基于灰色模型的長(zhǎng)沙市生態(tài)足跡與生態(tài)承載力預(yù)測(cè)分析

郭榮中, 申海建, 楊敏華

(1.中南大學(xué) 地球科學(xué)與信息物理學(xué)院, 長(zhǎng)沙 410083;2.長(zhǎng)沙環(huán)境保護(hù)職業(yè)技術(shù)學(xué)院, 長(zhǎng)沙 410004; 3.湖南省測(cè)繪科技研究所, 長(zhǎng)沙 410004)

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基于灰色模型的長(zhǎng)沙市生態(tài)足跡與生態(tài)承載力預(yù)測(cè)分析

郭榮中1,2, 申海建3, 楊敏華1

(1.中南大學(xué) 地球科學(xué)與信息物理學(xué)院, 長(zhǎng)沙 410083;2.長(zhǎng)沙環(huán)境保護(hù)職業(yè)技術(shù)學(xué)院, 長(zhǎng)沙 410004; 3.湖南省測(cè)繪科技研究所, 長(zhǎng)沙 410004)

生態(tài)足跡方法是分析區(qū)域可持續(xù)發(fā)展?fàn)顩r的重要方法?；谏鷳B(tài)足跡模型對(duì)長(zhǎng)沙市1996—2008年的生態(tài)足跡進(jìn)行計(jì)算，并利用灰色模型對(duì)其發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了預(yù)測(cè)分析。結(jié)果表明：在1996—2008年，長(zhǎng)沙市人均生態(tài)足跡由1.232 6 hm2增加到1.872 2 hm2；同期人均可利用生態(tài)承載力由0.391 8 hm2逐年下降到0.355 0 hm2，人均生態(tài)赤字由1996年的0.840 8 hm2增加到2008年的1.517 2 hm2，呈增長(zhǎng)趨勢(shì)。同時(shí)根據(jù)預(yù)測(cè)出的研究區(qū)域2011—2020年的人均生態(tài)足跡和人均可利用生態(tài)承載力，得到2020年研究區(qū)域人均生態(tài)赤字將增加到2.736 3 hm2，表明當(dāng)前長(zhǎng)沙市處于一種不可持續(xù)的發(fā)展?fàn)顟B(tài)，區(qū)域超負(fù)荷的生態(tài)狀態(tài)呼吁當(dāng)?shù)卣块T積極采取有效措施，發(fā)展生態(tài)經(jīng)濟(jì)，建設(shè)生態(tài)文明，以真正實(shí)現(xiàn)資源環(huán)境與區(qū)域經(jīng)濟(jì)的協(xié)調(diào)發(fā)展。

生態(tài)足跡; 生態(tài)承載力; 生態(tài)赤字; 灰色模型; 長(zhǎng)沙市

生態(tài)足跡(Ecological Footprint，EF)模型最早是在1992年由加拿大生態(tài)經(jīng)濟(jì)學(xué)家Willian Rees等提出，并于1996年由其博士生Wackemagel完善的一種衡量可持續(xù)發(fā)展能力的方法[1-2]。生態(tài)足跡模型在1999年引入我國(guó)后[3],國(guó)內(nèi)學(xué)者相繼進(jìn)行了生態(tài)足跡法的理論研究和實(shí)證分析，分別從國(guó)家[4-5]、省域[6-11]、城市[12-13]等不同尺度進(jìn)行了積極探討，以及對(duì)某個(gè)行業(yè)的生態(tài)足跡進(jìn)行分析，主要集中在對(duì)水資源生態(tài)足跡的研究[14-15]和對(duì)旅游生態(tài)足跡的分析[16]。研究表明，通過(guò)對(duì)生態(tài)足跡的計(jì)算與分析，定量了解人類對(duì)自然的利用狀況，定量測(cè)量人類的需求是否處于自然的再生產(chǎn)能力之內(nèi)，計(jì)算出人們對(duì)資源、能源的利用狀況，從而確定城市資源與環(huán)境承載力現(xiàn)狀水平，評(píng)價(jià)區(qū)域可持續(xù)發(fā)展?fàn)顩r。

