（环境科学专业论文）基于生态足迹投入产出模型的山东省可持续发展研究.pdf

山东师范大学硕士学位论文 使用，山东省在资源利用率提高、生产条件改进两方面使得社会生产对环境的 影响日趋减小，使最终生态足迹有减少的趋势。但是由于人口基数大和增长快， 人均消费量大幅度增加，以及不合理的产业结构，使生态足迹最终需求的增加 量远远超过了技术提高带来的减少量，尤其是某些工业部门消耗大量的能量， 2 0 0 2 年生态足迹最终需求比1 9 9 7 年高出2 7 1 x 1 0 7 公顷。如不采取合理的措施， 解决上述问题，山东省的可持续发展道路将会充满困难和危机。 关键词：生态足迹；投入产出法；可持续发展；山东省；矩阵 中图分类号：x 2 4 2 山东师范大学硕士学位论文 a b s t r a c t t h i s e s s a yi n t r o d u c e s d o m e s t i ca n di n t e m a t i o n a lr e s e a r c hm e t h o d so f e c o l o g i c a lf o o t p r i n t ，a n a l y s i n gt h e i rm e r i t sa n dd e m e r i t si nd e t a i l i tp u t sa n e m p h a s i so nt h ei n t r o d u c t i o no ft h ei n p u t - o u t p u tm o d e l ，w h i c hi sd e v e l o p e da n d u s e dw i d e l yi nr e c e n ty e a r s b a s e do nt h em o d e l ，i tc a l c u l a t e st h ee fo fs h a n d o n g p r o v i n c ei n19 9 7t oi l l u s t r a t et h ee n v i r o n m e n t a le f f e c t st h a th u m a na c t i v i t yb r i n g a b o u tt os h a n d o n gp r o v i n c e t h er e s u l to ft h ee fo fs h a n d o n gi n19 9 7s h o w st h a t t h ee fi s4 41 10 7 h a , n e a r l ya s3t i m e sa st h et o t a ll a n da r e ao fs h a n g d o n gp r o v i n c e ， a m o n gw h i c ht h ee n e r g yf o o t p r i n ti s2 8 7 x 1 07 h aa n dt 1 1 ee fp e rp e r s o ni s0 5 0 1 h a , w h i c hi sl e s st h a nt h er e s u l to ft h et r a d i t i o n a lc a l c u l a t i n gm e t h o d t h ee fe x p o r ti s 5 3 9 x 1 0 钕a n dt h ee fi m p o r ti s3 2 6 x 1 0 h a t h ei m p o r ti sm o r et h a nt h ee x p o r t 。 c a l c u l a t i n gt h ee fo fs h a n g d o n gp r o v i n c ei n2 0 0 2 ，a n di ts h o w st h a tt h ef m a l d e m a n do ft t l ee fi s7 1 2 x 1 07 l 甄w h i c hi s4 5t i m e so f t h el a n da r e a so fs h a n g d o n g p r o v i n c e ，t h ee fp e rp e r s o ni s0 7 8 5 h a , t h ei m p o r te fi s3 2 1x l o7 h a ，a n dt h ee f e x p o r ti s2 37 x10 7 h a c o m p a r i n gt o1 9 9 7 ，t h ef i n a ld e m a n do ft h ee f i n2 0 0 2i n c r e a s e s2 7 1x1 07 h a , h a si n c r e a s e db y6 1 5 t h ei m p o r ti n c r e a s e s2 6 7 x10 h a si n c r e a s e db y5t i m e s ， a m o n gw h i c ht h ee fo fa g r i c u l t u r a ll a n da n dt h ei n d u s t r i a le n e r