（自然地理学专业论文）基于生态足迹的山东省不同区域可持续发展能力评价.pdf

山东师范大学硕士学位论文 中文摘要 随着经济的发展和科学技术的不断进步，人类在取得辉煌成就的同时也面临 着资源、环境、能源、发展等一系列问题。面对上述问题，人类不得不重新审视 人与自然之问的关系，寻求经济、社会与环境、生态之间的协调发展。而强调经 济发展与环境相协调的可持续发展理论自提出以来，就成了各国科学家和政治家 的研究热点。随着研究的不断深入，可持续发展的定量化成为研究的关键和难点， 它决定了具体政策的制订和实施以及可持续发展的最终实现。生态足迹模型是一 种定量化测度可持续发展的工具，以其概念形象、内涵丰富和可操作性强的特点 而得到广泛应用。 生态足迹( e c o l o g i c a lf o o t p r i n t ，简称e f ) 模型通过引入生态生产性土 地概念，实现了对各种自然资源的统一描述，通过引入均衡因子和产量因子，进 步实现了不同国家、区域各类生态生产性土地的可加性和可比性，从而为我们提 供了一个有效的工具来量化可持续发展的程度，而且生态足迹分析所需要的资料 相对易获取、计算方法的可操作性和可重复性，使得生态足迹分析具有广泛的应 用范围。一 本文选取的研究区域是山东省，山东省各地区由于受自然条件、区位、原有 经济技术条件以及区域政策倾斜等原因的影响，各地经济发展状况不同，资源利 用效率以及生态压力状况不同，区域可持续发展系统面临的巨大压力也不同。本 文在对山东省自然条件和社会经济发展现状分析的基础上，首先依据区域划分原 则，采用主导标志法将山东省划分为五个区域：鲁东低山丘陵区、鲁中南山地丘 陵区、鲁西南平原区、鲁西北平原区和黄河三角洲区；然后以生态足迹模型方法 为基础，建立了山东省不同区域的可持续发展评价指标体系，包括生态足迹识 生态压力指数占( e c 0 1 0 9 i c a lt e n s i o ni n d e x ) 、生态占用指数肼( e c 0 1 0 9 i c a lo c c u p a n c yi n d e x ) 、生态经济协调指数巨比：，( e c o l o g i c a le c o n o m i cc o o r d i n a ti o ni n d e x ) 和可持续发展指数劝，( s u s t a i n a b l ed e v e l o p m e n ti n d e x ) 五类指标。 应用建立的区域可持续发展评价指标体系评价了山东省不同区域的可持续 发展能力，结果表明山东省各区域均处于不可持续发展状态；鲁东低山丘陵区处 l 山东师范大学硕上学位论文 于持续性很差的状态，鲁中南山地丘陵区、鲁西南平原区、鲁西北平原区和黄河 三角洲四区均处于持续性稍好的状态。 在生态足迹计算过程中根据山东省实际情况，将产量因子加以调整，并在此 基础上计算了其他评价指标；根据计算结果，进行了各区域生态足迹构成分析、 横向分析、生态安全分析、经济发展程度分析、经济发展程度与生态环境协调性 分析和可持续发展总体状况分析；最后分析了各区域面临的资源与环境问题，并 提出了相应对策。 本文综合考虑了生态安全、经济发展水平和生态与经济的协调性等各个方面 的因素，建立了包含生态压力指数、生态占用指数、生态经济协调指数和可持续 发展指数在内的可持续发展指标体系。这种评价指标体系符合人类社会可持续发 展的目的，有利于促进经济、社会和生态三者的和谐统一，有利于构建和谐社会。 关键词：生态足迹，可持续发展，山东省，区域划分 1 1 山东师范大学硕士学位论文 e v alu a tio no fs u s t ain a bied e v elo p m e n tf o rdif f e r e n ta r e a s ins h a n d o n gp r o vin c eb a s e do ne c oio gic al f o o t p r in t a b s t r a c t h u m a nb e i n g sa r ef a c i n gt h ep r o b l e m so fr e s o u r c e s ，e n v i r o m n e n t ，e n e r g ya n d d e v e l o p m e n ta n ds oo n as e d e so fq u e s t i o n sw h i l eh a v ea c h i e v e dam a g n i f i c e n t s u c c e s sw i t ht h ed e v e l o p m e n to fe c o n o m ya n dt h e p r o g r e s so ft e c h l l o l o g ya f l ds c i e n c e a sar e s u l t ，h u m a nb e i n g sh a v et or e c o n s i d e rt h er e l a t i o nb e t w e e l lm a n k i n da j l dn a t u r e s o a st or e a l i z et h eh a