1、武汉市生态承载力.1 生态承载力运用生态足迹方法对武汉市的生态承载力进行了计算分析，用于探索环境与发展的可持续性问题和生态建设的关键领域。.1.1生态足迹 生态足迹是由加拿大生态经济学家William教授和Wackernagel博士于20世纪90年代提出的一种度量社会经济发展可持续程度的方法。它是基于土地面积的指标，包括生态足迹和生态承载力两部分。由于此方法不是采用货币化估值，具有易于理解、分析方法直观明了和可操作性强等优点，已成为一种十分流行的测度生态可持续发展的定量方法。它以其较为科学完善的理论基础、形象明了的概念框架、精简统一的指标体系和统一的量纲，已获得日益广泛的应用。生态足迹指在一定
2、人口与经济规模条件下，维持资源消费和废物消纳所必须的生物生产性土地面积；生态承载力则是一个区域能提供给人类的生物生产性土地面积的总和将一个国家或地区的资源、能源消费与其拥有的生态支撑能力进行比较。若生态足迹小于生态承载力，则出现生态盈余，表明人类对自然生态系统的压力处于生态承载力范围内，生态系统是安全的；否则就会出现生态赤字，表明该地区对自然生态系统产品和服务的需求超过了供给，生态系统不安全，也不可持续。.1.2 生态承载力生态承载力又叫生态容量。生物生产性土地是指具有生物生产能力的土地或水体。生物生产是自然资本产生自然收入的原因：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物
3、生产性土地的概念来代表自然资本，各种资源和能源消费项目都被折算为生物生产性土地面积。.1.3 生态足迹计算模型生态足迹计算模型：生态足迹主要是用来计算一定的人口和规模条件下维持资源消费和废弃物所必需的生物生产空间。它从需求上计算生态足迹，从生态供给上计算生态承载力，并通过两者比较来判断区域发展的可持续性。其计算公式为： -（1） -（2）公式（1）中：EF为总的生态足迹（hm2）；N为人口总数；ef为人均生态足迹（hm2/人）；i为消费商品和投入的类型；rj为均衡因子；j为生物生产性土地类型，j=1，2，3，4，5，6；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。公式（2）中
4、：EC为区域总生态承载力（hm2）；N为人口数；EC为人均生态承载力（hm2/人）；aj为人均生物生产面积；rj为均衡因子；yj为产量因子。.1.4均衡因子和产量因子在生态足迹计算中通常考虑6类土地资源：耕地、林地、草地、水域、建筑用地、化石能源用地。将这6类生物生产面积加权求和即为生态足迹。但是，由于这6类生物生产性土地具有不同的生态生产力，所以在加权求和的过程中需乘以一个均衡因子，将它们转化为具有全球生态系统平均生产力的、可以直接相加的生物生产面积。均衡因子指全球该类型土地的平均生态生产力除以全球所有各类生物生产性土地的平均生态生产力。在计算生态承载力时，因不同国家或地区的资源禀赋、自然条
5、件不同，不仅不同类型土地的生物生产能力差异很大，同类型的土地生产力也有很大差异。因此，在不同国家或地区，同类生物生产土地的实际面积是无法直接进行对比的，需通过引进一个产量因子对其进行调整；产量因子指某个国家或地区某类型土地平均生产力与全球同类土地平均生产力的比率。.1.5 数据来源本文计算所需要的社会、经济、人口、资源与环境的原始数据均来自于武汉市统计年鉴（2009-2013年）；在计算生物资源账户生态足迹时，采用FAO在1993年公布的有关生物资源的世界平均产量；产量因子取中国的平均值，耕地、林地、草地、化石燃 料 用 地、水 域 及 建 筑 用 地 的 产量 因 子 分 别为1.66、0.
6、91、0.19、0、1、1.66；均衡因子的选取采用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 别为2.8、1.1、0.5、1.1、0.2、2.8。.2 武汉市2009-2013年生态足迹分析生态足迹计算的账户包括：生物资源账户、化石能源账户、建筑用地账户。根据武汉市统计年鉴（2009-2013年）数据，利用生态足迹计算公式，计算得出武汉市生态足迹计算中所需要生物资源账户、化石能源账户、建筑用地账户。其中计算化石能源账户时，将各种类型能源的消费折算成标准煤，然后转化为化石燃料生产土地面积，电力的消费转化为建筑用地
7、生产土地面积。.2.1 武汉市2009-2013年生态足迹计算（1）生物资源账户计算生物资源账户分为农产品、动物产品、水产品、和林产品等几大类，各大类再划分细类。在计算的过程中，将猪肉、牛肉、羊肉、禽肉、禽蛋等归于草地类型。武汉市地处中国中部，水产品都是淡水产品，在本文中所用的生产面积折算用的是采用FAO于1993年公布的有关生物资源的世界平均产量。为了更准确的计算武汉市的生态足迹，把一些农产品再次进行细化，以便能取得更加切近实际的结果，下面是武汉市2009-2013年的生物资源生态足迹。表-1 武汉市2009-2013年生物资源消费账户生态足迹计算项目生产量（t）人均生物生产性面积（hm2）
8、土地类型全球平均产量(kg/hm2)2009年2010年2011年2012年2013年2009年2010年2011年2012年2013年农产品小麦274464479636365719860787704620.0025822170.0023699570.0020803150.0021890020.00251258耕地蚕豌豆1856148521272411865816288600.0008793580.0007005960.0006380020.0004345480.000467095耕地薯类1260753923554252536831630409900.0004700250.0004492790
9、.000200820.0002479170.000318138耕地稻谷274410582191062555983237104776810204910.0423789370.0395720990.0357607310.0377311910.03638934耕地玉米27441239091317559774970501941760.0049622350.0049068720.0035551710.0025388130.00335819耕地大豆185628717278372505431352232410.0017002770.0015327320.0013471980.0016691940.00122
10、5253耕地其他杂粮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耕地麻类1500419341742935280826520.0003071790.0
11、002843690.0001952760.000184980.000172994耕地糖料180007692969414702462808474550.0004696520.0003940910.0003894771.5415E-050.000257964耕地蔬菜18000583199259707286271282661620368808510.0356043470.0338981930.0347709140.0363208330.037404061耕地瓜类180005243615536585207035457495208400.0032012270.0031433360.002887020.0
12、029959870.002831268耕地动物产品牛奶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草地猪 肉7419942620805
