全 文 ：
摇 摇 摇 摇 摇 生 态 学 报
摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 (SHENGTAI XUEBAO)
摇 摇 第 31 卷 第 17 期摇 摇 2011 年 9 月摇 (半月刊)
目摇 摇 次
海洋生态资本理论框架下海洋生物资源的存量评估 任大川,陈摇 尚,夏摇 涛,等 (4805)………………………
内生真菌对羽茅生长及光合特性的影响 贾摇 彤,任安芝,王摇 帅,等 (4811)……………………………………
基于遥感图像处理技术胡杨叶气孔密度的估算及其生态意义 荐圣淇,赵传燕,赵摇 阳,等 (4818)……………
水文变异下的黄河流域生态流量 张摇 强,李剑锋,陈晓宏,等 (4826)……………………………………………
黄河三角洲重度退化滨海湿地盐地碱蓬的生态修复效果 管摇 博,于君宝,陆兆华,等 (4835)…………………
浙江省某 PCBs废物储存点对其邻近滩涂生态系统的毒性风险 何闪英, 陈昆柏 (4841)………………………
鄱阳湖苔草湿地甲烷释放特征 胡启武,朱丽丽,幸瑞新,等 (4851)………………………………………………
三峡库区银鱼生长特点及资源分析 邵晓阳,黎道峰,潭摇 路,等 (4858)…………………………………………
低温应激对吉富罗非鱼血清生化指标及肝脏 HSP70 基因表达的影响 刘摇 波,王美垚,谢摇 骏,等 (4866)…
Cd2+对角突臂尾轮虫和曲腿龟甲轮虫的急性毒性和生命表统计学参数的影响
许丹丹,席贻龙,马摇 杰,等 (4874)
…………………………………
……………………………………………………………………………
圈养梅花鹿 BDNF基因多态性与日常行为性状的关联分析 吕慎金,杨摇 燕,魏万红 (4881)…………………
华北平原玉米田生态系统光合作用特征及影响因素 同小娟,李摇 俊,刘摇 渡 (4889)…………………………
长期施肥对麦田大型土壤动物群落结构的影响 谷艳芳 ,张摇 莉,丁圣彦,等 (4900)…………………………
蚯蚓对湿地植物光合特性及净化污水能力的影响 徐德福,李映雪,王让会,等 (4907)…………………………
三种农药对红裸须摇蚊毒力和羧酸酯酶活性的影响 方国飞 (4914)……………………………………………
六星黑点豹蠹蛾成虫生殖行为特征与性趋向 刘金龙,宗世祥,张金桐,等 (4919)………………………………
除草剂胁迫对空心莲子草叶甲种群的影响及应对策略 刘雨芳,彭梅芳,王成超,等 (4928)……………………
荒漠植物准噶尔无叶豆结实、结籽格局及其生态适应意义 施摇 翔,王建成,张道远,等 (4935)………………
限水灌溉冬小麦冠层氮分布与转运特征及其对供氮的响应 蒿宝珍,姜丽娜,方保停,等 (4941)………………
准噶尔盆地梭梭、白梭梭植物构型特征 王丽娟,孙栋元,赵成义,等 (4952)……………………………………
基于地表温度鄄植被指数关系的地表温度降尺度方法研究 聂建亮,武建军,杨摇 曦,等 (4961)………………
岩溶区不同植被类型下的土壤氮同位素分异特征 汪智军,梁摇 轩,贺秋芳,等 (4970)………………………
施氮量对麻疯树幼苗生长及叶片光合特性的影响 尹摇 丽,胡庭兴, 刘永安, 等 (4977)………………………
黄土丘陵区燕沟流域典型植物叶片 C、N、P化学计量特征季节变化 王凯博,上官周平 (4985)………………
克隆整合提高淹水胁迫下狗牙根根部的活性氧清除能力 李兆佳, 喻摇 杰, 樊大勇, 等 (4992)………………
低覆盖度固沙林的乔木分布格局与防风效果 杨文斌,董慧龙,卢摇 琦,等 (5000)………………………………
东灵山林区不同森林植被水源涵养功能评价 莫摇 菲,李叙勇,贺淑霞,等 (5009)………………………………
11 种温带树种粗木质残体分解初期结构性成分和呼吸速率的变化 张利敏,王传宽,唐摇 艳 (5017)…………
连栽第 1 和第 2 代杉木人工林养分循环的比较 田大伦,沈摇 燕,康文星,等 (5025)……………………………
最优化设计连续的自然保护区 王宜成 (5033)……………………………………………………………………
基于自然地理特征的长江口水域分区 刘录三,郑丙辉,孟摇 伟,等 (5042)………………………………………
煤电一体化开发对锡林郭勒盟环境经济的影响 吴摇 迪,代方舟,严摇 岩,等 (5055)……………………………
专论与综述
生态条件的多样性变化对蜜蜂生存的影响 侯春生,张学锋 (5061)………………………………………………
研究简报
胶州湾潮间带大型底栖动物次级生产力的时空变化 张崇良,徐宾铎,任一平,等 (5071)………………………
湿地公园研究体系构建 王立龙,陆摇 林 (5081)……………………………………………………………………
基于生态足迹的半干旱草原区生态承载力与可持续发展研究———以内蒙古锡林郭勒盟为例
杨摇 艳,牛建明,张摇 庆,等 (5096)
…………………
……………………………………………………………………………
学术信息与动态
恢复与重建自然与文化的和谐———2011 生态恢复学会国际会议简介 彭少麟,陈蕾伊,侯玉平,等 (5105)…
期刊基本参数:CN 11鄄2031 / Q*1981*m*16*302*zh*P* ￥ 70郾 00*1510*37*
室室室室室室室室室室室室室室
2011鄄09
封面图说: 相当数量的降雪与低温严寒是冰川发育的主要因素,地球上的冰川除南北两极外,只有在高海拔的寒冷山地才能存
在。 喜马拉雅山造山运动使中国成为了世界上中低纬度冰川最为发育的国家,喜马拉雅山地区雪峰连绵、冰川四
溢,共有现代冰川 17000 多条,是世界冰川发育的中心之一。
彩图提供: 陈建伟教授摇 国家林业局摇 E鄄mail: cites. chenjw@ 163. com
第 31 卷第 17 期
2011 年 9 月
生 态 学 报
ACTA ECOLOGICA SINICA
Vol. 31,No. 17
Sep. ,2011
http: / / www. ecologica. cn
基金项目:国家自然科学基金资助(30760158, 31060320);现代农业产业技术体系建设专项资金;高等学校博士学科点专项科研基金资助课题资
助(20070126004);“内蒙古草地生态学重点实验室———省部共建国家重点实验室培育基地资助项目(2007鄄02)
收稿日期:2010鄄07鄄30; 摇 摇 修订日期:2011鄄02鄄14
*通讯作者 Corresponding author. E鄄mail: jmniu2005@ 163. com
杨艳,牛建明,张庆,张艳楠.基于生态足迹的半干旱草原区生态承载力与可持续发展研究———以内蒙古锡林郭勒盟为例. 生态学报,2011,31
(17):5096鄄5104.
