（自然地理学专业论文）福州市生态承载力分析与生态城市建设.pdf

福建师范大学学位论文使用授权声明 本人( 姓名) 鑫主=悭 学号 2 1 112 星2 专业 自鲨丝兰芝堂 所呈交的话文( 论文 矾叫韦苗去鳓分可匆苌碱律堤) 是我个人在新指 导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别 加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过 的研究成果。本人了解福建师范大学有关保留、使用学位论文的规 定，即：学校有权保留送交的学位论文并允许论文被查阅和借阅； 学校可以公布论文的全部或部分内容；学校可以采用影印、缩印或 其他复制手段保存论文。 ( 保密的论文在解密后应遵守此规定) 学位论文作者签名甾：咝 指导教师签名 福建师范大学硕士学位论文 摘要 本文试图将城市生态承载力的研究与生态城市建设的研究有机结合起 来，提出以生态承载力为基础和条件、以生态城市建设为方囱、在生态承载 力的范围内建设生态城市、实现城市的可持续发展；并以福州为例，用生态 足迹的方法分析城市生态承载力、定量地判定城市的发展对自然生态系统造 成的压力及城市可持续发展的程度与状态，探讨生态承载力理论在生态城市 建设中的应用，为城市的可持续发展提供参考。 本文介绍了生态承载力的理论与方法以及生态城市的理论研究与建设经 验等。在调查收集资料的基础上，应用生态足迹的方法分析福州城市生态需 求状况和生态供给能力，对福州的生态足迹、生态承载力等指标进行了纵向 和横向的对比分析。在此基础上，总结归纳了福州建设生态城市的优势与制 约因素，并针对福州的现状，从经济、社会、自然环境等几个方面提出了建 设生态城市的思路和建议：以资源的可持续剩用为要熹，遵循循环经济、清 洁生产麴原则，建设生态产业，提高资源利用效率和生态承载力；完善城市 基础设施，合理规划、建立多样化、生态型的城市格局，营造生态文化，建 设生态社会，控制生态需求；合理开发利用自然资源，加强污染控制和生态 建设，构筑生态安全体系，创造平衡的自然生态系统。 关键词生态承载力；生态足迹；生态城市建设；福州 福建师范人学硕j j 学位论义 - i _ _ 目i _ l _ l l _ _ _ - _ l l _ _ _ _ _ = 目= = = = ；= ；j _ _ 自= 目= = # _ 目；i _ 一一_ a b s t r a c t w i t ht h ea c c e l e r a t i o no f u r b a n i z a t i o n ，o u rs o c i e t yp a y sm o r ea t t e n t i o nt ot h ei s s u eo fc i t y s u s t a i n a b l ed e v e l o p m e n t t h em e a s u r e m e ma n dr e a l i z a t i o no fs u s t a i n a b l ed e v e l o p m e n to f c i t i e sa r eb o t ht h ef o c u s e sa n dd i f f i c u l t i e si nt h es u s t a i n a b l ed e v e l o p m e n tr e s e a r c h t h e a r t i c l et r i e dt oi n t e g r a t et h er e s e a r c ho nc i t ye c o l o g i c a lc a r r y i n gc a p a c i t ya n dt h er e s e a r c h o ne c o 。c i t yc o n s t r u c t i o n ，a n dp r e s e n t e dt h a ts t a i n a b l ee c o l o g i c a lc a r r y i n gc a p a c i t ys h o u l d b et h eb a s eo fc i t ys u s t a i n a b l ed e v e l o p m e n ta n de c o c i t yc a nb et h ed i r e c t i o nf o rc i t v s u s t a i n a b l ed e v e l o p m e n t t h ea r t i c l et o o kf u z h o uc i t ya ne x a m p l et om e a s u r et h ec i t v ，s e c o l o g i c a ls y s t e ma n ds u s t a i n a b l ed e v e l o p m e n ts i t u a t i o n ，m a k i n ge c o l o g i c a l c a r r y i n g c a p a c i t yt h es u p p o r t i n gt h e o r yf o rs u s t a i n a b l ed e v e l o p m e n t ，a n dp u tf o r w a r ds u g g e s t i o n s o ne c o c i t yc o n s t r u c t i o nb a s e do nt h ea n a l y s i s ，d i s c u s s i n gt h ea p p l i c a t i o no ft h e t h e o r yo f e c o l o g i c a lc a r r y i n gc a p a c i t yi nt h ec o n s t r u c t i o no fe c o 。