（果树学专业论文）生态足迹理论在生态城市发展中的应用研究——以湖州市为例.pdf

堑迤太堂亟堂焦论塞生态星逵堡论查生态越! 亘蕴屋虫笪廛围：丝遵趟直发倒 摘要 目前我国经济处在高速增长期，经济高速增长主要程度上是依靠物质、能源的 高消耗来实现的。然而，这种高消耗的粗放型的增长方式，现已经受到了人口、资 源与能源的制约和环境的压力，不可避免的面临资源约束的“瓶颈”。在目前严峻的 经济形势条件下，根据科学发展观的要求改变粗放型经济发展的传统模式，发展符 合可持续发展理念的低消耗经济增长模式，使经济增长与自然资源、社会环境和谐 发展，应该成为城市管理者们关注的课题。 本文以运用生态足迹模型基本理论和计算方法，计算了湖州市近十年的生态足 迹和生态赤字，旨在评价和度量湖州市生态城市建设中可持续发展的状况及可持续 发展的程度，为制定生态城市政策，促进可持续发展提供依据。 对湖州市1 9 9 8 年2 0 0 7 年生态足迹的计算与分析，表明湖州市的人均生态足迹 从1 9 9 8 年的1 5 9 h n l 2 增加到2 0 0 7 年的3 2 3 h m 2 ，十年时间增加了1 0 3 2 ，然而同 期的人均生态承载力只增长了2 4 4 。生态赤字呈逐年递增趋势，万元g d p 的生态 足迹则呈历年递减趋势。 本文通过分析湖州市生态赤字变化情况，探讨了湖州市生态城市建设的可行途 径，提出了相应的对策建议，如控制人口增长、提高单位面积土地的生物产量、采 用新的生产技术，通过循环利用、节能技术措施，提高资源利用等。 关键词：生态足迹理论，生态城市，生态赤字，湖州市 v m a b s t r a c t c u r r e n t l y , t h ee c o n o m yo fc h i n aa r eg r o w i n gr a p i d l y , w h i c hm a i n l yr e l i e so nt h eh i g h c o n s u m p t i o no fm a t e r i a l ，e n e r g y h o w e v e r , t h i sh i g hc o n s u m p t i o no fe x t e n s i v eg r o w t h m o d ea r ea l r e a d ys u b j e c tt op o p u l a t i o n ，r e s o u r c e s ，e n e r g yc o n s t r a i n t sa n de n v i r o n m e n t a l p r e s s u r e s ，a n dn o wi n e v i t a b l yf a c i n g o o t t l e n e c k ”o fr e s o u r c ec o n s t r a i n t s i nc u r r e n td i r e e c o n o m i cs i t u a t i o n ，c h a n g i n gt h et r a d i t i o n a le c o n o m i cm o d e lo fe x t e n s i v eg r o w t ha c c o r d i n g t ot h er e q u i r e m e n t so ft h es c i e n t i f i cd e v e l o p m e n tc o n c e p t ，a n dd e v e l o p i n ge c o n o m i cm o d e l o fl o w c o n s u m p t i o ni n l i n ew i t ht h ec o n c e p to fs u s t a i n a b l ed e v e l o p m e n tt op r o m t et h e h a r m o n i o u sd e v e l o p m e n to fn a t u r a lr e s o u r c e se n v i r o n m e n ta n ds o c i a ld e v e l o p m e n ts h o u l d b e c o m eat o p i co fc o n c e r nf o rc i t ym a n a g e r s i n t h i sp a p e r , t h eb a s i ct h e o r yo fe c o l o g i c a lf o o t p r i n tm o d e la n dc a l c u l a t i o nm e t h o d w e r ea p p l i e dt oc a l c u l a t ee c o l o g i c a lf o