Yang Y, Niu J M, Zhang Q,Zhang Y N. Ecological footprint analysis of a semi鄄arid grassland region facilitates assessment of its ecological carrying capacity:
a case study of Xilinguole League. Acta Ecologica Sinica,2011,31(17):5096鄄5104.
基于生态足迹的半干旱草原区生态承载力
与可持续发展研究
———以内蒙古锡林郭勒盟为例
杨摇 艳1,牛建明1,2,*,张摇 庆1,张艳楠1
(1. 内蒙古大学生命科学学院生态与环境科学系,呼和浩特摇 010021;
2. 中美生态、能源及可持续性科学内蒙古研究中心,呼和浩特摇 010021)
摘要:以内蒙古自治区锡林郭勒盟为例,以锡林郭勒盟 1981—2008 年的统计资料为依据,应用生态足迹法对其近 30 a的生态足
迹和生态承载力进行了实证计算和研究,探讨了半干旱草原区的生态承载力动态变化及其对可持续发展的影响。 研究表明:
(1)工业化、城镇化的快速发展,使该区生态足迹明显增加,人均生态足迹由 1981 年的 1. 0868 hm2增加到 2008 年的 24. 2176
hm2,高于全国和国内部分草原区,化石能源和草地生态足迹急剧增加是区域生态足迹增加的主导因素;(2)随着人口增长,草
地、耕地等人均承载力下降,土地总人均承载力也从 1981 的 3. 1565 hm2下降到 2008 年的 2. 3915 hm2;(3)该区域发展呈现出由
生态盈余转为生态赤字,且生态赤字快速增长的趋势。 其根源一方面是 20 世纪 90 年代以来,国内市场对煤炭等本地优势资源
需求的增加和重新配置加速了该区域工业化进程,增加了生态足迹;另一方面草地需求旺盛导致对草地的掠夺性经营加剧,致
使草地退化严重,降低了生态承载力。 锡林郭勒盟以畜牧业为主,草地是经济发展的基础,而工业化、城镇化的发展急剧增加了
对草地资源的需求,如何科学、合理的协调工业化、城镇化发展和草地退化之间的矛盾,是锡林郭勒盟能否可持续发展的一个关
键性因素。
关键词:草原; 可持续发展; 生态承载力; 生态足迹; 锡林郭勒盟
Ecological footprint analysis of a semi鄄arid grassland region facilitates assessment
of its ecological carrying capacity: a case study of Xilinguole League
YANG Yan1, NIU Jianming1,2,*, ZHANG Qing1,ZHANG Yannan1
1 School of Life Science, Inner Mongolia University, Hohhot 010021, China
2 Sino鄄US Center for Conservation, Energy and Sustainability Science, Hohhot 010021, China
Abstract: The development and testing of regional sustainable development indicators is an active research area. This study
uses quantitative indicators to determine whether nature忆s ecological carrying capacity can satisfy the needs of humans.
There are many quantitative measuring methods for sustainable development, but the ecological footprint analysis has a more
widespread application. This method is used to calculate ecological footprints by looking at need and the ecological carrying
capacity in terms of support, and study the use degree of humanity to natural. Using these results, the circumstances of an
area or country忆s sustainable development may be established.
Xilinguole League is located 111毅59忆—120毅00忆E and 42毅32忆—46毅41忆N. The total area is 201442 km2, with a
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grassland area of 192000 km2, and covers one鄄quarter grassland area of the Inner Mongolia Autonomous Region.
In this study we conducted an ecological footprint analysis of the Xilinguole League, using statistical data from 1981 to
2008. The computed ecological carrying capacity and its 30鄄year dynamics revealed the major development trends of this
semi鄄arid grassland region. Our findings showed the following. (1) Rapid industrialization and urbanization altered the
area忆s per capita ecological footprint dramatically. The area increased from 1. 0868 hm2 in 1981 to 24. 2176 hm2 in 2008,
surpassing China忆s national average and that of other domestic grassland areas. The main driver of this increase was the
rapid expansion of areas involved in the extraction of fossil fuels and other grassland uses. (2) Rapid population growth
resulted in the decline of per capita ecological carrying capacity for this region, with grassland—cropland capacities being
most affected. The total per capita ecological carrying capacity decreased from 3. 1565 hm2 in 1981 to 2. 3915 hm2 in 2008.
(3) Development has been accompanied by a shift from a regional ecological surplus to an ecological deficit.
Two factors are responsible for these conditions. First, since the 1990s, the domestic market has increased the demand
for and taken advantage of local resources such as coal and other electric power generation sources. In addition, the area
itself has experienced economic development, which has accelerated industrialization. This development has caused an
increase in demand for energy use and living resources, further advancing urbanization. As a consequence, the ecological
footprint has increased dramatically. Second, demand for livestock production has increased dramatically and has resulted in
long鄄term over鄄grazing. In addition, many years of poor grassland management has damaged the grassland ecology and
created a fragile environment. Grasslands in the area have become severely degraded, and ecological carrying capacity has
declined. Moreover, industrialization and urban development, the growth of residential areas and transport routes, the
takeover of grassland by industrial and mining areas, have all put extra stress on available grassland.