c i t y a m o n gm e t h o d so fc a l c u l a t i o no fe c o l o g i c a lc a r r y i n g c a p a c i t y , e c o l o g i c a lf o o t p r i n t m e t h o da p p r a i s e dt h ee c o l o g i c a lc a r r y i n gc a p a c i t yq u a n t i t a t i v e l yb yc a l c u l a t i n gt h et o t a l b i o p r o d u c t i v ea r e an e e d e dt os u s t a i nad e f i n e ds o c i e t y sa c t i v i t i e sa n ds t u d i e dt h er e g i o n a l s u s t a i n a b l es i t u a t i o nf r o mt h ev i e wo fu s i n go fn a t u r a lr e s o u r c ea n dt h ec o n s u m p t i o no f e n e r g y b e c a u s eo fi t si n t e g r a t i o na n di t s a p p l i c a b i l i t yi nm a n yc a s e s ，t h em e t h o dw a s a d o p t e di n t e r n a t i o n a l l y t h ea r t i c l ei n t r o d u c e dt h eb a s i cc o n c e p ta n dc a l c u l a t i o nm e t h o d o ft h ee c o l o g i c a lf o o t p r i n t ，u s i n ge c o l o g i c a lf o o t p r i n tm o d e lc a l c u l a t e da n d a n a l y z e dt h e e c o l o g i c a lf o o t p r i n to ff u z h o u ，a n dm a d ec o m p a r i s o n sf r o md i f f e r e n tp o i n t so fv i e w e c o c i t yw a sp u tf o r w a r da sa ni d e a lp a t t e r no fc i t ys u s t a i n a b l ed e v e l o p m e n ta n db e c a m e t h ep u r s u i n gg o a lo fh u m a n b e i n g s ，t h er e s e a r c ha n dp r a c t i c eo ne c o c i t yw a so n eo ft h e h o t s p o ti nt h ew o r l d t h ea r t i c l ea l s od i s c u s s e dt h ec o n n o t a t i o n ，c h a r a c t e r i s t i c s ，t h em o d e l p a t t e r na n de x p e r i e n c eo fe c o c i t y o nt h eb a s eo fi n v e s t i g a t i o n s ，d a t ac o l l e c t i o na n d a n a l y s i so ft h ec i t ye c o l o g i c a lc a r r y i n gc a p a c i t y , t h ea r t i c l es u m m a r i z e dt h ea d v a n t a g e s a n dr e s t r i c t i o n st ob u i l da n e c o c i t y , a n dp r o p o s e das e r i e so fs