基本单元,采用ESDA全局空间自相关和局部空间自相关分析方法与GIS技术结合,对天山北坡经济带的经济空间关联类型、动态演化特征及动力机制进行研究。结果表明：1）30年来天北经济带经济全局空间自相关系数总体呈现空间正相关特征,且表现出一种稳定的状态。2）局部区域空间自相关特征显著,根据Local Moran＇s I所表征的空间意义分类,将各县市的经济发展分为集聚区（高-高）、萧条区（低-低）、空心区（低-高）和孤岛区（高-低）,并结合区域面积变化,分析了天山北坡经济带区域经济集聚及演化过程特点。3）区域经济增长的近邻效应不是很明显,低-低和高-高两种类型区域面积有所减少。4）石油资源和交通条件是促进天北经济带区域经济空间集聚与演化的动力。文章最后探讨了天北经济带经济空间关联特点及演化特征对区域经济集聚扩散过程、区域政策选择、空间开发模式等问题的影响。
[23]	董雯, 杨宇, 周艳时. 干旱区绿洲城市土地利用效益研究: 以乌鲁木齐为例 . 干旱区地理, 2011, 34(4): 679-685. [本文引用: 1] [Dong Wen, Yang Yu, Zhou Yanshi.Land use changes and evaluation of land efficiency in an arid oasis city: A case of Urumqi . Arid Land Geography, 2011, 34(4): 679-685.] [本文引用: 1]
[24]	石忆邵, 尹昌应, 王贺封, 等. 城市综合承载力的研究进展及展望 . 地理研究, 2013, 32(1): 133-145.https://doi.org/10.11821/yj2013010014 URL Magsci [本文引用: 1]摘要承载力研究范畴经历了非人类生物种群承载力、人口承载力、资源承载力、环境承载力、生态承载力、经济承载力、文化承载力、社会承载力等概念内涵的演进过程,呈现出从生物种群承载力扩展到“耕地—食物—人口”承载力、从单要素制约承载力发展到多要素制约的系统承载力、从单纯基于自然资源禀赋的承载力研究延伸到涵盖自然资源禀赋和人类发展需求的综合承载力、从单个城市承载力扩展到区域城市群综合承载力研究等演变特征。但另一方面,也不时发出“建议废弃承载力研究”的反对之声。本文指出:城市综合承载力不是一个伪命题,在一定时空条件及资源禀赋和环境容量约束下,城市承载力阈值是客观存在的。并就城市综合承载力的评价理念、限制性因素的辨识、评价方法、空间分类分级评价等学术问题展开讨论;提出并运用"状态指数"法来辨识城市综合承载力的主要限制性因素。最后,对未来的进一步深化研究进行了展望,旨在为相关研究提供启迪和参考。 [Shi Yizhao, Yin Changying, Wang Hefeng, et al.Research progress and prospect on urban comprehensive carrying capacity . Geographical Reserch, 2013, 32(1): 133-145.]https://doi.org/10.11821/yj2013010014 URL Magsci [本文引用: 1]摘要承载力研究范畴经历了非人类生物种群承载力、人口承载力、资源承载力、环境承载力、生态承载力、经济承载力、文化承载力、社会承载力等概念内涵的演进过程,呈现出从生物种群承载力扩展到“耕地—食物—人口”承载力、从单要素制约承载力发展到多要素制约的系统承载力、从单纯基于自然资源禀赋的承载力研究延伸到涵盖自然资源禀赋和人类发展需求的综合承载力、从单个城市承载力扩展到区域城市群综合承载力研究等演变特征。但另一方面,也不时发出“建议废弃承载力研究”的反对之声。本文指出:城市综合承载力不是一个伪命题,在一定时空条件及资源禀赋和环境容量约束下,城市承载力阈值是客观存在的。并就城市综合承载力的评价理念、限制性因素的辨识、评价方法、空间分类分级评价等学术问题展开讨论;提出并运用"状态指数"法来辨识城市综合承载力的主要限制性因素。最后,对未来的进一步深化研究进行了展望,旨在为相关研究提供启迪和参考。
[25]	许璟, 安裕伦, 胡锋, 等. 基于植被覆盖与生产力视角的亚喀斯特区域生态环境特征研究: 以黔中部分地区为例 . 地理研究, 2015, 34(4): 644-654.https://doi.org/10.11821/dlyj201504004 Magsci摘要 <p>为了研究亚喀斯特区域的生态环境特征,以黔中部分地区为研究区,利用2010年的TM影像数据和MODIS-NPP影像数据,通过NDVI像元二分模型法和格网计算法,对比分析亚喀斯特与喀斯特区域的植被覆盖和净第一生产力,探讨不同区域的植被状况、土地承载力等生态特征。研究发现亚喀斯特区域有着不同于传统喀斯特区域的生态特征,在相同的土地利用类型条件下,前者具有更好的植被覆盖水平和净第一生产力,但其生态环境更易受到人类活动的干扰。因此区域的生态环境问题需要引起关注,并应采取针对性措施进行生态恢复和保护,提出生态发展策略,旨在对区域的生态环境研究更加深入,促进人地和谐发展。</p> [Xu Jing, An Yulun, Hu Feng, et al.Research on characteristics of ecological envieonment in a semikarst region based on vegetation cover and NPP: A case study in central Guizhou proince . Geographical Reserch, 2015, 34(4): 644-654.]https://doi.org/10.11821/dlyj201504004 Magsci摘要 <p>为了研究亚喀斯特区域的生态环境特征,以黔中部分地区为研究区,利用2010年的TM影像数据和MODIS-NPP影像数据,通过NDVI像元二分模型法和格网计算法,对比分析亚喀斯特与喀斯特区域的植被覆盖和净第一生产力,探讨不同区域的植被状况、土地承载力等生态特征。研究发现亚喀斯特区域有着不同于传统喀斯特区域的生态特征,在相同的土地利用类型条件下,前者具有更好的植被覆盖水平和净第一生产力,但其生态环境更易受到人类活动的干扰。因此区域的生态环境问题需要引起关注,并应采取针对性措施进行生态恢复和保护,提出生态发展策略,旨在对区域的生态环境研究更加深入,促进人地和谐发展。</p>
[26]	周侃, 樊杰. 中国欠发达地区资源环境承载力特征与影响因素: 以宁夏西海固地区和云南怒江州为例 . 地理研究, 2015, 34(1): 39-52.https://doi.org/10.11821/dlyj201501004 Magsci [本文引用: 1]摘要 <p>目前全国性贫困格局已基本消除,但欠发达地区的连片集中分布格局仍未发生显著变化。分析了欠发达地区分布格局与资源环境要素的空间耦合关系,划分了国家级贫困县的资源环境约束类型;以宁夏西海固地区和云南怒江州为案例,解析了欠发达地区区域总体承载力较弱、资源环境负荷超载、要素间变化响应敏感、承载力提升潜力受限以及超载后修复代价巨大的基本特征;阐释了欠发达地区资源环境承载力受到超载人口流动与迁移、区域生态环境综合治理、资源环境要素区际交互、大规模工程建设过程以及自然灾害突发与气候变暖等新兴因素的多重影响,并探讨了优化提升其总体承载力的对策建议。</p> [Zhou Kan, Fan Jie.Characteristics and influence factors of resources and environment carrying capacity in underdeveloped areas of China . Geographical Reserch, 2015, 34(1): 39-52.]https://doi.org/10.11821/dlyj201501004 Magsci [本文引用: 1]摘要 <p>目前全国性贫困格局已基本消除,但欠发达地区的连片集中分布格局仍未发生显著变化。分析了欠发达地区分布格局与资源环境要素的空间耦合关系,划分了国家级贫困县的资源环境约束类型;以宁夏西海固地区和云南怒江州为案例,解析了欠发达地区区域总体承载力较弱、资源环境负荷超载、要素间变化响应敏感、承载力提升潜力受限以及超载后修复代价巨大的基本特征;阐释了欠发达地区资源环境承载力受到超载人口流动与迁移、区域生态环境综合治理、资源环境要素区际交互、大规模工程建设过程以及自然灾害突发与气候变暖等新兴因素的多重影响,并探讨了优化提升其总体承载力的对策建议。</p>

