城市生态足迹计算与分析_以广州为例
城市环境设计中的生态足迹评估研究探讨分析
城市环境设计中的生态足迹评估研究探讨分析在当今城市化进程迅速推进的时代，城市环境设计不再仅仅关注美观与功能，生态可持续性已成为至关重要的考量因素。
生态足迹评估作为一种衡量人类对自然资源需求和生态系统影响的工具，在城市环境设计中具有深远的意义和应用价值。
生态足迹这一概念，简单来说，就是衡量人类活动所需要的生物生产性土地和水域的面积。
它反映了人类对自然资源的消耗以及对生态系统产生的压力。
在城市环境中，从能源消耗、水资源利用到土地开发和废弃物处理，每一个环节都在留下生态足迹。
在城市环境设计中进行生态足迹评估，首先需要明确评估的范围和对象。
这可能包括城市的整体规划、某个特定的社区开发项目、公园或交通基础设施等。
以城市的整体规划为例，我们需要考虑城市的人口规模、经济活动类型、居民的生活方式等因素，来估算对各类资源的需求。
能源消耗是城市生态足迹的重要组成部分。
城市中的建筑物耗能、交通运输耗能以及工业生产耗能等，都对生态系统造成了巨大的压力。
在评估过程中，需要详细分析能源的来源，是依赖传统的化石能源还是可再生能源。
对于建筑物，要考虑其保温隔热性能、采光设计以及能源管理系统的效率。
交通方面，公共交通的普及程度、私人车辆的使用频率以及新能源汽车的占比等，都会影响能源消耗的生态足迹。
水资源的利用也是评估的关键环节。
城市的供水系统、居民的用水习惯、工业用水和污水处理等都需要纳入考量。
高效的水资源管理可以显著减少生态足迹。
例如，推广节水器具的使用、建设雨水收集和回用系统、优化污水处理工艺以实现中水回用等措施，都有助于降低水资源消耗和污染。
土地利用在城市环境设计中占据核心地位。
城市的扩张往往导致大量的农田和自然栖息地被侵占。
评估土地利用的生态足迹时，要关注城市的发展模式，是紧凑式发展还是蔓延式发展。
紧凑式城市发展可以减少对土地的需求，提高土地利用效率，同时降低基础设施建设和服务提供的成本。
此外，保护城市中的绿地、湿地和生态廊道对于维持生态平衡和生物多样性至关重要。
2003-2007年广州市生态足迹动态研究
环境 科 学 与 管理
ＥＮＶＩ ＲＯＮＭ ＥＮＴＡＬ ＣＩ ＮＣＥ Ｓ Ｅ ＡＮＤ ＡＮＡＧＥＭ Ｅ Ｍ ＮＴ
Ｖ０ ５ Ｌ３ Ｎ １ ０ Ｏｃ．２ ｌ ｔ Ｏ０
文章编 号 ：６ ４－ １９ ２ １ ）０— １２— ５ １ ７ ６ ３ （０ ０ ｌ ０ ３ ０
１９０９ｈ ，０５年２０ ９３ｈ ，０６年２ ０ ５８ｈ ，０７年２ ２７１ｈ ； 均生 态承 栽力依 次为 ２０ ．３ ａ２０ ．３ ａ ２０ ．９ ａ ２０ ．４ ａ人 ０ ３年Ｄ ２３２ ． ６ ｈ ，０４ｇｏ ２９ｌｈ ，０ ５釉 ．５ ａ２ ０ － ．３ ａ２ ０ ａ２ ０ －．５ ａ２０ ２ ３９ｈ ，０６ｇｏ ２ ８７ｈ ，０７年０２ ６２ｈ ； ．１ ａ 生态赤字呈逐 年增加 的趋势 ， 从 ２０ ０３年的１４ ８４ｈ 上升到 ２０ 年 的２０ ０９ｈ ， ．３ ａ ０７ ．３ ａ根据计算得 到的广州 市生态赤 字的现状值 ， 分析 了生态赤 字的成因， 为广州市可持续发展 提供 生态承载力的参考指标。 关键词 ： 生态足迹 ； 生态承载 力； 生态赤字 ； 州市 广 中圈分类号 ：２ Ｘ２ 文献标识码 ： Ａ
ｊｄ ｎ ｅ ｕｔｉａｌ ｅｅ ｐ ｅ ｔ ｆｔ ｏ ｎ ｏ ｒｇｏ ． ｈ ａ ｅ ｑａ ｔａｉ ｌ ｓ ｄｅ ｅｅｏ ｇｃｌｏｔｒ ｔ ｎ ｃｌ ｉａ ｕｇ ｇ ｈ ｓ ｎｂｅｄｖｌ ｍ ｎ ｃｕ ￣ ｒ ｅｉｎ Ｔ ｅｐｐ ｒ ｕ ｉ ｔ ｅ ｔ ｉｄｔ ｃｌ ｉａ ｆ ｐ ｎ ａ ｅｏ ｇｃｌ ｉ ｔ ｓ ａ ｏ ｏｔ ｎ ｔ ｖｙ ｕ ｈ ｏ ｏ ｉ ｄ ｏ
