首页资源分类其它科学普及 > mann-kendall文献

mann-kendall文献

已有 460559个资源

下载专区


TI最新应用解决方案

工业电子 汽车电子 个人消费电子

上传者其他资源

文档信息举报收藏

标    签: 生态足迹

分    享:

文档简介

本文用mann-kendall检验分析了NDVI变化趋势

文档预览

第 20卷第 5 期 2008年 9 月 云南地理环境研究 YUNNANGEOGRAPHICENVIRONMENTRESEARCH Vol.20, No.5 Sep., 2008 基于 Mann-Kendall检验的生态足迹 时间序列趋势性分析 郭文永 (徐州师范大学 城市与环境学院 环境研究中心 , 江苏 徐州 221116) 摘要 :生态足迹作为一种可持续发展的定量评价指标得到了广泛的 应用 , 但 由于其静态性等特点 , 使得计算结果 不能很好地反映发展的动态变化 。 本文引入 Mann-Kendall检验对生态足迹时间序列进行趋势性分析 , 以江苏省阜 宁县生态经济系统为例进行检验 , 并将结果同线性回归检验结果进 行比较 , 结果表明 :江苏省阜宁县的人均生态 足迹 、 人均生态赤字都具有显著上升趋势 , 人均生态 承载力 虽也有 上升趋 势 , 但不如 前几项 明显 。 万元 GDP生 态赤字虽有下降趋势 , 但其趋势并不显著 。 线性回归检的结果与 Mann-Kendall检验相同 , 表明 Mann-Kendall检验 可以很好地得出生态足迹时间序列的趋势性以及趋势性大 小 (斜率 )。 关键词 :生态足迹 ;Mann-Kendall检验 ;时间序列 ;趋势 ;线性检验 中图分类号 :X826  文献标识码 :A  文章编号 : 1001 -7852(2008)05 -0033 -05 0 引言 生态足迹分析法是由加拿大生态经济学家 Rees 和 Wackernagel于 1992年提出的基于土地利用面积 量化指标的可持续发展程度量测方法 。 该方法通过 测算并比较人类的需求与自然生态服务的供给 , 揭 示不同国家 、 区域 、 地区的人类经济活动消费自然 资源的方式及人类对其生态系统的利用与自我满足 的程度 ———人类生态质量 [ 1] 。此后 , 生态足迹在国 外得到了广泛的认可和应用 [ 2] 。国外生态足迹研究 取得的重大进展引起了中国学者的广泛关注 。生态 足迹概念与模型 于 2000年被引入国内 [ 3] , 随后有 关生态足迹的研究在国内迅速展开 。近几年来相关 论文数量逐年快速增长 , 研究领域也越来越广 , 由 最初的综述引进介绍 [ 4 ~ 5] , 到具体的国家 、 地区应 用 [ 6 ~ 7] , 再到具体部门的应用[ 8 ~ 11] , 以及研究方法 的完善 [ 12 ~ 15] 。 尽管生态足迹的研究如火如荼 , 但是长期以 来 , 生态足迹模型被看作是一个静态指标 、 瞬时指 标 , 其结果受数据的完备性 、 真实性 、 可靠性的制 约, 它对某个时间断面上的分析往往仅能评估现 状 , 而无法揭示人口增长 、 技术进步以及社会经济 发展对生态足迹的影响 , 也无法反映土地利用 、 土 地干扰等因素对生态承载力的影响 , 更缺乏对未来 发展趋势的预测能力 [ 16, 18] 。为了克服生态足迹的静 态性缺陷 , 近年来也先后出现了一些生态足迹时间 序列的研究 [ 17, 19 ~ 30] , 从而为生 态足迹模 型在定量 分析 、 评价以及监测研究对象在发展过程中的可持 续状态变化等方面的应用提供了有力支持 。 Mann-Kendall检验是提取序列变化趋势的有效 工具 。 Mann-Kendall法是基于秩的非参数方法 , 由 于其不要求所分析数据服从某一概率分布 , 同时也 不受个别异常值的干扰 , 能够客观地表征样本序列 的整体变化趋势 , 且其趋势检测能力与参数趋势检 测方法相同 , 因而被广泛应用于气候参数和水文序 列的分析中 [ 31 ~ 37] 。 本 文尝试应用 Mann-Kendall检 验来检验生态足迹时间序列的趋势 , 并以江苏省阜 收稿日期 : 2008 -03 -03;修订日期 :2008 -06 -01. 作者简介 :郭文永 (1983 -), 男 , 河南省南阳市人 , 硕士研究生, 主要从事生态学方面的学习与研究 . 34 云南地理环境研究 第 20卷 宁县生态经济系统为例进行检验 , 然后同线性回归 检验的结果进行比较以验证 Mann-Kendall检验的可 行性 , 以期为生态足迹的动态评价提供一条有效的 途径 。 