（环境科学专业论文）生态足迹法在城市规划环境影响评价中的应用研究.pdf

生态足迹法在城市规划环境影响评价中的应用研究 a b s t r a c t t ot h ec o n s t r u c t i o nn e a r s i g h t e d n e s sa n dt h ew e a k - c o n t r o u i n gi nt h ec o u r s eo f c i t y - p l a n n i n g , t h i sp a p e rt a k e st h ec i t y - p l a n n i n go fl u o j i a n ga r e ai nq u a n z h o uc i t ya s a l le x a m p l ea n dd i s c u s s e st h ea p p l i c a t i o no fe c o l o g i c a lf o o t p r i n ti ne n v i r o n m e n t a l i m p a c ta s s e s s m e n tf o ri n t e g r a t e dc i t y - p l a n n i n g ，p e r f o r m i n gau s e f u le x p l o r a t i o nf o rt h e e n v i r o n m e n t a la s s e s s m e n tf o rc i t y - p l a n n i n gi nt h ep r o c e s s a tt h eb e g i n n i n go fc i t y - p l a n n i n gi nl u o j i a n ga r e a , t h ee c o l o g i c a lb o a o ml i n ew a s s e t 舔2 7 910 8 h m 2 i nt h ep r o c e s so fc i t y - p l a n n i n gi nl u o j i a n g , a c c o r d i n gt ot h er e s u l t s o fc u r r e n ta s s e s s m e n t , c r o p l a n di sp r o p o s e dt ob eal i m i t i n gf a c t o r t h r o u g hl o o k i n gu p p r e v i o u ss t a t i s t i c sy e a r b o o ko fl u o j i a n ga r e a , t h i sp a p e ra p p l i e dt h ee c o l o g i c a lf o o t p r i n t a n a l y s i st oc a l c u l a t ea n da n a l y z et h ee c o l o g i c a lf o o t p r i n ta n dc o r r e l a t i v ei n d e x e sf r o m 19 9 7t o2 0 0 7 ，a n dq u a n t i t a t i v e l ye v a l u a t e dt h es u s t a i n a b l ed e v e l o p m e n td e g r e eo f e c o l o g i c a la n de c o n o m i cs y s t e m ，t h e na p p l i e d 黟e yt h e o r yt o f o r e c a s tt h ed e v e l o p m e n t t e n d e n c yo fe c o l o g i c a lf o o t p r i n t ，t h ee c o l o g i c a lc a r r y i n gc a p a c i t ya n de c o l o g i c a ld e f i c i t f r o m2 0 0 8t o2 0 2 0 ，p r o p o s e dt h ec o u n t e r m e a s u r e sh o wt oa l l e v i a t et h ee c o l o g i c a ld e f i c i t a n dr e a l i z et h es u s t a i n a b l ed e v e l o p m e n t c o n c l u s i o n sa r ed r a w na sf o l l o w s ： 1 t h ep e rc a p i t ae c o l o g i c a lf o o t p r i n td e m a n da n ds u p p l yo f l u o j i a n ga r e aa r e r e s p e c t i v e l y1 0 3 7 8 6 h m 2a n d0 