g yf o o t p r i n tb o 也 h a v eag r e a tl e a p t h ee x p o r ti n c r e a s e s2 0 4 x10 6 h a ，h a si n c r e a s e db y6t i m e s 灿lo f t h e s es t a t i s t i c si n d i c a t e st h a tt h ee c o n o m i c a ld e v e l o p m e n to fs h a n g d o n gp r o v i n c ei s g e t t i n gc l o s e ra n dc l o s e rw i t ho t h e rr e g i o n so ft h ec o u n t r ya n de v e no t h e rc o u n t r i e s o ft h ew o r l da n dt h et o t a lv o l u m eo ft h et r a d ek e e p sr i s i n g i nt h ep r o c e s so fa n a l y s i n gt h em a i ni n f l u e n c i n gf a c t o r sc a u s i n gt h ec h a n g eo f t h ef i n a ld e m a n do ft h ee f a c ei su s e dt os t a n df o rt h ec h a n g eo ft h ee fc a u s e db y t h ec h a n g eo ft h ep r o d u c t i v i t yo fr e s o u r c e ，a n da b ei su s e dt or e p r e s e n tt h ec h a n g e o ft h ee fc a u s e db yt h ec h a n g eo fp r o d u c t i o nc o n d i t i o n s ，a n da d ei su s e dt o r e p r e s e n tt h ec h a n g eo ft h ee fc a u s e db yt h ec h a n g eo f t h ef i n a ld e m a n d a n a l y s i n gt h em a i ni n f l u e n c i n gf a c t o r sc a u s i n gt h ec h a n g eo ft h ef i n a ld e m a n d 3 山东师范大学硕士学位论文 o ft h ee fc a nf i n dc h a n g eo fr e s o u r c ea n dp r o d u c t i o nc o n d i t i o n sm a k et h ef i n a l d e m a n do ft h ee fi n c r e a s e ，w h i c hp r o f i t sf r o mt h es c i e n t i f i cd e v e l o p m e n t ，c a u s i n g t h ep r o d u c t i o nm a n a g e m e mm o r er e a s o n a b l ea n dm a k i n gr e s o u r c e sb e t t e ru t i l i z e d h o w e v e r , t h ei n c r e a s eo fp o p u l m i o na n dt h ec o n s u m p t i o np e rp e r s o nl e a d st ot h e g r e a tg r o w t ho ft h ef i n a ld e m a n do ft h ee et r o u g hc o m p a r i n gd i f f e r e n ti n f l u e n c i n g f a c t o r st o w a r dt h et o t a lc h a n g eo ft h ee f , w ec a nf i n dt h ee fc h a n g eo fa g r i c u l t u r a l a n di n d u s t r i a ld e p a r t m e n t si su pt o9 0 o ft h et o t a lc h a n g eo ft h ee e t h ec a l c u l a t i o no ft h ee fa n dt h ea n a l y s i n gr e s u l t si n d i c a t e st h a ta l o n gw i t ht h e a p p l i c a t i o no fs c i e n t i f i ct e c h n o l o g ya n dt