The Xilinguole League development represents a massive increase in energy use and the severe ecological deficit of a
semi鄄arid grassland area due to industrialization and urban development. However, because grasslands offer an important
foundation for economic development, their degradation may compromise the region忆s sustainability. Scientific research is
vitally important to find a balance between industrialization and urbanization incentives and the sustainable management of
natural resources.
Key Words: grassland; sustainable development; ecological carrying capacity; ecological footprint; Xilinguole League
可持续发展作为一种新的发展理念和模式已从定性的描述走向定量的测度和评价,对它的定量测度,研
究方法[1]很多,但出发点都是为了表达人类对自然的利用是否处于自然系统的生态承载力范围内[2]。 生态
承载力即生态环境的承载能力,是指自然生态系统所提供的资源和环境对人类社会系统良性发展的一种支持
能力,是自然体系调节能力的客观反映。 生态承载力的本质是生态系统的可持续承载[3],它有上下两个阈
值,如果超出了这个范围,就不能正常发挥其功能,以至于偏离可持续发展轨道[4]。 人类社会必须生存于生
态系统的承载力范围内[5],即人类的可持续发展必须建立在生态系统完整、资源持续供给和环境长期有容纳
量的基础上,不应超越生态系统的承载限值。
度量生态承载力的方法有很多,其中生态足迹法具有较广泛的应用。 该方法最初由加拿大生态经济学家
Willian和其博士生 Wackernagel[6]提出,它通过测算人类对自然生态服务的需求与自然能提供的生态服务之
间的差距,研究人类对自然的利用状况,分析人类对生态系统的依赖性、生态系统的承受能力,来度量可持续
发展程度[7];之后生态足迹法被用在国外很多国家和地区可持续发展态势的研究上[8鄄10]。 1999 年,生态足迹
法被引入到我国[11鄄13],研究范围从国家和省、市[14鄄16]等大范围区域尺度,逐渐到县、镇[17鄄19]级区域尺度,也出
现了更微观的学校、企业、家庭[20鄄22]等生态足迹的研究,它是现今得到不断应用和发展的一种生态评价方法。
在草原区域,一些学者将承载力理论引入到草原管理中[23],针对草原生态系统的特点[24],草原生态系统
的生态承载力是指某一时期某一地域,在确保资源的合理开发利用和生态环境良性循环发展的条件下,可持
7905摇 17 期 摇 摇 摇 杨艳摇 等:基于生态足迹的半干旱草原区生态承载力与可持续发展研究———以内蒙古锡林郭勒盟为例 摇
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续承载的人口数量、经济强度及社会总量的能力[25]。 草地生态承载力能够反映草地生态系统的状态和承载
能力,是评价草地可持续发展能力的基础系统方法之一[26]。 在草地畜牧业地区,实现可持续发展的最基本和
最首要的条件是维持草地生态系统的完整性,控制草地资源开发强度[27]。 目前,由于人类活动的过度干扰,
造成草原退化问题日趋严重,对草原地区的生态承载力和可持续发展的研究逐渐增多,杨齐,李建龙[28]等人
应用生态足迹法研究了新疆阜康市总体生态安全以及草地生态安全状况,剖析了阜康市草地生态赤字的成
因,李雪峰[29]曾用生态足迹法研究内蒙古呼伦贝尔市 2005 年的可持续发展情况。 研究表明,在草原牧区,工
业化和城镇化的迅猛发展,导致工农业生产消费和人民生活消费迅速增加,草地资源被过度利用,生态承载力
下降,出现严重赤字;草地供需矛盾突出,已成为草原区域最主要的生态不安全因素。
在本项研究中,以具有代表性、处于半干旱草原区的内蒙古自治区锡林郭勒盟为例,针对其工业发展与牧
区生态环境、草畜平衡之间的突出矛盾,通过计算近 30 a的生态足迹和生态承载力,刻画生态足迹、生态承载
力动态变化趋势,进而阐明人类活动对自然资源的利用程度,剖析半干旱草原区由于工业化和城镇化进程对
资源需求、土地承载力及草地生态系统的影响。
1摇 研究区域概况
锡林郭勒盟位于内蒙古自治区中部,东经 111毅59忆—120毅00忆,北纬 42毅32忆—46毅41忆,属于中温带大陆性气
候。 锡林郭勒盟土地总面积 20. 14 万 km2,其中草原总面积 19. 14 万 km2,占总面积的 95% ,占内蒙古自治区
草原面积的 1 / 4[30]。 锡林郭勒盟是我国重要的天然草原放牧畜牧业基地之一,2008 年牧业年度牲畜存栏
1324. 8 万头只,占内蒙古自治区的比重 12. 4% ;年均出栏牲畜 1000 多万羊单位,占内蒙古自治区牲畜出栏数
的 30%多;肉类总产量 17. 8 万 t,占内蒙古自治区的比重 8. 1% 。
锡林郭勒盟矿藏资源丰富,现已发现的矿种达 50 余种。 2003 年以来,该盟依托丰富的煤炭和有色金属
矿资源,引导国有大企业走新型工业化的道路,2008 年,工业增加值占地区生产总值比重提高到 53% ,工业主
导经济的局面基本形成。
2摇 研究方法
2. 1摇 生态足迹计算
在本研究中,使用生产性生态足迹。 生产性生态足迹是指一个区域每年从生态系统中实际取得的生物产
量所需要的生态生产性土地面积,生产性生态足迹大于当地生态承载力时为生产性生态赤字,反之则为生产
性生态盈余[31]。 该指标能够较为客观真实地反映当地生态环境所承受的压力,并且不必考虑区域进出口量
的差额,所以克服了因部分关键数据限制所导致计算误差较大的弊端[32鄄33]。
生态足迹的表达式为:
PF ij = DE ij / P ij 摇 摇 ( i = 1,2,…,n;j = 1,2,…,n) (1)
式中,PF ij为第 i种资源第 j 年的生产性生态足迹(hm2);DE ij为第 i 种资源第 j 年的生产量( t);P ij为第 i
种资源第 j年的世界平均生产能力(kg / hm2)。
锡林郭勒盟 1981—2008 年生态足迹的计算主要包括 3 部分:(1)生物资源部分;(2)能源部分;(3)吸纳
区域内废弃物需要的生物生产面积。
生物资源主要依据粮食、油料、蔬菜、酒、食用植物油、羊肉、牛肉、猪肉、奶类、羊毛绒、水产品、水果 12 类
农牧产品的生产量来计算,生产面积折算采用联合国粮农组织 1993 年提出的相关标准[34];能源部分主要计
算原煤、原油、电力等的足迹,采用单位化石能源土地面积平均发热量为标准[35];参考生态价值评估技术中的
市场价值法,将吸纳区域内人口废弃物需要价值转化为生物生产面积[36]。 具体方法为:
B = QP 伊 M 伊 ri 伊 yi (2)
式中,B为人均废弃物处理折算的生物生产面积(hm2),Q为区域内垃圾处理费用(万元),P 为单位耕地
面积的产值(万元 / hm2),M 为人口数(人),ri为均衡因子,y j为产量因子。
8905 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 31 卷摇
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最后,将计算得到的各种生物生产面积进行汇总,并乘以相应的均衡因子,得到符合世界平均生态空间标