ｏ ０ ｆ ｒ ０ ７；Ｔ ｅ ｐ ｒｃ ｐ ｔ ｃ ｌ ｇ ｃ ａ ｒ ｉ ｇ ｃ ｐ ｃｔ ａ 、 ． ６ ｈ ｏ ０ ３， ２ ９ ｌ ａ ｆ ｒ ０ ４，０ ２ ３ ９ ｈ ｒ２ ０ ｅ ｒ ， ２ ｈ ｅ ａ ｉ ｅ ｏ ｏ ｉａ ｃ ｒｙ ｎ ａ ａ ｉ Ｗ ０ ２ ３ ２ ａ ｆ ｒ ０ ０． ５ ｈ ０ ａ ｌ ｙ ｓ ２ ｏ ２ ． ５ ａｆ ０ ５ ｙ ａ ｓ ｏ
什么是生态足迹如何计算和减少
什么是生态足迹如何计算和减少在我们的日常生活中，可能经常听到“生态足迹”这个词，但你真的明白它是什么意思吗？又该如何去计算和减少它呢？今天咱们就来好好聊聊这个话题。
首先，咱们来弄清楚什么是生态足迹。
简单来说，生态足迹就是衡量人类对自然资源的需求和自然界所能提供的资源之间的关系。
它反映了人类活动对地球生态系统造成的压力。
想象一下，我们每个人的生活都需要消耗各种资源，比如食物、水、能源，同时也会产生废弃物。
这些消耗和排放加在一起，就构成了我们的生态足迹。
生态足迹的概念很重要，因为它能帮助我们了解人类活动对地球的影响程度。
如果我们的生态足迹超过了地球的承载能力，那就意味着地球的资源在逐渐减少，生态系统可能会受到破坏，从而引发一系列的环境问题，比如气候变化、生物多样性减少、水资源短缺等等。
那生态足迹是怎么计算的呢？这可不是一个简单的过程。
一般来说，计算生态足迹需要考虑多个方面。
比如说，我们要计算消耗的粮食所对应的土地面积，这包括种植庄稼所需的耕地；还要计算能源消耗对应的土地面积，像是开采石油、煤炭等所需的土地；以及水资源消耗对应的水域面积等等。
具体计算的时候，会用到一些复杂的公式和数据。
通常会把各种资源的消耗转化为相应的生物生产性土地面积，比如耕地、林地、草地、水域等。
然后把这些面积加起来，就得到了总的生态足迹。
为了让大家更好地理解，咱们来举个简单的例子。
假设一个人每天要吃一定量的粮食、水果和蔬菜，这些食物的生产需要占用一定的耕地。
同时，这个人每天还要使用一定量的水电和燃气，这些能源的获取和生产也会占用一定的土地和水域。
把这些消耗所对应的土地和水域面积加起来，就是这个人一天的生态足迹。
既然知道了什么是生态足迹以及如何计算，那接下来咱们聊聊怎么减少生态足迹。
第一，减少能源消耗是关键。
在日常生活中，我们可以尽量少用那些高能耗的电器，比如空调、电暖器等。
出门的时候记得随手关灯，电器不用的时候拔掉插头。
在选择交通工具时，尽量多乘坐公共交通，比如地铁、公交车，或者选择骑自行车、步行，如果距离不是很远的话。
城市环境设计中的生态足迹评估
城市环境设计中的生态足迹评估在当今城市化进程飞速发展的时代，城市环境设计已成为塑造城市形象、提升居民生活质量的关键因素。
然而，在追求美观与功能性的同时，我们不能忽视一个重要的考量——生态足迹评估。
这一评估方法为我们提供了一个衡量城市发展对生态系统影响的有效工具，有助于实现可持续的城市环境设计。
生态足迹，简单来说，就是衡量人类对自然资源的需求和自然界所能提供的资源之间的差距。
在城市环境设计中，它涵盖了从土地利用、能源消耗到水资源管理等多个方面。
当我们规划一座新的城市公园、设计一栋商业建筑或者布局一个住宅区时，这些决策背后都隐藏着对生态资源的索取和影响。
首先，让我们来看看土地利用在生态足迹评估中的重要性。
城市的扩张不可避免地会占用大量土地，原本的农田、森林或者湿地可能会被转化为建设用地。
这种土地用途的转变不仅直接减少了生态系统的服务功能，如土壤保持、水源涵养和生物多样性保护，还可能引发一系列连锁反应。
例如，大面积的硬化地面会增加雨水的径流速度，导致洪水风险增加，同时也降低了地下水的补给能力。
