生态足迹的计算步骤

北京市生态安全格局

作者：俞孔坚王思思马强经历近三十年来的快速发展，我市面临这一系列资源环境制约，国土生态安全面临威胁：水资源严重短缺，河湖调蓄能力明显下降；土地后备资源不足，节约性和集约化利用程度有待提高；建成区“摊大饼”式扩张，城市空间结构不尽合理；景观破碎化趋势明显，绿色空间尚没有形成有机系统等[1-3]。如何从空间上协调社会经济发展和生态环境保护的关系，实现精明增长与精明保护的双赢，已经成为紧迫而现实的问题。鉴于上述问题，《北京市土地利用总体规划（2006－年）》提出的规划重点之一便是构建首都生态空间保护体系。此次规划修编中将城市生态安全格局（Ecological Security Pattern）理论和方法引入土地规划中，与传统的生态区划式生态空间保护体系的构建不同，城市生态安全格局更加强调维护城市生态系统结构和过程健康与完整。在我国，生态安全格局被认为是实现区域或城市生态安全的基本保障和重要途径[4-9]。 1 生态安全格局的概念生态安全格局以景观生态学理论和方法为基础，通过对各种生态过程（包括城市的扩张、物种的空间运动、谁和风的流动、灾害过程的扩散等）的分析和模拟，来判别对这些过程的安全与健康局有关建议以的景观元素、空间位置及空间联系，这种关键性元素、战略位置和联系所形成的格局就是生态安全格局[10-11]。生态安全格局旨在解决如何在有限的国土面积上，以最高效的景观格局、维护土地生态过程、历史文化过程、游憩过程等的安全与健康的问题。针对北京是生态问题，重点研究综合水安全格局、地质灾害安全格局、生物保护安全格局、文化遗产安全格局和游憩安全格局，并将他们整合为总体综合生态安全格局，形成北京市国土生态保护和未来城市可持续发展的生态基础设施。 2北京市生态安全格局 2.1 综合水安全格局快速城市化导致城市水文过程的根本改变：人口的快速膨胀导致水资源严重短缺；不透水铺装面积的增加知识内涝频发；雨水资源大量流失，亟待深度开发利用；地下水采补失衡，引起湿地萎缩；工程化措施对水文过程造成负面影响。城市水系统和水环境的完整与健康已成为制约北京可持续发展的关键环节。本文已恢复天然水文过程和维护城市雨洪安全为目标，运用ArcGIS空间分析技术，对洪水、地表径流等过程进行分析和模拟，构建洪水安全格局和雨水安全格局，并考虑地表和地下水源保护以及地下水补给，叠加形成综合水安全格局。

生态足迹

2013年个人生态足迹以下采用成分法计算生态足迹一、能源的生态足迹: 能源主要有电力。公式 a CO e e P E Q A /2= 式中: e A 分别为年内电力消耗所需的化石能源地面积; e Q 分别为电力消耗量;2CO E 为普通火电厂单位发电量的2CO 排放量;a P 为每公顷林地1年内可吸收的2CO 量。二、食物的生态足迹: 某类食物消费的土地占用面积一般计算见式: f f f P Q A = 。式中,f A 为计算年内某类食物消费的土地占用面积; f Q 为计算年内该类食物的消费量; f P 为生产该类食物的土地的平均生产力(世界粮农组织网站上查得)。主要食物分类中, 牛羊肉( 奶) 类产品的土地占用类别为牧草地; 猪、家禽、蛋、谷物、糖类与蔬菜等的土地占用类别为耕地; 鱼类的土三、垃圾的生态足迹:

垃圾的土地占用由垃圾堆放直接占用土地(即直接用地)与吸收垃圾降解而产生的化石能源地(即间接用地)两部分组成。间接用地的计算公式∑=+= W N i CH i co i i a w q q Q P A 1 )(1 4 2δ式中,w A 为计算年垃圾排放间接土地占用面积; i Q 为年内第i 种垃圾成分排放量; 2 CO i q 为第i 种垃圾成分CO 2 产生率;4 CH i q 第i 种垃圾成分4CH 产生率;δ为4CH 的GWP 当量系数; a P 为林地的平均木材生产力。四、纸张的生态足迹: 计算公式为:a w p p P q Q A /= 式中, p A 为计算年内纸张消费的土地占用面积; p Q 为计算年内纸张消费量; w q 为单位纸张产量的木材消耗; a P 为林地的平均木材生产力。五、水的生态足迹; 水的生态足迹主要就是由输送水与处理污水消耗的能量产生, 这2 种作业消耗的能源为电力、因此首先需要计算出计算年内输送水与处理污水的电力消耗量, 然后利用公式a CO e e P E Q A /2= 计算其土地占用面积, 土地类别为化石能源地。

生态足迹分析的基本概念

生态足迹分析的基本概念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。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需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（ecological productivity）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（ecologically productive area）是指具有生态生产能力的土地或水体。这种替换的一个可能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，从而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大类：（1）化石能源地（fossil energy land）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，我们应该储备一定量的土地来补偿因化石能源的消耗而损失的自然资本的量。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着资本。（2）可耕地（arable land）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（FAO）的报告，目前世界上几乎所有最好的可耕地，大约13.5亿hm2，都已处于耕种的状态；并且每年其中大约100万hm2的土地又因土质严重恶化而遭废耕。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0.25hm2了。（3）牧草地（pasture）即适用于发展畜牧业的土地。全球目前大约有33.5亿hm2的牧草地，折合

