城市生态规划下生态承载力分析方法与具体应用

（2）城市规划迫在眉睫，生态状况考虑优先
城市生态承载力分析是建设优质生态城市的前提，城市发 展带来城市建设用地的扩张及环境污染的加重，使城市发展可 持续性降低，威胁人类对优质生存环境的向往。生态环境承载 力原理是城市生态规划的基本原理之一，指正常情况城市生态 系统维系其自身健康、稳定发展的潜在能力，主要表现为城市 生态系统对可能影响甚至破坏其健康状态的压力产生的防御能 力、在压力消失后的恢复能力及为达到某一适应环境、社会、 经济的可持续发展的能力。城市的发展建立在资源承载力、环 境承载力与社会经济发展能力的基础之上。生态承载力是人类 社会经济活动与生态环境之间的联系界面,通过探讨社会一经 济—自然复合生态系统中生态环境与经济活动之间的相互关系 ,表述生态环境对人类经济活动的支持力,作为城市生态环境与 经济发展的协调判据。故城市规划视野下，研究城市生态承载 力显得必要和必须。
1.2 城市生态规划的主要内容
1.生态功能区规划 2.土地利用规划
3.人口容量规划
4.环境污染综合防治规划 5.资源利用与保护规划 6.园林绿地系统规划 7.城市综合生态规划
1.生态功能区规划的内容包括生态环境现状评价、生态环 境敏感性评价、生态服务功能重要性评价、生态功能区方案、 各生态功能区概述等。 2.城市土地利用规划的内容包括：城市规划的确定、城市 用地结构研究、城市用地布局研究和城市用地限制系统的制定 ；城市土地利用的方向、规划的管理与实施等。 3.人口容量规划包括人口分布、密度、规模、年龄结构、 文化素质、性别比、自然增长率、机械增长率和流动人口。
目类型；Ai为第i种消费项目折算的人均生态足迹分量；Ci为第i种消费 项目的人均消费量；λ 为生物生产土地第i种消费项目的世界平均产量 ；Pi、Ii、Ei分别为第种消费项目的年生产量、年进口量和年出口量；N 为人口数。
（2）生态承载力计算
不同国家或地区的某类生物生产面积所代表的平均产 量同世界平均产量的差异可用“产量因子”表示,某类土地 的产量因子是其平均生产力与世界同类土地的平均生产力 的比率，将现有不同的土地类型乘以相应的均衡因子和当 地的产量因子，就可得到某个国家或地区的生态承载力。 人均生态承载力的计算公式如下：
通过计算可知银川市2003年生态足迹大于生态承载力，出 现生态赤字，其值为生态赤字的存在，表明了区域对自然资 源的利用程度超过了区域现有自然资源的供给程度从全球范 围内来讲，必须消耗自然资本存量来弥补，从而造成生态环 境的恶化但在一个开放的区域经济中，生态赤字也可通过适 当的贸易安排进行弥补，从而缓减区域环境恶化的趋势。 结果显示： （1）从资源来看，人均生态赤字为0.86742hm2/人，这主要说 明了银川市农业现代化水平相对较低，在现有耕地的生态承 载力范围之内，不能满足生态足迹需求； （2）从能源来看，电力折算为建筑面积，均衡后面积为 0.01204hm2/人；建筑用地供给面积均衡后为0.04080hm2人； 完全可以满足生态足迹需求。 （3）从水资源消费来看，水资源生态足迹均衡后的结果为 0.6095hm2/人，均衡后的生态供给为1.02042hm2/人，生态盈 余0.41092hm2人，水资源的供给量大于需求量.
