生态学报2010,30(7):1725—1733
Act a Ecolog i ca S i n i ca
基于能值的生态足迹模型及其在资源型城市的应用
金 丹3,卞正富
(中国矿业大学环境与测绘学院,国土资源研究所,江苏徐州 221008)
摘要:为衡量和评价区域发展的可持续状况,针对传统生态足迹模型以土地生产力为基础的不足,结合能值理论和方法,运用能值转换率和能值密度对模型进行改进,建立基于能值的生态足迹模型。改进的模型重点在采用区域能值密度,更加全面真实地反映区域生态承载力的大小以及区域发展模式下生态足迹的需求。能值2生态承载力的计算主要考虑区域可更新自然资源和生物生产性土地的可更新部分;能值2生态足迹计算人民生活需求资源消费量和区域经济发展的资源出口量。模型应用的结果为:资源型城市徐州市2006年人均能值2生态承载力1.03h m2,人均能值2生态足迹37.76h m2,分别是其他改进模型计算结果的4.4倍和4.3倍。如果不进行能值转换率的全球能值基准转换,能值2生态承载力将是2.6倍。生物生产性土地的可更新部分在徐州生态承载力中占有很大比重;当地承载了其他地区发展所需要的大量能值2生态足迹(出口资源)。可持续性评价指数为0.97,表明在为其他地区发展做出巨大生态贡献的同时,徐州的可持续发展状况十分堪忧。适度控制资源开采规模,延长产业链,增加出口产品附加值;开发利用可再生能源是资源型城市兼顾社会经济发展和生态环境持续的发展策略。
关键词:生态承载力;生态足迹;能值;徐州
Em ergy2ba sed ecolog i ca l footpr i n t m odel and its appli ca ti on to a na tura l resource2 dependen t econo m y i n Xuzhou C ity
J IN Dan3,B IAN Zhengfu
Institute of Land R esources,College of Environm ent and Spatial Infor m atics,China U niversity of M ining and Technology,Xuzhou,J iangsu221008,China
Abstract:The traditi onal ecological footp rint models,devel oped t o access the sustainability of regional developments.Their calculati ons used“biologically p roductive areas with world average p roductivity”as a common measurement unit for ecological foot p rints and carrying capacity.However,the basis of land p roductivity was subject to many li m itations.I n this study we p resent a new ecological footp rint model which is based on the emergy theory.A sustainability evaluation index is als o put for ward to indicating the extent of the environmental res ources use.The new model focused on the ecol ogical carrying capacity and the demand of ecological foot p rints for sustaining regi onal devel opment using the emergy transfom ity and emergy density concep ts in the emergy theory.The emergy analysis measures both the work of nature and that of humans in generating p r oducts and services.By multi p lying the amount of energy with its s olar emergy transfor m ity,we can easily quantify different kinds of p roducts,services and envir onmental work with a single universal unit in s olar emergy em j oules. The objective of this paper is t o i mp rove the ecol ogical foot p rint model by introducing the emergy analysis int o the calculati on p r ocess and test the model in Xuzhou City.The emergy2based ecological carrying capacity(EECC)was esti mated based on regi onal renewable res ources and the renewable porti on of the bi ol ogically p roductive land.The emergy2 based ecological footp rints(EEF)were calculated according t o the natural res ource consump tion within the regi on and the regi onal resource out puts.Our calculati ons began with the annual s olar emergy of earth geobi osphere in calculating regional emergy density.Then,regional renewable res ources,renewable porti on of bi ol ogically p r oductive land,and most of the consumed res ources were converted t o corresponding emergy amount thr ough emergy analysis.According t o res pective for mula,t otal amount of emergy2related divided by regional emergy density can obtain emergy2based ecol ogical carrying
基金项目:教育部长江学者和创新团队发展计划资助项目(I RT0865);高等学校学科创新引智计划资助项目(B07028)
收稿日期:2009208214; 修订日期:2010201228
3通讯作者Corres ponding author.E2mail:jindan2001@https://www.doczj.com/doc/ed1984448.html,
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capacity and ecological foot p rints.I n this way,the capacity areas and foot p rints areas both have the same connotation, namely,the regi onal emergy density.W e app lied the i mp r oved emergy2based model to Xuzhou City and found that the emergy2based ecological carrying capacity was1.03hm2per cap ita and the emergy2based ecol ogical foot p rint was37.76hm2 per cap ita in Xuzhou City in2006,which was4.4and4.3ti mes higher than those of p revi ous models res pectively.The emergy2based ecological carrying capacity would be2.6ti m es higher,if the transfor m ities were not modified based on the new global emergy baseline reference standard.Our results indicated that the renewable part of the bi ol ogically p r oductive land accounted for a large p r oportion of the regional ecological capacity and a large portion of the footp rints in Xuzhou was contributed t o ex porting res ources to other regi ons ouside of the city.The sustainability emergy index(SE I)was0.97which indicated the sustainable devel opment of Xuzhou was of concern.The devel op ing strategies for the natural res ource2 dependent economy city should focus on op ti m izing econom ic structure,increasing res ource use efficiency,and balancing econom ic devel opment and eco2envir onment p r otection.Such as contr olling the exp loitation scale,extending the industrial chain,increasing the added value of export p r oducts and develop ing and utilizing renewable energy should be taken into account.
Key W ords:ecol ogical carrying capacity;ecological footp rint;emergy;Xuzhou City
可持续发展是一种全新的发展观,但要将这种发展理念变成可操作的发展模式,就必须定量测度系统发展的可持续性状态。1992年,加拿大生态经济学家Rees W E提出用生态足迹(ecol ogical f oot p rint,EF)来衡量可持续发展[1],并与其学生W ackernagel M于1996年完善了生态足迹分析计算方法[2]。该理论自提出以来,很快以其全新的思想角度及良好的可操作性得到了全球性的广泛关注和应用。同时,在实证研究的过程中,国内外学者也注意到生态足迹模型还存在一些不足,从而也推动了对模型的改进和完善。目前,生态足迹的计算方法在传统的综合法基础上,发展提出了成分法[325]、投入产出法[6210],已经取得了一系列成果。
20世纪80年代提出的能值理论为生态经济系统过程及格局的定量研究开拓了一条新的途径[11]。近几年,不少学者将能值理论与生态足迹理论结合起来,改进和完善了生态足迹模型。赵晟等[12]通过结合能值分析和传统生态足迹计算形式建立了修正的生态足迹计算方法,并以甘肃省为例进行了传统方法与改进方法的分析比较。陈斌和陈国谦[13]运用传统生态足迹法和基于生态热力学的修正方法(e mergetic ecol ogical foot p rint,EEF)计算比较了中国1981—2001年生态足迹和生物承载力;并以生态热力学理论为基础,提出基于体现能概念的生态足迹模型(e mbodied exergy ecol ogical foot p rint,EEEF)[14]。Nguyen和Ya ma mot o[15]也从热力学角度对生态足迹模型进行了改进,并对7个国家的生物和非生物资源进行了生态足迹计算。Cuadral 和B j rklund[16]则采用生态足迹、经济成本与收益评价和能值分析3种方法,对尼加拉瓜热带作物生产的经济效益及可持续性进行了评估。刘钦普等[17]在将能值分析理论与生态足迹理论结合时,考虑了土壤储能和人类利用土地的效率对区域生态承载力的影响,建立“生态可持续指数(ecol ogical sustainability index,ESI)”反映区域可持续发展状况。刘淼等[18]提出区域能值足迹法弥补EEF不能反映区域实际情况和技术进步的不足。赵志强等[19]针对传统模型的系统封闭性和空间互斥性等不合理假设,建立了基于能值分析的开放系统生态足迹模型。以上研究都充分利用了能值分析基于流量算法的优点,在提高模型参数稳定性、真实反映资源价值方面取得了较大进展。但改进模型中仍存在需要完善的地方,比如区域发展模式的体现、能值密度的尺度选择、资源消耗量的统计范围以及可持续评价指标的建立等。本文在传统生态足迹理论框架下,建立区域尺度下的基于能值的生态足迹模型,试图进一步完善区域生态足迹综合研究模型,并将其运用到资源型城市徐州市可持续发展评价中,探讨区域可持续发展状况及模型的可行性。
1 理论基础
1.1 生态足迹模型
任何已知人口(某个个人、一个城市或一个国家)的生态足迹是生产这些人口所消耗的所有资源和吸纳
这些人口所产生的所有废弃物所需要的陆地和水域总面积[2]
。通过比较生态足迹和生态承载力之间是否平
衡来判断人类活动是否处于生态系统的承载力范围内。计算模型包括生态足迹计算、生态承载力计算及二者
的比较3个部分。
(1)在生态足迹计算中,人类对各种资源和能源的消费项目主要被折算为化石燃料土地、可耕地、林地、
牧草地、建筑用地和水域等6种生物生产性土地,引入均衡因子将不同类型的生物生产性土地转化为具有相同生态生产力的土地以加总。计算公式为:
EF =N ?ef =N
∑n
i =1
(γi
?aa i
)
=N
∑n
i =1
[γi
(c i
/p i
)]
(1)
式中,EF 为总的生态足迹;N 为人口数;ef 为人均生态足迹;i 为消费项目的类型;γi 表示对应生物生产土地类型的均衡因子;aa i 为人均第i 种消费项目折算的生物生产面积;c i 为i 种消费项目的人均消费量;p i 为i 种消费项目的世界平均生产能力。
(2)在生态承载力或生物承载力的计算中,不同国家或地区的各类生物生产土地产量与世界平均产量的
差异用“产量因子”表示,即某个国家或地区某类土地平均生产力与世界同类土地的平均生产力的比率。计算公式为:
EC =N ?ec =N
∑6
j =1
(a j
?