o t p r i n ta n de c o l o g i c a ld e f i c i to fh u z h o uc i t yf o r n e a r l yad e c a d ei n o r d e rt oe v a l u a t ea n dm e a s u r et h es t a t u sa n dl e v e lo fs u s t a i n a b l e d e v e l o p m e n ti nt h ee c o - c i t yc o n s t r u c t i o no fh u z h o uc i t y , a n dp r o v i d eab a s i sf o r e s t a b l i s h i n ge c o c i t yp o l i c ya n dp r o m o t i n gs u s t a i n a b l ed e v e l o p m e n t t h ee c o l o g i c a lf o o t p r i n tc a l c u l a t i o na n da n a l y s i ss h o wt h a tt h ep e rc a p i t ae c o l o g i c a l f o o t p r i n to fh u z h o uc i t yi n c r e a s e df r o m1 5 9h m 2i n19 9 8t o3 2 3hm zi n2 0 0 7 ，a l m o s t i n c r e a s e db y10 3 2 o v e rp a s tt e ny e a r s ，b u ta tt h es a m et i m e ，t h ep e rc a p i t ae c o l o g i c a l c a r r y i n g f o r c eg r e wb yo n l y2 4 4 e c o l o g i c a ld e f i c i tw a so nt h ei n c r e a s ey e a rb yy e a r w h i l et h ee c o l o g i c a lf o o t p r i n to ft h et e nt h o u s a n dy u a ng d pw a so nt h ed e c r e a s e t h i sp a p e rd i s c u s s e dt h ep o s s i b l ew a y st oe c o c i t yc o n s t r u c t i o nb ya n a l y z i n gt h e c h a n g e s o fe c o l o g i c a ld e f i c i to fh u z h o uc i t y , a n d p u t f o r w a r d c o r r e s p o n d i n g c o u n t e r m e a s u r e sa n ds u g g e s t i o n s ，s u c ha sc o n t r o l l i n gp o p u l a t i o ng r o w t h ，i m p r o v i n gt h e b i o l o g i c a ly i e l dp e ru n i ta r e a ，a d o p t i o no fn e wp r o d u c t i o nt e c h n o l o g y , i m p r o v i n gr e s o u r c e u t i l i z a t i o nt h r o u g hr e c y c l i n gt e c h n o l o g ya n de n e r g y s a v i n gt e c h n i c a lm e a s u r e s k e y w o r d s ：t h ee c o l o g i c a lf o o t p r i n t , t h ee c o - c i t y , t h ee c o l o g i c a ld e f i c i t , h u z h o u i x 浙江大学硕士学位论文生态足迹理论在生态城市发展中的应用以湖州市为例 插图和附表清单 图1 1 全球人均生态足迹变化情况”5 图1 2 全球各国家1 9 6 1 2 0 0 5 年生态足迹和生态承载力变化情况6 图3 1 湖州市处于长三角的位置2 3 图3 2 湖州市总人1 2 及人口密度历年变化图一3 1 图3 3 湖州市人1 2 密度及市区人口密度历年变化图3 1 图3 4 湖州市1 9 9 0 2 0 0 8 