m o n i o u sd e v e l o p m e n tb e 觚e e ne c o n o m y ， s o c i e t ya n d e 1 1 v i r o n m e n t s u s t a i n a b l ed e v e l o p m e n t ，w h i c hs t r e s s e st h eh 卸m o n yo fe c o n o m i c d e v e l o p m e n ta n de n v i r o n m e n t ，h a sb e c o m et h ef o c u so fe v e 科r e s e a r c h e ra l lo v e rt h e w o r l d t h e q u a n t i t a t i v e m e a s u r e m e n to fm es u s t a i n a b l e d e v e l o p m e n t ， w h i c h d e t e r m i n e sm ee s t a b l i s h m e i l ta n di m p l e r n e n to fs t r a t e 百e sa i l dt h er e a l i z a t i o no f s u s t a i n a b l ed e v e l o p m e n tb e c o m e st h ek e yo ft h ep r o b l 锄w i mt h e 向r t h e rs t u d yo f s u s t a i n a b l ed e v e l o p m e n t a so n eo fq u a n t i t a t i v ew a y st om e a s u r es u s t a i n a b l e d e v e l o p m e n t ，e c o l o 百c a lf o o t p r i n tb e c o m e sp o p u l a rw i mi t sv i s u a ld e f i n i t i o n ，r i c h c o n n o t a t i o na n dc h a r a c t e r i s t i co f b e i n ge a s i l ym a n i p u l a t e d e c o l o g i c a lf o o t p r i n tm o d er e a l i z e st h ed e s 嘶p t i o n t ou n i 母v 撕o u sn a t u r a l r e s o u r c e sb y1 e a d i n gi n t ot h ec o n c 印to fe c o l o g i c a l l yp r o d u c t i v ed i s t r i c ta n dh a s r e a l i z e d6 m c t i o no fa d d i n ga n dc o m p a r i n gb y l e a d i n gi n t ot h ec o n c 印to fe q u i v a l e n c e f a c t o ra 1 1 dy i e l df a c t o ri nd i f f e r e n tc o u n t r i e so ra r e a s ，t h u sf o ru sp r o v i d e sav a l i dt 0 0 1 t om eq u a l l t i t yt h ed e g r e eo fs u s t a i n a b l ed e v e l o p m e l l t t h ea n a l y s i so fe c 0 1 0 百c a l f o o t 研n ta n a l y s i sh a sa ne x t e n s i v e 印p l i c a t i o nb e c a u s et h ed a t ai tn e e d sw h e n a 1 1 a l y z i n gi so p p o s i t et oo b t a i ne a s i l y 锄dc a l c u l a t i o nm e t h o dc a i lb eo p e r a t e da n d r e p e a t e d t h i sp a p e rs e l e c t e ds h a i l d o n gp r o v i n c ea l st h er e s e a r c ha r e a t h ec o n d i t i o no f e c o n o m yd e v e l o p m e l l t ，e 街c i e n c yo fu s i n gr e s o u r c ea n de c 0 1 0 酉c a lp r e s s u r e i s d i s s i m i l a r i t yi nd i 仃e r e n