准的研究区域生态足迹(表 1)。
表 1摇 锡林郭勒盟 1981—2008 年人均生态足迹计算汇总
Table 1摇 Calculated results of ecological footprint of Xilinguole league in 1981—2008
年份
Year
草地
Pasture
/ hm2
耕地
Cropland
/ hm2
林地
Forest
/ hm2
水域
Fisheries
/ (伊10-6hm2)
建筑用地
Built鄄up area
/ hm2
化石能源
Fossil Fuels
/ hm2
废弃物处理
waste disposal
/ hm2
人均生态足迹
Per capita
eco鄄footprint
/ (hm2 /人)
1981 0. 7623 0. 1192 0. 0054 1. 4 0. 0002 0. 1998 <0. 0008 1. 0868
1982 1. 0109 0. 2617 0. 0051 2. 7 0. 0002 0. 1926 <0. 0008 1. 4705
1983 1. 1824 0. 1489 0. 0033 5. 5 0. 0002 0. 1999 <0. 0008 1. 5346
1984 1. 2750 0. 2657 0. 0067 5. 0 0. 0002 0. 1898 <0. 0008 1. 7375
1985 1. 3679 0. 2783 0. 0069 3. 9 0. 0002 0. 2320 <0. 0008 1. 8854
1986 1. 1836 0. 1521 0. 0104 3. 2 0. 0003 0. 2555 <0. 0008 1. 6018
1987 1. 3274 0. 1337 0. 0123 0. 54 0. 0003 0. 2742 <0. 0008 1. 7481
1988 1. 2261 0. 2096 0. 0088 4. 0 0. 0003 0. 2475 <0. 0008 1. 6923
1989 1. 5976 0. 1522 0. 0107 1. 5 0. 0003 0. 4679 <0. 0008 2. 2287
1990 1. 6233 0. 3077 0. 0152 2. 8 0. 0005 0. 8845 <0. 0008 2. 8312
1991 1. 8966 0. 3235 0. 0152 2. 8 0. 0007 0. 9569 <0. 0008 3. 1930
1992 1. 8529 0. 3408 0. 0152 2. 8 0. 0009 0. 9762 <0. 0008 3. 1860
1993 1. 8963 0. 3170 0. 0152 2. 8 0. 0009 0. 9256 <0. 0008 3. 1551
1994 1. 9463 0. 2867 0. 0383 2. 8 0. 0011 1. 0243 <0. 0008 3. 2967
1995 2. 1237 0. 3812 0. 0383 1. 6 0. 0012 1. 0880 <0. 0008 3. 6325
1996 2. 4554 0. 3750 0. 0383 1. 6 0. 0012 1. 0622 <0. 0008 3. 9321
1997 2. 9981 0. 2529 0. 0383 1. 6 0. 0013 1. 0679 <0. 0008 4. 3585
1998 3. 0778 0. 4726 0. 0464 1. 6 0. 0013 1. 0963 <0. 0008 4. 6945
1999 3. 3048 0. 4758 0. 0515 1. 6 0. 0013 1. 0575 <0. 0008 4. 8909
2000 3. 9586 0. 3697 0. 0768 1. 6 0. 0013 1. 0436 0. 0008 5. 4508
2001 3. 4254 0. 2580 0. 0594 1. 0 0. 0014 1. 0342 0. 0004 4. 7787
2002 2. 6939 0. 2795 0. 0582 2. 5 0. 0014 1. 0577 0. 0007 4. 0915
2003 3. 1482 0. 3763 0. 0453 0. 91 0. 0015 1. 2493 0. 0119 4. 8326
2004 3. 2979 0. 6028 0. 0603 0. 91 0. 0028 1. 9662 0. 0008 5. 9309
2005 3. 4766 0. 6537 0. 0685 1. 8 0. 0028 3. 4443 0. 0226 7. 6685
2006 3. 6469 0. 8673 0. 0722 1. 9 0. 0113 5. 2407 0. 0233 9. 8617
2007 3. 6646 0. 6865 0. 0845 1. 9 0. 0376 9. 3273 0. 0233 13. 8238
2008 3. 3987 0. 8552 0. 1030 1. 9 0. 0603 19. 7772 0. 0233 24. 2176
摇 摇 以 1981—2008 年的锡林郭勒盟统计年鉴资料为数据源[37]
2. 2摇 生态承载力计算
生态承载力是指区域所能够提供给人类的生态生产性土地面积的总和。 可表示为:
EC = N 伊 e 伊 c = N 伊 a 伊 r 伊 y摇 摇 ( j = 1,2,3,…,6) (3)
式中,EC 为区域总人口的生态承载力(hm2),N 为人口数(人),ec 为人均生态承载力(hm2 /人),aj为人
均生物生产面积(hm2 /人),ri 为均衡因子,y j 为产量因子。 在人均生态承载力的计算中,按世界环境与发展
委员会的报告《我们共同的未来》所建议,扣除 12%的生物多样性保护面积,即为可利用的人均生态承载面积
(表 2)。
2. 3摇 均衡因子和产量因子的计算
均衡因子采用我国目前常用的取值,即耕地、建筑用地为 1. 66,林地为 0. 91,草地为 0. 19,水域为 1. 00,
9905摇 17 期 摇 摇 摇 杨艳摇 等:基于生态足迹的半干旱草原区生态承载力与可持续发展研究———以内蒙古锡林郭勒盟为例 摇
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化石原料用地为 0[35]。
表 2摇 1981—2008 年锡林郭勒盟生态承载力
Table 2摇 Calculated results of ecological carrying capacity of Xilinguole League in 1981—2008
年份
Year
草地
Pasture
/ hm2
耕地
Cropland
/ hm2
林地
Forest
/ hm2
水域
Fisheries
/ hm2
建筑用地
Built鄄up area
/ hm2
人均生态
承载力
Per capita
bio鄄capacity
/ (hm2 /人 )
减去生物多
样性保护
(12% )
Minus 12%
for biodiversity
可利用人均
生态承载力
/ (hm2 /人 )
Available
per capita
bio鄄capacity
生态赤字
/ hm2
Per capita
eco鄄deficit
1981 2. 4137 0. 4513 0. 4743 0. 0204 0. 2274 3. 5870 0. 4304 3. 1565 -2. 0697
1982 2. 3312 0. 4252 0. 4581 0. 0197 0. 2196 3. 4538 0. 4145 3. 0393 -1. 5688
1983 2. 3107 0. 4100 0. 4540 0. 0195 0. 2177 3. 4119 0. 4094 3. 0025 -1. 4679