310 7 6 h m 2 ，t h ep e rc a p i t ae c o l o g i c a ld e f i d tr e a c h e sa s l l i g h 豳0 6 8 4 7 3 h m z s oi ti sn o ti na l ls u s t a i n a b l ed e v e l o p m e n tc o n d i t i o n l o o k i n gf r o m t h ep e rc a p i t ae c o l o g i c a lf o o t p r i n td e m a n ds t r u c t u r e ，c u l t i v a t e dl a n dd e m a n di st h e b i g g e s t o n e 2 t h ep e rc a p i t ae c o l o g i c a lf o o t p r i n tb a s i c a l l yi n c r e a s e sp r o g r e s s i v e l yy e a rb yy e a r d u r i n g19 9 7 - 2 0 0 7 ，e s p e c i a l l yt h ec u l t i v a t e dl a n d 3 a c c o r d i n gt ot h ee x i s t i n gd e v e l o p m e n tp a r e r n ，t h r o u g hg m ( 1 ，1 ) m o d e lf o r e c a s t , t h ep e rc a p i t ae c o l o g i c a lf o o t p f i mi s2 7 910 8 h r n z ，t h ep e rc a p i t ae c o l o g i c a lc a r r y i n g c a p a c i t ya n dp e rc a p i t ae c o l o g i c a ld e f i c i ta r er e s p e c t i v e l y0 3 6 9 6 9 h m 2a n d2 4 213 9 h m 2 生态足迹法在城市规划环境影响评价中的应用研究 t h i sm e a n st h a tt h eh u m a na c t i v i t yi n t e n s i t yo fl u o j i a n ga r e aw i l lg of a rb e y o n dt h e e c o s y s t e mc a r r y i n gc a p a c i t ys c o p ei nt h ef u t u r e ，t h es u s t a i n a b l ed e v e l o p m e n tw i l lb e f a c e dw i t ham o r es t e r nt e s t t h e r e f o r e ，p o w e r f u lm e a s u r e sm u s tb et a k e nt oa l l e v i a t e t h ep r e s s u r ew h i c ht h eh u m a n i t yb r i n gt ot h e e c o s y s t e mb e c a u s eo fe x c e s s i v e d e v e l o p m e n ta n du s e ，a n dr e a l i z et h es u s t a i n a b l ed e v e l o p m e n to fs o c i e t y , e c o n o m ya n d e c o l o g y 4 i no r d e rt or e d u c et h ee c o l o g i c a ld e f i c i ta n dr e a l i z et h er e g i o ns u s t a i n a b l e d e v e l o p m e n tu n d e rt h ec o n d i t i o no fn o tr e d u c i n gp e o p l e sl i v i n gs t a n d a r d si nl u o j i a n g a r e a ，s p e c i f i cm e a s u r e st h a ts h o u l db et a k e na r ea sf o l l o w s ：c o n t r o l l i n gt h ep o p u l a t i o n s c a l e ，i m p r o v i n gt h eh u m a nq u a l i t y ；e x p l o i t i n gt h er e s e r v el a n dr e s o u r c e ，e s t a b l i s h i n g a n dp e r f e c t i n gt h ec