h ea d v a n c e dm a n a g e m e n t , s h a n g d o n g p r o v i n c em a k e s t h es o c i a l p r o d u c t i o n h a v el e s sa n dl e s si n f l u e n c et o t h e e n v i r o n m e n ta n dt h ef i n a le fd e c r e a s et h r o u g hi m p r o v i n gt h eu t i l i z a t i o nr a t i oo f r e s o u r c ea n dp r o d u c t i o nc o n d i t i o n s h o w e v e r , b e c a u s eo ft h eb i gp o p u l a t i o nb a s e ， t h ef a s ti n c r e a s eo ft h ep o p u l a t i o na n dt h ec o n s u m p t i o np e rp e r s o na n dt h e u n r e a s o n a b l ei n d u s t r i a ls t r u c t u r e ，t h ei n c r e a s eo ft h ef i n a ld e m a n do ft h ee ff a r e x c e e dt h ed e c r e a s eb r o u g h tb yt h ei m p r o v e m e n to ft e c h n o l o g y s o m ei n d u s t r i a l d e p a r t m e n t sc o n s u m ev a s te n c r g y , a n dt h ef i n a ld e m a n do ft h ee fi n2 0 0 2i sm o r e t h a ni n19 9 7b y2 71xlo7 h a i ft h er e a s o n a b l em e a s u r e sc a nn o tb ei m p l e m e n t e dt o s o l v et h ep r o b l e m sa b o v e ，t h er o a do fs u s t a i n a b l ed e v e l o p m e n to fs h a n g d o n g p r o v i n c ew i l lb ef u l lo fd i f f i c u l t ya n dc n s i s k e yw o r d s ：e c o l o g i c a lf o o t p r i n t ，i n p u t - o u t p u tm o d e l ，s u s t a i n a b l ed e v e l o p m e n t ， s h a n g d o n gp r o v i n c e ，m a t r i x 4 独创声明 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。据我所知，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，也不包含为获得( 注：如没有其他需要 特别声明的，本栏可空) 或其他教育机构的学位或证书使用过的材料。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：，獬 导师签字 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解 出丕垭蒸太堂有关保留、使用学位论文的规定，有 权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。 本人授权出丕短蒸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，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) 学位做作者签名。o 彳标 签字日期：2 0 0 7 年乡月多日 聊签字吖 槲一严析 山东师范大学硕士学位论文 莆童 刖 青 人类生存和发展离不开环境，同时也影响着环境，随着人口的增长和人类改 变环境能力的增强，特别是近半个世纪以来，由于技术的飞速发展和农业现代化 进程加快，环境、资源、人口等重大社会问题日益突出【l 】，人类已经越来越清楚 地认识到这个问题，可持续发展观念已经为世界上大多数国家所接受，并成为国 家发展的重要目标。人类从资源消耗型经济过渡到资源节约型经济，最终达到社 会、经济、资源与环境的协调和可持续发展，需要在全社会形成资源节约的增长 方式和健康文明的消费模式，倡导可持续消费衡量可持续发展程度或分析该地区 的发展是否可持续的指标陆续提出并应用【2 】。