（2）状态空间法
状态空间法主要用于区域承载力的定量化研究。状态空 间是欧氏几何空间用于定量描述系统状态的一种有效方法。 通常由表示系统各要素状态微量的三维状态空间轴组成。利 用状态空间法中的承载状态点，可表示一定时间尺度内区域 的不同承载状况。不仅不同的人类活动强度对资源环境的影 响程度差别十分悬殊，而且不同的资源环境组合所对应的人 类活动强度也不相同。所有状态空间中由不同资源环境组合 形成的区域承载力点构成了区域承载力曲面。任何低于该曲 面的点代表某一特定资源环境组合下人类的经济社会活动低 于其承载能力，而任何高于该曲面的点则表明人类的经济社 会活动已超出该选定资源环境组合的能力。毛汉英等人利用 状态空间法测定了环渤海地区的生态承载力，此方法也是需 要建立一定的指标体系，同样不能得到具体的生态承载力大 小，仅对是否超载做出评价。
4.环境污染综合防治规划包括城市大气环境综合整治规划 、城市水环境综合整治规划、城市谷地废弃物综合整治规划、 城市声环境综合整治规划。 5.资源利用与保护规划包括制定对水资源、土地资源、大 气环境、生物资源、矿产资源的合理开发、利用与保护的规划 。
2.生态承载力分析必要性及具体方法
2.1 城市生态承载力分析的必要性
3.城市生态承载力具体应用案例分析
银川市城市生态承载力分析 赵亚峰， 王永洁
该案例采用生态足迹理论和方法，定量估算了2003年银川
市生态足迹、生态承载力、生态盈亏等，并应用数学模型对 银川市2004年--2020年未来的资源能源消费、水资源消费、 环境负荷等的生态足迹需求进行预测计算，为银川市总体规 划、生态建设和可持续发展提供借鉴。
Ec c j a j rj y
式中：Cj为第j种类型的人均生态承载力分量；aj为第j种类型 的人均生物生产面积；rj为第j种类型的均衡因子；y表示 产量因子。
（3）生态盈余和生态赤字计算
生态赤字与盈余用来判断一个国家或地区的可 持续发展状态合适与否，如果区域的生态足迹超过 区域所提供的生态承载力，就出现生态赤字，如果 小于区域承载力，则出现生态盈余。
（5）遥感与地理信息系统分析
遥感(RS)是借助地球人造卫星，以物理、数学、地 学分析为基础的综合性技术，具有宏观、综合、动态和快 速的特点，可作为数据采集的主要手段之一。遥感用于区 域变化，尤其是人类活动对土地覆盖、土地利用的研究已 经成为一个重要的手段，达到很精细的程度。地理信息系 统技术（GIS）是一种以空间数据库为核心，采用空间分 析方法和空间建模方法，适时提供多种空间和动态的资源 与环境信息的计算机技术系统。利用GIS技术结合RS手段 可以对区域环境开发、人类活动对区域生态承载力的影响 进行透彻的分析。对影响的累积、生态承载力的大小可以 在区域、局域和局部进行多层次的转换，并进行细致地分 析。GIS 的分析手段能通过展现空间“拥挤”和“破碎” 效应来分析生态承载力在人类开发活动累积影响下的空间 结构变化。
城市生态规划下 生态承载力分析方法与具体应用
报告人：七月阿留申
目
1.城市生态规划
录
2.城市生态承载力分析必要性及具体方法 3.生态承载力具体应用—以银川市为例
1.城市生态规划
（1）城市生态规划概要
