（环境工程专业论文）四川省生态足迹的计算与动态分析.pdf

西南交通大学硕士研究生学位论文 第1 页 _d一一 摘要 可持续发展的定量评估是可持续发展研究的关键领域，其核心是确定人类 的生存是否处于生态系统的承载力范围之内。加拿大生态经济学家w i l l i a m 和 其博士生w a c k e r n a g e l1 9 9 6 年以来提出和发展的生态足迹指标是一种测算人类 对自然利用程度的新的综合指标，该方法通过将区域的资源和能源转化为提供 这种物质流所必须的各种生态生产性土地的面积( 生态足迹) ，并同区域能提供 的生态生产性土地面积( 生态承载力) 进行比较，能定量判断一个区域的发展 是否处于生态承载力的范围内。本文在介绍生态足迹的概念、计算方法及目前 的研究成果的基础上，以四川省近年统计年鉴的数据为依据，对四川省的生态 足迹进行计算和动态分析。首先，通过回顾生态足迹模型出现的理论背景，分 析国内外研究现状，以及确定本课题的研究意义，引出本文的主要工作和研究 思路。在介绍了生态足迹基本概念和指标体系的基础上，详细论述了生态足迹 计量分析方法，并以5 2 个国家和地区的生态足迹分析为例，对生态足迹分析方 法进行了评价。然后，对当前四川省人口、资源、环境和经济发展问题进行了 分析，运用生态足迹法对四川省1 9 9 7 年至2 0 0 1 年连续5 年的生态足迹进行了 计算。最后，根据计算出的1 9 9 7 年至2 0 0 1 年各年份的四川省生态足迹指标值 进行了纵向的动态分析，并将该省生态足迹现状与其他些国家和地区进行了 横向的比较分析。在动态分析中，笔者利用最d , - 乘法并通过m a t l a b 6 0 科学 计算软件来实现对各组指标值的拟合，最终建立四川省各生态足迹指标的预测 模型，根据这些预测模型对今后几年的生态足迹相关指标进行了预测，这是本 文的核心和创新点。纵向的动态分析表明：四川省人均生态足迹从1 9 9 7 年到2 0 0 1 年5 年时间增长了1 3 ，呈线性增长趋势，变化率为0 0 0 4 4 h m v 年，2 0 0 6 年将 达到1 4 5 1 h m 2 ；人均生态承载力5 年时间减少4 8 ，呈线性减少趋势，变化率 为0 0 0 5 3 h m 2 年，2 0 0 6 年将减少到0 3 8 5 h m 2 ；人均生态赤字5 年时间增长4 ， 星线性增长趋势，变化率为0 0 0 9 7 h m v 年，2 0 0 6 年将达到1 0 6 6 h m 2 。与其他一 些国家和地区生态足迹的横向比较分析表明：四川省2 0 0 1 年人均生态足迹为 1 4 2 7 h m 2 ，低于全球平均水平( 2 4 h m 2 ) 和中国平均水平( 1 5 h 岔) ：人均生态承载 力为0 4 1 2 h m 2 ，低于全球平均水平( 2 h m 2 ) 和中国平均水平( o 6 h m 2 ) ；人均生态赤 字远远高于全球平均水平( 0 4 h m 2 ) ，同时也高于中国平均水平( 0 9 h m 2 ) 。 关键词：可持续发展；生态足迹：动态分析；四川省 西南交通大学硕士研究生学位论文 第l | 页 a b s tr a c t t h em e a s l r eo fs u s t a i n a b l e d e v e l o p m e n th a s a l w a y s b e e na k e yf i e l d o f s u s t a i n a b l ed e v e l o p m e n ts t u d y i n g ，w h o s ec o r ei sw h e t h e rt h eh u m a n l o a ds t a yw i t h i n g l o b a lc a r r y i n gc a p a c i t yo rn o t 1 1 1 ee c o l o g i c a lf o o t p r i n tm e t h o dp u t f o r w a r da n d i m p r o v e db yw i l l i a me r e e s ，c a n a d i a ne c o l o g i c a le c o n o m i s t ，a n dw a c k e m a g e l m a t h i s ，t h ef o r m e rp o s t g r a d u a t es i n c e19 9 6p r e s e n t sas i m p l ef r a m e w o r k f o rn a t i o n a l n a t u r a lc a p i t a la c c o u n t i n g b a s e do nt h ee c o l o g i c