生态足迹法在城市总体规划环境影响评价中的应用研究——以丹东市为例

尤琦

（辽宁省环境规划院有限公司辽宁沈阳110031）

生态足迹法在城市总体规划环境影响评价中的应用研究
——以丹东市为例

尤琦

（辽宁省环境规划院有限公司辽宁沈阳110031）

生态承载力分析是城市总体规划环境影响评价的重要内容，本研究利用生态足迹分析方法对丹东市的生态承载力进行定量核算，得到丹东市的生态盈亏现状，为城市的科学规划和合理开发提供了决策依据。

生态足迹；城市总体规划；环境影响评价

1 引言

《规划环境影响评价技术导则——城市总体规划》（征求意见稿）要求城市总体规划环评的生态承载力分析应明确支撑和保障城市可持续发展的主要生态功能区和城市生态安全保障的基本条件；明确限制城市规划实施的主要生态因子或问题。

生态足迹法作为生态承载力的分析方法，可以衡量资源利用和废弃物排放强度与区域生态承载力之间的关系，借助此方法从评价尺度上更精确合理地对环境影响作出预测分析，对区域的可持续发展作出判断。

2 生态足迹概述

生态足迹分析法是由加拿大生态经济学家William和其博士生Wackernagel于90年代初提出的一种度量可持续发展程度的方法，它是一组基于土地面积的量化指标。生态足迹的概念表述为：任何已知人口（某个个人、一个地区或一个国家）的生态足迹是生产这些人口消费的所有资源和吸纳这些人口产生的所有废弃物所必需的生物生产土地面积和水域的总和。生态足迹可以直接反映一个区域的生态压力状况，是分析区域的生态承载力和生态需求的一个定量指标，也是衡量区域可持续状态的定量指标。

3 模型及计算方法

3.1 生态足迹模型

式中：EF为总的生态足迹；N为人口数；ef为人均生态足迹；aai为人均第i种消费物品折算的生物生产面积；ri为均衡因子；pi为第i种物品的人均消费量；为第i种物品的平均生产能力。

各类消费项目的人均生物生产土地面积分量计算：

计算公式为：

式中：Pi为第i种消费项目的年生产量，Ii为第i种消费项目的年进口量，Ei为第i种消费项目的年出口量，N为计算区域的人口数。

生态足迹计算：

人均生态足迹为：

式中为均衡因子，j=(1,2,3,4,5,6)表示种生物生产土地面积。

3.2 生态承载力模型

在生态承载力计算中，不同国家或地区的土地由于利用类型和资源禀赋的不同，不能利用实际面积直接比较，需要通过产量因子进行调整，产量因子表示某个国家或地区的某种生物生产土地的平均生态生产力与同类土地的世界平均生态生产力之间的比率。将研究区域内的耕地、草地、林地、建筑用地、水域等各种类型的土地面积乘以相应的均衡因子和产量因子，就可以得到该地区基于世界平均生态生产力的均衡生物生产土地面积，即生态承载力。同时根据世界环境与发展委员会（WCED）的报告，需要保留12%以上的生态容量用于保护生物多样性。

生态承载力模型的计算与分析步骤如下：

（1）人均生态承载力：

式中：为人均生态承载力（hm2/人）；为实际人均占有的第j类生物生产土地面积；为均衡因子；为产量因子。

（2）区域生态承载力：

式中：EC为区域总的生态承载力，N为区域总人口数。

3.3 生态赤字/盈余计算

生态赤字/盈余=生态承载力-生态足迹

如果生态足迹超过生态承载力，就出现生态赤字，表明该地区人类负荷太大，其对自然生态系统的需求超过了系统的承载力，社会发展处于相对不可持续状态；如果生态足迹小于生态承载力，就出现生态盈余，表明该地区人类负荷处于生态系统承载力的范围内，生态系统是安全的，人类社会的发展处于可持续状态。