本文應(yīng)用生態(tài)足跡模型，在計(jì)算長(zhǎng)沙市1996—2008年的人均生態(tài)足跡與人均可利用生態(tài)承載力的基礎(chǔ)之上，分析評(píng)價(jià)長(zhǎng)沙市近13 a的可持續(xù)發(fā)展?fàn)顩r，建立基于GM(1，1)灰色預(yù)測(cè)的人均生態(tài)足跡與人均可利用生態(tài)承載力預(yù)測(cè)模型，進(jìn)而預(yù)測(cè)2011—2020年長(zhǎng)沙市人均生態(tài)足跡、人均可利用生態(tài)承載力以及生態(tài)赤字狀況，定量判斷長(zhǎng)沙市目前可持續(xù)發(fā)展的狀態(tài)，以期為長(zhǎng)沙市未來(lái)人類生存和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出科學(xué)規(guī)劃和建議，為政府或相關(guān)部門制定政策與規(guī)劃提供科學(xué)、合理的依據(jù)，為“兩型”社會(huì)核心區(qū)的長(zhǎng)沙市各類土地利用結(jié)構(gòu)調(diào)整和空間優(yōu)化布局起到參考作用。研究結(jié)果既能夠反映出長(zhǎng)沙市的資源消耗強(qiáng)度，又能夠反映出長(zhǎng)沙市的資源供給能力和資源消耗總量，揭示了人類持續(xù)生存的生態(tài)閾值。本文從不同的空間尺度上加強(qiáng)對(duì)生態(tài)足跡方法的研究，強(qiáng)調(diào)自然生態(tài)環(huán)境在可持續(xù)發(fā)展中的基礎(chǔ)地位，在研究方法也進(jìn)行一些有益的探索，豐富了中國(guó)生態(tài)足跡的研究成果，同時(shí)倡導(dǎo)可持續(xù)的發(fā)展觀與樸素、適度、注重環(huán)保的生態(tài)消費(fèi)理念，以在全社會(huì)牢固樹(shù)立生態(tài)文明觀，提高公眾生態(tài)保護(hù)意識(shí)。

1　生態(tài)足跡模型

生態(tài)足跡模型主要基于兩個(gè)基本的事實(shí)：一是人類可以保留大部分消費(fèi)的資源以及大部分產(chǎn)生的廢棄物；二是這些資源和廢棄物能轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的生物生產(chǎn)性土地面積[17-19]。它是在對(duì)土地面積量化的基礎(chǔ)上，在社會(huì)發(fā)展的需求層面上計(jì)算出生態(tài)足跡的大小，在生態(tài)環(huán)境的供給層面上計(jì)算出生態(tài)承載力的大小，進(jìn)而評(píng)價(jià)區(qū)域可持續(xù)發(fā)展?fàn)顩r。在該模型中，將各種資源和能源消費(fèi)項(xiàng)目折算為耕地、林地、草地、建筑用地、化石燃料土地和水域6種類型的生態(tài)生產(chǎn)性土地面積之后，再進(jìn)行均衡處理，將這些具有不同生態(tài)生產(chǎn)力的土地生產(chǎn)面積，轉(zhuǎn)化為具有相同生態(tài)生產(chǎn)力的面積。

1.1生態(tài)足跡的計(jì)算

首先是計(jì)算各類消費(fèi)帳戶的人均生態(tài)足跡(Ai)，計(jì)算公式為：

Ai=Ci/Yi=(Pi+Ii-Ei)/(Yi×N)

(1)

式中：i——消費(fèi)項(xiàng)目的類型；Yi——食物生產(chǎn)性土地第i種消費(fèi)項(xiàng)目的世界平均產(chǎn)量；Ci——第i種消費(fèi)項(xiàng)目當(dāng)?shù)氐娜司M(fèi)量；Pi，Ii，Ei——第i種消費(fèi)項(xiàng)目的年生產(chǎn)量、年進(jìn)口量、年出口量；N——人口數(shù)。

