生态足迹的计算与分析 【开题报告+文献综述+毕业论文】

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本科毕业论文开题报告环境科学生态足迹的计算与分析1、依据和意义生态足迹模型是一种计算人类的生态消费, 生态可持续性的测量工具, 是对国家或地区自然资产进行核算的一种廉价而快速的计算框架, 其观点是把人类对资源和环境的利用换算成对土地和水域面积的占用。反映资源消耗和废物吸收所要的生产性土地面积。该方法从一个全新的角度考虑人类及其发展与生态环境的关系, 由于其科学、完善的理论基础和精简统一的指标体系, 使该方法一经提出,就得到国内外学者的广泛关注和应用。我国于1999年引人了生态足迹分析理论, 并很快作为一种新的理论方法被应用于分析研究一些省市和地区的可持续发展。2、国内外研究现状、发展动态生态足迹( ecological footprint)概念自1992年由WilliamRees提出,在Maket协助下逐步完善以来,作为一种衡量自然资源可持续利用的生物物理定量评价工具,以其新颖的视角很快得到有关国际机构、政府部门和研究机构认可,众多学者进行了大量实证研究[ 1 ] 。关于生态足迹的研究逐渐成为生态经济和可持续发展的研究热点。生态足迹的概念于1999年被引入国内,随后有关生态足迹的研究在国内迅速开展。    生态足迹理论从具体的生物物理量角度研究自然资本消费的空间,从而成为判断区域可持续发展状况的理论之一.江苏省正在大力实施可持续发展战略,积极推进生态省建设,但在建设过程中也面临一些难题.本文通过对江苏2003年生态足迹的计算与分析,加深了对全省可持续发展状况的认识,从而对生态省建设有若干启示,包括提高生态承载力;控制人口增长、提倡绿色生产与消费,尽可能减少生态足迹;追求集约型城市化,建设生态城市;重视农村生态环境的改善等.    二、研究的基本内容，拟解决的主要问题：1、基本内容1）生态足迹概念的由来；2）生态足迹计算模型和应用；3）生态足迹的现状和研究进展2、拟解决的主要问题三、研究步骤、方法及措施：步骤： 1、制定论文完成进度规划；2、数据处理与数据计算；4、结果分析，完成论文的撰写。方法及措施： 通过查找各国各学者的研究成果以便了解生态足迹的发展现状 四、参考文献[1]孙施文．规划的本质意义及其困境[J]．城市规划汇刊，1999，（2）12—15．[2]徐长久，万玉山，冯俊生，李定龙．我国环境规划现状及存在问题分析[J]．煤炭技术，2007，（3）15-17[3]林巍．环境规划与管理中冲突的分析与处理的研究[J]．给水排水，1996，（4）11-13[4]宋庆新．我国环境规划发展趋势探析[J]．科技资讯，2007，（24）20-25[5][日]岩佐茂. 环境的思想[ M]北京: 中央编译出版社, 1997，（5）21-24[6]张保伟.生态文化生成与发展的博弈论思考[ J]理论与改革,2008,(6)12-15[7]熊易寒.市场脱嵌与环境冲突[ J] 读书,2007,(9)15-17[8]林培.环保民生指数2007 面面生态足迹[ N]中国建设报,2008（7）13-15[6]李福勤，华玉芝，孟文芳等.新生态足迹，生态学报，2000，14(l):63-65[7]MeteAzra.Floeeulationasatreatmentmethodforprintinginkwastewater.WaterEnvironmentReseareh，2000，72(6):680一687     毕业设计文献综述环境科学生态足迹的现状与发展综述[摘要] 本文主要介绍生态足迹的概念的由来，分析了生态足迹计算与各个领域的应用，综述了国内外生态足迹的现状以及目前生态计算的一些难点与问题，同时我们也介绍了生态足迹在计算上如何改进等，同时研究了生态足迹的发展前景。关注生态效用，提高资源的利用效益，这符合当前提倡的资源节约型和环境友好型的经济方式，贯彻了科学发展观的要求，做到经济效益和生态效益的兼顾。[关键词] 生态足迹  计算模型  生态足迹应用 1. 生态足迹的计算模型生态足迹模型计算分析基于以下两个基本假设[1]:(1)可以确定人类自身消费的绝大多数资源和能源,及其所产生的废弃物的数量;(2)这些资源和废弃物能够折算成生产和吸纳它们的生物生产性土地的面积。地区总生态足迹用下式表示(EF):总的生态足迹等于人口数乘以人均生态足迹或者说等于人口数乘以人均占用生物生产土地面积。生物生产土地面积分为耕地,草地,林地,建筑用地,化石燃料用地和水域6类。由于这6类生物生产土地面积的生产能力差异很大,计算出的各类生物生产土地面积不能直接相加,因此必须对每种生物生产土地面积乘以均衡因子, 以转化为统一的、可比较的生物生产土地面积。目前采用的均衡因子分别为林地和化石能源用地为1114，耕地和建筑用地为2182,草地为0154，水域为0122。因此,在计算人均生态足迹时,需将各类生物生产土地面积乘以相应的均衡因子。生态承载力是指一个区域实际提供给人类的所有生物生产土地面积(包括水域)的总和。生态足迹是用生产性土地面积度量一个确定人口或经济规模的资源消费和废物吸收水平的工具[2]。或者说,生态足迹是指在一定的技术条件下,能够持续地提供资源或消纳废物的、具有生物生产力的地域空间,它从具体的生物物理量角度研究自然资本消费的空间测度问题[3]。总之,生态足迹是一种计算人类生态消费、衡量生态可持续性的测量工具,是测量可持续性的生态底线的衡量标准,是国家、地区自然资产核算的一种廉价而快速的计算框架。生态足迹理论基于一个基本理论假设和两个基本事实。一个基本理论假设是:各类生物生产性土地的用途是互相排斥的,一块土地只能作为一种土地类型。例如,一块土地当它被用来作为草地时,就不能同时是林地、耕地及水域等其他类型的土地。两个基本事实:人类可以确定自身消费的绝大多数资源及其产生废物的数量;这些资源和废物能够转换成产生等量资源并能消解这些废物的生物生产性土地面积。生态足迹分析是在计算生态足迹和生态容量的基础上,以二者之差(大于0为生态赤字;小于0为生态盈余)表征人类活动对环境所造成的影响(公式(1))。 ED= EC-EF(1) [1]式中ED为生态赤字(盈余);EF为总的生态足迹;EC为区域总生态容量。生态足迹是指能够持续地满足一定规模人口需求的、具有生物生产力的地域空间,根据居民的消费项目,将其转化为相应的生物生产性土地。计算方法为:EF= N×ef= N×E aai= N×E rjci/pi2式中: N 为人口数; ef为人均生态足迹;i为消费商品和投入的类型;aai为人均i种交易商品折算的生物生产面积;rj为均衡因子;ci为i种商品的人均消费量;pi为i种消费商品的全球平均产量。生态容量是区域内部所能提供的各种类型的生产性土地的数量,计算方法为EC= N×ec= N×Eaj×rj×yj(j = 1-6)(3)式中: N为人口数;ec 为人均生态容量( hm2 /人);aj为人均生物生产面积;rj为均衡因子;yj为产量因子;yj=ylj/ ywj,ylj指某国家或区域的j类土地的平均生产力;ywj为j类土地的世界平均生产力。生态足迹是一种衡量人类对自然资源利用程度以及自然界为人类提供的生命支持服务功能的方法，它是一个可比的、可测度、涉及系统性、公平性和发展度的可持续发展综合评价指标。该方法从一个全新的角度来考虑人类社会经济发展与生态环境的关系，通过计算维持人类的自然资源消费量和同化人类产生的废弃物所需要的生态生产性空间面积大小，并与给定人口区域的生态承载力进行比较，来衡量区域的可持续发展状况[1-2]。目前，我国流域生态足迹研究工作还刚刚起步，目前，我国流域生态足迹研究工作还刚刚起步，只有少数学者对流域的生态足迹进行了研究，如林巍等[3]应用生态足迹理论及模型。生态足迹分析和可持续发展的定量研究；宋庆新等[4]用生态足迹分析方法对新疆艾比湖地区1985-2003年的生态足迹和生态承载力进行计算和动态分析研究。