生态足迹

生态足迹生态足迹分析法是一种定量度量可持续发展状况的方法。主要用于旅游、规划等设计可持续发展方面的定量研究。生态足迹(EF)是二十世纪九十年代提出来的比较成功的可持续发展指标之一。科技名词定义中文名称: 生态足迹英文名字：ecological foot-print;ecological footprint 其他的名：生态占用定义：维持一个人、地区、国家或者全球的生存所需要的以及能够吸纳人类所排放的废物、具有生态生产力的地域面积。是对一定区域内人类活动的自然生态影响的一种测度。应用科学生态学（一级学科）；城市生态学、生态工程学和产业生态学（二级学科）定义：指生产区域或资源消费单元所消费的资源和接纳其产生弃物所占用的生物生产性空间。应用可科学资源科技（一级学科）；资源生态学（二）生态足迹（英文：Ecological footprint,EF）就是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（biologically productive areas），其含义就是要维持一个人、地区、国家或者全球的生存所需要的或者能够只纳人类所排放的废物的、具有生物生产力的地域面积。生态足迹估计要承载一定生活质量的人口，需要多大的可供人类使用的可再生资源或者能够消纳废物的生态系统，又称之为“适当的承载力”（appropriated carrying capacity）。生态足迹（ecological footprint）也称“生态占用”。是指特定数量人群按照某一种生活方式所消费的，自然生态系统提供的，各种商品和服务功能，以及在这一过程中所产生的废弃物需要环境(生态系统) 吸纳，并以生物生产性土地(或水域) 面积来表示的一种可操作的定量方法。它的应用意义是：通过生态足迹需求与自然生态系统的承载力(亦称生态足迹供给) 进行比较即可以定量的判断某一国家或地区目前可持续发展的状态，以便对未来人类生存和社会经济发展做出科学规划和建议。在20世纪90年代初由加拿大大不列颠哥伦比亚大学规划与资源生态学教授里斯（Willian E.Rees）和魏克内尔提出，生态足迹模型由张志强、许中民与1996年首次引入我国。生态足迹主要研究对象的各种消费转化为提供该消费量并吸纳废弃物所需要的生态生产性土地面积。定量测度人类对生态系统的冲击，并通过阻击与实际生态承载面积的对比，测量研究对象的可持续发展状况。生态足迹的研究方法主要有综合法、成分法、投入产出法。。它显示在现有技术条件下，指定的人口单位内（一个人、一个城市、一个国家或全人类）需要多少具备生物生产力的土地（biological productive land）和水域，来生产所需资源和吸纳所衍生的废物。生态足迹通过测定现今人类为了维持自身生存而利用自然的量来评估人类对生态系统的影响。比如说一个人的粮食消费量可以转换为生产这些粮食的所需要的耕地面积，他所排放的二氧化碳总量可以转换成吸收这些CO2所需要的森林、草地或农田的面积。因此它可以形

景观安全格局

摘要：景观中有某种潜在的空间格局，被称为生态安全格局(Security patterns，简称SP), 他们由景观中的某些关键性的局部，位置和空间联系所构成。SP对维护或控制某种生态过程有着异常重要的意义。SP的组分对过程来说具有主动，空间联系和高效的优势，因而对生物保护和景观改变来说具有重要的意义。生物的空间运动和栖息地的维护需要克服景观阻力来完成. 所以，阻力面(流动表面)反映了生物扩散和维持的动态. SP可以根据流动表面的空间特性来判别。一个典型的生物保护安全格局由源，缓冲区，源间联结，辐射道和战略点所组成，这些潜在的景观结构与过程动态曲线上的某些门槛相对应。本文揭示了一般流动表面模型的点和线的特征与景观生态学和保护生物学中的景观结构间的关系，证实了生态过程动态与趋势中某些门槛值的存在以及应用这些门槛值定义SP的可能性。SP可作为捍卫生物安全，维护生态过程的相对高效的空间战略。关键词：景观安全格局，生物保护，生态规划，景观生态，空间分析引言有一些基本的景观改变和管理措施被认为是有利于生物保护的，包括核心栖息地的保护、缓冲区、廊道的建立和栖息地的恢复等(Frankel and Soule, 1981; Harris, 1984; Noss and Harris, 1986; WRI et al. 1992; Smith and Hellmund, 1993; Forman, 1995;俞孔坚，李迪华，1997)。问题是如何定义缓冲区，如何设廊道或在何处引入栖息地斑块，才能最有效地影响生态过程，实现生物保护目的。这些问题对自然保护区的管理和规划以及更大范围内的景观或区域生态规划都具有战略意义，而在国际上引起重视。比较而言，有两类生态过程，垂直生态过程和水平生态过程。前者发生在某一地域单元之内，过程之状态直接反应其所依赖的资源的分布，如发生在某一地域单元内的地质，水文，植被和动物群落之间的生态过程。在处理这种垂直生态过程时，景观规划专业已发展了一整套完整的生态规划方法，集中体现为适宜性和可行性分析模型，它最早可以追溯到生态和规划家Patrick Geddes 或更早(见Faludi, 1987; Steiner et al 1987)。这一模式到I. McHarg (1956,1981)发展到了高峰，并被称为"千层饼"模式。对垂直生态过程的控制可以直接通过资源本身的改变来完成。水平生态过程则是发生在景观单元之间的流动或相互作用，如物种的空间运动，干扰和灾害的空间扩散。他们的空间动态很难通过"千层饼"模式来表达。生态学家和地理学家发展了众多的模型来描述水平生态过程(见Olsson, 1965, Bartlett, 1975; Sklar和Costanza, 1990)，如引力模型(Gravity model) 和潜在模型(Potential model)。更具体的模型诸如树木种子的扩散模型(Johnson, 1988; Frelich 等1993)。虫害扩散和火灾漫延模型(见Sklar and Costanza, 1990)。这些模型都可以形象地用潜在表面(Potential surface，Warntz, 1966)或趋势表面(Trend surface)(Chorley and Haggett, 1968)通过等值线来表达，如表示动物空间运动的潜在可能性和可达性表面(Surface of accessibility)。所以，要改变景观以控制水平生态过程，一条可能的途径是通过潜在表面判别和设计某种高效的景观格局。在19世纪Reech等人工作的基础之上，理论地理学家Warntz对流动表面进行了较全面的研究(1957, 1966, 1967)。他将表面用四种点的特征：峰(Peak)、陷(Pit)、关(Pass)和鞍(Pale)；两种线的特征：谷线(Course)

