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可持续发展作为一种全新的发展理念和模式,已被绝大多数的国家政府所认同和接受。土地作为人类赖以生存与发展的基础资源与环境,土地资源的可持续利用是我国实现可持续发展战略的基本保障,实现土地资源可持续利用,已经成为近些年来许多学者普遍关心的问题。生态足迹分析通过计算生物物理量来衡量人类经济活动对自然生态系统服务的需求与自然生态系统承载力间的协调程度,由于该方法思路新颖、计算简便而被广泛应用于国家和地区的可持续发展评价中。
本文以和田地区作为研究对象,借鉴国际上当前最流行使用的衡量可持续发展的方法——“生态足迹分析法”,计算出了生态足迹值;在此基础上运用遗传小波神经网络模型预测出了以后的生态足迹情况,对和田地区土地可持续利用进行了分析与评价,一方面为土地规划、城市规划提供技术支持,另一方面使人们对目前的土地资源、生态环境、社会经济、人口之间的关系及其发展态势有更为清醒的认识,以寻求土地资源合理利用的对策,促进和田地区土地资源可持续利用的实现,这在当前快速城市化的背景下无疑具有重要的实践意义。本文研究结果如下:
(1)从和田地区生态足迹计算结果来看,2001-2010年间人均生态足迹与生态承载力的差值逐年增大,2001-2003年处于生态盈余状态。2004-2010年人均生态赤字持续增长,生态赤字从2004年的0.1198hm2增加到2010年的1.0433hm2,年均增长率13.19%。生态压力的增长趋势与人均生态赤字基本保持一致,从2001年的0.9504增加到2010年的2.233,年均增长12.82%。这表明和田地区2004年开始生产需求已超出了自然供给的能力,土地资源的利用不可持续。
(2)从分析和田地区人均生态足迹值与各类土地面积值的基础上建立起使用遗传算法优化的小波神经网络——遗传算法小波神经网络,构建人均生态足迹预测模型。并通过和灰色预测模型、PLS回归模型、传统BP网络模型拟合效果的比较,得出该模型预测精度更高的结论。
基于遗传小波神经网络,对和田地区2012-2018年人均生态足迹进行预测,得出结果为:生态足迹呈现逐年上升趋势,而生态承载力则呈缓慢下降趋势,由此导致生态赤字逐年上升。预测结果表明,在不采取积极保护生态环境措施的情况下,人口数量与人均生态足迹的双重增长,区内的物质和能源消费继续危及未来的区域生态安全,严重影响该区域的可持续发展。
(3)最后根据和田地区的实地情况,提出了缓解生态赤字实现土地资源可持续利用的对策:①控制人口数量、提高人口质量;②合理调整土地利用结构;③依靠科技水平,提高单位面积的生物生产量;④改变生活消费结构和模式;⑤建立节约型消费社会。