生态足迹的计算目前一般主要考虑耕地、牧草地、森林、建筑用地、化石能源地、水域六种因子，其计算模型如下[2]：EF =ef ×N =Σ（Ci /EPi）×EQi =Σ（Pi +Ii -Ei）×EQi /EPi （i=l，2，3，…，6） （1）式中：EF为总生态足迹，ef为人均生态足迹，N为流域内人口总数，EPi为生态生产力（全球平均值）；Ci为资源消费量，Pi为资源生产量，Ii为资源进口量，Ei为资源出口量，i为生态生产性土地类型，EQi为等量化因子。 2. 生态足迹现状 对吉林省2003年的生态足迹进行了实证计算和分析,结果表明,吉林省2003年的生态足迹需求为2.66 hm2/cap,生态足迹供给为1.89 hm2/cap,生态赤字为0.77 hm2/cap.其中,化石燃料用地生态足迹需求在总生态足迹需求中所占比例最大;人均生态协调系数DS=1.265,且ef>gf,表明吉林省处于生态不协调状况;万元GDP的生态足迹为2.804 hm2,明显高于全国平均水平5,表明该地区的资源利用效率较低.在分析吉林省生态赤字产生的五个原因的基础上,文章提出了五个改进措施:重视农产品的深加工,提高土壤肥力和土壤保水能力,加强牧草地管理力度,调整产业结构、改善能源结构,树立科学发展观等。利用生态足迹模型定量研究广东省东莞市1998—2003年的可持续发展状况。结果表明,6年来东莞市的总生态足迹显现较快的上升趋势,每年平均增长12.9%,总生态承载力也是逐年上升(9%),但总生态赤字越来越大;从生态足迹的供需结构看,耕地和化石燃料用地的供需矛盾非常突出,林地、草地和水域供需相对较小。总的来说,东莞市的生态足迹已远超过其生态承载力,已对生态系统构成极大压力。从长远发展看,东莞市应该发展知识经济和循环经济,控制人口数量,并倡导新的生活方式和消费方式,同时要加强替代资源开发研究,以实现该地区发展的可持续性[6]。绵阳市为研究对象,通过对该市1998-2003年生态足迹的计算,分析了在此期间生态足迹的动态变化过程。结果表明,1998-2003年绵阳市生态足迹平均为1.429ha/人,生态承载力平均为0.721ha/人,生态足迹是生态承载力的1.98倍;与此同时,近6年间生态赤字逐年上升,平均每年上升8.6%。生态赤字逐年上升说明绵阳市总体经济发展模式还有待进一步改进。由集散型向节约型转变,注重提高资源利用效率,提倡节约型的生产和生活消费模式,减少生态足迹,逐步迈向生态城市,实现城市的可持续发展是绵阳市今后社会经济发展的目标模式。论文应用了生态足迹的概念及生态足迹计算模型,以中国和内蒙古包头市2003年统计年鉴的数据为依据,对包头市2002年的生态足迹进行了计算和分析,结果表明包头市2002年人均生态足迹需求为2.882083(hm2/人),而人均生态承载力为0.98259(hm2/人),人均生态赤字为1.89949(hm2/人),这反映出人类的生产、生活强度超过了其当时生态系统的承载能力。2002年包头平均万元GDP所占有的足迹为1.800255hm2,这反映包头的资源利用效益较高[7]。采用生态足迹模型计算了徐州市2002年的生态足迹和生态承载力,分析了1993—2002年徐州市生态足迹的动态变化;2002年徐州市生态足迹为1.53hm2/人,生态承载力为0.48hm2/人,生态赤字为1.05hm2/人,生态处于不可持续发展状态;近10年万元GDP生态足迹逐年下降,而总生态足迹和人均生态足迹则呈上升趋势,这说明徐州市总体上经济发展的资源利用方式正在由粗放型转变为集约型,但资源利用效率有待于进一步提高;通过计算与分析指出了徐州城市可持续发展中存在的问题并提出了相应对策[8]。 利用生态足迹法计算了温州市2002年的生态足迹、生态承载力、生态足迹多样性、GDP足迹和发展能力等。结果表明:温州市2002年生态赤字为1.7807公顷/人,人均生态足迹超出生态承载力的6.4倍,生态足迹多样性指数、GDP足迹和发展能力分别为0.2291、1.4428公顷/104元和0.4719,各项指标均差于杭州。根据孙从军的研究发现我国生态足迹变化存在如下图所示的规律。在简要介绍生态足迹及相关概念和计算方法的基础上,以大庆市2004年统计年鉴为依据,计算出大庆市2003年的生态足迹为2.6657hm2、生态承载力为0.90313hm2、生态赤字为1.7626hm2。经分析认为生态赤字主要是由于石油生产和加工所致,人类的生产强度超过了生态系统的承载力,大庆生态系统处于人类过度开发利用的压力之下[9]。太原市2003年生态足迹:2003年该市生态足迹为5.621 hm2/人,可利用生态承载力为0.264 hm2/人,出现了5.357 hm2/人的生态赤字,生态足迹是生态承载力的21.3倍,总的生态赤字相当于自身面积的26倍;并把太原市城市生态系统的受压力程度和资源利用效率与已有的研究结果做了比较,表明该市资源利用效率较低,城市生态系统所受压力偏大;最后提出缓解城市生态压力的若干建议[9]。以岳西县2002年统计数据为依据,对岳西县2002年生态足迹进行计算与分析。结果表明,岳西县2002年人均生态足迹为0.694942hm2,人均生态承载力为0.771222hm2,人均生态盈余为0.076280hm2,岳西县处于可持续发展状态。同时,通过与全国平均生态足迹比较发现,岳西县的可持续发展是一种基于较低的经济发展水平上的资源利用效益低、生态成本高的发展状态。对生态足迹需求和生态供给的进一步分析表明,岳西县简单粗放的农业经济模式和不合理的资源利用方式不利于可持续发展,只有发展现代生态农业和生态旅游业才是全县经济社会实现可持续发展的根本出路,提出了相应对策措施[10]。 生态足迹是近来测度生态可持续发展的一种定量方法,也是一种用来度量人类活动对生态系统压力和影响的一条新途径。对西安市2001年的生态足迹进行了计算,并与一些国家和地区进行了比较。结果表明,2001年西安地区的生态足迹11为1.04hm2/人,当地的生态承载力为0.13hm2/人,生态足迹是生态承载力的7.94倍。而西安市的生态足迹为1.28hm2/人,为西安市域生态足迹的9.75倍。西安市的生态足迹略高于中国人均生态足迹(1.20hm2/人),但与其它国家或地区相比较,西安市的生态足迹比较低,这与经济越发达则生态足迹越大相一致。这说明西安市的经济仍不太发达,需要大力发展经济,同时应积极改善城市生态环境,实现城市的可持续发展。生态足迹概念和方法对上海区2003年的生态足迹和承载力进行计算和分析。结果表明,2003年上海市人均生态足迹为3 36hm2,人均生态承载力为0 46hm2。在此基础上提出了减缓上海市生态赤字的一系列措施,最后对模型的完善作出了展望[12]。在介绍生态足迹理论和方法的基础上,以四川省2003年的统计数据为基础,对该省的生态足迹进行了计算。结果表明,四川省人均生态足迹为1.360 hm2/人,人均生态承载力为0.392 hm2/人,人均生态赤字高达0.968 hm2/人,生态足迹超过了生态承载力,经济社会处于一种不可持续的发展状态。针对高生态赤字产生的原因,提出的可持续发展对策是:建立节约型社会生产和消费体系,开发水电能源,发展高效生态农业等[13]。在阐述生态足迹模型、计算方法的基础上,对河南省的资源消费现状进行了计算,得出河南省的人均生态足迹为1.7125hm2,生态承载力为0.4355 hm2,人均赤字为1.277 hm2,表明河南省的发展已远远超出了生态承载力的阀值。河南省生态足迹的多样性指数为1.221,万元GDP足迹为2.35 hm2,生态协调系数为1.216,适度人口2460.77万人等,也反映了河南省不可持续发展的模式[14]。在介绍生态足迹的概念和计算方法的基础上,以《山东省统计年鉴(2004)》的数据为依据,对山东省2003年的生态足迹进行了计算和分析.结果表明,山东省2003年的人均生态足迹为1.863544hm2,人均可利用生态承载力为0.618651hm2,人均生态赤字为1.244893hm2,人均生态足迹已经远远超过人均生态承载力,表明山东省经济发展对生态系统的压力和强度甚高。 