04生态足迹法及应用案例

技术资料4：生态足迹法及应用案例一、生态足迹法生态足迹EF（eco logical foot print）是20 世纪90 年代初提出的一种从生态学角度来衡量可持续发展程度的方法。生态足迹衡量在一定的人口与经济规模条件下，人类消耗了多少用于延续其发展的自然资源，并将人类活动对生物圈的影响归纳成一个数字，即人类活动排他性占有的生物生产土地。一个已知人口（个人、城市或国家）的生态足迹，即是生产相应人口所消费的所有资源和消纳这些人口产生的所有废物所需要的生物生产面积（包括陆地和水域)。将生态足迹同国家或区域范围内所能提供的生物生产面积相比较，能够判断一个国家或区域的生产消费活动是否处于当地的生态系统承载力范围之内。生态足迹对于可持续性的衡量是一种“强”可持续性的测量手段。当一个地区的生态承载力小于生态足迹时，即出现“生态赤字”；当其大于生态足迹时，则产生“生态盈余”。生态赤字表明该地区的人类负荷超过了其生态容量，要满足现有水平的消费需求，该地区要么从地区之外进口所欠缺的资源以平衡生态足迹，要么通过消耗自身的自然资本来弥补收入供给流量的不足。根据生产力大小的差异，生态足迹分析法将地球表面的生物生产性土地分为6 大类进行核算： 1）化石能源用地，用来补偿因化石能源消耗而损失的自然资本存量而应储备的土地；2）耕地，生物生产性土地中的生产力最大的一类土地；3）牧草地，即适于发展畜牧业的土地；4）林地，指可产出木材产品的人造林或天然林；5）建筑用地，包括各类人居设施及道路所占用的土地；6）水域，包括可以提供生物产出的淡水水域和海洋。生态足迹的计算步骤如下: 1.计算各种消费项目的人均生态足迹人均生态足迹分量A i 的计算公式为 A i = C i/Yi = （P i + I i - E i）/ （Y i ×N ）,

生物保护的景观生态安全格局

生物保护的景观生态安全格局俞孔坚，生态学报，1999，Vol.19, No.9:8-15 摘要景观中有某种潜在的空间格局，被称为生态安全格局(Security patterns，简称SP), 他们由景观中的某些关键性的局部，位置和空间联系所构成。SP对维护或控制某种生态过程有着异常重要的意义。SP的组分对过程来说具有主动，空间联系和高效的优势，因而对生物保护和景观改变来说具有重要的意义。生物的空间运动和栖息地的维护需要克服景观阻力来完成. 所以，阻力面(流动表面)反映了生物扩散和维持的动态. SP可以根据流动表面的空间特性来判别。一个典型的生物保护安全格局由源，缓冲区，源间联结，辐射道和战略点所组成，这些潜在的景观结构与过程动态曲线上的某些门槛相对应。本文揭示了一般流动表面模型的点和线的特征与景观生态学和保护生物学中的景观结构间的关系，证实了生态过程动态与趋势中某些门槛值的存在以及应用这些门槛值定义SP的可能性。SP可作为捍卫生物安全，维护生态过程的相对高效的空间战略。关键词：景观安全格局，生物保护，生态规划，景观生态，空间分析引言有一些基本的景观改变和管理措施被认为是有利于生物保护的，包括核心栖息地的保护、缓冲区、廊道的建立和栖息地的恢复等(Frankel and Soule, 1981; Harris, 1984; Noss and Harris, 1986; WRI et al. 1992; Smith and Hellmund, 1993; Forman, 1995;俞孔坚，李迪华，1997)。问题是如何定义缓冲区，如何设