γj
?y j
)(2)
式中,EC 为总生态承载力;N 为人口数;ec 为人均生态承载力;a j 为人均j 类生物生产土地面积,γj 为均衡因子,y j 为j 类生物生产用地的产量因子。根据世界环境与发展委员会(WCE D )的报告《我们共同的未来》建议,12%的生物生产土地需被保留以保护生物多样性
[20]
。
(3)如果一个地区的生态足迹大于区域的生态承载力,称为“生态赤字”;反之,则称为“生态盈余”。区
域的生态赤字或生态盈余,反映人口对自然资源的利用状况,进而反映区域可持续发展状态。1.2 能值理论和方法
20世纪80年代,美国著名生态学家Odu m H T 创立了“能值”这样一个科学概念
[21]
,定义为某种类别流
动或贮存的能量所包含的另一种类别能量的数量,称为该能量的能值。地球上大多数物质和能量都可追本溯源始于太阳能,因此通常以“太阳能值”为标准衡量其他任何类别能量和物质的能值,即一定数量的某种类型的能量中所包含的太阳能的数量,或者为形成一定数量的某种类型的能量或物质所需要消耗的太阳能的数量。单位为太阳能焦耳(sej )。单位某能量或物质所含能值量称为该能量或物质的能值转换率,以太阳能值转换率表示,即单位某能量或物质所含太阳能值之量。单位为太阳能焦耳/焦耳(或克),即sej/J 或sej/g 。
能值分析主要包括3个步骤:
(1)绘制能量系统图 在掌握生态环境和社会经济各方面资料的基础上,确定研究系统的范围边界和内
容、主要能量来源以及系统内主要组分,并用能量符号语言概括各组分的作用过程和关系。包括主要的能物流、货币流及其他生态流。
(2)编制能值分析表 通过能值转换率将系统中来源和性质不同的各类别能量、物质输入和输出项目转
换为共同的能值单位,并计算其能值2货币价值。能值分析表一般包括资源类别、项目、原始数据、能值转换率、太阳能值和能值2货币价值6个题头。太阳能值=原始数据×对应的能值转换率;能值2货币价值=能值/能值货币比。
(3)建立能值指标体系 根据能值分析表,建立反映系统中不同类别能值流的数量动态以及它们相互之
间数量关系的能值指标体系,分析自然环境生产的价值及其与人类经济活动的关系。主要指标包括能值输入、能值输出、可更新能值比率、净能值产出率、环境负载率、能值货币比率、可持续发展指数等。2 基于能值的生态足迹模型
能值分析将所有系统考虑为能量流的网络结构,通过确定系统内所有能量流的能值定量测度形成任何自然或人工产品需要的资源量。通过能值转化率,将系统内所有类型的资源转化为同一能值标准,为科学认识
7
271 7期 金丹 等:基于能值的生态足迹模型及其在资源型城市的应用
和合理利用自然资源提供了有效的评估工具。而生态足迹从生态角度建立生态资源消费账户,通过测度生态承载力,为人类需求与自然有效供给的比较提供了一种简洁明了的自然资产评估方式。因此,一些研究者认为能值分析能为生态足迹转换为生物生产土地提供另一种新途径[22],以弥补传统生态足迹计算以土地生产力为基础的不足。为了全面反映区域生态承载力的大小以及更好地体现区域发展模式下生态足迹的需求,本文在总结前人研究的基础上,构建区域尺度下的基于能值的生态足迹模型,重点计算反映区域状况的生态承载力,充分体现区域发展过程中生物产品和能源产品对自然资源的消耗,并建立可持续性评价指数。
2.1 计算步骤
首先对研究区域生态经济系统进行能量流分析,收集消费项目的年度数据,主要包括生物资源和能源资源两大类;然后运用能值分析方法将系统内资源和能量的消费量转换为可以直接加减的太阳能值;采用区域能值密度,根据系统内自然环境的服务和供给计算生态承载力,同时将各项消费项目能值加总以计算研究区域的生态足迹;最后,计算可持续性评价指数。考虑到模型已经将及各消费项目转换为同质的能值,因此不再需要体现土地生产力差异的产量因子和均衡因子。
2.2 能值2生态承载力(e mergy2based ecol ogical carrying capacity,ECC)计算
为了更好地理解承载力,可将区域内自然资源划分为可更新资源和不可更新资源两部分[12]。尽管地球上所有资源都能经过漫长复杂的地球化学过程完成更新,但不可更新资源的更新速率与其利用速率相比极为缓慢,也就造成了不可更新资源的耗竭。只有持续利用可更新资源,生态承载力才具有可持续性。因此,承载力的计算主要考虑区域可更新自然资源和生物生产性土地可再生资源部分,其中区域可更新资源包括太阳辐射能、风能、雨水势能、雨水化学能、河水势能、河水化学能及地球旋转能;生物生产性土地是指区域的耕地、园地、林业用地和牧草地。将这两部分的能值和除以区域能值密度,可得到体现区域能值特点并具有区域能值密度的承载力面积,即:
EEC=e1+0.03e2
D
(3)
式中,EEC表示区域年能值2生态承载力;e
1为区域可更新自然资源能值;e
2
为表土能值,刘钦普认为,就
土壤肥力而言,应属于可更新资源,0.03表示将每年表土能值的3%看作是可再生的[17,23];D表示区域能值密度,为区域太阳辐射能、吸收的潮汐能及进入地球生物圈热量的能值总和与区域面积之比。
2.3 能值2生态足迹(e mergy2based ecol ogical foot p rint,EEF)计算
能值2生态足迹为区域年消费项目能值与区域能值密度之比。消费项目主要分为生物资源和能源资源两大类:生物资源包括农产品、畜牧产品、林产品、水资源等;能源资源包括化石燃料及电力。具体细类见表3。和传统模型有所不同的是,为体现区域发展对资源的需求,考虑广义的资源“消费量”,即不仅计算区域人口基本生活需求的资源消费量,还将计算经济发展中转化为经济效益的资源用量。具体的做法是,在能值2生态足迹计算公式中,不扣除消费项目的年出口量。各项资源消费量乘以对应的能值转换率得到该资源消费量能值,加总求和后除以区域能值密度,得到与能值2生态承载力一样具有区域能值密度的足迹面积:
EEF=∑n
i=1
[(Pd i+I m i)?T r i]
D
(4)
式中,EEF表示区域年能值2生态足迹;Pd
i 为研究区第i项消费项目的年产量;I m
i
为第i项消费项目的
年进口量;Tr
i
为第i项消费项目对应的太阳能值转换率;D表示区域能值密度。
2.4 可持续性评价指数(sustainability evaluati on index,SE I)
传统生态足迹模型中的生态盈余或生态赤字指标能够直观明了地反映区域发展对生态环境的利用和依赖状况,却不能很好地体现对环境资源的利用程度,也不便于地区间的比较。生态足迹模型通过测定现今人类为了维持自身生存与发展而利用自然资源的量来评估人类对生态系统的影响,相对于承载力,人类的生态足迹在可持续评价中起到至关重要的作用。因此,本文用能值2生态足迹作为可持续性评价的指示剂,基于能8271 生 态 学 报 30卷
值的生态足迹模型的可持续性评价指数表示为:
S E I =
EEF
EEF +EEC
(5)
SE I 的值在0到1之间,值越小,可持续性状况越好。当SE I 趋于0时,说明生态足迹与生态承载力相比
可以忽略不计,区域发展有很大的生态空间;当SE I 等于0.5时,生态足迹与生态承载力相等,说明区域发展的可持续性处于一种边缘状态;当SE I 趋于1时,说明生态足迹远大于生态承载力,即区域发展给生态环境带来了巨大的压力,区域可持续性状况相当堪忧。根据SE I 远离0.5的程度,可以判断区域可持续或不可持续的程度。通常社会经济的发展必然会增加区域生态足迹,因此,在0到0.5之间划分可持续性指数的安全区间既能体现经济得以发展,又能反映区域经济活动是否处于生态承载力范围内。3 模型应用
本文选择地处江苏省西北部的资源型城市徐州市,对改进模型进行应用,探讨区域可持续发展状况。徐州市位于东经116°22′—118°40′、北纬33°43′—34°58′之间,土地总面积11258k m 2
,2006年末总人口934.73万。域内大部皆为平原,属暖温带季风气候区,光照充足,气候资源较为优越,是国家和江苏省重要的农业生产基地。境内矿产资源丰富,其中煤炭已探明储量达39亿t 以上,预测储量69亿t,年产量2500多万t,是全国重要的煤炭产地、华东地区的电力基地,2008年底发电总装机容量达736万kw 。3.1 区域能值密度
自然环境资源来自地球生物圈的作用。太阳辐射能、地球深处的地热能、潮汐能是推动地球生物圈物质循环的3种主要能源,对全球能量转化过程起着至关重要的作用,这3类能源的太阳能值是评估风、水、地球系统平均能值的基准值
[11]
。本文采用Odum 等人
[24]
2000年确定的全球能值基准,即15.83×10
24
sej/a 。并
以此为依据计算区域总能值,结果见表1。计算潮汐能时,根据大陆架吸收潮汐能系数范围0.1—0.5
[21]
,考
虑到徐州所辖地区离海岸线最近仅几十公里,呈半海洋性气候特征,且地域东西狭长,受海洋影响程度有差异,因此潮汐能吸收系数取0.1。区域能值密度为地区太阳辐射能、地热能、潮汐能3项之和与区域总面积之比。因此,得到的区域能值密度为:
D =区域总能值(4.59×10
20
sej )/区域总面积(11258km 2)=4.08×1014(sej/h m 2
)
表1 徐州地球生物圈年能值储量
Table 1 Annua l budget of sol ar e m ergy for the earth geob i osphere i n Xuzhou C ity
能量类型
Source
能量
Energy flux/(J /a )能值转换率
Transf or m ity/(sej/J )
参考文献
References 太阳能值
E mergy flux/(sej/a )