随着世界各国统计数据越来越详细 和科学，生态足迹以其简单的理念和很强的可操作性克服了其他测评指标体系庞 杂、计算烦琐和结果抽象等缺点，成为目前可持续发展定量测度中倍受关注的方 法，己成为评价人类生活对环境影响的重要指树引。 第一章生态足迹概述 1 1 生态足迹研究方法介绍 1 1 1 生态足迹研究方法的产生和发展 生态足迹( e c o l o g i c a lf o o t p r i n t ) 是一个研究可持续消费的指标，其概念是 1 9 9 2 年由r e e s 和w a c k e m a g e l 首先提出并由w a c k e m a g e l 于1 9 9 6 年完掣4 。 “生态足迹”也称“生态占用 ，它显示在现有技术条件下，指定的人口单位 内( 一个人、一个城市、一个国家或全人类) 需要多少具备生物生产力的土地 ( b i o l o g i c a lp r o d u c t i v el a n d ) 和水域，来生产所需资源和吸纳所衍生的废物。生 态足迹通过测定现今人类为了维持自身生存而利用自然的量来评估人类对生态 系统的影响。它可以形象地被理解成一只负载着人类和人类所创造的城市、工 厂、铁路、农田的巨脚踏在地球上时留下的脚印大小。它的值越高，表明 人类对环境的影响就越大。 5 山东师范大学硕士学位论文 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，生态足迹理论己发展的较为成熟，并用 于测算世界、国家或地区的生态足迹【5 6 ，7 1 。据统计，目前已有2 0 个国家利用“生 态足迹指标计算各类承载力问题。随着对生态足迹的研究不断深化，出现了 适用于宏观和微观尺度的，将生态足迹分析与物流能流分析、产品生命周期分 析【8 】、投入产出分析相结合的各种分析方法。尤其是近几年对投入产出法的详 细分析和案例应用研究的出现【9 】，生态足迹理论方法以及实例研究引起了很多 国内外学者的关注。我国的生态足迹研究涉及国家、区域、城市等各个层次， 但在分析方法上多采用综合法，在区域研究中该方法计算结果对政策制定和实 践指导作用有刚1 0 1 。本文将采用投入产出法对区域生态足迹进行研究探讨。 i i 2 不同分析方法的产生与分类 生态足迹又称生态占用，该理论依据人类社会各种生产生活活动对土地的 连续依赖性来定量测度可持续发展状态【1 1 】。任何己知人口( 个人、城市或国家) 的生态足迹，就是生产相应人口所消费的所有资源与服务，以及利用现行技术 消耗和吸纳这些人口产生的废弃物所需要的生物生产面积( 包括陆地和水域) 之和【1 2 】，将生态足迹同国家或区域范围内所能提供的生物生产面积相比较，即 能判断一个国家或区域的生产消费活动是否处于当地生态系统承载力的范围之 内【”】，生态足迹理论从需求角度计算生态足迹的大小，从供给角度研究生态承 载力的大小，通过两者的比较来评价研究对象的可持续状况。生态足迹的一般 计算模型如下【1 2 , 1 4 j ： 职= 矿= 。喜( ，) = 。喜( ) u = - z 聊 式中：f 为消费项目的类型：，为生物生产面积的类型；髓为总的生态足迹；n 为人口数；盯为人均生态足迹；r j 为不同类型生物生产面积的均衡因子；a a ，为 第f 种消费项目折算的人均生态足迹分量；c ，为第f 种消费项目的年平均消费量； p f 为第f 种消费项目的全球年平均产量。 消费的能源足迹可以通过全球单位化石燃料生产土地的平均发热量为标 准，将能源消耗的热量折算成一定的化石燃料用地。w a c k e r n a g e l 提供了三种 6 山东师范大学硕士学位论文 折算方法【4 】： ( 1 ) 替代法是计算生产当前液体化石燃料替代物( 生物物质燃料) 的土地 需求。采用此种方法的原因在于：经济的可持续发展需要能量的持续投入，而 不能仅依靠正在耗尽的化石燃料。同时，碳质燃料的使用，不应当利用经过数 百万年的沉积形成的碳储备，而应当在不增加当前大气中碳的含量的前提下， 循环利用当前大气中已经存在的碳。这种方法有利于减少大气中的碳积蓄。比 如乙醇，既易于储存和运输，并且具有与化石燃料相同的可以作为人类的能源 供给的特性。这样，与化石燃料消费相对应的土地面积，可以通过计算生产等 量的乙醇所需要的生物量的土地需求替代。最乐观的乙醇生产能力估算表明， 一公顷生态生产性土地每年可以产生8 0 g j ( j 为能量单位焦耳，i g j = 1 0 9 j ) 。 ( 2 ) 碳汇法利用森林生长过程中对于c 0 2 吸收量，进而将能源消费折算 成相应的生物生产面积。有关数据表明，青年期到中年期的森林生态系统，可 以吸收c 0 2 的最长年限为5 0 8 0 年；温带、北风带及热带地区典型森林生产力 数据表明，森林吸收c 0 2 的平均能力为1 8 吨公顷年。这表明一公顷的森林 可以吸收由消费1 0 0 g j 能量所消耗的化石燃料所产生的c 0 2 。 ( 3 ) 补偿法是通过等量的投资( 以人造资本形式) 补偿化石燃料的使用。 这种补偿方法强调了资源储量是可持续发展的关键条件，并且认为代际公平是 可持续发展的先决条件。有关计算表明，一公顷森林木每年可以积累8 0 g j 的 更新生物能，换句话说，如果我们想补偿被消耗的自然资本，土地一能量的生物 量比率为8 0 g j 公顷年。 