他的学生Wackernagel提出并完善的用来定量研究区域可持续发展状况的分析方法，该理论把人类的各种消费及吸收其产生的各种废弃物所必须的生物生产面积，通过建立简明的指标体系和计算方法转换为全球通用的可用来比较的生态足迹，把它与生态承载力相比，就能为区域的可持续发展状况提供定量诊断。该理论提出后，许多学者将它应用到众多领域，其中，在旅游方面的应用首推英国学者亨特(Colin Hunter)，他最早提出旅游生态足迹的定义并探讨了旅游生态足迹的应用，随后维多利亚(Cole Victoria)、格斯林(Gossling)等运用旅游生态足迹分析方法进行了实证研究。生态足迹理论从具体的生物物理量角度研究自然资本消费的空间,从而成为判断区域可持续发展状况的理论之一.江苏省正在大力实施可持续发展战略,积极推进生态省建设,但在建设过程中也面临一些难题.本文通过对江苏2003年生态足迹的计算与分析,加深了对全省可持续发展状况的认识,从而对生态省建设有若干启示,包括提高生态承载力;控制人口增长、提倡绿色生产与消费,尽可能减少生态足迹;追求集约型城市化,建设生态城市;重视农村生态环境的改善等。生态足迹理论由于其简明性及其可定量性，使之在旅游研究方面的应用有其独特的优势。用旅游生态足迹收入来衡量星级饭店生态经济效益的高低，可以促使饭店在提高其经济收入的同时，关注生态效用，提高资源的利用效益，这符合当前提倡的资源节约型和环境友好型的经济方式，贯彻了科学发展观的要求，做到经济效益和生态效益的兼顾。生态足迹(Ecological Footprint,简称EF)或称生态空间占用，是一种通过量化人类对资源的利用，测量人类对生态系统所产生的影响和压力，进而判断人类活动是否处于生态系统承载力范围内的新方法。生态足迹是1992 年加拿大生态经济学家E. R.william 提出和并由其学生M. Wackernagel 1996 年完善。生态足迹自提出，很快作为一种新的理论方法被广泛应用于一些国家省市或地区的可持续发展问题，而且其理论方法得到迅速地发展和完善。当一个地区的生态足迹( EF)大于其生态承载力(EC)时，则出现生态赤字，表明该地区人类对自然生态系统的需求超过了系统的承载力，社会发展处于相对不可持续状态。当一个地区的生态足迹( EF)小于其生态承载力(EC)时，则为生态盈余，表明该地区人类生存于生态系统承载力的范围内，社会发展处于可持续状态。生态生产性土地( Eological Poductive Land)是指具有生态生产能力的土地和水域。生态足迹分析中用生态生产性土地的概念来代表自然资本,简化了对自然资本的统计。在生态足迹帐户核算中,各种资源和能源的消费项目被折算成耕地、林地、草地、水域、化石燃料土地和建筑用地等六类生态生产性土地类型。其中, 耕地是生产能力最大的一类, 集聚了人类所利用的大部分生物量; 林地是指可以产出木材产品的人造林或天然林, 生产能力大多较低;草地主要用于饲养牲畜, 生产能力低于耕地;水域包括淡水和非淡水(本文使用的是内陆水域面积);化石燃料土地是人们应该留出用于吸收CO2的土地,但实际中人类并未留出这类土地。生态足迹作为一种可持续发展状况的定量测度,反映了人类对各种自然资源的利用程度.文章以山西省2003统计年鉴的数据为依据,计算分析了山西省2002年生态足迹.结果明,2002年山西省人均生态足迹为3.14 hm2,而人均生态承载力仅为0.87 hm2,则人均生态赤字2.27hm2 ,表明人类对区域自然资源的利用已经远远超过了区域生态系统的承载能力.区域生态经济系统处于过度开发利用的重压之下,处于不可持续发展状态,必须引起足够的重视。基于生态足迹理论及模型,对芜湖市2003年生态足迹进行计算和分析,结果表明芜湖市2003年生态足迹赤字为0．907hm2,属于地方不可持续状态,并在不同尺度下,通过对区域之间发展的横向比较,为芜湖市未来城市的建设和可持续发展提供了理论决策依据。研究区域与研究方法笔者利用生态足迹算法对江西省2003年的生态足迹进行了计算和分析,结果人均生态赤字0.3888hm2.由此分析了该省面临的严峻生态形势,并对缓解生态赤字提出了相应的措施.江西省位于长江中下游交接处的南岸,地处北纬24°29′～30°04′、东经113°34′～118°28′之间。运用生态足迹的计算模型,分别将计算出的生物资源(农产品)和能源消耗的人均生态足迹需求进行均衡化处理,并用生物生产面积乘以产量因子,均衡化后得到重庆市的生态承载力。结果显示重庆市生态经济系统存在严重的生态赤字,必须采取相应措施,才能减少生态承载力的压力。生态足迹理论是通过跟踪区域的资源和能源消费 ,将它们转化为提供这种物质流所必须的生物生产性土地面积 ,并与生态承载力进行比较 ,以此衡量区域可持续发展状态。利用生态足迹理论 ,计算了江阴市 1997—2001年5年间的生态足迹变化过程。结果表明 ,江阴市的人均生态足迹供给约为 0 .30hm2 ·cap-1 ,而人均生态足迹消费从1997年的1.65hm2·cap-1 提高到2001年的 2.04hm2 ·cap-1 ,生态压力不断增大，生态赤字显著提高。对江阴市生态足迹构成进行分析，因素贡献大小依次排列为：化石能源 >耕地 >牧草地>水域>建筑用地>林地。化石能源消费的份额最大,超过5 0 % ,与江阴市高强度的经济活动有关；与此同时，食物生产消费也占较大份额。生态足迹是一种基于消费而度量区域是否可持续发展的新方法,介绍了生态足迹的概念及计算模型,并以湖北省近10年的生态足迹为例进行了实证计算和分析.结果表明,近10年湖北省存在人均生态赤字,生态协调系数DS=1.265<1.414,表明湖北省的发展模式是不可持续的。研究目的评价和度量可持续发展的状况及可持续发展的程度,为制定政策,促进可持续发展提供依据。研究方法生态足迹理论和计算方法。研究结论对杭州市1995年～2002年生态足迹的计算与分析,表明杭州市的人均生态足迹从1995年的1.3491ha增加到2002年的1.7709ha,8年增加了31.26%,而同期的人均生态承载力从0.6563ha减少到0.6130ha,8年减少了6.60%。生态赤字呈逐年递增趋势,万元GDP的生态足迹则呈逐年递减趋势。论文应用了生态足迹的概念及生态足迹计算模型,以中国2002年统计年鉴和科尔泌左翼后旗2001年度统计资料为依据,对科左后旗2001年的生态足迹进行了计算和分析,结果表明科尔沁左翼后旗2001年人均生态需求为2.0908hm2,人均生态承载力为1.5946hm2,人均生态赤字为0.4962hm2 。这反映出人类的生产、生活强度超过了其当时生态系统的承载能力,该区域生态系统处于人类的过度开发利用和压力之下,是1种不可持续状态。需要加大科技投入,改变生产生活方式,建立资源节约型的社会生产和消费体系。可持续发展的定量测度研究是当前国际上关于生态经济研究的前沿问题之一。生态足迹分析法是近年来发展的用于定量研究和判断一个国家或地区的可持续发展状况的新方法。应用生态足迹的方法 ,以辽宁省 2000年 ,2001年 ,2002年统计资料为依据 ,对其1999—2001年3a的生态足迹进行了实证计算和研究,从纵向比较并分析了辽宁省生态足迹的变化规律及其原因。研究结果表明:辽宁省生态赤字呈逐年增加的趋势,1999年人均生态赤字为2.290hm2 ,2000年为 2.368hm2 ,2001年为 2.474hm2 ,其主要影响因素是由于资源过度消耗,人口增长以及耕地减少等。通过生态足迹的研究,提出了辽宁省在振兴东北老工业基地,进行可持续发展过程中应采取的对策措施。[18]生态足迹是近年来较为流行的定量测度人类对自然利用程度的新方法。生态足迹分析可定量反映城市人类活动对自然生态环境产生的压力和影响程度,为城市生态系统研究提供了新的思路和研究方向。本文以广州市为案例,估算2000年广州市的生态足迹,并分析了1995～2000年间广州生态足迹动态变化过程。结果表明:2000年广州市生态足迹为25ha/人,当地生态承载力为0.2ha/人,生态足迹是生态承载力的1.2倍半;近5年间万元GDP生态足迹逐年下降,但人均生态足迹略有上升。