年国内生产总值和财政总收入变化图3 2 图3 5 湖州市1 9 9 0 2 0 0 8 外贸进出1 2 变化图3 3 图4 1 湖州市城市居民与农村居民的生物资源消费生态足迹变化图( 1 9 9 8 2 0 0 7 4 6 图4 2 湖州市居民生物资源消费生态足迹变化曲线图( 1 9 9 8 2 0 0 7 年) 4 6 图4 3 湖州市能源消费人均生态足迹( 1 9 9 8 2 0 0 7 年) 4 8 图4 41 9 9 8 年和2 0 0 7 年各子项目生态占有量情况5 1 图4 5 湖州市生态足迹耕地子项变化图( 1 9 9 8 2 0 0 7 年) 5 1 图4 6 湖州市生态足迹牧草地子项变化图( 1 9 9 8 2 0 0 7 年) 一5 2 图4 7 湖州市生态足迹林地子项变化图( 1 9 9 8 2 0 0 7 年) 5 3 图4 8 湖州市生态足迹水域子项变化图( 1 9 9 8 2 0 0 7 年) ”“5 3 图4 9 湖州市人均生态足迹化石燃料用地子项变化图( 1 9 9 8 2 0 0 7 年) 5 4 图4 1 0 湖州市人均生态足迹建成地子项变化图( 1 9 9 8 。2 0 0 7 年) 5 5 图4 1 0 湖州市人均生态足迹变化图( 1 9 9 8 2 0 0 7 年) 5 5 图4 1 1 湖州市人均生态承载力变化情况( 1 9 9 8 2 0 0 7 年) 6 0 图4 1 2 湖州市生态足迹与生态赤字( 1 9 9 8 2 0 0 7 年) 6 0 图4 1 3 湖州市生态足迹e f 和g d p 分析( 1 9 9 8 2 0 0 7 年) 6 2 图4 1 4 不同地区生态足迹变化趋势比较6 4 图4 1 5 生态足迹增长率比较6 4 图4 1 6 生态赤字变化趋势比较6 5 图4 1 7 生态赤字增长率比较6 5 图4 1 8 生态压力指数变化趋势比较6 6 图4 1 9 生态压力指数增长率比较6 6 浙江大学硕士学位论文生态足迹理论住生态城市发展中的应用一以湖州市为例 图4 2 0 万元g d p 生态足迹变化趋势比较一6 7 图4 2 1 万元g d p 生态足迹下降率比较”6 7 表2 1 我国生态城市建设指标1 9 表3 11 9 9 8 2 0 0 7 年湖州市人口总数及人口密度3 0 表3 2 湖州市主要年份环境保护情况3 5 表4 1 湖州市市区居民人均生物资源消费量4 0 表4 2 湖州市农村居民人均生物资源消费量4 1 表4 3 湖州市市区居民人均消费生物资源生态足迹占有量4 2 表4 4 湖州市农村居民消费生物资源生态足迹4 3 表4 5 湖州市市区居民消费生物资源生态足迹4 4 表4 6 湖州市农村居民消费生物资源生态足迹4 4 表4 7 湖州市全市居民生物资源消费人均生态足迹4 5 表4 8 折算系数及全球平均产量4 7 表4 9 湖州市化石能源消费量( 1 9 9 8 2 0 0 7 年) 4 7 表4 1 0 湖州市人均能源消费生态足迹( 1 9 9 8 2 0 0 7 年) 4 7 表4 1 1 湖州市能源消费人均生态足迹( 1 9 9 8 2 0 0 7 年) 4 9 表4 1 2 湖州市人均消费生态足迹明细账单( 1 9 9 8 2 0 0 7 年) 4 9 表4 1 3 湖州市生物资源产量( 1 9 9 8 2 0 0 7 年) 一5 8 表4 1 4 湖州市人均生态承载力( 1 9 9 8 2 0 0 7 年) 5 9 表4 1 5 湖州市生态足迹与生态赤字( 1 9 9 8 2 0 0 7 年) 6 1 表4 1 6 与国内部分地区2 0 0 0 年生态足迹计算结果比较6 2 表4 1 7 与国内部分地区2 0 0 5 年生态足迹计算结果比较6 3 表4 1 8 各项指标人均年增长率变化比较( 2 0 0 0 2 0 0 5 年) 6 3 表4 1 9 人均人均生态足迹与人均g d p 、生物资源g d p 、能源消费g d p 相关分 析结果6 9 表4 2 0 湖州市生态足迹预测( 2 0 0 8 年2 0 1 5 年) 一6 9 x i 浙江大学研究生学位论文独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研 究成果。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，也不包含为获得逝堑太堂或其他教育机构的学位或证书而 使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明 确的说明并表示谢意。 