4 丹东市生态足迹的计算

4.1 生态足迹估算

根据《2015年丹东市统计年鉴》数据，运用生态足迹的基本计算模型，对丹东市的生态足迹进行计算和分析。2014年丹东市常住人口242.6万人。

4.1.1 生物资源账户计算

生物资源消费包括农作物、动物产品、水果和其他产品等，具体包括粮食、大豆、油料、蔬菜、瓜类、水果、猪肉、牛肉等。根据丹东市生态环境和资源特点，生物资源账户土地类型分为耕地、草地、林地、水域四大类。由于猪和家禽主要以农作物为饲料，属于间接农产品，所以将猪肉、禽肉和禽蛋归于耕地类。生物性生产面积折算采用联合国粮农组织计算的有关生物资源的世界平均产量作为全球平均生产力，将丹东市生产的生物资源统一转化为生物生产性土地面积。2014年丹东市生态足迹生物资源账户计算结果见表1。

表1 2014年丹东市生态足迹生物资源账户

4.1.2 能源帐户计算

能源消费包括煤炭、柴油、汽油、液化气、电力等的能源生态足迹。采用世界单位化石燃料生产土地面积的平均发热量为标准，利用我国能源统计使用的发热量折算系数，将丹东市能源消费折算成化石能源土地面积，计算出丹东市2014年能源消费的生态足迹，结果见表2。

表2 2014年丹东市生态足迹能源账户

4.1.3 生态足迹计算结果分析

对上述账户计算结果进行加和，并进行均衡因子的调整。本研究均衡因子的计算数据采用Wackeragel等对中国生态足迹计算时的取值。丹东市2014年生态足迹计算结果汇总于表3。

表3 2014年丹东市生态足迹

从生态足迹需求来看，2014年丹东市人均生态需求是2.411164hm2，从生态足迹构成上看，丹东市对耕地的需求最大，占整个生态足迹需求的31.65%，其次为化石能源用地占30.39%。

4.2 生态承载力估算

将丹东市土地总面积按生物生产性土地类型进行分类汇总，根据2014年丹东市各类土地面积，通过均衡因子和产量因子调整后，计算得出人均生态承载力。

表4 2014年丹东市生态承载力计算

从生态承载力供给来看，丹东市林地承载力最大，占整个生态承载力的44.57%，其次为耕地占43.75%。

4.3 生态盈亏分析

表5 2014年丹东市土地资源生态盈亏分析

从总的生态足迹需求和生态承载力对比结果来看，2014年丹东市人均生态足迹需求为2.4111164hm2/人，实际承载为0.905646hm2/人，扣除12%的生物多样性保护面积，可利用的人均生态承载力仅为0.796968hm2/人，生态赤字为1.,614196hm2/人，生态赤字的存在，表明该区域人类生存需求或人类对自然的影响已大大超出了生态承载能力的范围。

从不同土地类型的生态足迹需求和生态承载力对比结果来看，化石能源用地出现生态赤字，这与丹东市大部分能源需要外部输入的事实相符；而耕地和草地的赤字说明丹东市的食物来源部分依靠外地输入，本地的生产不足以满足当地居民的需求；丹东市水产养殖规模较大，水产品人工养殖的产量远远超过自然产量，用自然条件下的均衡因子和产量因子来衡量有可能造成水域用地的生态赤字，而水域用地的生态赤字也有可能是过度捕捞造成的。

5 结语

本研究将生态足迹分析的定量化方法引入到城市总体规划环境影响评价领域中。丹东市的研究成果表明，生态足迹分析方法能够较为客观地反映生态需求与生态承载力之间的关系，根据综合评价的结果，提出城市规划的调整建议。在开发建设的同时，最大限度地实现区域生态环境保护和城市发展的协调。

[1]Wackernagel M,Rees W E.Perceptual and Structural Barriers to Investing in Natural Capital:Economics from An Ecological Footprint Perspective[j].Ecological Economics,1997,20:3-24.

[2]丹东市统计局.2015丹东统计年鉴,2015.

[3]张志强,徐中民,程国栋.生态足迹的概念机计算模型[J].生态经济，2000,16(10)：8-10.

[4]蒋依依,王仰麟,卜心国,等.国内外生态足迹模型应用的回顾与展望[J].地理科学进展,2005,24(2)：13-23.

[5]郭秀瑞,杨居荣,毛显强.城市生态足迹计算与分析——以广州为例[J].地理研究,2003,22(5)：654-662.

尤琦，工程师，现从事规划环境影响评价方面工作。