廊道或在何处引入栖息地斑块，才能最有效地影响生态过程，实现生物保护目的。这些问题对自然保护区的管理和规划以及更大范围内的景观或区域生态规划都具有战略意义，而在国际上引起重视。比较而言，有两类生态过程，垂直生态过程和水平生态过程。前者发生在某一地域单元之内，过程之状态直接反应其所依赖的资源的分布，如发生在某一地域单元内的地质，水文，植被和动物群落之间的生态过程。在处理这种垂直生态过程时，景观规划专业已发展了一整套完整的生态规划方法，集中体现为适宜性和可行性分析模型，它最早可以追溯到生态和规划家Patrick Geddes 或更早(见Faludi, 1987; Steiner et al 1987)。这一模式到I. McHarg (1956,1981)发展到了高峰，并被称为"千层饼"模式。对垂直生态过程的控制可以直接通过资源本身的改变来完成。水平生态过程则是发生在景观单元之间的流动或相互作用，如物种的空间运动，干扰和灾害的空间扩散。他们的空间动态很难通过"千层饼"模式来表达。生态学家和地理学家发展了众多的模型来描述水平生态过程(见Olsson, 1965, Bartlett, 1975; Sklar和Costanza, 1990)，如引力模型(Gravity model) 和潜在模型(Potential model)。更具体的模型诸如树木种子的扩散模型(Johnson, 1988; Frelich 等1993)。虫害扩散和火灾漫延模型(见Sklar and Costanza, 1990)。这些模型都可以形象地用潜在表面(Potential surface，Warntz, 1966)或趋势表面(Trend surface)(Chorley and Haggett, 1968)通过等值线来表达，如表示动物空间运动的潜在可能性和可达性表面(Surface of accessibility)。所以，要改变景观以控制水平生态过程，一条可能的途径是通过潜在表面判别和设计某种高效的景观格局。

生态足迹计算

陕西省榆林市2006年生态足迹计算与分析资源与环境系 08级资源环境与城乡规划管理张笑然20080802004 田滢伟20080802016 胡庆贺20080802042 摘要:利用生态足迹计算模型和分析方法,对陕西省榆林市2006年的生态足迹和生态承载力进行了研究和分析。结果表明:榆林市人均生态足迹需求为 1.272hm2,人均生态承载力为 1.716hm2,人均生态盈余为0.444hm2,属于较小程度上可持续发展状态。关键词:陕西省榆林市；生态足迹；生态承载力；生态赤字；可持续发展 1.引言 1.1研究方法生态足迹分析法是近年来度量地区可持续发展程度的较为通行的方法。它是由加拿大生态经济学家William于20世纪90年代初提出的,通过测定现今人类为了维持自身生存而利用自然的量来评估人类对生态系统的影响,通过测量人类对自然生态服务的需求与自然所能提供的生态服务之间的差距,在地区、国家和全球尺度上比较人类对自然的消费量与自然资源的承载量,判定地区、国家或全球的可持续发展状况。近几年,生态足迹方法由于具有较为科学、完善的理论基础和精简统一的指标体系得到国内外学者的大量应用。生态足迹分析法从需求方面计算生态足迹的大小，从供给方面计算生态承载力的大小，通过二者的比较，评价研究对象的可持续发展状况。即：计算区域的耕地、草地、林地、水域、建筑面积等对应的土地面积,通过对比分析该区域的生态足迹产出和承载来评价该区域发展的可持续性程度. 生态足迹是在一定的社会经济规模条件下,维持特定人口的资源消费和废弃物吸收所必需的生物生产土地面积。一般计算公式为： EF = N ×ef = N ∑(αai) = N ∑(ci/pi) 其中,EF为区域总生态足迹；Ｎ为人口数;ef为人均生态足迹;α为均衡因子;ai为人均i种消费项目折算的生态生产性面积;i为消费项目类型;pi为i种消费品的平均生产能力;ci为i种消费品的人均年消费量。附：生态足迹测度中的土地类型及均衡因子说明生态足迹的有关概念： SEF：自然生态系统所提供的生态足迹

生态足迹的发展

Wackernagel等人的开创性研究 Willian Rees的博士生Wackernagel等曾对世界上52个国家和地区1997年的生态足迹进行了实证计算研究表明，全球平均人均生态足迹为2.8hm2，而可利用生物生产面积仅为2hm2，全球人均生态赤字0.8hm2。在计算的52个国家和地区中35个国家和地区存在生态赤字，只有12个国家和地区的人均生态足迹低于全球人均生态承载力。中国1997年的人均生态足迹为1.2 hm2，而其人均生态承载力仅为0.8 hm2，人均生态赤字为0.4 hm2。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35%，人类现今的消费量已超出自然系统的再生产能力，即人类正在耗尽全球的自然资产存量。世界自然基金会的《2004地球生态报告》为了让各个国家在占用了多少自然资源上“有账可查”，2004年，世界自然基金会(WWF)的《2004地球生态报告》使用了“生态足迹”这一指标，并列出了一份“大脚黑名单”。这份由WWF和联合国环境规划署共同完成的报告于2004年10月21日在瑞士格兰德正式发布。十几位来自WWF总部、挪威管理学院、美国威斯康辛大学和全球足迹网络的专家参与了研究，报告的数据来自联合国粮农组织、国际能源机构、政府间气候变化专门委员会以及联合国环境项目世界保护监测中心。在这份“大脚黑名单”上，阿联酋以其高水平的物质生活和近乎疯狂的石油开采“荣登榜首”———人均生态足迹达9.9公顷，是全球平均水平(2.2公顷)的4.5倍；美国、科威特紧随其后，以人均生态足迹9.5公顷位居第二。贫困的阿富汗则以人均0.3公顷生态足迹位居最后。中国排名第75位，人均生态足迹为1.5公顷，低于2.2公顷的全球平均水平。“但中国人口数目庞大，其人均生态承载能力(即大自然能够给予的消耗量)仅为0.8公顷，生态赤字高达0.7公顷，而全球的平均生态赤字为0.4公顷。”专家们认为，由于发展中国家的人均自然消耗量还将迅速增加，中国的整体生态形势更加不容乐观。报告显示，美国、日本、德国、英国、意大利、法国、韩国、西班牙、印度均是生态赤字很大的国家。“很简单，如果生态足迹超过了生态承载能力，就是不可持续的。为实现全球的可持续发展，每个人都有义务和责任来减少自然资源的消费，减小自身的生态足迹。”《报告》的主要作者、生态学家骆乔森(Jonathan Loh)说。报告说，巴西、加拿大、印度尼西亚、阿根廷、刚果、秘鲁、安哥拉、巴布亚新几内亚、俄罗斯、新西兰等国家由于国土面积辽阔、人口相对稀少或者位于热带亚热带地区，在“生态盈余(总生态足迹小于总生态承载容量)榜”上位居前列。“就在这些生态盈余国家的居民为全球生态环境作出贡献时，西方人正在以难以持续的极端水平消耗自然资源———北美人均资源消耗水平不仅是欧洲人的两倍，甚至是亚洲或非洲人的七倍。”专家们批评说，“如果全球的居民都达到美国居民的生活水平，人类将需要5个地球。”报告的作者们称，他们试图从另一角度寻找“谁应该对目前的全球生态危机负有更大责任”这一争论不休话题的答案。 “那些生态赤字较大国家的资源消耗量已经超过了本国的资源再生能力，其结果就是加剧了环境恶化，或者将这种生态危机通过原材料进口等国际贸易方式转移到了其他国家或地区。”郝克明还担心，大大小小的环保组织如何说服人们为了追求高水平生活而不去高破坏地消耗地球资源。“在目前，使政府、工业界和公众转向可再生能源，推广节能的技术、建筑和交通系统具有至关重要的意义。”马丁说。《亚太区2005生态足迹与自然财富报告》