学位论文作者签名：彭彩元签字日期：7 仍刁年弓月 扫 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解浙江太堂有权保留并向国家有关部门或机构送 交本论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权浙江太堂可以将 学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索和传播，可以采用影印、缩印 或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权书) 学位论文作者签名： 专玩灸导师签名：声厶 签字日期：砂和年易月砂日 签字日期：渺年沙彬锢 逝堑态堂亟堂焦论塞 生态星蓬堡逾查生盔撼直蕴展虫的廛用：丛塑捌直教倒 致谢 本论文是在导师张放教授的精心指导和悉心关怀下完成的，从论文的选题 到实地调研、资料的获取以及论文撰写的每个环节，无不凝聚着导师的汗水与 心血。张老师渊博的学识、创造性的思维、严谨的治学态度、以及对人生、对 社会的独到看法使我受益匪浅。张老师深入农村，深入基层，一心为农，少要 求、多给予的治学态度是我所追求的；导师忘我的敬业精神、踏实的工作作风 是我所钦佩的。在这近三年中，导师指导我的学业、关心我的生活、传授我做 人的道理，这些将永远激励我奋发前进，使我受益终生。值此论文完成之际， 对恩师致以最诚挚的谢意和最衷心的祝愿! 感谢研究生期间果树研究所的滕元文老师、贾惠娟老师、刘永立老师、郭 延平老师、陈力耕老师、柴明良老师、张士良老师、徐昌杰老师、高中山老师 及农业与生物技术学院、园艺系、果树所的领导和老师们的关心、帮助和教导， 在此深表感谢! 感谢师姐华桂芳；师兄王玉坤、祝庭耀；师妹耿芳、郭伟华；同学韩明丽、于 海静、李艳、宋肖琴等。朋友陈姣、谭国俊、郭玉双等在学习和生活中给予的支持 和关心，伴我度过了人生中宝贵的三年学习生涯，为我的人生留下了美好、难忘的 回忆，在此向他们表示真诚的谢意和衷心的祝愿! 特别感谢我的父母及所有亲人在我攻读学位过程中给予的无私奉献和关心，使 我得以顺利完成学业，感谢他们给予我的物质资助、精神鼓励与支持! 感谢所有支 持过我，关心过我的朋友和同学，感谢你们对我的帮助! 最后，向参加本论文评阅、答辩和对本论文提出宝贵意见的各位老师致以最诚 挚的谢意! v 孟现美 2 0 1 0 年1 月于浙江大学华家池畔 浙江大学硕士学位论文生态足迹理论在生态城市发展中的应用以湖州市为例 1 1 研究目的和意义 引言 党的十七大报告中明确指出：“走中国特色城镇化道路，按照统筹城乡、布局合理、 节约土地、功能完善、以大带小的原则，促进大中小城市和小城镇协调发展。以增强综 合承载能力为重点，以特大城市为依托，形成辐射作用大的城市群，培育新的经济增长 极”【1 1 。所以现阶段我国既需要快速推进城镇化进程，又要最大限度地节约资源和保护 环境。那么这两点怎样同时实现，就需要通过建设生态城市，达到城镇可持续发展的目 标。生态城市建设也是顺应世界生态潮流，促进我国城市可持续发展的必然道路，具有重 大的时代意义。改革开放3 0 年以来，我国城市化率从2 0 左右提高到2 0 0 8 年的4 5 6 8 ， 设市城市从1 9 3 个发展到6 5 5 个，建制镇从2 1 7 3 个发展到1 9 3 6 9 个，城镇人口已达到 5 9 亿【1 1 ，城市化建设已成为推动我国经济增长、社会进步的重要手段。我国城镇化进 程有力地促进了我国的社会文明和经济繁荣。但在快速推进城镇化的进程中，我国也遭 遇了资源枯竭、环境污染、生态退化等严重问题。因此，建设生态城市成为城市发展的 必然选择。生态足迹的研究方法是1 9 9 2 年w i l l i a mr e s s 和他的博士生w a c k e m a g e l l 5 2 1 提出，于1 9 9 6 年加以完善，并应用生态足迹指标对世界上5 2 个国家和地区1 9 9 7 年的生态 足迹进行了实例分析、计算研究。 生态足迹研究方法是指按区域可持续发展方式，支持给定数量的人口消费所需要的 生物生产型土地面积。由于是采用看得见的足迹来反映人类活动对区域自然、生态环境 的影响，所以生态足迹研究方法自提出以来，已经得到了世界各国学者们的广泛应用。 生态足迹研究方法至从1 9 9 9 年被引入我国以来【2 钏，国内学者们开展了一系列的生 态足迹指标的实例应用研究。但就基于生态足迹方法在我国生态城市建设发展方面的研 究很少。近年来，浙江省湖州市着力进行生态城市建设，尽管经济、社会、环境得到很 好发展，但是曲于本身产业结构分布、安排不合理、资源利用率较低下等原因，区域可 持续发展系统仍然面临着较大压力。 本研究旨在利用生态足迹理论分析方法，计算湖州市1 9 9 8 2 0 0 7 年的生态足迹，同 时计算出湖州市各生态足迹指标反映湖州市生态城市建设期的经济发展状况、资源利用 效率以及生态压力状况，为湖州市今后生态城市建设提供科学支持与依据。 