文档介绍：基于ARIMA模型的区域水生态足迹时间序列分析
胡永红1, 2,吴志峰1, 3*,李定强1, 3,卓慕宁1, 3
1. 中国科学院华南植物园,广东广州 510650;2. 中国科学院研究生院,北京 100039;
3. 广东省生态环境与土壤研究所,广东广州 510650
摘要:20世纪末以来,生态足迹理论应用研究成为生态经济学的一个热点,而生态足迹指标的可预测性一直是研究中争论的一个焦点。通过分析1949—1998年广州市的水生态足迹变化,并对计算结果进行ARIMA模型时间序列预测分析,以揭示广州水资源利用和水产品消耗的发展变化规律,并根据其发展变化规律预测广州市未来水生态足迹的变动。结果表明,ARIMA(2,2,2)模型能较好的拟合广州市1949—1993年期间水生态足迹变化,经1994—1998年实际计算结果验证所建模型,误差在5%左右;应用ARIMA(2,2,2)预测广州市1999—2008年的人均水生态足迹,结果分别为:,,,,,,,,, hm2,预测结果表明广州市1999—2008年期间的人均水生态足迹仍呈较快上升趋势,居民对于水产品的需求提高以及城市发展、人口增加等社会经济因素是导致这种趋势产生的主要原因。
关键词:水生态足迹;ARIMA模型;时间序列
中图分类号:;X24 文献标识码:A 文章编号:1672-2175(2006)01-0094-05
生态足迹是量化可持续发展的一个形象化的指标。它是基于一个区域的特定经济水平下,将人类对资源的消耗和由此产生的环境污染换算成这种行为所需要的生态生产面积,并将其与实际资源利用水平所能提供的生态生产面积进行对比,来衡量一个区域的可持续性程度[1-2]。在前人的研究中,主要通过对生态足迹六种生态生产面积类型的综合测算来度量一个区域的可持续性程度[2-5],这样的研究通常存在两个方面的不足:一是基于静态数据的计算不能反映时间变化规律;另一方面是综合生态足迹计算容易掩盖关键生态生产面积类型的突出作用[6]。
在研究中为了得到一个区域的生态足迹发展的动态趋势,通常需要对区域生态足迹指标进行长期追踪[7-8],找到生态足迹时间变化发展规律,以达到人们对生态足迹指标可预测性要求。时间序列预测方法是一种能够充分利用历史数据对未来状况做出推测的数学方法,已广泛应用于气象、天文、经济、管理、机械、生物、医学、水利、化工、农林等各个部门和研究领域,并取得了很好的效果[9-12]。本文尝试应用时间序列分析模型ARIMA对广州市1949—1993年期间水生态足迹计算结果进行建模分析,并用所建立模型来预测1994—1998年的水生态足迹,与1994—1998年的实际计算数据进行对比分析,验证模型的可行性;在此基础上,应用所建模型预测未来若干年内的水生态足迹变化,以期为政府决策部门提供水资源与水产品的生产和消耗决策规划提供依据,同时为生态足迹指标的预测性分析提供了一个可行的途径。
1 资料来源与水生态足迹计算
研究数据资料来源于广州市统计年鉴(1949—1998年)[13],为了避免行政区划变迁与统计数据差异对结果的影响,对数据做了消除量纲处理,将其调整为整个广州