生态足迹理论及其应用
生态足迹理论介绍及应用
理论介绍
概念提出
模型介绍
应用领域
公式介绍
案例
生态足迹（生态足迹需求）
Yi Zi Pi0 消费量 （T） 全球平均能 折算系数 源足迹 (GJ/t) （GJ/hm2） 55 55 71 93 20.934 28.47 50.2 43.124
原煤 焦炭 燃油 汽油
煤制品
液化石油气 柴油 溶剂油 液化天然气 天然气 其他石油制 品 煤油 其他燃料 热力 电力
93
71 93 93 93 93 93 93 93 1000 1000
28.47
50.2 42.17 43.124 38.98 38.98 41.87 43.124 43.124 29.34 11.84
生态足迹理论的介绍及其应用
ecological footprint
生态足迹
概念
生态足迹
——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。
——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容纳人类所 排放的废物的、具有生物生产力的 地域面积
理论介绍
概念提出
模型介绍
应用领域
公式介绍
W2020=ef2020xP2020/GDP2020
人口容量预测
方法介绍
案例
潮南区基于生态足迹的人口预测
谢谢
耕地 草地 林地 建筑用地 水域 化石能源 承载力 (hm2)
人均面积 均衡因子 （hm2/人） 2.8 0.5 1.1 2.8 0.2 1.1
产量因子
均衡面积 （hm2/人）
生态足迹评估的理论与方法
生态足迹评估的理论与方法随着工业化的发展，人类对自然环境的破坏越来越严重，生态保护成为了全球共同的课题。
生态足迹作为一种量化评估方法，可以帮助我们认识人类生产生活活动对生态环境的影响，从而制定更加可持续的发展战略。
本文将对生态足迹评估的理论与方法进行探讨。
一、生态足迹的概念生态足迹是指人类在特定时间和地域内所消耗的生态资源量，比如森林、湖泊、土地等。
生态足迹评估的目的是量化人类活动对生态环境的影响，包括生产和消费过程中所需的资源和产生的废弃物等。
相对应的，生态足迹还有生物生态足迹和碳生态足迹。
生物生态足迹是指人类活动对生物多样性的影响所占的面积。
在食品生产和消费过程中，人类消耗了大量生态资源，比如土地、水、气候和肥料，这些资源被称为人类生产系统的独享面积（cropland or grazing land）。
而人类活动所造成的生态破坏和空气污染等影响，又被称为生态足迹（Ecological footprint）。
碳生态足迹指二氧化碳排放所占生态足迹的比例，这是因为二氧化碳是全球气候变化的主要原因，同时也是人类活动主要的碳排放物。
二、生态足迹评估的方法生态足迹评估的核心是通过一系列的计算模型，量化评估人类活动对生态环境的影响。
具体来说，生态足迹评估包括以下四个方面：1.测量人类消耗的自然资源为了理解人类生产和消费活动对生态环境的影响，需要首先测量人类消耗的自然资源，这部分被认为是消耗跨界面积（Cropland、grazing land、forest、fisheries等）。
2.测量生态污染和其他破坏性的影响生产和消费过程中，人类活动还会造成各种生态破坏和污染，比如减少了森林的覆盖面积、耗竭了地下水资源等。
因此在评估生态足迹时，也需要将这些破坏性影响量化评估。
3.计算零排放生态足迹“零排放”生态足迹计算的是不需要任何化肥、水和农药等农业生产的人类满意度和健康所需要的广阔领域积数。
零排放生态足迹计算中排放的氮、磷和钾等养分都是通过循环再利用的方式来获取。
生态足迹理论
人均
a
10
a
11
三、研究方法
1、基本假定
(1)人类能够估计自身消费的大多数资源、能源及其所产生的废弃物数量； (2)这些资源和废弃物流能折算成生产或消纳它们的生态生产性面积； (3)将不同类型的生态生产性面积按照其生产力折算之后，可以用同一单位 表示，即每英亩(或公顷) 耕地、草地、森林和渔场可以折算成世界平均生 产力下的等值面积； (4)各种土地的作用类型是单一的，每标准英亩(或公顷) 代表等量的生产力， 并能够相加，加和的结果表示人类的需求； (5)人类需求的总面积可以与环境提供的生态服务量相比较,比较的结果也用 标准生产力下的面积表示。
a
4
一、生态足迹理论产生背景
3、生态足迹分析法 -- 量化可持续发展程度
a
5
一、生态足迹理论产生背景
3、生态足迹分析法 -- 量化可持续发展程度
1992 年里约热内卢联合国环境与发展大会之后, 各国学者开始致力于量 化可持续发展程度的研究, 先后提出了一些富有价值的评价方法和指标体系, 如能值(Emergy)理论、生命周期评估(LCA）、环境承载力理论(EBC)等等。
在此基础上，生态足迹理论将一个地区所能提供给人类的生态生产性土地 的面积定义为该地区的生态承载力，以表征该地区的生态容量。
生态容量
➢杨开忠,杨咏,陈洁,生态足迹分析理论与方法[J] . 地球科学进展,Dec. , 2000 ,15(6): 630～636. [Yang Kaizhong, Yang Yong, Chen Jie, Ecological Footprint Analysis: Concept, Method and Cases[J] . Advance in Earth Sciences,2000 ,15(6): 630-636.]