ta r e a so fs h a n d o n gp r o v i n c eb e c a u s eo ft h ei n n u e n c eo f n a t u r a lc o n d i t i o n ，p o s i t i o na n d o r i 百n a lr e a s o n ss u c ha se c o n o m i ct e c h n i q u ec o n d i t i o n a n dd i s t r i c tp o l i c yi n c l i n a t i o n b a s e do na n a i y s i so fn a n h a lc o n d i t i o na n ds o c i a l e c o n o m yt h i sp a p e r6 r s td i v i d e ds h a n d o n gp r o v i n c ei n t o 矗v ea r e a sb yu s i n gt h e h t 山东师范大学硕士学位论文 1 e a d i n gm a r km e t t l o d 7 1 1 1 e yw e r ct h eh i l l ya r e ao fe a s t 锄s h a l l d o n gp r o v i n c e ，t l l e m o u n t a i n o u sa r e ao fc e n t r a ls o u t h e n l s h a n d o n gp r o v i n c e ， m e p l a i n a r e ao f s o u t h w e s t e mo fs h a i l d o n gp r 0 v i n c e ， t h ep l a i na r e ao fn o r t h w e s t e ms h a n d o n g p r o v i n c ea n dt 1 1 ey e l l o wr i v e rd e l t ar e s p e c t i v e l y t l l i sp 印e re s t a b l i s h e dt h er e g i o n a l s u s t a i n a b l ed e v e l o p m e n ti n d e xs y s t e mi ns h a n d o n gp r o v i n c eo nt h ef o u n d a t i o no f e c 0 1 0 百c a lf o o t p r i n t i th a sf i v ei n d e xs i g n st o t a l l y - 一e c o l o 百c a lf o o t p n n t ，e c o l o g i c a l t e l l s i o ni n d e x ，e c o l o 西c a lo c c u p a n c yi n d e x ，e c o l o g i c a le c o n o m i cc o o r d i n a t i o ni n d e x ， s u s t a i na _ b l ed e v e l o p m e n ti n d e xo nt h ef o u n d a t i o no f e c o l o g i c a lf o o t p 订n tm o d e t h e s ef i v ea r e a s s u s t a i n a b l ed e v e i o p m e n ta b i l i t yw e r ee v a l u a t e db yu s i n gt h e r e 百o n a ls u s t a i n a b l ed e v e l o p m e n ti n d e xs y s t e i i li ns h a n d o n gp r o v i n c e r e s u l ts h o w e d t h a tt h e s ea r e a sw e r ei nu n s u s t a i n a b l ed e v e l o p m e n t t h e1 1 i l l ya r e ao fe a s t 锄 s h a n d o n gp r o v i n c ew a si nb a ds u s t a i n a b i l i t ys t a t ea n dt h eo t h e r sw e r ei nab i tg o o d s u s t a i n a b i l i t ys t a t e t h ep 叩e ra d j u s t e dt h ev a l u eo ft h ey i e l df a c t o rt oa c t u a lc i r c u m s t 柚c ei nt h e c a l c u l a t i o np m c e s so fe c o l o 百c a lf o o t p d n t ，a n di nt 王1 i sf o u n d a t i o nc a l c u l a t e dt h eo m e r e v a l u a t i o ni n d e x t h ep a p e rc 嘶e do ne c o l o g i c a l f o o t p r i n tc o n s t i t u t ea n a l y s i s ， h o z o n t a la n a l y s i s ，e c o l o 酉c a ls a f i e t ya n a l y s i s ，e c o 囊羹譬奏羹量鬻霎蠹譬蠹垩j u 耋| 窭蠹墨茎篓霉葱i 鏊； x 山东师范大学硕士学位论文 1 2 可持续发展国内外研究 1 2 1 可持续发展研究回顾 对可持续发展研究，以1 9 9 2 年早约热内卢联合国环境与发展大会为界可分 为两个阶段。在此之前为可持续发展概念和理论探讨阶段，来自不同学科的学者， 从自然、社会、经济、科技和伦理属性等方面对可持续发展提出了各自的定义盼3 ； 并对可持续发展思想产生的原因和背景，可持续发展与环境的关系，经济、社会、 文化和生态方面的可持续发展能力，实施可持续发展政策框架的构建等进行了深 入的研究。1 9 9 2 年环境与发展大会以后，可持续发展已逐渐成为全球的共识， 其研究的重心也转向了国家可持续发展战略和行动及优先项目的研究，更加注重 可持续发展实践的研究。评价和监测可持续发展的状念和可持续发展的程度，是 建立可持续发展的综合决策机制和协调管理机制的基础，是实施可持续发展的依 据。因此建立可持续发展评价指标体系和定量评价模型，就成为可持续发展评价 研究的前提。 1 2 2 可持续发展评价模式的研究综述 关于可持续发展评价指标体系的研究是一项世界性的普遍课题。自1 9 8 7 年 世界环境与发展委员会提出可持续发展概念以来，特别是1 9 9 2 年联合国环境与 发展大会通过的2 1 世纪议程，提出了研究和建立可持续发展指标体系的任务 以后，联合国率先以可持续发展委员会( t h ec o 咖i s s i o no ns u s t a i n a b l e d e v e l o p m e n t ，简称c s d ) 为主，设立了“可持续发展指标体系”大型研究项目。 “中国2 1 世纪议程”优先项目中，亦设立了“中国可持续发展指标体系与评估 方法研究项目。可持续发展指标体系的建立是当前可持续发展研究的核心，是 衡量可持续能力高低的基本手段，是对研究对象进行宏观调控的主要依据。可持 续发展指标体系的研究已成为一些国际组织、国家政府以及专家学者关注或研讨 的主题之一，经济学者、环境学者、生态学者和社会学者对指标问题从不同角度 进行了大量研究，提出许多指标( 或指标体系) ，并建立了许多评价模式，这些 模式主要分为四大类h 1 ：一是基于综合指标体系的评价模式，二是基于社会发展 指标体系的评价模式，三是基于经济发展类指标体系的评价模式，四是基于生态 2 山东师范大学硕士学位论文 环境类指标体系的评价模式。本研究对山东省不同区域可持续发展能力的评价以 生态足迹模式为基础。 1 2 2 1 基于综合指标体系的评价模式 近年来基于综合评价体系以联合国可持续发展委员会( u n c s d ) 1 9 9 6 年创建 的模式为代表，该指标体系由“社会、经济、环境、制度四大系统”按“驱动力 ( d r i v i n gf o r c e ) 一状态( s t a t e ) 一响应( r e s p o n s e ) 概念模型( d f s r ) 设 计，由1 3 4 个指标构成。指标间的逻辑性强，尤其突出了环境受到胁迫与环境退 化和破坏之间的因果关系，这是d f s r 概念模型受到普遍接受的原因。但对于社 会经济指标，这种模型的应用似乎难于显示其内在的逻辑性，而且指标的归属存 在很大的模糊性，指标体系的分解粗细不均，从整体上来看，指标体系结构失衡， 在反映可持续发展的行为本质中失之清晰的脉络；其他还有环境问题科学委员会 ( t h es c i e n t i f i cc o m m i t t e eo np r o b l e m so fe n v i r o n m e n t ，简称s c o p e ) 1 9 9 5 整 年为了克服可持续发展指标体系框架中指标数目过多的问题，而与联合困环境规 划署合作，提出的一套高度合并的可持续发展指标体系，该指标体系综合程度高， 包括环境、自然资源、自然系统、空气和水污染四个层面，共2 5 个指标；世界 保护同盟( i u c n ) “可持续性晴雨表”评估指标和方法，用于评估人类与环境的 状况以及向可持续发展迈进的进程；经济合作与发展组织( o e c d ) 的可持续发展 指标体系；瑞士洛桑国际管理开发学院( i m d ) 的国际竞争力评估指标体系；。联 合国统计局( u n s d ) 的可持续发展指标体系等。 1 2 2 2 基于社会发展指标的评价模式 联合国开发计划署( u n d p ) 的“人文发展指数”( h d i ) 是以“预期寿命、教 育水平和人均g d p ”三项基础变量所组成的综合指标，并得到了世界各国的赞同， 但对指标变量的选择与计算仍有较多的争议。