浙江大学硕士学位论文 生态足迹理论在生态城市发展中的应用以湖州市为例 第一章生态足迹理论基本概念和研究现状 1 1 生态足迹理论基本概念及综述 “生态足迹( e c o l o g i c a lf o o t p r i n tr 是由r e s s 于1 9 9 2 年提出的【5 3 】，经过w a c k e m a g e l 和r e s s 发展为生态足迹分析法( e c o f o o t p r i n t a n a l y s i s ) 5 4 1 ，于1 9 9 6 年加以完善，并应 用生态足迹理论指标对世界上5 2 个国家和地区1 9 9 7 年的生态足迹进行了实证分析计算 研究5 5 4 8 1 ，并随后得到广泛应用。 生态足迹理论通过测定当今人类为了维持自身生存从而利用自然的量来评估人类 对整个生态系统的影响。比如说一个人的粮食消费量可以转换为生产这些粮食所需要的 可耕地面积，他所排放的二氧化碳总量可以转换成吸收这些c 0 2 所需要的森林、草地或 者农田的面积。它的值越高，说明人类对生态的破坏就越严重。该理论模型的提出为核 算某地区、国家和全球自然资本利用状况提供了明了的框架，通过测量人类对自然生态 服务的需求与自然所能为之提供的生态服务之间的差距，就可以知道人类对生态系统的 利用情况，就可以在地区、国家及全球尺度上比较人类对自然的消费量与自然资本对人 类活动的承载量。 同时生态足迹理论分析法可以从人们需求方面计算生态足迹的大小，从供给方面计 算生态承载力的大小，通过对二者的比较；评价研究对象的可持续发展情况。该方法以 其较为科学、完善的理论基础、形象明了的概念框架、精简统一的指标体系以及方法本 身的普适性而被各国学者逐步重视，随之被用在不同国家和地区生态足迹的估测与计算 上。 研究生态足迹理论的意义在于探讨人类持续依赖自然以及要怎么做才能保障地球 的承受力，进而支持人类未来的生存及国家、地区的可持续发展水平。 2 浙江大学硕士学位论文生态足迹理论在生态城市发展中的应用以湖州市为例 1 2 生态足迹国内外研究进展 1 - 2 1 生态足迹在国外研究主要成果 生态足迹方法自1 9 9 2 年被提出以来在世界各国迅速引起了强烈的关注【2 3 5 2 1 ，并 在短时期内就在不同的地域空间尺度和不同社会领域进行了运用和实践 5 3 - 5 5 】其理论方 法和计算模型也在迅速地发展和完善。近些年来，在以w a c k e m a g e l 为代表的“加拿大 生态足迹小组”和“发展重定义组织”( r e d e f i n i n gp r o g r e s s ，r p ) 的努力下，生态足迹 理论发展日趋成熟。目前，已有近2 0 个国家利用生态足迹理论来计算各类承载力问题 【5 确7 1 ，狮和r p 世界两大非政府机构自2 0 0 0 年起每两年公布一次世界性的生态足迹 变化情况及1 4 7 个国家的生态需求和生态承载力变化。至2 0 0 8 年已公布5 次 6 8 - 7 2 】，名 字为( ( l i v i n gp l a n e tr e p o r t ) ) ：生命行星报告。 1 2 1 1 全球性生态足迹研究情况 w a c k e r n a g e l 、r e s s 等 6 9 - 7 0 1 在1 9 9 7 年已经应用生态足迹理论分析方法，对5 2 个国 家和地区1 9 9 3 年的生态足迹进行了计算，涵盖了大约世界8 0 的人口和9 5 的总产出， 而且所涉及国家和地区对全球的可持续性发展有着举足轻重的影响。计算结果表明，就 全球平均水平来说，1 9 9 3 年人均生态足迹为2 8 h m 2 ，而人均生态承载力为2 1h m 2 ，人 均生态赤字为0 7h m 2 ，所涉及的国家和地区中6 7 的国家和地区存在生态赤字问题， 只有1 3 1 均国家和地区的人均生态足迹低于全球平均生态承载力。所计算的这些国家和 地区中的人类消费已超出了这些国家和地区生态承载力总和的3 5 如果根据我们共 同的未来 5 4 1 中提出的建议留出1 2 的生产性土地面积作为生物多样性保护的话，则 实际人均生态承载力将减少至2h m 2 ，人均生态赤字将会达到o 8h m 2 。那么从全球范围 来看，人类的生态足迹已超过了全球承载力的4 0 。 发展重定义组织在2 0 0 0 年【7 1 1 采用1 9 9 6 年的数据，对1 5 2 个国家和地区的生态足迹 和生态承载力进行了计算分析，计算分析覆盖了世界人口的9 9 7 。这些国家使用 1 7 6 0 4 k m 2 的生态足迹，而却只能提供1 3 1 7 6 k m 2 的承载力，生态足迹已经超过了生态承 载力的3 4 。 最近一次全球研究报告是2 0 0 8 年的( ( l i v ep l a n e tr e p o r t ) ) f 7 2 1 报告了全球生态足迹在 过去四十多年的变化情况，报告显示在过去的4 5 年里全球人均生态需求量比1 9 6 1 年增 长了2 倍多。