a lf o o t p r i n tt h e o r ya n dc a l c u l a t i o n m e t h o d ，af l o wn e t w o r ka n a l y s i sm e t h o dw a si n t r o d u c e dt oi l l u m i n a t et h e s t r u c t u r eo f c o m p l e xe c o l o g i c a le c o n o m i cs y s t e m ，a n d t h er e l a t i o n s h i pa m o n g e c o l o g i c a lf o o t p r i n t , d i v e r s i t y a n dd e v e l o p m e n tc a p a c i t yw a sa n a l y z e d i nt h i s p a p e r , t h ee c o l o g i c a l f o o t p r i n to fs i c h u a nw a sc a l c u l a t e d d y n a m i c a l l ya n a l y z e da n dc o m p a r e d 、i t l lt h e l o c a le c o l o g i c a lc a r r y i n gc a p a c i t y f i r s t l y , o nt h eb a s i so f r e c a l l i n ga n da n a l y z i n gt h e s u s t a i n a b l ed e v e l o p m e n ts t u d y i n ga c h i e v e m e n t s ，i ti ss t a t e dw h a ti st h em a i nw o r k a n dt h es t u d y i n gi d e ao ft h ep a p e r o nt h eb a s i so f i n t r o d u c i n gt h eb a s i cc o n c e p t i o n a n dt h ei n d i c a t o r s y s t e mo 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 lf o o t p r i n ta n a l y s i s m e t h o di sp a r t i c u l a r l yd i s c u s s e d i nc a s eo f5 2c o u n t r i e s ，t h em e t h o di s a p p r a i s e d s e c o n d l y , t h ew r i t e ra n a l y z e st h ep r o b l e m so np o p u l a t i o n ，r e s o u r c e ，e n v i r o n m e n ta n d e c o n o m i c so fs i c h u a np r o v i n c e ，a n dc a l c u l a t e s e c o l o g i c a lf o o t p r i n t s o fs i c h u a n p r o v i n c ei nt h ep e r i o df r o m1 9 9 7t o2 0 0 1 f i n a l l y , a c c o r d i n gt oc a l c u l a t e de c o l o g i c a l f o o t p r i n ti n d e x e so f s i c h u a l lp r o v i n c ef o rt h e5y e a r sa b o v e t h ew r i t e ru l t i m a t e l yu s e d c a l c u l a t i o ns o f t w a r em a t l a b 6 0t ob u i l dt h ef o r e c a s tm o d e l so f e c o l o g i c a lf o o t p r i n t i n d e x e so ft h ep r o v i n c ew i t hl e a s ts q u a r e sm e t h o d ，a n df o r e c a s t e dt h ei n d e x e si nt h e f u t u r e ，w