武漢市生態(tài)承載力

1、.1 生態(tài)承載力運用生態(tài)足跡方法對武漢市的生態(tài)承載力進行了計算分析，用于探索環(huán)境與發(fā)展的可持續(xù)性問題和生態(tài)建設的關鍵領域。.1.1生態(tài)足跡 生態(tài)足跡是由加拿大生態(tài)經(jīng)濟學家William教授和Wackernagel博士于20世紀90年代提出的一種度量社會經(jīng)濟發(fā)展可持續(xù)程度的方法。它是基于土地面積的指標，包括生態(tài)足跡和生態(tài)承載力兩部分。由于此方法不是采用貨幣化估值，具有易于理解、分析方法直觀明了和可操作性強等優(yōu)點，已成為一種十分流行的測度生態(tài)可持續(xù)發(fā)展的定量方法。它以其較為科學完善的理論基礎、形象明了的概念框架、精簡統(tǒng)一的指標體系和統(tǒng)一的量綱，已獲得日益廣泛的應用。生態(tài)足跡指在一定人口與經(jīng)濟規(guī)模條

2、件下，維持資源消費和廢物消納所必須的生物生產(chǎn)性土地面積；生態(tài)承載力則是一個區(qū)域能提供給人類的生物生產(chǎn)性土地面積的總和將一個國家或地區(qū)的資源、能源消費與其擁有的生態(tài)支撐能力進行比較。若生態(tài)足跡小于生態(tài)承載力，則出現(xiàn)生態(tài)盈余，表明人類對自然生態(tài)系統(tǒng)的壓力處于生態(tài)承載力范圍內(nèi)，生態(tài)系統(tǒng)是安全的；否則就會出現(xiàn)生態(tài)赤字，表明該地區(qū)對自然生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)品和服務的需求超過了供給，生態(tài)系統(tǒng)不安全，也不可持續(xù)。.1.2 生態(tài)承載力生態(tài)承載力又叫生態(tài)容量。生物生產(chǎn)性土地是指具有生物生產(chǎn)能力的土地或水體。生物生產(chǎn)是自然資本產(chǎn)生自然收入的原因：由于自然資本總是與一定的地球表面相聯(lián)系，因此生態(tài)足跡分析用生物生產(chǎn)性土地的概念

3、來代表自然資本，各種資源和能源消費項目都被折算為生物生產(chǎn)性土地面積。.1.3 生態(tài)足跡計算模型生態(tài)足跡計算模型：生態(tài)足跡主要是用來計算一定的人口和規(guī)模條件下維持資源消費和廢棄物所必需的生物生產(chǎn)空間。它從需求上計算生態(tài)足跡，從生態(tài)供給上計算生態(tài)承載力，并通過兩者比較來判斷區(qū)域發(fā)展的可持續(xù)性。其計算公式為： -（1） -（2）公式（1）中：EF為總的生態(tài)足跡（hm2）；N為人口總數(shù)；ef為人均生態(tài)足跡（hm2/人）；i為消費商品和投入的類型；rj為均衡因子；j為生物生產(chǎn)性土地類型，j=1，2，3，4，5，6；Ci為i種商品的人均消費量；Pi為i種消費商品的平均生產(chǎn)能力。公式（2）中：EC為區(qū)域總生

4、態(tài)承載力（hm2）；N為人口數(shù)；EC為人均生態(tài)承載力（hm2/人）；aj為人均生物生產(chǎn)面積；rj為均衡因子；yj為產(chǎn)量因子。.1.4均衡因子和產(chǎn)量因子在生態(tài)足跡計算中通常考慮6類土地資源：耕地、林地、草地、水域、建筑用地、化石能源用地。將這6類生物生產(chǎn)面積加權求和即為生態(tài)足跡。但是，由于這6類生物生產(chǎn)性土地具有不同的生態(tài)生產(chǎn)力，所以在加權求和的過程中需乘以一個均衡因子，將它們轉(zhuǎn)化為具有全球生態(tài)系統(tǒng)平均生產(chǎn)力的、可以直接相加的生物生產(chǎn)面積。均衡因子指全球該類型土地的平均生態(tài)生產(chǎn)力除以全球所有各類生物生產(chǎn)性土地的平均生態(tài)生產(chǎn)力。在計算生態(tài)承載力時，因不同國家或地區(qū)的資源稟賦、自然條件不同，不僅不同