此外，人文发展指数更多地偏重于 现状的描述和历史序列的分析，其预侧和预报的功能还有待完善。 1 2 2 3 基于经济类发展指标体系的评价模式 1 9 9 5 年世界银行在英国伦敦大学环境经济学家n w 皮尔斯工作的基础上， 提出了以“国家财富”和“真实储蓄率”为依据度量各国可持续性发展、计算方 法和初步的计算结果，被称为新国家财富指标，对传统的资本概念进行了创造性 的扩展。该指标体系首次将无形资本纳入可持续发展度量要素之内，试图通过测 量自然资本、人造资本、人力资本和社会资本等指标来测量国家财富和可持续发 山东师范大学硕士学位论文 展能力随时间的动态变化，丰富了传统意义上的财富概念，但并未提出对社会资 本具体的计算方法；其他还有可持续经济福利指数( i s e w ) ，真实进步指标( g p i ) ， 联合国统计局的综合环境经济核算体系( s e e a ) 等。 1 2 2 4 基于生态环境类指标体系的评价模式 主要有生态足迹指数，生念系统服务( e c o s y s t e ms e r v i c e s ) 指标体系，能 值分析( e m e r g ea n a l y s i s ) 指标，自然资本指数( n a t u r a lc a p i t a li n d e x ，n c i ) 等晴3 。这些指标都是从生态环境的角度来评价可持续发展状态的。下一节将对生 态足迹做详细说明。 生态系统服务功能价值指标体系是由c o n s t a n z a 等人1 在1 9 9 7 年提出的， 该指标体系在将全球生物圈分为1 6 个生念系统的基础上，把生态系统服务功能 划分为1 7 个指标，开展了对全球生态系统服务功能价值的定量评估。该研究首 次全面提出了生态系统的市场价值和非市场价值的概念，开创了全面分析地球生 态系统对人类的服务功能价值的先河，随后吸引了众多学者对生态系统服务功能 价值进行研究。 能值分析是h t 0 d u m 基于生态系统和经济系统的特征以及热力学定律，提 出的以能量为核心的系统分析方法。能值分析把生态系统中不同种类、不可比较 的能量化成统一标准，来衡量和分析生态系统或生态经济系统的运行特征和发展 的可持续性。能值分析呵以同时衡量人和环境对经济发展的贡献，弥补了传统的 货币标准不能衡量自然界对于经济发展贡献的缺陷。但是对于许多资源或产品使 用单一的转换概率是不正确的，而且该方法缺乏对其他经济可持续性的限制因子 进行分析h 1 。 自然资本指数法是目前估算自然资本的最常用方法，在欧洲的一些国家已广 为使用，目的是估算并评价生态系统的自然性及完整性程度。自然资本眵1 是指能 够在现在或未来提供有用的产品流或服务流的自然资源及环境资产的存量，它所 提供的产品流和服务流称为自然的收入口。10 1 。自然资本指数是指生态系统的数量 、彤i 量的乘积n “。n c i 的数值范围是0 1 0 0 ，如果一个国家或地区的自然生态系 统所占比重为5 0 ，其质量也是5 0 ，则n c i 为2 5 。o 表示在考察的地区里自然资 本遭到了完全的破坏，可能是由于生态系统的数量为0 ，或者是生态系统的质量 为0 ，或者二者都为0 。1 0 0 则表示自然资本处于最佳状况。这种方法就需要选择 一个生态系统作为参照，而以目自仃的科学知识尚难做到。 4 山东师范大学硕上学位论文 为各类自然资本提供的统一度量基础。所谓生态生产性土地是指具有生态生产能 力的土地或水体。事实上，生态足迹分析法的所有指标都是基于生念生产性土地 这一概念而定义的。生态生产也称生物生产，是指生态系统中的生物从外界环境 中吸收生命过程所必需的物质和能量转化为新的物质，从而实现物质和能量的积 累。 根据生产力大小的差异，地球表面的生态生产性土地可分为6 大类引： ( 1 ) 可耕地( a r a b l el a n d ) 从生态分析来看，可耕地是所有生态生产性土地中生产力最大的一类，它所 能集聚的生物量是最多的。 ( 2 ) 牧草地( p a s t u r e ) 即适用于发展畜牧业的土地。它们的生产能力一般低于耕地，被用作奶牛场 和养牛场，即适用于发展畜牧业的土地。 ( 3 ) 森林( f o r e s t ) 指可产出木材产品的人造林或天然林。一般位于生产力较低的地方。 ( 4 ) 建成地( b u i l t u pa r e a s ) 指用于人类居住地区、道路、水利等设施所占用的土地。 ( 5 ) 化石燃料土地( f o s s 订e n e r g yl a n d ) 生态足迹分析法强调资源的再生性。从理论上讲，为了保证自然资本总量不 减少，我们应该储备一定量的土地来补偿因化石能源的消耗而损失的自然资本的 量。 ( 6 ) 海洋( s e a ) 指的是地球上提供大量海产品的那部分海洋面积。 1 - 3 3 2 生态容量与生态承载力 生态容量实际上是最大生态效益的数量表现。人类的一切生产、生活活动在 生态容量之内，就能够在保持生态系统高效和谐的运转中达到“持续与发展”、 生态与经济”的高度统一；否则就会使生态系统走向失调甚至恶化的恶性循环 h a r d i n 在1 9 9 1 年曾明确定义生态容量为在不损害有关生态系统的生产力和功能 完整的前提下，可无限持续的最大资源利用和废物产生率。