生态赤字由1 9 6 1 年的人均o 5 6 h m 2 增加到2 0 0 6 年的全球人均赤字1 3 1 h m 2 ， 浙江大目肇位论立 生态足迹理论在生齑城市发展中应用以制州市为倒 同时报告还对1 4 7 个国家生态足迹和生态承载力相对变化情况做了比较分析( 如图卜2 3 ) 。 一 _ - - 1 田1 1 全球人均生态足迹变化情况 f t g1 1h u m a n i t y se c o l o g i c a lf o o t p r i n t ，1 9 6 1 2 0 0 5 圈1 2 垒球各国家1 9 6 1 2 0 0 5 年生态足迹和生态承载力变化情况 f i 9 1 - 2 e c o l o g i c a l d e b t o ra n dc r e d i t o r c o u n t r i e s ，1 9 6 1a n d2 0 0 5 注：生态足迹相对于生态承载力变化情况：超过1 5 0 1 0 0 1 5 0 1 1 5 0 1 0 0 1 1 0 - 5 0 生态承载力相对于生态足迹变化情况：0 - 5 0 _ 5 0 1 0 0 m 1 0 0 一t s 0 m 超过1 5 0 数据不明确 j212 国家及区域层次上的生态足迹研究 生瑟足逆万癌h 世后引起世界各国生态芋界的强烈反响，很快在币同地区的空问尺 度上和不同社会领域进行了运用和实践，其理论方法和计算模型在逐步迅速发展和完善。 在区域和城市层次上，渥太华、东京、伦敦等分别被当作案例进行过研究7 3 - 7 s ，计 算结果是：渥太华的人均生态足迹为5 0 h m 2 ，总生态足迹达到其城市面积的2 0 0 倍；东 蘸 浙江大学硕士学位论文生态足迹理论在生态城市发展中的应用以湖州市为例 京都的生态足迹为4 8 1 1 9 4 万h r n 2 是日本国土总面积的1 7 倍；伦敦的人均生态足迹为 1 5 8h r n 2 ，如果再涉及到到气体排放物、家庭废弃物、家庭所需工业产品等在内的总生态 足迹达到1 9 7 0 万1 1 1 1 1 2 ，是英国国土面积的1 2 5 倍。 另外，f o l k e 等人以欧洲波罗的海流域2 9 个大城市为研究案例1 7 6 1 ，计算得出占波罗 的海流域面积o 1 的这些城市，其生态足迹至少需要整个波罗的海流域的7 5 3 41 5 倍的生态系统，是这些城市面积的5 6 5 1 1 3 0 倍；生活在全球7 4 4 座大城市中的全球2 0 的人口的海产品消费占用了全球2 5 的生产性海洋生态系统，要消纳这些城市排出的 c 0 2 ，需要全球森林全部消碳能力再增加1 0 ；通过进行区域和城市的生态足迹分析表 明：越是经济发达的地区，其生态足迹越大；同时城市化的过程，是城市占用自然资源 最重要的过程之一。 1 2 1 3 生态足迹研究的具体化 在生态足迹得到不同国家和地区广泛关注和迅速推广应用的同时，生态足迹理论与 方法被学者们【7 7 - 7 9 1 进一步深入、完善和细化，还有一些学者提出了个人生态足迹的评价 体系，人们通过答复若干涉及自身的环境问题即可得出自己所占用的生态足迹，这人们 对倡导绿色生活方式起到了积极的促进作用。 为了使生态足迹理论研究的内容逐步完善，并且使之更适合具体区域尺度上的研 究，很多的生态足迹理论研究对计算内容进行了重新分类和细化。m a n n e dl e n z e n 等【8 0 】 在对澳大利亚生态足迹的研究中，在对温室气体排放一项计算中不仅涉及了草、堆肥、 工业、煤层、天然气开采渗露等对区域有重要影响的项目，而且还将进口、国产、出口 消费等进行了区分，这样的处理有助于分析环境压力在各地区的分步。v u u r e n d 等【8 1 】 为了使生态足迹能够真实地反映区域生态系统的状况，他们运用当地平均产量分析了贝 宁、不丹等国家的真实的土地利用情况，而且还将综合指标分为土地利用和c o ：用地两 个指标，从而避免了运用全球均衡因子和产量因子进行指标综合过程中的误差，加强了 对政策的指导意义，为全球不同国家和地区的生态足迹计算及可持续发展政策的实施提 供了可行性。 1 2 1 4 生态足迹在时间序列上的研究 最初的生态足迹分析是一种基于静态指标的分析方法，在计算生态足迹时，它假定 浙江人学硕士学位论文生态足迹理论在生态城市发展中的应用以湖州市为例 了人口、技术，物质消费水平是静态不变的。因此，得出的结论也只能说明瞬时性指标， 无法反映未来发展趋势。而近些年来的研究则试图通过计算各指标的时间序列值来追踪 各个时间点的可持续发展程度，从而弥补了指标静态性的不足。研究时间序列最长的是 k a r l h e i n z 8 2 】基于实际土地需求方法开展的奥地利1 9 2 6 2 0 0 0 年生态足迹变化评价研 究。 目前在时间序列方面研究最为完善的是世界自然基金会( 惭) 每两年发布一次 的生命行星报告( l i v i n gp l a n e tr e p o r t ) ，自1 9 9 8 年以来已被广泛认同为评估地球生 命力的准确报告，公布了世界各国的生态足迹资料。