5、類型土地的生物生產(chǎn)能力差異很大，同類型的土地生產(chǎn)力也有很大差異。因此，在不同國家或地區(qū)，同類生物生產(chǎn)土地的實際面積是無法直接進行對比的，需通過引進一個產(chǎn)量因子對其進行調(diào)整；產(chǎn)量因子指某個國家或地區(qū)某類型土地平均生產(chǎn)力與全球同類土地平均生產(chǎn)力的比率。.1.5 數(shù)據(jù)來源本文計算所需要的社會、經(jīng)濟、人口、資源與環(huán)境的原始數(shù)據(jù)均來自于武漢市統(tǒng)計年鑒（2009-2013年）；在計算生物資源賬戶生態(tài)足跡時，采用FAO在1993年公布的有關生物資源的世界平均產(chǎn)量；產(chǎn)量因子取中國的平均值，耕地、林地、草地、化石燃 料 用 地、水 域 及 建 筑 用 地 的 產(chǎn)量 因 子 分 別為1.66、0.91、0.19、

6、0、1、1.66；均衡因子的選取采用Wackernagel等的研究成果；耕地、林地、草地、化石燃 料 用 地、水 域 及 建 筑 用 地 的 均 衡 因 子 分 別為2.8、1.1、0.5、1.1、0.2、2.8。.2 武漢市2009-2013年生態(tài)足跡分析生態(tài)足跡計算的賬戶包括：生物資源賬戶、化石能源賬戶、建筑用地賬戶。根據(jù)武漢市統(tǒng)計年鑒（2009-2013年）數(shù)據(jù)，利用生態(tài)足跡計算公式，計算得出武漢市生態(tài)足跡計算中所需要生物資源賬戶、化石能源賬戶、建筑用地賬戶。其中計算化石能源賬戶時，將各種類型能源的消費折算成標準煤，然后轉(zhuǎn)化為化石燃料生產(chǎn)土地面積，電力的消費轉(zhuǎn)化為建筑用地生產(chǎn)土地面積。.

7、2.1 武漢市2009-2013年生態(tài)足跡計算（1）生物資源賬戶計算生物資源賬戶分為農(nóng)產(chǎn)品、動物產(chǎn)品、水產(chǎn)品、和林產(chǎn)品等幾大類，各大類再劃分細類。在計算的過程中，將豬肉、牛肉、羊肉、禽肉、禽蛋等歸于草地類型。武漢市地處中國中部，水產(chǎn)品都是淡水產(chǎn)品，在本文中所用的生產(chǎn)面積折算用的是采用FAO于1993年公布的有關生物資源的世界平均產(chǎn)量。為了更準確的計算武漢市的生態(tài)足跡，把一些農(nóng)產(chǎn)品再次進行細化，以便能取得更加切近實際的結果，下面是武漢市2009-2013年的生物資源生態(tài)足跡。表-1 武漢市2009-2013年生物資源消費賬戶生態(tài)足跡計算項目生產(chǎn)量（t）人均生物生產(chǎn)性面積（hm2）土地類型全球平均

8、產(chǎn)量(kg/hm2)2009年2010年2011年2012年2013年2009年2010年2011年2012年2013年農(nóng)產(chǎn)品小麥274464479636365719860787704620.0025822170.0023699570.0020803150.0021890020.00251258耕地蠶豌豆1856148521272411865816288600.0008793580.0007005960.0006380020.0004345480.000467095耕地薯類1260753923554252536831630409900.0004700250.0004492790.0002008

9、20.0002479170.000318138耕地稻谷274410582191062555983237104776810204910.0423789370.0395720990.0357607310.0377311910.03638934耕地玉米27441239091317559774970501941760.0049622350.0049068720.0035551710.0025388130.00335819耕地大豆185628717278372505431352232410.0017002770.0015327320.0013471980.0016691940.001225253耕地其他

10、雜糧274414827131258102874200.0005937830.0004888070.0002946730.0003148080耕地棉花100032232201482347724557331680.0035419780.0020589880.0023430140.0024265810.003245401耕地油料18561905341900871761451801911866200.0112811430.0104663730.0094716280.0095934450.00983851耕地麻類1500419341742935280826520.0003071790.000284369