生态足迹和循环经济理论概述
研究思路
• 一、背景 • 二、理论渊源 • 三、生态足迹模型介绍 • 四、国内外生态足迹模型的应用
背景
Republic of Maldives: Vulnerable to sea level rise
Extreme events
EU imposes carbon tax on airplane
人类生态足迹：全球背景
• 2007年全球人均生态足迹是2.7全球公顷，同期的人均 生物承载力为1.8公顷，生物承载力的需要超过当年生 物承载力50%。这就是说人类在2007年一年所消费的 可再生资源和吸收产生的二氧化碳，需要地球生态系 统一年半的生产才能满足。（人类生态足迹达到180亿 全球公顷，而全球的生物承载力是119亿全球公顷） • 亚洲的生物承载力为28.7亿全球公顷，占全球生物承载 力的24%，人均生物承载力是0.72，不足世界水平的一 半，亚洲人均消费生态足迹是1.8全球公顷。 • 中国人均生态足迹2.2全球公顷，在核算的153个国家中 居第74位。
循环经济发展的全球背景
• 丹麦是循环经济的先行者，它已经取缔了燃煤能源工厂 和一次性饮料包 装生产线，并实现了风力发电占全国总电力的15％。 美国在循环经济立法方面取得了可喜的进展。要求通过资源消耗削减和 再循环，并减少50%废弃物。 德国1986年就颁布实施了《循环经济与废物管理法》，制定了包括《包 装条例》、《限制废车条例》和《循环经济法》等推动循环经济的发展 。 日本在2000年召开 “环保国会”，通过了如《推进形成循环经济型社会 基本法》等多项循环经济法规。
2. 生态足迹理论的思想渊源
• 生态足迹理论可以归入生态承载有限论的范畴， 其典 型观点如 1798 年Thomas .R.Malthus 发表的《人口原理 》，便集中阐述了人口增长和土地供养能力的关系， 为土地（环境）是经济的内生基础要素埋下了伏笔。 • 德国地理学家 F.Ratzel 在 1891 年曾提出“生存空间” 的概念，意指“活的有机物在其范围内发展的地理区 域”。 • 1902 年 L.P.faundler 计算出地球每公顷土地的生态生产 力约可供养 5 个人，并据此得出这就是地球容受力上 限的结论。 • 1949 年美国学者W.Vogt 在其专著《生存之路》中明确 指出，土地承载能力是生物潜力与环境阻力之比，即 C=B/E（式中 C 为土地承载力，B 为生物潜力，E 为环 境阻力）。
环规 第六章 生态足迹.精选优秀PPT
土地面积的平均发热量来确定各类型资源全球平均能源足迹 。
▪ EQi——均衡因子〔6种土地类型〕 ▪ 指一个将不同类型土地转化为在生态生产力上等价的系数 。 ▪ 本文采用世界野生动物基金会〔WWF〕提供的均衡因子数
3000 1.99﹡
区域生物生产 量
20152 174966
1603 85472
174743 9419
47044 136849 45580 320884
111412 16731﹡﹡
按全球平均产量总 生态足迹
475756.6 20152 94270.5 1068.7 4748.4
266184.9
2361391.9 285424.4 102940.92 342122.5 90796.8 11064965.5
446gha增加到0. 人均生态足迹（生态足迹需求） Aj是j种类型生态生产性土地面积(gha)； 一个将各国各地区同类型生态生产性土地转化为可比面积的参数。 某市2004年的生态足迹2. 234gha和1997年全球人均的生物生产面积生态閾值2. 任何人口〔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所需要的生态生 产性面积(biologically productive area)，计量单位为“gha〞(global hectare)，即“全球性公顷〞。 根据生态足迹，可将一个地区或国家消费的资源量与所拥有的生态承载能力进行比较，判断一个国家或地区的开展是否处于生态承载 能力范围内，是否处于可持续性状态。 〔2〕计算资源的承载能力； 某年某市生态足迹计算汇总表 234gha，相应的人均承载力从0. 某市总体规划期间总生态足迹预测 全球平均生态生产力—— EPi〔kg/gha〕 计算耕地、林地、水域等面积时，采用世界粮农组织〔FAO〕公布的每公顷相应类型土地的全球平均生产量〔kg/gha〕。