这说明广州市总体上经济发展方式正逐步由粗放型转变为集约型,但今后仍需注重提高其资源利用效率,提倡节约型的生产和生活消费模式,减少其生态足迹,逐步迈向生态城市,实现城市的可持续发展。[18]可持续发展定量测度的核心是确定人类是否生存于生态系统的承载力范围之内。M.Wackernagel等1996年以来提出和发展的生态足迹方法,就是一种定量测量人类对自然利用程度的新方法。该方法通过将区域的资源和能源消费转化为提供这种物质流所必须的各种生物生产土地的面积(生态足迹需求),并同区域能提供的生物生产型土地面积(生态承载力或生态足迹供给)进行比较,能定量判断一个区域的发展是否处于生态承载能力的范围内。介绍了生态足迹的概念、生态足迹计算模型、生态足迹模型中使用的生物生产面积类型及其状况。另外,简要介绍当前国际研究的进展情况,分析总结了生态足迹模型的优缺点。对甘肃省1998年的生态足迹进行了实证计算和分析,结果表明甘肃省1998年人均生态赤字为0 .564hm2 。3 研究进展以及展望可持续发展的定量评估是可持续发展研究的关键,其核心是确定人类的生存活动是否处于生态系统的承载力范围之内。生态足迹是近年来渐为流行一种定量测算人类对自然利用程度的新方法,该方法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,从而能定量反映人类活动对自然生态环境产生的压力和影响程度,为区域生态系统研究提供新的思路和方向。 生态足迹(ecological footprint)概念自1992年由WilliamRees提出,在MathisWackernagel协助下逐步完善以来,作为一种衡量自然资源可持续利用的生物物理定量评价工具,以其新颖的视角很快得到有关国际机构、政府部门和研究机构认可,众多学者进行了大量实证研究[1]。关于生态足迹的研究逐渐成为生态经济和可持续发展的研究热点。生态足迹的概念于1999年被引入国内,随后有关生态足迹的研究在国内迅速开展。如杨开忠等介绍了生态足迹分析理论与方法[2],张志强等介绍了生态足迹的概念和模型[3],最初在国家层面的生态足迹研究有徐中民、陈东景、张志强、程国栋等进行的中国1999年的生态足迹分析[4],区域生态足迹研究的实践成果最早见于徐中民等计算的甘肃省1998年的生态足迹[5],胡新艳等对广东省2001年的生态足迹进行了计算与分析[6],章鸣等采用动态分析法对杭州市的生态足迹进行了计算与分析[7—9],张新主等对西安市的生态足迹进行了计算与分析[9]。周丹等运用生态足迹模型对黑龙江生态省建设第一阶段(2001—2005年)的生态足迹进行了时间序列的测度,将黑龙江省资源利用的动态特性融入到生态足迹模型中,在此基础上分析了黑龙江省的可持续发展状态[9—11]。陈成忠等以小波变换技术为基础,对中国1961—2005年人均生态足迹波动的突变时间及影响因素进行了多时间尺度分析[12—15]。刘建兴等通过构建生态足迹分解模型,将中国1990—2004年生态足迹的动态变化分解为经济规模、产业结构和足迹强度这3种因素的变化效应,并对各分解效应进行了测度与分析[15—18]。与发达国家相比,中国生态足迹的研究虽然提出并计算分析了如“万元GDP生态足迹”等概念[19—20],但整体上还比较滞后,目前的研究工作虽已涉及国家、地区、城市各个层面,但研究的区域大都集中在东西部地区的大尺度研究,而在中部地区的小尺度研究相对较少。 参考文献：[1]孙施文．规划的本质意义及其困境[J]．城市规划汇刊，1999，（2）12—15．[2]徐长久，万玉山，冯俊生，李定龙．我国环境规划现状及存在问题分析[J]．煤炭技术，2007，（3）15-17[3]林巍．环境规划与管理中冲突的分析与处理的研究[J]．给水排水，1996，（4）11-13[4]宋庆新．我国环境规划发展趋势探析[J]．科技资讯，2007，（24）20-25[5][日]岩佐茂. 环境的思想[ M]北京: 中央编译出版社, 1997，（5）21-24[6]张保伟.生态文化生成与发展的博弈论思考[ J]理论与改革,2008,(6)12-15[7]熊易寒.市场脱嵌与环境冲突[ J] 读书,2007,(9)15-17[8]林培.环保民生指数2007 面面生态足迹[ N]中国建设报,2008（7）13-15[6]李福勤，华玉芝，孟文芳等.新生态足迹，生态学报，2000，14(l):63-65[7]MeteAzra.Floeeulationasatreatmentmethodforprintinginkwastewater.WaterEnvironmentReseareh，2000，72(6):680一687[8]姜应和，张发根.生态足迹的引用与应用，中国城市生态，2002，18(3)30-32[9]尤作亮，蒋展鹏，祝万鹏等.城市生态足迹，上海环境科学，1998，14(5):28-30[10]桥本奖.新生态足迹计算法.李至时泽.北京:学术书刊出版社，1990,(9)15-17[11]奕兆坤，汤鸿霄.经济有效的城市生态足迹分析.科技纵横，2001，(增刊):34-36[12]HarlemanD.Hongkong HarborCleanup.Environment&Teehnology，1997，9(3):47-50[13]孙从军，王敏，程曦.生态足迹在省域应用研究.上海环境科学，2003，22(4):275-278[14]ChengWenpo,YtlRueyFang,ChenehienHsun,etal.Enhaneed Coagulationon Reseryir Water by DualInorganic Coagulant.Environmental  Seienee，2003，20(3):229一235.[15]丘中峙，生态足迹技术，中国环境，1999(1):21一23[16]童祯恭.生态研究深林技术.华东交通大学学报，2004，vol.23(l):12一16[17]Randtke，S.J.Organic eontaminant removal by coagulationan drelatedproeesscombinaitons.JAWWA，1988，Vol.so(5):40-45[18]刘伟，马军.城市生态新未来.中国城市生态，2001，vol.17(7):70-77[19]IssamNajm，etal.Optimi zingenhance deoagulation with pAC:aeasestudy.，1998，VO1.90(10):88-95[20]丁恒如等.个人生态足迹，中国人口，1993，Vol.45(3):21-23     本科毕业论文（20  届） 生态足迹的计算与分析专业：环境科学  目录中文摘要I英文摘要II引言11生态足迹的计算模型21.1生态足迹分析和可持续发展的定量研究21.2生态应用31.3生态足迹的概念及生态足迹计算模型32生态足迹发展62.1生态足迹的发展现状72.1.1旅游生态足迹72.2研究区域与研究方法83生态足迹计算方法的改进103.1生态足迹应用前景103.1.1可持续发展定量测度103.2生态足迹计算方法的改进114结论13参考文献14附译文15致谢47 生态足迹的计算与分析 【摘要】：本文主要介绍生态足迹的概念，分析了生态足迹计算与许多领域的应用，综述了国内外生态足迹的现状以及目前生态计算的一些难点与问题，同时我们也介绍了如何在生态计算上改进等。生态足迹(Ecological Footprint，简称EF)或称生态空间占用，是一种通过量化人类对资源的利用，测量人类对生态系统所产生的影响和压力，进而判断人类活动是否处于生态系统承载力范围内的新方法。生态足迹是1992 年加拿大生态经济学家E. R.william 提出和并由其学生M. Wackernagel 1996 年完善。生态足迹自提出，很快作为一种新的理论方法被广泛应用于一些国家省市或地区的可持续发展问题，而且其理论方法得到迅速地发展和完善。 