从上面介绍的三种方法来看，虽然每一种折算方法的思考角度存在差异， 但得到的结果很接近，能量一土地的折算比例都处于8 0 1 0 0 g j 公顷年之间。 其中，碳汇法得到国内外较多学者的支持，w a c k e r n a g e l 也倾向于碳汇法，本文 采用碳汇法的估算结果：即1 0 0g j 公顷年。 从生态足迹的原有模型可以看出，生态足迹是一种消费足迹，最初应用于全 球和国家生态足迹的计算方法称为综合法【”】，综合法所指的消费，w a c k e m a g e l 等【1 6 】称之为“表观消费 ( a p p a r e n tc o n s u m p t i o n ) ，即净消费。表观消费是用一个 国家国内生产量加上进口量，减去出口量得到，再将消费量转化为制造这些资源 所需的土地面积，并考虑不同土地类型的生态生产能力不同，用均衡因子予以调 7 山东师范大学硕士学位论文 整得到虚拟的土地空间。w 诎黝g e l 等【1 7 】在计算国家生态足迹的案例中，用国 家统计数据计算净消费，从而不必知道每种消费项目最终使用的资源需求和它们 的使用途径，简化了很多实际问题，这也正是综合法的优点【l 引。但表观消费不同 于真正的家庭消费，用表观消费计算原材料会出现包括加工出口产品的原材料而 不包括进口制成品资源的错误，尽管可以调整具体的贸易流而减少错误，但如果 研究对象是一个用大量进口资源生产制成品并用于出口的企业时，方法缺陷就会 更加明显。因此，w a c k e m a g e l 等建议计算产品的原材料率，但是由于产品的数 量庞大，且生产情况不断发生变化，计算产品的原材料率是一件耗时、耗力的工 作，这种改进并不是理想的解决方案。产生这一问题的原因在于生态足迹原始模 型是以特定经济体的资源使用量为基础，而不是以特定人群的消费为基础【1 9 1 。 由综合法计算的国家足迹帐户方法( n a t i o n a lf o o t p r i n ta c c o u n t s ，n f a ) 是 通过构建土地利用消费矩阵，将土地利用直接分配到消费类型，虽然可以反映 直接和间接的综合环境影响，但由于没有考虑产业间的依存关系，无法了解这 种综合影响是由哪些生产部门或消费模式造成的，因此不能解释不同消费方式 和社会经济群体对环境影响的责任 2 0 , 2 1 1 。m o n 丘e d a 等在计算国家足迹帐户时 考虑国内生产、原材料和制成品的进出口情况。工业制成品携带的能源 ( e m b o d i e de n e r g y ) 是用次级产品和初级产品的转换率进行的大概估算。而这种 从“表观消费”计算的足迹在部门水平不能将资源流正确分配到最终需求，因 为它忽略了经济活动间的相互联系以及由产业间依存关系产生的环境间接影 响【9 】。 在全球尺度计算时，可将全球生态系统看作是一个封闭系统，即人们从生 态系统中取得的生物生产量和人们消费的生物生产量是相等的，不必考虑贸易 对它的影响。但应用综合法计算区域生态足迹时，由于缺少区际贸易的资料， 不能调整区域的净消费量。由消费量所定义的生态足迹，并不能告诉我们区域 人口对自然环境的生态压力是作用于当地生态系统，还是域外。因而，生态足 迹在广泛应用的同时也受到很多批评，主要集中在：数据的准确性受到统计资 料的限制，不能准确地反映消费对环境的影响【2 2 】；缺乏结构性，不能正确地分 配责任；近年来国家以下区域的很多足迹研究，使用不同的方法和数据，产生 的结果缺乏可比性。这些都影响了生态足迹对政策制订的作用【2 3 】。 8 山东师范大学硕士学位论文 以上问题是方法本身的属性所导致的。很多学者对生态足迹模型进行了改 进。目前这些研究存在两套体系，或者说生态足迹分析方法分为两类：一种是 w a c k e m a g e l 等提出的用表观消费计算的足迹；另种是由b i c k n e l l 等【2 5 】首 先提出，并由其他学者进一步发展，利用投入产出表追踪满足最终消费的直接 和间接生产投入。前者基于生物生产力，采用过程分析【2 2 1 ，一般与物流分析 ( m a t e r i a lf l o wa n a l y s i s ，m f a ) 技术和产品生命周期法相结合，也出现了用能值 分析改进生态足迹的个别案例。过程分析分为自上而下分析的综合法 ( c o m p o u n da p p r o a c h ) 和自下而上分析的成分法( c o m p o u n d b a s e da p p r o a c h ) ，而后 者采用的是投入产出分析。一些学者从基于土地利用和土地干扰的视角，赋予 生态足迹新的内涵。投入产出分析法又包括用货币投入产出表和实物型投入产 出表计算生态足迹的两种方法。在各种方法不断改进的基础上，最近出现了投 入产出分析和过程分析相结合的、综合国家足迹帐户和投入产出分析的新方法 “标准化 法，而且反映生态足迹动态变化的时间序列分析【2 6 】的应用也逐 渐增多。生态足迹分析方法的改进，拓宽了该方法的应用范围( 从微观到宏观 的多种领域) ，对政策分析和政策制订更具有指导意义。 