地理研究 2018 , 37 (4): 761-771 https://doi.org/10.11821/dlyj201804010

研究论文

生态建设15年黄土高原生态足迹时空变化

党小虎¹^,, 吴彦斌², 刘国彬³, 杨勤科⁴, 余小涛¹, 贾银丽²

1. 西安科技大学地质与环境学院,西安 710054
2. 西安科技大学测绘科学与技术学院,西安 710054
3. 中国科学院水利部水土保持研究所,杨凌 712100
4. 西北大学城市与环境学院,西安 710127

Spatial-temporal changes of ecological footprint in the Loess Plateau after ecological construction between 1995 and 2010

DANG Xiaohu¹^,, WU Yanbin², LIU Guobin³, YANG Qinke³, YU Xiaotao¹, JIA Yinli²

1. College of Geology and Environment, Xi'an University of Science and Technology, Xi'an 710054, China
2. College of Geomatics, Xi'an University of Science and Technology, Xi'an 710054, China
3. Institute of Soil and Water Conservation, Chinese Academy of Sciences and Ministry of Water Resources, Yangling 712100, Shaanxi, China
4. College of Urban and Environmental Science, Northwest University, Xi'an 710127, China

通讯作者: 通讯作者:党小虎（1968- ）,男,教授,博士,研究方向为生态恢复、水土保持与生态经济。E-mail: xiaohud2004@163.com

收稿日期: 2017-10-9

修回日期: 2018-01-23

网络出版日期: 2018-04-20

基金资助: 十三五国家重点研发计划课题（2016YFC0501707）;国家自然科学基金项目（41271518）

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摘要

作为典型生态脆弱区和重点土壤保持功能区,黄土高原自20世纪80年代以来进行了一系列重大生态工程建设,力图改善脆弱的生态环境。这些重点工程在短期内是否从根本上改善了其生态安全状况是亟待理解的一个科学问题。基于生态足迹思想与方法,定量分析了1995年、2000年和2010年三个阶段15年间黄土高原生态足迹和承载力的时空变化。结果表明：① 1995-2010年15年间黄土高原承载力小于生态足迹,总体上处于生态赤字状态。② 黄土高原人均承载力呈现明显的空间异质性,1995-2010年高值区在中北部,其他区域为低值区,由东向西递减;人均生态足迹自东南向西北递增。③ 生态压力指数从1995年的1.059上升到2000年1.165,增幅较小,2010年上升为2.181,高原整体上处于生态赤字状态。

关键词： 生态安全 ; 生态足迹 ; 空间异质性 ; 黄土高原

Abstract

The Loess Plateau is a key ecological fragile area in China, so Chinese central government has taken a series of measures such as small watershed management, key projects for soil and water conservation, and Grain for Green Program to address the eco-environmental issues of the Loess Plateau since the 1980s. Whether these ecological projects have totally taken effect on the ecological security in the Loess Plateau is an urgent need to understand. Based on the ideology and methodology of ecological footprint, this work quantitatively analyzed the spatial-and temporal changes in the appropriation of the bio-productive areas/carrying capacity and ecological security in the study area over the 15-year period from 1995 to 2010. The results demonstrated the following: (1) the carrying capacity was lower than the ecological footprint (the appropriation of the bio-productive areas), with an ecological deficit for the 15 years; (2) the carrying capacity per capita substantially presented a spatial heterogeneity, with a high value in the northern and central parts and low value in the rest parts of the plateau, and decreased from the east to the west over the period from 1995 to 2010. However, the ecological footprint increased from the southeast to the northwest of the Loess Plateau during the same period; and (3) the indices of ecological stress increased from 1.059 in 1995 to 1.165 in 2000 and 2.181 in 2010, which suggested the growing ecological stress in this region. The spatial pattern of ecological security was consistent with spatial distribution of the ecological footprint. The results of this work demonstrated that, although ecological security has partially improved, the issues for ecological security have been still pressing in the Loess Plateau as a whole.

Keywords： ecological security ; ecological footprint ; spatial heterogeneity ; Loess Plateau

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党小虎, 吴彦斌, 刘国彬, 杨勤科, 余小涛, 贾银丽. 生态建设15年黄土高原生态足迹时空变化[J]. 地理研究, 2018, 37(4): 761-771 https://doi.org/10.11821/dlyj201804010

DANG Xiaohu, WU Yanbin, LIU Guobin, YANG Qinke, YU Xiaotao, JIA Yinli. Spatial-temporal changes of ecological footprint in the Loess Plateau after ecological construction between 1995 and 2010[J]. Geographical Research, 2018, 37(4): 761-771 https://doi.org/10.11821/dlyj201804010

1 引言

生态安全理念旨在确保资源、环境和生态系统服务的安全、健康和可持续发展,通过强化有利的生态过程、控制有害的生态过程,寻求保障生态安全的途径^[1]。区域生态安全格局是国家生态安全格局的关键环节,是沟通生态系统服务和人类社会发展的桥梁^[2]。生态安全从传统地理学的描述性评价发展到涉及各生态因素及不同尺度的综合性评价,因视角和目标的差异,至今尚无统一的基本框架、指标体系和研究方法。Odum首次应用能值思想和方法,估算了世界平均和23个国家（地区）的能值账户,并对环境资源、发展选择、国际交换以及信息和人类服务进行评价,从另一种独特的视角解读资源利用所带来的环境压力^[3]。之后能值思想与方法体系被引入中国^[4,5],并在黄土高原生态安全评价^[6,7,8,9,10]等研究中得以应用。生态足迹^[11]思想将复杂的生态经济过程简化为生态生产性空间的供需平衡问题,使得科学家和管理者能够站在全球尺度上更加宏观地审视区域生态安全问题,尽管存在一些不足^[12],但自诞生以来以其较为科学、完善的理论基础和精简统一的度量指标,以及评价方法的易复制性得到了广泛应用。起初主要是学界用于地球生物承载能力的讨论^[11,12,13],并不断得以改进^[9,14],后来逐渐用于国家层面的生物承载力的估计与对比研究^{[15,16,17,18,19]},得到不断发展并用于次国家区域及局部尺度的生态安全评价^[7,9]。黄土高原既是关键生态脆弱区,也是《国家主体功能区规划》和《国家生态功能区划》等相关规划确定的国家重点土壤保持生态功能区,在国家生态安全格局中有着十分重要的战略地位。黄土高原地区的人类生存压力和资源环境承载约束一直备受关注,已有研究表明,黄土高原已经达到了水资源—环境胁迫—生态强约束程度^[20]。面对资源约束趋紧、环境破坏严重的新形势,国家把生态文明建设纳入“五位一体”的战略布局中,黄土高原作为重点土壤保持生态功能区和国家生态安全格局中的重要节点,必须坚持生态优先、生态经济协调发展的理念。自20世纪80年代以来,先后经过小流域综合治理、水土保持重点工程、退耕还林、退牧还草、淤地坝和坡改梯等重大生态工程建设,黄土高原生态环境有了一定改观^[21]。但上述这些努力是否根本改变了黄土高原地区的基本生态安全状况尚不得而知,故以县域为单元,基于生态足迹的生态资源供需平衡分析,空间显性地表达自20世纪90年代以来黄土高原地区15年生态建设的生态安全格局响应是本研究的基本意义所在,具体目标包括：① 估算黄土高原及其所含县域的生态足迹时空动态;② 评价黄土高原整体的生态安全状况。旨在为未来黄土高原的生态建设决策评价与调整提供参考依据。

2 研究区概况

2.1 基本特点

“黄土高原地区”范围位于32°N~41°N、107°E~114°E之间,跨7个省（区）,包括山西省全部（119个市县）,陕西省中、北部（秦岭以北77个市县）,甘肃省东南部（乌鞘岭以东、甘南自治州以北49个市县）,宁夏（22个市县）,青海省东北部（17个市县）,河南省西北部（熊耳山以北21个市县）及内蒙古南部（鄂尔多斯和河套地区30个市旗县）,335个市县,总面积约64万km²,占全国土地总面积的6.7%。

