【生态占用理论与实证分析概述5300字】

生态占用理论与实证分析概述目录TOC\o"1-3"\h\u26767生态占用理论与实证分析概述 15469一、生态占用 17159二、生态足迹核算方法 28907三、生态占用现状 4一、生态占用威廉·配第曾言：“劳动是财富之父，土地是财富之母”。土地既是创造财富的生产要素，也是提供生态服务的载体。人类社会的生存和发展是不断开发利用自然世界的过程，人类通过劳动得到大自然馈赠的各种产品和服务，而所有这些产品和服务都基于具有资源供给、环境调节和生态支持等功能的土地，土地不仅是生产和生活的载体，也是自然生态空间的载体。土地的生产能力强弱和区间面积大小便成为个人及国家财富的重要标志。因此，人类社会对自然世界的资源和环境需求，在理论上，都可以折算成能够生产和再生产各种消费需求所依赖的土地资源，这便是生态足迹，亦称生态占用。生态足迹，即能够为人类生产和消费持续地提供资源并吸收所排放废弃物的各种自然生态空间的地域面积，不仅形象易于理解，而且可测度便于比较，具有时间、空间、主体和客体四个维度，描述了一定时期、一定地区、一定人口和一定消费项目的生态占用。因此，生态足迹较好的描述了人类对自然资源和生态环境的需求与消耗，在量化生产和消费行为对自然生态空间占用方面是有效的可操作性工具。运用生态足迹理论不仅可以分析各地区人口对自然界的开发利用水平和需求结构，而且与地球生态承载容量相对比可以评估人类生产和消费行为的可持续性，科学研究不同地区和不同阶段环境资源系统与社会经济系统的相互关系，为制定经济发展政策和环境保护政策提供参考。生态承载力指以土地为载体的自然生态空间的资源供给和环境净化能力，其大小与土地类型及其生产能力和地域面积直接相关，在既定技术水平下将保持稳定状态，但人均生态承载力会随着人口的增长而下降。生态足迹主要受消费水平和人口规模影响，无论消费水平提高还是人口规模增长，消费总量扩大都会加大生态足迹。随着中国经济持续高速增长，居民收入和消费水平不断上升，以及人口规模庞大的现实，生态系统承受着企业生产和居民消费需求的巨大压力，有限的自然生态空间与经济增长需求之间的矛盾加剧。根据世界自然基金会《中国生态足迹报告（2012）》中国生态足迹报告中国生态足迹报告2012：/images/article_uploads/China_Ecological_Footprint_2012_Chinese.pdf二、生态足迹核算方法（一）方法选择生态足迹的核算是指将人类消耗的资源转化为能够生产这些资源并能吸纳资源消耗后的废弃物的生产性土地，目前较为成熟的计算方法主要有综合法、成分法和投入产出法三种。综合法是一种传统的方法，由Wackernagel（1992）提出并经过其不断改进已日趋完善。该方法利用国家级的表观消费数据，采用物流技术和产品生命周期相结合的自上而下的过程分析方法，根据土地的生物生产力，通过构建生产土地—产品消费矩阵，将消费行为转化为土地占用。这种方法需要较多整体性的资料，尤其是进出口方面的数据，因此适合全球和国家层面的生态足迹计算。本文将采用该计算方法，具体方法和过程后文详述。成分法也根据表观消费数据计算，由Simmons&Chambers（1998）提出，后经Barrett（2003）等进一步改进已基本完善。与综合法不同，该方法以个体的衣食住行活动为出发点，利用当地统计数据采用自下而上的过程计算某一区域或群体的生态足迹。因此，该方法适用于社区、景区、企业或个人等小范围人口生态足迹的计算。由于成分法依赖于成分列表的完整性和生命周期的准确性，会受研究者主观意识影响，因此计算结果随机性较大且可比性差。投入产出法不同于综合法和成分法，该方法运用投入分析方法从土地利用和土地干扰的视角根据最终消费数据计算生态足迹。这种方法始于Bicknell（1998）的研究，McDonald（2004）和Lenzen（2001；2007）等进一步完善了基于投入产出表的生态足迹模型。该方法在分析经济变化对环境产生的直接和间接影响具有优势，而且在多情景、多部门和多区域的分析中被认为是理想的模型，从而扩大了生态足迹研究及应用的范围，在结构分析和情景预测等方面已成为一个研究的主流。但是，限于投入产出表的完整性和实效性，特别是实物投入产出表获取的困难，该研究方法的优势难以在应用中得以体现。（二）核算内容1.