1. 生態環境承載力分析
一、生態足跡分析
生態足跡(Ecological footprint)是指在現有技術條件下，按空間面積計量的支持一個特定地區的經濟和人口的性質、能源消費和廢棄物處理所要求的土地和水等自然資本的數量。該模型從具體的生物物理量角度研究自然資本消費的空間，將測算某自然資本消費的空間(生態足跡)與地區的生態承載力進行比較，來衡量區域的可持續發展狀況。生態足跡表述為生產某地區人口所消費的資源和吸納這些人口所產生的廢物所需的生物生產面積。生物生產面積分為耕地、草地、林地、水域、建築用地和化石燃料用地6類。生態承載力指一個區域實際提供給人類的所有生物生產土地面積(包括水域)的總和。
2002年山東半島城市群人均生態足跡赤字是人均生態承載力的2.4倍，假如不考慮生物多樣性保護面積(12%)，人均生態足跡赤字仍是人均生態承載力的2.1倍(表9－2)。
表9－2 山東半島城市群生態足跡與生態承載力計算結果匯總
二、資源環境壓力分析
山東半島城市群國土總面積64956km2，在這有限的區域里能提供給人類發展所需要的空間載體、資源總量和環境承載能力等都是有限的，但長期以來人們並未足夠重視資源、環境承載能力的有限性和生態環境系統的脆弱性，只注重經濟發展和人民物質生活水平的提高，只注重向生態環境系統索取，而不重視在有限的條件下有效合理地利用自然資源和對生態環境的保護，造成了資源危機和生態系統的破壞，也給山東半島城市群的發展造成了巨大的壓力。當前山東半島城市群環境污染和生態破壞加重的趨勢沒有根本好轉，資源相對不足，環境容量不足，人口基數大、增長量高，老齡化問題嚴重，這些都是山東半島城市群發展過程中切實存在的問題和壓力。
生態環境是人類社會生存與發展的基礎。然而，人類經濟活動產生的各種環境污染和生態破壞已對這個基礎產生了越來越大的壓力。如果這種壓力超過了生態環境的最大承受能力，則會造成自然生態系統的崩潰，進而人類社會也會無法生存。因此，採用生態的壓力指數來定量評價經濟發展對生態環境的壓力，協調經濟效益、生態效益和環境效應等可持續發展研究的問題。生態的壓力指數定義為某一國家或地區可更新資源的人均生態足跡與生態承載力的比值，代表區域生態環境的承壓程度(趙先貴等，2006;徐福留等，2004)。
為進一步分析當前山東半島城市群地區生態環境系統所面臨的發展壓力，協調山東半島城市群地區的發展與生態環境之間的矛盾，促進半島城市群地區自然－經濟－社會復合環境系統的良性運行，建立了山東半島城市群地區可持續發展指標體系，對山東半島城市群地區的可持續發展壓力和水平進行定量評估和空間分析。
其中總壓力指數是指人口、資源和生態環境壓力指數的綜合。山東半島城市群平均總壓力指數達到0.56，其中總壓力指數小於0.50的總壓力輕的縣市區只有10個，佔山東半島城市群地區總面積的20%，多數分布在山東半島城市群的西部邊緣一線和中部地區，為經濟相對落後的縣市;總壓力指數為0.50～0.59之間的總壓力一般的縣市區有24個，佔山東半島總面積的54%，多為分布在山東半島城市群中部地區的中等城市;總壓力指數為0.60～0.69的總壓力較重的縣市區包括8個縣市區，佔山東半島總面積的16%，多為經濟發展相對較好的地區;總壓力指數在0.70以上的重壓力縣市區有濟南、淄博、青島、龍口等4個，佔山東半島總面積的10%，有3個為分布在膠濟線上的特大城市(表9－3)。綜合來看，山東半島有80%的地區總壓力指數超過0.50。
表9－3 山東半島城市群總壓力指數分區
2. 生態承載力計算
20世紀90年代，生態經濟學家Rees和WacKernagel提出了生態足跡理論［29］。該理論認為:維持給定數量人口的經濟社會發展，需要一定面積的土地提供經濟活動所消耗的自然資源，同時消納生產-消費過程中排放的廢棄物。由於不同地區的自然條件和土地利用方式存在很大差異，為了便於地區間的比較和評價，該理論定義了標准化的生物生產性土地面積，即代表全球平均生產力水平的單位生物生產性區域空間，其度量單位為全球公頃(globalhectare，ghm2)。通過引入均衡因子和產量因子，生態足跡方法可將一個地區實有的國土面積轉換為標准生物生產性土地面積，其全球公頃數量即該地區的生態承載力。如果該地區社會經濟活動超過了其生態承載力，則說明其生態環境不足以支撐當地人口的生產和消費水平，其經濟發展可持續能力較差。
對於一個地區，其生態承載力採用下式計算［30］:
中國地質環境變化與對策研究
式中:BC———該地區的生態承載力;
A———某種土地利用類型土地面積;
YF———產量因子;
EQF———均衡因子。
產量因子YF是該地區單位面積生物生產力與全球平均生物生產力的比值，用以消除不同地區某類生物生產面積所代表的平均產量與世界平均產量的差異。均衡因子EQF為全球某種類型生物生產性土地的平均生物生產力與全球所有各類生物生產性土地的平均生物生產力的比值，用以將不同類型的生物生產性土地面積轉化為生態生產力相同的均衡面積。
從上述論述可知，某一地區的生態承載力表示該地區所具有的開發自然資源和消納廢棄物的最大承載負荷。所以，可以把採用物質流方法計算而得一個地區的物質流平均分攤到其生態承載力(ghm2)上，代表該地區經濟活動對地質環境的平均壓力。這樣，不同地區的物質流所分攤的土地均是具有相同承載能力的生物生產性土地，所計算得出的地質環境壓力是在同一參照系下真實的、可比較的數量指標。
自1999年生態足跡方法引入我國以來，生態承載力的研究成果已經覆蓋了我國所有省域。2004年，中國21世紀議程管理中心可持續發展戰略研究組計算得到了我國各省域生態承載力(表4-3)［31］。
表4-3 中國各地區生態承載力表單位:ghm2