基于生态足迹模型的崇明岛域生态承载力应用研究

论文摘要

科学判断人类社会活动是否处于生态系统的承载能力范围之内,是定量评估区域可持续发展研究的关键。本研究运用生态足迹模型的基本理论,以崇明岛域为研究对象,开发了岛域生态足迹、生态承载力计算模型以及生态系统安全评价模型,并基于岛域生态足迹历史演变趋势,结合岛域总体规划,开展了崇明岛域生态承载力预测分析。结果如下:（一）采用航空遥感技术,针对崇明岛土地覆盖/土地利用状况,将岛域生态系统划分为:森林生态系统、农田生态系统、水域生态系统、滩涂湿地生态系统和城市生态系统等五大类,从而开发建立了适合崇明岛的生态承载力模型。（二）建立了适合崇明岛域的生态足迹模型。结合崇明岛土地资源特点,将传统生态足迹模型的土地利用类型分类修正为:耕地、林地、水域、建成地、滩涂湿地、化石能源用地。考虑到滩涂湿地具有固碳和减轻温室效应的作用,因而将化石能源用地分为林地与滩涂湿地两部分。（三）对崇明岛域的土地产量因子进行了动态研究。根据崇明岛域历年的社会经济统计资料以及联合国粮食及农业组织公布的历年全球生物产量数据,并结合《Calculation Methodology for the NationalFootprint Accounts,2008 Edition》,对崇明岛域历年各类土地的产量因子进行了计算与分析。结果表明:在2001-2008年间,耕地的产量因子都介于1.58-1.74,林地介于0.98-3.96,水域介于13.70-44.71,滩涂湿地介于3.61-9.20。除2004年林地的产量因子为0.98外,其余都大于1,表明崇明岛域各类土地的生产力水平都高于世界平均水平。（四）对崇明岛域生物资源消费的生态足迹进行了全面核算分析。除了生物资源初级产品消费外,本研究通过以转化率方式折算,将生物资源二级消费产品全部纳入了生态足迹核算范围。结果表明:2008年崇明岛总生态足迹为573627.17 gha,人均生态足迹约为0.93gha/cap,其中主要以化石能源用地为主,占总量的61.23%,其次是耕地,占总量的28.77%。（五）崇明岛域生态足迹动态研究结果显示:①从人均生态足迹与生态足迹总量来看,2001-2008年间崇明岛人均生态足迹总体上呈上升趋势,但2002年稍有下降。②从生态足迹结构来看,2001-2008年间崇明岛域耕地、林地和水域等比例成总体下降的趋势,化石能源用地比例呈总体增加的趋势。③从崇明岛单位万元GDP的生态足迹来看,崇明岛比上海地区、中国等其它地区都要低。④2001-2008年间的人均生态承载力都处于0.97 gha和1.13 gha之间,变化幅度不大。⑤崇明岛的生态系统表现为生态盈余,2001-2008年崇明岛生态盈余总体上呈下降趋势,但中间稍有波动,2002年崇明岛的生态盈余达到了最高。⑥从生态系统安全性来看,崇明岛2001-2008年间生态足迹压力指数总体上呈增加趋势,但在2002年有些波动。2001-2005年崇明岛生态足迹压力指数介于0.5-0.8之间,生态系统处于安全状态;但从2006年开始,崇明岛生态足迹压力指数介于0.8-1.0之间,生态系统处于临界状态。（六）崇明岛域生态足迹预测研究结果显示:①随着《崇明三岛总体规划（2005-2020年）》的实施,到2010年和2020年,岛域生态系统仍处于生态盈余状态。②2010年和2020年的生态足迹有所增长,分别比2008年增长0.03 gha和0.06 gha,生态足迹的构成比例仍然是以化石能源用地为主。③由于耕地面积的减少,2020年的人均生态承载力比2010年减少0.14 gha。④未来岛域生态系统安全性表现为临界状态,2020年的生态足迹压力指数达到了0.96。预测结果表明《崇明三岛总体规划（2005-2020年）》存在局限性,将会导致岛域生态压力不断加大,因此建议在规划实施过程中加以调整完善,以确保维持岛域生态平衡。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 1 绪论