能源消耗是城市环境设计中另一个关键的生态足迹因素。
从建筑物的照明、供暖和制冷，到交通运输系统的运行，都需要消耗大量的能源。
而目前，大部分城市的能源供应仍然依赖于化石燃料，其开采和使用过程会产生大量的温室气体排放，加剧全球气候变化。
在城市规划中，如果能够合理布局功能区域，减少居民的通勤距离，推广公共交通和绿色出行方式，将有助于降低能源消耗和相应的生态足迹。
水资源管理也是生态足迹评估中不可忽视的一环。
城市居民的日常生活、工业生产和绿化灌溉都需要消耗大量的水资源。
如果城市的供水主要依赖于远距离调水或者过度开采地下水，不仅会增加水资源的压力，还可能引发生态失衡。
在城市环境设计中，通过采用节水器具、建设雨水收集和回用系统，以及优化城市水系的布局，可以提高水资源的利用效率，减少对外部水资源的依赖。
除了上述直接的资源消耗，城市环境设计中的生态足迹还包括废弃物的产生和处理。
广州市花都区2004年生态足迹和生态承载力计算分析
ｃ ｉ ——第 种商品的人均消费量 ，ｓ ； ｋ／ 人 ０ ——第 种商品对应的第 ． 类土地 的均 衡 因子 ；
— —
能源用地 、 耕地 、 草地 、 林地 、 建筑用
的生物生产 ｆ土地面积的总和【】 生 ｌ。将一个国家或地 － ３ 区的生态足迹和生态承载力进行 比较 。可判断该 国
２ 计算模型
２１ 生态足迹的计算模型 ．
生产土地 的实际面积是无法直接进行对 比的，需对 不同类型的面积进行调整 。这可以通过引进一个产 量因子来实现，即某个 国家或地区某类型土地平均
Ｗｉｉ 和 Ｗａｋｒａｅ ｕ 锄 ｃｅ ｇ 提出的生态足迹分析法 生产力与世界同类土地平均生产力的比率。将现有 ｎ 是基于以下 ２ 条假设 ： 人类消费的大多数资源和 的耕地 、 ① 草地 、 林地 、 建筑用地 、 水域等物理空间的面
维普资讯
第２卷第 １ ２ 期
２０ ０ ７年 ３月
广 州 环 境 科 学
ＧＵＡＮＧ ＺＨＯＵ Ｅ ＮＶＩ ＮＭＥＮＴ Ｃ ＥＮ Ｓ ＲＯ ＡＬ Ｓ Ｉ ＣＥ
Ｖｏ． Ｎｏ １ １ ２２， ． Ｍａ ． ０ ７ ２ ｒ２ ０ ５
广州市花都 区 ２ ０ ０ ４年生态足迹和生态承载力计算分析
产生的废弃物可以计算 ； 这些资源和废弃物可以 积乘 以相应的均衡 因子和产量因子 ，就可以得到世 ② 换算成生产这些资源和同化这些废弃物所需要 的生 界平均生态承载力， 其计算公式［ 为 ： ４ ］ ９ ４
收稿 日期 ：２０ —２ １，修改稿收到 日期 ：２０ — １２ ０６ １—３ ０７０—９
表 ３ 花都 区 ２ ０ ０ ４年 能源 消费生态足迹
电力
５２６ ‘ １． ｌ １０ ２ ２ １ ４ ００ ８ｓ ７ １
广州市生态环境可持续发展能力分析——基于修正的生态足迹法
项最 终消 费的量 都可追 溯到 提供 生产该 消 费所需
第２期
胡贵平等 ： 广州市生态环境可持 续发展 能力分析
９ ７
承载力 范 围内 ， 进而 判定 可持续 发展 状况 ． 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 ， 基本 思 想 是 人类 的每 其
一
超 出了 自 然系统的生态服务能力和环境 自净能力，
没有完整地描述所有的压力， 特别是对于环境污染 的生态影响未作任何考虑． 对于人群及其生产经营
活 动密集 的城市而言 ， 环境污染 问题尤 为突 出， 有针
对性地补充完善生态足迹的指标体系， 以准确把 可 握城市可持续发展状况， 促进可持续发展研究 的深 入． 本文提出修正的传统生态足迹分析方法 ， 就广州 市 ２０ －２０ ０２ ０７年的生态足迹进行动态分析和横 向
