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1、第23卷第2期自然资源学报Vol123No122008年3月JOURNALOFNATURALRESOURCESMar.,2008基于生态足迹方法的中国生态可持续性分析陈成忠,林振山,梁仁君(南京师范大学地理科学学院,南京210046)摘要:基于生态足迹和EMD方法,分析了中国1961～2005年生态可持续性的周期性变化,并建立具有周期性波动的非线性动力学模型,预测未来10年中国人均生态足迹和生物承载力的发展趋势。结果发现:44年来,中国人均生态足迹具有明显的4.3年、14.3年和17年3个波动周期,人均生物承载力具有明显的3.5年、8.8年、17.7年和44年4个波动周期;若未来10年
2、中国人均生态足迹和生物承载力均延续过去44年的变化趋势,则2015年人均生态足迹、生物承载222力、生态赤字将分别为1.366ghm、1.108ghm和0.258ghm,人均生态足迹和生态赤字较2005年222分别下降了0.27ghm、0.441ghm,而人均生物承载力增加了0.171ghm。在保持经济、技术和人民生活水平稳步提高的同时,这种程度的生态超载有可能通过贸易引进生物承载力,通过技术进步、提高管理水平等增加生物承载力得到缓解。关键词:生态经济学;生态足迹;生物承载力;经验模态分解;非线性预测中图分类号:F062.2文献标识码:A文章编号:1000-3037(2008)02-0
3、230-071992年联合国环境与发展大会后,定量测度可持续发展的指标体系不断提出,如国家[1,2]财富指标、可持续经济福利指数、真实发展指标、人文发展指数、可持续性晴雨表等,已在不少国家和地区的可持续发展评价中得到应用。然而,发展的可持续性主要取决于自然资源的多寡和优劣,核心是确定人类是否生存于自身强烈干预下的自然生态系统承载力范[1][3]围之内,这需要具体的生物物理评价指标。由加拿大生态经济学家WilliamRees1992[4,5]年提出、其博士生MathisWackernagel逐步完善的生态足迹(Ecologicalfootprint,EF)分析方法作为一种衡量自然资源可持
4、续利用的生物物理定量评价工具,以理论思想的新颖性、概念的形象性、内涵的丰富性、可操作性、易接受性、全球可比性等优点很快得到有关国际机[6,7]构、政府部门、非政府组织和相关研究机构的广泛关注和积极参与,引起众多学者进行[8～11]了大量实证研究。当然,关注及研究越多,发展建议和批评也就越多,其中为克服其静态性缺陷而进行的长时间序列动态研究是目前生态足迹方法的主流研究之一,特别是国内[12～14]近几年出现了较多基于生态足迹和生物承载力长时间序列发展趋势的预测研究,但至今未见基于经验模态分解(EmpiricalModeDecomposition,EMD)方法的生态足迹和生物承[15,16
5、]载力非线性动力学预测研究。本文使用EMD方法分析中国1961～2005年人均生态足迹和生物承载力的变化,提取波动周期,建立具有周期性波动的非线性动力学预测模型,进行长时间序列的数值模拟及预测,以期为中国未来的生态可持续发展提供借鉴和启示。1数据来源与计算[17]1961～2001年中国人均生态足迹和生物承载力数据来自刘宇辉,2002～2005年数收稿日期:2007-08-02;修订日期:2007-09-28。基金项目:国家自然基金项目(40371044);国家“211”二期工程重大项目资助。第一作者简介:陈成忠(1970-),男,山东平邑人,副教授,博士生,主要从事生态资源研究。2期
6、陈成忠等:基于生态足迹方法的中国生态可持续性分析231据基于刘宇辉所采用的计算方法进行实证计算。2002～2005年各类农产品、林产品、畜产品、水产品、能源等相关消费数据,耕地、林地、草地、水域等面积数据均来源于2003～2006[18][19]年中国统计年鉴和FAO数据库。2EMD分析图1是中国1961～2005年人均生态足2迹和生物承载力(单位为全球公顷,ghm,21ghm指生物生产力和吸纳废物能力等同2于全球平均值的1hm土地)变化的基本态势,图2、图3分别是对其进行EMD分解提取的IMF分量及趋势量。由图2可看出:中国人均生态足迹的IMF1～IMF3分别表示4.3年、14.3年
7、、17年的周期性震图1中国1961～2005年人均生态足迹和生物荡(表1)。由图3可看出:中国人均生物承承载力折线图载力的IMF1～IMF4分别表示3.5年、8.8Fig.1ChartofpercapitaEFandbiocapacity(BC)年、17.7年和44年的周期性波动(表2)。inChinafrom1961to2005图2中国人均生态足迹变化的IMF分量及趋势量Fig.2IMFandresidualtrendRofchangeofp