u l t i v a t e dl a n dp r o t e c t i o ns y s t e m ；o p t i m i z i n gt h ei n d u s t r i a ls t r u c t u r e , s t r e n g t h e n i n gt h et e c h n i c a li n n o v a t i o n ；u s i n ge x i s t i n gr e s o u r c es t o r a g eq u a n t i t y e f f e c t i v e l y , e s t a b l i s h i n g s o c i a l p r o d u c i n ga n dc o n s u m i n gs y s t e m t h a tc o n s e r v e s r e s o u r c e ；i m p r o v i n gt h eb a s i cp r o d u c i n gc o n d i t i o n so fa g r i c u l t u r e ，i m p r o v i n gt h e a g r i c u l t u r a ls y n t h e t i c a lp r o d u c t i v i t y ；e x p l o i t i n gw a t e ra n de l e c t r i c i t y a n do t h e r n o n - c a r b o nr e s o u r c e s ，r e d u c i n gt h ef o s s i le n e r g ye x p e n s e ；e n r i c h i n gb i o l o g i c a lp r o d u c t m u l t i p l i c i t y , s a t i s f y i n gh u m a ne x p e n s ed e m a n dd i v e r s i f i c a t i o n k e yw o r d s ：e c o l o g i c a lf o o t p r i m ；p l a n n i n ge n v i r o n m e n t a li m p a c ta s s e s s m e n t ； 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 ld e f i c i t ；e c o l o g i c a ls u r p l u s i i i 厦门大学学位论文原创性声明 本人呈交的学位论文是本人在导师指导下，独立完成的研究成果。本人在论 文写作中参考其他个人或集体已经发表的研究成果，均在文中以适当方式明确 标明，并符合法律规范和厦门大学研究生学术活动规范( 试行) 。 另外，该学位论文为() 课题( 组) 的研 究成果，获得() 课题( 组) 经费或实验室的资助，在 () 实验室完成。( 请在以上括号内填写课题或课题组负责人 或实验室名称，未有此项声明内容的，可以不作特别声明。) 声明人( 签名) ：1 兮如 雌6 月侈e l l 厦门大学学位论文著作权使用声明 嬲必 y 1513 艿岩d 本人同意厦门大学根据中华人民共和国学位条例暂行实施办法等规定 保留和使用此学位论文，并向主管部门或其指定机构送交学位论文( 包括纸质 版和电子版) ，允许学位论文进入厦门大学图书馆及其数据库被查阅、借阅。本 人同意厦门大学将学位论文加入全国博士、硕士学位论文共建单位数据库进行 检索，将学位论文的标题和摘要汇编出版，采用影印、缩印或者其它方式合理 复制学位论文。 本学位论文属于： () 1 经厦门大学保密委员会审查核定的保密学位论文，于年 月日解密，解密后适用上述授权。 () 2 不保密，适用上述授权。 ( 请在以上相应括号内打“ 或填上相应内容。保密学位论文应是已经 厦门大学保密委员会审定过的学位论文，未经厦门大学保密委员会审定的学位 论文均为公开学位论文。此声明栏不填写的，默认为公开学位论文，均适用上 述授权。) 声明人( 签名) ：甜岛 砷年6 月f 8 日 生态足迹法在城市规划环境影响评价中的应用研究 第一章绪论 1 1 选题背景 1 1 1 城市化的严重影响 从2 0 世纪至今，全球城市化水平从世纪初的1 5 飙升到世纪末的5 0 ，2 1 世纪更是被誉为“城市的世纪，【。随着人口增长引发对住房、道路以及相关服务 要求的增加，居住在城区的城市居民发现他们的城市环境越来越糟，人们随处可 以看到无序扩张而导致的越来越多的生态失控现象。2 0 0 7 年4 月6 号，联合国政 府兼气候变化专门委员会( t p c c ) 通过了全球气候变化评估报告的第二部分。1 5 7 2 页的评估报告字字都是警告：无处可住、无粮可食、无水可饮，报告指出，若 全球生态恶化得不到有效控制，到2 0 8 0 年最多将有6 0 已知物种从地球上消失【2 】。 在国内，从新中国建立以来的人口从6 亿增到1 3 亿，可耕种土地因水土流失却少 了1 3 ，加上原来天然不可居住的1 3 ，现在能生存的土地仅剩下3 0 0 多万平方公 里。