路网-生态环境压力计算

2.1研究区域概况——喀什

喀什作为我国西南边陲的一颗明珠，位于塔克拉玛干沙漠与卡拉昆仑山和阿里地区相邻，喀什地区作为我国最重要的国防线与塔吉克斯坦，阿富汗，巴基斯坦相连边界线全长388km，喀什地区东西宽为750km，南北长为535km，总面积达到111794.03平方km。喀什地区由于三面环山一面靠近塔里木盆地，所以整个地势呈现西南向东北倾斜的特点，而且该地区拥有叶尔羌河、克孜勒河库山河，等属于温带大陆性干旱气候，而且由于受到复杂的地质条件影响，全年气候温差比较大，该地区位于平原处，还有沙漠、山地、丘陵等。总体来看，该地区的生态环境非常脆弱。

本研究以喀什为研究对象，从《新疆统计年鉴》 和《喀什统计年鉴》提取自2009年、2014年和2019年3期的道路网络研究数据；生态足迹的评估数据基于各年份的生物资源、能源消耗数据、生物资源土地数据、人口等数据，其中社会经济数据来自喀什统计局，生物资源类数据来自于世界粮农组织产量统计年鉴，其他数据如全球平均产量、能源折算系数等通过文献获得。

2.2生态环境压力计算

2.2.1生态环境压力计算模型

生态环境压力计算经过多年研究发展已经成为反映可持续发展最重要的理论指标之一。本文选择生态足迹理论中的生态赤字指标用来测度研究区的生态环境压力，并采用WWF(Worldwide Funder Nature)2016在NFA2014年、2016年指导书中提供的生态足迹最新计算框架、公式和步骤。生态足迹（1）、生态承载力（2）和生态盈余／赤字（3）计算公式如下：

式中，对任何产品i，在给定年份j，CＮ表示资源总消耗量，YＷ，YFＮ，IYFＷ和EQF分别是人均产量，产量因子、跨期的世界平均产量因子、土地的均衡因子，AＮ表示可提供的人均生态生产性面积，ED为生态赤字，EF为生态足迹，

BC为生态承载力。其中，生态盈亏即生态承载力与生态足迹之间的差值以

ED(Ecological Deficit Reserve)记，当区域生态足迹超过生态承载力时，ED称为生态赤字；当区域生态足迹在生态承载力范围内时，称为生态盈余。 2.2.2生态环境压力计算结果

本文通过SPSS软件对喀什生态环境相关的数据进行筛选，然后从生态承载力、 生态足迹、生态盈亏三方面筛选的数据带入公式进行计算，以此得出喀什地区的生态环境压力情况。 根据生态足迹法的概念及计算方法，计算喀什地区2010、2013、2016年的生态足迹。根据公式计算出喀什的生态承载力，为保证数据的准确性从喀什地区总面积中去除生物多样性喀什地区的生态承载。喀什生态承载力分析见表1。