11、0.0001952760.000184980.000172994耕地糖料180007692969414702462808474550.0004696520.0003940910.0003894771.5415E-050.000257964耕地蔬菜18000583199259707286271282661620368808510.0356043470.0338981930.0347709140.0363208330.037404061耕地瓜類180005243615536585207035457495208400.0032012270.0031433360.002887020.002995987

12、0.002831268耕地動物產(chǎn)品牛奶50253442549515945366897713500.01169870.0111864850.0118195880.0131680790.013907189草地蜂蜜50136712081237139819320.0030043960.0024689860.0024690620.0027628460.003780822草地禽 蛋4001442501801212026362056762149310.0396291210.0460178290.0505578840.0508092890.052576076草地豬 肉741994262080592224402

13、259202330430.2961479060.287327080.2999946050.3016771710.308143809草地牛 肉3310780117199661917594010.0358974360.0362909540.0292173230.027473350.027874637草地羊 肉33124610261133101710510.0041491840.0031772780.003426480.0030452750.00311629草地禽 肉40079973860788173788286916450.0219706040.0219914540.0203934630.0218

14、097830.022418053草地水產(chǎn)品淡水魚類294222484340924601384686054901611.6000303151.5296974981.5835157271.5967186861.653826169水域林產(chǎn)品板栗3000154246824985739272455.64835E-050.0001594890.0001658350.0002434780.000236301林地水果350072305745317896076848848240.0022701730.0021761590.0022514970.0021696220.002371373林地香菇3000347241

15、4101.24542E-062.45264E-061.36394E-061.35046E-060林地黑木耳3000884802.9304E-072.72515E-071.33067E-072.63505E-070林地油桐籽16001915791921171.30495E-069.58061E-074.93388E-055.68182E-067.15509E-06林地茶葉566177920182194284324480.0003453970.0003643560.0003868590.0004963410.000423198林地油茶籽1600151220302845328350790.00010

16、38460.0001296580.0001774580.0002027540.000310604林地木材（m3）1.9923468246803968569956713120.001295930.00126740.0019902410.0034736930.003439703林地（2）能源賬戶、建筑用地賬戶計算武漢市能源消費部分生態(tài)足跡的計算方法采用的是將當?shù)啬茉聪牧空鬯愠蓸藴拭哼M行計算，從而得到人均能源消費的生態(tài)足跡，其中電力的消費計入建筑用地賬戶。具體計算結果如下見表-2。表-2 武漢市2009-2013年能源、建筑用地賬戶生態(tài)足跡計算能源資源類型全球平均能源足跡/（GJ/hm2）折算系數(shù)

17、/（GJ/t）消費量（產(chǎn)量）/萬t人均生態(tài)足跡/（hm2/人）土地類型2009年2010年2011年2012年2013年2009年2010年2011年2012年2013年煤 炭5520.91672.251768.011977.361824.81928.650.6983021980.686578320.7498970060.6852015810.717110568化石燃料用地焦 炭5528.5485.07644.22668.84627.09637.330.2762136860.3411443210.3458889490.3210935140.323143658化石燃料用地原油9341.9646.

18、93713.41720.11619.07917.30.320292650.3284672230.3237890780.2756070490.404381773化石燃料用地燃料油7150.211.688.148.294.612.740.0090750040.0058815470.0058496810.0032208150.001895593化石燃料用地汽油9343.17.159.864.114.283.960.0036413210.0046697430.001900940.0019600070.00179572化石燃料用地柴油9342.710.611.328.299.028.410.005348

19、2220.005311450.0037986710.0040923330.003778244化石燃料用地煤油9343.10.540.680.360.370.430.0002750090.0003220510.0001665060.000169440.00019499化石燃料用地液化石油氣7150.20.711.160.830.5811.010.0005516480.0008381570.0005856740.0004052220.007616962化石燃料用地電力100011.84229.67259.98296.52375.71391.610.0029882340.0031456720.003

20、5037890.0043956580.004536852建筑用地（3） 匯總2009-2013年武漢市生態(tài)足跡 根據(jù)上述計算結果，結合6種土地利用類型均衡因子的值，將6種土地類型的生態(tài)足跡匯總得到2009-2013年武漢市生態(tài)足跡，計算結果如下：表-3 2009-2013年武漢市生態(tài)足跡結果（hm2/人）土地類型均衡因子人均生態(tài)足跡20092010201120122013耕地2.80.3023226050.2807439380.2630158660.2706556020.27445822林地1.10.004482140.0045108210.0055249980.0072525010.0074

