基于改進(jìn)三維生態(tài)足跡模型的土地承載力指數(shù)研究——以溫州市為例.pdf

1、生態(tài)足跡作為土地承載力評(píng)價(jià)的重要方法，按照一種“人→地”的路線，評(píng)價(jià)區(qū)域土地超載與否及其超載或盈余程度。本研究探索構(gòu)建生態(tài)足跡模型應(yīng)用于土地承載力評(píng)價(jià)的技術(shù)路線及評(píng)價(jià)結(jié)果的表征體系。通過對(duì)生態(tài)足跡模型從一維到二維再到三維演進(jìn)過程的梳理，發(fā)現(xiàn)三者的邏輯關(guān)系及其應(yīng)用的局限性，在此基礎(chǔ)上對(duì)Niccolucci三維模型進(jìn)行改進(jìn)，并基于改進(jìn)后的三維模型，構(gòu)建土地承載力指數(shù)體系，最后以溫州市為例，展開應(yīng)用研究。研究結(jié)果顯示:
　　(1)生態(tài)足

2、跡模型以生態(tài)生產(chǎn)性土地面積為表現(xiàn)形式，核算了人類自然資源消費(fèi)對(duì)土地的壓力，同時(shí)將區(qū)域所能提供的生態(tài)生產(chǎn)性土地面積作為土地的承載能力，通過對(duì)兩者進(jìn)行對(duì)比，分析土地超載與否及其超載或盈余程度。生態(tài)足跡從土地的生態(tài)底色出發(fā)，按照“人→地”的路線，對(duì)土地當(dāng)前的承載狀況進(jìn)行評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)結(jié)果反映了人類的自然資源消費(fèi)對(duì)土地的影響。與其他土地承載力評(píng)價(jià)方法不同，生態(tài)足跡模型下土地承載力的評(píng)價(jià)，能且只能對(duì)土地壓力（生態(tài)足跡）與土地承載力二者進(jìn)行對(duì)比分析，并

3、通過一套指數(shù)體系來刻畫兩者之間的相對(duì)關(guān)系，用兩者之間的比值來表征土地的承載力的評(píng)價(jià)結(jié)果。
　　(2)生態(tài)足跡模型從一維到二維再到三維的演進(jìn)，是模型本身不斷拓展、深化的過程。一維模型其本質(zhì)是一個(gè)概念，概念中所提出生態(tài)生產(chǎn)型土地這一新定義奠定生態(tài)足跡模型生態(tài)指向的本質(zhì)特征。一維模型的計(jì)算結(jié)果僅僅為一個(gè)土地面積數(shù)值，缺乏空間表達(dá);二維模型以一維模型為基礎(chǔ)，引入生態(tài)承載力這一概念來表征區(qū)域所能提供的生態(tài)生產(chǎn)性土地面積，并與生態(tài)足跡進(jìn)行對(duì)比

4、，判斷區(qū)域生態(tài)盈余或赤字，生態(tài)承載力的引入賦予了二維模型以空間尺度的概念，是對(duì)一維模型的拓展;三維模型在二維模型的基礎(chǔ)上，通過引入足跡深度這一指標(biāo)，以時(shí)間來表征自然資源消費(fèi)對(duì)自然資源存量的占用程度，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)區(qū)域生態(tài)赤字程度的解釋，三維模型是對(duì)二維模型的深化。
　　(3)通過將Niccolucci三維生態(tài)足跡模型中足跡深度的取值范圍從EFdepth≥1拓展至EFdepth≥0，將足跡深度的分析延伸至生態(tài)盈余情況，通過計(jì)算自然資源消

5、費(fèi)對(duì)自然資源流量占用深度，與生態(tài)赤字情況下對(duì)自然資源存量的占用深度相聯(lián)系，使得生態(tài)盈余與生態(tài)赤字兩種狀態(tài)的刻畫融合為一體，彌補(bǔ)了Niccolucci等的三維模型中缺少生態(tài)盈余狀態(tài)三維表達(dá)的缺陷，實(shí)現(xiàn)了自然資源消費(fèi)對(duì)自然資源流量和自然資源存量占用程度在核算上的統(tǒng)一。擴(kuò)展后的三維模型中，無論生態(tài)盈余，還是生態(tài)赤字情況，生態(tài)足跡均以圓柱體體積的形式來表征，可以十分便捷、直觀地計(jì)算出生態(tài)赤字或者生態(tài)盈余的大小。
　　(4)改進(jìn)后的生態(tài)足跡

6、模型，不論生態(tài)盈余情況還是生態(tài)赤字情況，足跡深度即為生態(tài)足跡與生態(tài)承載力的比值，該比值表征了人類所施加的壓力與土地承載力的對(duì)比關(guān)系。足跡深度的計(jì)算結(jié)果也是土地承載力評(píng)價(jià)結(jié)果的一種表現(xiàn)形式，即土地是否超載及其盈余程度和超載程度。改進(jìn)后的三維模型為土地承載力指數(shù)構(gòu)建提供了理論基礎(chǔ)，足跡深度取值范圍的拓展是該指數(shù)體系下展開土地承載力評(píng)價(jià)的關(guān)鍵。因此，根據(jù)生態(tài)足跡模型中各生態(tài)生產(chǎn)性地類的生態(tài)功能，構(gòu)建一套土地承載力指數(shù)體系，將各地類足跡深度的計(jì)

7、算結(jié)果以承載力指數(shù)的形式來表達(dá)，對(duì)于豐富承載力指數(shù)體系，改進(jìn)各類指數(shù)的算法具有一定的理論價(jià)值。
　　(5)在測(cè)算全市以及各個(gè)縣市區(qū)土地生態(tài)生產(chǎn)能力的基礎(chǔ)上，以市公頃為單位進(jìn)行的生態(tài)足跡和生態(tài)承載力的計(jì)算，其結(jié)果能夠反映溫州市各地類真實(shí)的土地生態(tài)生產(chǎn)能力，且便于生態(tài)足跡在各市縣區(qū)之間比較。納入污染物核算的生態(tài)足跡模型，實(shí)現(xiàn)了對(duì)核算項(xiàng)目的補(bǔ)充完善，所計(jì)算出的生態(tài)足跡數(shù)值也更接近于實(shí)際值。
　　(6)2000-2012年間，溫州市

8、人均生態(tài)足跡和人均生態(tài)生產(chǎn)性土地面積基本保持不變，生態(tài)赤字較高，達(dá)0.18hm2/人，足跡深度在2上下波動(dòng)。由此可見，溫州市生態(tài)赤字嚴(yán)重，自然資源流量已經(jīng)不能滿足日益膨脹的自然資源需求，需要消耗大量的自然資源存量來支撐當(dāng)前的發(fā)展和消費(fèi)，較高的存量占用率可能會(huì)影響生態(tài)占用的代際公平。從土地承載力指數(shù)上看，溫州市僅糧食壓力指數(shù)大于1，耕地處于超載狀態(tài);水資源壓力指數(shù)在1上下波動(dòng)，處于壓力和承載力平衡狀態(tài);其他土地均沒有超載。從整體上看，溫州