黄土层厚度分布从西北向东南、由北而南方向递减。甘肃省境内黄土层厚达200~300 m,陕北省境内约厚100~150 m,晋西约厚80~120 m,晋东南和豫西北20~80 m。黄土由风积而成,结构松散,孔隙很多,下渗力强,易溶蚀崩塌,这些理化特性使它极易受到风雨的侵蚀而形成严重的水土流失。植被一旦遭到破坏,裸露的黄土直接受到雨水和径流的冲刷,其侵蚀模数可达到10000~20000 t/km² $\cdot$ a,甚至更高,侵蚀强度陡然增加十几到几十倍。

2.2 社会经济概况

黄土高原区1995年生产总值为2680.16亿元,至2010年生产总值达到8358.27亿元,比1995年增加了3.12倍（图1）。1995年之前,经济增长率大致在3%~6%之间的水平,远低于同期全国经济增长水平的7.5%~10.5%。2003-2005年（恰是一些大型生态工程集中实施期间）,经济增速达到了10.7%~13.8%,其中,2004年增速最高,年增长率为16.1%。2004年以后,地区生产总值增长率有所下降,但仍保持在7.7%~12%之间的较高增长水平。

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图1 黄土高原地区生产总值及年增长率

Fig. 1 Production value and its growth in the study area

1995-2010年,黄土高原地区总人口呈现逐年增长态势（图2）,自然增长率总体呈下降趋势,人口密度呈上升态势。1995年黄土高原区总人口数为9162.77万人,2000年总人口10052.43万人,2000年后人口增速变缓,2010年总人口达到10771.93万人。1995年自然增长率为10.2%,1996-1999年自然增长率缓慢下降,2000-2004年间下降较快,2004为5.6%,2004-2007年呈波动下降趋势,至2010年达到5.5%。1995年人口密度为145人/km²,1995-2000年人口密度上升较快,2000-2010年人口密度保持平稳增势,2000年为160人/km²,至2010年达到171人/km²。

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图2 黄土高原地区总人口变化

Fig. 2 Changes in population on the Loess Plateau

2.3 生态环境建设概况

20世纪80年代为以小流域为单元的黄土高原水土流失综合防治阶段。这一阶段,水土保持以小流域为单元,山水田林路统一规划,提出工程措施、耕作措施和生物措施相结合,经济效益、生态效益和社会效益兼顾,以经济效益为核心的基本工作思路。从1983年开始先后在无定河、皇甫川、三川河和甘肃定西县实施国家重点治理工程和重点流失区治沟骨干工程。此后,国家重点治理范围和投入力度不断增大。

20世纪90年代为黄土高原水土流失依法防治和科学防治相结合阶段。这期间,水土流失的防治突出了“预防为主”的指导思想,《黄河流域黄土高原地区水土保持专项治理规划》把黄土高原水土保持列入国家经济开发和国土整治的重点项目,形成集中整治的格局。

21世纪开始为黄土高原生态恢复治理阶段。1999年起开展退耕还林（草）工程,2000年推广生态修复,依靠自然的力量恢复植被,2003年开始实施淤地坝建设工程。现有的治理措施为改善当地人的生产、生活条件和生态环境,减少入黄泥沙,为促进区域的经济发展和群众的脱贫致富做出了很大贡献。

3 研究方法与数据来源

生态足迹是指在一定技术条件下,维持某一物质消费水平下的特定区域人口生存所需的资源及吸纳其产生的废弃物所必需的生物生产性土地面积^[9]。计算公式为：

$EF = Nef (2.1) ef = \overset{n}{\sum_{i = 1}} r_{i} \times A_{i} = r_{i} \times c_{i} / Y_{i}$ （1）

式中：EF为总生态足迹（ghm²）;N为总人口;ef为人均生态足迹（ghm²）;i为消费项目类型;r_i为均衡因子;A_i为第i种消费项目人均占有的生物生产性土地面积（hm²）;c_i为第i种消费项目的人均消费量;Y_i为第i种消费项目相应的生物生产性土地世界平均单位面积产量。

生态承载力指一个地区或国家所能提供给人类的生物生产性土地面积^[9]。将各种土地类型的实际面积乘以相应的均衡因子和产量因子,即可得到具有世界平均产量的平均生态承载力。计算公式为：

$EC = \overset{n}{\sum_{i = 1}} r_{i} \times y_{i} \times a_{i}$ （2）

$ec = EC / N$ （3）

式中：EC为区域总生态承载力（ghm²）;r_i为均衡因子;y_i为产量因子;a_i为区域内第i种生物生产性土地面积,ec为人均生态承载力（ghm²）。根据世界环境与发展委员会的建议,扣除了12%的生物多样性保护面积。

根据生态盈余/赤字判断区域生态安全状态,生态压力指数来表示生态安全程度。计算公式为：

$ED = EF - EC 或 T = EF / EC$ （4）

式中：ED为生态盈余或生态赤字;T为生态压力指数。

鉴于本研究生态压力指数T介于0.773~3.148之间,参考已有研究^[7,22],将黄土高原生态安全划分为6个等级（表1）。

表1 黄土高原生态安全等级

Tab. 1 The rank of ecological security in the Loess Plateau

生态压力指数	<0.50	0.50~0.80	0.81~1.00	1.01~1.50	1.51~2.00	>2.00
生态安全	很安全	较安全	稍不安全	较不安全	很不安全	极不安全

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生态足迹和承载力计算中所涉及的数据主要包括1995年、2000年和2010年黄土高原地区各省土地利用数据、黄土高原地区335个县（市、旗）的社会经济数据以及历史文献资料。土地利用数据是中国科学院水利部水土保持研究所刘国彬项目组和西北大学杨勤科项目组主持、本项目组参与,利用遥感影像解译及实地验证,经过多年积累得到的。区域社会经济数据主要来源于http://loess.geodata.cn/,统计年鉴作为补充,包括1995年、2000年和2010年每年的总人口,农民人均收入,粮食、蔬菜、水果、肉类的总产量等,并且不区分产地。为了与生态足迹的组分保持一致,在计算过程中将区域土地划分为七种主要土地利用类型：耕地、草地、林地、建筑用地、水域、化石能源用地和未利用土地。其中化石能源用地作为吸收化石能源燃烧排放的二氧化碳的森林,是一种需求但未必真正存在的生态生产性空间,在生态足迹计算中考虑,未利用地仅在生态承载力计算中考虑。以县级行政区域为最小的地理空间单元,不考虑进出口数据。

产量因子（耕地1.66、建设用地1.66、草地0.19、林地0.91、水域1.00）数据为Wackernagel计算的中国国家产量因子,这些数据也是国内多数生态足迹文献所采用的数据。均衡因子数据来自于环球足迹网络（Global Footprint Network）。

4 结果分析

4.1 黄土高原15年间的生态安全状况变化

1995年和2000年,黄土高原生态足迹分别为112.65×10⁶ghm²和120.68×10⁶ghm²,生态承载力分别为106.36×10⁶ghm²和106.24×10⁶ghm²,处于轻度的生态赤字状态,生态压力指数分别为1.059和1.165（表2）,根据安全分级属于较不安全范围。相比1995年和2000年,2010年黄土高原生态足迹增加到229.68×10⁶ghm²,生态承载力略下降为105.12×10⁶ghm²,生态赤字增幅较大,生态压力指数达到2.181（表2）,属于极不安全范围。人均生态足迹从1995年1.196 ghm²增长到2010年2.046 ghm²,小于全国人均值2.2 ghm²及全球人均值2.6 ghm²,其中能源足迹从0.435ghm²/人上升到1.308ghm²/人,增幅最大,占比从1995年的36.4%增长到2010年的63.9%。生物账户增幅较小,但占比从60.3%下降到45.8%;人均生态承载力从1995年的1.129 ghm²/人略下降到2010年的0.938 ghm²/人,低于全国人均值1.0 ghm²和全球人均值1.7 ghm²。