1984 2. 2870 0. 3915 0. 4494 0. 0193 0. 2154 3. 3626 0. 4035 2. 9591 -1. 2216
1985 2. 2707 0. 3813 0. 4462 0. 0192 0. 2139 3. 3311 0. 3997 2. 9314 -1. 0460
1986 2. 2464 0. 3566 0. 4414 0. 0190 0. 2116 3. 2749 0. 3930 2. 8819 -1. 2801
1987 2. 2201 0. 3466 0. 4362 0. 0187 0. 2091 3. 2308 0. 3877 2. 8431 -1. 0950
1988 2. 1724 0. 3316 0. 4268 0. 0183 0. 2046 3. 1538 0. 3785 2. 7753 -1. 0830
1989 2. 1479 0. 3288 0. 4220 0. 0181 0. 2023 3. 1192 0. 3743 2. 7449 -0. 5162
1990 2. 1057 0. 3251 0. 4137 0. 0178 0. 1984 3. 0607 0. 3673 2. 6934 0. 1378
1991 2. 0992 0. 3402 0. 4125 0. 0177 0. 1977 3. 0673 0. 3681 2. 6992 0. 4938
1992 2. 0944 0. 3508 0. 4115 0. 0177 0. 1973 3. 0718 0. 3686 2. 7032 0. 4828
1993 2. 0875 0. 3538 0. 4102 0. 0176 0. 1966 3. 0657 0. 3679 2. 6978 0. 4573
1994 2. 0766 0. 3617 0. 4080 0. 0175 0. 1956 3. 0594 0. 3671 2. 6922 0. 6044
1995 2. 0665 0. 3678 0. 4060 0. 0174 0. 1947 3. 0525 0. 3663 2. 6862 0. 9463
1996 2. 0493 0. 4332 0. 4027 0. 0173 0. 1930 3. 0954 0. 3715 2. 7240 1. 2081
1997 2. 0355 0. 4873 0. 3999 0. 0172 0. 1917 3. 1316 0. 3758 2. 7558 1. 6027
1998 2. 0340 0. 4678 0. 3997 0. 0172 0. 1916 3. 1102 0. 3732 2. 7370 1. 9575
1999 2. 0267 0. 4731 0. 3982 0. 0171 0. 1909 3. 1061 0. 3727 2. 7333 2. 1576
2000 2. 0584 0. 4055 0. 4045 0. 0174 0. 1939 3. 0797 0. 3696 2. 7101 2. 7407
2001 2. 0386 0. 3690 0. 4006 0. 0172 0. 1920 3. 0174 0. 3621 2. 6553 2. 1234
2002 2. 0065 0. 3140 0. 3943 0. 0169 0. 1890 2. 9206 0. 3505 2. 5702 1. 5213
2003 1. 9922 0. 2699 0. 3914 0. 0136 0. 1877 2. 8548 0. 3426 2. 5123 2. 3203
2004 1. 9302 0. 2909 0. 3886 0. 0135 0. 1863 2. 8095 0. 3371 2. 4724 3. 4585
2005 1. 9292 0. 2940 0. 3900 0. 0142 0. 1870 2. 8144 0. 3377 2. 4767 5. 1918
2006 1. 9010 0. 2993 0. 3844 0. 0140 0. 1843 2. 7830 0. 3340 2. 4490 7. 4127
2007 1. 8616 0. 2960 0. 3765 0. 0117 0. 1814 2. 7273 0. 3273 2. 4000 11. 4238
2008 1. 8416 0. 3091 0. 3739 0. 0136 0. 1795 2. 7177 0. 3261 2. 3915 21. 8261
摇 摇 以 1981 年—2008 年的锡林郭勒盟统计年鉴资料为数据源[37]
产量因子是一个可比面积参数。 淤锡林郭勒盟耕地的产量因子是根据 1981—2008 年每年粮食的平均产
量与全球平均产量比较,得出 28 a的产量因子的平均数 0. 5229。 因锡林郭勒盟气候干旱、寒冷,不适宜农作
物生长,全盟平均只有 2000 多公顷耕地,耕地的产量因子偏低。 建筑用地多数是由耕地转化而来的,所以产
量因子相同;于我国天然草地主要是北方的温带草原,锡林郭勒草原是我国典型草原的主体,草地的产量因子
可按我国草地的产量因子,取值 0郾 19;盂林地、水域的产量因子则按国家生态足迹的计算取值,分别为 0郾 91
和 1. 00。 榆由于目前大多数地区没有专门设置用于吸收 CO2的功能性土地,所以化石能源用地的产量因子
为 0。
3摇 研究结果
3. 1摇 人均生态足迹分析
锡林郭勒盟在 1981 年到 2008 年间,人均生态足迹逐年增加,从 1. 0868 hm2到 24. 2176 hm2(表 1),增加
0015 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 31 卷摇
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了 20 多倍。 从生态足迹的组分来看,化石能源用地和草地的生态足迹最大。
化石能源的人均生态足迹变化幅度最大,1981 年到 2003 年间,其值都在 1 hm2左右,之后大幅增加,2008
年达到 19. 7772 hm2。 同时,化石能源组分所占比例也逐渐增大,1981 年仅为 18. 38% ,2003 年为 25. 85% ,
2008 年时已高达 81. 67% ,在人均生态足迹中占主导地位,是产生生态赤字的主要影响因素。
草地人均生态足迹平均为 2. 3150 hm2,变化较缓,但仍占到很大比例,1981 占 70. 14% ,2000 年仍占
72郾 62% (表 1)。 但在 2000 年以后,由于化石能源组分的贡献逐年增加,草地所占比例开始下降,2008 年仅占
14. 03% 。 生态足迹的变化显示了目前锡林郭勒盟经济的发展由畜牧业转向工业,处于一种高消耗自然资本
存量的发展模式中。
3. 2摇 人均生态承载力分析
人均生态承载力由 1981 年的 3. 1565 hm2减少为 2008 年的 2. 3915 hm2,下降了 24% 。 草地对人均生态
承载力的贡献最大,占人均生态承载力很大比例,1981 年(2. 4137 hm2)占人均总生态承载力的 76. 47% ,2008
年(1. 8416 hm2)仍占到 77. 01% 。 人均生态承载力逐渐减少,已无法承载快速增长的人均生态足迹,生态系
统的不稳定性日渐增加。
3. 3摇 生态盈余与生态赤字
近 30 a,研究区域经历了生态盈余和生态赤字两个阶段。 1981 年到 1989 年,为生态盈余,盈余从 1981 年
的 2. 0697 hm2减少到 1989 年的 0. 5162 hm2;第 2 个阶段,从 1990 年到现在为生态赤字,生态赤字急剧增加,
2008 年为 21. 8261 hm2。 现在,生态足迹已经远远超过了生态承载力,生态赤字明显。
4摇 讨论
