田美榮, 李曉兵, 李 旭

(1.北京師范大學(xué) 資源學(xué)院 地表過程與資源生態(tài)國家重點實驗室,北京 100875; 2.環(huán)境保護部南京環(huán)境科學(xué)研究所, 南京 210042)

內(nèi)蒙古典型草原生態(tài)安全評估及影響因子分析

田美榮1,2, 李曉兵1, 李 旭1

(1.北京師范大學(xué) 資源學(xué)院 地表過程與資源生態(tài)國家重點實驗室,北京 100875; 2.環(huán)境保護部南京環(huán)境科學(xué)研究所, 南京 210042)

內(nèi)蒙古典型草原區(qū)處于全球變化的敏感區(qū)域，是我國重要的生態(tài)屏障區(qū)，由于地下蘊藏著豐富的礦產(chǎn)資源，被列為我國重要能源戰(zhàn)略基地。為探討內(nèi)蒙古典型草原區(qū)經(jīng)濟社會發(fā)展對生態(tài)安全的影響，研究以阿巴嘎旗為例，在生態(tài)足跡理論的基礎(chǔ)上，引入生態(tài)安全壓力指數(shù)來判斷生態(tài)安全狀態(tài)，并運用主成分分析法評判影響因子的影響大小。結(jié)果表明：2001—2010年阿巴嘎生態(tài)足跡增長明顯，生態(tài)承載力變化較小，因此，生態(tài)安全壓力指數(shù)增長趨勢明顯，增長了近3.5倍，到2010年為生態(tài)不安全狀態(tài)。主要影響因子人均GDP、人均化石能源消耗、工業(yè)產(chǎn)值占國內(nèi)生產(chǎn)總值的比重、單位面積固定資產(chǎn)投資、城市化率與生態(tài)安全壓力指數(shù)呈正相關(guān)，萬人在校生數(shù)、草場載畜量和降雨量與生態(tài)安全壓力指數(shù)呈負相關(guān)關(guān)系。研究結(jié)果可為典型草原區(qū)環(huán)境管理提供支撐。

典型草原; 生態(tài)足跡; 生態(tài)安全; 主成分分析

內(nèi)蒙古曾以豐茂的草原聞名于世界，但隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，內(nèi)蒙古溫帶草原區(qū)承受著生態(tài)系統(tǒng)過度開發(fā)利用和巨大的人口壓力，使生態(tài)系統(tǒng)和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能嚴重退化，生態(tài)系統(tǒng)呈現(xiàn)出由結(jié)構(gòu)性破壞向功能性紊亂的方向發(fā)展，由此引起的水資源短缺、水土流失、沙漠化、生物多樣性減少等生態(tài)問題持續(xù)加劇，對我國生態(tài)安全造成嚴重威脅[1]，同時由于該區(qū)域是全球變化的敏感地區(qū)[2]，因此內(nèi)蒙古典型草原區(qū)的生態(tài)安全問題成為國內(nèi)外有關(guān)專家關(guān)注研究的熱點。國內(nèi)對生態(tài)安全的研究是從20世紀90年代開始的，90年代后期才逐漸為人們所重視。

生態(tài)安全評價屬于一種綜合評價，其主要的評價方法有壓力—狀態(tài)—響應(yīng)模型法(PSR法)[3]、系統(tǒng)聚類法、生態(tài)足跡法[4-5]、綜合指標(biāo)法等。其中，生態(tài)足跡法是生態(tài)安全定量評估中概念與原理最簡單、明確的方法，容易理解，可進行長期生態(tài)風(fēng)險和區(qū)域間對比性研究[6-8]。因此本文采用生態(tài)足跡法對內(nèi)蒙古典型草原區(qū)生態(tài)安全進行評估，同時采用主成分分析法判別影響生態(tài)安全的主要因子，以期對典型草原環(huán)境管理和可持續(xù)發(fā)展提供支撐。