表2 黄土高原生态压力变化

Tab. 2 Comparison of ecological footprint on the Loess Plateau during the study period

省份	1995			2000			2010
省份	承载力(10⁶ghm²)	生态足迹(10⁶ghm²)	生态压力指数	承载力 (10⁶ghm²)	生态足迹(10⁶ghm²)	生态压力指数	承载力 (10⁶ghm²)	生态足迹(10⁶ghm²)	生态压力指数
内蒙	10.684	10.758	0.993	9.111	11.884	1.304	10.792	32.241	2.987
宁夏	8.982	7.664	0.853	8.926	10.272	1.151	8.137	24.797	3.047
山西	29.891	23.087	0.773	32.111	31.622	0.985	32.996	52.720	1.598
河南	6.428	8.748	1.361	5.356	11.007	2.055	5.227	16.456	3.148
甘肃	21.708	17.918	0.825	21.858	21.490	0.983	21.841	34.856	1.596
陕西	25.061	39.294	1.497	25.796	29.270	1.135	21.709	59.250	2.729
青海	3.530	5.252	1.486	3.083	5.136	1.666	4.417	9.360	2.119
黄土高原	106.358	112.647	1.059	106.239	120.682	1.165	105.120	229.679	2.181

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从黄土高原主要的四类承载力组分看,1995-2010年,黄土高原地区耕地和草地承载力降低,林地和建筑用地承载力上升,其中,陕西耕地承载力降幅最大,为9.7%,宁夏草地承载力降幅最大,为1.7%;陕西林地承载力增幅最大,为6.9%,山西建筑用地承载力增幅最大,为4.6%。截止2010年,黄土高原地区耕地生态承载力占总生态承载力的80.1%,耕地仍是主要的土地利用类型（表3）。

表3 黄土高原4类主要的承载力组分变化

Tab. 3 Percentage of carrying capacity for 4 categories of biological productive area in the Loess Plateau during the study period

省份	1995				2000				2010
省份	耕地	林地	草地	建筑用地	耕地	林地	草地	建筑用地	耕地	林地	草地	建筑用地
内蒙古	75.26	3.65	5.94	14.68	74.41	4.31	6.11	14.56	73.6	9.14	5.18	11.92
宁夏	89.4	2.8	2.59	5.02	89.98	2.53	2.36	4.94	85.07	4.74	0.92	8.87
山西	82.64	12.22	1.05	3.98	80.68	12.41	1.23	5.59	77.87	12.21	1.32	8.56
河南	81.84	10.21	0.29	7.51	80.3	9.78	0.52	9.23	76.17	12.99	0.29	10.25
甘肃	88.9	4.67	2.41	3.96	88.59	4.52	2.39	4.44	89.31	6.53	0.87	3.26
陕西	87.02	7.02	1.61	4.25	86.81	7.06	1.53	4.49	77.33	13.92	1.73	6.97
青海	68.3	19.95	5.06	6.46	68.16	19.87	5.17	6.59	72.97	17.57	3.44	5.91
黄土高原	82.93	7.06	5.19	4.41	83.51	8.12	2.14	6.07	80.07	10.67	1.71	7.46

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河南、陕西和青海三省1995年和2000年均处于生态赤字状态,其中2000年河南的生态赤字增加较大;内蒙和宁夏由生态盈余转为生态赤字,除河南外,其他省（区）的生态赤字程度相对较轻。两阶段生物账户分别贡献了上述三省赤字的72.2%和62.5%（陕西）、62.9%和66.3%（河南）、54.1%和60.7%（青海）。2010年与前两期相比,各省（区）生态足迹增加较为明显,7省（区）均处于生态赤字状态,除甘肃和山西生态赤字程度较轻外,其他5省（区）均面临较大的生态压力（表2）。生态足迹结构也发生了根本变化,仅能源用地占比达63.9%,是其生态承载力的1.4倍,各省（区）的能源用地占比最小为53.4%（山西）,最大为74.5%（内蒙古）,能源消耗对生态生产性空间的挤占压力进一步增加。

4.2 黄土高原生态安全空间格局变化

4.2.1 人均生态足迹空间格局黄土高原人均生态足迹空间分布不均衡（图3）。1995年除山西省大同县、浑源县、右玉县、阳泉盂县、忻州忻府区、太原城区以及屯留、潞城、长治县、临汾尧都区和泽州县等县（区）外,山西省的大同、朔州、忻州、吕梁、晋中、临汾、运城和晋城的大部分县（区）为低值区;河南省的新安、义马、渑池、陕县和灵宝一线为人均生态足迹次高区;内蒙古的准格尔、清水河、东胜、凉城、达拉特、航锦、伊金霍洛、鄂托克和鄂托克前旗、乌审旗、左旗等县（旗、市）,青海互助、湟源、湟中、乐都和平安一带,宁夏的贺兰县以及陕西榆神府一线和彬（县）长（武）一线为高值区。2000年人均生态足迹在空间分布上与1995年基本一致,髙值区仍然为晋陕蒙一带、宁夏贺兰山一带、青海湟水河谷区域和甘肃永登—榆中一线,次高值区在甘肃定西、平凉、庆阳和天水一线,陕西中北部、河南部分县市（区）。相比前两期,2010年人均生态足迹绝对值增幅较大,但人均生态足迹空间格局并未发生根本变化,高值区仍为晋陕蒙能源基地一带,如内蒙古的准旗—伊旗—左旗、陕西榆神府等地,山西长治、晋城等地。

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图3 黄土高原不同时期人均生态足迹空间格局

Fig. 3 Spatial distribution of per capita ecological footprint in the Loess Plateau

4.2.2 人均生态承载力空间格局与生态足迹空间格局有所不同,黄土高原人均生态承载力呈现出明显的地域特点。1995-2000年人均生态承载力高值区在内蒙古准旗—东胜—左旗一线、陕西省安塞、洛川以南,富平、蒲城和大荔以北之间,甘肃景泰、白银和榆中一线,宁夏中卫、中宁和灵武一带;而低值区为陕西榆神府一线、米脂—绥德—佳县一带、山西、河南等区域。与前两期相比,2010年变化最显著的是陕西北部人均生态承载力降低（图4）。

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图4 黄土高原不同时期人均生态承载力空间格局

Fig. 4 Spatial distribution of per capita ecological carrying capacity in the Loess Plateau

4.2.3 生态安全空间格局 1995年,黄土高原中部大部分县（区、旗、市）处于生态较安全及很安全范围,极不安全县（旗、区、市）包括内蒙古的呼和浩特周围市（县、旗）和鄂尔多斯周围县（旗）、山西省的大同县及大同市区和阳泉市区周围、陕西省的渭北各县市,其他区域处于较不安全或很不安全范围（图5a）。2000年,黄土高原的生态安全状况与1995年相比较,变化甚微（图5b）;2010年黄土高原极不安全和很不安全县市（区）明显增多,除了前两期的不安全地区之外,极不安全区域集中分布于青海省的海晏、大通、湟源、湟中等地区,宁夏的中卫、青铜峡、灵武和贺兰一线,内蒙古的鄂尔多斯—东胜—左旗一线,甘肃省的兰州周围县（区）以及临夏、广河、临洮、渭源、通渭一线,陕西省的渭北各县,山西省的阳泉、晋中、长治、晋城一线,以及河南省的新安—义马—渑池—陕县一线（图5c）。

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图5 黄土高原不同时期生态安全状况空间分布

Fig. 5 Spatial distribution of ecological security status of the Loess Plateau in the years of 1995, 2000 and 2010

