生態(tài)足跡模型的多尺度分析及其預(yù)測研究.pdf

1、南京師范大學(xué)博士學(xué)位論文生態(tài)足跡模型的多尺度分析及其預(yù)測研究姓名：陳成忠申請學(xué)位級(jí)別：博士專業(yè)：自然地理學(xué)指導(dǎo)教師：林振山20080501南京師范大學(xué)博士學(xué)位論文陳成忠生態(tài)足跡模型的多尺度分析及其預(yù)測研究明，20062010年，中國入均生態(tài)足跡構(gòu)成指數(shù)將在波動(dòng)中有所下降，生物承載力構(gòu)成指數(shù)持續(xù)下降，未來4年可持續(xù)發(fā)展?jié)摿υ诓▌?dòng)中也將有所降低。若采取有效措施，可持續(xù)發(fā)展形勢將有較大好轉(zhuǎn)。中國人均生態(tài)足跡構(gòu)成指數(shù)與10個(gè)驅(qū)動(dòng)因素的偏最小二乘

2、回歸分析發(fā)現(xiàn)，正相關(guān)因素依次為城鎮(zhèn)人口、第一產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值、總?cè)丝?、進(jìn)出口貿(mào)易總額、第三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值，負(fù)相關(guān)因素依次為政府消費(fèi)、農(nóng)業(yè)人口、居民消費(fèi)、人均GDP、第二產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值。(4)運(yùn)用統(tǒng)計(jì)動(dòng)力學(xué)建模方法，構(gòu)建了生態(tài)足跡模型各組分構(gòu)成比例變化的普適預(yù)測模型。以中國人均能源足跡、生態(tài)足跡和生物承載力構(gòu)成為例，預(yù)測結(jié)果表明，未來10年，原煤足跡比例逐漸下降，原油足跡、天然氣足跡、水電足跡比例逐步上升：耕地足跡、林地足跡比例不斷卜降，草地足跡、水域足跡、

3、能源足跡將逐漸上升，建設(shè)足跡比例將在下降一段時(shí)間后緩慢回升；耕地承載力、林地承載力、草地承載力比例不斷增加。水域承載力和建設(shè)承載力比例均呈下降趨勢。提高煤炭利用效率、實(shí)現(xiàn)海洋漁業(yè)的可持續(xù)開發(fā)、保護(hù)耕地、提高技術(shù)、進(jìn)一步實(shí)施退耕還林還草工程，對促進(jìn)中國的可持續(xù)發(fā)展至關(guān)重要。能源足跡的部門分解發(fā)現(xiàn)，工業(yè)、交通運(yùn)輸通訊業(yè)、生活消費(fèi)、非物質(zhì)生產(chǎn)部門、農(nóng)業(yè)是能源消費(fèi)的主要部門。生態(tài)足跡的產(chǎn)業(yè)分解發(fā)現(xiàn)，第一產(chǎn)業(yè)土地占用比例最大，第二產(chǎn)業(yè)次之，第三產(chǎn)

4、業(yè)最小，平均分別為5672％、3285％、1043％，今后應(yīng)優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，大力發(fā)展污染小、生態(tài)資源占用少的第三產(chǎn)業(yè)。(5)EMD多尺度分析發(fā)現(xiàn)，19532006年中國人均能源足跡存在5年、104年、158年三個(gè)波動(dòng)周期，中國人均能源足跡年增長率存在4。2年、8，7年、149年和260年四個(gè)波動(dòng)周期。對與中國人均能源足跡增長率高度相關(guān)的37個(gè)影響因子在前三個(gè)主要時(shí)間尺度下的因子分析發(fā)現(xiàn)，人均GDP、工業(yè)產(chǎn)值、輕工業(yè)產(chǎn)值、重工業(yè)產(chǎn)值、第二產(chǎn)

5、業(yè)產(chǎn)值、資本形成總額、建筑業(yè)產(chǎn)值、交通運(yùn)輸倉儲(chǔ)通信等是共同的主要影響因子?；贓MD的中國人均能源足跡多情景預(yù)測表明，若不采取有效措施降低人均能源足跡，一切照舊發(fā)展，中國未來的可持續(xù)發(fā)展形勢非常嚴(yán)峻；采取有力措施實(shí)施循環(huán)經(jīng)濟(jì)、倡導(dǎo)節(jié)約型社會(huì)，未來43年中國能夠在穩(wěn)定經(jīng)濟(jì)增長的同時(shí)降低人均能源足跡；若迅速采取有效的能源措施和能源戰(zhàn)略。不僅能夠迅速解決國內(nèi)生態(tài)足跡不斷加大的不利形勢，而且能夠?qū)徑馊蛉找婢o張的能源形勢發(fā)揮巨大作用。(6)基

6、于投入產(chǎn)出方法、能值方法計(jì)算了中國19952005年進(jìn)出口貿(mào)易中的生態(tài)足跡，并與傳統(tǒng)方法計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對比分析。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，能值方法由于計(jì)算項(xiàng)目最多計(jì)算結(jié)果最大。中國進(jìn)出口貿(mào)易足跡變化的動(dòng)力學(xué)預(yù)測表明，未來lO年中國進(jìn)出口貿(mào)易足跡不斷增加，且以進(jìn)口為主，進(jìn)出口貿(mào)易能夠消除部分生態(tài)赤字；進(jìn)口足跡將明顯加大，出口足跡增長較小；考慮進(jìn)出口貿(mào)易足跡后的生態(tài)足跡指數(shù)表明我國的進(jìn)出口貿(mào)易格局將逐步趨向合理。本文基于EMD方法的多尺度分析、動(dòng)力學(xué)建模的多

7、情景預(yù)測、基于熵值法提出的兩個(gè)新概念及其ARIMA預(yù)測，EMD多尺度分析與偏最小二乘回歸分析相結(jié)合進(jìn)行驅(qū)動(dòng)因素研究等是重要的科學(xué)創(chuàng)新。這些指標(biāo)的提出和方法的運(yùn)用，不僅發(fā)展完善了生態(tài)足跡模型的理論指標(biāo)體系，為生態(tài)足跡模型的預(yù)測性研究提供了一些新思路：而且，對國家資源管理和環(huán)境戰(zhàn)略決策，對全球和區(qū)域可持續(xù)發(fā)展?fàn)顟B(tài)的預(yù)測、預(yù)警和相關(guān)政策制定具有一定的決策咨詢作用和現(xiàn)實(shí)指導(dǎo)意義，對科學(xué)地協(xié)調(diào)人地關(guān)系具有一定的理論指導(dǎo)意義。關(guān)鍵詞：生態(tài)足跡：生物