4. 1摇 工业化和城镇化对锡林郭勒盟生态足迹和生态承载力的影响
以锡林郭勒盟为代表的半干旱草原区,生态足迹的上升与工业化、城镇化相联系。 市场对资源的强烈需
求以及自身经济发展的需要导致了区域的快速工业化,而工业化使得能源消费迅速增加和城镇化快速发展,
再加上生物资源消费快速增加,使得生态足迹逐年显著升高。
最大的生态赤字来自于化石能源用地和草地。 锡林郭勒盟工业发展迅速,开矿的企业逐年增加,开采量
逐年加大,大大增加了人均生态足迹,其中,影响最大的是原煤的产量,1981 年煤的产量仅为 38 万 t,在 2003
年为 198. 48 万 t,而到了 2008 年已达到了 2118. 05 万 t,大规模的煤炭资源开发,对该区域的生态环境造成了
很大的压力。 而且化石能源的开采为锡林郭勒盟带来巨大经济效益的同时,也对草原造成了很大的破坏,最
直接的影响就是占用土地、损毁植被、土层剥落和废弃物就地堆存,加剧了草地的退化过程;例如,西乌旗白音
华四号露天矿在前期建设中就破坏和占用天然草地 403. 22 km2[38]。
草地在最初几年有盈余,在 1995 年之后就出现生态赤字,并达到 1. 5571 hm2。 草地是生态承载力的主
体,畜产品尤其是反刍动物产品消费的快速增加,与草地供给能力之间的矛盾日益突出,受利益的驱使,长期
过度放牧加大了对草地生态功能的损害。 对草地的过度利用,加上多年来的粗放型经营,使草地环境条件变
得更加脆弱,草原可利用面积出现萎缩,草地供给能力减弱,降低了草地的承载力。
另外,经济的发展加速了城镇化过程,使得居民及交通用地、工矿用地面积增加,加大了对草地的占用,使
有限的草原利用起来更加紧张。
4. 2摇 锡林郭勒盟生态足迹和生态承载力与全国及其它地区的比较
锡林郭勒盟的发展在草原区极具代表性,受矿业开发影响,生态足迹明显增加。 对照全国情况[39],锡林
郭勒盟人均生态足迹与全国人均生态足迹的差距逐渐加大(图 1), 2001 年中国人均生态足迹为 1. 4100 hm2,
而锡林郭勒盟人均生态足迹已达到 4. 7787 hm2,远大于全国。 图中,2001 年以后锡林郭勒盟人均生态足迹也
将大于全国,虽然锡林郭勒盟人均生态承载力高于全国(因其地广地稀),但是生态赤字却远远大于全国[39]。
和其它草原区如呼伦贝尔市[29]、乌审旗[40],科尔沁左翼后旗[41],巴彦淖尔市[42]、宁夏盐池县盐滩村[43]、宁夏
西吉县[44]、新疆阜康市[45]相比,锡林郭勒盟的人均生态足迹均高于这些地区相应年份的值。 例如锡林郭勒
1015摇 17 期 摇 摇 摇 杨艳摇 等:基于生态足迹的半干旱草原区生态承载力与可持续发展研究———以内蒙古锡林郭勒盟为例 摇
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0
1
2
3
4
5
1981 1985 1990 1995 2001
人均
生态
足迹
/(hm
2 /人
)
Ecol
ogic
al fo
otpri
nt(pe
r cap
ita)
年份 Year
图 1摇 中国与锡林郭勒盟历年人均生态足迹对比
摇 Fig. 1摇 Comparison of ecological footprint ( per capita) between
China and Xilinguole league in different years
盟 1981 年人均生态足迹为 1. 0868 hm2,2004 年为
4郾 8326 hm2,其均高于阜康市相应的 1981 年(1. 0662
hm2)、2004 年(3. 0458 hm2);而锡林郭勒盟在对应年份
的生态赤字也远远大于这些地区。
相比之下,锡林郭勒盟对资源的掠夺非常严重,通
过消耗自然资本存量来获得当前的发展和弥补生态供
给的不足[46],虽然经济发展迅速,人口生活水平提高很
大,但是对区域生态系统造成了很大的压力,已超出了
自然生态系统的承载力范围,使得生态足迹与生态承载
力之间的矛盾加剧,总体生态安全形势日趋严峻,应引
起重视。
4. 3摇 锡林郭勒盟生态承载与可持续发展问题
地处半干旱草原区的锡林郭勒盟,生态条件恶劣,生态系统的调节机制极其脆弱,对人为活动的扰动因素
不仅敏感,而且自我修补的功能较低。 近几年锡林郭勒盟大幅提升当地工业能耗产品的生产量,使得草地和
农耕地的承载能力下降,总人均承载力也持续下降,生态赤字加剧;锡林郭勒盟生态承载与可持续发展问题体
现在多个方面,主要表现为第一,工业发展较快,反哺畜牧业却明显不足。 2008 年全盟财政支出投入畜牧业
生产领域的为 4 亿元,仅占财政总支出的 5% [38];第二,很多地区的工业化之路非常粗放,起点低、污染重、破
坏性强的开发项目较为普遍,对草原生态系统的破坏性影响深远;第三,畜牧业自身工业化、产业化、规模化程
度低,牧业产业化经营规模与畜牧业资源不成比例;第四,近年来,草地完成承包经营和土地使用权性质的改
变,调动了牧民的生产积极性,却加剧了对草地的掠夺性经营。
锡林郭勒盟的发展历程反映了半干旱草原区工业化发展和城镇化扩张导致的能源消费和生态赤字加剧
的一个基本过程。 在锡林郭勒盟近 30 a的发展过程中,工业化、城镇化的带动和刺激下,草地消费需求急剧
增加,导致草地掠夺经营的现状愈演愈烈,草地承载力下降,草地脆弱性加剧,生态风险逐渐向草地倾斜,已构
成该区域可持续发展的最大障碍因素[47],如何协调工业化、城镇化发展和草地退化之间的矛盾,是锡林郭勒
盟能否可持续发展的一个关键问题。
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4015 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 31 卷摇
ACTA ECOLOGICA SINICA Vol. 31,No. 17 September,2011(Semimonthly)
CONTENTS
Marine ecological capital: valuation of standing stock of marine living resources
REN Dachuan,CHEN Shang,XIA Tao, et al (4805)
………………………………………………………
………………………………………………………………………………
Effect of Endophytic fungi on growth and photosynthetic characteristics of Achnatherum sibiricum
JIA Tong,REN Anzhi,WANG Shuai,et al (4811)
………………………………………
…………………………………………………………………………………
Based on image processing technology estimatingleaves stomatal density of Populus euphratica and analysis of its ecological
significance JIAN Shengqi, ZHAO Chuanyan, ZHAO Yang, et al (4818)………………………………………………………
Evaluation of the ecological instream flow in the Yellow River basin with hydrological alterations
ZHANG Qiang, LI Jianfeng, CHEN Xiaohong, et al (4826)
………………………………………
………………………………………………………………………