太阳辐射能Solar ins olati on 2.79×1020 1.00[24] 2.79×1020地热能Deep earth heat 1.48×1016 1.20×104[24] 1.78×1020潮汐能Tidal energy 0.33×1014
7.39×104
[24]
2.42×1018合计Total
4.59×1020
3.2 能值2生态承载力与能值2生态足迹
区域可更新资源能值计算结果见表2。能值转换率根据参考文献[24]
做了基准变换。太阳辐射能、风能、
雨水势能、雨水化学能;河水势能、河水化学能分别均是源自同一过程的复合产物,为避免重复计算,归并时取
其中最大值
[21]
,即e 1为3.02×10
21
sej 。
e 2=表层土壤厚度(30c m )×生物生产性土地面积(7127.7k m 2
)
[26]
×1010(c m 2/km 2
)×土壤容重(1138
g/c m 3)[27]×土壤表层有机质平均含量(0.98%)[28]×典型表土吉布斯自由能(5.4kcal/g )[21]×4186(J /
kcal )×表土能值转换率(7.40×104sej/J )[29230]=4.84×1022
sej 。
9
271 7期 金丹 等:基于能值的生态足迹模型及其在资源型城市的应用
表2 2006年徐州可更新资源能值计算
Table2 Ca lcul a ti on for annua l renewable resources em ergy i n Xuzhou C ity(2006)
项目Ite m
基础数据
Basic data/J
能值转换率
Transf or m ity/(sej/J)
参考文献
References
太阳能值
Emergy/sej
太阳辐射能Sunlight 5.63×1019 1.00[24] 5.63×1019
地表风能W ind 1.43×1016 2.45×103[24] 3.50×1019
雨水势能Rain,geopotential 3.11×1015 1.76×104[21,24] 5.48×1019
雨水化学能Rain,chem ical energy 4.89×1016 3.05×104[24] 1.49×1021
河水势能R ivers,geopotential 4.62×1014 4.66×104[24] 2.15×1019
河水化学能R ivers,che m ical energy7.24×10158.10×104[24] 5.86×1020
地球旋转能Earth cycle 1.63×1016 5.76×104[25]9.39×1020
小计Total 3.02×1021
按照公式(3),计算得到2006年能值2生态承载力为1.10×107hm2,扣除12%保护生物多样性以后,人均能值2生态承载力为1.03hm2。
根据《徐州统计年鉴》查阅2006年区域自然和社会经济状况统计数据[26],能量折算系数相关参数参考文献[11221,31233],能值转换率进行了基准转换。按照公式(4)计算得到2006年徐州能值2生态足迹账户结果见表3,全年能值2生态足迹为3.53×108h m2,人均为37.76h m2。
表3 2006年徐州能值2生态足迹计算账户(2006年)
Table3 Em ergy2ba sed ecolog i ca l footpr i n ts i n Xuzhou C ity(2006)
项目Ite m
基础数据
Basic data/J
能值转换率
Transfor m ity
/(sej/J)
参考文献
References
太阳能值
Emergy/sej
能值2生态足迹
Emergy2ecol ogical
foot p rint/hm2
生物资源粮食稻谷 2.14×1016 6.02×104[24,33] 1.29×1021 3.16×106
B i ol ogical小麦 2.48×1016 1.14×105[24,33] 2.82×1021 6.92×106
res ources大麦 2.59×1014 1.34×105[24,34] 3.48×10198.52×104
玉米7.91×1015 4.53×104[24,11] 3.58×10208.78×105
豆类 1.43×1015 1.16×106[24,33] 1.65×1021 4.04×106
薯类 1.09×1015 4.53×103[24,33] 4.93×1018 1.21×104
小计 1.51×107其他作物油料 3.73×1015 1.16×106[24,33] 4.32×1021 1.06×107
棉花8.46×1014 1.44×106[24,11] 1.22×1021 2.99×106
水果 3.10×10158.89×105[24,11] 2.76×1021 6.76×106
蔬菜 2.10×1016 4.53×104[24,11]9.50×1020 2.33×106
瓜类8.21×1014 6.71×104[24,34] 5.51×1019 1.35×105
小计 2.28×107农副产品猪肉 6.36×1015 2.85×106[11,24] 1.81×1022 4.45×107
羊肉 5.95×1014 3.35×106[11,24] 1.99×1021 4.89×106
牛肉 1.17×1014 6.71×106[11,24]7.82×1020 1.92×106
禽肉7.37×1014 2.85×106[11,24] 2.10×1021 5.15×106
兔肉8.43×1013 2.85×106[11,24] 2.40×1020 5.89×105
奶类 5.54×1014 2.85×106[24,33] 1.58×1021 3.87×106
禽蛋 3.04×1015 3.35×106[24,33] 1.02×1022 2.50×107
毛类 2.47×1012 6.44×106[21,24] 1.59×1019 3.90×104
水产品9.49×1014 3.36×106[24,35] 3.19×10217.82×106
小计9.37×107木材和水资源活立木蓄积量 3.30×1015 5.85×104[24,32] 1.93×1020 4.74×105
水资源37.18×1015-[11,24,36] 1.12×1021 2.75×106 0371 生 态 学 报 30卷
续表
项目
Ite m
基础数据
Basic data /J
能值转换率
Transfor m ity
/(sej/J )
参考文献
References
太阳能值
Emergy/sej
能值2生态足迹Emergy 2ecol ogical
foot p rint/hm 2小计
3.22×106
能源资源
原煤8.06×1017 6.69×104[21,24] 5.39×1022 1.32×108Energy
汽油 6.81×1014 1.11×105[21,24]7.53×1019 1.85×105柴油 2.44×1015 1.11×105[21,24] 2.70×1020 6.61×105液化石油气 1.59×1015 1.11×105[21,24] 1.76×1020 4.32×105电力 1.31×1017
2.67×105
[11,21,24]
3.48×1022
8.54×107小计
2.18×108合计Total
3.53×108
3包括灌溉用水和自来水两项,故能值转换率空缺
3.3 结果与分析
以上对基于能值的生态足迹模型的应用结果见表4。
表4 基于能值的生态足迹模型应用结果
Table 4 Appli ca ti on results of ecolog i ca l footpr i n t m odel ba sed on e m ergy i n Xuzhou C ity (2006)
区域
A rea
年份
Year 人均能值2生态承载力
Emergy 2based ecol ogical
capacity/(hm 2
/cap ita )
人均能值2生态足迹Emergy 2based ecol ogical
f oot p rint/(hm 2
/cap ita )
人均生态赤字
Ecol ogical deficit /(hm 2/cap ita )
可持续性评价指数
Sustainability evaluati on index
徐州Xuzhou City
2006
1.03
37.76
36.73
0.97
2006年徐州人均生态赤字为36.73hm 2,远大于冯芳等
[37]
运用赵晟等改进的生态足迹计算方法得到的
结果8.6218h m 2
。计算区域生态承载力时,本文考虑的区域可更新自然资源还包括生物生产土地的表土能值可更新资源部分,而且根据新的全球能值基准转换后,能值转换率是原来的1.68倍,因而得到的能值2生态承载力是该作者计算结果的4.4倍。如果不转换全球能值基准,结果将是2.6倍。能值2生态足迹的计算不仅包括了传统意义上人口消耗的资源量,而且包括了区域发展所需要的或所消耗的资源量,因此人均能值2生态足迹比同类研究高出很多,能值2生态承载力与之相比显得微不足道。这样的结果更加真实地反映了一年中区域发展所消耗的自然资源与区域自然环境的资源供给(可更新资源)之间的差距。比如,煤炭的形成速率相当缓慢,而当地的年开采量则相当巨大,从表3可以得出仅煤炭资源一项就占到年能值2生态足迹的37%,接近当年区域承载力的14倍。