1 研究區(qū)概況

內(nèi)蒙古錫林郭勒盟典型草原區(qū)位于中國內(nèi)蒙古自治區(qū)的阿巴嘎旗、錫林浩特市、東烏珠穆沁旗、西烏珠穆沁旗境內(nèi)；其中阿巴嘎旗位于內(nèi)蒙古自治區(qū)錫林郭勒盟典型草原區(qū)的西南部，全旗總面積2.75萬km2，屬于大陸性干旱、半干旱氣候；年均氣溫-1～4℃，年均降水總量150～260 mm是一個以高平原為主體、兼有多種地貌的地理單元，海拔800～1 800 m，地勢南高北低，東高西低；本區(qū)土壤類型主要有栗鈣土、黑鈣土、棕鈣土、潮土、風(fēng)沙土、沼澤土及鹽堿土；草原類型主要為溫帶叢生禾草典型草原，溫帶禾草、雜類草草甸草原及部分溫帶禾草、雜類草鹽生草甸；植被組成主要以大針茅(StipagrandisP. Smirn.)、克氏針茅(StipakryloviiRoshev.)、羊草(LeymuschinensisTrin. Tzvel.)和糙隱子草(CleistogenessquarrosaKeng)等旱生型禾草占優(yōu)勢。

2 研究方法與數(shù)據(jù)

2.1 研究方法

2.1.1 生態(tài)足跡評估方法 生態(tài)足跡主要是用來計算一定人口所消費的所有資源和消納這些人口所產(chǎn)生的所有廢棄物所需要的生物生產(chǎn)性土地面積，目前生態(tài)足跡主要分為6大土地占用類型包括耕地、林地、草地、水域、建設(shè)用地和吸收碳排放土地(碳足跡)。生態(tài)足跡單位為全球公頃(global hectare)縮寫為ghm2，其評估模型為：

(1)

式中：EF——生態(tài)足跡；Q——生物性產(chǎn)品產(chǎn)量或CO2排放量；Yn——國家平均產(chǎn)量(或者吸收二氧化碳排放能力)；Y——產(chǎn)量因子；r——平衡因子；Yw——產(chǎn)品的世界平均生產(chǎn)產(chǎn)量。

吸收碳排放土地主要是用來消納二氧化碳廢氣排放，因為地球上吸收二氧化碳排放主要是森林，因此吸收碳排放土地在碳足跡理論中指的主要是林地[9]，計算公式如下：

(2)

式中：Pc——每年二氧化碳人為排放量；Socean——被海洋吸收碳排放的比例。據(jù)IPCC報告每年大約1/3的碳排放量被海洋吸收[10]；Yc——世界平均每公頃林地吸收二氧化碳量；r——均衡因子。

2.1.2 生態(tài)承載力評估方法 生態(tài)承載力是指區(qū)域?qū)嶋H供給的生物生產(chǎn)性土地面積，其計算方法是：將區(qū)域各種生物生產(chǎn)性面積乘以均衡因子和產(chǎn)量因子后，再求和所得到的總的生態(tài)承載力。其評估模型為：

(3)

式中：BC——區(qū)域總的生態(tài)承載力；i——生物生產(chǎn)性土地類型；ai——第i種土地利用類型生物生產(chǎn)面積；ri——均衡因子；Yi——產(chǎn)量因子。在生態(tài)承載力的計算中，考慮到同一生產(chǎn)面積的土地可能有多種用途,根據(jù)世界環(huán)境與發(fā)展委員會(WCED)的報告,在計算典型草原區(qū)生態(tài)承載力時扣除12%的生物多樣性保護面積。

2.1.3 生態(tài)安全評估方法 某一國家或地區(qū)的生態(tài)足跡與生態(tài)承載力的比率作為生態(tài)壓力指數(shù)，該指數(shù)代表了區(qū)域生態(tài)環(huán)境的承壓程度，通常利用生態(tài)壓力指數(shù)表示生態(tài)安全程度,來進行區(qū)域生態(tài)安全分析與評判。其評估模型為：

T=EF/BC

(4)

式中：T——區(qū)域生態(tài)安全壓力指數(shù)；EF——區(qū)域總生態(tài)足跡；BC——區(qū)域總生態(tài)承載力。該指數(shù)越大，說明該區(qū)域生態(tài)壓力越大，區(qū)域生態(tài)安全性越差。據(jù)國內(nèi)相關(guān)參考文獻[11-12]，按照生態(tài)壓力指數(shù)大小對生態(tài)安全性等級進行劃分，具體的對應(yīng)關(guān)系見表1。