【关键词】：生态足迹  计算模型  生态足迹应用             [Abstract] This paper mainly introduces the concept of the ecological footprint， analyzes the ecological footprint calculation and many areas of application were reviewed and the present situation of ecological footprint ecological calculation some difficulties and problems， and we also introduces how to improve on the ecological calculation etc [Key words]The ecological footprint； The ecological footprint of application； Calculation model                       引言 生态足迹模型是一种计算人类的生态消费的工具， 生态可持续性法杖的测量工具，是对国家或地区自然资料进行核算的一种廉价而快速简洁的计算框架， 其观点是把人类对物理资源和化学资源的利用换算成对土地和水域面积的占用。反映资源消耗和废物吸收所要的生产性土地面积。该方法从一个科学的角度考虑人类及其发展与生态环境的关系， 由于其科学、完善的理论基础和精简统一的指标体系， 使该方法一经提出，就得到国内外学者的广泛关注和应用。我国于1999年引人了生态足迹分析理论， 并很快作为一种新的理论方法被应用于分析研究一些省市和地区的可持续发展。当一个地区的生态足迹( EF)大于其生态承载力(EC)时，则出现生态赤字[ 1]，表明该地区人类对自然生态系统的需求超过了系统的承载力，社会发展处于相对不可持续状态。当一个地区的生态足迹( EF)小于其生态承载力(EC)时，则为生态盈余，表明该地区人类生存于生态系统承载力的范围内，社会发展处于可持续状态。生态生产性土地( Eological Poductive Land) 是指具有生态生产能力的土地和水域[ 1]。生态足迹分析中用生态生产性土地的概念来代表自然资本， 简化了对自然资本的统计。在生态足迹帐户核算中，各种资源和能源的消费项目被折算成耕地、林地、草地、水域、化石燃料土地和建筑用地等六类生态生产性土地类型。其中， 耕地是生产能力最大的一类， 集聚了人类所利用的大部分生物量； 林地是指可以产出木材产品的人造林或天然林， 生产能力大多较低； 草地主要用于饲养牲畜， 生产能力低于耕地； 水域包括淡水和非淡水(本文使用的是内陆水域面积)；化石燃料土地是人们应该留出用于吸收CO2的土地。  生态足迹的计算模型生态足迹模型计算分析基于以下两个基本假设: (1) 可以确定人类自身消费的绝大多数资源和能源， 及其所产生的废弃物的数量；( 2) 这些资源和废弃物能够折算成生产和吸纳它们的生物生产性土地的面积。地区总生态足迹用下式表示( EF) :EF =N ×ef =NΣai =NΣ ( ci /pi )( i = 1， 2， ⋯， n) ①式中EF为总的生态足迹， N为人口数， ef为人均生态足迹， ai 为i种物质人均占用的生物生产土地面积， ci 为i种物质的人均消费量， pi 为i种物质的世界平均生产力即全球平均产量， n为物质的数量。生物生产土地面积分为耕地， 草地， 林地， 建筑用地， 化石燃料用地和水域6类。由于这6类生物生产土地面积的生产能力差异很大，计算出的各类生物生产土地面积不能直接相加， 因此必须对每种生物生产土地面积乘以均衡因子，以转化为统一的、可比较的生物生产土地面积。目前采用的均衡因子分别为林地和化石能源用地为1114，耕地和建筑用地为2182， 草地为0154， 水域为0122。因此，在计算人均生态足迹时，需将各类生物生产土地面积乘以相应的均衡因子，用公式表示为:ef = Σrj ×aaj ( j = 1， 2， ⋯， 6) ②式中ef为经过均衡处理后的人均生态足迹， rj为均衡因子， aaj 为各类生物生产土地面积， j = 1，生物生产土地面积。生态承载力是指一个区域实际提供给人类的所有生物生产土地面积(包括水域) 的总和。 生态容量是区域内部所能提供的各种类型的生产性土地的数量， 计算方法为EC= N× ec= N ×E aj× rj× yj (j = 1~ 6) (3)式中: N 为人口数； ec 为人均生态容量( hm2 / 人) ； aj为人均生物生产面积； rj 为均衡因子； yj 为产量因子； yj=ylj/ ywj， ylj 指某国家或区域的j 类土地的平均生产力； ywj为j类土地的世界平均生产力。生态足迹是一种衡量人类对自然资源利用程度以及自然界为人类提供的生命支持服务功能的方法，它是一个可比的、可测度、涉及系统性、公平性和发展度的可持续发展综合评价指标。该方法从一个全新的角度来考虑人类社会经济发展与生态环境的关系，通过计算维持人类的自然资源消费量和同化人类产生的废弃物所需要的生态生产性空间面积大小，并与给定人口区域的生态承载力进行比较，来衡量区域的可持续发展状况。生态足迹分析和可持续发展的定量研究生态足迹是用生产性土地面积度量一个确定人口或经济规模的资源消费和废物吸收水平的工具[ 2]。或者说， 生态足迹是指在一定的技术条件下， 能够持续地提供资源或消纳废物的、具有生物生产力的地域空间， 它从具体的生物物理量角度研究自然资本消费的空间测度问题[3]。总之， 生态足迹是一种计算人类生态消费、衡量生态可持续性的测量工具， 是测量可持续性的生态底线的衡量标准， 是国家、地区自然资产核算的一种廉价而快速的计算框架。生态应用运用生态足迹的计算模型，分别将计算出的生物资源(农产品)和能源消耗的人均生态足迹需求进行均衡化处理，并用生物生产面积乘以产量因子，均衡化后得到重庆市的生态承载力。结果显示重庆市生态经济系统存在严重的生态赤字，必须采取相应措施，才能减少生态承载力的压力。生态足迹理论是通过跟踪区域的资源和能源消费 ，将它们转化为提供这种物质流所必须的生物生产性土地面积 ，并与生态承载力进行比较 ，以此衡量区域可持续发展状态。利用生态足迹理论，计算了江阴市1997--2001年5年间的生态足迹变化过程。结果表明，江阴市的人均生态足迹供给约为0.30hm2·cap-1，而人均生态足迹消费从1997年的1.65hm2·cap-1 提高到2001年的 2.04hm2·cap-1，生态压力不断增大，生态赤字显著提高[ 4]。孙从军对江阴市生态足迹构成进行分析，因素贡献大小依次排列为:化石能源>耕地>牧草地>水域>建筑用地>林地。化石能源消费的份额最大，超过50%，与江阴市高强度的经济活动有关；与此同时，食物生产消费也占较大份额[ 1]。目前，我国流域生态足迹研究工作还刚刚起步，目前，我国流域生态足迹研究工作还刚刚起步，只有少数学者对流域的生态足迹进行了研究，如林巍等[3]应用生态足迹理论及模型，进行了鄱阳湖流域生态足迹分析和可持续发展的定量研究；宋庆新等[4] 用生态足迹分析方法对新疆艾比湖地区1985~2003年的生态足迹和生态承载力进行计算和动态分析研究。生态足迹的计算目前一般主要考虑耕地、牧草地、森林、建筑用地、化石能源地、水域六种因子，其计算模型如下：EF =ef ×N =Σ（Ci /EPi）×EQi =Σ（Pi +Ii -Ei）×EQi /EPi （i=l，2，3，…，6）式中：EF 为总生态足迹，ef为人均生态足迹，N为流域内人口总数，EPi为生态生产力（全球平均值）；Ci为资源消费量，Pi为资源生产量，Ii 为资源进口量，Ei为资源出口量，i为生态生产性土地类型，EQi为等量化因子。吉林省2003年的生态足迹进行了实证计算和分析，结果表明，吉林省2003年的生态足迹需求为2.66hm2/cap，生态足迹供给为1.89hm2/cap，生态赤字为0.77hm2/cap.