生态足迹的计算生态足迹的计算本质上是假定消费的资源数量可以转化为具有相应供给功能的生态空间，并假定各类生产性土地在空间上是互斥的，即每种土地的用途是单一的，因此相加后不存在重复计算。生态足迹是一定地区的人口在一定时期内的消费项目对特定生产性土地的需求，基本方法可表示为：（3.1）式中EF为区域生态足迹，ef为人均生态足迹，N为区域人口数，i为消费项目类型，j为生产性土地类型，QP、QM和QE分别为消费项目的生产量、进口量和出口量。p为土地的年平均生产力。r为等量因子，目的是将不同类型的生产性土地转化为在生产力上等价的、统一的、可比较的生物生产面积，某类土地的等量因子，由该类土地的全球平均生产力和所有类型土地的全球平均生产力决定。占用生态空间的消费项目一般包括农作物和化石能源等，农作物的生态足迹可直接与生产土地相对应，如耕地、草地和林地等。能源消费项目的生态足迹则需要将化石能源的利用转化为相应的土地类型，这类土地现实中并不存在，可理解为维持化石能源再生所需要的生物生产土地，即根据化石能源的消费速率来构建自然生态空间所需要占用的土地面积。这样在理论上储备了一定土地补偿化石能源消耗损失的自然资本，从而保证自然资本总量不变，体现了可持续发展的理念。2.生态承载力的计算生态承载能力即生态空间的供给，也称生态容量，表示自然生产空间的资源供给或污染净化能力。由于不同类型生态载体的生产能力存在差异，而且同一类型生产性土地在不同国家或地区生产力也有差异。因此需要根据产量因子进行调整，得出具有可比性的以世界平均产量衡量的全球标准化土地。所谓产量因子是指某一类型土地与世界同类土地之间平均生产力的比率，如耕地的产量因子为1.66，表明该区域耕地单位面积生物产出能力是全球范围耕地平均产出水平的1.66倍。将耕地、林地和草地等自然生态空间的地域面积乘以相应的等量因子和产量因子，便得到相应空间的生态承载力，可以表示为:（3.2）式中，EC为区域生态承载力，ec为人均生态承载力，N为区域人口数。参数j为生产土地类型，S为地域面积，r为等量因子，β为产量因子。此外，生态承载力的核算通常需要扣除12%的面积用于生物多样性保护。3.生态赤字与生态盈余生态足迹从需求侧描述了人类生存和生活的消费行为对自然生态空间的占用，生态承载能力则从供给侧描述了以土地为载体的自然生态空间生产相应的消费项目的潜力。由于供给能力的有限性和需求欲望的无限性，需求和供给的差额便是生态盈余或生态赤字，当一定人口的生态足迹需求超过该地区生态承载供给时则为生态赤字，相反，生态承载能力较生态足迹高是则生态有盈余。生态赤字（ED）可以表示为：（3.3）生态赤字或生态盈余，反映了区域人口对自然资源的利用状况，一旦出现生态赤字，则表明该地区人口的消费需求将不能完全得到满足，生产性土地的产出供给不可持续，生态系统失衡。（三）数据说明本章生态占用核算包括能源资源消费的生态足迹和农产品资源消费的生态足迹。农产品生态足迹根据主要农产品的消费计算相应土地需求，耕地占用包括粮食、蔬菜、植物油、酒和棉花等农作物消费，草地占用包括猪肉、牛肉、羊肉、家禽、蛋和奶等畜产品消费，林地占用包括瓜果和木材等林产品消费。能源生态足迹核算煤炭、焦炭、原油、汽油、煤油、柴油、燃料油和天然气消费，根据CO2排放转化为对相应固碳用地的占用。计算过程参考徐中民、张志强和程国栋（2001；2003）等。根据方精云（2007）对1981~2000年中国陆地植被碳汇的估算，草地和林地年固碳能力分别为3.46吨/公顷和41吨/公顷，耕地由于收获期短固碳效果不明显常设定为零，结合林地和草地的地域面积，本文将能源生态足迹转化为7%的草地和93%的林地用于固碳。生态足迹相关核算基于资源消费、人口规模和土地面积，数据主要来自1997-2013年《中国统计年鉴》、《中国农业年鉴》、《中国农村统计年鉴》、《中国林业统计年鉴》、《中国能源统计年鉴》和《中国人口和就业统计年鉴》等。等量因子、产量因子以及平均生产力参考世界自然基金会以及刘某承、李文华和谢高地（2010）的研究成果。三、生态占用现状农业消费生态足迹从2012年情况看，如图3.1所示，全国农业生态足迹较高的依次是河南、山东和广西，均超过5000万公顷，其中山东和河南主要是耕地生态足迹，广西主要是林地生态足迹。此外黑龙江生态足迹超过4000万公顷，河北、安徽和四川等6个省份农业生态足迹超过3000万公顷。