表1 基于生態(tài)安全壓力指數(shù)的生態(tài)安全指標(biāo)等級劃分

2.1.4 主成分分析法

(1) 構(gòu)建矩陣。主成分分析法應(yīng)用在土地利用變化影響因素分析中的模型原理為：首先，以年份時間序列收集各種指標(biāo)因素數(shù)值，假設(shè)這些指標(biāo)因素都對生態(tài)安全產(chǎn)生影響，則有n個年份樣本(n=年份數(shù)量)，每個樣本有m個變量(m=指標(biāo)因素數(shù)量，X1，X2，…，Xm)，建立n×m階的指標(biāo)數(shù)值矩陣F。

(2) 標(biāo)準(zhǔn)化處理。其次，將指標(biāo)數(shù)值矩陣F中的每一個元素Fij(i=1，2，3，…，n；j=1，2，3，…，m)進行標(biāo)準(zhǔn)化處理。數(shù)值標(biāo)準(zhǔn)化是為了消除不同指標(biāo)數(shù)值之間不同單位、不同數(shù)量級的影響，便于指標(biāo)數(shù)值之間的綜合分析，標(biāo)準(zhǔn)化之后的指標(biāo)數(shù)值平均值等于0，標(biāo)準(zhǔn)差等于1。數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化的方法有很多，但目前還沒有通用的固定方法，本文選取應(yīng)用較多的偏差法作為本文的標(biāo)準(zhǔn)化方法[13]，公式為：

(5)

式中：Mj，Sj——指標(biāo)因素矩陣F第j列向量的平均值和標(biāo)準(zhǔn)差。原始數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化之后的新矩陣記為B，即n×m階B=(Bij)n×m。

(3) 主成分通過坐標(biāo)變化手段，將含有m個指標(biāo)因素的Bj(j=1，2，3，…，m)做線性變化，轉(zhuǎn)化為一組相互無關(guān)的綜合變量Z1，Z2，Z3，…，Zm，

Z1，Z2，…，Zm分別稱為原始指標(biāo)變量的第一，第二，…，第m主成分，其中Z1在總方差中占的比例最大，綜合原始指標(biāo)變量的能力最強，包含的信息量最大，其余主成分在總方差中占的比重依次減少，即var(Z1)≥var(Z2)≥…≥var(Zm)。

(4) 主成分貢獻率及累計貢獻率。主成分Zi貢獻率公式：

(6)

累計貢獻率公式Zi′：

(7)

(5) 主成分載荷。主成分載荷矩陣公式：

(8)

式(6)，(7)和(8)中λ為特征值，eij為特征值所對應(yīng)的特征向量的元素。

(6) 回歸分析。調(diào)用MATLAB提供的stepwise()函數(shù)進行逐步多元回歸分析。

2.2 數(shù)據(jù)來源

生態(tài)足跡與生態(tài)承載力計算數(shù)據(jù)主要來源于2001—2011年《錫林格勒盟統(tǒng)計年鑒》、《阿巴嘎旗統(tǒng)計年鑒》，盡管產(chǎn)量因子和均衡因子是隨著區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展和土地利用方式的改變而改變，但這種變化對生態(tài)足跡年際變化趨勢影響并不大，因此，數(shù)據(jù)主要來源于參考文獻(表2)[14-15]。計算吸收碳排放足跡中Pc采用了IPCC第四次報告數(shù)據(jù)[16]，Yc從相關(guān)文獻中獲得[17]。

表2 均衡因子和產(chǎn)量因此參考表

通過對阿巴嘎旗現(xiàn)狀及相關(guān)數(shù)據(jù)調(diào)研篩選出影響生態(tài)安全的因子包括：人均GDP、工業(yè)產(chǎn)值占國內(nèi)生產(chǎn)總值的比重、單位面積固定資產(chǎn)投資、城市化率、萬人在校生數(shù)、草場載畜量、年降雨量和化肥施用強度共8個影響因子，相關(guān)數(shù)據(jù)來自2001—2011年《阿巴嘎旗統(tǒng)計年鑒》。

