基于生态足迹模型的南阳市耕地保护战略环境影响评价研究

论文摘要

环境影响评价是可持续发展度量研究的中心环节,随着《中华人民共和国环境影响评价法》于2003年的实施以及以科学发展观为指导,建设环境友好型社会目标的提出,近年来,国内的环境影响评价研究逐渐增多。鉴于土地利用总体规划的实施可能给环境带来的巨大影响,对规划开展战略环境影响评价研究成为环境影响评价领域的研究热点之一,这对丰富我国的环境影响评价内容、从源头上减少规划可能给环境带来的不利影响、科学制定土地利用规划目标和决策具有重要的现实指导意义。近年来,国内学者开展的一些土地利用总体规划环境影响评价方面的研究还处于探索阶段。而作为当前国内外可持续度量研究热点的生态足迹模型,为开展土地利用总体规划环境影响评价研究提供了重要的理论基础和方法途径。而目前将生态足迹模型应用于土地利用总体规划环境影响评价的研究实践还很少,尚处于初期探讨阶段,有待进一步改进和完善。本文应用生态足迹的理论和方法,针对生态足迹模型自身的不足以及生态足迹模型在土地利用总体规划环境影响评价研究中的不足,建立了基于“地方公顷”的耕地生产性生态足迹模型,并应用该模型开展了南阳市耕地这个单一类型土地规划目标的环境影响评价研究。评价的角度包括南阳市现行规划耕地战略目标实施的生态足迹时空变化及影响因素分析、现行规划耕地战略目标预期生态成效实现的程度及实现的可能性分析、南阳市新一轮规划耕地保有量预测方案的择优评价分析。需要特别指出的是,在本论文完成之时,《全国土地利用总体规划纲要》（送审稿）正准备报送国务院审批,而地方上的新一轮土地利用总体规划修编工作仍进展缓慢,南阳市新一轮土地利用总体规划修编前期专题研究的成果未及将规划基期年由2004年调整至2006年。然而,本论文的重点是对耕地战略目标开展生态足迹环境影响评价的理论和方法进行探讨,因此本研究仍以2004年为新一轮规划基期年,即以1997-2004年为现行规划的实施期,以2005-2020年为新一轮规划的影响期。本论文研究的主要内容和取到的主要成果如下:（1）针对生态足迹模型自身不足以及基于“世界公顷”的传统生态足迹模型在土地利用总体规划环境影响评价研究中存在的计算精度较低,政策启示失真,假设太多的不足,建立了基于“地方公顷”的耕地生产性生态足迹模型。模型以耕地这个单一类型土地的规划目标为研究对象,所需假设条件较少,可剔除均衡因子转换,产量因子的取值是基于南阳市耕地平均产量计算而得,不采用传统生态足迹模型的产量因子取值,也不采用基于世界耕地平均产量的计算取值。模型中耕地生态承载力的取值以规划制定的耕地战略目标、战略目标的实施数据为基础计算而得。另外,传统的生态足迹模型是基于人类消费,用以评价区域可持续发展程度的,而本文建立的耕地生态足迹模型是基于耕地产出,用来评价南阳市耕地利用的生态可持续发展程度的,后者比前者更能充分体现耕地资源环境系统的压力承受情况。（2）应用上述建立的模型,进行了南阳市现行规划实施期的耕地生态足迹时空分布分析和空间差异性分析,并与传统模型的评价结果进行了对比分析,求证了改进模型的合理性。研究显示,1997-2004年南阳市的耕地生态足迹呈波动上升趋势,耕地生态承载力呈持续下降趋势,耕地生态供需不平衡的矛盾越显突出,耕地保护形势不容乐观。提高耕地生态承载力,增加有效耕地产出面积,是关系未来南阳市耕地环境建设的关键因素之一;粮食作物生态足迹变化对耕地生态足迹变化的影响逐渐降低;南阳市的人口计划生育工作只可紧不可松;各县（市、区）的耕地生态足迹绝对差异性大,相对差异性小;耕地生态可持续利用程度在时间分布上呈下降趋势,而空间分布相对不均。通过与传统的生态足迹模型评价结果对比分析得出,改进模型提高了南阳市耕地生态足迹的计算精度,对南阳市耕地保护政策的启示更为合理,且与国家的耕地保护政策保持高度一致。因此认为,改进的模型更为合理,可进一步应用于南阳市现行规划的耕地战略目标预期生态成效实现程度及实现可能性的分析以及新一轮规划耕地保有量预测方案的择优评价中。（3）应用上述建立的模型,开展了南阳市现行规划制定的耕地保护战略目标的预期生态成效实现程度和实现可能性的分析。南阳市现行规划阶段年2000年的耕地规划目标生态成效基本实现,但2000-2004年,耕地利用生态可持续性降低较快。南阳市现行规划目标年2010年的耕地规划目标生态成效难以实现。