生态足迹研究者将一 个地区所能提供给人类的生态生产性土地的面积总和定义为该地区的生态承载 力( e c o l o g i c a lc a p a c i t y ) ，以表征该地区生态容量1 。 6 山东师范大学硕士学位论文 1 3 3 3 人类负荷与生态足迹 人类负荷指的就是人类对环境的影响规模，是由人口自身规模和人均对环境 的影响规模共同决定的。生态足迹分析法用生态足迹来衡量人类负荷n 4 i 。 1 3 3 。4 生态赤字与生态盈余 一个地区的生态承载力小于生态足迹时，就会出现生态赤字( e c o l o g i c a l d e f i c i t ) ，其大小等于生态承载力减去生态足迹的差数；反之则产生生态盈余 ( e c 0 1 0 9 i c a ls u r p l u s ) 。生态赤字表明该地区的人类需求超过了其生态容量，要 满足其人口在现有生活水平下的消费需求，该地区只有两种选择，一是从地区之 外进口欠缺的资源以平衡生态足迹，二是通过消耗自然资本存量来弥补供给流量 的不足。这两种情况都说明地区发展模式处于不可持续状态，其不可持续的程度 用生态赤字的大小来衡量。相反，生态盈余表明该地区的生态容量足以支持其人 类负荷，该地区发展模式具有相对可持续性，可持续程度用生态盈余来衡量州。 1 3 3 5 均衡因子与产量因子 ( 1 ) 均衡因子 “均衡因子”( e q u i v a l e n c ef a c t o r ) 又称等价因子，是一个使不同类型的生 态生产性面积转化为在生态生产力上等价的系数。 由于在生态足迹研究中使用了6 种生态生产性土地类型，这6 种类型的生态 生产力不同，不同国家或地区之问没有可比性，因此要将具有不同生态生产力的 生态生产性面积乘以“均衡因子”转化为具有相同生态生产力的面积。 某类生态生产性土地的均衡因子等于全球所有该类生态生产性土地的平均 生物生产力除全球所有各类生态生产性土地的平均生物生产力。现在采用的均衡 因子分别为：耕地2 8 ，牧草地0 5 ，森林1 1 ，建设用地( 建成地) 2 8 ，化石 燃料用地1 1 ，海洋o 2 。 ( 2 ) 产量因子 在生态承载力的计算中，由于同类生态生产性土地的生产力在不同国家和地 区之间存在差异，因而各国各地区同类生态生产土地的实际面积是不能直接进行 对比，为使其有可比性用“产量因子”来修讵。 产量因子( y i e l df a c t o r ) 又称为生产力系数，就是一个将各国或各地区同 类生态生产性面积转化为可比面积的参数，是一个国家或地区某类生态生产性土 地的平均生产力与世界同类平均生产力的比率n 引。 7 山东师范大学硕上学位论文 1 3 4 生态足迹模型研究进展 1 3 4 1 国外生态足迹研究进展 ( 1 ) 区域可持续发展度量 生态足迹模型在全球尺度的应用始于1 9 9 7 年w a c k e r n a g e lm 等人受t h e e a r t hc o u n c i l 的委托和资助所提交的国家生态足迹( e c 0 1 0 9 i c a lf o o t p r i n t o fn a t i o n s ) 报告。结果表明，在1 9 9 7 年的生活消费水平下，全球人均生态足 迹为2 8 h m 2 ，而地球所能提供的人均生态足迹( 生态承载力) 为2 1 h m 2 ，两者差 值即人均生态赤字为0 7 h m 2 。报告指出，就全球而言，2 0 h m 2 的生态生产性面积 是19 9 7 年全球人均生念承载力的底线或阈值。 国家生态足迹报告中首次计算了全球5 2 个国家1 9 9 7 年的生态足迹，这 5 2 个国家拥有世界8 0 的人口和9 5 的世界国内生产总值，对全球可持续发展的 影响举足轻。其中冰岛的人均生态足迹面积最大，达9 9 h m 2 ，其次是新西兰和美 国，分别为9 8 h m 2 和8 4 h m 2 ，而生态赤字最大的三个国家是冰岛、新加坡和日 本。虽然在其研究中，中国不但没有出现生态赤字，还略有赢余，但报告中也提 到，该结果的出现是因为中国生态需求的计算可能偏低，在中国的人口规模和需 求水平仍在迅速增长的情况下，中国的可持续发展状态也不容乐观。此后，多名 学者对生态足迹在国家尺度上的应用进行了尝试。除新西兰外，其他国家都处在 生态赤字状态。自1 9 9 4 年开始，城市区域得到了多名学者的关注。城市往往生 态缺口巨大，波罗的海地区城市的生态足迹甚至高达城市面积的数百倍n 5 | 。 2 0 0 2 年，w a c k e r n a g e lm 等人利用最新数据，更新了全球生态足迹的计算结 果。与上次计算相比，这一次的计算几乎涵盖了世界上的所有国家。研究结果显 示1 9 9 9 年全球人均生态足迹为5 6 h m 2 ，而生态承载力仅为4 7 h m 2 ，许多国家处 于严重的生态赤字状态。 同年，w a c k e r n a g e lm 等人与t h eu n e p( w o r l dc o n s e r v a t i o nm o n i t o r i n g c p n t r e ) 合作，进行了全球生态足迹时间序列和预测研究。