3 結(jié)果與分析

3.1 生態(tài)足跡與生態(tài)承載力變化

2001—2010年阿巴嘎旗生態(tài)足跡呈增長趨勢，從6.6×104ghm2增長到2.919×105ghm2，增長了4.4倍。其中碳足跡增長最快從1.24×104ghm2到2.318×105ghm2，增長了近18.8倍，主要是從2004年開始，碳足跡增長速度不斷加快。2001—2010年期間，耕地、草地、林地、水域和建設(shè)用地足跡增長較平緩。由于阿巴嘎屬于草原區(qū)草原面積占區(qū)域總面積92%，其他生物生產(chǎn)性面積比例僅占整個區(qū)域的8%，2001—2010年草原面積減少174 km2，占2001年的0.6%，變化甚微，因此2001—2010年生態(tài)承載力增長平緩從2.288×105ghm2增長到2.842×105ghm2(圖1)。

圖1 2001-2010年生態(tài)足跡與生態(tài)承載力變化

隨著生態(tài)足跡的不斷增加，人均生態(tài)足跡的增加迅速，從2001年的1.53 ghm2/人，增到到2010年的6.50 ghm2/人，人均生態(tài)足跡增長反映了隨著生活水平的提高，人均消費生物性產(chǎn)品數(shù)量增加。由于承載力和人口均增長緩慢，2001—2010年人均承載力呈現(xiàn)略微增加，但到2010年人均足跡超過了人均承載力，因此人均足跡的增長勢必造成對環(huán)境的壓力在不斷加大(圖2)。

圖2 2001-2010年人均足跡、人均

2001—2010年生態(tài)足跡增加迅猛，生態(tài)承載力增加緩慢，導(dǎo)致生態(tài)安全壓力指數(shù)增長趨勢明顯，增長了近3.5倍，基于生態(tài)壓力指數(shù)的生態(tài)安全指標(biāo)等級劃分(表1)，2001—2005年生態(tài)安全指數(shù)為0.29～0.37，屬于生態(tài)安全理想狀態(tài)，2006—2009年生態(tài)安全指數(shù)為0.50～0.79，屬于生態(tài)安全狀態(tài)，2010年生態(tài)安全指數(shù)達到1.03，屬于生態(tài)不安全狀態(tài)，阿巴嘎地區(qū)未經(jīng)過過渡期2010年從生態(tài)安全狀態(tài)直接跨入到生態(tài)不安全狀態(tài)。

3.2 生態(tài)安全影響因子分析

3.2.1 主成分分析結(jié)果

(1) 主成分載荷矩陣。由表3得出，第一主成分的特征根為6.02，能夠解釋總變異的75.26%，即第一主成分包含了原始信息的75.26%，第二主成分的特征值為1.30，解釋了總變異的16.22%，主成分的累計方差貢獻率超過了90%，說明前兩個主成分已經(jīng)能夠反映7個指標(biāo)因素90%以上的信息。根據(jù)確定主成分的一般原則：特征值≥1或累計方差貢獻率≥85%，可以確定分析生態(tài)安全影響的主成分數(shù)量為2，提取前2個主成分。另外，提取的主成分原則上要求各指標(biāo)因素的公因子方差(主成分載荷值的平方和)盡可能接近，如果某一指標(biāo)因素的公因子方差與其他相比數(shù)值過小，則說明這一評價指標(biāo)因素在提取的主成分中信息損失較大，應(yīng)考慮增加主成分數(shù)目，從表4公因子方差可看出主成分取前兩個即可。

主成分載荷是主成分與原始指標(biāo)之間的相關(guān)系數(shù)，該數(shù)值(絕對值)越大則該主成分代表對應(yīng)原始指標(biāo)的能力越強。由表3和表4分析得到各主成分與原始指標(biāo)之間的相互關(guān)系：第一主成分的方差貢獻率高達75.26%，集中了人均GDP、工業(yè)產(chǎn)值占生產(chǎn)總產(chǎn)值比重、單位面積固定資產(chǎn)投資、萬人在校生數(shù)和草場載畜量和人均化石能源消耗等指標(biāo)因素的信息，這體現(xiàn)了總體經(jīng)濟水平、人民生活和人口素質(zhì)、對草原開發(fā)利用程度等對草原生態(tài)安全影響的高度共線性可歸結(jié)為社會經(jīng)濟類影響因子；而第二主成分僅與城市化率和降雨量相關(guān)，可歸結(jié)為人居環(huán)境類影響因子，其它各載荷絕對值都未超過0.5。