5 讨论

5.1 黄土高原生态足迹与生态赤字/盈余

在三个研究期（1995年、2000年和2010年）内,前两期生态足迹并未发生较大变化,承载力基本保持稳定。研究期末的2010年,在生态承载力并未发生根本实质性变化（实际上略微下降）的情况下,生态足迹（对生态生产性空间的占用）增长较大,尤其是能源足迹增长迅速,致使生态压力指数增幅较大。造成这种局面的一部分原因是人口迅速增长,2000年黄土高原人口为9898万人,2010年人口增长到1.0998亿人,期间增长了1100万人。人口增长对本来已经脆弱的生态环境施加了不小的压力,这一点从生态足迹的空间格局就能得到印证,即人均生态足迹和承载力低值区均为人口密度较大区域。另一方面生态足迹组分表明,黄土高原的人类生产消费格局不是很合理。一是黄土高原自2000年退耕还林还草以来,耕地面积下降较快,不论质量,林草地面积增加较大,但这种变化并未彻底改变该地区以种植业为主的生产格局。2000年生物账户占生态足迹的57.2%,2010年尽管降到了34%,但鉴于能源足迹增加并未改变真实的用地结构,所以种植业仍然是主流。林草资源尚未真正得以充分利用,造成很大浪费,承载力也未得到有效提高,给生态环境带来不小的压力。二是黄土高原是中国主要的能源建设基地,能源开采与消耗也给当地承载力带来不小压力。退耕还林还草工程建设增加的大面积林草植被固碳释氧功能未得到真正重视和充分利用,没有通过生态补偿机制等制度层面的手段将其转化为实实在在的经济效益,对生态系统调节功能需求压力加大。1995年和2000年能源足迹占比仅为36%和39%,2010年占比高达64%。这需要有补偿机制协调生态调节功能需求增加与林草地固碳释氧功能尚未完全发挥的矛盾,这也是减少生态赤字、改善生态安全的一个有效途径。

5.2 黄土高原生态压力与生态安全

生态安全本身是一种生活、健康、安乐、基本权利、生活保障来源、必要资源、社会秩序和人类适应环境变化的能力等方面不受威胁的状态,在国家或区域层面人们更加关注环境和生态系统的健康状态^[23]。黄土高原的生态环境问题不仅与当地人的生存息息相关,更重要的是与国家生态安全战略布局密切相关。1949年以来,国家不遗余力地投入大量人力物力试图改善其生态安全状况,尤其是20世纪80年代以来的水土流失综合治理等各类生态工程和90年代末的退耕还林（草）工程等大型环境改良项目,为改善当地环境、促进经济发展起到了巨大作用^[21]。但黄土高原传统的土地利用模式以及土地生产力低下而对人类的承载能力有限、脆弱的生态系统及其服务供给不足等与生态安全密切相关的问题始终没有找到有效彻底的解决途径,这也是学界不遗余力地研究黄土高原生态安全的主要原因,并试图对其影响因素予以筛选和解释^[24,25]。从局部看,上述研究的部分成果与本研究结果并不十分一致,除了基础理论、指标体系和研究方法选择的差异外,更重要的是研究视角的不同。从生态足迹的视角研究生态安全问题,在生态资源需求与供给两方面评估区域生态系统结构、功能和过程,可以从宏观上对黄土高原整体生态状况进行了解。因此从本研究的结果看,区域发展所带来的生态压力和风险较大的区域大部分为开发强度大、人口密集区域。这些区域要么是能源开发重地,要么是城市聚集区和发展速度较快的区域,均不同程度地存在土地利用优化的需求。这种结果与黄土高原的实际情况比较吻合。

6 结论

1995-2000年,生态安全压力风险从黄土高原的西北部边缘区域,逐渐扩展到黄土高原腹地,其中,黄土高原东部、西部以及南部区域处于生态极不安全范围。总体上看,黄土高原生态压力指数从1995年的1.059上升到2000年1.165,变化幅度较小,2010年时上升为2.181,生态压力增幅较大,生态安全问题依然突出。15年间,除了人口增长因素带来的生态压力外,黄土高原局部出现了生态安全状况好转的趋势,但重大生态工程建设在短期内并未使黄土高原的生态承载力及生态安全状况从总体上得到明显改观,这同刘国彬等^[21]等对黄土高原重大生态工程的环境效应研究结论基本一致。

The authors have declared that no competing interests exist.