文章编号 ： ００—５６ （０ ０ ０ ０ ９ ０ １０ ４３ ２ １ ）２— ０６— ５
广 州 市 生 态 环 境 可 持 续 发 展 能 力 分 析 — —Biblioteka 基于修 正的生态足 迹法
胡贵平 ， 龙志和 ， 李 敏 ， 任通先
（ 华南理工大学经济 与贸易学院， 广东广州 ５ ０４ ） １６ １
热 内卢 世界环发 大会上 被确认为人类 共 同的发展 战 略． 而 ， 然 对各 国各地 区的可持续 发展程度进 行有效 和客观的度 量仍 是 世界 性 难 题．０世 纪 ９ ２ Ｏ年 代 以 来， 国际上提 出了许多 富有价值 的可持续发展评价 方 法 ， 中“ 其 生态足迹法” 能够 明确界定 区域生态 的可持 续发展状态 ， 评价结果直观明 了， 具有 区域 可 比性 ， 很 快得到有关 国际机构 、 府部 门和研究 机 构 的认 可 ， 政 成为可持续发展度量 中的一个重要方法¨ ． 生态 足迹分析法是 ２ ０世纪 ９ ０年代 由加拿大 生
基于属性识别理论的城市生态安全评价——以广州市为例
ｈｔ：ｗ ． ｅｃ． ｒ ｔ ＃ ｗｗｊ ｓｉ ｏ ｐ ｅ ｃｎ
Ｅ— ｉ ｅ ｉ ｒ ｅ ｓｉ ｏ ｍａｌ ｄｔ ＠ｊ ｅｃ． ｍ ： ｏ ｃ
生 活 、健康 、安乐 、基本权 利 、生活保 障来 源 、必 要 资源 、社会秩 序 和人类适 应环境 变化 的能力 等方 面 不受威 胁 的状态 【，它 包括 自然 、经济 和社 会生 ２ Ｊ
态安全 ，组成 一个 复合人 工生态 安全 系统 ；狭 义上 的生 态安全 是指 自然 和半 自然 生态 系统 的安全 ，即
法Ｌ、物元评判法【、 ３ Ｊ ８ 主成分投影法Ｉ ） Ｊ ３ 、生态承载 ］
力 模 型法 （ 如生 态足 迹法 ） 观 生态 模 型 （ 、景 如景 观 生态安 全格 局法 ） 。这些 评价 方法 各有其优 缺 等
点 和不 同的适 用 范 围。 由我 国数 学 家程 乾生教 授
提 出 的属 性 识别 理 论 在 有 序 分 割 类 和 属性 识 别 准 则 的基础 上 ，能对事 物进行 有效 识别 和 比较 分析 ，
市 生 态 系统 在 保 持 其 结 构 与 功 能不 受 威 胁 或少 受 威胁 的健康 、平衡状 态 的前提下 ，能够 为人类 的生 存 和经济社 会 的可持续 发展 提供稳 定 、均衡 的各种
人 民生活 质量 的提高 ，威胁 到人类 的生存 。在这种
背 景下 ， 生态 安全 引起越来 越广 泛 的关 注 。１８ 年 ９９ 国际 应 用 系统 分 析 研 究 所提 出 了生 态 安 全 广义 和 狭 义 的 ２种概 念 【：广义上 的生 态安全 是指 在人 的 Ｊ Ｊ
生态足迹模型在生态旅游环境承载力评价中的应用
六 生态足迹供给计算模型
在计算生态足迹的供给（生态承载力）时，由于不同国家 或地区的资源禀赋不同不仅单位面积不同类型的土地生物 生产能力差异很大，而且单位面积同类型生物生产土地的 生产力也有很大差异。因此，不同国家或地区同类生物生 产土地的实际面积是不能直接对比的，需要对其进行调整。 不同国家或地区的某类生物生产面积所代表的局地产量与 世界平均产量的差异可用产量因子（yieid factor）来表示。 产量因子是某个国家或地区某类型土地的平均生产力与世 界同类土地的平均生产力的比率，例如耕地面积的产量因 子为l.66，表明耕地的生物产出率是世界耕地平均产出水平 的l.66倍。将现有的耕地、草地林地、建筑用地、水域等物 理空间的面积乘以相应的均衡因子和产量因子，就可以得 出带有世界平均产量的世界平均生态空间面积———生态承 载力。
生物资源与能源消费量确定之后，根据生态足 迹的计算公式将生物资源和能源消费转化为提 供这类消费所需要的生物生产性土地面积，结 果见表2、表3。