u s t a i n a b l ed e v e l o p m e n t s u g g e s t i o n sf r o mt h ep o i n to fe c o n o m y , s o c i e t y , a n dn a t u r e k e y w o r d s e c o l o g i c a lc a r r y i n gc a p a c i t y ；e c o l o g i c a lf o o t p r i n t ；e c o c i t yc o n s t r u c t i o n ； f u z h o uc i t y 福建师范人学硕上学位论文 中文文摘 随着城市化进程的加快，城市的可持续发展越来越引起人们的关注。如何度量 城市可持续发展的程度以及如何实现城市的可持续发展是可持续发展研究中的重 点，也是难点。笔者认为，城市的可持续发展应当以城市生态系统的承载力为基础， 只有清楚地知道城市生态系统对人类活动的承受限度，才能进一步确定合理的开发 规模和开发强度，进而制定出切实、合理的发展模式；而生态城市作为城市发展的 理想模式，则是实现可持续发展的有效途径。在生态承载力众多的评价指标和方法 中，生态足迹用生物生产面积来衡量系统的供需状况，从区域对自然资源的利用以 及对能源的消耗的角度定量地判定系统的生态承载力、反映区域可持续发展能力的 大小。生态足迹法因其综合性和普适性在国内外得到了广泛的应用，用生态足迹法 来评价城市生态承载力和可持续发展的程度具有较强的可比性。城市的可持续发展 必须要符合生态规律，不仅要求城市生态系统结构合理、功能高效，而且要实现经 济建设、社会发展、生态保护的协调发展。在可持续发展道路的研究和实践中，生 态城市作为的理想模式被提出来后逐渐成为人类理想的聚居形式和为之奋斗的目 标。迄今为止，生态城市的研究与示范建设也是全球城市研究的热点之一，在国内 外已有不少城市取得了建设生态型城市的丰富经验和显著效果。 本文试图将生态承载力理论和方法应用到城市的尺度上，以福州为例，用城市 生态足迹的理论和方法分析城市生态承载力、定量地判定城市的发展对自然生态系 统造成的压力及城市可持续发展的程度与状态，以此作为城市可持续发展的理论支 撑和实践基础；同时结合生态城市建设的理论与实践，提出生态城市建设的思路和 建议，探讨生态足迹理论在生态城市建设中的应用，为制定城市生态建设策略和实 现可持续发展提供参考。 本文主要分五章进行论述： 第一章首先介绍了生态足迹的理论与应用、模型与计算方法以及生态城市的内 涵、特点、国内外生态城市的建设模式和建设经验，之后介绍了选题背景，提出了 以生态承载力为基础和条件、以生态城市建设为方向、在生态承载力的范围内建设 生态城市的研究思路。 第二章介绍了研究区的自然环境和社会经济概况。 第三章是城市生态承载力的实证研究。在调查收集资料的基础上，分析了福州 的生态环境基础条件，计算了福州生态足迹需求和生态承载力供给能力及其变化， 稀建师范人学硕j ：学位论文 对福州城市生态系统现状进行了定量的评价和分析。计算结果表明：目前福州的生 态需求总量高于供给能力，已经出现生态赤字，说明在现有入口和当前消费水平下， 经济活动已超出了叁然系统的生态承载力的范围；将来随着经济的进一步发展，人 均生态足迹将持续上升，耐人均生态承载力尽管变化较小、却趋于下降，这样将导 致生态赤字的加剧，使福州的可持续发展受到威胁。从生态足迹供需结构上看，耕 地、草地、水域和化石能源土地生态赤字严重，只有林地和建筑用地是生态盈余。 如果不重视生态环境的保护和资源的可持续利用，从长远来看，最终将制约经济社 会的发展。2 0 0 6 年福州生态足迹的多样性指数为l 。1 6 3 ，生态经济系统发展能力为 1 9 8 0 ，与2 0 0 0 年相比，多样性指数和生态经济系统发展能力都呈现上升趋势，说 明资源的利用效率在提高。合理、有效地利用各种类型的土地资源，提高土地类型 幂| j 用的多样性，将有助于提高自然资源的利用效益、减少区域生态足迹，从而提高 区域生态经济系统发展能力。本文还对福州的生态足迹、生态承载力等进行了纵向 和横向的对比分析。 第四章在分析福州现有环境质量现状和生态系统承载力的基础上，归纳了福州 建设生态城市的优势与制约因素：优越的地理区位、良好的经济基础、丰富的生态 资源署爨优良的生态环境质量为生态城市建设提供了良好的基础条件，丽经济增长方 式粗放、环境问题依然严峻、城市生态存在压力、人文素质有待提高等则成为生态 城市建设的制约因素。针对福州的现状，从经济、社会、自然环境等几个方面提出 了生态城市建设的思路和建议：( 1 ) 建设生态产业，提高资源利用效率和生态承载力： 以资源的可持续利用为要翳，遵循循环经济、清洁生产的原则，推广生态农业、壮 大生态工业、提升第三产业。( 2 ) 建设生态社会，控制生态需求：合理规划，建立多 样化、生态型的城市格局；完善城市基础设施，构建完善高效的绿地系统；控制人 口规模、提高人口素质，营造生态文化，建设绿色社区，健全社会保障体系，形成 生态文明型的生活格局。