在此基礎(chǔ)上再進(jìn)行生態(tài)足跡的計(jì)算，由于每一類土地類型的生產(chǎn)力不同，將各種類型的生物生產(chǎn)性土地面積乘以一個(gè)相應(yīng)的均衡因子[3]，以使不同生物生產(chǎn)性土地類型的空間匯總為區(qū)域的生物生產(chǎn)力和生態(tài)足跡。區(qū)域人均生態(tài)足跡(ef)的計(jì)算公式為：

ef=∑riAi=∑ri(Pi+Ii-Ei)/(Yi×N)

(2)

式中：ri——均衡因子。

區(qū)域總?cè)丝诘纳鷳B(tài)足跡(EF)計(jì)算公式：

EF=N×(ef)

(3)

式中：N——人口數(shù)。

1.2生態(tài)承載力的計(jì)算

在計(jì)算生態(tài)承載力時(shí)，由于同類生物生產(chǎn)性土地的生產(chǎn)力存在地區(qū)差異，將其面積乘以一個(gè)相應(yīng)的產(chǎn)量因子[3]，以使不同區(qū)域同類生物生產(chǎn)性土地面積可進(jìn)行對(duì)比。區(qū)域人均生態(tài)承載力(ec)的計(jì)算公式：

ec=∑Cj=∑aj×rj×yj

(4)

式中：Cj——第j種消費(fèi)項(xiàng)目的人均生態(tài)承載力分量；aj——人均生物生產(chǎn)面積；rj，yj——均衡因子和產(chǎn)量因子。

區(qū)域總生態(tài)承載力(EC)的計(jì)算公式：

EC=N×(ec)

(5)

1.3生態(tài)盈余與生態(tài)赤字的計(jì)算

生態(tài)赤字與生態(tài)盈余是用來(lái)反映區(qū)域人口對(duì)自然資源的利用狀況。區(qū)域生態(tài)足跡如果超過(guò)了區(qū)域所能提供的生態(tài)承載力，就出現(xiàn)生態(tài)赤字；反之則表現(xiàn)為生態(tài)盈余。

2　長(zhǎng)沙市1996-2008年生態(tài)足跡和生態(tài)承載力的計(jì)算及結(jié)果分析

2.1長(zhǎng)沙市2008年生態(tài)足跡計(jì)算

根據(jù)《長(zhǎng)沙統(tǒng)計(jì)年鑒》(2009)，應(yīng)用上述生態(tài)足跡的計(jì)算方法，對(duì)長(zhǎng)沙市2008年生態(tài)足跡進(jìn)行計(jì)算和分析。該計(jì)算分為兩個(gè)部分：生物資源消費(fèi)和能源消費(fèi)。

2.1.1生物資源消費(fèi)本文將生物資源消費(fèi)分為農(nóng)作物產(chǎn)品、動(dòng)物產(chǎn)品、林產(chǎn)品等消費(fèi)項(xiàng)目，同時(shí)采用聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織1993年計(jì)算的有關(guān)生物資源的世界平均產(chǎn)量數(shù)據(jù)，對(duì)生物資源生產(chǎn)面積進(jìn)行折算。長(zhǎng)沙市2008年生物資源生態(tài)足跡消費(fèi)計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表1。

2.1.2能源消費(fèi)長(zhǎng)沙市能源消費(fèi)主要包括：原煤、洗精煤、其他洗煤、型煤、焦炭、其他燃料、汽油、煤油、柴油、燃料油、其他石油制品、液化石油氣、天然氣、其他煤氣、電力、熱力共16種，對(duì)于原煤、天然氣等一次能源的消費(fèi)，根據(jù)全球平均發(fā)熱量和折算因子統(tǒng)一為化石燃料用地面積；對(duì)于二次能源電力和熱力，本文將其生態(tài)足跡轉(zhuǎn)化為吸收用煤發(fā)電過(guò)程中排放CO2的化石燃料用地，是間接的煤炭消費(fèi)生態(tài)足跡。對(duì)于建筑用地，本文按居民點(diǎn)及工礦用地、交通用地之和計(jì)算。由于缺乏長(zhǎng)沙市進(jìn)出口及國(guó)內(nèi)貿(mào)易的詳細(xì)數(shù)據(jù)，本文在計(jì)算生態(tài)足跡時(shí)未考慮貿(mào)易商品量，計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表2。