也就是说，中国人口增加了一倍，生存空间却减少了一半。1 9 7 8 年后，中国 经济增长迅猛，但走的仍是“高投入、高消耗、高排放、低效率 的传统工业化 模式，龙头产业几乎全是高耗能高污染产业，如矿产、纺织、冶金、造纸、钢铁、 化工、石化、建材等。我国的单位g d p 能耗比发达国家平均高4 0 ，产生的污染 是他们的几十倍，劳动效率却只有几十分之一。近5 0 年来，中国g d p 增长了1 0 多倍，但矿产资源的消耗却增长了4 0 多倍。据推算，到2 0 1 0 年，我国的石油对 外依存度将达到6 0 ，铁矿石是5 7 ，铜是7 0 ，铝是8 0 【3 1 。面对如此巨大压 力，中国的资源环境无法承载，世界的资源恐怕也难以支撑。 1 1 2 城市规划环境影响评价及其重要性 未来大多数人口将生活在城市中，人口的聚集加速了资源的消耗，而城市本 身的资源已经不能满足其发展的需要，它必需从周边的生态系统中获取食物资源、 物质材料和化石能源，并向外部排泄大量的废弃物。城市周边地区由于要满足城 市人口的生活需求而遭到过度开发，呈现出不可持续发展的状态【4 1 。规划环境评价 作为衡量城市可持续发展的有效工具将发挥越来越重要的作用。 2 0 0 4 年颁布实旅的规划环境影响评价技术导则( 试行) 【5 】对规划环境评价的 基本原理、工作程序、应用领域、编制要求等进行了一系列的规定，并推荐了“一 生态足迹法在城市规划环境影响评价中的应用研究 地三域和“十个专项规划 环境影响评价使用的指标体系和技术方法。其目的 是预测规划实施后对社会、经济和环境的影响，评价规划的合理性，为决策者提 供必要的信息，使其在环境或其他目标之间做出选择，促进城市的可持续发展。 在上述规划中，城市总体规划、交通规划、能源规划、土地利用规划等规划都与 人们的消费模式密切相关。如居住区、商业区和工业区等的布局影响着化石能源 的消费，而交通规划、能源规划也影响着化石能源的消费；土地利用规划与生物 资源的消费密切相关。 城市规划环境影响评价( 以下简称规划环评) 是对城市规划实施后产生的环境 影响进行预测和评估，用以识别潜在的环境风险并提出解决方案。它是将环境因 素系统纳入宏观决策，协调经济发展与环境保护的重要途径和制度保障，也是我 国现阶段依法推进战略环评的主要形式。 国家的现行规划框架中，各层次城市规划的主要作用都是为了控制和引导城 市健康有序地发展【6 1 。但在实际的规划编制内容上，多以鼓励和引导城市发展的内 容为主。发展是时代的主题，而发展的同时将不可避免的产生各类环境问题。每 一个环境问题的产生都与人类的不可持续消费模式密切相关，无论什么样的消费 模式与消费量都是可持续发展的中心问题，而影响消费模式的因素主要有城市形 态、结构、经济水平、政策导向等。这类问题的好坏与其相关规划的合理性有着 紧密的联系，同时也直接影响着城市的可持续发展。 规划控制内容往往以定性为主，定量和定位的内容仅仅是辅助性的。规划编 制目标和布局内容的弱控制性导致城市建设与管理实践中缺乏刚性依据，无论是 对人口规模的预测、人均建设用地指标的制定还是对发展用地的评价与选择，规 划思路都是围绕着“城市将如何发展 进行的。对于“城市不应该如何发展 缺 乏认识，对空间与资源开发运用的各种方案是否影响可持续发展缺乏正确分析评 价，导致实际规划发展规模与建设容量随意扩大。因此，有必要对规划本身进行 科学地评价。 1 2 研究目的及意义 现有的规划环境影响评价方法在环境承载力分析方面，存在很多局限，可操 作性不强。往往缺乏所需相关地区资料，对数据要求量大，几乎不可能度量承载 能力。它常常以识别限制因子作为出发点，用模型定量描述各限制因子所允许的 2 生态足迹法在城市规划环境影响评价中的应用研究 最大行动水平，最后综合各限制因子，得出最终的承载力，可操作性不强，复杂 而不实用【7 ，8 1 。而在度量承载能力和可持续发展能力预测方面，生态足迹方法有其 独到的优势，能对区域环境承载能力和可持续性发展程度做出客观量度和比较， 同时分析所需数据资料易获取，分析过程可操作性强，生态足迹用于衡量人类资 源利用和废弃物排放强度与区域生态承载力之间的关系而被广泛应用。生态足迹 分析方法有助于预测和评价规划方案对环境的影响，将补充丰富规划环境影响评 价方法，将对规划环境影响评价工作的发展有积极作用，因此，作为一组基于土 地面积的可持续发展量化指标，生态足迹可为城市规划环境评价提供科学依据。 生态足迹比较适用于评价城市总体规划、交通规划、能源规划和土地利用规 划的合理性。在现状评价阶段，通过计算规划基准年的生态足迹和生态承载力， 判断区域现阶段的可持续状态，并找出影响可持续发展的关键因子，识别重要的 影响；在预测评价阶段，计算现有消费水平下维持规划区域未来人口生存和发展 所必需的土地和水域面积，以及该区域未来的生态承载力，与规划前的生态足迹 和生态承载力进行对比；分析规划前后各土地类型生态赤字的变化情况和产生的 原因，评价人类活动对规划区域的影响，调整规划的相关内容，提出优化方案的 措施，促进城市的可持续发展【9 】。 本文在城市规划环境影响评价中采用生态足迹法分别计算规划基年和规划末 年的生态足迹，通过比较两者的差异，来判断规划方案中在生态方面的合理性， 以达到科学的规划决策的目的。 