13、92224402259202330430.2961479060.287327080.2999946050.3016771710.308143809草地牛 肉3310780117199661917594010.0358974360.0362909540.0292173230.027473350.027874637草地羊 肉33124610261133101710510.0041491840.0031772780.003426480.0030452750.00311629草地禽 肉40079973860788173788286916450.0219706040.0219914540.0203934
14、630.0218097830.022418053草地水产品淡水鱼类294222484340924601384686054901611.6000303151.5296974981.5835157271.5967186861.653826169水域林产品板栗3000154246824985739272455.64835E-050.0001594890.0001658350.0002434780.000236301林地水果350072305745317896076848848240.0022701730.0021761590.0022514970.0021696220.002371373林地香菇30
15、003472414101.24542E-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林地茶叶566177920182194284324480.0003453970.0003643560.0003868590.0004963410.000423198林地油茶籽16001512203028453283507
16、90.0001038460.0001296580.0001774580.0002027540.000310604林地木材（m3）1.9923468246803968569956713120.001295930.00126740.0019902410.0034736930.003439703林地（2）能源账户、建筑用地账户计算武汉市能源消费部分生态足迹的计算方法采用的是将当地能源消耗量折算成标准煤进行计算，从而得到人均能源消费的生态足迹，其中电力的消费计入建筑用地账户。具体计算结果如下见表-2。表-2 武汉市2009-2013年能源、建筑用地账户生态足迹计算能源资源类型全球平均能源足迹/（GJ/
17、hm2）折算系数/（GJ/t）消费量（产量）/万t人均生态足迹/（hm2/人）土地类型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93
18、41.9646.93713.41720.11619.07917.30.320292650.3284672230.3237890780.2756070490.404381773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9342.710.611.328.299.028.41
19、0.0053482220.005311450.0037986710.0040923330.003778244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气7150.20.711.160.830.5811.010.0005516480.0008381570.0005856740.0004052220.007616962化石燃料用地电力100011.84229.67259.98296.52375.71391.610.0029882340.003145
20、6720.0035037890.0043956580.004536852建筑用地（3）汇总2009-2013年武汉市生态足迹 根据上述计算结果，结合6种土地利用类型均衡因子的值，将6种土地类型的生态足迹汇总得到2009-2013年武汉市生态足迹，计算结果如下：表-3 2009-2013年武汉市生态足迹结果（hm2/人）土地类型均衡因子人均生态足迹20092010201120122013耕地2.80.3023226050.2807439380.2630158660.2706556020.27445822林地1.10.004482140.0045108210.0055249980.00725250
21、10.007467169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合计2.2864962492.3147662662.3790579772.2408575
22、352.447211504.2.2 武汉市2009-2013年生态承载力计算计算生态承载力除了相应生物生产性土地的均衡因子以外，还需要进行计算各类土地的产量因子。其中建设用地的产量因子采用耕地的产量因子，化石能源产地的产量因子采用林地的产量因子。耕地、林地、草地、水 域 及 建 筑 用 地 的 产量 因 子 分 别为1.66、0.91、0.19、1、1.66，在计算生态承载力时，因为目前没有专门的用地来吸收能源消费过程中排放CO2。一般把能源用地的数量看作0，因此化石能源用地为0。在计算生态承载力的时候按照国际惯例，还要减去12%维持生物多样性要保护的土地。表-4 武汉市5年各土地类型总生态承
23、载力变化土地类型均衡因子产量因子总生态承载力(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总供给面积237.14237.14238.12239.23246.26生物多样性保护面积(12% )28.4628.4628.574
24、28.7129.55最终总的生态承载力208.68208.68209.55210.52216.71表-4可以看出2009-2013年5年内武汉市6类土地类型的总生态承载力变化，五年内总的生态承载力基本呈现逐年上升的趋势，从2009年的208.68万hm2上升到了2013年的216.71万hm2。其中耕地、建筑用地所占的比例相对较大，这也客观表明了武汉市耕地、建筑用地的面积在城市总面积中的所占比例较大，耕地的生态承载力呈现逐年下降的趋势，从2009年的149.11万hm2下降到了2013年的141.67万hm2。这表明随着武汉城市建设的逐年加快，现有的耕地遭受到了现代城市化进程的冲击，被逐年侵占
25、，导致耕地资源的逐年减少。与耕地类型情况相似的还有林地和草地类型，也是逐年减少。随之带来的则是建筑用地的逐年上升，这表明城市化的加快，全市建筑工业蓬勃发展，面积也是逐年上升，从2009年的73.95万hm2上升到了2013年的90.68万hm2。水域基本没有变化，维持在4.24万hm2。表-5 武汉市5年各土地类型人均生态承载力变化土地类型人均面积(hm2/人)均衡因子产量因子人均生态承载力(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.
26、163860.152310.147280.143760.13862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总供给面积0.260590.242230.237650.23640.24096扣除生物多样性保护面积(12% )0.031270.029070.028520.028370.028915人均生态承载力0.229320.213160.209130.208030.21205 表-5可以看出2009-2013年5年内武汉市6类土地类型的人均生态承载力变化，五年内人均生态承载力呈现先减小后