h i c hi s t h ec o r ea n dt h ei n n o v a t i v e p o i n t i nt h e p a p e r t h er e s u l t s d e m o n s t r a t e dt h a tt h ee c o l o g i c a lf o o t p r i n t p e rc a p i t ao f s i c h u a n p r o v i n c ei n c r e a s e db y 1 3 i nt h e5y e a r s ，t h ee c o l o g i c a lc a p a c i t yd e c r e a s e db y4 8 ，a n dt h ee c o l o g i c a l d e f i c i ti n c r e a s e db y4 t h e s ef o r e c a s tm o d e l sa r el i n e a rm o d e l s w h i c hc a n t e l lu s t h a tt h ee c o l o g i c a lf o o t p r i n to f t h e p r o v i n c ew i l lb e1 4 5 1 h m 2i n2 0 0 6 ，t h ee c o l o g i c a l c a p a c i t yw i l lb eo 3 8 5 h m 2 a n dt h ee c o l o g i c a ld e f i c i tw i l lb e1 0 6 6 h m 2 c o m p a r e d w i t ho t h e rc o u n t r i e sa n dd i s t r i c t si nt h ew o r l d ，t h ee c o l o g i c a lf o o t p r i n to f s i c h u a n p r o v i n c ei n2 0 0 1 ( 1 4 2 7 h m 2 ) i sl o w e rt h a ng l o b a la v e r a g el e v e l ( 2 4 h m 2 ) ，a n dt h e 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 ji 页 e c o l o g i c a lc a p a c i t y ( 0 4 1 2 h m 2 ) i sl o w e r t h a nt h eg l o b a la v e r a g el e v e l ( 2 h m 2 ) ，t o o t h e e c o l o g i c a ld e f i c i ti sm u c hh i g h e r t h a nt h eg l o b a l a v e r a g el e v e l ( 0 4 h m 2 ) ，i n s t e a d k e yw o r d s ：s u s t a i n a b l ed e v e l o p m e n t ；e c o l o g i c a l f o o t p r i n t ；d y n a m i ca n a l y s i s s i c h u a n p r o v i n c e 一 西南交通大学硕士研究生学位论文 第1 页 1 1 引言 第1 章绪论 定量测度国家和地区的可持续性指标是可持续发展的重要内容之一。 人类社会要取得发展的可持续性，就必须维持自然资产的存量及可持续利 用。只要人类对自然系统的压力处于地球生态系统的承载力范围内，地球生 态系统就是安全的，人类经济社会的发展就处于可持续的范围内”1 。因此， 可持续发展评估研究的核心是定量了解人类对自然的利用状况，定量铡量人 类需求是否处于自然的再生产能力之内。1 。 人类生存依赖于自然，该生态准则的涵义是明显的。1 。人类社会必须生 存于生态系统的承载力范围内。1 。从生态经济学的角度而言，就是人类社会 要取得发展的强可持续性，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，人类正在远离可持续性0 3 。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“1 ”。 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，另方面又成为 诊断区域开发及其是否健康运行的标准”3 。