表3 影響因子總方差

表4 主成分載荷矩陣

由特征向量，得到第一、第二主成分表達式：

Z1=0.4003X1′+0.4022X2′+0.4018X3′+0.2083X4′-0.3595X5′-0.3891X6′-0.2507X7′+0.3600X8′

Z2=0.1425X1′-0.0988X2′+0.0677X3′+0.6315X4′+0.3232X5′+0.1661X6′-0.5470X7′-0.3677X8′

其中Xi′表示原始指標(biāo)數(shù)值經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化后的數(shù)值。

主成分分析方法提取出7個指標(biāo)因素的大部分信息，降維至2個主成分因素，它們是一組互不相關(guān)并能夠充分代表原始指標(biāo)的新變量。以此2個主成分因素作為自變量，進行多元線性回歸分析，較好地消除了原始指標(biāo)多重共線性問題的同時保持了原始變量的大部分信息。

(2) 回歸分析。以兩個主成分在2001—2010年的得分為自變量，生態(tài)壓力指數(shù)為因變量，得到模型如下：

Y=0.5135+0.1045Z1-0.0193Z2

最終確立回歸模型。R2=0.9816，R=0.9793，這說明建立的回歸模型總體擬合很好，通過F檢驗和t檢驗，p=3.1387E-008<0.05，回歸模型成立。

3.2.2 影響因子分析

(1) 社會經(jīng)濟類影響因子。人均GDP與生態(tài)壓力指數(shù)呈正相關(guān)，即人均GDP越高，施加的生態(tài)壓力越大，阿巴嘎旗2001年人均GDP從0.8萬元/人增長到2010年的7.62萬元/人，人均GDP翻了三翻之多，說明生活水平增高顯著，增加了對資源環(huán)境的需求，消費的同時也增加了對生態(tài)環(huán)境的壓力。工業(yè)產(chǎn)值占生產(chǎn)總產(chǎn)值比重與生態(tài)壓力指數(shù)呈正相關(guān)，2001—2010年從13.26%增長到73.19%，經(jīng)濟結(jié)構(gòu)變化顯著，工業(yè)是經(jīng)濟社會發(fā)展各產(chǎn)業(yè)中消耗能源和資源最大的產(chǎn)業(yè)，工業(yè)產(chǎn)值越高，對資源能源占用和消耗越多，生態(tài)環(huán)境壓力增大。單位面積固定資產(chǎn)投資與生態(tài)壓力指數(shù)呈正相關(guān)，單位面積固定資產(chǎn)投資2001—2010年從0.20萬元/km2增長到18.22萬元/km2，單位固定資產(chǎn)投資成倍增長，資源耗用加大。萬人在校生數(shù)與生態(tài)壓力指數(shù)呈負相關(guān)，萬人在校人數(shù)越高，人口整體素質(zhì)將越高，生態(tài)環(huán)境保護意識將增強，施加給生態(tài)環(huán)境壓力將適當(dāng)降低。草場載畜量與生態(tài)壓力指數(shù)呈負相關(guān)，說明載畜量越低，生態(tài)安全壓力指數(shù)越高，2001—2010年阿巴嘎旗載畜量從2001年的75.56只/km2減少到57.02只/km2，主要是因為阿巴嘎旗通過組織實施京津風(fēng)沙源治理、生態(tài)移民、舍飼禁牧等措施，草場單位面積畜牧頭數(shù)減少，說明在2001—2010年阿巴嘎旗的載畜量在合理的草原承載范圍內(nèi)，草場載畜量稍大反而對生態(tài)安全有利。人均化石能源消耗與生態(tài)安全壓力指數(shù)呈正相關(guān)，說明人均化石能源消耗越高生態(tài)安全壓力指數(shù)越高，2001—2010年阿巴嘎旗人均化石能源消耗從0.66噸標(biāo)煤/人增加到了6.72噸標(biāo)煤/人，增長了10倍，隨著典型草原區(qū)煤炭資源的開采以及經(jīng)濟發(fā)展對能源消耗需求的增長，將對草原生態(tài)安全施加更大的壓力。

(2) 人居環(huán)境類影響因子。降雨量與生態(tài)安全壓力指數(shù)呈負相關(guān)，降雨量越高，生態(tài)安全壓力將越小，因為阿巴嘎旗處于干旱地區(qū)，降雨量對植被的生長起到關(guān)鍵作用，因此若降雨量大，植被蓋度增高，將提高生物性生產(chǎn)面積，進而提高當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)承載力，有利于當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)安全維護，但近年來降雨量降低趨勢明顯，2001年降雨量139.10 mm，2010年降雨量僅為52.00 mm。