The ecological effects of Suaeda salsa on repairing heavily degraded coastal saline鄄alkaline wetlands in the Yellow River Delta
GUAN Bo, YU Junbao, LU Zhaohua, et al (4835)
………
…………………………………………………………………………………
Toxicity risks to the closed tidal flat ecosysten of a PCBs waste savepoint at the coast of Zhejiang
HE Shanying,CHEN Kunbai (4841)
……………………………………
…………………………………………………………………………………………………
Methane emission from a Carex鄄dominated wetland in Poyang Lake HU Qiwu, ZHU Lili, XING Ruixin, et al (4851)………………
The study on Ice鄄fish Resources in the Three Gorges Reservoir SHAO Xiaoyang,LI Daofeng, TAN Lu,et al (4858)…………………
Effects of acute cold stress onserum biochemical and immune parameters and liver HSP70 gene expression in GIFT strain of Nile
tilapia (Oreochromis niloticus) LIU Bo, WANG Meiyao, XIE Jun, et al (4866)…………………………………………………
Acute toxicityand effect of Cd2+ on life table demography of Brachionus angularis and Keratella valga
XU Dandan, XI Yilong, MA Jie, et al (4874)
…………………………………
……………………………………………………………………………………
The association of BDNF gene polymorphisms with normal behavior traits in house鄄hold sika deer (Cervus nippon)
L譈 Shenjin, YANG Yan, WEI Wanhong (4881)
……………………
……………………………………………………………………………………
Characteristics and controlling factors of photosynthesis in a maize ecosystem on the North China Plain
TONG Xiaojuan, LI Jun, LIU Du (4889)
………………………………
……………………………………………………………………………………………
The soil macrofaunal community structure under a long鄄term fertilization in wheat field
GU Yanfang, ZHANG Li, DING Shengyan, et al (4900)
………………………………………………
…………………………………………………………………………
Effect of earthworms on the photosynthetic characteristics of wetland plants and their capacity to purify wastewater
XU Defu, LI Yingxue, WANG Ranghui, et al (4907)
……………………
………………………………………………………………………………
Toxicity of three pesticides and their effects on carboxylesterase activity of Propsilocerus akamusi FANG Guofei (4914)………………
Reproductive behavior character and sexual tendency of the adult Zeuzera leuconotum Butler (Lepidoptera: Cossidae)
LIU Jinlong, ZONG Shixiang, ZHANG Jintong, et al (4919)
………………
………………………………………………………………………
Effects of herbicides stress on the population of alligator weed flea beetles, Agasicles hygrophila (Col. : Chrysomelidae) and
corresponding strategies LIU Yufang, PENG Meifang, WANG Chengchao, et al (4928)…………………………………………
Patterns of fruit and seed production and ecological significance in desert species Eremosparton songoricum (FABACEAE)
SHI Xiang,WANG Jiancheng,ZHANG Daoyuan,et al (4935)
…………
………………………………………………………………………
Effect of different nitrogen supply on the temporal and spatial distribution and remobilization of canopy nitrogen in winter wheat
under limited irrigation condition HAO Baozhen, JIANG Lina, FANG Baoting, et al (4941)……………………………………
Plant architecture characteristics of Haloxylon ammodendron and Haloxylon persicum in Zhungar Basin
WANG Lijuan,SUN Dongyuan, ZHAO Chengyi,et al (4952)
………………………………
………………………………………………………………………
Downscaling land surface temperature based on relationship between surface temperature and vegetation index
NIE Jianliang,WU Jianjun,YANG Xi, et al (4961)
………………………
…………………………………………………………………………………
Differential characteristics of soil 啄15N under varying vegetation in karst areas
WANG Zhijun, LIANG Xuan, HE Qiufang, et al (4970)
…………………………………………………………
…………………………………………………………………………