其中，化石燃料用地生态足迹需求在总生态足迹需求中所占比例最大；人均生态协调系数DS=1.265，且ef>gf，表明吉林省处于生态不协调状况；万元GDP的生态足迹为2.804hm2，明显高于全国平均水平，表明该地区的资源利用效率较低。在分析吉林省生态赤字产生的五个原因的基础上，文章提出了五个改进措施:重视农产品的深加工，提高土壤肥力和土壤保水能力，加强牧草地管理力度，调整产业结构、改善能源结构，树立科学发展观等[ 5]。生态足迹的概念及生态足迹计算的应用利用生态足迹模型定量研究广东省东莞市1998~2003年的可持续发展状况。结果表明，6年来东莞市的总生态足迹显现较快的上升趋势，每年平均增长12.9%，总生态承载力也是逐年上升(9%)，但总生态赤字越来越大；从生态足迹的供需结构看，耕地和化石燃料用地的供需矛盾非常突出，林地、草地和水域供需相对较小。总的来说，东莞市的生态足迹已远超过其生态承载力，已对生态系统构成极大压力。从长远发展看，东莞市应该发展知识经济和循环经济，控制人口数量，并倡导新的生活方式和消费方式，同时要加强替代资源开发研究，以实现该地区发展的可持续性。论文应用了生态足迹的概念及生态足迹计算模型，以中国和内蒙古包头市2003年统计年鉴的数据为依据，对包头市2002年的生态足迹进行了计算和分析，结果表明包头市2002年人均生态足迹需求为2.882083(hm2/人)，而人均生态承载力为0.98259(hm2/人)，人均生态赤字为1.89949(hm2/人)，这反映出人类的生产、生活强度超过了其当时生态系统的承载能力。2002年包头平均万元GDP所占有的足迹为1.800255hm2，这反映包头的资源利用效益较高[ 6]。生态足迹(Ecological Footprint，简称EF)或称生态空间占用[ 3]，是一种通过量化人类对资源的利用，测量人类对生态系统所产生的影响和压力，进而判断人类活动是否处于生态系统承载力范围内的新方法。生态足迹是1992 年加拿大生态经济学家E. R.william 提出和并由其学生M. Wackernagel 1996 年完善。生态足迹自提出，很快作为一种新的理论方法被广泛应用于一些国家省市或地区的可持续发展问题，而且其理论方法得到迅速地发展和完善。 生态生产性土地( Eological Poductive Land) 是指具有生态生产能力的土地和水域。生态足迹分析中用生态生产性土地的概念来代表自然资本， 简化了对自然资本的统计。在生态足迹帐户核算中，各种资源和能源的消费项目被折算成耕地、林地、草地、水域、化石燃料土地和建筑用地等六类生态生产性土地类型。其中， 耕地是生产能力最大的一类， 集聚了人类所利用的大部分生物量； 林地是指可以产出木材产品的人造林或天然林， 生产能力大多较低； 草地主要用于饲养牲畜， 生产能力低于耕地； 水域包括淡水和非淡水(本文使用的是内陆水域面积) ； 化石燃料土地是人们应该留出用于吸收CO2的土地， 但实际中人类并未留出这类土地。文章计算和分析了太原市2003年生态足迹:2003年该市生态足迹为5.621 hm2/人，可利用生态承载力为0.264 hm2/人，出现了5.357 hm2/人的生态赤字，生态足迹是生态承载力的21.3倍，总的生态赤字相当于自身面积的26倍；并把太原市城市生态系统的受压力程度和资源利用效率与已有的研究结果做了比较，表明该市资源利用效率较低，城市生态系统所受压力偏大；最后提出缓解城市生态压力的若干建议[ 7]。生态足迹理论从具体的生物物理量角度研究自然资本消费的空间，从而成为判断区域可持续发展状况的理论之一.江苏省正在大力实施可持续发展战略，积极推进生态省建设，但在建设过程中也面临一些难题.本文通过对江苏2003年生态足迹的计算与分析，加深了对全省可持续发展状况的认识，从而对生态省建设有若干启示，包括提高生态承载力；控制人口增长、提倡绿色生产与消费，尽可能减少生态足迹；追求集约型城市化，建设生态城市；重视农村生态环境的改善等. 在介绍生态足迹理论和方法的基础上，以四川省2003年的统计数据为基础，对该省的生态足迹进行了计算。结果表明，四川省人均生态足迹为1.360 hm2/人，人均生态承载力为0.392 hm2/人，人均生态赤字高达0.968 hm2/人，生态足迹超过了生态承载力，经济社会处于一种不可持续的发展状态[ 7]。2 生态足迹发展                                                          采用生态足迹模型计算了徐州市2002年的生态足迹和生态承载力，分析了1993-2002年徐州市生态足迹的动态变化；2002年徐州市生态足迹为1.53hm2/人，生态承载力为0.48hm2/人，生态赤字为1.05hm2/人，生态处于不可持续发展状态；近10年万元GDP生态足迹逐年下降，而总生态足迹和人均生态足迹则呈上升趋势，这说明徐州市总体上经济发展的资源利用方式正在由粗放型转变为集约型，但资源利用效率有待于进一步提高；通过计算与分析指出了徐州城市可持续发展中存在的问题并提出了相应对策。[ 8] 利用生态足迹法计算了温州市2002年的生态足迹、生态承载力、生态足迹多样性、GDP足迹和发展能力等。结果表明:温州市2002年生态赤字为1.7807公顷/人，人均生态足迹超出生态承载力的6.4倍，生态足迹多样性指数、GDP足迹和发展能力分别为0.2291、1.4428公顷/104元和0.4719，各项指标均差于杭州。[ 8]在简要介绍生态足迹及相关概念和计算方法的基础上，以大庆市2004年统计年鉴为依据，计算出大庆市2003年的生态足迹为2.6657hm2、生态承载力为0.90313hm2、生态赤字为1.7626hm2。经分析认为生态赤字主要是由于石油生产和加工所致，人类的生产强度超过了生态系统的承载力，大庆生态系统处于人类过度开发利用的压力之下。[ 9]文章计算和分析了太原市2003年生态足迹:2003年该市生态足迹为5.621 hm2/人，可利用生态承载力为0.264 hm2/人，出现了5.357 hm2/人的生态赤字，生态足迹是生态承载力的21.3倍，总的生态赤字相当于自身面积的26倍；并把太原市城市生态系统的受压力程度和资源利用效率与已有的研究结果做了比较，表明该市资源利用效率较低，城市生态系统所受压力偏大；最后提出缓解城市生态压力的若干建议。[ 10]生态足迹理论从具体的生物物理量角度研究自然资本消费的空间，从而成为判断区域可持续发展状况的理论之一.江苏省正在大力实施可持续发展战略，积极推进生态省建设，但在建设过程中也面临一些难题.本文通过对江苏2003年生态足迹的计算与分析，加深了对全省可持续发展状况的认识，从而对生态省建设有若干启示，包括提高生态承载力；控制人口增长、提倡绿色生产与消费，尽可能减少生态足迹；追求集约型城市化，建设生态城市；重视农村生态环境的改善等。在介绍生态足迹理论和方法的基础上，以四川省2003年的统计数据为基础，对该省的生态足迹进行了计算。结果表明，四川省人均生态足迹为1.360 hm2/人，人均生态承载力为0.392 hm2/人，人均生态赤字高达0.968 hm2/人，生态足迹超过了生态承载力，经济社会处于一种不可持续的发展状态。针对高生态赤字产生的原因，提出的可持续发展对策是:建立节约型社会生产和消费体系，开发水电能源，发展高效生态农业等。[11]2.1生态足迹的发展现状在阐述生态足迹模型、计算方法的基础上，对河南省的资源消费现状进行了计算，得出河南省的人均生态足迹为1.7125hm2，生态承载力为0.4355 hm2，人均赤字为1.277 hm2，表明河南省的发展已远远超出了生态承载力的阀值。河南省生态足迹的多样性指数为1.221，万元GDP足迹为2.35 hm2，生态协调系数为1.216，适度人口2460.77万人等，也反映了河南省不可持续发展的模式。 在介绍生态足迹的概念和计算方法的基础上，以《山东省统计年鉴(2004)》的数据为依据，对山东省2003年的生态足迹进行了计算和分析.