表1　2008年長(zhǎng)沙市生物資源生態(tài)足跡消費(fèi)

注:木材的全球平均產(chǎn)量的單位為m3/hm2，其生物量的單位為104m3。

表2　2008年長(zhǎng)沙市能源生態(tài)足跡消費(fèi)

注:電力、熱力數(shù)據(jù)均轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)煤。

2.2長(zhǎng)沙市2008年生態(tài)承載力的計(jì)算

根據(jù)長(zhǎng)沙市2008年實(shí)際能夠提供的人均生物生產(chǎn)面積，計(jì)算長(zhǎng)沙市人均生態(tài)足跡，并和長(zhǎng)沙市的生態(tài)足跡進(jìn)行匯總和比較，具體見(jiàn)表3。

表3　2008年長(zhǎng)沙市生態(tài)足跡需求與供給對(duì)比

由表3可得出，2008年長(zhǎng)沙市的人均生態(tài)足跡為1.872 2 hm2，而實(shí)際生態(tài)承載力為0.403 4 hm2，扣除要預(yù)留12%的生物多樣性保護(hù)用地(0.048 4 hm2)后，人均可利用生態(tài)承載力為0.355 0 hm2，則人均生態(tài)赤字為1.517 2 hm2。這表明長(zhǎng)沙市的人類負(fù)荷已經(jīng)超過(guò)了其生態(tài)容量。其中人均耕地、人均草地、人均水域、人均化石能源用地生態(tài)足跡為赤字，反映了長(zhǎng)沙市對(duì)耕地、草地、水域、化石能源用地需求過(guò)高，本地對(duì)應(yīng)的自然資源無(wú)法提供保障，需從外地通過(guò)貿(mào)易輸入；人均林地、人均建筑用地生態(tài)足跡為盈余，分別為0.051 6 hm2和0.088 6 hm2，反映了長(zhǎng)沙市人均林地和建筑用地的需求在生態(tài)系統(tǒng)承載范圍之內(nèi)。

2.3長(zhǎng)沙市1996-2008年生態(tài)足跡動(dòng)態(tài)變化趨勢(shì)

采用上述生態(tài)足跡計(jì)算方法，以長(zhǎng)沙統(tǒng)計(jì)年鑒(1997—2009)的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，分別計(jì)算長(zhǎng)沙市1996—2008年生態(tài)足跡及生態(tài)赤字情況，以此來(lái)分析長(zhǎng)沙市生態(tài)足跡變化趨勢(shì)(表4)。

表4的數(shù)據(jù)表明，長(zhǎng)沙市人均生態(tài)足跡由1996年的1.232 6 hm2逐年增加到2007年1.941 3 hm2，達(dá)到峰值，2008年略微下降到1.872 2 hm2；同期人均可利用生態(tài)承載力由1996年的0.391 8 hm2逐年持續(xù)下降到2008年0.355 0 hm2。研究期間，長(zhǎng)沙市人均生態(tài)足跡和人均可利用生態(tài)承載力呈反向發(fā)展，必然造成人均生態(tài)赤字呈增長(zhǎng)趨勢(shì)，由1996年的0.840 8 hm2逐年增加到2007年的峰值1.582 7 hm2，2008年略微下降到1.517 2 hm2。1996—2008年，長(zhǎng)沙市人均生態(tài)足跡的需求1996—2002年緩慢增長(zhǎng)，2003年之后呈快速增長(zhǎng)趨勢(shì)，同期人均生態(tài)足跡的供給基本持平，導(dǎo)致人均生態(tài)赤字的變化趨勢(shì)與人均生態(tài)足跡的需求變化趨勢(shì)相同，說(shuō)明長(zhǎng)沙市的生態(tài)發(fā)展趨勢(shì)不容樂(lè)觀。造成這種趨勢(shì)的原因，主要是由于長(zhǎng)沙市對(duì)自然資源和能源的利用逐年增大已經(jīng)超出了市內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)的容量。因此，長(zhǎng)沙市生態(tài)環(huán)境已接近不可持續(xù)發(fā)展?fàn)顟B(tài)。