表 1 喀什地区生态承载力 土地类型\\年份 2010 面积 /ghm 2耕地 530457.07 550679.09 575457.07 草地 1711600 1651610 1611600 林地 660307 671306 685304 水域 8671 8772 8973 建筑面积 186100 196700 216100 化工能源用地 0 0 0 0 0 0 1.1 1.1 1.1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 生态承载力 2013 2016 人均 /ghm 22010 0.130902715 0.422377415 0.162946228 0.002139772 0.045924537 面积 2013 0.130239603 0.390617757 0.158768743 0.002074642 0.046520978 2016 0.12746297 0.35696724 0.151793918 0.001987507 0.04786586 2010 均衡 因子 2013 2016 2010 产量 因子 2013 2016 2010 生态承载力 2013 2016 2.8 2.8 2.8 1.49 1.49 1.49 2213066.9 2297433.2 2400806.9 0.5 0.5 0.5 2.19 2.19 2.19 1874202 1808513 1764702 1.1 1.1 1.1 0.8 0.8 0.8 581070.16 590749.28 603067.52 0.2 0.2 0.2 1 1 1 1734.2 1754.4 1794.6 2.8 2.8 2.8 1.49 1.49 1.49 776409.2 820632.4 901569.2 5446482.46 5519082.28 5671940.22 1.37820571 1.30530296 1.25632714 人均生2010 0.58028461 0.4625033 0.14339268 0.00042795 0.19159717 态承载2013 0.54335962 0.4277264 0.13971649 0.00041493 0.19408552 力 2016 0.53177551 0.3908791 0.13357865 0.00039751 0.19969637 表2 喀什地区生态足迹分析 土地类型\\年份 2010 需求面积 /ghm 2耕地 草地 林地 水域 建筑面积 化工燃料用地 人均生态足迹 0.1216548 0.1227659 0.1238761 1.1 0.988054 2.471441 0.0990028 0.074801 0.05005 0.989165 2.472552 0.0991139 0.075912 0.05116 0.990276 2.473663 0.0992241 0.076023 0.05227 2.8 0.5 1.1 0.2 2.8 2013 2016 均衡因子 2010 2013 2016 2010 均衡面积 /ghm 22.8 2.8 0.5 0.5 1.1 1.1 0.2 0.2 2.8 2.8 1.1 1.1 2.7665512 1.2357205 0.10890308 0.0149602 0.14014 0.13382028 4.40009526 2.769662 1.236276 0.10902529 0.0151824 0.143248 0.13504249 4.40843618 2.7727728 1.2368315 0.10914651 0.0152046 0.146356 0.13626371 4.41657512 2013 2016 表3 喀什2010-2013-2016年生态足迹、生态承载力和生态赤字/ghm2 年份 2010 2013 2016 生态承载力 1.378 1.305 1.256 生态足迹 4.400 4.790 5.180 生态赤字 3.022 3.485 3.924 从表3可见，喀什2010-2016年的人均生态足迹呈显著增加的趋势：2010-2016年人均生态足迹净增加0.78ghm2，2013-2016年人均生态足迹净增0.39ghm2，比2010-2016年的增长量提高0.39ghm2，呈现增长趋势。这一时期，喀什的各类生产活动对生态系统造成的压力更大。而同时期，2010-2016年，喀什人均生态承载力整体呈逐步下降的趋势，2010-2016年间下降了0.122ghm2。2010-2016年的人均生态赤字净增加0.922ghm2，2016年人均生态赤字为2010年的1.298倍。人均生态赤字的幅度持续增加，一方面反映了人民生活水平的提高，各种生物产品、农业资源消费量和享有各类服务的绝对量增加。另一方面则是由于生态承载力的下降，反映出城市扩张对生态环境的压力在不断加大。

2.3路网扩张密度计算模型

2.3.1路网扩张密度计算模型

路网扩张主要选用道路密度和道路连通度两个指标进行描述。道路密度反映了道路修建规模，连通度反映道路布局的结构特征。本文对其计算公式略作调整后如下：

式中，li为道路网络长度(m)；Af为面积（m）。

道路连通度的计算指标如下:

式中，c为道路网络长度（m）；n为道路网的节点个数；A为研究区面积（m2）。 2.3.2路网扩张密度计算模型

本文通过SPSS软件对喀什路网相关的数据进行筛选结果如表 所示。

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表 喀什道路密度与连通度

年份 2010 2013 2016 道路密度（m/hm） 2.2 3.5 5.0 2道路连通度（Nb/10Km） 0.5 1.2 2.2 2根据图1所得道路网络数据，计算得到喀什2010、2013、2016各时节点的道路密度和连通度结果如下（表1）：由表中数据可见，喀什道路密度和道路连通度均呈显著上升趋势。2013年喀什道路密度达到3.56m/hm，为2010年2.2m/hm的1.54倍，2016年间道路密度为5.0m/hm，是2010年道路密度的2.13倍。而道路连通度的增长速度比道路密度更快，2013年研究区道路连通度为1.2Nb/10Km，是2010年0.5Nb/10Km的2.4倍，而2016年道路连通度为2.2Nb/10Km，则达到2010年的4.4倍。

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2.4路网-生态环境压力计算结果 2.4路网-生态环境压力计算

通过计算生态环境压力与路网扩张的数据，借助SPSS软件进行相关数据分析，将2010-2016年间的生态赤字与道路密度变化趋势进行耦合分析，如图所示。

道路密度、道路连通度和生态赤字总体变化趋势总体保持一致，基本都呈直线上升。对三者数据在全时间段（2010-2016年）计算增幅率指数。结果显示，道路密度增幅率为0.53，道路连通度的增幅率为0.71，道路连通度的增幅率指数更加接近生态赤字增幅率（0.81）。由此可见，相对于道路修建的规模，路网的布局结构与生态赤字、生态环境压力存在更一致的关系，路网布局结构的合理性对区域生态环境压力的影响更大。