( 3 ) 建设生态环境，创造平衡的生态系统：促进水资源、土 地资源、湿地资源、森林资源的合理开发利用、优化能源结构，提高资源利用效率； 继续加强环境保护，控制水、大气、噪声、固体废弃物污染，改善环境质量；加强 生态建设，针对不同的生态功能小区的生态环境特点分别进行生态保育和建设；重 视防灾减灾，构建生态安全保障体系。文章最后提出生态城市建设的保障措施。 第五章是结论与展望。 第1 章绪论 第1 章绪论 城市生态是当前引起广泛关注的生态学研究领域之一。城市是人类社会文明的 标志，城市化也是社会发展的必然趋势。密集的人 5 1 和频繁的人类活动改变了原始 自然的生境、造就了人工化的城市生态环境。大量的耕地、植被、矿产等自然资源 被占用和破坏，不仅使得城市这个人口高度聚集的地域综合体的结构发生了巨大的 改变，而且使得系统的物质循环和能量流动等生态过程也发生了相应的变化。传统 的工业文明往往以牺牲环境和资源为代价，造成了严重的环境污染和资源浪费，1 9 世纪工业城市旱重大污染事件频频发生。人类在生产生活中对自然的盲目改造也导 致了城市生态环境的脆弱化。在城市中，城市布局缺乏合理和统一的规划、功能分 区不明确、基础设施不完善，土地利用不合理等等原因，使得城市生态系统格局缺 乏良好的连续性及过渡性，生态系统逐渐失衡。城市化还带来了人口膨胀、交通拥 挤、住房紧张、能源紧缺等各种社会问题。如何在发展中改善城市生态环境、促进 人和自然和谐相处，实现可持续发展是当前城市发展的关键。 生态承载力是实现生态系统可持续发展的前提和基础。城市要实现协调、可持 续发展，首先要控制人类的活动在城市生态系统的承载能力范围之内，保持城市生 态系统结构的完整性和功能的高效性，然后才能在此基础上实现经济、资源与环境 的协调和有序发展。陈易曾提出，生态型城市就是在保证城市各项功能正常运行 和维持城市居民较好生活质量的前提下，尽量减少人均生态足迹，使城市生态足迹 尽量缩小的城市。此外，提高生态承载力也有助于更好地实现经济社会的持续发展。 生态承载力提高了，可以保证生态系统以更充足的资源和环境容量为基础、以更合 理的人口规模和适宜的发展模式实现正向演替。生态城市遵循生态学原理，在促进 社会、经济、人类发展的同时致力于维持生态平衡，实现社会经济自然协调、稳 定发展，因而成为实现城市可持续发展的理想模式。笔者认为，实现城市的可持续 发展，生态承载力是基础和条件，生态城市建设是方向；在生态承载力的范围内建 设生态城市是实现城市可持续发展的有效途径。 1 1 城市可持续发展的基础一生态承载力 1 1 1 生态承载力的研究现状 承载力原为工程地质的专业术语，指地基的强度对建筑物负重的能力，后逐步 福建师范人学硕i j 学位论文 延伸到环境、经济、社会等各领域，产生了不同的概念理论，得到了广泛的应用。 生态承载力应用系统论的方法反映自然生态系统对人类活动的承载能力，是生态系 统整体水平的表征。 目前生态承载力的研究还处于一个理论框架的构建和研究方法的完善阶段，其 量化研究仍处于探索阶段2 。5 】。主要方法有资源与需求的差量方法、人口一经济一资源 环境承载力模型、生态承载力综合评价模型、状态空间法、供需平衡法、自然植被 净第一生产力、生态足迹等等多种方法。 在生态承载力众多评价指标和方法中，生态足迹方法用生物生产土地的面积来 衡量生态系统的需求与供给状况。由于它的评价指标综合考虑了自然资源、环境、 人口以及生产力水平、消费水平等多种因素，具有客观性、综合性的特点，有助于 分析各地区资源利用效率和土地利用的合理性，因而得到众多学者的关注和广泛应 用，成为衡量可持续发展的有效手段。 1 1 2 生态足迹理论与方法 ( 1 ) 生态足迹理论与应用： 生态足迹( e c o l o g i c a lf o o t p r i n t ) 法是加拿大的w i l l i a mr e e s 和他的学生 w a c k e r n a g e l 于1 9 9 2 年提出并于1 9 9 6 年进行了完善的 6 7 】。生态足迹是指人类对生态 系统的生态承载力需求，w a c k e r n a g e l 等 8 】将它定义为：任何己知人1 5 1 ( 一个人、一座 城市、一个国家或地区、全球) 的生态足迹是生产这些人口所消费的资源和吸纳这些 人1 5 1 所产生的废弃物所需要的生物生产面积( 陆地和近海海域) 的总和。 生态足迹方法将生物生产土地面积作为量化指标，将区域人口对资源和能源的 消费转化为提供这些消费所必需的各种生物生产土地的面积( 即生态足迹需求) ，与 区域实际能提供的生物生产土地面积( 即生态承载力供给) 进行对比，确定区域的发 展是否处于生态承载力的范围之内，并由此判断区域的可持续发展程度和状况。该 方法利用不种类型的生物生产土地面积来度量不同国家、地区和个人的生态足迹和 生态承载力，计算结果具备可比性，因而得到了广泛的应用。 w a c k e r n a g e l 等应用生态足迹方法对世界上5 2 个国家和地区1 9 9 7 年的生态足迹 进行了实证计算研究0 1 。2 0 0 0 年起世界自然基金会w w f ( w o r l dw i d ef u n df o r n a t u r e ) 和r p ( r e d e f i n i n gp r o g r e s s ) 两大世界非政府机构分别每年和每两年公布一次 部分国家的生态足迹研究结果。