表4　1996-2008年長(zhǎng)沙市人均生態(tài)足跡供給與需求、生態(tài)赤字變化趨勢(shì)　hm2/人

注:人均可利用生態(tài)承載力是指生態(tài)承載力扣除了要預(yù)留的12%的生物多樣性保護(hù)用地后的值。

3　長(zhǎng)沙市2011-2020年生態(tài)足跡預(yù)測(cè)

3.1預(yù)測(cè)方法

為了預(yù)測(cè)2011—2020年長(zhǎng)沙市人均生態(tài)足跡、人均可利用生態(tài)承載力以及生態(tài)赤字狀況，本文利用GM(1，1)模型[20]，即：

(6)

(7)

3.2預(yù)測(cè)結(jié)果

以1996—2008年長(zhǎng)沙市人均生態(tài)足跡、人均可利用生態(tài)承載力為基礎(chǔ)，利用GM(1，1)模型即式(6)，(7)，預(yù)測(cè)研究區(qū)域2011—2020年生態(tài)赤字狀況，預(yù)測(cè)模型見(jiàn)表5。

表5　長(zhǎng)沙市人均生態(tài)足跡和人均可利用生態(tài)承載力預(yù)測(cè)模型

注：e為常量，其值為2.718 28；t為預(yù)測(cè)時(shí)間。

通過(guò)計(jì)算相對(duì)誤差來(lái)檢驗(yàn)預(yù)測(cè)模型的精度，當(dāng)相對(duì)誤差絕對(duì)值小于3%時(shí)，說(shuō)明模型精度是非常高的[20]，相對(duì)誤差越小，表示精度越高。由表5可知，人均生態(tài)足跡和人均生態(tài)承載力的預(yù)測(cè)模型相對(duì)誤差均小于3%，這表明預(yù)測(cè)模型可信度高。同時(shí)以長(zhǎng)沙2012年統(tǒng)計(jì)年鑒的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，計(jì)算長(zhǎng)沙市2011年生態(tài)足跡及生態(tài)赤字情況，以此進(jìn)一步驗(yàn)證預(yù)測(cè)模型的準(zhǔn)確性，計(jì)算結(jié)果表明2011年長(zhǎng)沙市人均生態(tài)足跡為2.052 3 hm2，人均可利用生態(tài)承載力為0.343 4 hm2，人均生態(tài)赤字為1.708 9 hm2，而根據(jù)表6的模型預(yù)測(cè)結(jié)果可知，2011年長(zhǎng)沙市人均生態(tài)足跡與人均可利用生態(tài)承載力將分別達(dá)到2.107 9 hm2和0.346 2 hm2，其生態(tài)赤字達(dá)到1.761 7 hm2，所以實(shí)際值與預(yù)測(cè)模型值的相對(duì)誤差分別為2.7%和0.8%，表明預(yù)測(cè)模型精度較高。

根據(jù)表5的模型預(yù)測(cè)2011—2020年長(zhǎng)沙市的人均生態(tài)足跡和人均生態(tài)承載力，預(yù)測(cè)結(jié)果見(jiàn)表6，2020年人均生態(tài)足跡和人均可利用生態(tài)承載力分別達(dá)到3.056 8 hm2和0.320 5 hm2，生態(tài)赤字達(dá)到2.736 3 hm2?？梢?jiàn)，必須采取一系列有效的措施，提高土地生產(chǎn)力，減少能源消耗，發(fā)展清潔能源，控制人口增長(zhǎng)，改變現(xiàn)有的經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式、加大科技創(chuàng)新。否則，長(zhǎng)沙市生態(tài)赤字將會(huì)不斷加大，可持續(xù)發(fā)展?fàn)顩r進(jìn)一步惡化。