1 3 研究内容及技术路线 1 3 1 研究内容 作为实现城市可持续发展的工具，规划环评是指在规划编制阶段，对规划实 施可能造成的环境影响进行分析、预测和评价，提出预防和减轻不良环境影响的 对策和措施的过程【l o 】。按照介入时间可以分为目标型环境影响评价、融合型环境 影响评价和反映型环境影响评价。目标型评价是在编制城市规划之初介入，通过 评价以明确城市规划的环境目标及环境保护原则与要求。融合型评价是将规划环 评作为规划编制过程的一个环节，可充分地评价与分析规划的各替代方案的环境 影响，以规范规划的环境目标和环境影响减缓措施。反映型评价是在规划草案形 成之后，正式报批之前介入【1 1 】。目前我国开展的城市规划环评基本上都属于反映 3 生态足迹法在城市规划环境影响评价中的应用研究 型环境影响评价，其评价结果很难反映到规划方案中去，控制和调整某些不符合 可持续发展原则和环境保护要求的规划方案的余地和力度都很有限，只能针对规 划方案给出补救措旌和建议，导致规划环评的有效性较差。而目标型和融合型评 价能够较早地介人规划编制过程中，评价结果也能够及时反映到规划编制工作中， 及时调整规划中不符合可持续原则的内容，评价的有效性较好。因此，这两种评 价模式将是城市规划环评的发展方向。 生态足迹主要用于评价人类活动与资源环境问的关系，综合考虑了一定区域 的资源消费、生态用地、资源承载力等问题，因而可以用来评价城市规划对区域 生态环境带来的综合影响。融合型规划环境评价要求规划环评和规划编制工作同 步开始，因此将生态足迹用于融合型城市规划环评的主要内容包括： 1 规划分析阶段：要保证城市的可持续发展，规划实施后的生态赤字不应该 加剧，其最低限度应以规划初年的生态盈亏为底限，减小生态赤字或增大生态盈 余。因此，基于现有消费水平下，计算维持规划区域未来人口生存和发展所必需 的生态足迹，在不改变城市现有的人均生态盈亏的基础上，估算出规划年末的生 态承载力，并根据产量因子和均衡因子估算出在此生态盈亏状态下的各类型土地 面积，以此作为空间利用规划编制的生态底限，指导规划的编制【9 】。在此阶段，规 划环评与规划编制工作同步开展，通过评价结果将对环境资源的考虑充分融人到 规划中去。这样形成的规划就是符合社会、经济、环境等多方面要求的规划，也 是规划环评的结果【1 2 】。 2 现状评价阶段在规划编制初期阶段，依据规划初年的资源环境条件，计算 城市的生态足迹和承载力，并进行对比，评价城市发展的现状，分析制约城市发 展的主要因素。 3 预测评价阶段根据规划草案对比规划前后城市生态足迹和生态承载力的 变化情况，对规划产生的综合影响进行评价，根据评价结果提出相应的措施或调 整相关规划。 1 3 2 研究方法与技术路线 本文立足于区域和城市层次，运用生态足迹模型对泉州市洛江区的可持续发 展状况展开综合、全面的计量分析和研究，并通过计算洛江经济开发区的生态足 迹，分析洛江经济开发区的开发程度和城市化进程对洛江区生态系统的影响。其 4 生态足迹法在城市规划环境影响评价中的应用研究 中，鉴于数据的可获取性、方法理论的完善性、研究的前沿性以及可行性等因素 的影响，本文采用综合法对评价区域进行生态足迹分析，并根据国内外研究成果 不断完善本课题的评价方法，保证结果的准确性、可靠性，为该区的可持续发展 提出科学、合理的建议。 研究数据来源于以下几个方面：洛江区相关年份的统计年鉴以及泉州市 级统计年鉴等公开的统计资料，对有关政府职能部门和企事业单位的实地调 查数据。研究涉及的理论知识主要有生态足迹模型理论、可持续发展理论、生态 经济理论等，主要采用生态足迹指标体系计量分析方法、数学方法和有关的统计 分析等展开运算，坚持理论与实证研究、定性与定量分析以及断面数据与时间序 列数据相结合的原则，充分运用有关数据资料，对研究区域开展全面深入的分析 研究。具体的技术路线如下图1 1 所示： i 问题的提出i i 区域资料调研区域现场调查国内外研究现状未来发展趋势 上土上土上土上羔 数据获得及验证理论依据和方法模型 规划分析 现状评价 预测评价 规划影响评价 回顾评价 结论及政策建议 图1 1 本文的技术路线 f i g u r e1 1t e c h n i c a lr o u t e 5 生态足迹法在城市规划环境影响评价中的应用研究 第二章生态足迹理论综述 2 1 生态足迹法理论产生的背景 1 7 8 4 年瓦特发明蒸汽机迎来英国产业革命，机器生产代替了传统手工劳动， 创造了前所未有的生产力。但是，那种“高生产、高消耗、高污染”的传统发展 模式带来了“人口爆炸、粮食短缺、能源危机、环境污染”等灾难性后果。工业 化以来出现的种种环境问题，使传统的发展模式受到了严重的挑战。于是从2 0 世 纪6 0 年代起，各国纷纷采取环保措施，治理污染改善环境质量，但最初的环境问 题不仅没有解决，反而不断恶化，环境问题打破了区域和国家界限而演变成全球 问题全球气候变化、臭氧层耗减与破坏、生物多样性锐减、土地退化和荒漠化、 酸雨等。也就是从那时开始，对环境问题的关注、对发展道路的反思和探索在世 界范围内展开。