而要衡量一个区域是否实现可持 续发展，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“3 ，但由于传统的国民经济帐户指标g d p 在测 度发展的可持续方面存在明显局限，使得这研究领域长期以来成为理论界 的一个难题”，。 1 2 生态足迹模型出现的理论背景 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，以量化人类资源的利用，如 m e a d o w s 等( 1 9 7 2 ，1 9 9 2 ) 的世界资源动态模型“”、h o l d r e n 等( 1 9 7 4 ) 的 西南交通大学硕士研究生学位论文 第2 页 1 p a t 公式“”、w h i t c a k e r ( 1 9 7 5 ) 对全球生态系统净初级生产力的计算1 “。、 v i t o u s e k 等( i 9 8 6 ) 对净初级生产力的人类占用研究”“、o d u m ( 1 9 9 4 ) 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 a n 等( 1 9 9 6 ) 的可持续发展的社会一一生态 指标“、c o n s t a n z a 等( 1 9 9 7 ) 的生态系统服务价值的评估研究“、r e e s ( 1 9 9 2 ) 、w a c k e r n a g e l 等( 1 9 9 6 ) 的生态足迹指标“7 1 ”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，使人类了鳃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n ，。 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 r n a g e l 于9 0 年代初提出的一种度量可持续发展程度的方法，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、工厂的巨脚踏在地球上留下的脚印” 2 0 。生态足迹这形象 化概念既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。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。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o “。 1 3 国内外研究现状分析 生态足迹分析法已应用于各种规模的人口，从全球到国家 1 9 , 2 2 2 5 3 地区 到城市“3 ”、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，应用到从养鱼。”到种植西红柿m 1 等方面。已有的研究主 要从3 个空间尺度展开。 ( 1 ) 全球尺度的研究。w a c k e r n a g e l 等( 1 9 9 7 ) 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。 西南交通大学硕士研究生学位论文 第3 页 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即保护地球上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 o 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( b o t t o m l i n e ) 或阈 值( e c o l o g i c a lb e n c h m a r k ) “”。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 ，人类现今的消费量已超出自然生态系统的 再生产能力，即人类正在耗尽全球的自然资本存量。据最新报道，在未来5 年内，全球生态足迹仍将以5 的速度增长。在静态分析的基础上，l i v i n g p l a n e tr e p o r t 2 0 0 0 ：f ) 又对全球1 9 6 1 至1 9 9 7 年的各类型生态足迹进行了时间 维的动态分析”。 ( 2 ) 国家尺度的研究，最早出现在1 9 9 7 年w a c k e m a g e l 在 ( e c o l o g i c a l f o o t p r i n to f n a t i o n s ) ) 中，对世晃上5 2 个国家和地区的生态足迹进行了计算 “”1 ，这5 3 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o “，它们对全 球可持续发展举足轻重。