北京、天津和上海等6个省份农业生态足迹均低于600万公顷，其他省份农业生态足迹均高于1000万公顷。从农业生态足迹的构成看，耕地生态足迹比重最大，草地和林地较低。在耕地生态足迹中，甘肃和新疆耕地生态足迹占比超过80%，此外还有26个省份耕地生态足迹占比超过50%，仅福建耕地生态足迹低于20%，北京耕地生态足迹低于30%。在草地和林地生态足迹中，北京和天津草地生态足迹占比超过50%，福建林地生态足迹超过50%。图3.12012年各地区农业生态足迹及其构成图3.21998-2012年全国农业生态足迹及其构成变化从近年变化趋势看，如图3.2所示，农业生态足迹增加，但并非逐年增加，少数年份较上一年度减少。耕地生态足迹、草地生态足迹和林地生态足迹变化趋势类似，耕地生态足迹减少保持时间较长但最终保持增长，草地生态足迹和林地生态足迹基本保持逐年增长的趋势。在农业生态足迹构成中，耕地生态足迹略有降低，保持在60%的水平，草地生态足迹比例先上升后又下降，略高于20%，林地生态足迹逐年增长，但低于20%。（二）能源消费生态足迹从2012年各地区情况看，如图3.3所示，山东能源生态足迹显著高于其他地区，超过30000万公顷，其中煤炭生态足迹也高于其他地区，超过20000万公顷，原油生态足迹也相对较高，达3783.34万公顷。河北、山西和内蒙古能源生态足迹均超过20000万公顷，其中煤炭生态足迹均超过15000万公顷。辽宁、江苏和河南能源生态足迹均超过15000万公顷，其他超过10000万公顷的地区还有浙江、广东、湖北和陕西。北京、天津和海南等8个地区能源生态足迹低于5000万公顷。从能源生态足迹构成看，煤炭生态足迹是主要成分，除北京、上海和海南三地区外，其他地区煤炭生态足迹占比均超过50%，其中山西、内蒙古、安徽、河南、重庆、贵州和宁夏均超过80%。原油是煤炭外能源生态祖居的第二大成分，北京、辽宁、海南和上海等均超过20%，其他地区相对较低。除此两大能源外，其他能源生态足迹占比较高的是北京和上海，均超过30%。图3.32012年各地区能源生态足迹及其构成图3.41998-2012年全国能源生态足迹及其分地区构成变化从近年能源生态足迹变化看，如图3.4所示，全国能源生态足迹保持逐年增长的趋势，2001年之前增长较慢，2001年之后增长较快，到2008年从100000万公顷增加到250000万公顷，2008年后增长速度进一步加快，到2011年已超过300000万亿，2年时间增加了50000万公顷。1998年到2012年间，全国能源生态足迹增加2倍，其中增长率西部地区增速最快，中部最慢，东中西分别增长了2.06倍、1.56倍和2.74倍。增长量东部最高，中部最低，东中西分别92426.26万公顷、51732.94公顷和61149.42公顷。（三）生态承载能力与生态赤字从图3.5各地区生态承载能力看，内蒙古生态承载能力显著高于其他地区，三类生态土地承载能力之和接近7000万公顷，且三类生态土地构成较为平均，均在2000万公顷左右。黑龙江生态生在能力仅此于内蒙古，超过6000万公顷，三类生态土地中草地比例较低，耕地和林地较大，且耕地承载能力将近4000万公顷。生态承载能力较高的还有四川、云南和新疆三个地区，其承载能力高于3000万公顷低于5000万公顷。其他地区生态承载能力均低于3000万公顷，其中，北京、天津和上海生态承载能力低于200万公顷。从图3.5各地区生态承载能力构成看，耕地是各地区主要的生态承载体，林地和草地相对份额较低。耕地生态承载能力在各地区生态承载能力构成中较大的有天津、上海、江苏、山东和河南，这些地区耕地生态承载能力对相应地区生态承载能力贡献均超过80%，其中河南和山东耕地生态承载能力仅次于黑龙江，承载能力均超过2000万公顷。林地生态承载能力在各地区生态承载能力构成中较大的有浙江、福建、江西和广东，相应贡献超过50%，但这些地区林地生态承载能力相对全国地区相对较小，约800万公顷到1000万公顷左右，内蒙古、黑龙江、四川和云南林地承载能力则相对较大，相应贡献也均高于40%。草地生态承载能力贡献相对较大的是青海、内蒙古和新疆等地区，承载能力也相对较高，其中青海超过60%，承载能力1969.32万公顷，内蒙古和新疆在30%左右，分别908.88万公顷和1362.06公顷。图3.52012年各地区生态承载容量及其构成图