生态足迹从1 9 9 9 年开始在我国得以介绍并推广应用， 张志强，徐中刚】等介绍了生态足迹的概念及计算模型，徐中刚眩】等计算了甘肃省 第1 章绪论 的生态足迹，开展了早期的应用研究。到目前为止，研究尺度从全球【9 , 1 3 、国家【1 4 , 1 5 】、 地区范围【1 6 1 7 1 延伸到省份1 2 】、城市( 镇) 1 8 - 2 0 等不同区域类型：研究对象也已扩展到 旅游【2 1 ，2 2 1 、交通等不同产业领域：而时间尺度上则逐步由静态向动态2 4 , 2 5 1 发展。 ( 2 ) 生态足迹模型与计算方法： 生态足迹模型的计算是基于以下的这些假设7 ，2 6 】：( 1 ) 人类可以测算出自身消费 的绝大多数资源及所产生的废弃物的数量；( 2 ) 大部分资源和废弃物可以折算成相应 的生产这些资源和废物的生物生产土地面积；( 3 ) 可以根据不同的权重将这些土地面 积换算成统一的面积单位；( 4 ) 不同类型的生产性土地在空间上是互斥的，可以通过 相加得出人类的总需求；( 5 ) 反映人类总需求的生态足迹和反映自然供给的生态承载 力可以进行比较；( 6 ) 总需求面积可以超出总供给面积。 生态足迹模型【2 7 】： e f = n e f e f = z r j x ( a a i ) 2 r j x ( c i p i )j = ( 1 ，2 6 ) 其中：e f 为区域总的生态足迹；n 为区域人口数；e 伪区域人均生态足迹；i 为 消费项目的商品类型；a 凼为人均占用i 种消费商品折算的生物生产土地面积；o i 为i 种商品的人均消费量；p i n i k 中商品的平均生产力；i j 为均衡因子；j = ( 1 ，2 6 ) 表示6 类 生物生产土地面积。 从公式可以看出，生态足迹是人口总数和人均资源和能源消费数量的函数，是 每种消费商品所折合的生物生产面积的总和，反映出一定时期内( 通常以1 年为单位) 一个国家或区域的人口所需求的真实的生物生产面积。 生态足迹模型的计算与分析步骤如下： a 、各类消费项目的人均生物生产土地面积： a a i = c i p i 2 ( p i + i i e i ) ( p i x n ) 其中：p i 为第i 种消费项目( 商品) 的年生产量，i i 为第i 种消费项目的年进口量， e i 为第i 种消费项目的年出口量。 b 、人均生态足迹： e f = e r j x ( a a i )j = ( 1 ，2 6 ) c 、区域总生态足迹： e f = n x ( e f ) 将区域人口对各种生物资源和能源的消费项目折算成6 种类型的生物生产土地 祸矬师范人学硕i ：学位论文 面积，不仅可以通过加和求出总的生态足迹，而且可以比较各类生物生产土地对生 态足迹总需求的贡献率。 生态承载力模型： 某个区域的生态承载力是指该区域可利用的生物生产土地面积。 a 、人均生态承载力： e c c 2 , a j r j x y j 其中：e c c 为人均生态承载力( h m 2 i x ) ，a j ? d 实际人均占有的第j 类生物生产土地 面积，r j ；d 均衡因子，y j ) 9 产量因子。 b 、区域生态承载力： e c c = n x ( e c c ) 其中：e c c 为区域总的生态承载力。 生态足迹模型中生物生产面积共可分为6 种类型，分别为：耕地、林地、草地、 建设用地、水域和化石能源土地。 耕地：耕地上生长着人类利用的大部分生物量，给人类提供了大量的生物资源 和生态服务，因此从生态角度看是最有生产能力的土地类型。但是由于人类的生产 生活占用了大量的耕地、直接导致了耕地面积的减少，同时由于不合理的开发利用 导致耕地质量的退化，耕地生态生产能力在下降。 林地：林地包括人工林和天然林。森林除了提供木材以外还有调节气候、维持 大气水分循环、涵养水源、蓄水保土、净化空气、美化环境、保护物种多样性等多 种功能。但是由于人类对森林资源的过度开发，世界上现有林地的生物生产能力大 多较低。 草地：草地除了作为畜牧业的生产基地提供畜牧产品之外，还具有保持水土、 防风固沙等生态功能。草场的生产能力比耕地要低得多。 建筑用地：建筑用地是指建造建筑物、构筑物的土地，包括城乡住宅和公共设 施用地、工矿用地、交通水利设施、电力设施用地等。城市化的发展、人口的增长， 使得建筑用地的需求不断增大，同时也加速了耕地面积的减少。由于大量的建设用 地占用了耕地，因此建筑用地的增加意味着生物生产量的明显降低。 水域：海洋是地球上最大的生物储库。现在人们直接和间接食用的动物蛋白约 有1 4 来白海洋。其中全球9 5 以上的海洋生物资源产量主要集中在约占全球海洋面 积8 的海岸带。海洋的生物产量已接近最大。 第1 章绪论 化石能源土地：化石能源土地在生态足迹的定义中指的是吸纳一定人口产生的 所有废弃物所必需的生物生产土地。由于化石原料消费后要主要废弃物是c 0 2 ，因 此，化石能源土地表示了人类应该留出用于吸收c 0 2 的土地。然而事实上，目前人 类并没有留出这类土地。这就意味着人类消费的生物化石燃料的生物化学能既没有 被代替，产生的废弃物也没有被吸收。因此，在目前的生态承载力的计算中没有考 虑化石能源土地的供给，而在生态足迹的计算中却必须考虑c 0 2 吸收所需要的化石 能源土地的面积。 