最重要的生态承载力计算方法

❶ 生态环境承载力分析

一、生态足迹分析

生态足迹(Ecological footprint)是指在现有技术条件下，按空间面积计量的支持一个特定地区的经济和人口的性质、能源消费和废弃物处理所要求的土地和水等自然资本的数量。该模型从具体的生物物理量角度研究自然资本消费的空间，将测算某自然资本消费的空间(生态足迹)与地区的生态承载力进行比较，来衡量区域的可持续发展状况。生态足迹表述为生产某地区人口所消费的资源和吸纳这些人口所产生的废物所需的生物生产面积。生物生产面积分为耕地、草地、林地、水域、建筑用地和化石燃料用地6类。生态承载力指一个区域实际提供给人类的所有生物生产土地面积(包括水域)的总和。

2002年山东半岛城市群人均生态足迹赤字是人均生态承载力的2.4倍，假如不考虑生物多样性保护面积(12%)，人均生态足迹赤字仍是人均生态承载力的2.1倍(表9－2)。

表9－2 山东半岛城市群生态足迹与生态承载力计算结果汇总

二、资源环境压力分析

山东半岛城市群国土总面积64956km²，在这有限的区域里能提供给人类发展所需要的空间载体、资源总量和环境承载能力等都是有限的，但长期以来人们并未足够重视资源、环境承载能力的有限性和生态环境系统的脆弱性，只注重经济发展和人民物质生活水平的提高，只注重向生态环境系统索取，而不重视在有限的条件下有效合理地利用自然资源和对生态环境的保护，造成了资源危机和生态系统的破坏，也给山东半岛城市群的发展造成了巨大的压力。当前山东半岛城市群环境污染和生态破坏加重的趋势没有根本好转，资源相对不足，环境容量不足，人口基数大、增长量高，老龄化问题严重，这些都是山东半岛城市群发展过程中切实存在的问题和压力。

生态环境是人类社会生存与发展的基础。然而，人类经济活动产生的各种环境污染和生态破坏已对这个基础产生了越来越大的压力。如果这种压力超过了生态环境的最大承受能力，则会造成自然生态系统的崩溃，进而人类社会也会无法生存。因此，采用生态的压力指数来定量评价经济发展对生态环境的压力，协调经济效益、生态效益和环境效应等可持续发展研究的问题。生态的压力指数定义为某一国家或地区可更新资源的人均生态足迹与生态承载力的比值，代表区域生态环境的承压程度(赵先贵等，2006;徐福留等，2004)。

为进一步分析当前山东半岛城市群地区生态环境系统所面临的发展压力，协调山东半岛城市群地区的发展与生态环境之间的矛盾，促进半岛城市群地区自然－经济－社会复合环境系统的良性运行，建立了山东半岛城市群地区可持续发展指标体系，对山东半岛城市群地区的可持续发展压力和水平进行定量评估和空间分析。

其中总压力指数是指人口、资源和生态环境压力指数的综合。山东半岛城市群平均总压力指数达到0.56，其中总压力指数小于0.50的总压力轻的县市区只有10个，占山东半岛城市群地区总面积的20%，多数分布在山东半岛城市群的西部边缘一线和中部地区，为经济相对落后的县市;总压力指数为0.50～0.59之间的总压力一般的县市区有24个，占山东半岛总面积的54%，多为分布在山东半岛城市群中部地区的中等城市;总压力指数为0.60～0.69的总压力较重的县市区包括8个县市区，占山东半岛总面积的16%，多为经济发展相对较好的地区;总压力指数在0.70以上的重压力县市区有济南、淄博、青岛、龙口等4个，占山东半岛总面积的10%，有3个为分布在胶济线上的特大城市(表9－3)。综合来看，山东半岛有80%的地区总压力指数超过0.50。

