二：生態(tài)系統(tǒng)承載力理論與方法(生態(tài)足跡)

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1、城市生態(tài)規(guī)劃關(guān)鍵技術(shù)方法之二：生態(tài)系統(tǒng)承載力理論與方法（生態(tài)足跡）?生態(tài)承載力的概念從自然生態(tài)系統(tǒng)的種群承載力到資源承載力、環(huán)境承載力，又發(fā)展到生態(tài)系統(tǒng)承載力。他的概念在不斷發(fā)生演變。城市生態(tài)系統(tǒng)承載力可以這樣定義：在正常情況下，城市生態(tài)系統(tǒng)維系其自身健康、穩(wěn)定發(fā)展的潛在能力，主要表現(xiàn)為城市生態(tài)系統(tǒng)對可能影響甚至破壞其健康狀態(tài)的壓力產(chǎn)生的防御能力、在壓力消失后的恢復(fù)能力以及為達(dá)到某一適宜目標(biāo)的發(fā)展能力。這個(gè)定義非常抽象，在實(shí)際工作中，往往使用人口等城市生態(tài)系統(tǒng)承載力的外在表征來進(jìn)行量化。目前，國內(nèi)外學(xué)者普遍使用的生態(tài)承載力的量化方法為生態(tài)足方法，即以可利用的土地面積為單位對城市生態(tài)系統(tǒng)承

2、載力進(jìn)行表征。關(guān)于生態(tài)承載力的其它度量和表達(dá)方法我會(huì)在之后的文章中涉及到，這里主要討論常用的生態(tài)承載力分析評價(jià)方法，即生態(tài)足跡。簡單的理解，生態(tài)足跡是生態(tài)系統(tǒng)的需求，生態(tài)承載力是生態(tài)系統(tǒng)的供給，二者比較可以計(jì)算出生態(tài)赤字或是生態(tài)盈余。這就是生態(tài)足跡法在生態(tài)承載力研究方面的應(yīng)用。生態(tài)足跡法多用于城市生態(tài)系統(tǒng)的現(xiàn)狀評價(jià)中，分析出該區(qū)域人口對自然資源的利用狀況和計(jì)算時(shí)刻該區(qū)域的可持續(xù)性。這篇文章中的內(nèi)容主要參考杜斌、張坤民的《城市生態(tài)足跡計(jì)算方法的設(shè)計(jì)與案例》和郭秀銳、楊居榮的《城市生態(tài)足跡計(jì)算與分析——以廣州為例》。生態(tài)足跡EF(ecologicalfootprint)是20世紀(jì)90年代初提

3、出的一種從生態(tài)學(xué)角度來衡量可持續(xù)發(fā)展程度的方法[1]。生態(tài)足跡衡量在一定的人口與經(jīng)濟(jì)規(guī)模條件下,人類消耗了多少用于延續(xù)其發(fā)展的自然資源,并將人類活動(dòng)對生物圈的影響歸納成一個(gè)數(shù)字,即人類活動(dòng)排他性占有的生物生產(chǎn)土地。一個(gè)已知人口(個(gè)人、城市或國家)的生態(tài)足跡,即是生產(chǎn)相應(yīng)人口所消費(fèi)的所有資源和消納這些人口產(chǎn)生的所有廢物所需要的生物生產(chǎn)面積(包括陸地和水域)。將生態(tài)足跡同國家或區(qū)域范圍內(nèi)所能提供的生物生產(chǎn)面積相比較,能夠判斷一個(gè)國家或區(qū)域的生產(chǎn)消費(fèi)活動(dòng)是否處于當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)系統(tǒng)承載力范圍之內(nèi)。生態(tài)足跡對于可持續(xù)性的衡量是一種“強(qiáng)”可持續(xù)性的測量手段。當(dāng)一個(gè)地區(qū)的生態(tài)承載力小于生態(tài)足跡時(shí),即出現(xiàn)“