按照公式(5)计算得到可持续性评价指数为0.97,接近于1。根据指数值域的划分,该指数表明2006年徐州能值2生态足迹远大于能值2生态承载力。这与该地区生物生产性土地的高强度生产以及煤炭资源的大量开采是一致的,尤其是能源资源的消耗占到年能值2生态足迹的62%,为生态承载力的22倍之多。3.4 讨论
基于能值的生态足迹模型将传统生态足迹模型中人类需求与自然供给的资源流转换为能量流,通过能值转换率将其表示为同一标准的能值单位,弥补了传统计算方法以土地生产力为基础的不足。能值转换率相比生物生产性土地的全球平均生产力更具有稳定性
[12213]
。为增强承载力和生态足迹进行比较的科学性,在能
值密度的选择上,计算能值2生态承载力和能值2生态足迹时都采用区域能值密度,以保证二者最终人均能值面积是具有相同能值密度即相同内涵的面积。区域能值密度不仅能体现地球生物圈循环的3种主要能源在区域的贡献,同时还能反映与全球平均能值密度的差异。全球各地的自然资源状况千差万别,区域的可持续性评价由区域能值密度体现也会更为合理。本文改进的模型中生态承载力既包括区域可再生自然资源的贡献,还包括传统模型中生物生产性土地的生态承载功能,从而可以较全面地反映区域可再生自然资源的重要性。在计算生态足迹时没有将消费项目对应的出口量减去,区域发展过程中资源的消耗量反映得更为客观。
1
371 7期 金丹 等:基于能值的生态足迹模型及其在资源型城市的应用
2371 生 态 学 报 30卷
因为与自然资源密切相关的生物资源和能源资源出口,尤其是能源资源,会使区域生态足迹偏小。案例应用结果表明了这一点。
基于能值的生态足迹模型重点在衡量和评价区域的可持续状况,采用的是区域能值密度,因此承载力和生态足迹不适合在区域间进行比较。能值2生态足迹的计算包括资源出口量,在更大范围内进行加总会形成重复,因此需要选择对应尺度的能值密度进行计算。可持续性评价指数是相对指数,可用来衡量和评价区域间的差异。可持续发展的要义为社会经济发展和生态环境持续,丰富的自然资源是大自然成百上千亿年的积累才形成的财富,决策者要在发展和保护之间寻求平衡,首先要解决如何合理利用自然资源为经济发展服务。4 结论与建议
(1)本文以资源型城市徐州市为案例对改进模型进行应用,2006年徐州人均生态承载力1.03h m2,人均生态足迹37.76h m2,人均生态赤字为36.73hm2。计算结果表明,徐州市相当高的人均能值2生态足迹实际上包含了出口资源的能值2生态足迹,也就是说当地承载了其他区域发展所需要的大量生态足迹,为这些地方的发展作出了巨大的生态贡献。农产品的生产需要利用当地的光温水资源,煤炭资源的开采不仅要利用当地的自然禀赋,生产引起的废弃物堆放和生态环境破坏还会给当地带来生态负担。因此,发展对资源的需求也给区域的生态环境带来了巨大的压力,资源型城市的可持续性状况十分堪忧。
(2)模型应用表明,生物生产性土地表土可再生部分能值占区域可更新资源能值总量的32%,对区域承载力的贡献十分显著,不可忽略。基于能值的生态足迹模型更客观地体现了区域的生态承载力,更真实地反映了区域发展模式下对资源的需求和消耗,从而能更好地反映区域人类社会经济活动与自然资源之间的关系,可为国家或地区可持续发展决策提供参考。
(3)从计算结果可以看出,为促进资源型城市可持续发展,当地在发展对策上应大力保护耕地的数量和质量,保证区域承载力不下降;适度控制不可再生资源开采规模,保护资源并减小区域生态足迹;结合区域优势,适度延长资源生产产业链,增加出口产品附加值,将会极大地提升地区经济发展的增值空间;开发利用可再生能源改变能源结构会大大减小能源资源的生态足迹,既清洁,又能保证生态承载力具有可持续性。
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3
371 7期 金丹 等:基于能值的生态足迹模型及其在资源型城市的应用
资源型城市生态转型可持续发展研究 1资源型城市转型 资源型城市是一个复杂的系统，关于资源型城市的定义也是备受争议的话题，判断资源型城市的标准尚未得到统一的度量。本文根据国内外关于资源型城市的研究文献中，对于资源型城市的本质和内涵进行梳理，可以将资源型城市理解为在特定的历史条件下，利用生产技术将城市与资源连结而形成的统一体，既体现了资源的特殊性，又具有城市的统一性。资源型城市以资源的开发和利用为基础，当资源枯竭，城市就可能面临衰退或者被其他发展模式取代。资源型城市形成于某个特殊的阶段，所以其具有一定的历史性；同时资源型城市与经济发展水平息息相关是，因此也具有显著的经济性。为了推进工业化进程的加快，我国在20世纪中期制定优先发展重工业的发展战略，而重工业的发展对于能源和资源的需求量较大，为了满足工业基地建设的需求，围绕资源的开发逐渐形成了一个资源开发型群落，而资源型城市便是其中一个重要的表现。自改革开放以来，为了促进我国市场经济的快速发展，国家在计划性资金的使用和分配方面，更多倾向于中西部沿海地区，但是大部分的资源型城市都集中在西部内部陆地区，受到国家政策的影响，西部地区本身的经济发展水平不高，加之不断加大资源开采的力度，使得很多资源都面临枯竭，这将直接导致资源型城市资源匮乏、环境污染严重等问题的日益恶化，资源型城市的发展也成为上世纪末我国经济发展中受到极大关注的难题。随着环保战略和可持续发展战略的提出，资源型城市建设过程中与可持续发展战略的矛盾点日益增多，尤其是在资源的损耗方面，已经为市场经济的发展带来了很多的不理影响，所以资源型城市转型的问题也开始受到越来越多的关注。国家“十五”计划纲要明确提出要“积极稳妥地关闭资源枯竭的矿山，因地制宜地促进以资源开采为主的城市和大矿区发展接续产业和替代产业，研究探索矿山开发的新模式”。十六届五中全会通过的关于“十一五”规划的建议提出要“支持东北老工业基地”“、促进资源型城市转型”等内容，将资源型城市的生态转型与可持续发展的问题提到了战略的高度上。总之，资源型城市的生态转型与可持续发展已经成为城市化进程中一项重要的内容，可持续发展战略为资源型城市转型提供了必要的理论基础，因此，必须要正确认识资源型城
作者：俞孔坚王思思马强 经历近三十年来的快速发展，我市面临这一系列资源环境制约，国土生态安全面临威胁：水资源严重短缺，河湖调蓄能力明显下降；土地后备资源不足，节约性和集约化利用程度有待提高；建成区“摊大饼”式扩张，城市空间结构不尽合理；景观破碎化趋势明显，绿色空间尚没有形成有机系统等[1-3]。如何从空间上协调社会经济发展和生态环境保护的关系，实现精明增长与精明保护的双赢，已经成为紧迫而现实的问题。鉴于上述问题，《北京市土地利用总体规划（2006－年）》提出的规划重点之一便是构建首都生态空间保护体系。此次规划修编中将城市生态安全格局（Ecological Security Pattern）理论和方法引入土地规划中，与传统的生态区划式生态空间保护体系的构建不同，城市生态安全格局更加强调维护城市生态系统结构和过程健康与完整。在我国，生态安全格局被认为是实现区域或城市生态安全的基本保障和重要途径[4-9]。 1 生态安全格局的概念 生态安全格局以景观生态学理论和方法为基础，通过对各种生态过程（包括城市的扩张、物种的空间运动、谁和风的流动、灾害过程的扩散等）的分析和模拟，来判别对这些过程的安全与健康局有关建议以的景观元素、空间位置及空间联系，这种关键性元素、战略位置和联系所形成的格局就是生态安全格局[10-11]。生态安全格局旨在解决如何在有限的国土面积上，以最高效的景观格局、维护土地生态过程、历史文化过程、游憩过程等的安全与健康的问题。针对北京是生态问题，重点研究综合水安全格局、地质灾害安全格局、生物保护安全格局、文化遗产安全格局和游憩安全格局，并将他们整合为总体综合生态安全格局，形成北京市国土生态保护和未来城市可持续发展的生态基础设施。 2北京市生态安全格局 2.1 综合水安全格局 快速城市化导致城市水文过程的根本改变：人口的快速膨胀导致水资源严重短缺；不透水铺装面积的增加知识内涝频发；雨水资源大量流失，亟待深度开发利用；地下水采补失衡，引起湿地萎缩；工程化措施对水文过程造成负面影响。城市水系统和水环境的完整与健康已成为制约北京可持续发展的关键环节。本文已恢复天然水文过程和维护城市雨洪安全为目标，运用ArcGIS空间分析技术，对洪水、地表径流等过程进行分析和模拟，构建洪水安全格局和雨水安全格局，并考虑地表和地下水源保护以及地下水补给，叠加形成综合水安全格局。
《创新视域下资源城市生态转型研究》简介 作者山东理工大学教师朱阿丽，将历经十年研究成果归纳整理成书。该书基于山东省社科规划重点项目创新视角下山东四类资源型城市转型模式比较研究（14JGBJ05）的研究成果成稿。我国有二百六十多座资源城市，资源枯竭后，面临转型。传统产业，能耗高，污染严重，对资源破坏严重。因此，资源型城市的生态转型，是资源型城市升级的出路，应当引起广泛重视。该书提出的新观点正是以当下我国绿色发展理念为指导思想，提出解决转型过程中遇到的价值冲突，和法律、政策瓶颈途径。 一、该书关注的主要方内容： 1.资源型城市转型模式研究。 2.新常态下资源型城市转型发展研究 资源型城市，面临传统产业增长动力不足、新兴产业发展相对滞后等现实困难。只要遵循系统性改革发展思路，充分结合实际，采取有力举措，久久为功，就一定能够顺利完成转型发展任务。 3.资源型城市中小企业科技创新能力政策研究。中小型企业，具有转产快，起点高的特点，在资源型城市转型过程中，是主力军。培育中小企业内生的发展动力，顺利实现知识转化应用，以降低能耗，减少对环境的破坏、提高产品附加值、提高企业竞争能力。 4.国有企业转型时期激励机制研究，资源型城市，大多数由国有企业作为支柱产业。国有企业面领城市转型，激励措施应当与发展同步。该文分析了非物质激励，股权激励的等新的激励形成和应用。鼓励广大知识分子投身技术更新换代助力产业升级。 5.此外，本书还对我国低碳经济法律政策分析、高校生态教育现状研究、生态写作研究等相关问题进行了探讨。 二、资源型城市绿色转型的建议： 1.合理规划，积极发展本地资源型城市转型绿色接续产业 2.充分发挥政府在资源型城市绿色转型中的主导作用 3.重视弘扬传统文化中优秀绿色生态发展理念