1 9 6 1 1 9 9 9 年全球 平均生态足迹的变化表明，在接近四十年的时间内，全球平均生态足迹增长了近 8 0 。 ( 2 ) 生态经济领域的应用 在生态足迹模型中，生态足迹的面积通常根据消费品的数量进行推算，因此 山东师范大学硕士学位论文 县域( 县级区域) 是中国同时具备地域、空间和行政独立性的最基本区域单 元，对其进行可持续发展评价具有积极的理论和现实意义。赵云龙，唐海萍，李 新宇等嘞3 2 0 0 4 年运用生态足迹模型对河北省怀来县可持续发展状况进行了分 析。舒肖明，杨达源，董杰。1 2 0 0 5 年对大别山区岳西县生态足迹进行了计算与 分析。马彩虹，赵先贵，兰叶霞等。地1 对宁夏西吉县1 9 7 8 2 0 0 3 年的生态足迹动 态变化进行了分析。袁平，徐斌，章力建。州2 0 0 7 年对内蒙古阿鲁科尔沁旗1 9 8 2 2 0 0 3 年的发展进行时间序列动态分析。 ( 3 ) 行业或部门生态足迹的研究 在旅游业方面，席建超等们2 0 0 4 年分析了旅游消费生态占用基本构成，提 出了旅游消费生态占用计量模型，并以北京市海外旅游者为例，对旅游消费生态 占用作了探讨。结果表明北京市海外旅游者每次来京旅行人均生念占用为 0 0 9 5 9 h m 2 ，约占北京市现有城镇居民年人均生态占用的5 。旅游消费生态占用 对区域生态占用有着不可忽视的影响，其中旅游消费生态占用结构组成中“行” 的能量生态占用在总旅游消费生态占用中居绝对主导地位，而“吃”、“住”的能 量生态占用约占2 。章锦河和张捷。蠕1 2 0 0 4 年根据旅游生态消费的特点，提出了 餐饮、住宿、交通、游览、购物、娱乐生态足迹分析的六个子模型，并对2 0 0 2 年黄山市旅游生态足迹进行了实证分析。李华。蚓2 0 0 4 年在对自然保护区旅游开 发的特殊性和生态足迹理论分析的基础上，根据生态足迹理论体系中的概念和模 型方法，构建了保护区旅游潜力评价体系，并且融入了经济、社会等综合指标因 子。罗艳菊口7 。、杨桂华。州也分别对旅游生态足迹进行研究。李鹏等口刚2 0 0 7 年计 算了云南香格里拉旅游线路产品的生态足迹。 顾晓薇等n 们2 0 0 5 年对沈阳市九所高校的2 0 0 3 年校园生态足迹和生态效率进 行计算，对比分析了这些高校的生态需求及其构成和可持续发展的主要矛盾，据 此提出了降低校园生态足迹，提高校园生态效率的措施建议。 生态足迹分析应用到生态市建设规划中可以分析可持续发展进程，明确城市 可持续发展状态；明确城市一定人口的消费对环境产生的后果以及与可持续发展 相关的重要资源问题；为合理开展生态市建设规划、减少生态足迹提供决策信息。 刘云南h 门以海口市为例，将生态足迹理论应用于生态市建设规划中，并根据海口 市生态环境现状，提出了减少生态足迹、提高可持续发展能力的规划途径主要为： 通过保护土地资源和提高科技发展水平改善耕地和草地赤字的现状；通过构建城 l l 山东师范大学硕士学位论文 市生态交通和构建生态建筑与节能体系来缓解化石燃料用地的压力；通过发展循 环经济和转变消费模式来提高资源利用效率；通过控制人口增长来提高人均生态 承载力。 孟海涛，陈伟琪，赵晟等n 2 3 2 0 0 虽器够茛型蓠鉴理甜蠼增惜滗蟮缀溢终缁删 譬囊骐敛錾的指标体系祸奔符褥垂研j 月麒j 鐾酽莉；蓁瀑群毽薄翰泻缝写嚣囊藉 附日种融醚鞣斛醢墓一萎篓蓁雾3 技术路线 1 6 本文的技术路线如下图卜1 所示 图卜1本文技术路线图 x 山东师范人学硕士学位论文 态性土地占用及化石能源地占用做出一一估算。 ( 4 ) 王建源，陈艳春，李曼华等n 朝在传统生态足迹模型的基础上，提出了基 于能值分析理论的生态足迹计算的改进模型。改进生态足迹模型通过将生态经济 系统中的各种能量流换算成对应的生物生产性土地面积，并比较计算得出生态足 迹和生态承载力，从而衡量山东省的环境可持续发展状况。 1 3 5 生态足迹模型的评价 1 3 5 1 生态足迹模型的优点 ( 1 ) 生态足迹指标是全球可比的、可测度的可持续发展指标。 生态足迹模型首先通过引入生物生产性土地概念，实现了对各种自然资源的 统一描述，通过引入均衡因子和产出因子，进一步实现了不同国家、区域各类生 态生产性土地的可加性和可比性，从而为我们提供了一个有效的工具来量化可持 续发展的程度，具有比较深刻的政策涵义。它从一个全新的角度来考虑人类社会 经济发展与生态环境的关系，从供给面对区域的实际生物承载力进行测算，将它 作为可持续发展程度衡量的标杆，是全面分析人类对自然影响、并用简单术语表 示其影响程度的最有效的工具之一h 6 1 。 ( 2 ) 生态足迹模型简单、直观，易操作。 生态足迹分析所需要的资料相对易获耿、计算方法的可操作性和可重复性， 使得生态足迹分析具有广泛的应用范围，既可以计算个人、家庭、城市、地区、 国家乃至整个世界的生态足迹，也可以计算不同行动方案的生态足迹，从而为度 量可持续性程度提供了一杆“公平秤”，能够对时、空二维的可持续性程度做出 客观量度和比较，以定量的数据表明现实发展状况与可持续性目标之间的距离， 从而有助于监测发展的可持续性进程和实施可持续发展管理。 