结果表明，山东省2003年的人均生态足迹为1.863544hm2，人均可利用生态承载力为0.618651hm2，人均生态赤字为1.244893hm2，人均生态足迹已经远远超过人均生态承载力，表明山东省经济发展对生态系统的压力和强度甚高。[ 12]他的学生Wackernagel提出并完善的用来定量研究区域可持续发展状况的分析方法，该理论把人类的各种消费及吸收其产生的各种废弃物所必须的生物生产面积，通过建立简明的指标体系和计算方法转换为全球通用的可用来比较的生态足迹，把它与生态承载力相比，就能为区域的可持续发展状况提供定量诊断。该理论提出后，许多学者将它应用到众多领域，其中，在旅游方面的应用首推英国学者亨特(Colin Hunter)，他最早提出旅游生态足迹的定义并探讨了旅游生态足迹的应用，随后维多利亚(Cole Victoria)、格斯林(Gossling)等运用旅游生态足迹分析方法进行了实证研究 [ 13]。2.1.1旅游生态足迹与旅游活动有关的各种资源消耗，以及吸收其产生的废弃物所必需的生物生产性土地，即把旅游过程中旅游者消耗的各种资源和产生的各种废弃物吸收用被人容易感知的面积进行表述。这种面积是全球统一的，没有区域特性，而具有直接的可比性。生态足迹理论由于其简明性及其可定量性，使之在旅游研究方面的应用有其独特的优势。用旅游生态足迹收入来衡量星级饭店生态经济效益的高低，可以促使饭店在提高其经济收入的同时，关注生态效用，提高资源的利用效益，这符合当前提倡的资源节约型和环境友好型的经济方式，贯彻了科学发展观的要求，做到经济效益和生态效益的兼顾。生态足迹(Ecological Footprint，简称EF)或称生态空间占用，是一种通过量化人类对资源的利用，测量人类对生态系统所产生的影响和压力，进而判断人类活动是否处于生态系统承载力范围内的新方法。生态足迹是1992 年加拿大生态经济学家E. R.william 提出和并由其学生M. Wackernagel 1996 年完善。生态足迹自提出，很快作为一种新的理论方法被广泛应用于一些国家省市或地区的可持续发展问题，而且其理论方法得到迅速地发展和完善。具有生态生产能力的土地和水域。生态足迹分析中用生态生产性土地的概念来代表自然资本， 简化了对自然资本的统计。在生态足迹帐户核算中，各种资源和能源的消费项目被折算成耕地、林地、草地、水域、化石燃料土地和建筑用地等六类生态生产性土地类型。其中， 耕地是生产能力最大的一类， 集聚了人类所利用的大部分生物量； 林地是指可以产出木材产品的人造林或天然林， 生产能力大多较低； 草地主要用于饲养牲畜， 生产能力低于耕地； 水域包括淡水和非淡水(本文使用的是内陆水域面积) ；化石燃料土地是人们应该留出用于吸收CO2的土地， 但实际中人类并未留出这类土地。 生态足迹作为一种可持续发展状况的定量测度，反映了人类对各种自然资源的利用程度.文章以山西省2003统计年鉴的数据为依据，计算分析了山西省2002年生态足迹.结果表明，2002年山西省人均生态足迹为3.14 hm2，而人均生态承载力仅为0.87 hm2，则人均生态赤字2.27hm2，表明人类对区域自然资源的利用已经远远超过了区域生态系统的承载能力.区域生态经济系统处于过度开发利用的重压之下，处于不可持续发展状态，必须引起足够的重视.。[ 14]基于生态足迹理论及模型，对芜湖市2003年生态足迹进行计算和分析，结果表明芜湖市2003年生态足迹赤字为0．907hm2，属于地方不可持续状态，并在不同尺度下，通过对区域之间发展的横向比较，为芜湖市未来城市的建设和可持续发展提供了理论决策依据。2.2研究区域与研究方法利用生态足迹算法对江西省2003年的生态足迹进行了计算和分析，结果人均生态赤字0.3888hm2.由此分析了该省面临的严峻生态形势，并对缓解生态赤字提出了相应的措施.江西省位于长江中下游交接处的南岸，地处北纬24°29′～30°04′、东经113°34′～118°28′之间[ 14]。由加拿大生态学家WilhamRees和他的学生Wackernagel提出的生态足迹理论是一种定量评估区域可持续发展状态的有效方法。以岳西县2002年统计数据为依据，对岳西县2002年生态足迹进行计算与分析。结果表明，岳西县2002年人均生态足迹为0.694942hm2，人均生态承载力为0.771222hm2，人均生态盈余为0.076280hm2，岳西县处于可持续发展状态。同时，通过与全国平均生态足迹比较发现，岳西县的可持续发展是一种基于较低的经济发展水平上的资源利用效益低、生态成本高的发展状态。对生态足迹需求和生态供给的进一步分析表明，岳西县简单粗放的农业经济模式和不合理的资源利用方式不利于可持续发展，只有发展现代生态农业和生态旅游业才是全县经济社会实现可持续发展的根本出路，提出了相应对策措施。生态足迹是近来测度生态可持续发展的一种定量方法，也是一种用来度量人类活动对生态系统压力和影响的一条新途径。对西安市2001年的生态足迹进行了计算，并与一些国家和地区进行了比较。结果表明，2001年西安地区的生态足迹为1.04hm2/人，当地的生态承载力为0.13hm2/人，生态足迹是生态承载力的7.94倍。而西安市的生态足迹为1.28hm2/人，为西安市域生态足迹的9.75倍。西安市的生态足迹略高于中国人均生态足迹(1.20hm2/人)，但与其它国家或地区相比较，西安市的生态足迹比较低，这与经济越发达则生态足迹越大相一致。这说明西安市的经济仍不太发达，需要大力发展经济，同时应积极改善城市生态环境，实现城市的可持续发展[ 15]。本文应用Wackernagel等提出的生态足迹概念和方法对上海区2003年的生态足迹和承载力进行计算和分析。结果表明，2003年上海市人均生态足迹为3 36hm2 ，人均生态承载力为0 46hm2。在此基础上提出了减缓上海市生态赤字的一系列措施，最后对模型的完善作出了展望[ 15]。运用生态足迹的计算模型，分别将计算出的生物资源(农产品)和能源消耗的人均生态足迹需求进行均衡化处理，并用生物生产面积乘以产量因子，均衡化后得到重庆市的生态承载力。结果显示重庆市生态经济系统存在严重的生态赤字，必须采取相应措施，才能减少生态承载力的压力[ 16]。生态足迹理论是通过跟踪区域的资源和能源消费 ，将它们转化为提供这种物质流所必须的生物生产性土地面积 ，并与生态承载力进行比较 ，以此衡量区域可持续发展状态。利用生态足迹理论，计算了江阴市1997---2001年5年间的生态足迹变化过程。结果表明 ，江阴市的人均生态足迹供给约为 0.30hm2cap-1，而人均生态足迹消费从1997年的165hm2cap-1 提高到2001年的2.04hm2 ·cap-1，生态压力不断增大 ，生态赤字显著提高。对江阴市生态足迹构成进行分析，因素贡献大小依次排列为:化石能源>耕地>牧草地>水域>建筑用地>林地。化石能源消费的份额最大，超过50% ，与江阴市高强度的经济活动有关；与此同时，食物生产消费也占较大份额。生态足迹是一种基于消费而度量区域是否可持续发展的新方法，介绍了生态足迹的概念及计算模型，并以湖北省近10年的生态足迹为例进行了实证计算和分析.结果表明，近10年湖北省存在人均生态赤字，生态协调系数DS=1.265<1.414，表明湖北省的发展模式是不可持续的[ 17]。3生态足迹计算方法的改进3.1生态足迹应用前景可持续发展的定量测度研究是当前国际上关于生态经济研究的前沿问题之一。生态足迹分析法是近年来发展的用于定量研究和判断一个国家或地区的可持续发展状况的新方法。应用生态足迹的方法，以辽宁省2000年2001年2002年统计资料为依据 ，对其 1999---2001年3a的生态足迹进行了实证计算和研究，从纵向比较并分析了辽宁省生态足迹的变化规律及其原因。研究结果表明:辽宁省生态赤字呈逐年增加的趋势，1999年人均生态赤字为2290 hm2 ，2000年为2.36 8hm22001年为2474hm2，其主要影响因素是由于资源过度消耗 ，人口增长以及耕地减少等。通过生态足迹的研究 ，提出了辽宁省在振兴东北老工业基地 ，进行可持续发展过程中应采取的对策措施[ 17]。