1 9 6 2 年美国生物学家c a r s o n 出版寂静的春天，标志着人类生态 意识的觉醒和“生态学时代 的开端；1 9 7 2 年，以美国m e a d o w s 为首的研究小组出 版增长的极限，指出了地球的有限性，得出了“零增长的悲观结论； 1 9 7 2 年6 月在瑞典斯德哥尔摩召开的联合国人类环境会议通过联合国人类环境会议宣 言文件和只有一个地球的报告，唤起了各国政府对环境问题、尤其是环境污 染问题的觉醒；1 9 8 1 年美国世界观察研究所所长b r o w n 出版建立一个持续发展的 社会，提出必须从速建立一个“可持续的社会 ( s u s t a i n a b l es o c i e t y ) = 1 9 8 3 年第 3 8 届联大通过决议成立联合国“世界环境与发展委员会 ( w c e d ) ，负责制定“全 球的变革日程，并于1 9 8 7 年在第4 2 届联大通过w c e d 的报告我们共同的未来， 首次提出“可持续发展 的概念，并给出了可持续发展的定义；1 9 9 2 年6 月在巴西 里约召开联合国环境与发展大会通过里约环境与发展宣言、2 1 世纪议程、 联合国气候变化框架公约、生物多样性公约等，人类在探寻合理的发展 道路和发展模式方面进行了不懈努力。些国际组织及有关学者就开始了致力于 可持续发展程度的研究，努力探寻能定量衡量国家或地区发展的可持续性指标 【1 3 ，1 4 】 o 今天，可持续发展作为一种全新的发展理念和模式，对世界各国可持续发展 程度进行度量，一方面是世界性可持续发展合作的重要基础，另一方面又成为诊 断区域开发及其是否健康运行的标准。而要衡量一个区域是否实现可持续发展， 6 生态足迹法在城市规3 l ! l 环境影响评价中的应用研究 就必须定量研究区域的发展状况以及对区域之间的发展做一比较，即定量测度发 展的可持续状态。但由于传统的国民经济帐户指标g d p 在测度发展的可持续性方 面存在明显局限，使得这一研究领域长期以来成为理论界的一个难点。 从生态经济学的角度而言，人类社会要取得发展的可持续性，人类必须维持 自己的自然资产存量。但是自1 9 8 7 年世界环境与发展委员会( w c e d ) 提出可持续 发展的概念至今，世界人口、贫困、消费日益增加，生物多样性、森林面积日益 减少，人类生存在一个更加危险的世界里。许多证据表明，人类社会的发展正在 远离可持续性。为了将可持续发展理念变成现实的可操作的目标，人类必须知道 自己对自然资产利用的状况，因此，需要一个可操作的工具去测量人类的需要是 否仍在自然资产能提供的范围内。 自2 0 世纪6 0 年代以来，科学家们就一直在努力发展并改进一些旨在测度人 类对地球生态系统所产生的压力的方法，以量化人类对资源的利用程度，如 m e a d o w s 等【1 5 , 1 6 1 的世界资源动态模型、h o l d r e n 等【吲的i p a t 公式、w h i t t a k e r 1 8 1 对 全球生态系统净初级生产力的计算、v i t o u s e k 等【1 9 】对净初级生产力的人类占用研 究、o d u m t 2 0 】的能值分析理论等等。 1 9 9 2 年里约热内卢联合国环境与发展大会之后，可持续发展指标体系更成为 国际上可持续发展研究的热点和前沿，提出了比较有影响的研究成果，如c h r i s t i n a 等叫的可持续发展的社会生态指标；c o n s t a n z a 等【2 2 1 的生态系统服务价值的评估 研究、r e e s 2 3 1 、w a c k e r n a g e l 掣2 4 1 的生态足迹指标等等。虽然这些指标的应用和表 示方法不同，但它们的出发点和目标是相同的，即定量表示人类对自然的利用， 使人类了解自身的存在和发展对自然的胁迫状态，以促进和实现人类减少对自然 的负面影响。 生态足迹分析法是由加拿大生态经济学家r e e s 和其博士生w a c k e m a g e l l 2 4 于 9 0 年代初提出的一种度量可持续发展程度的新方法，它是一组基于土地面积的量 化指标，其中最具代表的是生态足迹：“一只负载着人类与人类所创造的城市、工 厂的的巨脚踏在地球上留下的脚印见图2 1 。生态足迹这一形象化概念即反 映了人类对地球环境的影响，也包含了可持续性机制。这就是，当地球所能提供 的土地面积容不下这只巨脚时，其上的城市、工厂就会失去平衡；如果巨脚始终 得不到一块允许其发展的立足之地，那么它所承载的人类文明将最终坠落、崩毁。 7 生态足迹法在城市规划环境影响评价中的应用研究 生态足迹分析法从需求面计算生态足迹的大小，从供给面计算生态承载力的大小， 通过对这二者的比较，评价研究对象的可持续发展状况。 图2 1 生态足迹示意图 f i g u r e2 1s c h e m a t i cd i a g r a mo fe c o l o g i c a lf o o t p r i n t 对于可持续发展的理论研究，尽管尚未形成一个公认的概念和一套严谨、科 学的理论体系，但已进入了更深的阶段，因此可持续发展的研究也必然由理论走 向实践。评价和监测可持续发展的状态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，是实施可持续发展观念的依据。