GIS、RS技术与生态足迹方法在城市生态规划中的应用

GIS、RS技术与生态足迹方法在城市生态规划中的应用文献综述摘要：随着城市化进程的加快，城市生态环境问题越来越成为人们关注的重大问题。城市生态规划是实现城市社会、经济和环境协调发展的重要途径，已逐步成为了全球城市研究的热点，本文在对城市生态规划的概念及主要研究内容进行简要论述的基础上，对目前国际上比较流行的生态足迹理论的概念和计算方法，以及遥感和地理信息系统技术等在城市生态规划研究中的应用途径进行了综述。关键词：城市生态规划，生态足迹，GIS，RS，可持续发展 1 引言生态规划(Ecological planning)是指在没有任何有害的境况下或在多数无害的情况下，对土地某种用途的规划。从区域和城市人工复合生态系统的特点、发展趋势和生态规划所应解决的问题看，生态规划不应仅限于土地利用规划，而是应以生态学原理和城乡规划原理为指导，应用系统科学，环境科学等多学科的手段辩识、类比、设计人工复合生态系统内的各种生态关系，确定资源开发利用与保护的生态适宜度，探讨改善系统结构与功能的生态建设对策，促进人与环境关系的持续发展。生态规划的目的是：从自然要素的规律出发，分析其发展演变规律，在此基础上确定人类如何进行社会经济生产和生活，有效的开发、利用、保护这些自然资源要素，促进社会经济和生态环境的协调发展，最终使得整个区域和城市实现可持续发展。城市生态规划是与可持续发展概念相适应的一种规划方法，它将生态学的原理和城市总体规划、环境规划相结合，对城市生态系统的生态开发和生态建设提出合理的对策,从而达到正确处理人与自然、人与环境关系的目的。城市生态规划最基本的理论是生态平衡理论、可持续发展理论、生态适宜度理论。随着生态学理论及遥感和地理信息系统技术研究和应用的进展，一些新的理论和方法将应用于指导今后城市生态规划的实践，比如生态足迹理论。 2 生态足迹理论概述 2.1 生态足迹及其几个相关概念生态足迹理论是20世纪90年代,加拿大生态经济学家Rees提出生态足迹(Ecological Footprint)的概念,并由Wackernagel对其理论和方法加以完善。生态足迹又称生态占用,指一定人口所消费的资源和吸纳这些人口产生的废弃物所需要的生物生产性土地的总面积。通俗来讲，我们每个人都需要一定的地球表面来支持我