研究结果表明，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已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， 在w a c k e r n 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 国的最低，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0 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 6 1 ” 3 “，最近出版的 l i v i n gp l a n e tr e p o r t 2 0 0 0 一书更是 对世界上超过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测算和人 口规模的类型分析。 ( 3 ) 在区域和城市层次上，f o l k 等( 1 9 9 7 ) 以欧洲波罗的海流域2 9 个 大城市为案例，计算得出占波罗的海流域面积0 1 的这些城市，其生态足 迹至少需要整个波罗的海流域7 5 到1 5 倍的生态系统，是这些城市面积的 5 6 5 1 1 3 0 倍：全球7 4 4 座大城市中生活的占全球2 0 的入口的海产品消费 占用了全球2 5 的生产性海洋生态系统，要消纳这些城市排除的c 0 ：需要全 西南交通大学硕士研究生学位论文 第4 页 球森林全部碳汇能力再增加1 0 m 1 ；w a c k e r a a g e l 等将生态足迹指标应用于 瑞典及其亚区，改进了生态足迹与生物承载力的计算方法”；v u u r e n ( 2 0 0 0 ) 等计算与分析了贝宁、不丹、哥斯达黎加和荷兰等国家的生态足迹”a 生态 足迹概念的提出及指标计算在国际可持续发展研究领域引起了极大的反响， e c o l o g i c a le c o n o m i c s ) ) 杂志2 0 0 0 年出版专集，对生态足迹指标理论及其 优缺点进行了深入的讨论。正如v a nd e nb e r g h 等( 1 9 9 9 ) 所指出的，尽管 生态足迹指标在判定目前全球发展的可持续状况方面具有一定的价值，但在 国家层次上它仍难以作为政策制定的充分依据。”。 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，杨开忠等( 2 0 0 0 ) 介绍了生态足迹分析理论与方法“”，张志强等 ( 2 0 0 0 ) 介绍了生态足迹的概念和计算模型。1 ，生态足迹指标的有关应用研 究也同时展开。国家层面的生态足迹研究有徐中民等( 2 0 0 1 ) 进行的中国 1 9 9 9 年生态足迹计算与发展能力分析m 1 ，区域生态足迹研究的实践成果最 早见于2 0 0 0 年，徐中民等( 2 0 0 0 ) 计算了甘肃省1 9 9 8 年的生态足迹”。，谢 高地等( 2 0 0 1 ) 研究了中国的生态空间占用。“，鲁眷霞等对青藏高原自然资 产利用的生态空间占用作出评价o ”，李金石等( 2 0 0 3 ) 计算了澳门特别行政 区2 0 0 1 年的生态足迹“，台湾省也做了些本地区的相关研究“。城市研 究仅停留在生活消费生态足迹的测算”，更小尺度的全面研究尚未可见。 1 4 本课题研究的意义 中国政府在2 0 世纪年代提出了针对中国国民经济的可持续发展战略 和西部大开发战略，四川省正是处于这两个战略交叉点的西部大省，对该地 区进行生态足迹计算与分析为指导当地生产和生活提供了值得借鉴的工具。 本世纪之交的前后几年有着特殊的历史意义，因为这几年是西部大开发战略 实施以来四川省国民经济以前所未有的速度高速发展的时期。四川省是西部 地区人口最多的省份，人地关系之间的矛盾十分突出，面临着一系列生态破 坏及退化问题。该省地处长江上游，对整个长江流域乃至全国的生态环境具 有重要的跨区域性影响。研究四川省的自然资源的利用状况、人类生存对区 域生态系统的压力，定量衡量四川省国民经济发展的可持续性状况，对四川 省乃至西部地区甚至全国的可持续发展决策都具有重要意义。 西南交通大学硕士研究生学位论文第5 页 1 5 本论文的主要工作 本论文的主要工作有以下三点：系统地介绍生态足迹分析法的理论框 架、指标体系和计算方法，并通过介绍世界5 2 个国家和地区的生态足迹具 体地阐述生态足迹分析法的应用。计算四川省1 9 9 7 年至2 0 0 1 年连续5 年 的生态足迹相关指标。按时间序列( 1 9 9 7 年至2 0 0 1 年) 对四川省生态足 迹进行动态分析，建立生态足迹相关指标的预测模型并预测其未来的变化趋 势，对四川省的生态足迹现状和其他一些国家与地区进行横向比较分析。 