生物资源与能源消费量确定之后，根据生态足迹的计 算公式将生物资源和能源消费转化为提供这类消费所 需要的生物生产性土地面积，结果见表2、表3。通过 计算汇总，得出广州市2000年生态足迹的需求及供给 的最终结果，见表4。其中生态足迹的需求部分是前面 计算的汇总。均衡因子的选取来自世界各国生态足迹 计量研究报告。而生态足迹的供给则反映广州本地的 资源供给能力，本研究采用的产量因子是Wackernaged 文献中计算中国生态足迹时的产出因子取值的2倍（通 过统计年鉴的数据估算，可认为广州市土地生产力约 为全国的2倍左右）。同时出于谨慎考虑，在计算广州 生态足迹的供给时扣除了12%的生物多样性保护面积。
（1）计算模型
EF=N·ef=N·rj·Z（aai）=N·rj·Z（ci/pi） 式中：EF为总的生态足迹；N为人口数；ef为人 均生态足迹；ci为i种商品的人均消费量；pi为i种 消费商品的平均生产能力；aai为人均i种交易商 品折算的生物生产面积，i为消费商品和投入的类 型；rj为均衡因子，因为单位面积耕地、化石燃 料土地、牧草地、林地等的生物生产能力差异很 大，为了使计算结果转化为一个可比较的标准， 有必要在每类型生物生产面积前乘上一个均衡因 子（权重），以转化为统一的、可比较的生物生 产面积，j为生物生产性土地类型。
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其计算公式为 : EF = N ·ef = N ·rj·∑( aai) = N ·rj·∑( ci/ pi) 式中 : EF 为总的生态足迹 ; N 为人口数 ; ef 为人均生态足迹 ; ci为 i 种商品的人均 消费量 ; pi为 i 种消费商品的平均生产能力 ; aai为人均 i 种交易商品折算的生物生产面 积 , i 为消费商品和投入的类型 ; rj为均衡因子 , 因为单位面积耕地 、化石燃料土地 、牧 草地 、林地等的生物生产能力差异很大 , 为了使计算结果转化为一个可比较的标准 , 有必 要在每类型生物生产面积前乘上一个均衡因子 (权重) , 以转化为统一的 、可比较的生物 生产面积 , j 为生物生产性土地类型 。
在计算生态足迹的供给 (生态承载力) 时 , 由于不同国家或地区的资源禀赋不同 , 不 仅单位面积不同类型的土地生物生产能力差异很大 , 而且单位面积同类型生物生产土地的 生产力也有很大差异 。因此 , 不同国家或地区同类生物生产土地的实际面积是不能直接对 比的 , 需要对其进行调整 。不同国家或地区的某类生物生产面积所代表的局地产量与世界 平均产量的差异可用产量因子 (yield factor) 来表示 。产量因子是某个国家或地区某类型 土地的平均生产力与世界同类土地的平均生产力的比率 , 例如耕地面积的产量因子为 1166 , 表明耕地的生物产出率是世界耕地平均产出水平的 1166 倍 。将现有的耕地 、草地 、 林地 、建筑用地 、水域等物理空间的面积乘以相应的均衡因子和产量因子 , 就可以得出带 有世界平均产量的世界平均生态空间面积 ———生态承载力 。
(2) 可耕地 : 它是从生态角度看最有生产能力的生物生产性土地类型 , 它所能聚集的 生物量是最多的 。根据联合国粮农组织的报告 , 今天世界上平均每人的可耕地面积已不足 0125ha 。而城市耕地的缩减速率更快 ,随着城市的不断发展 ,建筑用地侵占大量耕地 ,城市 耕地供给远远不能满足城市人群对耕地产品的需求 ,这就需要从外地大量输入粮食等产品 。