城市化率與生態(tài)安全壓力指數(shù)呈現(xiàn)正相關(guān)，城市化率越高，生態(tài)安全壓力指數(shù)越高，阿巴嘎旗2001—2010年城市化率從44.32%增長到60.14%，隨著城鎮(zhèn)化水平的提高，城鎮(zhèn)消費結(jié)構(gòu)的改變，城市化率越高，消費水平越高。

4 結(jié) 論

依據(jù)本論文提出的生態(tài)安全評估方法，阿巴嘎旗生態(tài)安全壓力指數(shù)增長趨勢明顯，增長了近3.5倍，從2001年的生態(tài)安全理想狀態(tài)跨入到2010年的生態(tài)不安全狀態(tài)，若要降低生態(tài)壓力來提高生態(tài)安全等級，只有通過降低生態(tài)足跡，或提高生態(tài)承載力。由于阿巴嘎草原區(qū)土地利用類型以草地為主，2001—2010年面積基本保持不變，約占總面積的92%，由城市的擴張帶來建設(shè)用地面積增加，對整體承載力影響較小，只有降低生態(tài)足跡才是最有效的措施，根據(jù)主成分分析的結(jié)果，應(yīng)放緩經(jīng)濟發(fā)展速度，生產(chǎn)中資源配置起決定性作用，因此，未來典型草原區(qū)生態(tài)保護關(guān)注的重點之一應(yīng)該是如何實現(xiàn)資源的有效配置，降低開發(fā)對生態(tài)安全構(gòu)成的威脅，實現(xiàn)資源的永續(xù)利用。

本論文計算的生態(tài)足跡消費項目是按照典型草原區(qū)城鎮(zhèn)人口消費和農(nóng)牧民人口消費兩項之和計算得到，主要反映的是生態(tài)足跡消費角度的生態(tài)安全。從阿巴嘎旗統(tǒng)計年鑒數(shù)據(jù)獲悉，阿巴嘎旗農(nóng)畜等產(chǎn)品的生產(chǎn)能力量大于當(dāng)?shù)鼐用竦南M量，作為主要能源的煤炭，其生產(chǎn)量大于當(dāng)?shù)氐拿禾康南牧浚f明阿巴嘎旗屬于能源資源輸出區(qū)，部分資源能源的消費所生產(chǎn)的產(chǎn)品應(yīng)已輸出到其他地區(qū)，因此這部分產(chǎn)生的生態(tài)足跡應(yīng)從當(dāng)?shù)販p去，部分導(dǎo)致生態(tài)安全壓力也應(yīng)由資源能源輸入地來承擔(dān)，因此，加強生態(tài)足跡輸入?yún)^(qū)與輸出區(qū)之間的研究，使生態(tài)安全測算更加科學(xué)化，是我們下一步研究工作的重點。

[1] 傅伯杰,周國逸,白永飛,等.中國主要陸地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能與生態(tài)安全[J].地球科學(xué)進展,2009,24(6):571-576.

[2] 葉篤正.中國的全球變化與可持續(xù)發(fā)展研究[J].地球科學(xué)進展,1999,14(4):317-318.

[3] 楊春紅,張正棟,田楠楠,等.基于P-S-R模型的汕頭市土地生態(tài)安全評價[J].水土保持研究,2012,19(3):209-214.

[4] 黃海,劉長城,陳春.基于生態(tài)足跡的土地生態(tài)安全評價研究[J].水土保持研究,2013,20(1):193-201.

[5] 蘭葉霞.基于生態(tài)足跡的江西省生態(tài)安全時空動態(tài)定量研究[D].西安:陜西師范大學(xué),2006.

[6] Collins, A, Flynn A, Wiedmann T, et al. The environmental impacts of consumption at a subnational level: the ecological footprint of Cardiff[J]. Ind. Ecol.,2006,10(3):9-24.

[7] Wackernagel M, Kitzes J, Moran D, et al. The ecological footprint of cities and regions: comparing resource availability with resource demand [J]. Environ. Urban.,2006,18(1):103-112.