进入工业时代以来，随着人口的激增和工程技术的不断进步，人类以前所未有的规模和速度改变着自然环境，导致许多生态环境问题的出现[1]。尤其在我国，快速的人口增长和大规模的快速城市化进程对资源环境带来巨大压力[2]。同时受全球气候变暖和不合理土地利用活动共同影响，我国出现冰川后移、冻土退化、湿地萎缩、水土流失[3]、沙漠化[4]、洪涝灾害加剧[5]、生物多样性下降[6]和水源涵养能力降低等诸多生态环境问题[7,8]，生态安全已成为科学研究和可持续发展战略的重点关注领域。 我国学者针对生态安全议题开展了大量的研究，尤其在生态安全评价理论与方法方面进行了卓有成效的研究[9-14]，但区域景观格局优化与调控方面的研究仍处于探索阶段。近年来提出的景观安全格局[14,15]、区域生态安全格局[16]理论与实践为抽象的生态系统服务概念和可实施的空间规划之间建立了沟通的平台，并开展了部分探索性的研究[17-22]。在国家政策制定层面，我国在自然区划、农业区划基础上相继开展的生态区划[23]、生态功能区划[24]和主体功能区划[25]等工作都对国土与区域尺度空间格局调控有积极的推动作用。新出台的《城乡规划法》[26]和新修订的《全国土地利用总体规划纲要》[27]也将生态保护作为重要内容。在当前生态要素分部门进行管理的行政体制下，如何构建一个在操作层面上能与生态区划、主体功能区划、土地利用规划、城市规划相衔接的综合性概念、框架和工具成为科研和实践领域亟待解决的问题。 国际上国土尺度的保护规划研究起步较早。美国早在1915-1916年由景观规划师曼宁(Manning W.H.)开展的国土规划（National Plan）旨在制定资源综合保护与利用战略，并提出以自然资源和自然系统为基础的土地分类思想[28]。从1950年代逐渐兴起的以绿色廊道（Greenway）运动为代表的生态网络规划建设逐渐成为自然资源保护规划的新热点[29]，如美国绿色廊道体系全面实施后将会提供220,000 km 的绿色廊道和大约5亿hm2受保护的绿色空间[30]。欧洲也出现绿色廊道、生态网络、生境网络、洪水缓冲区等概念[31,32]。亚洲的新加坡等国也陆续开展绿色廊道规划研究[33]。我国的防护林体系建设也可看作为国土尺度的绿色廊道网络[34]。1990年代以来在国内外逐渐兴起的生态(绿色)基础设施概念[35-37]正日益成为自然资源保护和空间规划领域广泛认可的新 工具，并在美国马里兰、明尼苏达、伊利诺斯、佛罗里达、佐治亚、阿拉巴马、密西西比、南卡罗莱纳、田纳西、肯塔基等州相继开展相关规划研究[36]。我国也在浙江台州[38]、山东威海[39]、菏泽[40]等地进行了生态基础设施规划的探索研究。这些研究为各种尺度上开展生态安全格局规划提供了很好的借鉴案例。 本文从我国面临的主要生态问题出发，旨在初步探讨国土尺度生态安全格局的基本构架，从水源涵养、洪水调蓄、沙漠化防治、水土保持、生物多样性保护5个主导生态系统服务功能出发，在对单一生态过程的分析与评价基础上进行叠加与综合，初步构建保障生命支持系统健康与安全的国土尺度生态安全格局框架。
生态足迹模型在多领域多层次的应用 生态足迹(EcologicalFootprint)的概念是加拿大生态经济学家WilliamRees和他的博士生Wack-ernagel于1992年在《我们的生态足迹———减轻人类对地球的冲击》中提出的，即“任何已知人口(某个人、城市或国家)的生态足迹是生产这些人口所消费的所有物质和能量及吸纳这些人口所产生的所有废弃物需要的生物生产土地的总面积”。1996年后，他们又从不同侧面对此概念进行了解释并提出将生态足迹计算模型用于衡量可持续发展，所谓的生态足迹是“一个国家范围内给定人口的负荷”，用生产性土地面积来度量一个确定人口或经济规模的资源消费或消纳废弃物吸收水平的账户工具，是“能够持续地提供资源或消纳废物的、具有生物生产力的地域空间”［1］。 生态足迹通过引入均衡因子和产出因子实现各国各地区各类生物生产性土地的可加性和可比性，以此作为度量区域可持续经济发展程度的方法简单明了，其概念一经提出在世界各国引起了强烈的反响，2000年被引入中国。目前，国内外对生态足迹的研究还处于摸索、完善的阶段，其模型的局限性已遭到一些研究者的质疑，诸多研究者结合不同的数理方法以求更加精准的核算模型对不同层次的生态足迹进行核算，其有意义的修正方法和模型也在迅速地发展和完善中［2］。
1生态足迹模型的改进及修正 在传统的生态足迹模型的实际运用中，越来越多的学者开始质疑其模型的科学性、合理性和功能性，NathanFiala［3］、G．CornelisvanKooten［4］、HansOpschoor［5］、MichelleL．M．Graymore ［6］等学者认为假设所有国家的能源用地供给都为零、没有用于吸收CO2的土地;未把区域的环境压力、自然系统提供资源、消纳废弃物的功能描述完全;未全面考虑区域的物质交换的开放程度而造成进口型和出口型地区边界定义的混乱;未考虑土地退化造成承载人类活动的生态生产性土地不断缩减等因素造成生态足迹模型在实际运用中的严重失真。MichelleL．M．Graymore［6］等学者通过评价指标矩阵评价各个可持续发展指标用于区域范围的有效性，结果指出生态足迹模型无法全面地评价区域可持续性、其累加运算不能清楚地反映土地利用变化的各个环节，基于此的分析也很难深入到各个环节，认为生态足迹法更多起到的是警示、教育的作用。因此，在对该模型的质疑和实际运用中，学者们衍生了一系列的生态足迹改进模型。 为了弥补生态足迹模型的瞬时性和非动态性，学者们在传统模型的基础上增加时间序列计算多年份的生态足迹将其转化为一种动态分析法，NickHanley等［7］学者利用7种不同指标对1980－1990年间的苏格兰地区做可持续性分析;荷兰学者Vuur-enoDoP等［8］分别选取1980年、1987年和1994年为研究时段，对贝宁、不丹、哥斯
资源型城市可持续发展Newly compiled on November 23, 2020
资源型城市可持续发展xx位于河南省东部，是黄淮冲积平原的一部分，土地肥沃，宜种植小麦、大豆、棉花等粮食和经济作物；地下赋存有丰富的煤炭、铁矿和水泥用灰岩、陶瓷原料等金属非金属矿产资源，是全国六大无烟煤基地之一。煤炭开采为保障全国能源供应、促进国家经济社会发展方面做出了重要贡献，但由于缺乏统筹规划以及过渡依赖资源、忽视生态环境保护等原因，造成全市接续替代产业发展缓慢、城市功能不健全、生态环境破坏严重等问题，影响和制约了xx可持续发展。近年来，为转变经济增长方式，实现经济社会的可持续发展，xx也作出大量工作。 一、总体情况 xx一直高度重视可持续性发展工作，将其纳入xx“十二五”规划。2011年，通过对矿产资源、生态环境、经济增长方式等方面的调查，制定出《永城资源型城市可持续发展研究报告》，对xx可持续性发展作出了总体规划。通过拉长产业链条，壮大产业发展平台，完善城市功能，增强生态环境承载力和不断改善民生等途径增强xx可持续性发展能力。市政府陆续出台了《xx清洁生产条例》、《xx政府关于加强节能工作的实施意见》、《xx固定资产投资项目节能评估和审查管理暂行办法》、《xx“十二五”节能减排工作方案》《xx重点用能单位节能管理办法》、《xx人民政府关于加强建筑节能工作的意见》、《xx再生资源回收体系建设试点实施方案》、《xx采煤沉陷区土地复垦实施办法》、《土地复垦技术标准》、《村民搬迁补偿和沉陷土地复垦办法》等一系列相关文件，从各方面加大对发展循环经济、推进节能减排的政策引导力度。
2013年个人生态足迹 以下采用成分法计算生态足迹 一、能源的生态足迹: 能源主要有电力。 公式 a CO e e P E Q A /2= 式中: e A 分别为年内电力消耗所需的化石能源地面积; e Q 分别为电力消耗量;2CO E 为普通火电厂单位发电量的2CO 排放量;a P 为每公顷林地1年内可吸收的2CO 量。 二、食物的生态足迹: 某类食物消费的土地占用面积一般计算见式: f f f P Q A = 。式中,f A 为计算年内某 类食物消费的土地占用面积; f Q 为计算年内该类食物的消费量; f P 为生产该类食物的土地的平均生产力(世界粮农组织网站上查得)。主要食物分类中, 牛羊肉( 奶) 类产品的土地占用类别为牧草地; 猪、家禽、蛋、谷物、糖类与蔬菜等的土地占用类别为耕地; 鱼类的土 三、垃圾的生态足迹:
垃圾的土地占用由垃圾堆放直接占用土地(即直接用地)与吸收垃圾降解而产生的化石能源 地(即间接用地)两部分组成。间接用地的计算公式∑=+= W N i CH i co i i a w q q Q P A 1 )(1 4 2δ式中,w A 为计算年垃圾排放间接土地占用面积; i Q 为年内第i 种垃圾成分排放量; 2 CO i q 为第i 种 垃圾成分CO 2 产生率;4 CH i q 第i 种垃圾成分4CH 产生率;δ为4CH 的GWP 当量系数; a P 为林地的平均木材生产力。 四、纸张的生态足迹: 计算公式为:a w p p P q Q A /= 式中, p A 为计算年内纸张消费的土地占用面积; p Q 为计算年内纸张消费量; w q 为单位纸张产量的木材消耗; a P 为林地的平均木材生产力。 五、水的生态足迹; 水的生态足迹主要就是由输送水与处理污水消耗的能量产生, 这2 种作业消耗 的能源为电力、 因此首先需要计算出计算年内输送水与处理污水的电力消耗量, 然后利用公式a CO e e P E Q A /2= 计算其土地占用面积, 土地类别为化石能源地。