参考文献

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[18]	陈成忠, 林振山. 中国人均生态足迹和生物承载力构成的变动规律 . 地理研究, 2009, 28(1): 129-142. https://doi.org/10.3321/j.issn:1000-0585.2009.01.014 URL [本文引用: 1] 摘要基于熵值法提出能够衡量生态足迹和生物承载力构成多样性的生态足迹构成指数和生物承载力构成指数两个新概念,计算并构建了中国人均生态足迹构成指数和生物承载力构成指数较为理想的ARIMA预测模型分别为ARIMA(2,1,1)、ARIMA(1,1,1)。结果表明,2006~2010年,中国人均生态足迹构成指数将在波动中有所下降,生物承载力构成指数持续下降,未来4年可持续发展潜力在波动中也将有所降低。中国人均生态足迹构成指数与10个驱动因素的偏最小二乘回归分析发现,正相关因素依次为城镇人口、第一产业产值、总人口、进出口贸易总额、第三产业产值,负相关因素依次为政府消费、农业人口、居民消费、人均GDP、第二产业产值。 [Chen Chengzhong, Lin Zhenshan. Study on the components of ecological footprint and biocapacity in China 1949-2006 based on entropy method . Geographical Research, 2009, 28(1): 129-142.] https://doi.org/10.3321/j.issn:1000-0585.2009.01.014 URL [本文引用: 1] 摘要基于熵值法提出能够衡量生态足迹和生物承载力构成多样性的生态足迹构成指数和生物承载力构成指数两个新概念,计算并构建了中国人均生态足迹构成指数和生物承载力构成指数较为理想的ARIMA预测模型分别为ARIMA(2,1,1)、ARIMA(1,1,1)。结果表明,2006~2010年,中国人均生态足迹构成指数将在波动中有所下降,生物承载力构成指数持续下降,未来4年可持续发展潜力在波动中也将有所降低。中国人均生态足迹构成指数与10个驱动因素的偏最小二乘回归分析发现,正相关因素依次为城镇人口、第一产业产值、总人口、进出口贸易总额、第三产业产值,负相关因素依次为政府消费、农业人口、居民消费、人均GDP、第二产业产值。
[19]	方恺, 高凯, 李焕承. 基于三维生态足迹模型优化的自然资本利用国际比较 . 地理研究, 2013, 32(9): 1657-1667. https://doi.org/10.11821/dlyj201309008 URL [本文引用: 1] 摘要维持自然资本存量恒定是人类社会可持续发展的基础。在介绍三维生态足迹模型的基础上，根据推导的区域足迹广度和区域足迹深度的计算公式，评估和比较2007年全球11个主要国家的自然资本利用状况，并分析模型优化前后的结果差异。结果表明：①全球自然资本流量的人均占用为1．71hm。，人类需要1．55个地球才能支撑其资源消费量，化石能源碳排放是最主要的存量自然资本利用方式和生态超载驱动力；。②各国的流量资本占用能力依次为加拿大〉俄罗斯〉美国〉巴西〉法国〉德国〉全球〉意大利〉中国〉英国〉日本〉印度，存量资本消耗程度则基本呈逆向排列；③美、法、德等发达国家所利用的人均流量资本和存量资本均明显高于全球平均水平，应给予印、中等发展中国家一定的配额补偿；④模型优化后，全球人均足迹广度减少了0．09hm。，足迹深度则增加了0．05，这更符合各国自然资本利用和生态赤字的实际；⑤中国面临增加国民收入和控制生态赤字的双重挑战，应将草地作为资本利用的优先方向，并适当控制城镇扩张速度。 [Fang Kai, Gao Kai, Li Huancheng. International comparison of natural capital use: A three-dimensional model optimization of ecological footprint . Geographical Research, 2013, 32(9): 1657-1667.] https://doi.org/10.11821/dlyj201309008 URL [本文引用: 1] 摘要维持自然资本存量恒定是人类社会可持续发展的基础。在介绍三维生态足迹模型的基础上，根据推导的区域足迹广度和区域足迹深度的计算公式，评估和比较2007年全球11个主要国家的自然资本利用状况，并分析模型优化前后的结果差异。结果表明：①全球自然资本流量的人均占用为1．71hm。，人类需要1．55个地球才能支撑其资源消费量，化石能源碳排放是最主要的存量自然资本利用方式和生态超载驱动力；。②各国的流量资本占用能力依次为加拿大〉俄罗斯〉美国〉巴西〉法国〉德国〉全球〉意大利〉中国〉英国〉日本〉印度，存量资本消耗程度则基本呈逆向排列；③美、法、德等发达国家所利用的人均流量资本和存量资本均明显高于全球平均水平，应给予印、中等发展中国家一定的配额补偿；④模型优化后，全球人均足迹广度减少了0．09hm。，足迹深度则增加了0．05，这更符合各国自然资本利用和生态赤字的实际；⑤中国面临增加国民收入和控制生态赤字的双重挑战，应将草地作为资本利用的优先方向，并适当控制城镇扩张速度。
[20]	徐勇, 张雪飞, 李丽娟, 等. 我国资源环境承载约束地域分异及类型划分 . 中国科学院院刊, 2016, 31(1): 34-43. URL [本文引用: 1] 摘要开展资源环境承载约束地域类型研究是推进我国工业化和城镇化发展的重要基础工作之一。文章以人均可利用土地资源潜力、人均可利用水资源潜力、环境胁迫度、生态制约度为关键指标,通过构建分步式或集成式测算方法,按县级单元分别对我国水、土、环境和生态等资源环境要素的承载约束进行了测算、空间差异分析和地域类型划分。结果表明：（1）我国有近90%的国土已处于资源环境的强约束状态,其中近半受到双要素的强约束,且主要分布在贺兰山—龙门山线以东的人口产业密集区。（2）我国东、中部人口密集地区以及青藏高原已处于土地资源缺乏的强约束状态;华北、西北、东北、四川盆地以及南方城市地区已处于水资源缺乏的强约束状态;华北平原、长三角及苏北、川渝黔桂省区、东北平原、黄土高原地区北部等地已达到环境胁迫强约束程度;生态强约束区域主要集中在天山—大别山线的西南部,该线东北部的黄土高原、阿拉善盟、东北周边及苏北沿海也有成片分布。（3）资源环境承载约束的要素交叉类型多样,多要素约束类型空间分布相对集中,除青藏高原为土地-生态约束类型外,其他交叉约束类型主要集中在贺兰山—龙门山线以东地区。（4）针对我国资源环境承载约束面大地广、类型复杂多样且与人口产业密集区高度重叠等特点,＂十三五＂期间国家宜在国情基础数据挖掘整理、资源环境承载力监测预警、承载力评价基础理论方法以及国土空间管控制度完善等方面加大工作力度。 [Xu Yong, Zhang Xuefei, Li Lijuan, et al. Regional differentiation and classification for constraints of national resources and environment carrying . China Academic Journal, 2016, 31(1): 34-43.] URL [本文引用: 1] 摘要开展资源环境承载约束地域类型研究是推进我国工业化和城镇化发展的重要基础工作之一。文章以人均可利用土地资源潜力、人均可利用水资源潜力、环境胁迫度、生态制约度为关键指标,通过构建分步式或集成式测算方法,按县级单元分别对我国水、土、环境和生态等资源环境要素的承载约束进行了测算、空间差异分析和地域类型划分。结果表明：（1）我国有近90%的国土已处于资源环境的强约束状态,其中近半受到双要素的强约束,且主要分布在贺兰山—龙门山线以东的人口产业密集区。（2）我国东、中部人口密集地区以及青藏高原已处于土地资源缺乏的强约束状态;华北、西北、东北、四川盆地以及南方城市地区已处于水资源缺乏的强约束状态;华北平原、长三角及苏北、川渝黔桂省区、东北平原、黄土高原地区北部等地已达到环境胁迫强约束程度;生态强约束区域主要集中在天山—大别山线的西南部,该线东北部的黄土高原、阿拉善盟、东北周边及苏北沿海也有成片分布。（3）资源环境承载约束的要素交叉类型多样,多要素约束类型空间分布相对集中,除青藏高原为土地-生态约束类型外,其他交叉约束类型主要集中在贺兰山—龙门山线以东地区。（4）针对我国资源环境承载约束面大地广、类型复杂多样且与人口产业密集区高度重叠等特点,＂十三五＂期间国家宜在国情基础数据挖掘整理、资源环境承载力监测预警、承载力评价基础理论方法以及国土空间管控制度完善等方面加大工作力度。