本文研究遵循从理论到实践的研究框架，其思路见下图( 图卜1 ) ： 图卜1 研究流程图 一一 西南交通大学硕士研究生学位论文 第6 页 第2 章生态足迹分析理论与方法 2 1 生态足迹分析的基本概念 2 1 1 生态生产性土地与全球生态标杆 “生态生产性土地”是生态足迹分析法为各类自然资本提供的统一度量 基础心“。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 生命过程所必须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。生态生产是自然资本产生自然收入的原因。自然资本产生自然收入的能 力由生态生产力( e c o l o g i c a lp r o d u c t i v i t y ) 衡量。生态生产力越大，说 明某种自然资本的生命支持能力越强。 由于自然资本总是与一定的地球表面相联系，因此生态足迹分析用生态 生产性土地的概念来代表自然资本。所谓生态生产性土地( e c o l o g i c a l p r o d u c t i v ea r e a ) 是指具有生态生产能力的土地和水体。这种替换的一个 好处是极大地简化了对自然资本的统计，并且各类土地之间总比各种繁杂的 自然资本项目之间容易建立等价关系，拟面方便于计算自然资本的总量。事 实上，生态足迹分析法的所有指标都是基于生态生产性土地这一概念而定义 的。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 类： ( 1 ) 化石能源地( f o s s i le 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，我们应该储备一定的土地来弥补因化石能源的消耗而损失的 量。但实际情况是，我们并没有作这样的保留。所以，从这个角度来看，我 们现在是在直接消费资本。 ( 2 ) 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。根据联合国粮农组织( f a o ) 的报告，目前 世界上几乎所有最好的可耕地，大约1 3 5 亿h m 2 ，都己处于耕种的状态；并 且每年其中大约1 0 0 万h m 2 的土地又因土质严重恶化而遭废弃。这意味着， 今天世界上平均每个人所能得到的可耕地面积已不足0 2 5 h m 2 了。 ( 3 ) 牧草地( p a s t u r e ) 即适用于发展畜牧业的土地。全球目前大约有3 3 。5 亿h m 2 的牧草地， 西南交通大学硕士研究生学位论文 第7 页 折合人均约o b h m 2 。绝大多数牧草地在生产力上远不及可耕地，不仅是因为 它们积累生物量的潜力不如可耕地，也因为由植物能量转化到动物能量过程 存在着著名的1 1 0 法则而使得实际上可为人所用的生化能的量减少了。 ( 4 ) 森林( f o r e s t ) 指可产出木材产品的人造林或天然林。当然，森林还具有许多功能， 如防风固沙、涵养水源、改善气候、保护物种多样性等。全球现有森林约 3 4 4 亿h m 2 ，相当于人均0 6h m 2 的面积。目前，除了少数偏远的、难以进 入的密林地区外，大多数森林的生态生产力并不高。此外，牧草地的扩充已 经成为森林面积减少的主要原因。 ( 5 ) 建成地( b u i l t u pa r e a ) 包括各类人居设施及道路所占用的土地。这些地的世界人均拥有量现 已接近0 0 3h m 2 。由于人类的大部分建成地位于地球最肥沃的土地上，建成 地对可耕地的减少具有不可推卸的责任。 ( 6 ) 海洋( s e a ) 海洋覆盖了地球上3 6 6 亿h m 2 的面积，相当于人均6 h m 2 。但是，海洋里 9 5 的生态生产量归功于这6 h m 2 中的大约o ，5 h m 2 ，它是海洋能给予人类最慷 慨的量了。由于人们喜欢吃的鱼在食物链中排位较高，人类实际能从海洋中 获取的食物是比较有限的。具体说来，这0 5 h m 2 大约每年能提供鱼1 8k g ， 而其中仅有1 2k g 能最后落实在人们的饭桌上，其所能保证的仅是人类卡路 里摄入量的1 5 。 生态足迹分析的一个基本假设是：各类土地在空间上是互斥的。譬如， 一块地当它被用来修建公路时，它就不可能是森林、可耕地、牧草地等。这 条“空间互斥性”使得我们能够对各类生态生产性土地进行加总，从宏观上 认识自然系统的总供给能力和人类系统对自然系统的总需求。根据上面对各 类生态性土地的分析，我们已经知道现在全球人均对各类生态生产性土地的 拥有量分别为：o h m 2 化石能源地、0 2 5 h m 2 可耕地、0 8 h m 2 牧草地、0 6 h m 2 林地、0 0 3 h m 2 建成地、及0 5 h m 2 海洋面积。