1 1 2 1 综合法 综合法最初由w a c k e r n a g e l 2 7 】提出，经w a c k e m a g e l 1 6 , 1 刀、m o n f i e d a 等【1 3 】 的改进，已日趋完善。综合法利用整合的国家级数据，通常用于国家层级的生 态足迹计算。综合法的模型及缺陷前文已述，不再重复。 1 1 2 2成分法 成分法最早由s i m m o n s 掣1 5 1 提出，后经b a r r e t t 等的进一步改进，已经 基本完善。英国b f f 环境顾问公司和瑞典斯德哥尔摩环境研究所( s e i ) 均用该方 法计算生态足迹。成分法以人类的衣食住行活动为出发点，通过物流分析( m f a ) 得到主要消费品消费量及废物生产情况，通过生态足迹核算了解物流带来的环 境压力，适用于省市、地方、企业、大学、家庭乃至个人的生态足迹核算。 成分法保留了生态足迹计算的原有体系【2 引，仍旧把土地占用分为6 类( 可 9 山东师范大学硕士学位论文 耕地、牧草地、建设用地、林地、化石能源间接用地及近海养殖用地) ，采用产 品生命周期法，核算不同的生产、消费行为以及从原材料获取到产品最终处置 的所有环节对生态的影响。与综合法研究不同，成分法不考虑原材料的消耗， 而是关注区域本地的如能源、交通、水、废弃物等的影响；在确定一定人口消 费的所有个别项目和数量的基础上，再用生命周期数据计算每个组成项目的生 态足迹。用成分法计算生态足迹时，消费项目考虑得越充分，其结果越接近真 实的资源消耗情况，但其难点也正在于此，很多消费项目本身难以区分和定义， 而且由于不同的生产和消费行为存在较大的差异，增加了统计难度。其最终结 果的准确性，依赖于成分列表的完整性和对各组成项目生命周期估价( 1 i f e c y c l e a s s e s s m e n t ，l c a ) 2 9 , 3 0 i 幂j 准确性。成分法有一定的结构性，但该方法会产生不 确定的结果，如l c a 边界值的确定问题，复杂生产链情况下的初级产品和副产 品可能产生的双重计算问题等，使成分法在运用时容易产生较大误差。 2 0 0 3 年b a r r e t t 等提出了系统的成分法( s t e p w i s e 法) 。该方法的关键是： 把国家的足迹核算分解成s t e p w i s e 成分( 包括直接能源、原材料、废弃物、食 物、私人交通、水、建筑用地) ，然后采用物流分析( m f a ) 技术收集数据，研究 物质在不同产业部门、人口与环境之间的流动，从而将消费数据转化为组分。 b f f 采用上述成分，分别核算了苏格兰人口的交通、食物、原材料以及能源方 面的生态足迹。该方法为在相同的综合尺度上比较不同组分的环境影响提供了 可能，可用于评估企业的生态效率。 b a r r e t t 等在对英国约克城进行物流和生态足迹分析中，考虑了2 9 种成分 用来描述一个社区大部分的足迹类型。w r i g h t 计算了美国科罗拉多学院的生态 足迹。李广军【3 1 】等应用成分法计算了沈阳大学等4 所高校的生态足迹。 s i m m o n s 等与g o s s l i n g l 3 2 】将成分法应用于生态旅游评价中，j a n _ s o n 等嗍将其用 于人类和生态系统淡水资源需求研究。杜斌【3 4 】等对城市生态足迹计算方法的设 计，反映了城市的产业结构，引入了结构性思想。梁勇【3 5 】、席建超【3 6 1 、章锦河 【3 7 】等对城市交通、旅游领域的生态足迹进行了研究。这些应用在一定程度上突 破了综合法的原有模型。但由于数据收集困难，我国采用成分法的研究至今还 很少见。 1 0 山东师范大学硕士学位论文 1 1 2 3 投入- 产出法 投入- 产出分析法( i n p u t o u t p u ta n a l y s i s ，i o a ) 是由美国经济学家l e o n t i e f 于 1 9 3 1 年研究提出的。2 0 世纪6 0 年代后期开始，l e o n d e f 掣3 8 】进一步改进，将 自然资源利用和环境污染输出等生物物质信息也纳入到投入产出表 ( i n p u t - o u t p u tt a b l e ，i o t ) 框架中。i o t 记录了生产产品所耗资源的价值流( 实物 流) ，因此可利用l o t 追踪一个国家国内的最终消费【3 9 1 。投入产出分析一个突 出的优点是它能利用投入产出表提供的信息，计算经济活动对环境产生的直接 和间接影响，即用l c o n t i c f 逆矩阵得到产品与其物质投入之间的转换关系，利 用直接土地消耗系数和完全土地消耗系数，分析不同部门、不同地区、不同企 业内部的经济联系，以及不同产品和服务的供给与需求间的相互联系。 目前，投入产出分析以单一年份静态分析为主，其模型建立在同质性和比 例性两个假定基础上。投入产出法可包含服务部门的投入，因此较其它方法的 计算更完整和准确，投入产出矩阵系统提供了经济活动、生产过程中的全部投 入和产出流向，并可在一定程度上避免双重计算等问题旧引。投入产出分析法的 计算在后文详细介绍。 1 2 生态足迹国内外研究进展 经过多年的理论和应用研究，近年来，国内外生态足迹方法已广泛应用于 不同尺度区域的可持续发展测度及进行能源、旅游、种养殖业和其他相关领域 生态足迹研究，并且已经逐步成为政府决策和发展战略制定的重要依据。 