[21]	刘国彬, 上官周平, 姚文艺, 等. 黄土高原生态工程的生态成效 . 中国科学院院刊, 2017, 32(1): 11-19. URL [本文引用: 3] 摘要黄土高原是世界上水土流失最严重的地区,也是我国水土保持和生态建设的重点地区。20世纪80年代以后,国家在该地区先后开展了小流域治理工程、水土保持重点工程、退耕还林（草）工程、淤地坝建设和坡耕地整治等一系列生态工程,对土壤侵蚀控制、生态建设等均起到了良好作用。为全面评价该地区生态工程的生态成效,以野外站不同尺度监测及生态系统关键过程长期研究为基础,利用多种模型和统计分析方法,在地块—小流域—行政区和典型生态工程—典型样区—侵蚀和地貌区等不同尺度上,对土地利用和植被覆盖变化、土壤侵蚀动态变化、河流径流和输沙量动态变化以及社会经济结构动态变化进行了综合分析与评估。结果表明,黄土高原地区水土流失范围明显缩小、水土流失程度显著减轻,区域生态状况向良性发展、社会经济发展迅速。但局部地段（如陡坡耕地）水土流失仍然严重、生态环境仍然比较脆弱,治理形势依然严峻。据此,从该地区生态建设的内容、学科建设重点、监督和政策机制、产业结构调整等方面提出了该地区生态工程后期建设的方向和对策。 [Liu Guobin, Shangguan Zhouping, Yao Wenyi, et al. Ecological effects of soil conservation in Loess Plateau . China Academic Journal, 2017, 32(1): 11-19.] URL [本文引用: 3] 摘要黄土高原是世界上水土流失最严重的地区,也是我国水土保持和生态建设的重点地区。20世纪80年代以后,国家在该地区先后开展了小流域治理工程、水土保持重点工程、退耕还林（草）工程、淤地坝建设和坡耕地整治等一系列生态工程,对土壤侵蚀控制、生态建设等均起到了良好作用。为全面评价该地区生态工程的生态成效,以野外站不同尺度监测及生态系统关键过程长期研究为基础,利用多种模型和统计分析方法,在地块—小流域—行政区和典型生态工程—典型样区—侵蚀和地貌区等不同尺度上,对土地利用和植被覆盖变化、土壤侵蚀动态变化、河流径流和输沙量动态变化以及社会经济结构动态变化进行了综合分析与评估。结果表明,黄土高原地区水土流失范围明显缩小、水土流失程度显著减轻,区域生态状况向良性发展、社会经济发展迅速。但局部地段（如陡坡耕地）水土流失仍然严重、生态环境仍然比较脆弱,治理形势依然严峻。据此,从该地区生态建设的内容、学科建设重点、监督和政策机制、产业结构调整等方面提出了该地区生态工程后期建设的方向和对策。
[22]	韦良焕, 赵先贵, 高利峰. 基于生态足迹的青海省生态安全初步研究 . 水土保持通报, 2007, 27(1): 155-158. [本文引用: 1] [Wei Lianghuan, Zhao Xiangui, Gao Lifeng. Preliminary research of ecological safety based on ecological footprint in Qinghai province . Bulletin of Soil and Water Conservation, 2007, 27(1): 155-158.] [本文引用: 1]
[23]	马克明, 傅伯杰, 黎晓亚, 等. 区域生态安全格局: 概念与理论基础 . 生态学报, 2004, 24(4): 761-768. URL Magsci [本文引用: 1] 摘要提出区域生态安全格局概念的提出 ,适应了生态系统恢复和生物多样性保护的发展需求。针对区域生态环境问题 ,通过干扰排除以及空间格局规划和管理 ,能够保护和恢复生物多样性 ,维持生态系统结构、功能和过程的完整性 ,实现对区域生态环境问题的有效控制和持续改善。区域生态安全格局的研究对象具有针对性、研究尺度具有区域性、研究问题具有系统性、研究手段具有主动性。它强调区域尺度的生物多样性保护、退化生态系统恢复及其空间合理配置、生态系统健康的维持、景观生态格局的优化、以及对社会经济发展需求的满足。它更加强调格局与过程安全及其整体集成 ,将生态系统管理对策落实到具体的空间地域上 ,实现管理效果的直观可视。相关理论 ,景观生态学、干扰生态学、保护生物学、恢复生态学、生态经济学、生态伦理学、和复合生态系统理论等为其提供了坚实的理论基础。区域生态安全格局不存在一个固定标准 ,人类对生态系统服务功能需求的不断变化是生态系统管理的根本原因。实现区域生态安全不但要以社会、经济、文化、道德、法律、和法规为手段 ,更要以其不断发展对生态系统服务功能的新需求为目标逐步进行。区域生态安全格局研究对于解决区域生态环境问题具有不可替代的作用 ,具有广阔应用前景。 [Ma Keming, Fu Bojie, Li Xiaoya, et al. The regional pattern for ecological security (RPES): The concept and theoretical basis . Acta Ecologica Sinica, 2004, 24(4): 761-768.] URL Magsci [本文引用: 1] 摘要提出区域生态安全格局概念的提出 ,适应了生态系统恢复和生物多样性保护的发展需求。针对区域生态环境问题 ,通过干扰排除以及空间格局规划和管理 ,能够保护和恢复生物多样性 ,维持生态系统结构、功能和过程的完整性 ,实现对区域生态环境问题的有效控制和持续改善。区域生态安全格局的研究对象具有针对性、研究尺度具有区域性、研究问题具有系统性、研究手段具有主动性。它强调区域尺度的生物多样性保护、退化生态系统恢复及其空间合理配置、生态系统健康的维持、景观生态格局的优化、以及对社会经济发展需求的满足。它更加强调格局与过程安全及其整体集成 ,将生态系统管理对策落实到具体的空间地域上 ,实现管理效果的直观可视。相关理论 ,景观生态学、干扰生态学、保护生物学、恢复生态学、生态经济学、生态伦理学、和复合生态系统理论等为其提供了坚实的理论基础。区域生态安全格局不存在一个固定标准 ,人类对生态系统服务功能需求的不断变化是生态系统管理的根本原因。实现区域生态安全不但要以社会、经济、文化、道德、法律、和法规为手段 ,更要以其不断发展对生态系统服务功能的新需求为目标逐步进行。区域生态安全格局研究对于解决区域生态环境问题具有不可替代的作用 ,具有广阔应用前景。
[24]	任志远. 陕北黄土高原生态安全动态变化定量分析 . 干旱区地理, 2005, 28(5): 642-646. https://doi.org/10.3321/j.issn:1000-6060.2005.05.015 URL [本文引用: 1] 摘要利用生态足迹的理论与方法,结合GIS技术,对陕北黄土高原1986-2002年的生态安全变化进行定量分析,并提出生态足迹压力指数的概念与模型,研究结果表明,陕北黄土高原生态压力指数,在近16年内持续上升,不安全性持续增长,2002年已接近临界状态.研究结果对生态安全动态变化定量分析有重要推动作用,并为区域生态安全调控决策提供重要依据. [Ren Zhiyuan. Quantitative analysis on the dynamic change of ecological security on the Loess Plateau in north Shaanxi province . Arid Land Geography, 2005, 28(5): 642-646.] https://doi.org/10.3321/j.issn:1000-6060.2005.05.015 URL [本文引用: 1] 摘要利用生态足迹的理论与方法,结合GIS技术,对陕北黄土高原1986-2002年的生态安全变化进行定量分析,并提出生态足迹压力指数的概念与模型,研究结果表明,陕北黄土高原生态压力指数,在近16年内持续上升,不安全性持续增长,2002年已接近临界状态.研究结果对生态安全动态变化定量分析有重要推动作用,并为区域生态安全调控决策提供重要依据.
[25]	李晶, 任志远. GIS 支持下陕北黄土高原生态安全评价 . 资源科学, 2008, 30(5): 732-736. https://doi.org/10.3321/j.issn:1007-7588.2008.05.014 URL Magsci [本文引用: 1] 摘要生态安全是建立和谐社会的一个重要组成部分，即实现社会经济发展与自然环境的和谐，它是指一个区域的可持续发展不因生存空间和生态环境遭受破坏而受到威胁的状态。在生态服务价值研究的基础上，本文根据陕北黄土高原的特点，通过对人口压力和生态服务价值做回归分析，再计算生态服务价值随人口压力增长的拐点，得到生态安全的阈值，判定生态不安全区，进一步通过马氏距离法，做相似性判定，而得到整个陕北黄土高原每一个自然生态单元的生态安全状态。其结果表明：2000年陕北黄土高原生态安全状况不容乐观，生态不安全指数水平为0.68，该区整体上处于生态欠安全水平，故需要加强对生态环境的保护和恢复。从空间分布来看，陕北黄土高原的安全生态状况存在着南北高、中部低的趋势。在各个县中，生态不安全等级最低的是黄龙县，生态安全状况较好；而延川属于整个研究区中最不安全地区，生态环境严重恶化。通过对研究区三类不同地貌类型区进行生态安全评价，其结果为：南部低山丘陵区〉北部风沙过渡区〉中部黄土丘陵区。 [Li Jing, Ren Zhiyuan. GIS-based evaluation of ecological security of the Loess Plateau in Northern Shaanxi province . Resources Science, 2008, 30(5): 732-736.] https://doi.org/10.3321/j.issn:1007-7588.2008.05.014 URL Magsci [本文引用: 1] 摘要生态安全是建立和谐社会的一个重要组成部分，即实现社会经济发展与自然环境的和谐，它是指一个区域的可持续发展不因生存空间和生态环境遭受破坏而受到威胁的状态。在生态服务价值研究的基础上，本文根据陕北黄土高原的特点，通过对人口压力和生态服务价值做回归分析，再计算生态服务价值随人口压力增长的拐点，得到生态安全的阈值，判定生态不安全区，进一步通过马氏距离法，做相似性判定，而得到整个陕北黄土高原每一个自然生态单元的生态安全状态。其结果表明：2000年陕北黄土高原生态安全状况不容乐观，生态不安全指数水平为0.68，该区整体上处于生态欠安全水平，故需要加强对生态环境的保护和恢复。从空间分布来看，陕北黄土高原的安全生态状况存在着南北高、中部低的趋势。在各个县中，生态不安全等级最低的是黄龙县，生态安全状况较好；而延川属于整个研究区中最不安全地区，生态环境严重恶化。通过对研究区三类不同地貌类型区进行生态安全评价，其结果为：南部低山丘陵区〉北部风沙过渡区〉中部黄土丘陵区。