城市生态规划既可以是城市规划系统中包括城市生态环境建 设和保护、城市景观生态建设和保护以及城市绿地系统建设和保 护等规划在内的城市综合生态规划的总称，也可以作为城市总体 规划和各专项规划的规划方法论。 城市生态规划致力于将生态学思想和原理渗透于城市规划的 各个方面，使城市规划生态化，强调运用生态系统整体优化的观 点，在对规划区域内社会—经济—自然复合生态系统进行全面研 究的基础上，提出城市相关资源合理开发利用、环境保护和生态 建设的规划，而且也关注城市的社会生态，它与城市总体规划和 环境规划紧密结合、相互渗透，是协调城市发展建设和环境保护 的重要手段。统脆弱性研究发展到人 地耦合系统脆弱性的研究，主要关注区域脆弱性的程度、形成 机理及其改善途径。其中，自然灾害、气候变化等自然科学领 域认为脆弱性是系统由于灾害等不利影响而遭受损害的程度或 可能性，侧重研究单一扰动所产生的多重影响，将脆弱性定义 为“系统或系统的一部分在灾害事件发生时所产生的不利响应 的程度”；贫穷、可持续生计等社会科学领域认为脆弱性是系 统承受不利影响的能力，注重对脆弱性产生的原因进行分析， 将脆弱性定义为“社会个体或社会群体预测、处理、抵抗不利 影响（气候变化），并从不利影响中恢复的能力”。由此可见， 生态脆弱性评价是生态承载力评价的有益补充，尤其对脆弱性 产生的驱动因素能够给出准确的分析。但脆弱性分析侧重于风 险性、适应性和恢复力方面的研究，无法给出生态系统对于环 境污染物、资源消耗、具有一定生活水平的人口的承载能力， 即生态承载力阈值。因此，生态脆弱性评价需要与其他方法结 合，才能更好的进行生态承载力分析。
（1）城市经济迅速发展，城市生态面临危机 随着城市化进程的不断加快，城市生态环境问题正成为制约 许多城市发展的重要瓶颈，城市生态系统面临的压力越来越大， 阻碍了城市的可持续发展。在我国，快速城镇化更是引发了多种 重大的城市生态环境问题，突出表现为：城市和区域频繁出现大 面积灰霆、湖泊和流域普遍呈现富营养化趋势且日益严重、持久 性有机污染物与环境激素的隐患日益凸现、固体废物无害化处置 比率和资源化水平低、区域性生态系统功能退化、区域性地下水 超采加剧、扩张占地威胁城市生态安全、 生态需水制约我国大 多数城市的良性发展、交通拥堵危害城市和谐和人体健康、食品 污染严重威胁居民生活质量等10个典型问题。众多城市病使得城 市生态压力越来越大，生态承载力下滑。为拓展更宽的城市发展 路径，城市生态承载力的评估显得必要和需要。
生态盈余/生态赤字 Ec EFj
3.2 计算结果与分析
银川市生态足迹计算中，将银川市的土地利用类 型划分为耕地、草地、林地、建筑用地、化石能源用 地和水域五种类型。从资源、能源、环境、水资源等 四方面计算出银川市2003年的生态足迹。
生态承载力计算主要包括土地承载力、水资源承 载力、环境容量三部分内容，将其结果汇总后，求出 总生态承载力，即总生态足迹供给。
2.2
城市生态承载力分析具体方法
对于生态承载力的量化，国内外提出了许多直观的、较 易操作的定量评价方法及模式。但主要方法可归纳为以下几 点：
1.生态足迹模型、 2.状态空间法、 3.资源与需求的差量方法、 4.脆弱性分析、 5.遥感与地理信息系统分析等；
（1）生态足迹模型
生态足迹模型是加拿大学者Mathis Wackernagel 于1992 年提出的一种依据人类社会对土地的连续依赖性，定量测度 区域可持续发展状态的一种新理论和方法。生态足迹计量分 析的重点是生态足迹计算。按照数据的获取方式，通常采用2 种方法。第1 种是自下而上法；第2 种方法是自上而下法。 按照生态足迹理论，可将地球表面的生态生产性土地可分为5 大类：化石能源地、可耕地、牧草地、林地、建设用地和水 域。生态足迹模型由于其具有较完善、科学的理论基础和简 明的指标体系，以及普适性的方法，很快作为一种新的理论 方法用于定量分析世界各地的可持续发展问题。如：李翔、 许兆义等人基于生态足迹模型研究了珠海2008-2020年生态足 迹的变化，并对生态承载力进行估算，对该地区生态盈余/赤 字作出分析；张绍修等人利用生态足迹分析方法对成都市 2000-2004年的生态足迹进行了计算和研究，比较成都市生态 足迹与生态承载力的差额关系。