05生态足迹分析

生态足迹分析知识点回顾“碳足迹”“CarbonFootprint”•是一种测量某个国家、地区、公司、家庭或个人因每日消耗能源而产生的二氧化碳排放对环境影响的指标。人均猜一猜德国牧羊犬丰田越野车1、生态足迹Ecologicalfootprint,EF化石燃料用地（碳足迹）表示扣除海洋碳吸收贡献后，吸收化石燃料燃烧排放二氧化碳所需的森林面积。耕地表示用来种植人类消费的食物和纤维，以及生产胜出饲料、油料、橡胶等农产品所需的农田面积。草地表示支持肉、奶、毛等畜牧产品所需的草地面积。林地表示支持木材、纸浆等林地产品生产所需的林地面积。建设用地表示交通、住房、工业建筑物，水电站水库等基础设施所占用的土地面积。渔业用地根据渔获数据推算的支持捕捞淡水与海水产品生产所需初级生产量计算。一个经济体、一群人或一个人的生态足迹，就是指支持该经济体、人群或个人的资源消费和废弃物降解吸收，所需要的生态功能用地（含水域）。单位：全球公顷，ghm21全球公顷代表全球平均生物生产力水平下1公顷土地利用面积。生态功能用地一、生态足迹理论概念2、生态承载力EcologicalCapacity,EC1991年Hardin从生态系统本身的角度定义了生态承载力的概念，即在不损害有关生态系统的生产力和功能完整的前提下，可持续利用的最大资源量和废物产生率。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功能用地的总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.[YangKaizhong,YangYong,ChenJie,EcologicalFootprintAnalysis:Concept,MethodandCases[J].AdvanceinEarthSciences,2000,15(6):630-636.]一、生态足迹理论概念人均3、水足迹CarbonFootprint,CF水足迹是衡量水资源消费利用量的概念，用以估算生产某种产品或提供某种服务的整个过程所消耗水量（含虚拟水）的总和，还可以在不同层次（如某种农产品、某种工业产品、流域、社区和居民）测量研究对象对水资源消费利用的情况。--WWF一、生态足迹理论概念水足迹作为生态足迹的补充，衡量了商品生产和服务中消耗的水量。狭义的自然资本：广义的自然资本：二、生态足迹理论产生背景可为当代人及后代人提供有用的商品或服务的自然资源或环境资产存量，如海洋、森林或农业用地”。包括生态系统的所有功能，如消纳污染物、提供基本资源、提供适宜的景观环境等。它不仅指资源的存量，也包括不同资源间的组织结构关系和功能完整性。1、自然资本2、可持续性弱可持续性原则：强可持续性原则：承认人造资本对可耗竭资源的替代作用，认为可持续发展即为“自然资本和人造资本的总和保持恒定或增加”；认为可持续发展是“自然资本存量保持恒定或增加”。二、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二、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，加拿大经济学家，WilliamRees：提出概念1996年，其博士生MathisWackernagel等：提出计算模型并应用推广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。生态足迹分析法也是其中一例。三、生态足迹分析生态赤字生态盈余生物承载力（生态足迹供给）地区生物生产能力的大小，即所能提供的生态功能用地面积的大小。生态足迹（生态足迹需求）维持一个人、地区、国家或者全球的生存所需要的或者能够只纳人类所排放的废物的、具有生物生产力的地域面积。1961-2008年全球人均生态足迹和生物承载力趋势该模型是一种把人类对资源和环境的利用量换算成对土地和水域面积的占用,进而对资源消耗和废物吸收所需要的生态功能用地面积进行定量分析的方法。生态足迹法是测量可持续性的一种方法。生态旅游现存的旅游资源能否承得受起如此高涨的旅游热潮？•根据景点历年的旅游统计资料及发展趋势，估算出人均旅游生态足迹；•根据旅游资源总量算出其人均生态承载力，将二者进行比较，得知该旅游景点的存在状况。•对景点的规划与布局、保护旅游资源以及减少或避免事故的发生都起着重要的作用•城市生态研究•区域可持续发展研究•区域规划环境影响评价•。。。。。。衡量区域发展状态目前，已有近20个国家利用生态足迹计算各类承载力问题，WWF和RP世界两大非政府机构自2000年起每两年公布一次世界各国的生态足迹资料。在国外，生态足迹评价方法得到了广泛积极的开展，并取得了丰富的研究成果。已有的研究主要从全球、国家、区域和城市3个空间尺度开展。Wackernagel等应用生态足迹模型计算了世界上52个国家或地区1993年的生态足迹（这些国家或地区拥有世界80％的人口和95％的世界生产总值。结果表明，35个国家或地区存在生态赤字，只有12个国家或地区的人均生态足迹低于全球人均生态承载力。具体到每个国家来说，冰岛、新西兰和美国的人均生态足迹较大，分别为9.9hm2（公顷）、9.8hm2和8.4hm2，孟加拉国的最低，人均仅0.7hm2；冰岛、新加坡和日本的人均生态赤字较大，分别为7.4hm2、4.8hm2和4.6hm2。对地球影响最大的五个国家是美国、中国、俄罗斯、日本、印度。这52个国家或地区的人类消费已超过了其生态承载力总和的35％。1、基本假定MathisWackernagel,ChadMonfreda,andDianaDeumling,EcologicalFootprintofNations(November2002Update)[M],RedefiningProgress,2002.