由于这6 类生物生产土地面积的生态生产力并不相同，因而计算出的各类土地的 面积不能直接相加。w a c k e r n a g e l 8 9 1 利用平均生产力、均衡因子、产量因子和化石 能源足迹转化因子把6 种具有不同生态生产力的生物生产土地面积折算成同一单位 的生物生产土地面积，作为生态足迹和生态承载力的度量单位。 均衡因子：某类生物生产土地的均衡因子等于该类生物生产土地的平均生产力 除以所有生物生产土地的平均生产力。根据w a c k e r n a g e l i i 0 计算，各类生物生产二e 地 的均衡因子为：耕地、建筑用地为2 8 ，森林、化石能源土地为1 1 ，草地为0 5 ，水 域为0 2 。 产量因子：表示某个国家或地区的某种生物生产土地的平均生产力与同类土地 的世界平均生产力之间的比值。由于不同国家或地区的资源凛赋不同，因而耕地、 草地、林地、建筑用地、水域之间的生产力会有差异。 将区域现有的耕地、草地、林地、建筑用地、水域等生物生产土地的面积乘以 相应的均衡因子和产量因子，就可以得到该地区的生物生产土地面积，即生态承载 力。 此外，按照世界环境与发展委员会的报告我们共同的未来所建议的，生物 圈并非人类所独有，人类应将生物生产土地面积的1 2 用于生物多样性的保护，因 此，在计算生态承载力时，应从总数中扣除1 2 的生物多样性保护面积【2 8 1 。 生态足迹的计算方法： 按照基础数据的获取方式不同，计算一个区域的生态足迹通常有两种方法。 第一种方法采用自下而上的计算方法。通过调查、收集资料的方式获得人均的 各种资源和能源的消费数据，再进行计算。 第二种方法采用自上而下的计算方法。根据地区性或全国性的统计资料获得地 区各类消费项目的有关总量数据，再结合人口数量得到人均的消费量。现有的应用 褊处帅范人学顾i ：学位论文 实例多采用这种方法。 ( 3 ) 生态足迹与生态承载力的比较： 对比生态足迹需求( e f ) 5 i j 生态承载力( b c ) ，可以定量地判断这个国家或地区的 生产消费活动是否处于该国家或区域的生态承载力范围内，即是否出现生态赤字 ( e d ) 。 如果b c 0 ，表明出现生态盈余。 w a c k e r n a g e l 等s , 9 15 o n 生态承载力模型计算结果得到1 9 9 7 年全球人均拥有的 0 2 5 9 h m 2 可耕地、0 6 9 h m 2 草地、0 9 9 h m 2 林地、0 0 6 9 h m 2 建筑用地和o 5 曲m 2 海域的 生物生产土地面积，则1 9 9 7 年全球人均生态承载力为2 3 9 h m 2 ，扣除1 2 ，则实际人 均可利用的生态承载力为2 o g h m 2 。而1 9 9 7 年全球人均生态足迹为2 8 9 h m 2 ，则1 9 9 7 年全球人均生态赤字0 8 9 h m 2 。因此，就全球尺度而言，人类的生态足迹己超出生态 承载力3 0 ，说明1 9 9 7 年人类的消费量己经超出了自然生态系统的再生能力。而中 国19 9 7 年的人均生态足迹为1 2 h m 2 ，人均生态承载力为o 8 h m 2 ，人均生态赤字 0 4 h m 2 。 1 2 城市可持续发展的范式一生态城市 1 2 1 生态城市的理论基础 ( 1 ) 城市生态学理论： 城市是人口高度密集的聚居地，是人工化的产物。在城市中，伴随着各种经济 活动、社会行为、文化交流的不仅有物质、能量的代谢，还有信息、人口等的流动。 人类的生产生活需要大量的物质和能量，而代谢之后的产物又往往以污染物和废弃 物的形式排放。城市生态系统的不完整性和脆弱性还表现在物质利用的低效率、能 量流动的单向性、营养结构的倒金字塔型等诸多方面。 随着经济的迅速发展和城市化进程的加快，城市生态环境逐渐成为人们关注的 焦点，城市生态学应运而生。联合国教科文组织于1 9 7 1 年将城市生态学的纳入人和 生物圈计划( m a b ) 2 9 1 ，提出用人类生态学的理论和观点研究城市环境，随后城市 生态学也成为城市可持续发展和制定2 1 世纪议程的科学基础。 第l 章绪论 城市生态掣3 0 , 3 1 1 是在生态学理论的基础上，以城市与自然、资源、环境之间的 联系和作用为研究对象，用整体、综合、有机、协同等观点研究城市系统的结构、 功能、与外界作用的机理和规律等等，探索优化城市生态系统结构，调节系统关系， 提高物质转化和能量利用效率、改善环境质量的途径，实现结构合理、功能高效和 关系协调的目标，使城市生态系统沿着有利于人类利益的方向演替。我国生态学家 马世骏先生、王如松先生等【3 2 , 3 3 1 将城市视为一个社会一经济一自然复合生态系统，丰 富和发展了城市生态学的理论，提出了自然、社会、经济结构与生产、生活还原功 能的结构体系，指出城市要与自然、资源、环境协调发展。 ( 2 ) 可持续发展理论： 针对日益严峻的全球生态环境问题，可持续发展提出了“既满足当代人的需求， 又不对后代人满足其需要的能力构成危害”的发展理念，强调社会、经济、环境的 适度发展和协调发展，是一种以全面发展为目标的发展模式。从1 9 8 7 年可持续发展 概念的提出到1 9 9 2 年可持续发展观的确立，可持续发展逐渐成为维持人类社会发展 的模式和最佳选择。 