1 2 1 区域生态足迹研究 1 2 1 1 全球尺度生态足迹研究 自2 0 0 0 年起世界自然基金会( w o r l dw i d ef u n df o rn a t u r e ，狮) 等国际组 织和全球生态足迹网络组织( g l o b a lf o o t p r i n tn e t w o r k ) 分别对全球生态足迹进 行了计算分析。其中，w w f 分别在生命行星报告2 0 0 2 ) ) 【绚1 和生命行星报 山东师范大学硕士学位论文 告2 0 0 4 ) ) t 4 1 1 、g l o b a lf o o t p r i n tn e t w o r k 在国家生态足迹和生态承载力帐户2 0 0 5 版 4 2 】公布的1 9 9 9 、2 0 0 1 、2 0 0 2 年全球生态足迹和生态承载力数据为：1 9 9 9 年全球生态足迹和生态承载力分别为2 2 8 和1 9 0 全球公顷人，2 0 0 1 年分别为 2 2 和1 8 全球公顷人，2 0 0 2 年的结果同2 0 0 1 年。从当年的情况看，由于生态 足迹大于生态承载力，全球处于生态赤字状态。全球依赖化石能源、矿藏等自 然资本存量，在不可持续发展状态下运行。从动态看，2 0 0 1 、2 0 0 2 年全球生态 足迹虽有下降，但下降幅度少于生态承载力的下降幅度，说明社会发展的不可 持续状态正在进一步恶化。 在生态足迹的动态测度方面，生命行星报告2 0 0 2 对1 9 6 1 1 9 9 9 年生态 足迹和生态承载力进行了长时间序列的计算，生命行星报告2 0 0 4 ) ) 对生命 行星报告2 0 0 2 ) ) 中1 9 6 1 1 9 9 9 年生态足迹和生态承载力进行了重新计算，并 给出了2 0 0 0 - - 2 0 0 1 年的生态足迹和生态承载力的计算结果。按照生命行星报 告2 0 0 2 的计算结果：全球在1 9 7 8 年以前生态足迹均少于生态承载力，全球 在可持续发展状态下运行；1 9 7 8 年后，生态足迹均大于生态承载力，转入不可 持续发展状态。而按照生命行星报告2 0 0 4 ) ) 对生命行星报告2 0 0 2 中1 9 6 1 1 9 9 9 年生态足迹和生态承载力进行的重新计算结果表明，全球在1 9 8 6 年以 前生态足迹均少于生态承载力，全球长期在可持续发展状态下运行；其后，生 态足迹均大于生态承载力，转入不可持续发展状态。 1 2 1 2 国家尺度生态足迹研究 上述全球、地区生态足迹研究报告也对国家尺度生态足迹进行了研究，此 外还有学者对个别国家进行了研究。其中国家生态足迹和生态承载力帐户 2 0 0 5 版对全球1 0 0 万人口以上的1 5 0 个国家2 0 0 2 年的生态足迹和生态承载 力都进行了计算：2 0 0 2 年，生态足迹最大的前3 位国家依次是：阿拉伯联合酋 长国、美国和加拿大，分别是1 0 5 、9 7 和7 5 人均全球公顷：生态赤字最大的 前3 位的国家是阿拉伯联合酋长国、科威特和美国，分别是9 6 、7 0 和4 9 人 均全球公顷。这说明阿拉伯联合酋长国和科威特等石油输出国和美国等西方发 达国家的高消费和提前消费的过度消费模式，是建立在转移消费别国生态承载 力和自然资本存量的基础上的，处于不可持续发展状态。 1 2 山东师范大学硕士学位论文 国内学者对我国1 9 9 9 年的生态足迹和生态承载力进行了计算【4 3 1 ，其主要 结论为：就全球的平均生产能力来看，1 9 9 9 年，中国生态足迹为1 3 2 6 人均全 球公顷，而生态承载力为0 6 8 1 人均全球公顷，生态赤字为0 6 4 5 人均全球公顷， 中国的生态足迹已经超出其生态承载力的9 4 。与世界1 9 9 7 年人均全球公顷 的生态承载力( 已扣除1 2 的生物多样性保护面积) 相比，中国的生态足迹占全 球生态承载力的6 6 。1 9 9 9 年中国的生态承载力仅相当于其足迹的5 1 。从资 源利用的角度来看，能源用地占整个足迹的4 8 ，生态足迹分析中的能源用地 代表了在可持续方式下支持当前的能源消费所需要的土地面积，反映中国的经 济结构中，工业的生产已经占据较高的比例。由于目前还没有例证表明有哪个 国家专门拿出土地用于c 0 2 的吸收，因此，高的能源消费通常意味着高的生态 赤字，这也是中国高生态赤字的原因之一。尽管中国人均生态足迹比较小，但 由于人口总量大，因而总的足迹很大，对环境造成的影响也大。中国人均生态 足迹增加的原因可以归结为：1 ) 人口的增加；2 ) 可利用土地资源的减少，尤其 是东部地区；3 ) 人们消费量的增加。 除上述静态研究外，近年来在国家生态足迹的动态测度方面，也有相当多 的研究成果，如对我国1 9 6 1 2 0 0 1 年生态足迹研究结果表明m 】，1 9 6 1 - - 1 9 7 7 年，生态承载力大于生态足迹，处于可持续发展状态；1 9 7 8 - - 2 0 0 1 年，生态承 载力少于生态足迹，出现生态赤字，处于不可持续发展状态。 