对其进行均衡化处理，同时扣 除1 2 的生态生产性土地以供给地球上其他生物生存所需。这样能为人所使 用的土地面积仅剩下1 6 h m 2 人。这个1 6 h m 2 的土地即是所谓的“全球生态 标杆”( g l o b a le c o l o g i c a lb e n c h m a r k ) 的值。可见，全球生态标杆实际上 是全球人均总生态承载力，衡量的是人均全球总生态容量。 西南交通大学硕士研究生学位论文 第8 页 2 1 2 生态生产性土地的均衡化处理 由于这6 类生态生产面积的生态生产力不同，要将这些具有不同生态生 产力的生态生产面积转化为具有相同生态生产力的面积，以加总计算生态足 迹和生态承载力，需要对计算得到的各类生态生产面积乘以一个均衡因子 ( e q u i v a l e n c ef a c t o r ) ，某类生态生产面积的均衡因子等于全球该类生态 生产面积的平均生态生产力除以全球所有各类生态生产面积的平均生态生 产力。现采用的均衡因子分别为：耕地、建筑用地为2 8 ，森林、化石能源 地为1 1 ，草地为0 5 ，海洋为0 2 。均衡因子为2 8 表明生态生产面积的 生态生产力是全球生态系统平均生产力的2 8 倍，取后者为1 。均衡处理后 6 类生态系统的面积即为具有全球平均生态生产力的、可以相加的世界平均 生态生产面积。 2 2 建立生态足迹指标体系的原理与方法 2 2 1 指标的概念界定 指标一词的英文是i n d i c a t o r ，它源于拉丁文i n d i c a r e ，意指：指出、 表明、意味、确定、估计等。指标是综合反映社会某一方面情况的绝对数、 相对数或平均数的定量化信息的某一参数或某些参数导出的值。所有的指标 都必须既要尽可能地把信息定量化，使得这些信息清楚和明了；又要能够简 化那些反映复杂现象地信息，即使得所表征的信息具有代表性，又便于人们 了解、掌握“。 根据指标的表现形式和作用的不同，指标可以分为数量指标和质量指标 两种。用于反映总体单位数日和标志总量的指标，统称为数量指标。如g d p 、 人口数、排污量等。数量指标用绝对数表示，并且有计量单位。质量指标反 映现象达到的平均水平和相对水平，它通过相应的数量指标对比得来。如人 均g d p 、人口密度、单位面积产量等属于质量指标。 只用一个指标，不管这个指标的综合性有多大，都不能准确地反映各方 面的真实情况，因此，今天对系统进行评价已不用或很少用单一指标，而是 借助于指标体系。指标体系是由若干相互联系、相互补充、具有层次性和结 构性的指标组成的有机系列。 2 2 2 指标设置的目标与原则 通过建立生态足迹指标体系，构建评估信息系统，提示区域发展过程所 谶南交通大学硕士研究生学位论文 第9 页 遘舅的阏麓静潦蘧，孰公乎毪、慕灏往寒译赞瑟持续发震水平t 劳舞速城发 展做出预测，引导政府部门更好地制定区域发滕战略和发震舰划，最终遮到 区域的可持续发展。 指搽髂系是建立农菜些原则之上翡指标集会，毽它们并不是一些撵瓠毫 无牵连戆简单难砌。它是一个统鹣整俸，建立籀标体系般妥遵循一下原 则： - ( 1 )整体完备燃。指标作为反映社会情况的值，应能从各个角度反映 鼹要评份瓣主要特缝秘状嚣。 捕) 入)炎) 天) 澳大利亚 1 8 5 5 09 ，01 4 05 01 ，6 6 9 ，5 0 02 ，5 9 7 ，0 0 09 2 7 ，5 0 0 奥地利8 ，0 5 3 4 13 1一1 o3 3 0 1 7 32 4 9 6 4 38 0 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5 7 ，蕊e2 7 3 ，3 1 2 香港 5 ，9 1 3 6 1o 0咱1 3 6 0 ，6 9 3 o 3 6 0 ，6 9 3 匈牙利 1 0 ，5 1 2 3 12 11 0 3 1 i ，1 4 72 1 0 ，7 7 71 0 0 ，3 7 0 冰岛2 7 47 42 1 71 4 3 2 0 ，2 6 75 9 ，4 5 83 9 ，1 8 2 窜瘦 9 7 0 ，2 3 0 0 80 50 3 7 ，7 6 1 ，8 4 0毛8 5 1 ，1 5 02 ，9 1 0 ，6 9 0 西南交通大学硕士研究生学位论文 第15 页 印尼2 0 3 ，6 3 1 1 42 6 1 2 2 ，8 5 0 ，8 3 45 ，2 9 4 ，4 0 6 吨，4 4 3 ，5 7 2 爱尔兰3 ，5 7 7 5 96 50 62 1 1 ，0 4 32 3 2 ，5 0 5 2 1 ，4 6 2 以色歹5 ，8 5 4 3 40 3 3 1 1 9 9 ，0 3 6 1 7 ，5 6 21 8 1 ，4 7 4 意大利5 7 ，2 4 7 4 21 3_ 2 9 2 ，4 0 4 ，3 7 4 7 4 4 ，2 1 11 ，6 6 0 ，1 