生态足迹理论及其研究进展
生态足迹理论及其研究进展引言生态足迹理论是指人类对地球资源的消耗和对环境的影响所占据的土地面积的概念。
它是一种评估人类活动对地球生态系统影响的方法，也被称为“生态承载力评估”。
生态足迹理论认为，随着人类对自然资源的消耗和环境的破坏，地球的生态承载力已经超出了其极限。
了解和评估生态足迹对于可持续发展至关重要。
本文将对生态足迹理论及其研究进展进行探讨，以期对该领域的深入理解和进一步研究提供参考。
一、生态足迹理论的起源生态足迹的概念最早由William Rees和Mathis Wackernagel于1996年在《人类生态学》杂志上提出。
他们以“生态足迹”这一概念来衡量人类对地球资源的消耗和对环境的影响。
生态足迹理论的提出引起了人们对于可持续发展和生态平衡的思考，也为后来的生态学研究和环境保护提供了重要的理论基础。
二、生态足迹的概念和计算方法1. 生态足迹的概念生态足迹是指人类个体、城市、国家、甚至全球对于地球资源的消耗和对环境的影响所占据的土地面积。
它包括了人类对土地、水、空气、森林等自然资源的消耗，以及人类活动对于环境所造成的影响，如能源消耗、二氧化碳排放和废水排放等。
生态足迹的计算可以反映人类对地球生态系统的压力程度，也可以评估出地球的生态承载力和可持续发展的状况。
生态足迹的计算是一种复杂而综合的工作，它需要考虑到人类活动对不同资源的消耗和对环境的影响。
目前常用的生态足迹计算方法包括了“城市生态足迹”、“国家生态足迹”和“全球生态足迹”等不同层级的研究。
“城市生态足迹”是对一个城市的居民资源消耗和环境影响的评估，而“国家生态足迹”和“全球生态足迹”则分别是从国家和全球层面对生态足迹进行评估。
不同的计算方法可以帮助人们更好地了解和评估人类活动对地球生态系统的影响和压力。
生态足迹理论与可持续发展之间存在着密切的关系。
生态足迹的计算可以帮助人们评估不同地区、不同国家甚至全球的生态承载力和可持续发展能力。
生态学中的生态足迹理论
生态学中的生态足迹理论随着人口增长和城市化进程的加速，人类对自然资源的需求越来越大，导致了许多生态问题的发生。
如何平衡人类的经济发展和生态环境保护，是一个十分紧迫的问题。
在这个问题的背景下，生态学中的”生态足迹“理论得到了广泛的关注。
本文将介绍生态学中的生态足迹理论及其应用。
一、生态足迹理论的定义生态足迹，又称为生态印记或生态足印，是用来衡量一个地区所消耗的自然资源和能源的总量。
具体来说，生态足迹是指在维持人类生活方式所需的土地面积、水资源和能源等自然资源总和。
通过计算生态足迹，我们可以了解到人类所需的自然资源和能源是否有超出可持续的范围。
生态足迹理论是由斯威斯经济学家马塞洛•弗兰卡•坎帕尼亚和他的同事于1991年提出的。
二、生态足迹理论的计算方法生态足迹的计算方法包括人均生态足迹和总生态足迹两种方法。
计算某地区的人均生态足迹时，需要考虑人均食品、饮用水、能源、住房、交通和娱乐等各方面的消耗。
用每个人所需的各种自然资源面积之和来表达生态足迹。
比如，在某地区，总耕地面积为1000公顷，每人所需的耕地面积为5公亩，则该地区的人均生态足迹为5000人亩。
2、总生态足迹同时，也可以计算一个国家或一个地区的总生态足迹。
计算总生态足迹时，需要考虑这个地区的整体生活水平、人口、工业生产和基础设施等因素，用各种自然资源的面积总和来表达该地区的生态足迹。
三、生态足迹理论的应用生态足迹理论在实践中有很多应用，为生态环境保护和可持续发展提供了指导和帮助。
生态足迹理论可以用来分析研究某个地区的生态足迹大小，以及该地区的可持续发展能力。
在研究中，会比较一个地区的生态足迹和生态承载力，如果生态足迹大于生态承载力，则表明该地区的生态环境出现了问题，需要采取相应的措施来修复和保护环境。
2、城市规划生态足迹理论在城市规划中也有应用。
城市对自然资源的需求非常庞大，需要大量土地、水资源和能源供应。