基于生态足迹模型论文生态足迹模型的经济技术开发区的生态安全分析———以XX市为例摘要生态足迹是衡量一个国家或地区可持续发展程度的一种方法,可定量反映人类活动对生态环境的影响和破坏程度。利用生态足迹模型,采用多源数据,以XX市经济技术开发区为例,评价人类活动对其生态环境的影响作用。分别计算了流域生态足迹、生态承载力、生态赤字以及万元GDP生态足迹,并分析其生态安全。结果表明生态足迹不断增加,且渐高于当地的生态承载力,呈现赤字,同时生态压力处于不安全状况,生态经济协调性差,生态环境处于不平衡状态,说明现有的可持续发展模式面临考验,社会经济与生态环境承受力不相协调。对此,提出了有利于该区生态、经济、环境协调发展的具体生态恢复对策和措施。 关键词生态足迹;生态承载力;生态赤字;生态安全;XX 经济技术开发区 1引言 自世界环境与发展委员会(WECD)在1987年提出可持续发展这一概念以来,定量测度可持续发展状态的方法一直是国际研究的热点和前沿领域之一[1, 2]。在加拿大生态经济学家Rees和其博士生Wackernagel等的共同努力下于1992年提出生态足迹模型[3]。该理论建立简明的指标体系和计算方法来测定区域可持续发展程度,以反映区域的资源利用状况
是否在生态承载力的X围之内。这种方法得到越来越广泛的应用,生态足迹模型不断发展,由单一时间尺度向连续时间序列拓展,由单一年份全球平均产量拓展为多种实际产量,从综合法转变为综合法与组分法并存[1, 2]。本文以生态足迹模型为基础,利用生态压力指数、生态占用指数等对XX市经济技术开发区生态足迹进行分析,进而探讨经济技术开发的可持续发展状态演变与生态足迹随时间变化关系,并提出其可持续发展和生态安全对策,以期改善环境,实现生态文明,为可持续发展战略提供理论依据。 2.研究区概况 XX经济技术开发区位于XX省XX市马尾区,是全国首批14个经济技术开发区之一,历史悠久的马尾港就在区内。它是全国目前唯一集国家级开发区(1985年1月经国务院批准成立)、台商投资区(1989年5月)、科技园区(1991年3月)和保税区(1992年11月)于一体,享有诸多优惠政策的对外开放区域, 1996年8月还被确定为海峡两岸船舶直航试点口岸。在外资企业发展的同时内外资项目并重,致力于出口创汇的同时鼓励企业内销;致力于高新技术的发展;致力于构建台资向大陆转移的生产基地,成为XX省经济发展增长点,是海峡西岸一颗璀灿的明珠。 3计算方法 3.1生态足迹计算方法
摘要：作为维护能源资源安全的保障地、推动新型工业化和城镇化的主战场，我国资源型城市的生态文明建设正处于关键时期，迫切需要建立一套科学的生态文明建设评价指标体系，指导我国资源型城市生态文明建设。本文分析了当前我国资源型城市生态文明建设过程中面临的困境主要包括能源资源约束日益趋紧、环境污染严重和生态系统恶化趋势明显、产业结构失衡和民生问题凸显。在此背景下，我国资源型城市生态文明建设评价要引导资源的节约集约利用，突出生态系统的保护，有利于资源型城市的产业转型升级，体现社会和谐稳定的生态文明建设目标。基于资源型城市生态文明建设评价要解决的这些问题，设计了我国资源型城市生态文明建设评价指标体系，可为资源型城市生态文明建设评价实证探究提供依据。 关键词：资源型城市；生态文明；指标体系中图分类号：F290 文献标识码：A 文章编号：1004-0544（2014）04-0138-05 我国资源型城市生态文明建设评价指标体系研究 ＊ 杜 勇 （中国地质大学经济管理学院，湖北武汉430074 ）紧跟党的十八大把生态文明建设纳入中国特色社会主义事业五位一体总体布局之后，党的十八届三中全会又提出了关于生态文明建设的新思想、新论断和新要求，这表明推进我国生态文明建设已得到政府和全国人民的高度重视。推进资源型城市生态文明建设，是我国生态文明建设工作的重要一环，也是维护国家能源安全、推动新型工业化和城镇化，实现全面建成小康社会奋斗目标的必然要求。资源型城市作为我国重要的能源资源战略保障基地和经济社会发展的重要支撑，在新中国成立以来，资源型城市累计生产原煤529亿吨、原油55亿吨、铁矿石58亿吨、木材20亿立方米，为建立我国独立完整的工业体系、促进国民经济发展作出了历史性的贡献。然而，经过多年尤其是改革开放30多年的快速发展，粗放的发展方式已导致我国资源型城市在取得巨大成就的同时，各种矛盾和问题开始集中显现。根据《全国资源型城市可持续发展规划》的界定，我国262座资源型城市中，有67座是资源衰退型城市，资源量面临衰竭困境，占比超过 25%。当前，我国资源型城市正面临较为严峻的资源、环境 和生态问题，其生态文明建设工作处于关键时期，构建我国资源型城市生态文明建设评价指标体系，既是考核资源型城市生态文明建设绩效的重要实践内容，也是预警资源型城市生态系统健康，引导资源型城市可持续发展转型的有效途径。 ［1］ 因此，本文将结合当前我国资源型城 市生态文明建设面临的困境，总结资源型城市生态文明 建设评价应解决的问题，在此基础上构建我国资源型城市生态文明建设评价指标体系，为促进我国资源型城市的生态文明建设提供参考。 一、资源型城市生态文明建设面临的困境 我国262个资源型城市中地级行政区（包括地级市、地区、自治州、盟等）126个，县级市62个，县（包括自治县、林区等）58个，市辖区（开发区、管理区）16个。看到这些城市在国民经济发展中起到重要作用的同时，也应看到资源型城市发展过程中不可避免会面临的资源枯竭，生态问题日益严重等困境，在快速的工业化、城市化进程中，资源型城市生态文明建设存在的问题越来越显著。 （一）资源型城市能源资源约束日益趋紧 我国工业化中的能源资源巨大需求与资源型城市有限的能源资源保障能力之间的矛盾日益凸显。对能源资源大量、快速消费是工业化发展的基本规律，我国正处于工业化中期、重新重工业化阶段，已经处于对能源资源需求的扩张上升时期。 ［2］ 根据国土资源部预测，未来20年， 我国能源消费将保持年均4.5%的增速，煤炭累计需求 826亿吨，石油120亿吨，天然气5.8万亿立方米，铜资源 累计需求量2.5亿吨，铝资源需求量3.7亿吨。然而，随着资源的大量消耗，资源型城市面临的资源供给压力越来越大，自2001年国务院在辽宁阜新市开展全国首个资源枯竭城市经济转型试点以来，我国已先后分三批确定了69 *基金项目：国家社科基金重大项目（１１＆ＺＤ０４０）。 作者简介：杜勇（１９６８－），男，新疆克拉玛依人，中国地质大学（武汉）经济管理学院博士生。
生物保护的景观生态安全格局 俞孔坚，生态学报，1999，Vol.19, No.9:8-15 摘要 景观中有某种潜在的空间格局，被称为生态安全格局(Security patterns，简称SP), 他们由景观中的某些关键性的局部，位置和空间联系所构成。SP对维护或控制某种生态过程有着异常重要的意义。SP的组分对过程来说具有主动，空间联系和高效的优势，因而对生物保护和景观改变来说具有重要的意义。生物的空间运动和栖息地的维护需要克服景观阻力来完成. 所以，阻力面(流动表面)反映了生物扩散和维持的动态. SP可以根据流动表面的空间特性来判别。一个典型的生物保护安全格局由源，缓冲区，源间联结，辐射道和战略点所组成，这些潜在的景观结构与过程动态曲线上的某些门槛相对应。本文揭示了一般流动表面模型的点和线的特征与景观生态学和保护生物学中的景观结构间的关系，证实了生态过程动态与趋势中某些门槛值的存在以及应用这些门槛值定义SP的可能性。SP可作为捍卫生物安全，维护生态过程的相对高效的空间战略。 关键词：景观安全格局，生物保护，生态规划，景观生态，空间分析 引言 有一些基本的景观改变和管理措施被认为是有利于生物保护的，包括核心栖息地的保护、缓冲区、廊道的建立和栖息地的恢复等(Frankel and Soule, 1981; Harris, 1984; Noss and Harris, 1986; WRI et al. 1992; Smith and Hellmund, 1993; Forman, 1995;俞孔坚，李迪华，1997)。问题是如何定义缓冲区，如何设
廊道或在何处引入栖息地斑块，才能最有效地影响生态过程，实现生物保护目的。这些问题对自然保护区的管理和规划以及更大范围内的景观或区域生态规划都具有战略意义，而在国际上引起重视。 比较而言，有两类生态过程，垂直生态过程和水平生态过程。前者发生在某一地域单元之内，过程之状态直接反应其所依赖的资源的分布，如发生在某一地域单元内的地质，水文，植被和动物群落之间的生态过程。在处理这种垂直生态过程时，景观规划专业已发展了一整套完整的生态规划方法，集中体现为适宜性和可行性分析模型，它最早可以追溯到生态和规划家Patrick Geddes 或更早(见Faludi, 1987; Steiner et al 1987)。这一模式到I. McHarg (1956,1981)发展到了高峰，并被称为"千层饼"模式。对垂直生态过程的控制可以直接通过资源本身的改变来完成。水平生态过程则是发生在景观单元之间的流动或相互作用，如物种的空间运动，干扰和灾害的空间扩散。他们的空间动态很难通过"千层饼"模式来表达。 生态学家和地理学家发展了众多的模型来描述水平生态过程(见Olsson, 1965, Bartlett, 1975; Sklar和Costanza, 1990)，如引力模型(Gravity model) 和潜在模型(Potential model)。更具体的模型诸如树木种子的扩散模型(Johnson, 1988; Frelich 等1993)。虫害扩散和火灾漫延模型(见Sklar and Costanza, 1990)。这些模型都可以形象地用潜在表面(Potential surface，Warntz, 1966)或趋势表面(Trend surface)(Chorley and Haggett, 1968)通过等值线来表达，如表示动物空间运动的潜在可能性和可达性表面(Surface of accessibility)。所以，要改变景观以控制水平生态过程，一条可能的途径是通过潜在表面判别和设计某种高效的景观格局。