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核心， 它的定量测度和评价是可持续发展从一个抽象的理念进入到可操作实践阶段的关 键环节之一。生态足迹就是可持续发展评价的一种新兴、重要的评价方法。近年 来，在以w a c k e r n a g e l 为代表的“加拿大生态足迹小组的努力下，该方法正以较 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 身的普适性而开始流行。 2 2 生态足迹研究现状 2 2 1 国外研究现状 8 生态足迹法在城市规划环境影响评价中的应用研究 在国际上，自w i l l i 锄、r e e s l 9 9 2 年提出生态足迹概念以来，国际上有关围绕 和涉及生态足迹概念、方法及其模型的研究纷纷开展。据统计，仅国际生态经济 学会会刊e c o l o g i c a le c o n o m i c s 自1 9 9 6 年第1 1 期发表生态足迹研究的文章以来，至 2 0 0 4 年第2 期，共发表有关生态足迹理论评述、区域实证、方法改善、行业应用的 论文达3 6 篇。e c o l o g i c a le c o n o m i c s 在2 0 0 0 年第3 期还以专刊形式集中讨论了生态足 迹研究的理论价值和应用问题。表2 1 归纳了1 9 9 6 2 0 0 4 年e c o l o g i c a le c o n o m i c s 杂志 所刊登的生态足迹研究论文。 表2 11 9 9 6 - , 2 0 0 4 年e c o l o g i c a le c o n o m i c s 杂志刊登的生态足迹论文统计 t a b l e2 1a r t i c l e sp u b h s h e do ne c o l o g i c a ie e o n o m i c sd u r i n g1 9 9 6 - 2 0 0 4 研究类型论文篇数主要研究区域 作者所在国家( 人数) 作为一个可持续发展状况的定量评价单一指标，发表的文章数量之多和所受 到的研究关注程度并不多见，除此之外，还涌现出了g l o b a lf o o t p r i n tn e t w o r k 等专 题性网站。 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 r n a t u r e ) 、环球足迹网络( g l o b a l f o o t p r i n tn e t w o r k ) 联合其他国际组织，在每两年发布一次的( l i v i n gp l a n e tr e p o r t ) 中，公布世界各国的人均生态足迹及其消费项目组成。主要工业国家把生态足迹 指标纳入官方指标体系，其经验也正在向发展中国家普及。 l i v i n gp l a n e tr e p o r t 2 0 0 0 ) 【2 5 】对全球超过1 0 0 万人口的1 5 0 多个国家和地区的 生态足迹进行了时间序列( 19 6 1 19 9 7 ) 分析。 生命行星报2 0 0 4 ) 【2 6 】运用了由全球 足迹网络提供的新的科学分析方法，比较了1 5 0 个国家的生态足迹，定量测量世界 9 生态足迹法在城市规划环境影响评价中的应用研究 可持续发展和生物多样性保护的进展情况，显示出人类目前消费的自然资源超过 地球生产能力( 即地球生物承载力) 的2 0 ，导致野生动物种群的快速下降。 2 0 0 5 年，g f n ( g l o b a lf o o t p r i n tn e t w o r k ) 开展了“t e n i n t e l l 计划，即1o 年内 至少有十个重要国家将生态足迹指标制度化，使其像g d p 一样得到广泛应用。瑞 士和日本已经在2 0 0 6 年完成了国家生态足迹账户的检查，将生态足迹作为国家环 境或可持续发展规划的重要指标，还有近3 0 个国家表示对此感兴趣。 ( ( l i v i n gp l a n e tr e p o r t2 0 0 8 ) 全球的人类生态足迹已经超出地球承载力的 3 0 。如果我们的需求以同样的速度增加，那么到2 1 世纪3 0 年代中期，我们将需要 两个地球来维持现有的生活方式。2 0 0 8 年的报告首次揭示了人类水资源消费的状 况，以及人类面对水资源短缺的脆弱性。 2 2 2 国内研究现状 国内对生态足迹的研究还处于起步阶段。生态足迹的概念1 9 9 9 年被引入国内， 曾被翻译为“生态基区”，也被翻译为“生态占用”、“生态痕迹、“生态脚 印 、“生态空间占用 、“生态踩占 等。 2 0 0 0 年，杨开忠等【2 刀介绍了生态足迹分析理论与方法；张志强等【2 8 】介绍了生 态足迹的概念和计算模型，之后生态足迹指标的有关应用研究也同时展开。 2 0 0 4 年4 月在沈阳举行的第一届“环境指标：生态包袱与生态足迹两岸学术交 流会，促进了生态足迹模型在国内的研究和应用。 目前，国内生态足迹研究已从介绍引进的初期阶段( 2 0 0 0 - - 2 0 0 2 ) ，过渡到了大 量应用研究的发展阶段( 2 0 0 3 - ) 。