通过计算城市的生态足迹，可以了解城市对自然资源的消耗情况，并计划如何合理利用已有的资源，减少对自然环境的破坏。
5.2生系承载力(生态足迹)理论与方法
5.2生态系统承载力理论与方法1.城市生态系统承载力：-------正常情况下，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宜目标的发展能力。
1.生态承载力评价方法：1) 模型预估法。
2) 自然植被净第一性生产力测算法。
3) 生态足迹法。
4）资源与需求差量法。
5）状态空间法。
1..生态足迹指生产一定人口消费的资源及吸纳这些人口所产生的废弃物所需要的具有生态生产总面积（包括陆地和水域）（生物生产力的地域空间面积），其中生物生产也称为生态生产，是指生态系统中的生物从外界环境中吸收物质和能量转化为新的物质和能量，从而实现物质和能量的积累。
生态生产性土地---具有生态生产能力的土地或水体。
1) 生态足迹方法:A以生态空间利用作为限制性因子B评估人类对生态系统的资源供给、废弃物消纳和基础建设空间支持等三类服务功能的消费与利用程度C揭示生态系统产品和服务在不同人群的分配和人类对生产性空间的排他性占用情况。
2) 在生态足迹账户核算中，生物生产性土地面积主要分为如下6种类型：化石能源用地、草地、林地、建设用地、农用地和近海水域3）全球性公顷生态足迹的单位是gha ，即全球性公顷，一个单位的全球性公顷相当于1hm2具有全球平均产量的生产力空间。
生态足迹的任务是计算各项消费所使用的以gha为单位的土地面积。
4）扣除了12%的生物多样性保护面积5）计算生态足迹时采用全球化石能源生产土地单位面积的平均发热量为标准，将当地能源消费所消耗的热量折算成一定的化石燃料用地面积。
6）在对世界上各城市的生态足迹计算中可发现，几乎所有城市都占有比其自身行政面积可提供的大得多的生态足迹。
发达国家城市的生态足迹更是数倍乃至数十倍于其自身的城市面积。
这说明，随着国际贸易和国内贸易的进行，就发达国家而言，它们需要从发展中国家输入生态足迹；就城市而言，它们需要从农村、郊区输入生态足迹。
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生态生产性土地是生产自然生产力的土地。 分为6类。即耕地、牧草地、建成地、森林、 化石能源地、水域。 化石能源地——生态足迹理论强调资源的再 生性，人类应该储备一块土地用于补偿化 石能源的减少。但是实际上人类历史远比 化石能源形成的历史短。所以认为化石能 源是不可再生的能源。于是生态足迹理论 定义化石能源地就是消纳化石能源燃烧所 排放的温室气体所需要的森林面积。
3
（二）生态容量 1. 传统生态容量含义：传统的生态容量是指不损害区域生
产力的前提下，一个区域有限资源能够供养的最大人口 数量。（水资源承载力、土地承载力等）。 2. 哈丁定义：实际上，生态容量不仅取决于人口数量，而 且还取决于人类生产和生活对环境的影响程度。因此哈 丁定义生态容量为： 在不损害有关生态系统的生产力和功能完整前提下，可 无限持续的最大资源利用率和废物消纳率。 3. William和Wackernagel 定义（生态足迹定义）：在不 损害有关生态系统的生产力和功能完整前提下，一个地 区能够拥有的生态生产性土地的总面积。可以理解为在 一定技术经济和社会条件下，所能提供的生态生产性土 地的极大值。
0.0356 GJ/m3
11
榆林市2005年化石能源地占用计算
能源种 类
消费 量
/t
热量折 全球平均
算系 吸收
数
能力
/(GJ/ （GJ/
t)
ha)
总生态 足迹 /ha
人均生态 足迹/ （ha/ 人）
土地类型
原煤
49287 53
20.934
55
1875973 0.5360
化石能源 地
石油
46474 6
量 6.2 生态足迹的计算 6.3 生态容量与生态赤字
1
6.1 生态足迹与生态容量
一、生态足迹的基本概念 （一）生态足迹概念