1 2 1 3地区尺度生态足迹研究 地区尺度的生态足迹研究报告主要有国家生态足迹和生态承载力帐户 2 0 0 5 版、生命行星报告2 0 0 4 、生命行星报告2 0 0 2 、欧洲生态足 迹报告2 0 0 5 4 5 】和亚太地区生态足迹与自然财富报告2 0 0 5 【4 6 1 等。其中 g l o b a lf o o t p r i n tn e t w o r k 在国家生态足迹和生态承载力帐户2 0 0 5 版中把全 球按照收入和地区分别分类，计算了不同分组的生态足迹和生态承载力： 按收入分类，2 0 0 2 年高收入国家、中等收入国家和低收入国家的生态足迹 分别为6 4 、1 9 和0 8 人均全球公顷，而生态承载力分别为3 4 、2 1 和0 7 人均 全球公顷，高收入国家和低收入国家的生态足迹分别大于其生态承载力3 和0 1 人均全球公顷，出现生态赤字，处于不可持续发展状态；中等收入国家的生态 1 3 山东师范大学硕士学位论文 足迹少于其生态承载力o 2 人均全球公顷，出现生态盈余，处于可持续发展状 态。 按地区分类，2 0 0 2 年，北美、欧盟2 5 国及瑞士、中东及中亚、亚洲及太 平洋地区、非洲等5 个地区生态赤字分别为一3 7 、- - 2 4 、一1 1 、一o 6 和一o 2 人均全球公顷，均处于不可持续发展状态；拉美及加勒比地区和其他欧洲国家 2 个地区生态盈余分别3 6 和1 2 人均全球公顷，处于可持续发展状态。 1 2 1 4地方尺度生态足迹研究 生态足迹指标比较适用于国家之间的可持续发展状况评估。近年来，借用 国家生态足迹的理论假设，地方生态足迹的应用研究也得到较快发展。前几年， 我国研究主要集中在省级行政区和城市，近年来逐步发展到从省级行政区、城 市、县域，甚至到镇的各级行政区。其大部分是静态研究，只有少量动态研究， 研究区域类型包括城市、城郊区、干旱区、农牧交错带、山区等不同类型的生 态脆弱区，研究结论表明，这些生态脆弱区的发展模式都是不可持续的。 1 2 2 产业生态足迹及相关研究 生态足迹分析除可用于上述区域可持续发展测度外，还可单独用于测度某 一项或几项消费与对应的生物生产性土地的关系，进而评估该项或几项消费的 可持续性，这可称为产业生态足迹研究。近年来，这方面的研究主要应用于旅 游、能源、种养殖业、交通、贸易、大学等方面。 1 2 2 1 旅游生态足迹研究 旅游生态足迹主要研究旅游的生态消费及结构特征。研究内容包括旅游交 通、住宿、餐饮、购物、娱乐和游览等方面。研究表明，旅游生态足迹的区际 转移导致旅游生态责任的区际转移与生态影响的区际扩散，旅游业发展具有全 球性生态影响的特征。这方面的研究主要有对九寨沟的研究【4 7 】、对旅游环境承 载力的研列4 引、对鼎湖山自然保护区旅游者生态足迹的分析【4 明和对北京市海外 入境旅游者旅游消费生态足迹的研究【3 6 】。还有学者主要从旅游产业、旅游产品、 1 4 山东师范大学硕士学位论文 旅游目的地、企业生态、旅游者及大众旅游6 个方面探讨了旅游生态足迹在可 持续发展中的测度功能【5 0 1 。 1 2 2 2基于生态足迹研究的能源消费安全分析 在能源消费安全分析方面，有学者对可持续能源供应和能源、燃料消费与 对应的吸收能源生产中排放出的c 0 2 的林地的对应关系及对全球气候变暖的影 响进行了研究【5 1 1 ，其中还有学者对以石油替代燃料为动力的环境友好型汽车的 生态足迹进行的研究，认为这种汽车可减少7 5 的运输足迹p 2 1 。值得指出的是， 除个别学者在计算能源足迹时把防护林作为吸收能源生产中排放出的c 0 2 的林 地【5 3 】外，其他研究一般均把吸收能源生产中排放c 0 2 的林地计为零。 1 2 2 3种植、养殖业生态足迹研究 在种植、养殖业生态足迹研究方面，瑞典学者从养殖场、地方近岸海域、 包括多个地方近岸海域的地区近岸海域和包括多个地区近岸海域的国际海域共 4 个尺度对波罗地海海水养鱼对环境的影响进行了研刭5 4 】；也有分别对动物饲 养、稻米、苜蓿种植等产业的生态足迹进行的研究【5 5 1 。此外，还有学者对交通、 贸易、大学、绿色建筑、人类占用净初级生产等方面的生态足迹研究，及对基 于生态足迹的项目对生态环境影响【5 6 1 、城市形式与生态足迹的关系、基于生态 足迹方法讨论温室气体排放责任问题【5 7 1 、全国土地利用总体规划目标的生态足 迹评价【5 8 】、生态足迹分析法及其在持续性规划中应用【5 9 】、城市家务的生态足迹 和根据生态、经济等多指标对城市可持续政策进行多标准评估i 删等方面进行了 研究。 山东师范大学硕士学位论文 第二章山东省概况 本部分从自然地理、气候、土地、林业、野生动植物、矿产资源和人口经 济等方面详细介绍山东省的状况。 2 1 自然地理概况 山东省位于中国东部沿海，地处黄河下游，介于东经1 1 4 0 3 6 ，_ 1 2 2 0 4 3 ，北 纬3 4 0 2 5 ，- 3 8 0 2 3 之间，省会城市济南市。山东半岛伸入渤海与黄海之间，东与 朝鲜半岛、日本列岛隔海相望；北与辽东半岛相对，庙岛群岛纵列其间，是渤 海与黄海之自然分界线，拱卫天津和中国首都北京。西部内陆，西北与河北接 壤，西南与河南交界，南与安徽、江苏毗邻。全省东西最长距离7 0 0 公里，南 北4 2 0 公里，总面积1 5 6 7 万平方公里，约占全国