4、生態(tài)赤字”;當(dāng)其大于生態(tài)足跡時(shí),則產(chǎn)生“生態(tài)盈余”。生態(tài)赤字表明該地區(qū)的人類負(fù)荷超過了其生態(tài)容量,要滿足現(xiàn)有水平的消費(fèi)需求,該地區(qū)要么從地區(qū)之外進(jìn)口所欠缺的資源以平衡生態(tài)足跡,要么通過消耗自身的自然資本來彌補(bǔ)收入供給流量的不足[3]。根據(jù)生產(chǎn)力大小的差異,生態(tài)足跡分析法將地球表面的生物生產(chǎn)性土地分為6大類進(jìn)行核算:1)化石能源用地,用來補(bǔ)償因化石能源消耗而損失的自然資本存量而應(yīng)儲(chǔ)備的土地;2)耕地,生物生產(chǎn)性土地中的生產(chǎn)力最大的一類土地;3)牧草地,即適于發(fā)展畜牧業(yè)的土地;4)林地,指可產(chǎn)出木材產(chǎn)品的人造林或天然林;5)建筑用地,包括各類人居設(shè)施及道路所占用的土地;6)水域,包括可以提供

5、生物產(chǎn)出的淡水水域和海洋。生態(tài)足跡的計(jì)算步驟如下:1)計(jì)算各種消費(fèi)項(xiàng)目的人均生態(tài)足跡人均生態(tài)足跡分量Ai的計(jì)算公式為Ai=Ci/Yi=(Pi+Ii-Ei)/(Yi×N),式中:i為消費(fèi)項(xiàng)目的類型,Ai為第i種消費(fèi)項(xiàng)目折算的人均生態(tài)足跡分量(hm2/人)，Ci為第i種消費(fèi)項(xiàng)目的人均消費(fèi)量,Yi為生物生產(chǎn)土地生產(chǎn)第i種消費(fèi)項(xiàng)目的世界年均產(chǎn)量(kg/hm2),Pi、Ii、Ei分別為第i種消費(fèi)項(xiàng)目的年生產(chǎn)量、年進(jìn)口量和年出口量,N為人口數(shù)。2)計(jì)算人均生態(tài)足跡人均生態(tài)足跡Ef的計(jì)算公式為Ef=∑ei=∑rjAi=∑rj(Pi+Ii-Ei)/(Yi×N),式中:Ef為人均生態(tài)足跡(hm2/人),e

6、i為人均生態(tài)足跡分量,rj為均衡因子。3)計(jì)算生態(tài)承載力不同國家或地區(qū)的某類生物生產(chǎn)面積所代表的平均產(chǎn)量同世界平均產(chǎn)量的差異可用“產(chǎn)量因子”(yieldfactor)表示。某類土地的產(chǎn)量因子是其平均生產(chǎn)力與世界同類土地的平均生產(chǎn)力的比率。將現(xiàn)有不同的土地類型乘以相應(yīng)的均衡因子和當(dāng)?shù)氐漠a(chǎn)量因子,就可得到某個(gè)國家或地區(qū)的生態(tài)承載力。人均生態(tài)承載力的計(jì)算公式為Ec=∑cj=∑aj×rj×yj,式中:Ec為人均生態(tài)承載力(hm2/人),cj為人均生態(tài)承載力分量,aj為人均生物生產(chǎn)面積,rj為均衡因子,yj為產(chǎn)量因子。生態(tài)足跡隨總?cè)丝谝?guī)模、人均消費(fèi)水平、技術(shù)使用的資源密度等的變化而變化。技術(shù)能夠改

7、變土地的生產(chǎn)力水平,或者資源用于產(chǎn)生商品和服務(wù)的效率。而生態(tài)承載力受到生產(chǎn)性土地面積以及單位土地生產(chǎn)能力的影響。技術(shù)、人口和消費(fèi)的變化會(huì)減小或增大生態(tài)承載力和生態(tài)足跡之間的差距。?附：關(guān)于生態(tài)足跡中的產(chǎn)量因子和均衡因子任何已知人口的區(qū)域生態(tài)足跡是這些人口所消費(fèi)的資源和吸納這些人口所產(chǎn)廢棄物需要的生物生產(chǎn)面積，在生態(tài)足跡帳戶核算中，生物生產(chǎn)面積主要考慮耕地、草地、林地、建筑用地、化石能源土地和水域6種生物生產(chǎn)面積類型。由于這6類生物生