生态安全格局与国土空间开发格局优化

生态安全格局与国土空间开发格局优化 2012年11月8日，举世瞩目的中国共产党第十八次全国代表大会（以下简称十八大）在北京召开。此次大会工作报告的重要内容之一是非常具体而专业地表述了国土空间开发格局在生态文明建设中的意义，并使用了“生态安全格局”这样的专业词汇，明确提出其在优化国土空间开发格局中的地位：“国土是生态文明建设的空间载体，必须珍惜每一寸国土。要按照人口资源环境相均衡、经济社会生态效益相统一的原则，控制开发强度，调整空间结构，促进生产空间集约高效、生活空间宜居适度、生态空间山清水秀，给自然留下更多修复空间，给农业留下更多良田，给子孙后代留下天蓝、地绿、水净的美好家园。加快实施主体功能区战略，推动各地区严格按照主体功能定位发展，构建科学合理的城市化格局、农业发展格局、生态安全格局。” 一年之后，2013年11月12日，中国共产党第十八届中央委员会第三次全体会议进一步提出“加快生态文明制度建设”，并指出应“建立空间规划体系，划定生产、生活、生态空间开发管制界限，落实用途管制。健全能源、水、土地节约集约使用制度”，并具体提出应“划定生态保护红线，坚定不移实施主体功能区制度，建立国土空间开发保护制度，严格按照主体功能区定位推动发展。” 这其中涉及三个核心概念：国土利用的空间格局（包括城镇化格局、农业生产格局和生态安全格局）、生态红线和主体功能区。这三个概念明确了将国土作为生态文明建设空间载体的定位。而这其中有一个关键的学术概念“格局”，尤其是“生态安全格局”。生态安全格局的概念最早于1995年提出，是景观安全格局的一种。景观安全格局的精髓是把景观中的水平过程（包括雨洪过程、火灾蔓延、动物迁徙、城市扩张、农业开垦等）作为竞争性的空间控制和土地覆盖过程来理解，它们必须有效地克服空间阻力来完成这样的空间覆盖。换句话说，要维护某种过程的安全和健康，必须占据一个关键性的格局，这个格局就称为景观安全格局。景观安全格局研究主要针对中国国土和城市规划建设中面临的重大问题：紧张的人地关系问题，即保护和开发这两类基本的水平空间过程。在这两大类格局之下，可以细分为多种竞争性的控制和覆盖过程，形成包括农业用地、工业用地、城市建设用地、旅游用地等用地类型的格局。正如围棋中的“金角、银边、草肚皮”所描绘的，无论对白方或黑方来说，占据“角”和“边”这样的空间位置都至关重要。城镇化格局、农业生产格局、生态安全格局有时是互不相干的，但更多情况下是重叠的，如平原滨水地带，它们既是农业的高产地带，也是城镇建设的关键地段，更是保障生态安全的关键地段。必须强调的是，与围棋博弈不同的是，这场格局间主编俞孔坚译萨拉·雅各布斯张健的博弈不是非赢即输，而是以平衡与和谐为目标的多赢博弈。其理论支点是博弈论关于平衡点或者安全点的研究—事实上，安全格局概念本身最初也是受到了博弈论中的“安全点”的启发。生态安全格局是维护生态过程（如雨洪过程、动物栖息地和迁徙等）的安全和健康的关键性格局，即空间意义上的生态底线，或称为生态红线。由于生态过程在当今快速的城镇化过程中总是处于劣势，因此，确定生态安全格局、划定生态底线（生态红线）就显得格外重要，除了其科学的意义之外，还有环境伦理的意义。相仿，农业用地在中国的城镇化过程中也极易被侵噬，因此，耕地保护红线也至关重要。好在中国政府对粮食问题一直较为关注，所以有了“18亿亩耕地保护红线”的概念—这一数据的准确性暂且不论—但相对于生态安全格局来说，农业生产格局的保护要受重视得多。真正使生态安全格局被提升到今天这样高度的是十八大之后新一届政府的认识水平。过去30年的城市扩张带来的一系列生态安全危机日渐凸显，特别是近年来的城市洪涝问题日益严峻，生态危机已经成为危及人类生存的问题。但相较于农业生产格局，生态安全格局或生态底线空间的研究、规划和管理等则相对滞后得多。过去30多年，尽管在达成三个格局的和谐方面，我们已经失去了许多机会，但所谓“亡羊补牢，未为晚矣”，今天来推动关于生态安全格局和生态基础设施的研究仍然具有重要意义。而且，中国的经验将为其他发展中国家及早开展国土生态安全格局研究，以及协调生产、生活与生态三个格局提供借鉴。

四川省2008年生态足迹计算与分析

四川省2008年生态足迹计算与分析摘要：四川省位于中国西南地区，自然资源很丰富，最近几年四川经济发展逐渐变化。为了研究本地区资源的利用状况，本文采用2008年的数据进行了生态足迹计算与分析。结果表明：四川省的人均生态足迹需求为8.7117hm2/cap，生态承载力在扣除12%后为0.4404hm2/cap ，所以人均生态赤字为8.2713hm2/cap.说明了两个方面：一是四川省的生活，生产强度已经超过了生态足以承载的范围；二是四川省的资源利用表现出来的是低效率的。本着地区可持续发展的主旨，去调整和优化产业结构，提高能源的利用效率，从而使四川省资源利用向高效率发展，生态资源的发展向可持续方向转变。关键词：生态足迹；生态承载能力；可持续发展；四川省国际上关于生态足迹的研究始于20世纪70年代，Odum，讨论在能量意义上，被一个城市所要求的额外的“影子面积”（shadow areas），Jason等分析了波罗的海哥特兰岛渔业所要求的海洋生态系统面积。因为生态足迹的计算结果具有较强的可视性、操作性、移植性等特点，已经得到了有关国际机构、政府部门、研究机构的认同，成为度量可持续发展的一个重要方法。生态足迹通过建立生态账户计算在一定区域内的足迹消费和供给，最终以具有全球平均生态能力水平土地面积来表示，当人类消费的生态性土地面积大于生态系统可供人类利用的土地面积时表现为生态赤字，土地资源不可持续利用；反之则土地资源就表现为可持续利用的状态。一、生态足迹研究方法（一）生态足迹核算方法为了使可持续发展的衡量具有真正的区域可比性，在分析区域可比性发展状况时，需要引入均衡因子和均衡产量，将资源供给和消耗统一到全球一致的面积指标层面上去，均衡因子可以消除不同土地类型的土地生产力之间的差异；产量因子可以消除不同地区相同土地类型土地的生产能源之间的差异，本文采用的均衡因子均为国际公认的。（二）生态足迹核算模型生态核算模型由生态足迹需求和生态足迹供给两个模型组成。生态足迹需求包括生态资源消耗生态足迹需求和能源消耗生态足迹需求，在计算生物资源净消费时，需要经过均衡因子折算。（三）数据来源及处理一是生态足迹计算；二是生态承载能力计算；三是生态足迹与生态承载能力的比较；四是对生态足迹和生态承载能力的计算结果进行比较。如果生态足迹大

