基于土地生态系统服务功能的生态足迹研究及应用

摘要

基于土地利用的生态足迹理论能够定量地揭示地区土地生态可持续发展状况。传统生态足迹理论仅考虑土地单一生产功能，本文在基于区域林地、耕地、草地及水域生态系统服务功能的研究基础上，提出了考虑生态系统服务功能直接和间接价值生态足迹模型，采取定性与定量研究相结合的方法，应用地理信息系统（GIS）与遥感（RS）的相关理论方法，从修正生态足迹理论模型假设条件出发，构建考虑土地生产性功能及生态系统服务间接功能的综合生态足迹模型，在“省公顷”尺度下引入热值理论，减少模型误差，并以广州市作为实证研究区域，评估其在2010年土地生态可持续状况。最后对理论模型构建及应用进行评价分析。全文探讨过程如下：
　　绪论在介绍生态足迹的国内外文献综述基础上提出本文研究方法及技术路线。理论基础介绍生态足迹基本概念、指标及其他相关理论。基于传统生态足迹计算及土地可持续利用动态分析。通过各统计年鉴数据得到优化改进的均衡因子及产量因子结果，再求得广州市历年生态足迹值及生态赤字情况。结果显示广州市历年生态足迹整体不断上升，人均生物承载力值偏低，连续15年出现生态赤字且逐年增大。基于既考虑土地直接生物生产功能，也考虑土地生态系统间接服务功能，强调各地类多功能性，突破了传统生态足迹模型缺陷，使得结果更加能反映当地实际土地生态可持续状况。通过前文计算分析结果，针对广州市土地利用现状，提出以下建议：提高单位耕地生产能力，切实保护耕地；控制人口机械增长，优化居民消费结构；减少化石能源使用，发展可再生资源等。改进模型计算结果如下：
　　基于土地生态系统服务功能价值的生态足迹理论加入了生态供给Ⅱ，在扣除贸易调整部分后的结果显示，广州市2010年综合生态承载力为7.7 hm2/cap，生态足迹需求为5.39 hm2/cap，生态承载力大于生态足迹需求，出现生态盈余，土地生态系统总体处于可持续状态。其中从化区、增城区、南沙区和花都区出现土地生态盈余，荔湾区、黄埔区、越秀区、天河区和萝岗区出现土地生态赤字。由于计算过程中已扣除贸易调整部分生态账户，因而该结果更加能够反映广州市真实土地生态状况。其中生态承载力主要源于林地及水域生态系统支撑，因而需要积极保护林地及水域，减少乱砍滥伐及污染水体。生态足迹主要由化石能源用地构成，伴随着工商业发展和机动车保有量的迅速增加，广州市对于电力、汽柴油、液化石油气等能源需求的显著增加，其对生态承载能力压力越来越大。在此情况下，需要抑制机动车保有量，提高能源使用效率，积极提倡新能源使用等。
　　改进模型讨论如下：
　　⑴改进模型反映了土地生态系统的多功能性。
　　本模型既考虑土地直接生物生产功能，也考虑土地生态系统间接服务功能，强调各地类多功能性，突破了传统生态足迹模型缺陷，使得结果更加能反映当地实际土地生态可持续状况。
　　⑵省公顷尺度下能够更加真实反映地区土地生产能力。
　　传统生态足迹理论采用全球公顷进行全球间不同国家及地区生态足迹对比，全球公顷适用于大洲、国家等大尺度下不同土地生产力的均衡。但当把全球公顷用于省及以下范围内生态足迹计算时，由于小尺度下土地生产能力与国家间土地生产能力差异巨大，往往导致计算结果误差较大，无法真实反映小尺度区域土地生态状况。本研究对全球公顷和省公顷进行两方面对比。

目录

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中文摘要

英文摘要

目录

1前言

1.1研究背景和意义

1.2国内外研究进展

1.3研究方法与技术路线

2理论基础、研究区概况及数据来源

2.1理论基础

2.2研究区概况

2.3数据来源

3基于土地生物生产功能的生态足迹模型

3.1 均衡因子与产量因子

3.2生物承载力

3.3生态足迹

3.4传统生态足迹盈亏分析

4 基于土地生态系统服务功能的直接和间接价值生态足迹模型

4.1生态服务功能测算

4.2区域生态足迹测算

4.3各类土地生态可持续状况测算

5建议

5.1 提高单位耕地生产能力，切实保护耕地

5.2 控制人口机械增长，优化居民消费结构

5.3 减少化石能源使用，发展可再生资源

5.4 加强建设用地管理，节约集约利用建设用地

5.5 加强土地利用规划，促进土地利用科学发展

6结论与讨论

6.1结论

6.2讨论

致谢

参考文献