我国生态系统研究的发展趋势与优先领域

2010

... 生态安全理念旨在确保资源、环境和生态系统服务的安全、健康和可持续发展,通过强化有利的生态过程、控制有害的生态过程,寻求保障生态安全的途径^[1].区域生态安全格局是国家生态安全格局的关键环节,是沟通生态系统服务和人类社会发展的桥梁^[2].生态安全从传统地理学的描述性评价发展到涉及各生态因素及不同尺度的综合性评价,因视角和目标的差异,至今尚无统一的基本框架、指标体系和研究方法.Odum首次应用能值思想和方法,估算了世界平均和23个国家（地区）的能值账户,并对环境资源、发展选择、国际交换以及信息和人类服务进行评价,从另一种独特的视角解读资源利用所带来的环境压力^[3].之后能值思想与方法体系被引入中国^[4,5],并在黄土高原生态安全评价^[6,7,8,9,10]等研究中得以应用.生态足迹^[11]思想将复杂的生态经济过程简化为生态生产性空间的供需平衡问题,使得科学家和管理者能够站在全球尺度上更加宏观地审视区域生态安全问题,尽管存在一些不足^[12],但自诞生以来以其较为科学、完善的理论基础和精简统一的度量指标,以及评价方法的易复制性得到了广泛应用.起初主要是学界用于地球生物承载能力的讨论^[11,12,13],并不断得以改进^[9,14],后来逐渐用于国家层面的生物承载力的估计与对比研究^{[15,16,17,18,19]},得到不断发展并用于次国家区域及局部尺度的生态安全评价^[7,9].黄土高原既是关键生态脆弱区,也是《国家主体功能区规划》和《国家生态功能区划》等相关规划确定的国家重点土壤保持生态功能区,在国家生态安全格局中有着十分重要的战略地位.黄土高原地区的人类生存压力和资源环境承载约束一直备受关注,已有研究表明,黄土高原已经达到了水资源—环境胁迫—生态强约束程度^[20].面对资源约束趋紧、环境破坏严重的新形势,国家把生态文明建设纳入“五位一体”的战略布局中,黄土高原作为重点土壤保持生态功能区和国家生态安全格局中的重要节点,必须坚持生态优先、生态经济协调发展的理念.自20世纪80年代以来,先后经过小流域综合治理、水土保持重点工程、退耕还林、退牧还草、淤地坝和坡改梯等重大生态工程建设,黄土高原生态环境有了一定改观^[21].但上述这些努力是否根本改变了黄土高原地区的基本生态安全状况尚不得而知,故以县域为单元,基于生态足迹的生态资源供需平衡分析,空间显性地表达自20世纪90年代以来黄土高原地区15年生态建设的生态安全格局响应是本研究的基本意义所在,具体目标包括：① 估算黄土高原及其所含县域的生态足迹时空动态;② 评价黄土高原整体的生态安全状况.旨在为未来黄土高原的生态建设决策评价与调整提供参考依据. ...

我国生态系统研究的发展趋势与优先领域

2010

区域生态安全格局构建研究进展与展望

2017

区域生态安全格局构建研究进展与展望

2017

Environmental Accounting: Energy and Environmental Decision Making

1996

Odum. 西藏生态经济系统的能值分析与可持续发展研究

1998

Odum. 西藏生态经济系统的能值分析与可持续发展研究

1998

生态系统的能值分析

2001

生态系统的能值分析

2001

黄土高原丘陵沟壑区典型县域的能值分析

2003

黄土高原丘陵沟壑区典型县域的能值分析

2003

陕西省生态安全及空间差异定量分析

2005

... [7,9].黄土高原既是关键生态脆弱区,也是《国家主体功能区规划》和《国家生态功能区划》等相关规划确定的国家重点土壤保持生态功能区,在国家生态安全格局中有着十分重要的战略地位.黄土高原地区的人类生存压力和资源环境承载约束一直备受关注,已有研究表明,黄土高原已经达到了水资源—环境胁迫—生态强约束程度^[20].面对资源约束趋紧、环境破坏严重的新形势,国家把生态文明建设纳入“五位一体”的战略布局中,黄土高原作为重点土壤保持生态功能区和国家生态安全格局中的重要节点,必须坚持生态优先、生态经济协调发展的理念.自20世纪80年代以来,先后经过小流域综合治理、水土保持重点工程、退耕还林、退牧还草、淤地坝和坡改梯等重大生态工程建设,黄土高原生态环境有了一定改观^[21].但上述这些努力是否根本改变了黄土高原地区的基本生态安全状况尚不得而知,故以县域为单元,基于生态足迹的生态资源供需平衡分析,空间显性地表达自20世纪90年代以来黄土高原地区15年生态建设的生态安全格局响应是本研究的基本意义所在,具体目标包括：① 估算黄土高原及其所含县域的生态足迹时空动态;② 评价黄土高原整体的生态安全状况.旨在为未来黄土高原的生态建设决策评价与调整提供参考依据. ...

... 鉴于本研究生态压力指数T介于0.773~3.148之间,参考已有研究^[7,22],将黄土高原生态安全划分为6个等级（表1）. ...

陕西省生态安全及空间差异定量分析

2005

... 鉴于本研究生态压力指数T介于0.773~3.148之间,参考已有研究^[7,22],将黄土高原生态安全划分为6个等级（表1）. ...

陕北生态脆弱区小尺度生态恢复的生态经济承载力研究

2009

陕北生态脆弱区小尺度生态恢复的生态经济承载力研究

2009

An ecological footprint and emergy-based evaluation of an ecological restoration programme in the loess hilly region of China

2013

... [9,14],后来逐渐用于国家层面的生物承载力的估计与对比研究^{[15,16,17,18,19]},得到不断发展并用于次国家区域及局部尺度的生态安全评价^[7,9].黄土高原既是关键生态脆弱区,也是《国家主体功能区规划》和《国家生态功能区划》等相关规划确定的国家重点土壤保持生态功能区,在国家生态安全格局中有着十分重要的战略地位.黄土高原地区的人类生存压力和资源环境承载约束一直备受关注,已有研究表明,黄土高原已经达到了水资源—环境胁迫—生态强约束程度^[20].面对资源约束趋紧、环境破坏严重的新形势,国家把生态文明建设纳入“五位一体”的战略布局中,黄土高原作为重点土壤保持生态功能区和国家生态安全格局中的重要节点,必须坚持生态优先、生态经济协调发展的理念.自20世纪80年代以来,先后经过小流域综合治理、水土保持重点工程、退耕还林、退牧还草、淤地坝和坡改梯等重大生态工程建设,黄土高原生态环境有了一定改观^[21].但上述这些努力是否根本改变了黄土高原地区的基本生态安全状况尚不得而知,故以县域为单元,基于生态足迹的生态资源供需平衡分析,空间显性地表达自20世纪90年代以来黄土高原地区15年生态建设的生态安全格局响应是本研究的基本意义所在,具体目标包括：① 估算黄土高原及其所含县域的生态足迹时空动态;② 评价黄土高原整体的生态安全状况.旨在为未来黄土高原的生态建设决策评价与调整提供参考依据. ...

... ,9].黄土高原既是关键生态脆弱区,也是《国家主体功能区规划》和《国家生态功能区划》等相关规划确定的国家重点土壤保持生态功能区,在国家生态安全格局中有着十分重要的战略地位.黄土高原地区的人类生存压力和资源环境承载约束一直备受关注,已有研究表明,黄土高原已经达到了水资源—环境胁迫—生态强约束程度^[20].面对资源约束趋紧、环境破坏严重的新形势,国家把生态文明建设纳入“五位一体”的战略布局中,黄土高原作为重点土壤保持生态功能区和国家生态安全格局中的重要节点,必须坚持生态优先、生态经济协调发展的理念.自20世纪80年代以来,先后经过小流域综合治理、水土保持重点工程、退耕还林、退牧还草、淤地坝和坡改梯等重大生态工程建设,黄土高原生态环境有了一定改观^[21].但上述这些努力是否根本改变了黄土高原地区的基本生态安全状况尚不得而知,故以县域为单元,基于生态足迹的生态资源供需平衡分析,空间显性地表达自20世纪90年代以来黄土高原地区15年生态建设的生态安全格局响应是本研究的基本意义所在,具体目标包括：① 估算黄土高原及其所含县域的生态足迹时空动态;② 评价黄土高原整体的生态安全状况.旨在为未来黄土高原的生态建设决策评价与调整提供参考依据. ...

... 生态足迹是指在一定技术条件下,维持某一物质消费水平下的特定区域人口生存所需的资源及吸纳其产生的废弃物所必需的生物生产性土地面积^[9].计算公式为： ...

... 生态承载力指一个地区或国家所能提供给人类的生物生产性土地面积^[9].将各种土地类型的实际面积乘以相应的均衡因子和产量因子,即可得到具有世界平均产量的平均生态承载力.计算公式为： ...