表9－3 山东半岛城市群总压力指数分区

❷ 生态承载力的概念

生态承载力。
为了更好地理解生态承载力，将自然资源分为可更新资源和不可更新资源2类。随着人类对资源的不断利用，不可更新资源的消耗会日益枯竭，只有利用可更新资源，生态承载力才具有可持续性，其计算公式是：
Ec=e/p1 （7）
式中Ec为人均生态承载力，e为可更新和不可更新资源的人均太阳能值，p1为全球平均能值密度。
自然环境资源财富来自地球生物圈作用，推动生物圈物质循环的能源有3种，即太阳辐射能、潮汐能和地热能，为避免重复计算，根据能值理论，同一性质的能量投入只取其最大值。风能、雨水化学能和雨水势能都是太阳光的转化形式，只取其最大项雨水化学能。海潮则由月亮和太阳对地球引力所引起，与太阳光性质不同，也应计入，可更新资源只取雨水化学能和海潮能。两者的相对应的生物生产性土地面积，作为研究区域的人均生态承载力值。

❸ 生态承载力计算

20世纪90年代，生态经济学家Rees和WacKernagel提出了生态足迹理论^［29］。该理论认为:维持给定数量人口的经济社会发展，需要一定面积的土地提供经济活动所消耗的自然资源，同时消纳生产-消费过程中排放的废弃物。由于不同地区的自然条件和土地利用方式存在很大差异，为了便于地区间的比较和评价，该理论定义了标准化的生物生产性土地面积，即代表全球平均生产力水平的单位生物生产性区域空间，其度量单位为全球公顷(globalhectare，ghm²)。通过引入均衡因子和产量因子，生态足迹方法可将一个地区实有的国土面积转换为标准生物生产性土地面积，其全球公顷数量即该地区的生态承载力。如果该地区社会经济活动超过了其生态承载力，则说明其生态环境不足以支撑当地人口的生产和消费水平，其经济发展可持续能力较差。

对于一个地区，其生态承载力采用下式计算^［30］:

中国地质环境变化与对策研究

式中:BC———该地区的生态承载力;

A———某种土地利用类型土地面积;

YF———产量因子;

EQF———均衡因子。

产量因子YF是该地区单位面积生物生产力与全球平均生物生产力的比值，用以消除不同地区某类生物生产面积所代表的平均产量与世界平均产量的差异。均衡因子EQF为全球某种类型生物生产性土地的平均生物生产力与全球所有各类生物生产性土地的平均生物生产力的比值，用以将不同类型的生物生产性土地面积转化为生态生产力相同的均衡面积。

从上述论述可知，某一地区的生态承载力表示该地区所具有的开发自然资源和消纳废弃物的最大承载负荷。所以，可以把采用物质流方法计算而得一个地区的物质流平均分摊到其生态承载力(ghm²)上，代表该地区经济活动对地质环境的平均压力。这样，不同地区的物质流所分摊的土地均是具有相同承载能力的生物生产性土地，所计算得出的地质环境压力是在同一参照系下真实的、可比较的数量指标。

自1999年生态足迹方法引入我国以来，生态承载力的研究成果已经覆盖了我国所有省域。2004年，中国21世纪议程管理中心可持续发展战略研究组计算得到了我国各省域生态承载力(表4-3)^［31］。

表4-3 中国各地区生态承载力表单位:ghm²

❹ 　生态承载力评价

生态承载力评价采用层次分析法。

首先引入承载力概念，承载力可通俗地理解为承载媒体对承载对象的支持能力。因此，对一个特定系统而言，其组成要素可简单地分为两部分，一部分为承载媒体，另一部分为承载对象。

生态承载力是指生态系统的自我维持、自我调节能力，资源与环境子系统的供容能力及其可维育的社会经济活动强度和具有一定生活水平的人口数量。

通常情况下，承载媒体的承载能力总是取决于多方面的因素，假设承载媒体S的承载力大小取决于X₁，X₂，X₃，…，X_n等n个因子，则该承载媒体的承载力大小CCS可用数学式表达为CCS＝f（X₁，X₂，X₃，…，X_n）。

若X₁，X₂，X₃，…，X_n的相应承载分值分别为S₁，S₂，S₃，…，S_n，每个因子所占的权重为W_i，则定义CSI＝CCS＝

从表7-33中可知，三江平原大部分地区是中稳中载区，承载力不高，容易受到破坏，所以最重要的问题是提高生态承载力。

❺ 怎样计算生态承载力

基于生态足迹进行计算