生态足迹是近年来较为流行的定量测度人类对自然利用程度的新方法。生态足迹分析可定量[ 3] 反映城市人类活动对自然生态环境产生的压力和影响程度 ，为城市生态系统研究提供了新的思路和研究方向。本文以广州市为案例 ，估算2000年广州市的生态足迹 ，并分析了1995----2000年间广州生态足迹动态变化过程。结果表明:2000年广州市生态足迹为 2 5ha/人 ，当地生态承载力为 0 2ha/人 ，生态足迹是生态承载力的 1 2倍半；近 5年间万元GDP生态足迹逐年下降，但人均生态足迹略有上升。这说明广州市总体上经济发展方式正逐步由粗放型转变为集约型，但今后仍需注重提高其资源利用效率，提倡节约型的生产和生活消费模式，减少其生态足迹，逐步迈向生态城市，实现城市的可持续发展。3.1.1可持续发展定量测度确定人类是否生存于生态系统的承载力范围之内。 M.Wackernagel等1996年以来提出和发展的生态足迹方法，就是一种定量测量人类对自然利用程度的新方法。该方法通过将区域的资源和能源消费转化为提供这种物质流所必须的各种生物生产土地的面积 (生态足迹需求) ，并同区域能提供的生物生产型土地面积(生态承载力或生态足迹供给)进行比较，能定量判断一个区域的发展是否处于生态承载能力的范围内。介绍了生态足迹的概念、生态足迹计算模型、生态足迹模型中使用的生物生产面积类型及其状况。另外，简要介绍了当前国际研究的进展情况 ，分析总结了生态足迹模型的优缺点。对甘肃省1998年的生态足迹进行了实证计算和分析，结果表明甘肃省1998年人均生态赤字为 0.564hm2。可持续发展的定量评估是可持续发展研究的关键，其核心是确定人类的生存活动是否处于生态系统的承载力范围之内。生态足迹是近年来渐为流行一种定量测算人类对自然利用程度的新方法，该方法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，从而能定量反映人类活动对自然生态环境产生的压力和影响程度，为区域生态系统研究提供新的思路和方向。 本文以绵阳市为研究对象，通过对该市1998-2003年生态足迹的计算，分析了在此期间生态足迹的动态变化过程。结果表明，1998-2003年绵阳市生态足迹平均为1.429ha/人，生态承载力平均为0.721ha/人，生态足迹是生态承载力的1.98倍；与此同时，近6年间生态赤字逐年上升，平均每年上升8.6%。研究区域与研究方法笔者利用生态足迹算法对江西省2003年的生态足迹进行了计算和分析，结果人均生态赤字0.3888hm2.由此分析了该省面临的严峻生态形势，并对缓解生态赤字提出了相应的措施.江西省位于长江中下游交接处的南岸，地处北纬24°29′～30°04′、东经113°34′～118°28′之间[ 14]。生态足迹理论是一种定量评估区域可持续发展状态的有效方法。以岳西县2002年统计数据为依据，对岳西县2002年生态足迹进行计算与分析。结果表明，岳西县2002年人均生态足迹为0.694942hm2，人均生态承载力为0.771222hm2，人均生态盈余为0.076280hm2，岳西县处于可持续发展状态。同时，通过与全国平均生态足迹比较发现，岳西县的可持续发展是一种基于较低的经济发展水平上的资源利用效益低、生态成本高的发展状态。对生态足迹需求和生态供给的进一步分析表明，岳西县简单粗放的农业经济模式和不合理的资源利用方式不利于可持续发展，只有发展现代生态农业和生态旅游业才是全县经济社会实现可持续发展的根本出路，提出了相应对策措施[ 13]。3.2生态足迹计算方法的改进 生态足迹模型计算分析基于以下两个基本假设: (1) 可以确定人类自身消费的绝大多数资源和能源， 及其所产生的废弃物的数量； ( 2) 这些资源和废弃物能够折算成生产和吸纳它们的生物生产性土地的面积。地区总生态足迹用下式表示( EF) :EF =N ×ef =NΣai =NΣ ( ci /pi )( i = 1， 2， ⋯， n) ①式中EF为总的生态足迹， N为人口数， ef为人均生态足迹， ai 为i种物质人均占用的生物生产土地面积， ci 为i种物质的人均消费量， pi为i种物质的世界平均生产力即全球平均产量， n为物质的数量。生物生产土地面积分为耕地， 草地， 林地， 建筑用地， 化石燃料用地和水域6类。由于这6类生物生产土地面积的生产能力差异很大， 计算出的各类生物生产土地面积不能直接相加， 因此必须对每种生物生产土地面积乘以均衡因子， 以转化为统一的、可比较的生物生产土地面积。目前采用的均衡因子分别为林地和化石能源用地为1114，耕地和建筑用地为2182，草地为0154，水域为0122。因此，在计算人均生态足迹时，需将各类生物生产土地面积乘以相应的均衡因子，用公式表示为:ef = Σrj ×aaj ( j = 1， 2， ⋯， 6) ②式中ef为经过均衡处理后的人均生态足迹， rj为均衡因子， aaj为各类生物生产土地面积， j = 1，生物生产土地面积。生态承载力是指一个区域实际提供给人类的所有生物生产土地面积(包括水域) 的总和。生态容量是区域内部所能提供的各种类型的生产性土地的数量， 计算方法为EC= N× ec= N ×E aj× rj× yj (j = 1~ 6) (3)式中: N 为人口数； ec 为人均生态容量( hm2 / 人) ； aj为人均生物生产面积； rj为均衡因子； yj 为产量因子； yj=ylj/ ywj， ylj 指某国家或区域的j 类土地的平均生产力； ywj为j 类土地的世界平均生产力。生态足迹是一种衡量人类对自然资源利用程度以及自然界为人类提供的生命支持服务功能的方法，它是一个可比的、可测度、涉及系统性、公平性和发展度的可持续发展综合评价指标。该方法从一个全新的角度来考虑人类社会经济发展与生态环境的关系，通过计算维持人类的自然资源消费量和同化人类产生的废弃物所需要的生态生产性空间面积大小，并与给定人口区域的生态承载力进行比较。 4结论生态足迹( ecological footprint)概念自1992年由WilliamRees提出，在MathisWackernagel协助下逐步完善以来，作为一种衡量自然资源可持续利用的生物物理定量评价工具，以其新颖的视角很快得到有关国际机构、政府部门和研究机构认可，众多学者进行了大量实证研究 。关于生态足迹的研究逐渐成为生态经济和可持续发展的研究热点。生态足迹的概念于1999年被引入国内，随后有关生态足迹的研究在国内迅速开展。正如上文所述，概括起来主要的研究如下：孙施文等介绍了生态足迹分析理论与方法， 徐长久等介绍了生态足迹的概念和模型，最初在国家层面的生态足迹研究有徐长久，万玉山，冯俊生等进行的中国1999年的生态足迹分析[ 3] ，区域生态足迹研究的实践成果最早见于宋庆新等计算的甘肃省1998年的生态足迹[4] ，岩佐茂等对广东省2001年的生态足迹进行了计算与分析，张保伟等采用动态分析法对杭州市的生态足迹进行了计算与分析[ 6 ] ，熊易寒等对西安市的生态足迹进行了计算与分析[ 7]。林培等运用生态足迹模型对黑龙江生态省建设第一阶段(2001～2005年)的生态足迹进行了时间序列的测度，将黑龙江省资源利用的动态特性融入到生态足迹模型中，在此基础上分析了黑龙江省的可持续发展状态[ 8] 。李福勤等以小波变换技术为基础，对中国1961～2005年人均生态足迹波动的突变时间及影响因素进行了多时间尺度分析[ 9-16 ] 。尤作亮等通过构建生态足迹分解模型，将中国1990～2004年生态足迹的动态变化分解为经济规模、产业结构和足迹强度这3种因素的变化效应，并对各分解效应进行了测度与分析[ 16-18] 。与发达国家相比，中国生态足迹的研究虽然提出并计算分析了如“万元GDP生态足迹”等概念[18-20] ，但整体上还比较滞后，目前的研究工作虽已涉及国家、地区、城市各个层面，但研究的区域大都集中在东西部地区的大尺度研究，而在中部地区的小尺度研究相对较少。      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