摘要 : 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 215ha/ 人 , 当地生态承载力为 012ha/ 人 , 生态足迹是生态承载力的 12 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 。 关 键 词 : 生态足迹 ; 生态承载力 ; 城市可持续发展 ; 广州 中图分类号 : F06212 ; X17114 ; X22 文章编号 : 100020585 (2003) 0520654209
生态足迹的概念是由加拿大 William Rees 教授于 1992 年首先提出的[2 ] , 随后他和学 生 Wackernagel 博士提出具体的计算方法[3 ] , 并估算了 52 个国家和地区的生态足迹 。自 此以后 , 生态足迹受到学术界的广泛关注 , 很多国外学者对其理论 、方法作了大量研 究[4～8 ] 。国际生态经济学会会刊《生态经济学》杂志于 2000 年推出以生态足迹为主题的 专刊 , 深入讨论了生态足迹理论方法中的优缺点 。国内学者近几年也对生态足迹产生了浓 厚的兴趣 。杨开忠等人系统地介绍了生态足迹分析法的理论框架 、指标体系和计算方法 , 对其应用前景作出评价[9 ] ; 徐中民 、张志强 、陈东景等人采用生态足迹的理论与方法先 后对我国张掖地区 1995 年 、甘肃省 1999 年 、新疆自治区 1999 年 、直至西部 12 省区进行 了生态足迹计算与分析 , 取得了一定的研究成果[10～13 ] 。他们的研究区域多集中于中国西 部省区 , 对单个城市的生态足迹研究较少 。本文拟将生态足迹的理论与方法引入到城市生 态系统研究中 , 以城市生态足迹定量表示城市的经济活动对自然生态系统造成的压力及其
城市是人类活动集中的地区 , 也是人类活动对自然生态系统产生压力最大的区域 。一 个城市的生态足迹 , 就是支撑该城市经济和社会发展所需要的生态上具有生产力的土地面 积 。应该注意到 , 城市生态系统具有开放性 , 城市与外界存在物质 、能量和信息等方面的 交换 , 城市需要不断从其他地方摄入大量的物质 、能量 , 惟有如此才能维持城市人口的现 有生活水平和生活质量 。也就是说 , 城市发展所需的生态生产性土地供给绝不仅仅是城市 内部 , 对外部供给的依赖性也很强 。因此 , 城市生态足迹的需求一般都会大于城市所供给 的生态生产性土地面积 。那么通过生态足迹需求是否大于供给来判断城市是否处于可持续 发展状态显然是不可取的 。但生态足迹的理论对研究城市生态系统 、建设生态城市仍具有 指导意义 。有学者认为 , 从生态足迹的理论出发 , 生态城市就是指 , 在保证城市各项功能 正常运行和维持居民较好生活质量的前提下 , 尽量减少人均生态足迹 , 使城市生态足迹面 积尽量缩小的城市[16 ] 。因此通过城市生态足迹的计算与分析 , 可以定量测度城市人类活 动对生态系统产生的压力和影响程度 , 为城市生态建设提供新的思路和方向 。
第 22 卷 第 5 期 2003 年 9 月
地 理 研 究 GEO GRAPHICAL RESEARCH
Vol. 22 , No. 5 Sept . , 2003
城市生态足迹计算与分析
———以广州为例
郭秀锐1 ,2 , 杨居荣1 , 毛显强1
(11 北京师范大学环境科学研究所 , 北京 100875 ; 21 北京工业大学环境与能源工程学院 , 北京 100022)
(3) 草地 : 即适合于发展畜牧业的土地 。全球目前大约有 3315 亿 ha 的草地 , 折合人 均约 016ha 。城市各种类型土地中草地比例最小 , 而且大多数草地并不提供畜牧业产品 , 而是供人们观赏和休闲娱乐的 , 因而城市草地的平均生产力更小了 。城市畜牧业产品的供 给多是依靠从外地输入 。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ郭秀锐 等 : 城市生态足迹计算与分析