生态足迹 生态足迹分析法是一种定量度量可持续发展状况的方法。主要用于旅游、规划等设计可持续发展方面的定量研究。生态足迹(EF)是二十世纪九十年代提出来的比较成功的可持续发展指标之一。 科技名词定义 中文名称: 生态足迹 英文名字：ecological foot-print;ecological footprint 其他的名：生态占用 定义： 维持一个人、地区、国家或者全球的生存所需要的以及能够吸纳人类所排放的废物、具有生态生产力的地域面积。是对一定区域内人类活动的自然生态影响的一种测度。 应用科学 生态学（一级学科）；城市生态学、生态工程学和产业生态学（二级学科）定义：指生产区域或资源消费单元所消费的资源和接纳其产生弃物所占用的生物生产性空间。 应用可科学 资源科技（一级学科）；资源生态学（二） 生态足迹（英文：Ecological footprint,EF）就是能够持续地提供资源或消纳废物的、具有生物生产力的地域空间（biologically productive areas），其含义就是要维持一个人、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。生态足迹估计要承载一定生活质量的人口，需要多大的可供人类使用的可再生资源或者能够消纳废物的生态系统，又称之为“适当的承载力”（appropriated carrying capacity）。 生态足迹（ecological footprint）也称“生态占用”。是指特定数量人群按照某一种生活方式所消费的，自然生态系统提供的，各种商品和服务功能，以及在这一过程中所产生的废弃物需要环境(生态系统) 吸纳，并以生物生产性土地(或水域) 面积来表示的一种可操作的定量方法。它的应用意义是：通过生态足迹需求与自然生态系统的承载力(亦称生态足迹供给) 进行比较即可以定量的判断某一国家或地区目前可持续发展的状态，以便对未来人类生存和社会经济发展做出科学规划和建议。 在20世纪90年代初由加拿大大不列颠哥伦比亚大学规划与资源生态学教授里斯（Willian E.Rees）和魏克内尔提出，生态足迹模型由张志强、许中民与1996年首次引入我国。生态足迹主要研究对象的各种消费转化为提供该消费量并吸纳废弃物所需要的生态生产性土地面积。定量测度人类对生态系统的冲击，并通过阻击与实际生态承载面积的对比，测量研究对象的可持续发展状况。生态足迹的研究方法主要有综合法、成分法、投入产出法。。它显示在现有技术条件下，指定的人口单位内（一个人、一个城市、一个国家或全人类）需要多少具备生物生产力的土地（biological productive land）和水域，来生产所需资源和吸纳所衍生的废物。生态足迹通过测定现今人类为了维持自身生存而利用自然的量来评估人类对生态系统的影响。 比如说一个人的粮食消费量可以转换为生产这些粮食的所需要的耕地面积，他所排放的二氧化碳总量可以转换成吸收这些CO2所需要的森林、草地或农田的面积。因此它可以形
19 【摘要】在土地极其有限、保护与发展压力同样巨大的形势下，科学判别和保护城市扩张的生态底线具有重要战略意义。探讨城市生态底线的科学内涵，提出通过构建生态安全格局保障城市的基本生态系统服务。以北京市为例，运用景观安全格局理论和ＧＩＳ技术，通过对水文、地质灾害、生物、文化遗产和游憩过程的模拟和分析，判别维护上述过程安全的关键性空间格局，构建不同安全水平的综合生态安全格局，特别是界定最低安全标准下的景观格局。并以生态安全格局为刚性框架，模拟北京城镇扩张格局。结果显示：基于生态安全格局的城镇发展格局，用尽可能少的土地，维护城市的基本生态系统服务，同时为城市发展提供充足的建设用地，是实现精明保护与精明增长的有效途径。 【关键词】土地规划；生态系统服务；景观安全格局；生态底线；反规划；北京 ABSTRACT: With Beijing as an example, the mini-mum ecological security pattern is defined as the es-sential spatial pattern safeguarding the basic ecosys-tem services for the city. First, it defines the basic ecosystem services in Beijing, including hydrological regulation, geological disaster prevention, biodiversity and cultural services. Second, based on the theory of landscape security pattern and GIS models, ecological security patterns are designed to manage urban flood and storm water, prevent geological disasters, con-serve biodiversity, and protect cultural heritage and recreation. These patterns are integrated into a com-prehensive ecological security pattern with different security levels. The minimum ecological security pat-tern is then used as the framework to delineate future urban growth patterns. The results show that the ur- ban growth pattern based on ecological security pat-tern maintain the basic ecosystem services with the least land and provide full construction land for the city. It is an effective way towards the smart protec-tion and smart growth. KEYWORDS: land use planning; ecosystem service;landscape security pattern; ecological baseline; nega-tive approach to planning; Beijing １ 引言 １．１ 关于生态系统服务和安全格局 生态系统服务（Ｅｃｏｓｙｓｔｅｍｓ Ｓｅｒｖｉｃｅｓ）是人类从生态系统中获得的产品和服务，是人类赖以生存的恩惠之源。通常，生态系统服务被归纳为４类：调节服务、供给服务、支持功能和文化服务［１－７］。然而在我国快速城市化进程中，不合理的人类活动极大地改变了生态系统的结构，导致生态系统提供服务的能力降低，严重威胁可持续发展和居民生活质量。如何在巨大的发展压力和较为脆弱的生态条件下，有效地维护和恢复城市的生态系统服务，协调城市发展和生态保护之间的矛盾，实现精明发展与精明保护，已成为当代中国学术界和政府决策部门所必须面对的严峻挑战。正如保护基本农田已成为我国粮食安全的底线一样，维护城市基本生态系统服务也应该成为我国城市生态安全的底线。 当前，我国学者在城市生态系统服务价值评估、生态系统健康评价、景观格局变化与生态效应、生态安全等方面展开了卓有成效的研究［８－１４］。然而，对于人地关系高度紧张的快速城市化地区来说，更具现实意义的问题是：如何判别和保护城市扩张的生态底线？这方面的探讨有待进一步开展。从土地规划和城市空间扩张的角度来说，城 【作者简介】 俞孔坚（１９６３－），男，博士，北京大学景观设计学研究院院长，博士生导师。王思思（１９８３－），女，北京大学城市与环境学院博士研究生。 李迪华（１９６７－），男，北京大学景观设计学研究院副院长。 乔 青（１９７９－），女，北京大学景观设计学研究院研究助理。 【收稿日期】２００９－０８－１２【文章编号】１００２－１３２９ （２０１０）０２－００１９－０６ 【中图分类号】ＴＵ９８４；Ｘ３２０１３【文献标识码】Ａ＊ 北京市国土资源局资助 项目“北京市生态安全格局战略研究”。 YU Kongjian; WANG Sisi; LI Dihua; QIAO Qing
