基于三维足迹模型的青藏高原三江源地区土地资本动态评估与可持续利用研究

《Environmental and Sustainability Indicators》：Indicators for equitable restoration of commons through invasive species removal in Central India

　　本研究针对传统二维模型难以捕捉生态资源利用动态异质性的局限，以中国生态脆弱区三江源为研究对象，创新性整合改进的三维土地足迹模型、标准差椭圆及Tapio脱钩模型，系统评估了2000–2022年土地资本动态。结果显示：三江源虽维持土地资本盈余但盈余持续收窄，足迹广度呈U型轨迹而空间异质性加剧，仅少数地区实现土地利用与经济增长的强脱钩。该研究为生态脆弱区土地资源优化配置提供了科学依据。

　　

在全球生态文明建设的背景下，高原生态脆弱区的资源可持续利用已成为关乎国家生态安全与区域发展的核心议题。传统土地资本评估多依赖二维模型，难以刻画生态资源利用的动态异质性及时空演变规律，尤其在青藏高原这类生态敏感区，其局限性更为突出。三江源地区作为长江、黄河和澜沧江的发源地，被誉为“中华水塔”，其生态屏障功能对国家可持续发展具有战略意义。然而，该地区长期面临高寒缺氧、生态系统自我修复能力弱、人类活动干扰加剧等多重压力，土地资源利用的可持续性亟待科学评估。

为破解这一难题，中国科学院西北生态环境资源研究院的研究团队在《Environmental and Sustainability Indicators》发表论文，创新性地构建了融合改进三维土地足迹模型、标准差椭圆和Tapio脱钩模型的综合分析框架，系统揭示了三江源地区2000–2022年土地资本的动态演化特征。研究首次实现了对该区域土地资本流量与存量的协同评估，为高原生态脆弱区自然资源管理提供了“评估-预警-调控”一体化范式。

关键技术方法包括：基于生物资源消费和土地利用数据，计算土地足迹与土地承载力；通过足迹广度与深度量化资本流量占用和存量消耗强度；利用标准差椭圆分析三维土地足迹的空间分异规律；引入土地资本流量收益率并改进Tapio脱钩模型，揭示经济发展与资源消耗的耦合关系。数据涵盖2000–2022年六期遥感影像、统计年鉴和全球平均产量数据。

研究结果揭示了三江源地区土地资本利用的时空演变规律：

1. 1.
   土地足迹与承载力变化：2000–2022年，人均土地足迹呈上升趋势（耕地足迹增长显著，草地足迹下降17.3%），而人均土地承载力整体下降（草地承载力降幅超46%）。尽管区域整体维持土地盈余，但盈余量从15.9 hm²/人缩减至7.6 hm²/人，赤字风险持续累积。
2. 2.
   三维土地足迹演变：足迹广度呈先降后升的U型轨迹，空间异质性通过基尼系数表征为波动增长（0.18–0.20），反映土地资本流动占用失衡加剧。足迹深度始终维持自然原长1，表明资本存量未被动用。标准差椭圆显示人均三维足迹重心向东北方向移动205公里，压力集中于海南州与黄南州等人口密集区。
3. 3.
   土地资本收益与脱钩效应：土地资本流量收益率从12%升至18%，但区域经济仍高度依赖资源消耗。脱钩分析显示仅果洛州、玉树州部分时段实现强脱钩，多数地区处于弱脱钩或负脱钩状态，表明经济增长与土地资本消耗尚未有效解耦。

讨论部分深入剖析了驱动机制与系统脆弱性：城镇化、人口增长（57.07%）与气候变化共同加剧生态压力，而政策干预（如国家公园试点）虽暂缓空间失衡，但未能根本扭转资源依赖型发展模式。研究对比了安第斯山脉社区主导、喜马拉雅项目驱动与三江源国家主导的生态治理范式，凸显中国顶层设计在生态治理中的系统性优势。

结论强调，三江源土地资本可持续性面临严峻挑战，需实施差异化土地保护政策：盈余区重点防控开发风险，平衡区严格实行占补平衡，赤字区强化生态修复与增量控制。研究成果为生态脆弱区自然资源核算提供了方法论创新，也为全球高原区域的可持续发展治理贡献了中国范式。研究的局限性在于生态系统服务功能核算不全（如碳汇、水源涵养），未来需融合遥感与生态过程模型提升评估精度。