655
程度 , 由此为城市生态建设及可持续发展提供合理的对策建议 。
1 城市生态足迹的概念及内涵
人类依赖于生物圈 , 生物圈为人类基本生活提供了稳定的供应 : 既包括人类经济活动 和生活所用的大量资源 , 同化废弃物所需的生态沉积能力 , 也包括许多非消费性的生命支 持服务[14 ] 。人类对自然生态系统的这种耗用和影响程度即称为生态足迹 。更形象地说 , 生态足迹是指 : “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”[15 ] 。生态足迹分析法的思路是 , 人类要维持生存必须消费各种产品 、资源和服 务 , 人类的每一项最终消费的量都可追溯到提供生产该消费所需的原始物质与能量的生态 生产性土地面积 。在一定技术条件下 , 要维持某一物质消费水平下的某一人口的持续生存 必需的生态生产性土地的面积即为生态足迹 。这是人类对生态足迹的需求 , 而自然所能提 供的为人类所利用的生态生产性土地面积则为生态足迹的供给 (也可作为对生态承载力的 测度) 。如果生态足迹的需求小于供给 , 则认为人类经济社会的发展在自然生态系统承受 范围之内 ; 相反 , 如果需求大于供给 , 则认为人类社会的发展处于不可持续状态 。
自可持续发展的概念提出以来 , 定量测度可持续发展便成为重要的研究内容之一 。国 际上先后出现了一些直观的 、易于操作的可持续指标体系及其定量评价方法 。如绿色国内 生产总值 (绿色 GDP) 、可持续的经济福利指标 ( ISEW) 、真实发展指标 ( GPI) 、可持续 的晴 雨 表 (Barometer of Sustainability) 等[1 ] 。生 态 足 迹 分 析 方 法 ( ecological footprint analysis) 是近年来发展的测度生态可持续发展的定量方法 , 它同时也是度量人类活动对 生态系统的压力和影响的一条新途径 。
(1) 化石燃料土地 : 是指人类应该留出用于吸收 CO2的土地 。因为 CO2浓度的变化对 人类的生存至关重要 , 人类应该拿出一部分土地用于吸收 CO2 。城市是人类活动最集中的 区域 , 为维持城市人群的生产和生活活动 , 需要消耗大量的能源 , 也会排放大量的 CO2 , 因而城市人群对化石燃料土地面积的需求是很大的 。
生态承载力计算公式 : EC = N ·ec = N ·∑aj·rj·yj ( j = 1 , 2 , 3 , ……6) 式中 : EC 为区域总生态承载力 ; N 为人口数 ; ec 为人均生态承载力 ( ha/ 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/ yw j , ylj指某国家或区域的
(5) 建筑用地 : 包括各类人居设施及道路所占用的土地 。这类土地的世界人均拥有量 现已接近 0103ha 。由于人类大部分的建筑用地都位于最肥沃的土地上 , 因此建筑面积的 增加意味着生物生产量的明显降低 。随着城市化进程的加速 、城市人口增加 , 必然会扩大 对建筑面积的需求 。
(6) 水域 : 海洋覆盖了地球上 366 亿 ha 的面积 , 相当于人均 6ha 。但海洋里 95 %的 生态生产量归功于这 6ha 中的 015ha 。目前海洋的生物产量已经很大 , 在干旱区的城市或 地区中 , 其供给几乎为零 。在水资源丰富的南方城市 , 水域面积的比例较大 。 212 生态足迹供给的计算模型