生态足迹和生态承载力的计算(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功能用地面积；(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。2、计算方法（1）生态足迹计算式中i为消费商品和投入的类型;EF为总的生态足迹;N为人口数;ef为人均生态足迹;ri为当量因子;ci为类商品的人均消费量;pi为类消费商品的世界平均生产能力。（2）生态承载力计算式中j为生态功能用地的类型;EC为区域总生态承载力;N为人口数;ec为人均生态承载力;aj为人均生态功能用地面积;rj为当量因子;yj为产量因子。ReesWE,WackernagelM.Monetaryanalysis:Turningablindeyeonsustainability.EcologicalEconomic,1998,29:47~52.HardiP,BargS,HodgeT,etal.Measuringsustainabledevelopment:Reviewofcurrentpractice.Occasionalpaper,1997,17:1~2,49~51.生态足迹和生态承载力的计算生态足迹的计算方法综合法成分法以各类物质的宏观统计量为基础，计算一个区域或群体对各类物质的整体消费及其对应的生态足迹，适合于全球、国家和区域层次的生态足迹研究。以构成消费成分的单体测量为基础计算研究对象的物质消费量和生态足迹，适合于小单元对象的生态足迹计算，如城镇、村庄、公司、学校、个人或单项活动等。生态足迹的计算（综合法，Compoundapproach）第一步计算各消费项目的人均生态足迹分量NYEIPYCAnnnnnnn式中n为消费项目类型；An为人均n种消费项目折算的生物生产面积；Cn为n种消费项目的人均消费量；Yn为n种消费项目的世界平均生产能力；Pn为第n种消费项目的年生产量，In为第n种消费项目的年进口量，En为第n种消费项目的年出口量（计算一个地区时，In和En分别为地区外调入量和调出量）；N为人口数。（1）生态足迹的计算第二步，人均生态足迹的计算NYEIPbAbefnnnnmnm第三步，区域总人口的生态足迹为：)(efNEFbm为当量因子，m=1，2，3，…6，分别对应耕地、牧地、林地、化石燃料用地、建筑用地和海洋。生态足迹的计算表8-1当量因子估算表6类生物生产面积的生态生产力不同，要将它们转化为具有相同生态生产力的面积，就需要给它们分别乘上一个当量因子（Equivalencefactor）；某类生态功能用地的当量因子等于全球该类生态功能用地的平均生产力除以全球所有生态功能用地的平均生产力。（例子）生态功能用地Chambers等2000①WWF2000②WWF2002③EU2002④耕地2.833.162.113.33牧地0.440.390.470.37林地1.171.781.351.66化石燃料用地1.171.781.351.66建筑用地2.833.162.113.33海洋（水域）0.060.060.350.06①Chambers,N.etal(2000).Sharingnature’sinterestEarthscanLondon.②WorldWideFundforNature(2000).LivingPlanetReport2000.③WorldWideFundforNature(2002).LivingPlanetReport2002.④EUEcologicalFootprint,STOA2002.当量因子生态足迹的计算生态足迹土地占用直接间接建筑用地农渔牧林可耕地草地林地近海工业产品使用能源消耗二氧化碳排放林地图2生态足迹的土地分类生态承载力的计算计算生态承载力时，不同国家和地区同类生态功能用地的平均生产力不相等，需要对生态功能用地的面积进行调整。不同国家或地区的某类生态功能用地所代表的局部产量与世界平均产量的差异可用“产量因子”（Yieldfactor）表示。某个国家或地区某类生态功能用地的产量因子是其平均生产力与世界同类生态功能用地的平均生产力的比值。如某地区耕地的产量因子取为1.66，表明该地区耕地的生物产出率是世界耕地平均产出率的1.66倍。mmmybaec)(ecNEC第一步，人均生态承载力为：第二步，区域生态承载力为：)(ecNEC式中ec为人均生态承载力（hm2/人），am为人均生物生产面积，bm为当量因子，ym为产量因子。在生态承载力计算时应从生物生产面积中扣除12％的生物多样性保护面积。区域的生态足迹如果超过了区域所能提供的生态承载力，就出现生态赤字；否则为生态盈余。“生态效率”一般定义为使用单位生态资源能够获得的产出。应用生态足迹构建研究对象的生态效率时，生态资源的使用量即为生态足迹的大小，而产出一般为经济产出（如GDP），生态效率即为单位生态足迹的经济产出值。生态效率的倒数称为“生态消耗强度”，即单位经济产出所产生的生态足迹大小。生态承载力的计算•在生态承载力计算时应从生物生产面积中扣除12％的生物多样性保护面积。•“生态效率”一般定义为使用单位生态资源能够获得的产出。应用生态足迹构建研究对象的生态效率时，生态资源的使用量即为生态足迹的大小，而产出一般为经济产出（如GDP），生态效率即为单位生态足迹的经济产出值。•生态效率的倒数称为“生态消耗强度”，即单位经济产出所产生的生态足迹大小。生态足迹的计算生态足迹的计算（成分法，Componentapproach）①能源的生态足迹acccPCQA/acooPOQA/acggPGQA/aCOeePEQA