到2010年,耕地规划目标生态赤字预测值比规划值增加2.87%,耕地生态承载力预测值比规划值降低4.40%,耕地生态可持续指数预测值比规划值降低3.21%。如果按照1997-2004年的耕地利用发展趋势,2010年的耕地规划目标的生态成效将无法实现,耕地生态保护形势严峻。（4）开展了影响南阳市耕地生态承载力变化的主要驱动力因素分析,提出了耕地保护对策建议。运用相关分析和灰色关联度建模机理,得出了影响南阳市耕地生态承载力主要因素为耕地面积、耕地质量、种植结构、耕作制度和人口数量。1.耕地面积方面主要表现为:①耕地数量锐减,耕地保有量目标难以实现;②耕地保护不力,耕地增减指标难以实现;③建设用地内部空闲地较多,土地节约集约利用程度待提高;④违法侵占耕地现象严重,耕地保护动态监测不及时。2.耕地质量方面主要表现为:①耕地总量动态平衡片面强调数量平衡,而忽视质量平衡;②基本农田保护区划分不合理,划劣不划优现象严重;③投入产出比低,生产效率不高;④水土流失严重,土壤污染程度增大。3.种植结构方面主要表现为:经济作物种植面积扩大,危及粮食安全。4.耕作制度方面主要表现为:复种指数的提高增加了种植强度,却使土壤中过多的养份被移走。5.人口因素方面主要表现为:①人口数量持续增加,人均耕地面积持续降低;②城镇人口增长较快,城镇建设规模的不断扩大挤占耕地生态空间。针对上述问题,提出了南阳市新一轮规划耕地保护的对策建议。1.数量保护方面:①严格控制非农建设占用耕地,提高土地集约利用程度;②城镇建设用地增加与农村建设用地整理相挂钩;③引导和规范农业结构调整,增加农业结构调整补充耕地的数量;④加大土地开发整理复垦补充耕地力度,实现耕地数量占补平衡有余;⑤建立耕地数量保护动态监测系统,加大违法侵占耕地的惩处力度。2.质量保护方面:①建立农地补造核检验收制度,实现补充耕地质量有提高;②严格保护基本农田数量,合理提高基本农田地力;③开展耕地质量分等定级,实行城郊结合部农村土地用途管制;④改善耕地质量和加强生态环境保护,实现农业可持续发展。3.种植结构优化方面:优化种植结构,提高粮食产量。4.耕作制度改进方面:改进种植制度,加大农田耕作技术投入,提高耕地的利用程度和利用效率。5.人口控制方面:要大力控制人口增长,协调人地关系。（5）多方案开展了南阳市新一轮规划耕地保有量预测研究,通过建立的基于耕地保有量预测目标约束标准和耕地生态足迹约束的双重择优机制,确定了相对最优预测方案,并提出了南阳市新一轮规划的耕地保护保障措施。首先,建立了南阳市新一轮规划耕地保有量预测目标约束机制,并根据约束机制确定南阳市新一轮规划耕地保有量到2010年应不低于944086.50 hm2,到2020年应不低于875587.50 hm2。其次,应用基于预留法、基于粮食安全策略、基于国家耕地保护政策、基于社会经济发展战略的四种耕地保有量预测方案,预测了南阳市新一轮规划的耕地保有量。然后,对不同方案的预测结果进行目标约束筛选和基于耕地生态足迹分析的择优评价,从事前数量预防和事后生态约束的角度,确定基于预留法的耕地保有量预测方案为相对最优方案,即,南阳市新一轮规划阶段年2010年和目标年2020年的耕地保有量分别为956962.16 hm2和941343.77 hm2,若扣除生态退耕纲性指标,在规划期内,耕地面积将净增加3102.67 hm2,可实现耕地总量平衡有余。最后,从耕地保护政策法制保障、组织保障、技术保障、制度保障和资金保障的角度,提出了南阳市新一轮规划耕地保护实施保障措施。（6）待进一步深入研究之处是:开展基于生态足迹模型的耕地保有量分解方法研究;开展土地利用总体规划所涉及的各类土地利用战略目标的生态足迹评价;加强多情景下的生态足迹时间序列预测研究;开展耕地生态足迹目标约束机制的研究;开展基于成分法和投入产出分析法的耕地生态足迹评价研究;与其他环境影响评价方法、GIS技术相互结合开展土地利用规划及各类土地利用的环境影响评价研究。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究的背景及选题依据
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 战略环境影响评价研究现状
• 1.2.2 生态足迹模型研究现状
• 1.2.3 生态足迹模型在土地利用规划环评中的应用研究现状
• 1.3 研究的主要内容和技术路线
• 1.3.1 研究的主要内容
• 1.3.2 研究的技术路线