在出版的生命行星报告2 0 0 2 ) ) 【6 9 】 中，研究人员重新核算了世界1 9 7 0 1 9 9 9 年的生态足迹。在生命行星报告2 0 0 6 ) ) 【7 1 】 中，指出2 0 0 3 年，全球人类的生态足迹为1 4 1 亿全球n ( g l o b a lh e c t a r e ) ，即人均足迹 2 2 3 全球公顷。2 0 0 3 年，全球生物生产性面积总量为1 1 2 全球公顷，人均拥有的生物 承载力约为1 7 8 全球公顷。在最近发布的生命行星报告2 0 0 8 ) ) 7 2 1 中，研究人员对世 界主要国家1 9 6 1 2 0 0 5 年生态足迹和生态承载力变化情况做了比较分析。2 0 0 8 年报告首 次新增了衡量全球、各国和个人的水足迹，现有的衡量标准有人类对自然资源需求的生 态足迹，以及衡量自然状况的生命地球指数。 1 2 2 国内生态足迹研究进展 生态足迹的概念于1 9 9 9 年被引入我国后，很多学者：如徐中民、张志强、杨开忠、 李利锋等【1 铊0 1 分别对生态足迹的理论、方法和计算模型进行了系统的介绍。但是与国外 的研究相比，我国生态足迹的研究尚处于引进和适应阶段，已有的研究主要表现在两方 面：研究区域范围的细化和生态足迹计算方法、理论的修正和完善。 1 2 2 1 在国家级、省级尺度上的研究 徐中民、张志强等在进行生态足迹理论、方法介绍的同时分别对我国1 9 9 9 年的生 态足迹1 6 - 7 1 、西部1 2 省( 区市) 的生态足迹【8 1 、西北地区的生态足迹9 1 以及甘肃省1 9 9 8 年的生态足迹【1 0 】进行了计算分析。结果表明当时我国人均生态足迹为1 3 2 6h m 2 ，而人 均生态承载力为0 6 8 1h m 2 ，人均赤字为0 6 4 5h m 2 ，我国的生态足迹已经超过其生态承 载力的9 4 。陈成忠等对我国1 9 6 1 2 0 0 5 年人均生态【1 1 。1 2 1 足迹波动的突变时间及影响因 6 浙江大学硕士学位论文生态足迹理论在生态城市发展中的应用以湖州市为例 素进行了多时间尺度分析，分析发现，我国人均生态足迹的波动主要由于政策因素和经 济因素驱动所致，科技因素和自然因素也有影响；这对于理解我国生态足迹变化与经济发 展之间的关系，以及产业发展政策调整及可持续发展研究具有一定参考价值。 此外，有不同专家学者对我国广东省、澳门特别行政区、山东省、辽宁省、湖南省、 四川省、云南省、江苏省 1 3 - 1 8 】的生态足迹、生态承载力等进行了计算，分析了这些区域 的可持续发展状况，并对相关可持续发展途径和决策进行分析和探论。 1 2 2 2 城市、县域层次的研究 在国内，运用生态足迹理论与方法进行城市，县域层次上的研究的成果很多。苏筠 等【5 0 】对北京、上海两大城市居民生活消费的生态足迹进行了比较分析，指出了两个城市 因地理位置和饮食习惯的差异而导致的能源和食物消费对生态足迹造成的影响。郭秀锐 等1 2 0 1 以广州市为例对城市的生态足迹进行了计算和分析，并指出城市的生态足迹需求一 般都会大于城市所能够供给的生态生产性土地面积。这些研究成果为生态足迹理论在我 国的开展和进一步深入的研究，奠定了重要的基础。 1 3 生态足迹研究意义 生态足迹评价方法已被研究应用于各种规模人口，从全球到国家、地区到城市、企 业到社区、家庭到个人等各种活动和各级水平。在人民生活的各个方面，从水泥生态足 迹、水域生态足迹到纸张、大学城筷子消费等已有不同程度的研究。 生态足迹将每个人消耗的资源折合成全球统一的、具有生态生产力的地域面积，通过计 算区域生态承载力与总需求间的差值一生态赤字或生态盈余，反映对全球生态环境现状 的贡献。生态足迹既能反映个人或地区的资源消耗强度，又能反映区域资源供给能力和 资源消耗总量，也揭示了人类持续生存的生态阈值。它通过相同的单位比较人类的需求 和自然界的供给，使可持续发展的衡量具有区域可比性。 1 4 生态足迹理论中各类生态生产性土地类型介绍 在生态足迹理论模型计算中，通过计算维持一定区域的人类的自然资源消费和消纳 人类产生的各类废弃物所必需的生物生产性土地面积( e c o l o g i c a l i yp r o d u c t i v ea r e a ) ，将 7 浙江大学硕士学位论文生态足迹理论在生态城市发展中的应用以湖州市为例 各类资源消费和能源消费项目折算为耕地、林地、牧草地、建筑用地、水域和化石能源 用地等6 类生物生产性土地面积类型，用相应的土地的生态生产力来计算区域人口对自 然资源消费和消纳吸收废弃物所必需的生物生产性土地面积( e c o l o g i c a l l yp r o d u c t i v e a r e a ) 【5 2 5 5 1 。 1 4 1 生物生产性土地类型简介 生态足迹模型中生物生产性土地面积可分为6 种类型【5 2 。