生态足迹方法及其应用探讨

生态足迹方法及其应用探讨　郭晓泽，于连生　（吉林大学环境与资源学院吉林　长春　１３００２３）　 email:zhb-xzguo@https://www.360docs.net/doc/0b6165949.html, 摘要：生态足迹法是一种衡量人类生存状态的一种量化方法，它将人类对环境的需求以及环境提供的服务归结到生物生产性土地面积的比较上。本文对生态足迹法的概念、相关理论以及计算模型应用等进行了阐述、探讨。　关键词：生态足迹，生态承载力，生物生产性土地面积，生态旅游　　人类进入了２１世纪，物质文明空前繁荣，世界经济也在快速发展，人类比以往任何时候都更加依赖于对自然的需求。但自然资源是有限的，靠过多的摄取自然资源来提升工业化国家的物质标准以及经济的增长，是难以持续的。人类要实现可持续，就必须生存在生态系统的承载力范围内]1[，所以人类首先要明确自己的生存状态。在１９８７年提出的“可持续发展”，作为一种全新的发展战略和发展观已经引起了世界各国的重视，但只有定量测度发展的可持续性状态才能实现其可操作性。基于这一思想，各国学者先后提出了一些富有价值的评价方法和指标体系，比较有影响的研究成果有Ｍｅａｄｏｗｓ等的世界资源动态模型]3,2[、Ｈｏｌｄｒｅｎ等的ＩＰＡＴ公式]4[、Ｄａｌｙ和Ｃｏｂｂ（１９８９）年提出的“可持续经济福利指数”（ＩＳＥＷ）、Ｃｏｂｂ等（１９９５）提出的“真实发展指标”（ＧＰＩ）、Ｐｒｅｓｃｏｔｔ　－Ａｌｌｅｎ（１９９５）提出的“可持续性的晴雨表”（ＢａｒｏｍｅｔｅｒｏｆＳｏｓｔａｉｎａｂｉｌｉｔｙ）模型等。但由加拿大生态经济学家Ｗｉｌｌｉａｍ和其博士生Ｗａｃｋｅｒｎａｇｅｌ于９０年代初提出的生态足迹法受到了人们越来越多的关注，它是一种度量可持续发展程度的方法，，它使人们认清人类对自然生态服务的需求与自然所能提供的生态服务之间的差距成为可能，从而明确了人类的生存状态。　１生态足迹法介绍　１．１　生态足迹法的定义　土地作为最重要的生产资料是人类生产生活所必须的，人类的一切生产生活活动都是在其上进行的。生态足迹法的定义（１９９６）是：任何已知人口（某个个人、一个城市或一个国家）的生态足迹是生产这些人口所消费的所有资源和吸纳这些人口所产生的所有废弃物二者所需要的生物生产性土地的总面积和水资源量。它将人类对自然生态服务的需求转化为提供这种需求所必需的生物生产性土地面积，并同国家和区域范围所能提供的这种生物生产性土地面积进行比较，进而判断人类的生存状态是否处于生态系统承载力范围内。　１．２　生态足迹法中使用的生物性生产面积的类型　在生态足迹核算中，根据生产力大小差异，生物生产面积主要考虑如下６种类型]6,5[化石燃料土地、可耕地、林地、牧草地、建筑用地和海洋。　（１）化石燃料土地（ｆｏｓｓｉｌｅｎｅｒｇｙｌａｎｄ）：人类消费生物化石燃料的同时释放了大量的 - 1 -

生态足迹的概念及计算模型

生态足迹的概念及计算模型张志强徐中民程国栋 (中国科学院寒区旱区环境与工程研究所冻工程国家重点实验室兰州730000) 摘要生态足迹是一种定量测量人类对自然利用程度的新方法。通过跟踪区域的能源和资源消费,将它们转化为提供这种物质流所必须的各种生物生产土地类型的面积,并同区域能提供的生物生产土地面积进行比较,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。介绍了生态足迹的概念及其计算模型,分析总结了模型的优缺点。关键词生态足迹生物生产土地面积计标模型定量测量 The Concept of Ecological.Footprints.and Computer Models Zhang Zhiqiang Xu Zhongmin Cheng Guodong (Frozen Earth Key State Engineering Laboratory Frigid and Arid Zone Environment and Project Research Institute China Academy of Sciences Lanzhou730000) Abstr act Ecological-Footprints.are a kind of new method of quantifiably measuring the extent of hu2 manity.s use of nature.Through following the tracks of consumption of energy and natural resources of a region,these consumption patterns provide information of areas,showing each type of land necessary for providing these material resources.Through comparison of these different areas providing natural re2 sources,we can quantifiable judge the scope within which that area.s capacity to provide can be developed. Here we give an introduction to the concept of ecological-footprints.and computer modeling,as well as analyzing and summarizing the strong and weak points of such a model. Key Words https://www.360docs.net/doc/0b6165949.html,nd Areas Providing Natural Resourecs Computer Modeling Quantifiable Measurement 自然生态系统是人类赖以生存和发展的物质基础,人类要实现可持续发展,人类社会就必须生存于生态系统的承载力范围内。从生态经济学的角度而言,就是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。但是从1987年世界环境与发展委员会(WCED)提出可持续发展的概念至今,世界的人口、贫困、消费日益增加,生物多样性锐减、草场退化、森林面积日益减少、土地荒漠化不断加剧,自然生态系统日见退化,人类生存在一个更加危险的世界中。许多事实表明,人类社会的发展正在远离可持续性。为了将可持续发展的概念变成现实的可操作管理模式,人类必须知道自己目前所处的状态,以及实现可持续发展还有多远的路要走。由于传统的国民经济帐户指标GNP(及其变种GDP)在测算发展的可持续性方面存在明显缺陷,为此,一些国际组织及有关研究人员从80年代开始就努力探寻能定量衡量一个国家或地区发展的可持续性指标。因此评价和监测可持续发展的状态和可持续发展的程度,这是当前可持续发展研究的热点与前沿。联合国开发计划署(UNDP)于1990年5月在其第一份5人类发展报告6中首次公布了人文发展指数(HDI);1992年联合国环境与发展大会后,建立/可持续发展指标体系0已成为国际上可持续发展研究的热点内容之一。随着研究的深入,可持续发展的各种指标体系不断提出,如绿色国民生产净值(绿色GNP)和可持续的经济福利指标(ISEW)等可持续性指标等。许多研究结果表明,发展的可持续性主要取决于自然资产。但是由于很难定量测量生态目标,这方面的研究进展一直较缓慢。在对生态状况的测量方面,即用具体的生物 8生态经济2000年第10期