可持续发展应该是“发展”和“可持续”的有机结合：可持续发展首先是发展， 因为只有经济发展了，才有可能创造出更多的物质财富以满足人们的生产生活需求、 人们的生活水平才会提高、社会也才会进步；同时，可持续发展要求以可以持续的 方式发展经济社会，即在发展的同时要保护好资源和环境，通过合理优化资源配置、 调控经济增长方式等措施使发展保持在资源环境的承载能力之内，从而维持发展与 环境、公平与效率、眼前利益与长远利益、局部利益与整体利益、当代人与后代人 之间的平衡。 可持续发展的内涵可以从不同的角度进行诠释，归结起来，可持续发展是在发 展中坚持公平性、可持续性和共同性【3 4 1 。公平性包括满足当代人共同富裕的代内公 平、满足后代人发展条件的代际问的公平以及不同国家享有的资源分配与利用的区 际公平；持续性即要求人类的经济与社会发展不能超越资源与环境的承载能力，资 源是人类生存的物质基础；共同性是指可持续发展作为全球发展的总目标，要求全 球的联合行动。 城市可持续发展源于1 9 9 6 年在伊斯坦布尔召开的联合国第二次人居大会提出的 要在世界上建设健康、安全、公f 和可持续的城市、乡镇和农村的目标。g 豪霍顿 和c 亨特在可持续城市中指出可持续城市是“居民和各种事物采用永远支持全 福建师范人学颀：i ：学位论文 球可持续发展目标的方式，在邻里和区域水平上不断努力以改善城市的自然、人工 和文化环境的城市”【3 1 1 。城市可持续发展是可持续发展观在城市区域水平上的应用， 也是人类真正实现可持续发展的要求和具体体现，通过寻求合理的经济发展方式和 规模、维持与保护城市生态系统服务功能，建立人与自然、资源与环境和谐发展的 城市生态系统，实现经济增长、社会公平、生态平衡。城市的资源条件是有限的、 环境容量也是有限的，要在这有限的空间内，既促进经济发展、满足当代人物质文 化生活需求，又保护好现有的资源条件和生态环境、满足城市未来发展的要求，只 有选择可持续发展的道路。 1 2 2 生态城市的理论研究与内涵 生态城市是联合国教科文组织( u n e s c o ) 发起的“人与生物n i ( m a b ) 计划”的 研究内容之一。生态城市( e c o c i t y ) 的提出是在摩尔的“乌托邦”、傅立叶的“法朗 基”、欧文的“新协和村”、霍华德的“田园村”、柯布西埃的“光明城”、赖特的“广 亩城”等思想的基础上发展而来的。作为可持续发展的理想模式和人类理想的聚居 型式，生态城市的研究与示范建设逐步成为全球城市研究的热点之一。 2 0 世纪9 0 年代以来，国内对生态城市也进行了许多理论研究，包括：黄光宇、 陈勇提出- y 仓, j 建生态城市的十条标准；张炯 3 6 】提出了建设生态城市的五项原则； 宋永昌【3 7 】等从城市生态系统结构、功能、协调度三个方面构建了生态城市评价的指 标体系；盛学良【3 8 】等对生态城市评价指标体系的建立进行了分析研究，等等。 关于生态城市，从不同的角度可以有不同的看法，目前还没有公认的定义。生 态城市的概念最早由前苏联城市生态学家o y a n i s t k y 于1 9 8 4 年提出的。他认为，生 态城市是一种理想城市模式，其中技术与自然充分融合，人的创造力和生产力得到 最大限度的保护，物质、能量、信息高速利用，生态良性循环【3 3 1 。此后，雷吉斯特 【3 9 1 、黄光宇【3 5 】、沈清基【4 0 1 、黄肇义、杨东援【4 1 】等国内外众多学者分别从不同的角度 对生态城市进行了阐述和解释。归结起来，可以这么认为：生态城市是按生态学原 理建立起来的经济高效、社会和谐、生态良性循环的地域综合体，在经济发展方面 采用集约化发展模式，即在环境容量和资源承载力的基础上，通过发展清洁生产、 循环经济和生态产业等措施，实现经济的发展和资源、能源的可持续利用；在社会 发展方面，完善各种基础设施和生态服务，发展资源节约型社会，保护生命支持系 统，通过完善的法制和自觉的意识观念建立安全舒适的社会环境；在人类自身的发 展方面，培养自觉的生态意识和环境价值观，实现人与自然和谐共处和全面发展。 第1 章绪论 总之，与传统城市相比，生态城市将社会、经济以及人类自身的发展与对良性循环 的生态环境的追求结合起来，具有和谐性、高效性、持续性、整体性、区域性等特 征3 1 , 4 2 】。通过生态城市的建设，实现人与自然互惠共生、和谐相处以及社会一经济一 自然协调、稳定发展。 1 2 3 生态城市的建设实践与经验 从生态城市概念的提出至今，国内外已有不少城市取得了建设生态城市的丰富 经验和显著效果。 巴西的库里蒂巴以可持续发展的城市规划典范而享誉全球，其公交导向式的交 通系统与垃圾循环回收项目、能源保护项目曾获国际大奖。澳大利亚的哈里法克斯 生态城项目不仅涉及社区和建筑的物质循环规划，还涉及社会与经济结构，提出了 “社区驱动的生态开发模式：怀阿拉市则充分融合了可持续发展的各种技术，解 决了该市的能源与资源问题。同本的九州市从2 0 世纪9 0 年代初开始实施以减少垃圾、 实现循环型社会为主要内容的生态城市建设，提出“从某种产业产生的废弃物为别 的产业所利用，地区整体的废弃物排放为零”的构想。