Effect of nitrogen application rate on growth and leaf photosynthetic characteristics of Jatropha curcas L. seedlings
YIN Li, HU Tingxing, LIU Yongan, et al (4977)
…………………
…………………………………………………………………………………
Seasonal variations in leaf C, N, and P stoichiometry of typical plants in the Yangou watershed in the loess hilly gully region
WANG Kaibo, SHANGGUAN Zhouping (4985)
………
……………………………………………………………………………………
Clonal integration enhances the ability to scavenge reactive oxygen species in root of Cynodon dactylon subjected to submergence
LI Zhaojia,YU Jie,FAN Dayong,et al (4992)
……
………………………………………………………………………………………
Pattern oflow鄄covered sand鄄fixing woodland and its windbreak effect YANG Wenbin, DONG Huilong, LU Qi, et al (5000)…………
Evaluation of soil and water conservation capacity of different forest types in Dongling Mountain
MO Fei, LI Xuyong, HE Shuxia, et al (5009)
………………………………………
……………………………………………………………………………………
Changes in structural components and respiration rates of coarse woody debris at the initial decomposition stage for 11 temperate
tree species ZHANG Limin,WANG Chuankuan, TANG Yan (5009)………………………………………………………………
Characteristics of nutrient cycling in first and second rotations of Chinese fir plantations
TIAN Dalun,SHEN Yan, KANG Wenxing, et al (5025)
………………………………………………
……………………………………………………………………………
The optimal design of a connected nature reserve network WANG Yicheng (5033)……………………………………………………
Sub鄄areas compartmentalization of Changjiang Estuary based on the natural geographical characteristics
LIU Lusan, ZHENG Binghui, MENG Wei, et al (5042)
………………………………
……………………………………………………………………………
The environmental and economic influence of coal鄄electricity integration exploitation in the Xilingol League
WU Di, DAI Fangzhou, YAN Yan, et al (5055)
…………………………
……………………………………………………………………………………
Review and Monograph
The influence of diversity changes of ecological conditions on the survival of honey bees
HOU Chunsheng, ZHANG Xuefeng (5061)
………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
Scientific Note
The spatio鄄temporal change in the secondary production of macrozoobenthos in the intertidal zone of Jiaozhou Bay
ZHANG Chongliang, XU Binduo, REN Yiping, et al (5071)
……………………
………………………………………………………………………
The studying system construction of wetland parks WANG Lilong, LU Lin (5081)……………………………………………………
Ecological footprint analysis of a semi鄄arid grassland region facilitates assessment of its ecological carrying capacity: a case study
of Xilinguole League YANG Yan, NIU Jianming, ZHANG Qing,et al (5096)……………………………………………
2009 年度生物学科总被引频次和影响因子前 10 名期刊绎
(源于 2010 年版 CSTPCD数据库)
排序
Order
期刊
Journal
总被引频次
Total citation
排序
Order
期刊
Journal
影响因子
Impact factor
1 生态学报 11764
2 应用生态学报 9430
3 植物生态学报 4384
4 西北植物学报 4177
5 生态学杂志 4048
6 植物生理学通讯 3362
7
JOURNAL OF INTEGRATIVE
PLANT BIOLOGY
3327
8 MOLECULAR PLANT 1788
9 水生生物学报 1773
10 遗传学报 1667
1 生态学报 1. 812
2 植物生态学报 1. 771
3 应用生态学报 1. 733
4 生物多样性 1. 553
5 生态学杂志 1. 396
6 西北植物学报 0. 986
7 兽类学报 0. 894
8 CELL RESEARCH 0. 873
9 植物学报 0. 841
10 植物研究 0. 809
摇 绎《生态学报》 2009 年在核心版的 1964 种科技期刊排序中总被引频次 11764 次,全国排名第 1; 影响因
子 1郾 812,全国排名第 14;第 1—9 届连续 9 年入围中国百种杰出学术期刊; 中国精品科技期刊
摇 摇 编辑部主任摇 孔红梅摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 执行编辑摇 刘天星摇 段摇 靖
生摇 态摇 学摇 报
(SHENGTAI摇 XUEBAO)
(半月刊摇 1981 年 3 月创刊)
第 31 卷摇 第 17 期摇 (2011 年 9 月)
ACTA ECOLOGICA SINICA
摇
(Semimonthly,Started in 1981)
摇
Vol郾 31摇 No郾 17摇 2011
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