Emergy measures of carrying capacity and sustainability of a target region for an ecological restoration programme: A case study in Loess Hilly Region, China

2012

Our ecological footprint: Reducing human impact on the Earth

1996

... [11,12,13],并不断得以改进^[9,14],后来逐渐用于国家层面的生物承载力的估计与对比研究^{[15,16,17,18,19]},得到不断发展并用于次国家区域及局部尺度的生态安全评价^[7,9].黄土高原既是关键生态脆弱区,也是《国家主体功能区规划》和《国家生态功能区划》等相关规划确定的国家重点土壤保持生态功能区,在国家生态安全格局中有着十分重要的战略地位.黄土高原地区的人类生存压力和资源环境承载约束一直备受关注,已有研究表明,黄土高原已经达到了水资源—环境胁迫—生态强约束程度^[20].面对资源约束趋紧、环境破坏严重的新形势,国家把生态文明建设纳入“五位一体”的战略布局中,黄土高原作为重点土壤保持生态功能区和国家生态安全格局中的重要节点,必须坚持生态优先、生态经济协调发展的理念.自20世纪80年代以来,先后经过小流域综合治理、水土保持重点工程、退耕还林、退牧还草、淤地坝和坡改梯等重大生态工程建设,黄土高原生态环境有了一定改观^[21].但上述这些努力是否根本改变了黄土高原地区的基本生态安全状况尚不得而知,故以县域为单元,基于生态足迹的生态资源供需平衡分析,空间显性地表达自20世纪90年代以来黄土高原地区15年生态建设的生态安全格局响应是本研究的基本意义所在,具体目标包括：① 估算黄土高原及其所含县域的生态足迹时空动态;② 评价黄土高原整体的生态安全状况.旨在为未来黄土高原的生态建设决策评价与调整提供参考依据. ...

Eco-footprint analysis: Merits and brickbats

2000

... ,12,13],并不断得以改进^[9,14],后来逐渐用于国家层面的生物承载力的估计与对比研究^{[15,16,17,18,19]},得到不断发展并用于次国家区域及局部尺度的生态安全评价^[7,9].黄土高原既是关键生态脆弱区,也是《国家主体功能区规划》和《国家生态功能区划》等相关规划确定的国家重点土壤保持生态功能区,在国家生态安全格局中有着十分重要的战略地位.黄土高原地区的人类生存压力和资源环境承载约束一直备受关注,已有研究表明,黄土高原已经达到了水资源—环境胁迫—生态强约束程度^[20].面对资源约束趋紧、环境破坏严重的新形势,国家把生态文明建设纳入“五位一体”的战略布局中,黄土高原作为重点土壤保持生态功能区和国家生态安全格局中的重要节点,必须坚持生态优先、生态经济协调发展的理念.自20世纪80年代以来,先后经过小流域综合治理、水土保持重点工程、退耕还林、退牧还草、淤地坝和坡改梯等重大生态工程建设,黄土高原生态环境有了一定改观^[21].但上述这些努力是否根本改变了黄土高原地区的基本生态安全状况尚不得而知,故以县域为单元,基于生态足迹的生态资源供需平衡分析,空间显性地表达自20世纪90年代以来黄土高原地区15年生态建设的生态安全格局响应是本研究的基本意义所在,具体目标包括：① 估算黄土高原及其所含县域的生态足迹时空动态;② 评价黄土高原整体的生态安全状况.旨在为未来黄土高原的生态建设决策评价与调整提供参考依据. ...

Ecological footprint accounting: Comparing Earth's biological capacity with an economy's resource demand

2006

Carrying capacity using emergy and a new calculation of the ecological footprint

2016

Ecological footprint accounting for energy and resource in China

2007

On the rationale and policy usefulness of ecological footprint accounting: The case of Morocco

2015

Decoupling-shifts in ecological footprint intensity of nations in the last decade

2017

中国人均生态足迹和生物承载力构成的变动规律

2009

中国人均生态足迹和生物承载力构成的变动规律

2009

基于三维生态足迹模型优化的自然资本利用国际比较

2013

基于三维生态足迹模型优化的自然资本利用国际比较

2013

我国资源环境承载约束地域分异及类型划分

2016

我国资源环境承载约束地域分异及类型划分

2016

黄土高原生态工程的生态成效

2017

... 生态安全本身是一种生活、健康、安乐、基本权利、生活保障来源、必要资源、社会秩序和人类适应环境变化的能力等方面不受威胁的状态,在国家或区域层面人们更加关注环境和生态系统的健康状态^[23].黄土高原的生态环境问题不仅与当地人的生存息息相关,更重要的是与国家生态安全战略布局密切相关.1949年以来,国家不遗余力地投入大量人力物力试图改善其生态安全状况,尤其是20世纪80年代以来的水土流失综合治理等各类生态工程和90年代末的退耕还林（草）工程等大型环境改良项目,为改善当地环境、促进经济发展起到了巨大作用^[21].但黄土高原传统的土地利用模式以及土地生产力低下而对人类的承载能力有限、脆弱的生态系统及其服务供给不足等与生态安全密切相关的问题始终没有找到有效彻底的解决途径,这也是学界不遗余力地研究黄土高原生态安全的主要原因,并试图对其影响因素予以筛选和解释^[24,25].从局部看,上述研究的部分成果与本研究结果并不十分一致,除了基础理论、指标体系和研究方法选择的差异外,更重要的是研究视角的不同.从生态足迹的视角研究生态安全问题,在生态资源需求与供给两方面评估区域生态系统结构、功能和过程,可以从宏观上对黄土高原整体生态状况进行了解.因此从本研究的结果看,区域发展所带来的生态压力和风险较大的区域大部分为开发强度大、人口密集区域.这些区域要么是能源开发重地,要么是城市聚集区和发展速度较快的区域,均不同程度地存在土地利用优化的需求.这种结果与黄土高原的实际情况比较吻合. ...

... 1995-2000年,生态安全压力风险从黄土高原的西北部边缘区域,逐渐扩展到黄土高原腹地,其中,黄土高原东部、西部以及南部区域处于生态极不安全范围.总体上看,黄土高原生态压力指数从1995年的1.059上升到2000年1.165,变化幅度较小,2010年时上升为2.181,生态压力增幅较大,生态安全问题依然突出.15年间,除了人口增长因素带来的生态压力外,黄土高原局部出现了生态安全状况好转的趋势,但重大生态工程建设在短期内并未使黄土高原的生态承载力及生态安全状况从总体上得到明显改观,这同刘国彬等^[21]等对黄土高原重大生态工程的环境效应研究结论基本一致. ...

黄土高原生态工程的生态成效

2017

基于生态足迹的青海省生态安全初步研究

2007

... 鉴于本研究生态压力指数T介于0.773~3.148之间,参考已有研究^[7,22],将黄土高原生态安全划分为6个等级（表1）. ...

基于生态足迹的青海省生态安全初步研究

2007

... 鉴于本研究生态压力指数T介于0.773~3.148之间,参考已有研究^[7,22],将黄土高原生态安全划分为6个等级（表1）. ...

区域生态安全格局: 概念与理论基础

2004

区域生态安全格局: 概念与理论基础

2004

陕北黄土高原生态安全动态变化定量分析

2005

陕北黄土高原生态安全动态变化定量分析

2005

GIS 支持下陕北黄土高原生态安全评价

2008

GIS 支持下陕北黄土高原生态安全评价

2008

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生态建设15年黄土高原生态足迹时空变化

Spatial-temporal changes of ecological footprint in the Loess Plateau after ecological construction between 1995 and 2010

1 引言

2 研究区概况

2.1 基本特点

2.2 社会经济概况

2.3 生态环境建设概况

3 研究方法与数据来源

4 结果分析

4.1 黄土高原15年间的生态安全状况变化

4.2 黄土高原生态安全空间格局变化

5 讨论

5.1 黄土高原生态足迹与生态赤字/盈余

5.2 黄土高原生态压力与生态安全

6 结论

参考文献 文献选项 原文顺序 文献年度倒序 文中引用次数倒序 被引期刊影响因子

参考文献

原文顺序

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文中引用次数倒序

被引期刊影响因子