生態(tài)足跡模型的多尺度分析及其預測研究.pdf

1、南京師范大學博士學位論文生態(tài)足跡模型的多尺度分析及其預測研究姓名：陳成忠申請學位級別：博士專業(yè)：自然地理學指導教師：林振山20080501南京師范大學博士學位論文陳成忠生態(tài)足跡模型的多尺度分析及其預測研究明，20062010年，中國入均生態(tài)足跡構成指數將在波動中有所下降，生物承載力構成指數持續(xù)下降，未來4年可持續(xù)發(fā)展?jié)摿υ诓▌又幸矊⒂兴档汀Ｈ舨扇∮行Т胧?，可持續(xù)發(fā)展形勢將有較大好轉。中國人均生態(tài)足跡構成指數與10個驅動因素的偏最小二乘

2、回歸分析發(fā)現，正相關因素依次為城鎮(zhèn)人口、第一產業(yè)產值、總人口、進出口貿易總額、第三產業(yè)產值，負相關因素依次為政府消費、農業(yè)人口、居民消費、人均GDP、第二產業(yè)產值。(4)運用統(tǒng)計動力學建模方法，構建了生態(tài)足跡模型各組分構成比例變化的普適預測模型。以中國人均能源足跡、生態(tài)足跡和生物承載力構成為例，預測結果表明，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，建設足跡比例將在下降一段時間后緩慢回升；耕地承載力、林地承載力、草地承載力比例不斷增加。水域承載力和建設承載力比例均呈下降趨勢。提高煤炭利用效率、實現海洋漁業(yè)的可持續(xù)開發(fā)、保護耕地、提高技術、進一步實施退耕還林還草工程，對促進中國的可持續(xù)發(fā)展至關重要。能源足跡的部門分解發(fā)現，工業(yè)、交通運輸通訊業(yè)、生活消費、非物質生產部門、農業(yè)是能源消費的主要部門。生態(tài)足跡的產業(yè)分解發(fā)現，第一產業(yè)土地占用比例最大，第二產業(yè)次之，第三產

4、業(yè)最小，平均分別為5672％、3285％、1043％，今后應優(yōu)化產業(yè)結構，大力發(fā)展污染小、生態(tài)資源占用少的第三產業(yè)。(5)EMD多尺度分析發(fā)現，19532006年中國人均能源足跡存在5年、104年、158年三個波動周期，中國人均能源足跡年增長率存在4。2年、8，7年、149年和260年四個波動周期。對與中國人均能源足跡增長率高度相關的37個影響因子在前三個主要時間尺度下的因子分析發(fā)現，人均GDP、工業(yè)產值、輕工業(yè)產值、重工業(yè)產值、第二產

5、業(yè)產值、資本形成總額、建筑業(yè)產值、交通運輸倉儲通信等是共同的主要影響因子。基于EMD的中國人均能源足跡多情景預測表明，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)展形勢非常嚴峻；采取有力措施實施循環(huán)經濟、倡導節(jié)約型社會，未來43年中國能夠在穩(wěn)定經濟增長的同時降低人均能源足跡；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生態(tài)足跡不斷加大的不利形勢，而且能夠對緩解全球日益緊張的能源形勢發(fā)揮巨大作用。(6)基

6、于投入產出方法、能值方法計算了中國19952005年進出口貿易中的生態(tài)足跡，并與傳統(tǒng)方法計算結果進行對比分析。結果發(fā)現，能值方法由于計算項目最多計算結果最大。中國進出口貿易足跡變化的動力學預測表明，未來lO年中國進出口貿易足跡不斷增加，且以進口為主，進出口貿易能夠消除部分生態(tài)赤字；進口足跡將明顯加大，出口足跡增長較?。豢紤]進出口貿易足跡后的生態(tài)足跡指數表明我國的進出口貿易格局將逐步趨向合理。本文基于EMD方法的多尺度分析、動力學建模的多

7、情景預測、基于熵值法提出的兩個新概念及其ARIMA預測，EMD多尺度分析與偏最小二乘回歸分析相結合進行驅動因素研究等是重要的科學創(chuàng)新。這些指標的提出和方法的運用，不僅發(fā)展完善了生態(tài)足跡模型的理論指標體系，為生態(tài)足跡模型的預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)展狀態(tài)的預測、預警和相關政策制定具有一定的決策咨詢作用和現實指導意義，對科學地協(xié)調人地關系具有一定的理論指導意義。關鍵詞：生態(tài)足跡：生物