1 3 5 2 生态足迹模型的缺点 ( 1 ) 生态足迹模型只是衡量了生态的可持续程度，强调的是人类发展对环 境系统的影响及其可持续性，而没有考虑经济、社会、技术方面的可持续性和人 类对现有消费模式的满意程度，具有生态偏向性。 ( 2 ) 生态足迹模型最初是一种基于静态的分析方法，无法反映未来的可持续 趋势，不足以监测变化的过程。从可持续研究的政策效应而言，静态分析提供的 山东师范大学硕上学位论文 有用信息十分有限，这些信息仅仅展示了“横向”的可持续性比较。对可持续性 而言，时间序列比单一时段点能提供更多的信息。 ( 3 ) 生态足迹模型没有描述完全自然系统提供资源、消纳废物的功能，忽 略了地下资源和水资源的估算，也没有考虑污染的生态影响。事实上，由于酸雨、 工业废水等引发的资源状况恶化，世界上的生态生产性土地及水域面积在不断缩 减。在生态足迹方法中，只考虑了c o ：，既未考虑其他的温室气体，同时又忽略了 海洋吸收c o ：的作用。多数的研究结果均显示，吸收人类排放的c 0 2 的能源间接 用地在生态足迹构成中超过5 0 h 引。 1 3 5 3 生态足迹模型的修正 对于生态足迹存在的不足，很多学者从不同角度进行完善。主要有以下几方 面： ( 1 ) 采用投入产出模型来完善生态足迹模型 在计算区域生态足迹时由于区际贸易利区内贸易的大量存在，必须进行贸易 调整；此外生态足迹模型还存在采用二维计算方法去解释多维的生念经济交互系 统；其计算不能区分直接消费与间接消费等缺点。为克服以上缺点许多学者采用 了投入产出模型以完整获取贸易信息。b i c k n e l lkb 等学者h 7 1 将投入产出模型 应用在新西兰的生态足迹研究当中，他们将土地类型划分为农业用地、林地和退 化的土地三类，通过家庭的直接和间接消费计算所需的土地面积。在此基础之上 f e r n gr 改良了b i c k n e 儿kb 等人在计算中所采用的土地系数。我国学者秦耀 辰等人n 3 1 首次在国内运用投入产出模式来完善生态足迹模型，并应用在河南省区 域可持续发展评价中。刘建兴等h 叩将投入产出法应用于我国产业生念占用的研 究。 ( 2 ) 用地方生产力指标代替世界性指标 生态足迹模型通常采用世界平均生产力作为将消费指标转换为土地指标的 转换系数，其优点在于结果能够进行横向比较，但是忽略了区域差异，研究对象 的区域特征被抹煞。为此l e n z e nm 5 0 。，v u u r e nd pv 训，h a b e r lh m l 等学者 先后采用地方生产力指标代替世界平均生产力进行案例研究。其中h a b e r lh 还 对比了不同的生产力系数对计算结果的影响，结果表明，采用不同的生产力系数 计算结果可能相差2 倍以上。顾晓薇等嵋3 1 分别利用世界平均生产力和国家平均生 产力对沈阳市2 0 0 1 年生态足迹进行了计算，表明采用世界平均生产力计算结果 1 4 山东师范大学硕上学位论文 2 研究区域的划分 山东省各地区自然环境条件和经济发展水平具有明显的地域特征，经济快速 增长与资源大量消耗、生态破坏之间的矛盾，经济发展水平的提高与社会发展相 对滞后之间的矛盾，区域之问经济社会发展不平衡的矛盾，人口众多与资源相对 ： 短缺的矛盾，一些现行政策和法规与实施可持续发展战略的实际需求之间的矛盾 等制约着可持续发展。因此必须对山东省进行区域划分，建立评价区域可持续发 展的资源环境量化指标体系。 2 1 区域划分的有关理论 2 1 1 区域划分的概念 区域划分是地理学方法最具体的表现，也是区域地理学的主要研究内容之 一。区域划分就是揭露客观存在的自然和社会条件的区域综合体，即揭露地球景 观壳的区域综合体6 。 区域划分具有多样性，有部门区域划分和综合性区域划分。反映某一方面因 子地域差异的区划为部门区划，综合性区划是指反映多因子综合地域差异的区 划。 随着科学技术、社会经济的发展和区划工作的深入，要求区划既要符合自然 环境的合理性，又要利于经济发展。综合区划的目的是为制订区域可持续发展战 略服务。 2 1 2 区域划分的类型 区域长期以来一直是地理学研究的中心对象之一。但对区域概念的理解不 一，一般认为：区域是指具有内聚力的地表空间嫡 。一个区域所包含的地表空间 具有同质性，整个区域系统有密切的相关性和整体性。区域之间则表现出明显的 差异性，不同的区域，各生产要素秉赋及各要素的组合结构不一；区域存在问题 和发展能力也不一样。由此看来，区域既是地球表面上的客观存在，又是受研究 目的制约的，带有一定的主观性，因此，研究区域时，必须依据具有共性和划界 1 7 山东师范大学硕上学位论文 2 2 山东省区域划分 2 2 1 研究区域划分的原则 地理上的综合区域划分，是依据各地区自然环境、自然资源及其区域组合， 以及区域经济基础、经济等人文特征，对所研究地表空间进行的地域划分。 综合山东省的具体情况，主要依据下列原则进行划分1 ： ( 1 ) 自然要素、自然地域要素系统的差异性 自然环境是人类活动的基础，各区域自然环境的差异，将导致各区域人类活 动的不同。山东省地域范围不大，各地气候差别不太明显。相比之下，地形地貌 因素成为山东省地域差别的主要因素。因为地形地貌及地质基础的差别，影响矿 产的分布、降水多少、土层厚度、土壤性质，甚至导致不同地貌类型区光照、 1 0 的有效积温、温度日较差等方面的差异，引起