6 3 日本1 2 5 ，6 7 2 4 30 9- 3 45 ，4 0 3 ，8 9 6l1 3 1 ，0 4 8 4 ，2 7 2 约旦 5 ，8 4 9 1 9o 11 8 i i i ，1 3 1 5 8 4 91 0 5 ，2 8 2 朝鲜4 5 ，8 6 4 3 40 5- 2 91 ，5 5 9 ，3 7 62 9 9 ，3 2 01 ，3 3 0 ，0 5 6 马来西亚 2 1 ，0 1 8 3 33 70 4 6 9 3 ，5 9 47 7 7 ，6 6 6 - 8 4 0 7 2 墨西哥9 7 ，2 4 5 2 61 4一1 2 2 ，5 2 8 ，3 7 0 1 ，3 6 1 ，4 3 01 ，1 5 6 ，9 4 0 荷兰1 5 ，6 9 7 5 31 73 ，6 8 3 1 ，9 4 12 6 6 ，8 4 9 5 6 5 ，0 9 2 新西兰3 ，6 5 4 7 62 0 41 2 82 7 7 7 0 47 4 5 ，4 1 64 6 7 7 1 2 尼日利亚1 1 8 。3 6 9i 5 o 60 9 1 ，7 7 5 ，5 3 5 7 1 0 ，2 1 4l ，0 6 5 ，3 2 1 挪威 4 ，3 7 5 6 26 30l 2 7 1 ，2 5 02 7 5 ，6 2 5- 4 ，3 7 5 巴基斯坦 1 4 8 6 8 6o 80 5一o 3 l ，1 8 9 ，4 8 87 4 3 ，4 3 0 4 4 6 0 5 8 秘鲁2 4 6 9 11 6 7 76 i 3 9 5 ，0 5 6l ，9 0 1 ，2 0 71 ，5 0 6 ，1 5 1 菲律宾7 0 ，3 7 51 5 0 9如6 1 ，0 5 5 ，6 2 5 6 3 3 ，3 7 54 2 2 ，2 5 0 波兰3 8 5 2 l 4 12 o一2 1 1 ，5 7 9 ，3 6 17 7 0 ，4 2 08 0 8 ，9 4 1 葡萄牙 9 ，8 1 4 3 82 909 3 7 2 。9 3 22 8 4 ，6 0 68 8 ，3 2 6 俄罗斯1 4 6 ，8 8 1 6 03 72 ，3 8 ，7 8 2 ，8 6 05 ，4 1 6 0 9 73 ，3 6 6 ，7 6 3 新加坡 2 ，8 9 9 7 2o 17 1 2 0 8 ，7 2 8 2 ，8 9 9 2 0 5 ，8 2 9 南非4 3 ，3 2 53 2 1 31 9 1 ，3 8 6 ，4 0 05 6 3 ，2 2 58 2 3 ，1 7 5 西班牙3 9 ，7 2 93 82 2一1 6 1 ，5 0 9 ，7 0 28 7 4 ，0 3 86 3 5 ，6 6 4 瑞典8 8 6 25 97 o1 1 5 2 2 ，8 5 86 2 0 ，3 4 09 7 ，4 8 2 瑞士 7 ，3 3 2 5 o1 83 2 3 6 6 ，6 0 01 3 1 ，9 7 62 3 4 ，6 2 4 泰国6 0 0 4 62 81 21 6 i ，6 8 1 ，2 8 87 2 0 ，5 5 29 6 0 ，7 3 6 土耳其 6 4 ，2 9 3 2 11 3一o 8 i ，3 5 0 ，1 5 38 3 5 ，8 0 95 1 4 ，3 4 4 英国 5 8 ，5 8 7 5 21 73 5 3 ，0 4 6 ，5 2 49 9 5 9 7 92 ，0 5 0 ，5 4 5 美国2 6 8 ，1 8 91 0 36 73 6 2 7 ，6 2 3 ，4 6 71 7 ，9 6 8 6 6 39 。6 5 4 ，8 0 4 委内瑞拉2 2 ，7 7 7 3 82 71 1 8 6 5 ，5 2 66 1 4 ，9 7 92 5 0 ，5 4 7 世界5 ，8 9 2 ，4 8 02 82 1一o 7 西南交通大学硕士研究生学位论文 第16 页 2 对地球影响最大的5 个国家 对表2 1 各国各地区的总生态足迹进行排序，结果表明，美国、中国、 俄罗斯、日本、印度依次排在前五位。其中，中国和印度虽然人均生态足迹 分别只有1 2 h m 2 和0 8 h m 2 ，低于世界2 3 h m 2 的平均水平，但因人1 ：3 规模很 大，所以总的生态足迹很高，对环境影响规模很大；而其它3 国，虽然人1 ：3 规模远低于中国和印度，但人均生态足迹很高，所以总生态足迹很高，对环 境影响规模很大。 3 可持续性类型 按照目前是否处于可持续状态、处在怎样的可持续状态，我们可以把 5 2 个国家和地区分为4 种类型，如表2 2 ： 表2 - 2 可持续陛的不同类型。” 国家和地区地方尺度可持续性地方尺度不可持续性 孟加拉国、埃塞俄比亚、埃及、约旦、 全球尺度可持续性中国、印度、巴基斯印度尼西亚、秘鲁、尼日利亚、哥伦 坦 比亚 冰岛、美国、日本、俄罗斯、丹麦、 法国、挪威、澳大利亚、新加坡、荷