表6　2011-2020年長(zhǎng)沙市人均生態(tài)足跡供給與需求、生態(tài)赤字變化預(yù)測(cè)　hm2/人

4　結(jié)論與討論

(1) 1996—2008年，長(zhǎng)沙市人均生態(tài)足跡由1.232 6 hm2增加到1.872 2 hm2；同期人均可利用生態(tài)承載力由0.391 8 hm2逐年下降到0.355 0 hm2，人均生態(tài)赤字呈增長(zhǎng)趨勢(shì)，由1996年的0.840 8 hm2增加到2008年的1.517 2 hm2，研究期間生態(tài)足跡一直存在生態(tài)赤字，即不可持續(xù)發(fā)展?fàn)顟B(tài)。反映了該研究區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)為人類提供各種服務(wù)能力在持續(xù)下降，需要通過(guò)從外地不斷地輸入生態(tài)足跡，才能維持現(xiàn)有的生活水平和消費(fèi)水平。

(2) 利用GM(1，1)模型，預(yù)測(cè)研究區(qū)域2011—2020年人均生態(tài)足跡、人均生態(tài)承載力以及生態(tài)赤字狀況。研究發(fā)現(xiàn)，該區(qū)域到2020年人均生態(tài)赤字達(dá)到2.736 3 hm2。對(duì)于這種不容樂(lè)觀的生態(tài)前景，當(dāng)?shù)卣仨氁鸶叨戎匾暡⑦M(jìn)行有效控制。

(3) 根據(jù)研究區(qū)域的具體情況，建議采取的措施主要有：① 以資源和能源的利用為核心，以推行清潔生產(chǎn)、廢物綜合利用、調(diào)整產(chǎn)業(yè)鏈、資源優(yōu)化合理利用為手段，探索符合長(zhǎng)沙實(shí)際的“兩型”產(chǎn)業(yè)發(fā)展有效模式與途徑，突出抓好重點(diǎn)行業(yè)、重點(diǎn)企業(yè)、重點(diǎn)地區(qū)的能耗管理和排污監(jiān)控，堅(jiān)決淘汰落后產(chǎn)能和“五小”企業(yè)，加快資源循環(huán)利用產(chǎn)業(yè)發(fā)展、強(qiáng)化污染物減排和治理，重點(diǎn)流域水污染防治，發(fā)展環(huán)保產(chǎn)業(yè)，促進(jìn)企業(yè)的循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。② 積極推進(jìn)能源結(jié)構(gòu)調(diào)整，發(fā)展新能源和可再生能源，在生產(chǎn)和生活中大力推廣清潔能源，同時(shí)進(jìn)一步提高能源的使用效率，實(shí)施重點(diǎn)節(jié)能工程，探索節(jié)能減排的激勵(lì)約束機(jī)制。③ 在經(jīng)濟(jì)建設(shè)與土地開(kāi)發(fā)利用過(guò)程中，采取積極的生態(tài)保護(hù)措施，完善農(nóng)地生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制，加強(qiáng)生態(tài)工程治理，完善土地管理制度，合理安排建設(shè)用地、生態(tài)用地和基本農(nóng)田用地，進(jìn)一步強(qiáng)化合理規(guī)劃、立體開(kāi)發(fā)，在城市建設(shè)、園區(qū)開(kāi)發(fā)、農(nóng)民安置、道路建設(shè)、農(nóng)業(yè)開(kāi)發(fā)等重點(diǎn)領(lǐng)域降低土地資源消耗，積極實(shí)施一批集約用地、節(jié)能改造等示范工程，積極探索資源節(jié)約利用的“長(zhǎng)沙模式”。④ 加快水利基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，城鄉(xiāng)防洪防旱能力的增強(qiáng)；加快地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)調(diào)查評(píng)價(jià)體系、監(jiān)測(cè)預(yù)警體系、防治體系、應(yīng)急體系的建立。加快完成湘江、瀏陽(yáng)河及奎塘河兩岸水土修復(fù)、生態(tài)防護(hù)林建設(shè)、沿江風(fēng)光帶建設(shè)。重點(diǎn)加強(qiáng)湘江流域長(zhǎng)沙段全程監(jiān)控治理，推進(jìn)湘江流域生態(tài)經(jīng)濟(jì)帶建設(shè)。⑤ 以創(chuàng)建“全國(guó)生態(tài)市”和“國(guó)家環(huán)境保護(hù)模范城市”為重點(diǎn)，按照市域和都市區(qū)兩個(gè)層次，建設(shè)結(jié)構(gòu)性綠地，保護(hù)“一江、四水、五洲、十山”為骨架的自然生態(tài)系統(tǒng)，加快城市綠色空間體系的建設(shè)，長(zhǎng)沙市中心城區(qū)范圍內(nèi)以景觀性綠地為主，城區(qū)以外區(qū)域以生態(tài)綠地為主，以湘江生態(tài)廊道為生態(tài)環(huán)境綠化系統(tǒng)中的主軸，以瀏陽(yáng)河、溈水河、撈刀河、靳江河生態(tài)綠化帶構(gòu)建市域大綠色空間的生態(tài)骨架；加強(qiáng)東、西、南、北四個(gè)農(nóng)業(yè)生態(tài)區(qū)的建設(shè)。以促進(jìn)研究區(qū)域重點(diǎn)生態(tài)功能區(qū)的保護(hù)和管理，增強(qiáng)涵養(yǎng)水源、保持水土能力，保護(hù)生物多樣性。