• 第二章 生态足迹模型的理论基础、计算过程及方法改进
• 2.1 生态足迹的理论基础
• 2.2 生态足迹的基本原理及相关指标概念
• 2.2.1 生态足迹的理论缘起及基本原理
• 2.2.2 生态足迹核算中的基本概念
• 2.3 生态足迹模型的计算
• 2.3.1 生态足迹模型的基本假设
• 2.3.2 生态足迹模型的计算过程
• 2.4 生态足迹模型的改进
• 2.4.1 耕地生产性生态足迹模型的建立
• 2.4.2 耕地生产性生态足迹时空差异性评价指标
• 2.4.3 耕地生产性生态足迹评价模型改进
• 第三章 南阳市现行规划耕地战略目标实施生态足迹分析
• 3.1 南阳市耕地利用概况
• 3.2 耕地生态足迹时间序列分析
• 3.2.1 耕地生态足迹与生态承载力变化趋势
• 3.2.2 耕地生态赤字变化趋势
• 3.2.3 耕地生态足迹组分变化趋势
• 3.3 耕地生态足迹空间分布分析
• 3.3.1 耕地生态足迹空间布局
• 3.3.2 耕地生态足迹空间等级划分
• 3.4 耕地生态足迹时空差异性分析
• 3.4.1 万元GDP耕地生态足迹
• 3.4.2 耕地生态足迹差异程度分析
• 3.4.3 耕地生态占用指数分析
• 3.4.4 耕地利用生态可持续指数分析
• 3.5 改进模型与传统模型评价对比分析
• 3.5.1 不同模型所采用的标准化因子对比
• 3.5.2 时间序列对比分析
• 3.5.3 空间分布对比分析
• 3.6 小结
• 第四章 南阳市现行规划耕地战略目标生态成效实现程度及实现可能性分析
• 4.1 现行规划制定的耕地保护目标概况
• 4.2 耕地生态足迹预测
• 4.2.1 人口数量预测
• 4.2.2 粮食总需求量预测
• 4.2.3 农作物产量预测
• 4.2.4 耕地生态足迹预测结果
• 4.3 耕地生态承载力预测
• 4.4 耕地生态盈亏预测
• 4.5 耕地规划目标生态成效实现程度
• 4.5.1 2000年的耕地规划目标生态成效实现程度
• 4.5.2 2010年的耕地规划目标生态成效实现可能性
• 4.5.3 2000年与2010年的耕地生态成效对比
• 4.5.4 耕地规划目标生态成效与2004年成效对比
• 4.6 小结
• 第五章 南阳市耕地生态承载力变化主要驱动力因素分析及耕地保护对策建议
• 5.1 耕地生态承载力与驱动因素的相关分析
• 5.1.1 驱动因素的提取和数据标准化
• 5.1.2 与驱动因素的相关分析
• 5.2 耕地生态承载力与主要驱动因素的灰色分析
• 5.2.1 灰色关联分析的原理和计算方法
• 5.2.2 驱动因素原始数据处理及关联度排序
• 5.3 影响现行规划耕地生态承载力的主要因素分析
• 5.3.1 耕地面积的影响
• 5.3.2 耕地质量的影响
• 5.3.3 耕地种植结构的影响
• 5.3.4 耕作制度的影响
• 5.3.5 人口因素的影响
• 5.4 耕地保护对策建议
• 5.4.1 耕地面积保护方面
• 5.4.2 耕地质量保护方面
• 5.4.3 耕地种植结构优化方面
• 5.4.4 耕作制度改进方面
• 5.4.5 人口控制方面
• 5.5 小结
• 第六章 南阳市新一轮规划耕地保有量预测方案择优评价及耕地保护保障措施
• 6.1 耕地保有量目标约束机制及预测定位
• 6.1.1 目标约束机制的理论及方法基础
• 6.1.2 目标约束机制的建立
• 6.1.3 基于目标约束机制的耕地保有量预测方案初选思路
• 6.1.4 南阳市耕地保有量目标定位
• 6.2 不同的耕地保有量预测方案
• 6.2.1 方案一:基于预留法的耕地保有量预测
• 6.2.2 方案二:基于粮食安全策略的耕地保有量预测
• 6.2.3 方案三:基于国家耕地保护政策的耕地保有量预测
• 6.2.4 方案四:基于社会经济发展战略的耕地保有量预测
• 6.3 耕地保有量预测方案初选
• 6.4 耕地保有量预测方案生态足迹评价
• 6.5 耕地保有量预测方案检测性评价
• 6.6 南阳市新一轮规划耕地保护保障措施
• 6.6.1 耕地保护政策法制保障
• 6.6.2 耕地保护组织保障
• 6.6.3 耕地保护技术保障
• 6.6.4 耕地保护制度保障
• 6.6.5 耕地保护资金保障
• 6.7 小结
• 第七章 结论及研究展望
• 7.1 结论
• 7.1.1 主要成果
• 7.1.2 创新点
• 7.2 研究展望
• 致谢
• 参考文献