城市规划环境评价中生态足迹的应用浅述 在某种意义上来说，生态足迹是人类发展阶段对生态环境影响程度的反映，同时其也是国家在某一阶段经济发展状况的反映。所谓生态足迹是以当前社会经济发展水平为基础，将某一城市人口资源需求量科学计算出来，同时将城市生态承载量加以分析计算，并将其作为指导城市发展的重要指标。科学分析生态足迹设计的城市规划对城市所造成的影响，同时合理调整该规划方案。利用生态足迹法，可以明确并有效开发城市的发展潜力，促进城市朝向生态化方向发展，进而推动国家社会经济的发展。 标签：城市规划；环境评价；生态足迹；应用 引言 生态足迹法为城市规划环评提供了必要的理论基础，其可以确保城市规划环境评价的科学性，推动城市的可持续化发展。 一、城市规划环境评价概述 世界人口随着时间的发展而逐步增多，随之而来的就是资源能源衰竭问题。作为主要的人口大国，中国资源衰竭问题相当严重。若未能采取措施加以改善，那么今后中国的现有资源将无法满足社会生产的需要，严重影响了人类文明的进步，乃至对人类的正常生存产生影响。当前国家发展的关键就是城市建设，同时其也是体现国家现代化的标志。但当前在城市规划中，不可避免的会影响到城市的自然环境，导致环境状况每日俱下，为了缓解这种状况，需要采取可行措施。其中最为关键的就是有效评价城市生态环境。对城市生态环境进行评价不仅可以推动城市的生态化建设，确保城市向生态化方向发展，同时也可以推动城市的可持续化发展。 二、生态足迹理论概述 自然资本就是指地球上任何所有的被人们认为有用的物质，及地球上能够为生物提供支持生命的能力。生态足迹分析法是以各类自然资本为研究对象，以生态生产性土地面积作为对自然资本进行统一度量的基础。它就是以土地生产力的大小不同，将生态生产性土地分为6大类：耕地、草地、林地、化石能源用地、建筑用地和海洋。生态足迹假设地球上的各类土地之间是相互排斥的，因此对于各类生态生产性土地可以对其进行加和处理。 生态足迹分析法包括生态足迹和生态承载力2个模块。生态足迹也称为生态占有，是指任何特定的某个个人、某个城市甚至某个国家所有人口所消耗的资源所需要的生物再生能力和吸纳这些人所产生的废物所需要的生态生产性土地和水域。生态承载力与生态足迹概念相对应，一个地区的生态承载力就是指该区域的所提供给人的生态生产性土地面积之和。
资源型城市成功转型案例分析 ——孝义 一． 资源型城市 资源型城市是指城市的生产和发展与资源开发有密切关系。 ① “先矿后城式”，如大庆、攀枝花、克拉玛依等。 ② “先城后矿式”，如大同、邯郸等。 资源城市多以煤炭、石油、铁矿、铜矿业为主。我国有118个资源型城市。 二． 资源枯竭型城市 资源枯竭型城市是指矿产资源开发进入后期、晚期或末期阶段，其累计采出储量已达到可采储量的70%以上的城市。 资源枯竭型城市的特点： ①随着资源枯竭，产业效益下降 ②产业结构单一，资源产业萎缩，替代产业尚未形成 ③经济总量不足，地方财力薄弱 ④大量职工收入低于全国城市居民人均水平 三． 我国资源型枯竭城市 ① 2008年3月17日确定了国家首批资源枯竭城市，共有12个城市被列入。 ② 2009 年3月，国务院确定了第二批32个资源枯竭城市。 ③ 为进一步加大对资源枯竭城市的支持力度，经国务院批准同意，国家发 改委、国土资源部、财政部界定了第三批25个资源枯竭城市。 截止目前，国家已分三批界定了全国69座资源枯竭城市，确定了大小兴安岭林区9个县级单位参照执行资源枯竭城市财政转移支付政策。 53%10%4%
四．孝义的成功转型 ㈠．孝义城市简介 ①．“孝义”名字的来历： a.郑兴“割股奉母”的淳朴孝行 b.“义虎救樵夫”:一樵夫遇险被老虎相救的感人故事。 ②．孝义的自然资源状况 A.土地资源 孝义有“土地沃饶，有西河之美着”的美誉。境遇宜耕面积6.977万公顷，宜林面积10159万公顷，垦殖指数较高。实有耕地面积3.376 万公顷，占总面积的35.6%，现有牧草地4000公顷，占总面积的4.2%。 B.矿产资源 孝义素有“三晋宝地”之称，矿产资源丰富，品种较多，分布集中，地质条件好，便于开采。孝义的矿产资源尤以煤、铝为最，是中国第一 批50个和山西省35个重点产煤地之一，也是国家铝工业的主要开发基 地。 孝义境内的煤炭资源是霍西煤田的重要组成部分，储煤面积为783.5平方公里，占境域总面积的82.8%。探明的地质储量为71亿吨，远景储 量90亿吨。铝土是孝义市的另一个优势矿产资源，主要分布于孝义的西 部山区，埋藏面积约100平方公里。这里的铝土从质和量上均在全国乃 至亚洲占有重要地位。 ㈡．促使孝义转型的原因 ①.转型前的情况： 山西省吕梁市孝义市位于山西省中部，是我国典型的资源型城市。 建国以来，孝义市先后被列入国家首批50个重点产煤地区和山西省十大产煤县市。 上世纪80年代末到本世纪初，孝义市的每个乡镇几乎都有煤焦企业，而且数量众多。拉煤的大车和烧焦的高炉在当时的孝义比比皆是。也就是在那个时期，孝义的经济呈现出井喷式发展，以煤焦为支柱产业的孝义市从2001年至2006年，以跨越式发展的势头顺利完成了“吕梁领先、三晋一流、全国百强”的“三步走”战略目标。 2008年，孝义市取代河津成为了“三晋首富市(县、区)”。 山西省凡是经济发展水平高的城市或者县区，绝大多数都离不开丰富的煤炭背景。在我国能源供应偏紧的那段发展时期，这些地区的经济均得到了较快的增长，孝义也是这样。 目前，全市采掘业产值和从业人员均占到工业总产值和从业总人数的45%以上，资源型企业税收占到全市财政收入的70%以上，全市45万人，
技术资料4： 生态足迹法及应用案例 一、生态足迹法 生态足迹EF（eco logical foot print）是20 世纪90 年代初提出的一种从生态学角度来衡量可持续发展程度的方法。生态足迹衡量在一定的人口与经济规模条件下，人类消耗了多少用于延续其发展的自然资源，并将人类活动对生物圈的影响归纳成一个数字，即人类活动排他性占有的生物生产土地。一个已知人口（个人、城市或国家）的生态足迹，即是生产相应人口所消费的所有资源和消纳这些人口产生的所有废物所需要的生物生产面积（包括陆地和水域)。将生态足迹同国家或区域范围内所能提供的生物生产面积相比较，能够判断一个国家或区域的生产消费活动是否处于当地的生态系统承载力范围之内。 生态足迹对于可持续性的衡量是一种“强”可持续性的测量手段。当一个地区的生态承载力小于生态足迹时，即出现“生态赤字”；当其大于生态足迹时，则产生“生态盈余”。生态赤字表明该地区的人类负荷超过了其生态容量，要满足现有水平的消费需求，该地区要么从地区之外进口所欠缺的资源以平衡生态足迹，要么通过消耗自身的自然资本来弥补收入供给流量的不足。 根据生产力大小的差异，生态足迹分析法将地球表面的生物生产性土地分为6 大类进行核算： 1）化石能源用地，用来补偿因化石能源消耗而损失的自然资本存量而应储备的土地；2）耕地，生物生产性土地中的生产力最大的一类土地；3）牧草地，即适于发展畜牧业的土地；4）林地，指可产出木材产品的人造林或天然林；5）建筑用地，包括各类人居设施及道路所占用的土地；6）水域，包括可以提供生物产出的淡水水域和海洋。 生态足迹的计算步骤如下: 1.计算各种消费项目的人均生态足迹 人均生态足迹分量A i 的计算公式为 A i = C i/Yi = （P i + I i - E i）/ （Y i ×N ）,
城市生态安全定量评价 ——以山西省五个地市为例 学生李宏静指导教师马义娟 摘要城市生态系统是一个以人为中心的，社会、经济与自然三个亚系统构成的复合型人工生态系统。因此，探讨三个亚系统之间相互作用的机制可以给人类以信息反馈并引导人们做出正确的决策，这对于当前构建以循环经济为主体的节约型生态城市至关重要。本文从近年来提出的城市生态安全出发，运用层次分析法，建立压力（pressure）-状态（state）-响应（response）模型，并参考国内外城市可持续发展及生态安全评价指标体系，运用相关分析方法制定了45个具体指标，定量对山西省五个地市——太原、阳泉、运城、长治、大同在城市发展过程中带来的生态环境问题进行客观评价，以期尽量避免人为因素单凭感官所带来的影响。所用数据来源于山西省统计年鉴，在同一时间段内对这五个城市进行横向比较，最终结果表明，其生态安全指数排序为：太原、长治、阳泉、运城、大同。 关键词城市生态安全指标体系 引言 城市在地球上出现至今已有6000年以上的历史，人们对城市的研究也由来已久，然而以往仅限于对城市的起源、空间结构及分布规律的研究，将生态学的方法应用于城市系统研究到现在也不过三十多年的历史。由于其遵循了以人为本的生存理念，注重人与自然的和谐、可持续发展，因而具有旺盛的生命力，也成为当前国际研究的热点话题。从生态学的角度来看，城市是一个人、景、物融为一体，生产和生活相辅相成的新陈代谢体，是在原来的自然生态系统基础上，增加了社会和经济两个子系统构成的复合生态系统[1]。这种观点表明城市生态系统的综合性和复杂性，在研究时需全面考虑城市内自然、社会、经济之间相生相克的复杂关系。作为城市生态系统核心的人，既可改造自然使其顺应人类的需要，同时又受自然规律、生产力和生产关系的制约。生活在城市中的人类，其生存环境是城市地域内所有生态因子的总和，是有关城市居民的一切方面，包括生物的、物理的、化学的、社会的、经济的、文化的以及心理的各个方面。因此，全面研究城市社会、经济、自然三个子系统之间相互作用规律，可以发挥多学科综合研究的优势，在更高层次上研究城市生态系统的动力学机制，探讨城市发展的多功能协调，为城市的发展提供合理化建议。 当前国际社会对生态城市的建设越来越重视，因此运用多因素方法进行定量评价可对城市生态系统中的各个组成成分的结构、功能以及相互关系的协调性进行综合评价，以确定该系统的发展水平、发展潜力和制约因素，并为城市规划、城市生态建设、城市生态管理提供依据。以往对城市生态安全的评价多注重某一城市的现状评价，而对同一地域内不同城市之间的对比研究较少，同时为了避免单一指标在评价中不够全面，本文根据省统计局的现有资料并结合限制因素制定了45个具体评价指标，运用相关分析法剔除不必要的指标，力求准确性、科学性、真实性三结合，对位于黄土高原上的五座城市给以定量评价。 1 研究区概况