5 1 ，分别为：耕地、林地、 牧草地、建设用地、水域和化石能源土地。 ( 1 ) 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。 ( 2 ) 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。 ( 3 ) 牧草地：牧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。 ( 4 ) 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。 ( 5 ) 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 来自海洋。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。 ( 6 ) 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。因为在目前的计算情况下，这部分资料很难获取，在 论文中主要是指原煤、焦炭、汽油、柴油、燃料油、电力等化石源的消费请况。 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 t 5 2 5 5 】利用平均生产力、均衡因子、产量因子和化石能源 浙江大学硕士学位论文生态足迹理论在生态城市发展中的应用一以湖州市为例 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。 1 4 2 生态足迹模型 生态足迹模型： e f = n - e f e f = - e r j ( a a i ) = r j x ( c i p i )j = ( 1 ，2 6 ) ( 1 ) 其中：e f 为区域总的生态足迹；n 为区域人口数；e f 为区域人均生态足迹；i 为消 费项目的商品类型；a a i 为人均占用i 种消费商品折算的生物生产土地面积；c i 为i 种商 品的人均消费量；p i 为i 种商品的平均生产力；r j 为均衡因子；j = ( 1 ，2 1 - - 16 ) 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1 2 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： 铀：c i p i = ( p i + i i e i ) ( 2 ) 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 = z r j x ( a a i ) j = ( 1 ，2 6 ) ( 3 ) c 、区域总生态足迹： e f = n ( e f ) ( 4 ) 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性土地占生态足 迹总需求中的比例。 生态承载力模型： 某个区域内的生态承载力是指该区域可利用的生物生产性土地面积。 a 、人均生态承载力： 9 浙江大学硕士学位论文生态足迹理论在生态城市发展中的应用以湖州市为例 本文采用自下而上和自上而下相结合的方法来计算湖州市1 9 9 8 2 0 0 7 年生态土地面 积的占有量。 1 4 3 2 生态承载力的计算 在本文中生态承载力的计算采用资源产量法，此方法以土地在1 年内实际生态产品 产出量和所能提供的生态服务能力为计算基础，即区域内所有资源产出都应作为生态容 量供给。 1 4 4 生态赤字与生态压力指数 生态足迹表达了一定区域内人类维持一定的消费水平所必需的生物生产性土地的 面积，将其同该区域范围所能提供的所有生物生产性土地面积( 生态承载力) 进行比较， 就能为判断一定区域的现有生态系统承载力是否足以满足当地生产消费活动提供定量 的依据。 生态赤字是指该区域的生物承载力与生态足迹的差值；生态压力指数是指某区域的 生态足迹与生物承载力的比值【8 ，来综合考虑该地区的生态安全状况。公式如下： e d = e c e e ( 7 ) 如果e c e f ，e d 0 ，表明该国家或地区的生产消费活动处于该国家或地区的生态 承载力范围内，表现为生态盈余。 如果e c e f ，e d 0 5 5 应当实施强制性清洁生产企 1 0 0 约束性指标 业通过验收的比例 庄 态 环6 境 保 护 7 8 9 1 0 森林覆盖率 山区 丘陵区 平原地区 高寒区或草原区林草覆盖率 受保护地区占国土面积比例 空气环境质量 水环境质量 近岸海域水环境质量 主要污染物排放强度 化学需氧量( c o d ) 二氧化硫( s 0 2 ) 7 0 芝4 0约束性指标 之1 5 芝8 5 兰1 7 达到功能 区标准 达到功能 区标准，