21、67169草地0.50.2062486740.2042300340.2089392030.2103728960.215908438水域0.20.3200060630.30593950.3167031450.3193437370.330765234化石能源用地1.11.4450697121.5105340931.5750641561.4209249561.605909258建筑用地2.80.0083670550.0088078820.0098106090.0123078420.012703186合計2.2864962492.3147662662.3790579772.2408575352.447

22、211504.2.2 武漢市2009-2013年生態(tài)承載力計算計算生態(tài)承載力除了相應生物生產(chǎn)性土地的均衡因子以外，還需要進行計算各類土地的產(chǎn)量因子。其中建設用地的產(chǎn)量因子采用耕地的產(chǎn)量因子，化石能源產(chǎn)地的產(chǎn)量因子采用林地的產(chǎn)量因子。耕地、林地、草地、水 域 及 建 筑 用 地 的 產(chǎn)量 因 子 分 別為1.66、0.91、0.19、1、1.66，在計算生態(tài)承載力時，因為目前沒有專門的用地來吸收能源消費過程中排放CO2。一般把能源用地的數(shù)量看作0，因此化石能源用地為0。在計算生態(tài)承載力的時候按照國際慣例，還要減去12%維持生物多樣性要保護的土地。表-4 武漢市5年各土地類型總生態(tài)承載力變化土地類

23、型均衡因子產(chǎn)量因子總生態(tài)承載力(104hm2)2009年2010年2011年2012年2013年耕地2.81.66149.11149.11147.57145.48141.67林地1.10.919.819.819.779.729.64草地0.50.190.0380.0380.0370.0350.033水域0.214.244.244.244.244.24化石能源用地1.1000000建筑用地2.81.6673.9573.9576.5179.7690.68總供給面積237.14237.14238.12239.23246.26生物多樣性保護面積(12% )28.4628.4628.57428.7129

24、.55最終總的生態(tài)承載力208.68208.68209.55210.52216.71表-4可以看出2009-2013年5年內(nèi)武漢市6類土地類型的總生態(tài)承載力變化，五年內(nèi)總的生態(tài)承載力基本呈現(xiàn)逐年上升的趨勢，從2009年的208.68萬hm2上升到了2013年的216.71萬hm2。其中耕地、建筑用地所占的比例相對較大，這也客觀表明了武漢市耕地、建筑用地的面積在城市總面積中的所占比例較大，耕地的生態(tài)承載力呈現(xiàn)逐年下降的趨勢，從2009年的149.11萬hm2下降到了2013年的141.67萬hm2。這表明隨著武漢城市建設的逐年加快，現(xiàn)有的耕地遭受到了現(xiàn)代城市化進程的沖擊，被逐年侵占，導致耕地資源

25、的逐年減少。與耕地類型情況相似的還有林地和草地類型，也是逐年減少。隨之帶來的則是建筑用地的逐年上升，這表明城市化的加快，全市建筑工業(yè)蓬勃發(fā)展，面積也是逐年上升，從2009年的73.95萬hm2上升到了2013年的90.68萬hm2。水域基本沒有變化，維持在4.24萬hm2。表-5 武漢市5年各土地類型人均生態(tài)承載力變化土地類型人均面積(hm2/人)均衡因子產(chǎn)量因子人均生態(tài)承載力(hm2/人)2009年2010年2011年2012年2013年2009年2010年2011年2012年2013年耕地0.035250.032770.031690.030930.029822.81.660.163860.

26、152310.147280.143760.13862林地0.010770.010010.009740.00960.00941.10.910.010780.010020.009750.009610.00943草地0.000440.000410.000390.000370.000340.50.194.176E-053.882E-053.7E-053.47E-053.25E-05水域0.023270.021630.021130.020930.020720.210.004650.004330.004230.004190.00414化石能源用地000001.1000000建筑用地0.017480.016250.016430.016960.019092.81.660.0812630.075540.076350.078810.08873總供給面積0.260590.242230.237650.23640.24096扣除生物多樣性保護面積(12% )0.031270.029070.028520.028370.028915人均生態(tài)承載力