基于生态足迹的天山北坡经济带生态承载力评价与预测

本站小编 Free考研考试/2021-12-29

Assessment and prediction of ecological carrying capacity for the Northern Slope Economic Belt of Tianshan Mountains

1 引言

2 数据来源与研究方法

2.1 研究区概况

2.2 数据来源

2.3 生态足迹与生态承载力评价方法

2.4 生态承载力预测方法

3 结果分析

3.1 2010年生态足迹与生态承载力评价

3.2 生态足迹预测

3.3 2015年生态承载力预测

4 讨论

5 结论

参考文献原文顺序
文献年度倒序
文中引用次数倒序
被引期刊影响因子

相关话题/生态 经济 资源 人口 空间

领限时大额优惠券,享本站正版考研考试资料!

中国典型农区县域社会不平等空间模式与地域差异——以河南省为例

中国制造业集聚的空间技术溢出效应：引入制度环境差异的研究

省区碳经济分析的CGE模型及其应用——以河南省为例

基于范围界定的长三角主要空港经济区综合发育比较研究

江苏省经济增长动力的时空分析

基于交通信息流的长三角地区网络空间结构及其效率研究

城市创意旅游资源空间效应及发展模式——以苏州市中心城区为例

世界资源地理研究：中国资源地理学的现状、缺失与机遇

空间分辨率对总初级生产力模拟结果差异的影响

1965-2013年黄土高原地区极端气温趋势变化及空间差异

基于生态足迹的天山北坡经济带生态承载力评价与预测

本站小编 Free考研考试/2021-12-29

Assessment and prediction of ecological carrying capacity for the Northern Slope Economic Belt of Tianshan Mountains

1 引言

2 数据来源与研究方法

2.1 研究区概况

2.2 数据来源

2.3 生态足迹与生态承载力评价方法

2.4 生态承载力预测方法

3 结果分析

3.1 2010年生态足迹与生态承载力评价

3.2 生态足迹预测

3.3 2015年生态承载力预测

4 讨论

5 结论

参考文献文献选项 原文顺序 文献年度倒序 文中引用次数倒序 被引期刊影响因子

相关话题/生态 经济 资源 人口 空间

参考文献原文顺序
文献年度倒序
文中引用次数倒序
被引期刊影响因子

相关话题/生态经济资源人口空间