[8] Wackernagel M, Monfreda C, Erb K H, et al. Ecological footprint time series of Austria, the Philippines, and South Korea for 1961—1999: comparing the conventional approach to an ‘a(chǎn)ctual land area’ approach[J]. Land Use Policy,2004,21(3):261-269.

[9] Borucke M, Moore D, Cranston G, et al. Accounting for demand and supply of the biosphere′s regenerative capacity: The National Footprint Accounts′ underlying methodology and framework[J]. Ecol. Indic.,2013,24:518-533.

[10] IPCC. Climate Change 2001: The Scientific Basis. Cambridge University Press, Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC)[R].Cambridge, UK.,2001.

[11] 任賢,張 磊,王洋,等.基于生態(tài)足跡理論的銀川市生態(tài)安全評價[J].廣東農(nóng)業(yè)科學(xué),2010(6):207-210.

[12] 李中才,徐俊艷,姬宇.基于改進生態(tài)足跡的區(qū)域生態(tài)安全評價研究:以山東省長島縣為例[J].農(nóng)業(yè)系統(tǒng)科學(xué)與綜合研究,2011,27(3):268-272.

[13] 俞立平,潘云濤,武夷山.學(xué)術(shù)期刊綜合評價數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化方法研究[J].圖書情報工作,2009,53(53):136-139.

[14]Wackemagel M, Onisto L, Bello P ,et al. National natural capital accounting with the ecological footprint concept[J].Ecological Economics,1999,29(3):375-390.

[15] 徐中民,張志強,程國棟,等.中國1999 年生態(tài)足跡計算與發(fā)展能力分析[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報[J],2003,14 (2):280-285.

[16] IPCC. Climate Change 2007: the Fourth Assessment Report (AR4) of the United Nations Intergovernmental Panel on Climate Change (R). Cambridge University Press. Cambridge, UK,2007.

[17] Venetoulis J, Talberth J. Refining the ecological footprint[J]. Environ. Dev. Sustain.,2008,10(4):441-469.

EcologicalSecurityAssessmentandAnalysisonInfluencingFactorsinTypicalSteppeofInnerMongolia

TIAN Mei-rong1,2, LI Xiao-bing1, LI Xu1

(1.StateKeyLaboratoryofEarthSurfaceProcessesandResourceEcology,CollegeofResourcesScienceandTechnology,BeijingNormalUniversity,Beijing100875,China; 2.NanjingInstituteofEnvironmentalSciences,MEP,Nanjing210042,China)

The typical steppe of Inner Mongolia, which lies within sensitive area of the global change, is the important ecological barrier against sandstorms in China, and is one of the important energy strategies in China for the abundant mineral resources. In order to discuss the influence on the ecological security induced by economic and social development, this paper took Abag County as the research example. The pressure index of the ecological security was introduced on the basis of ecological footprint methodology, aiming at assessing the state of ecological security as well as the magnitude of each influencing factor by the principal component analysis (PCA). The results showed that the pressure index of ecological security had grown up nearly 3.5 times higher with the obvious increase of ecological footprint and small change of biocapacity from 2001 to 2010; which led to a state of unsafe in terms of ecological security in Abag County in 2010. The principle influencing factors such as the per capita GDP, the per capita fossil energy consumption, the proportion industrial output value taking up total output value of production, fixed asset investment and urbanization rate are positively correlated to pressure index of ecological safety, meanwhile, the number students of ten thousand and pasture grazing capacity and precipitation showed a negative correlation. The results could be beneficial for providing the local government the references on typical steppe ecological management.

typical steppe; ecological footprint; ecological security; principal component analysis

2013-11-22

：2014-01-13

國家自然科學(xué)基金“內(nèi)蒙古溫帶典型草原生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能變化與區(qū)域生態(tài)安全”(41030535);973課題(2014CB138803)

田美榮(1981—)女,內(nèi)蒙古鄂爾多斯人,博士,主要從事區(qū)域生態(tài)保護、區(qū)域生態(tài)安全研究。E-mail:tianmeirong007@163.com

李曉兵(1967—)男,內(nèi)蒙古呼和浩特人,博士,教授,主要從事遙感、區(qū)域生態(tài)保護等研究。E-mail:xbli@bnu.edu.cn

X171.1

：A

：1005-3409(2014)05-0169-05