新加坡在城市建设中采用城 乡结合的思想，在城郊建设“原始公园”，将农阳和森林及其他一些景观揉进“田 ，园城市”的建设中，成为举世公认的花园城市【4 3 1 。 巴西的生态之都库里蒂巴市被认为是世界上最接近生态城市的城市。市长j a i m e l e r n e r 对高度系统化的、渐进的和深思熟虑的城市规划设计的追求和科学决策使该 市实现了土地利用与公共交通的一体化：通过鼓励混合土地利用开发、增加公园面 积，提倡公交优先、改进公共交通系统等规划措施使城市走上了以低成本( 经济成 本和环境成本) 的交通方式和人与自然尽可能和谐的生态城市发展道路【4 4 1 。瑞吉斯 特认为j a i m el e m e r 成功的经验是“在整个城市基础上解决土地使用问题”，并且“意 识到市民是实现生态城市设计目标的关键 【4 5 1 。 被誉为全球“生态城市”建设样板的美国加州伯克利的城市改造和建设是通过 一些生态核心场地项目节能、节水的示范，通过建设慢行车道、恢复废弃河道、沿 街种植果树、建造利用太阳能的绿色居所、通过能源利用条例来改善能源利用结构、 优化配置公交线路、提倡以步代车、推迟并尽力阻止快车道的建设等一系列具体实 在的行动推行生态城市建设，实现“重建与自然相平衡的城市”【4 引。 澳大利亚的怀特拉地处南澳大利亚州沙漠附近。针对城市的资源环境特点和能 源、资源问题，从城市设计、建筑技术、建筑材料、传统的能源保护与新型的能源 福建师范大学顾i ：学位论文 替代、水资源使用与污水回用等方面实现资源可持续利用和城市生态的可持续发展 4 4 1 o 国内也有很多省市进行了生态省( 市) 建设的实践和探索。江西宜春市是我国 第一个建设生态城市的试点，此后北京、天津、上海等许多城市也相继开始进行城 市生态的研究。国内的生态城市建设从国情出发，坚持环境与经济协调发展、改变 传统的经济发展模式，遵循多样化的原则，在行动上更注重污染治理和产业转型、 强调城乡一体化。 深圳的生态城市建设是从生态卫生、生态安全、生态产业、生态景观、生态文 化等五个层面开展。生态卫生建设方面，通过生态工程手段净化环境、建立废物处 理回收的生态复合体系：生态安全建设包括水、食物、空气、土壤、生命安全，为 居民提供安全的生活条件：生态产业建设强调资源的再生和重复利用，从传统的资 源消耗型产业向生态型产业转型；生态景观建设是从景观的角度优化城市的生态格 局；生态文化着重于环境意识和生态价值观的培养【3 1 1 。 上海的生态城市建设则是基于“结构合理、功能高效和关系协调”的原则，从 城市生态系统的结构、功能和城乡生态关系三个层次进行建设。结构建设包括： 优化城市的用地结构，搞好城市的用地平衡；提高人口素质、控制人口总量和密 度；推广清洁能源与绿色消费；加快产业结构调整及技术创新；加强绿化建 设，保护生物多样性。功能建设包括：加强生态环境保护，强化城市物质循环； 建设快捷的信息流通系统。城乡生态关系的协调包括：实行城乡社会、经济、 生态一体化规划，优化城乡空间；加强城市公共服务设施建设，提高居民生活质 量；提高生态环境意识，加强组织机构建设【47 1 。 贵阳市于2 0 0 2 年列为全国第一个“循环经济型生态城市”的试点城市。针对经 济欠发达、矿产资源相对丰富、生态环境非常脆弱的特点，提出了发展循环经济型 生态城市的目标，形成由循环产业经济、生态化基础设施和生态保障三大系统组成 的生态城市建设总体框架，生态化建设体系包括：以绿色建筑为核心的生态化建筑 产业；以给排水基础设施为依托的水循环利用与水环境保护体系；以吸纳工业废弃 物为主的生态化建材产业；以加工洁净煤为主的清洁能源产业；以生态走廊和绿色 生态景观为骨架的城市绿化体系【4 引。 总结国内外生态城市建设的案例，其成功的经验主要在于以强有力的决策为前 提、以科技、资金、公众的积极参与为支撑、以具体明确的建设目标和项目为指导， 第l 章绪论 群策群力。生态城市的目标应该包括合理的城市舰划和结构布局、完善的基础设施、 合理的产业结构、良好的环境质量、可持续发展的经济、安定的社会环境、绿色的 消费模式、自觉的生态环境意识等诸多方面。生态城市是城市生态化发展的目标， 因而生态城市建设的过程不是一蹴而就，而是长期而循序渐进的，可以分为起步期 ( 初级阶段) 、建设期( 过渡阶段) 、成型期( 高级阶段) 等三个阶段进行【4 9 1 。 1 3 选题背景与研究思路 1 3 1 选题背景 可持续发展是当今社会的热门话题。可持续的发展模式兼顾人口、社会、经济、 环境和资源等多种因素，注重社会经济一自然复合生态的整体效益，实现复合生态 系统整体协调，从而达到一种稳定有序状态的演进过程。这是人们对人类进入工业 文明以来所走过的道路进行深刻反思的结果，也是当今城市发展的必然选择。 生态承载力理论和方法的研究是现代生态学的重要研究内容之一，对城市可持 续发展研究具有重要的理论价值和科学意义。把生态承载力理论作为城市发展的理 论支撑，应用到城市可持续发展的决策中，具有重要的指导意义。由于生态承载力 研究涉及的内容广泛，还未形成成熟的理论和方法体系，其定量化研究目前仍处于 探索阶段。国内对生态承载力理论体系和评价方法的研究也有待进一步的完善和补 充。 而生态城市作为城市可持续发展的理想模式和人类理想的聚居型式，其研究与 示范建设逐步成为全球