北京城市扩张的生态底线_基本生态系统服务及其安全格局

19 【摘要】在土地极其有限、保护与发展压力同样巨大的形势下，科学判别和保护城市扩张的生态底线具有重要战略意义。探讨城市生态底线的科学内涵，提出通过构建生态安全格局保障城市的基本生态系统服务。以北京市为例，运用景观安全格局理论和ＧＩＳ技术，通过对水文、地质灾害、生物、文化遗产和游憩过程的模拟和分析，判别维护上述过程安全的关键性空间格局，构建不同安全水平的综合生态安全格局，特别是界定最低安全标准下的景观格局。并以生态安全格局为刚性框架，模拟北京城镇扩张格局。结果显示：基于生态安全格局的城镇发展格局，用尽可能少的土地，维护城市的基本生态系统服务，同时为城市发展提供充足的建设用地，是实现精明保护与精明增长的有效途径。【关键词】土地规划；生态系统服务；景观安全格局；生态底线；反规划；北京 ABSTRACT: With Beijing as an example, the mini-mum ecological security pattern is defined as the es-sential spatial pattern safeguarding the basic ecosys-tem services for the city. First, it defines the basic ecosystem services in Beijing, including hydrological regulation, geological disaster prevention, biodiversity and cultural services. Second, based on the theory of landscape security pattern and GIS models, ecological security patterns are designed to manage urban flood and storm water, prevent geological disasters, con-serve biodiversity, and protect cultural heritage and recreation. These patterns are integrated into a com-prehensive ecological security pattern with different security levels. The minimum ecological security pat-tern is then used as the framework to delineate future urban growth patterns. The results show that the ur- ban growth pattern based on ecological security pat-tern maintain the basic ecosystem services with the least land and provide full construction land for the city. It is an effective way towards the smart protec-tion and smart growth. KEYWORDS: land use planning; ecosystem service;landscape security pattern; ecological baseline; nega-tive approach to planning; Beijing １引言１．１关于生态系统服务和安全格局生态系统服务（Ｅｃｏｓｙｓｔｅｍｓ　Ｓｅｒｖｉｃｅｓ）是人类从生态系统中获得的产品和服务，是人类赖以生存的恩惠之源。通常，生态系统服务被归纳为４类：调节服务、供给服务、支持功能和文化服务［１－７］。然而在我国快速城市化进程中，不合理的人类活动极大地改变了生态系统的结构，导致生态系统提供服务的能力降低，严重威胁可持续发展和居民生活质量。如何在巨大的发展压力和较为脆弱的生态条件下，有效地维护和恢复城市的生态系统服务，协调城市发展和生态保护之间的矛盾，实现精明发展与精明保护，已成为当代中国学术界和政府决策部门所必须面对的严峻挑战。正如保护基本农田已成为我国粮食安全的底线一样，维护城市基本生态系统服务也应该成为我国城市生态安全的底线。当前，我国学者在城市生态系统服务价值评估、生态系统健康评价、景观格局变化与生态效应、生态安全等方面展开了卓有成效的研究［８－１４］。然而，对于人地关系高度紧张的快速城市化地区来说，更具现实意义的问题是：如何判别和保护城市扩张的生态底线？这方面的探讨有待进一步开展。从土地规划和城市空间扩张的角度来说，城【作者简介】俞孔坚（１９６３－），男，博士，北京大学景观设计学研究院院长，博士生导师。王思思（１９８３－），女，北京大学城市与环境学院博士研究生。李迪华（１９６７－），男，北京大学景观设计学研究院副院长。乔青（１９７９－），女，北京大学景观设计学研究院研究助理。【收稿日期】２００９－０８－１２【文章编号】１００２－１３２９（２０１０）０２－００１９－０６【中图分类号】ＴＵ９８４；Ｘ３２０１３【文献标识码】Ａ＊　北京市国土资源局资助项目“北京市生态安全格局战略研究”。 YU Kongjian; WANG Sisi; LI Dihua; QIAO Qing