生态足迹（ecological footprint，又译为生态占用）是加拿 大环境经济学家William和Wackernagel 于20世纪90年代 提出的一种生态容量评价方法体系。基本思路是把人类生 产和消费最环境的影响最终都归结为提供物质和能量的6 类生态生产性土地面积的占用。 生态足迹定义：ecological footprint is defined as the biological productive and mutually exclusive areas necessary to continuously provide for people’s resources supplies and the absorption of their wastes. 生态足迹是指：在既定区域的人口前提下，生产这些人口 生产和生活所需的各种资源以及消纳废物所需要的生态生 态性土地面积。
Acj=∑Ai×yFi×eFi
二、生态容量面积计算法的缺陷
消耗账户，因此垃圾发电不再重复计算其足迹。
10
各种化石能源生态足迹计算系数
能源类型 煤炭 焦煤 原油 汽油 煤油 柴油 润滑油 煤气 天然气
全球平均吸收能力 （GJ/ha) 55 55 93 93 93 93 71 93 71
热量折算系数 /(GJ/t标煤) 20.934 28.47 41.868 43.124 43.124 42.705 50.2 16.329
4
6.2 生态足迹的计算
一、生态足迹一般计算步骤 （一）追踪资源消耗和污染消纳（Aj )
Aj i n1E CiiPi n1Pi EIiiPEi
J =0,1,2,3,4,5,分别代表6类土地， 面积单位（ha) Ci —资源消费量（t); I—资源进口量（t) Ei—资源出口量（t); EPi—单位土地的生态生产力
7
二、几种典型生态生产性土地占用计算 （一）建成 地生态足迹计算
Aj Ab yF
yF是建成地平均产量调整因子，一般建成地都 是从耕地转化而来，所以建成地的产量调整因 子采用可耕地的产量调整因子。
Ai EPi
yF EP
Ai
Ai EPi
_____
____
_____
EP
Ai EPi
Ai EPi
Ai
8
（二）化石能源地生态足迹
根据化石能源足迹定义，化石能源地是指
用于吸收化石能源燃烧后排放的温室气体
的森林面积。森林吸收温室气体的吸收能
力与物种、密度相关，热带雨林吸收温室
气体的能力最强。以热量来表示温室气体
量。在计算中核心是把化石能源消费量按
其燃烧效率转化为热量。（GJ）基本公式
如下。
A j
6
（二）产量调整
为了便于国际比较，引入一个产量调整因 子yFi,为该地区的土地生态生产力与全球平 均生态生产力之比。如果yF大于1，说明该 地区土地生产力高于全球平均值，反之， 小于全球平均值。引入产量调整因子后， 公式变化如下。
Aj
n
i1
ECiPi yFi in1
Ci
____
EPi
EPi 是第j 类土地生产 第i类资源全球平均产 量。
5
（三）等量化处理 为了汇总6类土地生态生产性生产力，需要 处理成统一的土地面积。引入一个等量因 子。William 给出了6类土地等量因子（经 计算）eF某类土地等量因子=全球该类土地 平均生产力/全球各类土地平均生产力。 耕地,建成地eF=2.8， 草地eF=0.5, 森林和 化石能源地eF=1.1， 水域eF=0.2。 A=C×eF/EP
Ci Hi
_____
EPi
9
1. 火力发电生态足迹计算 2. 几个重要的参数 (1) 1J =2.778×10-7 kw 1GJ=1×109 J (2) 1吨标准煤热算的热量为20.934GJ/t (3) 2. 水电发电生态足迹 (4) 每公顷水电站占地面积建成地可提供1000GJ
的能量。 (5) 3. 核能发电生态足迹为填埋核废料的占地面积。 (6) 4. 垃圾发电足迹因为已经把垃圾处理计入能源
41.868
93
209226
天然气 15119 355.88
71
75783
温室气体排放占用的生态生产性土地 面积
2160982
0.0598 0.0217 0.6174
化石能源 地
化石能源 地
化石能源 地
12
6.3 生态容量的计算
一、生态容量的概念 在一定自然环境和社会条件下，某种生态生 产性土地的最大面积。