在研究方法、研究尺度、研究领域、相关政策响 应分析等方面，国内开展的生态足迹研究已取得明显进展。通过关键词搜索，截 止2 0 0 8 年年底，仅c n k i 全文期刊数据库收录的有关生态足迹的相关论文已超过 1 0 0 0 篇。根据对c n k i 中国优秀博硕士学位论文全文数据库的检索，以生态足迹为 题的硕博士论文已超过2 0 0 篇，生态足迹的研究日益受到国内学者关注，论文数量 逐年快速增长。 但与国外相比，国内应用滞后4 - - , 5 年，应用方向主要集中于全国尺度以及各 类生态脆弱区的可持续发展度量，很少有针对某个产业的研究，生态足迹方法的 理论研究更加少见【2 9 1 。 2 2 3 空间研究动态 1 0 生态足迹法在城市规划环境影响评价中的应用研究 生态足迹分析法研究所涉及的范围比较广，包括土地利用、水产业、温室 气体、环境、国际贸易、废水处理、城市发展、经济、能源等；而且研究区域的 尺度大小范围也比较广，从全球到国家、地区到城市、社区到家庭、商业企业到 个人出行活动各级水平。此外，还用来进行技术比较，应用到养鱼、种植西红柿 等方面。本文主要从空间尺度展开描述生态足迹法的应用研究。 1 全球尺度的研究 w a c k e m a g e l 等【3 0 1 率先应用生态足迹分析法，对全球人类可利用的生态空间和 生态占用空间两方面分别进行了测算。结果表明：1 9 9 7 年全球人均生态承载力仅 为2 3 h m 2 ，若按世界环境与发展委员会( w c e d ) 的报告我们共同的未来所建议 的，留出1 2 的生态生产性土地面积以保护生物多样性和保护地球上3 0 0 0 万个物 种的话，实际上人均可利用的面积包括海洋在内将缩减到不足2 0 h m 2 。所以人均 2 h m 2 的生态生产性面积就是1 9 9 7 年全球人均生态承载力的底线或阐值。因此，从 全球范围而言，人类的生态足迹已超过了全球生态承载力的3 0 ，人类现今的消 费量己超出自然生态系统的再生产能力，即人类正在耗尽不少地方的自然资本存 量。 在里约会议五周年年会之际，受到地球议会( t h ee a r t hc o u n c i l ) 的委任， w a c k c m a g d 等【3 1 ( 1 9 9 9 ) 圣- t - 算了1 9 9 7 年全球5 2 个国家的生态足迹，这些国家占全 球8 0 的人口和9 5 的世界g d p 。 自2 0 0 0 年以来，每两年，世界野生动物基金会( w o r l dw i l d l i f ef u n d ) 都会出版 l i v i n gp l a n e tr e p o r t ) ) ，公布世界各国的人均生态足迹及其消费项组成。此外， 国际互联网上已经有很多专业网站提供生态足迹的相关信息和在线计算等 o a t t p ：w w w r e d e f i n i n g p _ r o g r e s s o r g , w w w e c o l o g i c a l f o o t p r i n t o r g , w w w e c o l o g i c a l f o o t p r i n t c o m , , w w m y f o o t p r i n t o r g ) 。 2 国家尺度的研究 由于资料的完整性和权威性，国家、区域、城市尺度一直是国内外研究的主 流。在国家尺度上，最早出现是19 9 7 年w a c k e r n a g e l 3 0 】的( e c o l o g i c a lf o o t p r i n to f n a t i o n s 中，对世界上5 2 个国家和地区的生态足迹进行了计算，这5 2 个国家和 地区中包括了世界经济论坛全球竞争力报告中所涉及的4 7 个国家，拥有世界8 0 的人口和9 5 的世界国内生产总值，它们对全球可持续发展举足轻重。研究结果 生态足迹法在城市规划环境影响评价中的应用研究 表明，所计算的5 2 个国家和地区中的3 5 个国家和地区存在生态赤字，只有1 2 个 国家和地区的人均生态足迹低于全球人均生态承载力。这5 2 个国家和地区的人类 消费己超过了这些国家和地区生态承载力总和的3 5 。这些数据可能仍然低估了 这些国家的人口维持现今的生活水平所实际需要的生态生产性土地和海洋总面 积。需要指出的是w a c k e m a g e l 等的计算中，生态足迹最大的是美国，人均1 0 9 h m 2 ， 孟加拉国最低，人均仅0 6 h m 2 ；中国1 9 9 7 年的人均生态足迹为1 2 h m 2 ，人均生态 承载力仅为o 8 h m 2 ，人均生态赤字为0 4 h m 2 。随后，国家尺度的生态足迹研究方 兴未艾【3 2 3 4 1 。 在我国，徐中民等【3 5 】计算得出中国1 9 9 9 年人均生态足迹1 1 3 2 6 h m 2 ，人均生态 承载力0 1 6 8 1 时，人均生态赤字0 1 6 4 5 h m 2 ，大部分省区处于不可持续发展状态。 刘宇辉t 3 6 , 3 刀计算了中国1 9 6 1 2 0 0 1 年时间序列的生态足迹，分析了中国人地协调 度演变趋势。资源供需水平的数量变化从总量来看，过去4 0 年中