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Predictive Analysis on the Ecological Footprint and Carrying Capacity of Changsha City Based on Grey Model

GUO Rongzhong1,2, SHEN Haijian3, YANG Minhua1

(1.School of Info-Physics and Geomatics Engineering, Central South University,Changsha410083,China; 2.ChangshaEnvironmentalProtectionVocationTechnicalCollege,Changsha410004,China; 3.InstituteofMappingofHu′nanProvince,Changsha410004,China)

The ecological footprint is an important way to analyze the regional sustainable development. In the present study, the ecological footprint of Changsha City from 1996 to 2008 was calculated and analyzed by means of the ecological footprint model, while the trend of its development was predicted using the grey model. The results show that in 1996—2008, the ecological footprint of Changsha per capita increased from 1.232 6 hm2to 1.872 2 hm2, the ecological carrying capacity per capita gradually decreased from 0.391 8 hm2to 0.355 0 hm2, while the ecological deficit per capita increased from 0.840 8 hm2in 1996 to 1.517 2 hm2in 2008, indicating the growing trend. Likewise, according to the predicted ecological footprint and ecological carrying capacity per capita of the study area from 2011 to 2020, the ecological deficit of the study area in 2020 will increase up to 2.736 3 hm2, suggesting that Changsha will be in the state of unsustainable development. The overload of regional ecological state required local governments to take effective measures to develop the ecological civilization of the ecological economy construction, to achieve the coordinated development of resource environment and regional economy.

ecological footprint; ecological carrying capacity; ecological deficit; gray model; Changsha City

2015-01-27

2015-03-03

湖南省科技廳科技計(jì)劃項(xiàng)目“基于RS和GIS的長(zhǎng)株潭區(qū)域土地利用覆被變化及其生態(tài)環(huán)境效應(yīng)研究”(2011SK3203)

郭榮中(1979—),女,湖南桂東縣人,博士研究生,副教授,主要從事土地信息與土地利用的研究。E-mail:gyun91@163.com

X171.4

A

1005-3409(2015)04-0195-06