1 研究方法 1.1 生态足迹与生态承载力   生态足迹的计算基于以下基本假设 [ 38 ~ 40] :(1) 人类消耗的资源及制造的废物大部分都是可以追踪 记录的 ;(2)大部分资源和废物流均可以根据支持 它们的具生物生产力空间计算 , 无法如此计算的资 源和废物流不纳入评估范围 (因而这种方法往往低 估了真正的生态足迹 ); (3)每个空间将根据其可 用生物生产力计算比重 , 从而将公顷转化为全球公 顷 ———平均生产力 ;(4)由于这些空间分别代表各 自专有的用途 (空间异质性 ), 而每个全球公顷代 表任何一年可生产的相同数量生物量 , 因此它们可 以加起来 。 人类生态足迹和生物承 载力都是如此 ; (5 )以生 态足 迹作 单位 的人 类需 求和 以生 物 承载 力 作单位的自然资源供应可直接作比较 ;(6)人类所 需的空间可能逾越可供应的空间 。 生态足迹是指不断地生产人们所消费的资源和 不断地吸纳所产生的废物所需要的生物生产性土地 面积 , 它反映了区域系统内人们对自然资源的利用 情况 ;而生态承载力是指区域内总的生物生产性土 地 , 它反映了区域内资源的供给情况[ 38, 41] 。 生态盈 余 /赤字则是指生态承载力和生态足 迹之差 。 如果 两者之差为正 , 则为生态盈余 ;如果两者的差值为 负 , 则称之为生态赤字 。 生态足迹和生态承载力的计算 : ∑ ∑ 人均生态足迹 6 (ghm2 ·人 -1 ):ef= j=1 m i=1 rj· ci pi 研究区域总生态足迹 (ghm2):EF =N(ef) 其中 i为项目类型 ;pi为第 i项的全球平均生产力 (kg/hm2 );ci为 i项的人均消费量 (kg/人 );rj为 j类的均衡因子 (ghm2 · hm-2 );N为人口数 ;ef为 人均生态足迹 ;EF为总生态足迹 。 6 ∑ EC =N(ec)= aj· rj· yj j=1 其中 aj为 j类的人均生物生产 面积 (hm2 /人 );yj 为 j类的产量因子 ;ec为人均生态承载力 (ghm2 / 人 );EC为总生态承载力 (ghm2)。其它如前 。 1.2 万元 GDP生态赤字 万元 GDP生态足 迹为区域总的 生态足迹除以 区域国内生产总值 , 它反映区域系统对资源的利用 效率 。 而万元 GDP生态赤字为区域 生态赤字除以 区域国内生产总值 , 同时考虑了区域的生态需求和 生态供给 , 可以反映区域系统社会经济活动的生态 经济整合效应 [ 41] 。 1.3 Mann-Kendall检验 Mann-Kendall检验的统计 S, 利用下式计算 : n-1 n S= ∑ ∑ sgn(xj-xk) k=1 j=k+1 式中 xj和 xk分别为第 j年和第 k年的数值 , j>k, n 为系列的 记录 长度 (个数 ), sgn(xj -xk)为表征 函数 : sgn(xj -xk) = 1 当 xj -xk >0 0    当 xj -xk =0 -1 当 xj -xk <0 随机序列 Si(i=1, 2, …, n)近似地服从正态分布 , 则 Si的均值和方差为 : E(S)= 0 Var(S) =n(n-1 )(2n+5) 18 利用下式计算统计检验值 Zs: VSar-(S1)   S>0 Zs =   0    S=0 VSar+(S1)   S<0 利用 Zs的值进行趋势统计的显著性检验 。 Zs值为 正 , 表明有上 升趋势 , Zs值 为负 , 表明有 下降趋 势 。在双尾趋势检验中 , 如果 │Zs│≤Z1 -α/2 , 则接 受零假设 (无变化趋势 ), 如果 │Zs│ >Z1 -α/2 , 拒 绝零假设 。 Z1 -α/2 从标准正态 分布函数获得 , α为 检验的显著水平 。为评估确定变化趋势的变化程度 (如每年的变化 ), 利用非参数方法估计趋势变化的 幅度 。 假定趋势变化是线性的 , 趋势函数可以表示 如下 : 第 20卷 郭文永 :基于 Mann-Kendall检验的生态足迹时间序列趋势性分析 35 x(t) =b(t)+B 式中 , x(t)为序列 t时值 ;b为变化趋势程度 (斜 率 );B为常数 。 为了获 得式中 b的估计值 , 首先 计算所有序列值对的斜率 : b=Median xi -xk j-k   ∨— k

Top_arrow
回到顶部
EEWORLD下载中心所有资源均来自网友分享,如有侵权,请发送举报邮件到客服邮箱bbs_service@eeworld.com.cn 或通过站内短信息或QQ:273568022联系管理员 高进,我们会尽快处理。