• 1.1 生态承载力的基本理论
• 1.1.1 生态承载力的概念
• 1.1.2 生态承载力的理论涵义
• 1.1.3 生态承载力的研究方法
• 1.1.4 生态足迹法分析
• 1.2 国内外研究进展
• 1.2.1 国外研究进展
• 1.2.2 国内研究进展
• 1.2.3 上海地区研究进展
• 1.2.4 研究发展趋势
• 1.3 研究背景及意义
• 1.3.1 研究背景
• 1.3.2 研究意义
• 1.4 研究内容和技术路线
• 1.4.1 研究内容
• 1.4.2 技术路线
• 1.5 本论文的研究特色
• 2 研究区域概况
• 2.1 崇明岛域自然条件概况
• 2.1.1 地理环境
• 2.1.2 地质地貌
• 2.1.3 土壤植被
• 2.1.4 气象气候
• 2.1.5 水文状况
• 2.1.6 自然资源
• 2.2 社会经济条件概况
• 2.2.1 行政区划
• 2.2.2 人口概况
• 2.2.3 经济概况
• 2.2.4 岛域土地资源特点
• 2.3 崇明岛生态环境现状
• 2.3.1 水环境现状
• 2.3.2 环境空气质量现状
• 2.4 岛域生态系统主要类型
• 2.4.1 森林生态系统
• 2.4.2 农田生态系统
• 2.4.3 水域生态系统
• 2.4.4 滩涂湿地生态系统
• 2.4.5 城市生态系统
• 3 生态足迹的理论与应用方法
• 3.1 生态足迹的基本理论
• 3.1.1 生态足迹的概念与内涵
• 3.1.2 生态足迹的相关定义解释
• 3.2 崇明岛域生态足迹计算模型开发
• 3.2.1 基本假设
• 3.2.2 消费项目的具体划分
• 3.2.3 生态足迹的计算方法
• 3.2.4 生态承载力的计算方法
• 3.2.5 生态系统安全的评价方法
• 3.3 崇明岛域产量因子的动态研究
• 3.3.1 数据来源
• 3.3.2 计算方法
• 3.3.3 项目资料
• 3.3.4 计算结果
• 3.4 崇明岛域生态足迹计算
• 3.4.1 本文数据的几点说明
• 3.4.2 2008年崇明岛生态足迹计算
• 3.5 崇明岛域生态承载力计算
• 3.6 崇明岛域生态足迹汇总与分析
• 4 崇明岛域生态足迹动态变化分析
• 4.1 历年生态足迹变化特征分析
• 4.1.1 生态足迹总量动态变化分析
• 4.1.2 生态足迹总量结构动态分析
• 4.2 人均生态足迹与承载力变化特征分析
• 4.2.1 人均生态足迹与生态承载力变化趋势分析
• 4.2.2 生态盈余分析
• 4.3 万元GDP生态足迹变化趋势分析
• 4.4 崇明岛域生态系统安全趋势分析
• 5 崇明岛域生态承载力预测分析
• 5.1 崇明岛域规划
• 5.1.1 土地利用规划
• 5.1.2 能源规划
• 5.1.3 人口预测
• 5.2 人均生态足迹预测
• 5.3 人均生态承载力预测
• 5.4 岛域生态系统安全预测
• 5.5 小结
• 6 研究结论、建议与展望
• 6.1 研究结论
• 6.2 建议
• 6.2.1 合理控制人口，减缓资源环境压力
• 6.2.2 合理规划土地，适度发展经济建设
• 6.2.3 控制围垦面积，保护湿地资源
• 6.2.4 调整产业结构，促进经济健康发展
• 6.2.5 借鉴其它岛域的经验，提升崇明岛新形象
• 6.3 展望
• 参考文献
• 附录
• 1、MATLAB编写程序
• 2、论文中的生物资源数据附表
• 3、攻读学位期间的研究成果目录
• 致谢