海岸带生态承载力分析方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于地理学生态环境技术领域，涉及一种海岸带生态承载力分析方法。
【背景技术】
[0002] 生态足迹理论，也称生态占用，最初是由加拿大经济学家William Rees等在1992 年提出，并在1996年由其博士生Wackernagel加以完善，William Rees曾将其形象地比喻 为一只负载着人类与人类所创造的城市工厂的巨脚踏在地球上留下的脚印。所谓生态占 用，是指在现有生活水平下占用的提供资源或消纳废物的具有生物生产力的地域空间，也 就是一个国家或地区所需要生态系统提供的能力，表现为需求方生态足迹，定量测量了人 类生存所必需的真实生物生产面积，将其同国家或区域范围内所能提供的生物生产面积进 行比较，能为判断一个国家或区域的生产消费活动是否处于当地生态系统承载力范围内提 供定量的依据。
[0003] 生态承载力的概念则在在1921年就被学者Park和Burgess在人类生态学领域中 首次应用，当时的定义为：在某一特定环境条件下(主要指生存空间、营养物质、阳光等生态 因子的组合)，某种个体存在数量的最高极限。在中国2010生态足迹报告中，生态承载力被 定义为，测量具有生物生产力的能提供可再生资源和吸收二氧化碳的陆地和渔业用地面积 的总和，此时，生态承载力表现为供给方，即生态系统能提供给国家或地区的资源量。
[0004] 生态赤字/生态盈余就是指生态足迹与生态承载力的差值。差值为正，表现为生 态盈余，说明该地区的发展可利用自身资源维持可持续发展；差值为负时，则表现为生态赤 字，说明该地区的可持续发展要依靠消耗本身自然资本或借用该区以外的资源来获得，也 就是处于危险的可持续发展状态。
[0005] 在生态足迹的计算中，由于各类生物生产性土地面积的生产能力差异很大，计算 出的各类生物生产性土地面积不能直接相加，因此，必须对每一种生物生产性土地面积乘 以均衡因子，以转化为同一的可比较的生物生产性土地面积。均衡因子描述了不同土地利 用类型之间的潜在生产力差异；在计算生态承载力时，由于不同国家土地生产力条件不同， 同样作物的产量也不尽相同，所以计算时要乘以各自的一组产量因子，用以描述不同国家 地区土地生产力或者管理技术上的差异。
[0006] 海岸带生态环境复杂，目前很少有研究将生态足迹模型应用到海岸带的生态承载 力研究中去，本发明可以解决海岸带生态承载力难以定量分析的问题。
【发明内容】
[0007] 本发明的目的是提供一种海岸带生态承载力分析方法，解决了现有技术中存在的 问题，可以定量分析海岸带生态承载力。
[0008] 本发明所采用的技术方案是，一种海岸带生态承载力分析方法，具体按照以下步 骤进行： 生态足迹计算公式为： EF=N · ef=N · Σ (ri · ai) 式中，EF为总的生态足迹，N为总人口数，ef为人均生态足迹，ri为均衡因子，ai为生 产第i种产品的生物生产性土地面积； 生态承载力计算公式为： EC=N · ec=N · Σ (aj · rj · yj) 式中，EC为总的生态承载力，ec为人均生态承载力，aj为人均拥有生物生产性土地面 积，rj为均衡因子，rj与ri相同，yj为产量因子； 当生态足迹一生态承载力=EF - EC>0,生态赤字： 当生态足迹一生态承载力=EF - EC〈0,生态盈余。
[0009] 优选的，所述生态足迹计算中，生物生产性土地面积分为6种类型：耕地、林地、草 地、水域、建筑用地和化石能源用地。
[0010] 本发明的有益效果是运用生态经济学原理和系统工程方法，可以定量分析海岸带 生态承载力，明确海岸带土地利用与生态环境的关系，提出有利于环境保护和生态建设的 土地利用调控指标和空间管制措施。
【具体实施方式】
[0011] 生态占用的计算主要基于以下两个基本事实：一是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；二是这些资源和废物流能折算成生产和消纳 这些资源和废物流的生物生产面积（biological pro-ductive area)或生态生产面积 (ecologicalproductive area)因此，任何一个特定人口（从单一个人到一个城市甚至一个 国家的人口）的生态占用，就是其占用的用于生产所消费的资源与服务以及利用现有技术 同化其所产生废弃物的生物生产土地和水域的总面积。
[0012] 因此，本发明的一种海岸带生态承载力分析方法，具体按照以下步骤进行： 生态足迹计算公式为： EF=N · ef=N · ECri · ai) 式中，EF为总的生态足迹，N为总人口数，ef为人均生态足迹，ri为均衡因子，ai为生 产第i种产品的生物生产性土地面积。
[0013] 生态承载力计算公式为： EC=N · ec=N · Σ (aj · rj · yj) 式中，EC为总的生态承载力，ec为人均生态承载力，aj为人均拥有生物生产性土地面 积，rj为均衡因子(与计算生态足迹时所用的均衡因子相同），yj为产量因子。
[0014] 生态赤字：生态足迹一生态承载力=EF - EOO ; 生态盈余：生态足迹一生态承载力=EF - EC〈0。
[0015] 在计算生态足迹时，生物生产性土地面积主要考虑6种类型：耕地、林地、草地、水 域、建筑用地和化石能源用地。均衡因子和产量因子都是参考Wackernagel等计算的世界 各国生态足迹估算的结果。WCED的报告《我们共同的未来》建议应留出12%的生物生产面 积以保护生物多样性，因此在生态承载力计算时扣除12%的生物多样性保护面积。
[0016] 若生态足迹与生态承载力差值为正，表示生态赤字，反之即生态盈余。在不影响数 据分析的前提下，为方便计算，用人均数值计算生态赤字或盈余情况。
[0017] 各生物生产性土地面积具体用到的数据有：①耕地：谷类(小麦、稻谷、玉米)、豆 类、薯类、油料、棉花、茶叶；②林地：水果、纸板(机制纸及纸板）；③草地：猪肉、牛肉、羊肉、 禽肉、奶类、禽蛋、蜂蜜；④水域(河流湖泊及海岸带海域范围）：水产品（淡水捕捞、海水捕 捞、淡水养殖、海水养殖）；⑤建筑用地：热力、电力；⑥化石能源用地：原煤、焦炭、汽油、煤 油、柴油、燃料油、液化石油气。这些数据可以从海岸带城镇的统计年鉴中收集。
[0018] 以连云港市为例，2012年生态足迹与生态承载力分析如下：
表2 (a)连云港人均生态足迹
表2(b)连云港人均生态足迹 L/1N 丄 UD 丄丄 ? 300 Λ /·*·? 寸/ d χ
计算结果表明，连云港人均生态足迹为2. 9082hm2/人，人均生态承载力为0. 6608hm2/ 人，人均生态赤字为2. 2474 hm2/人。生态赤字的存在表明人类消耗自然资源的速度超出 了自然界能够更新的速度，人类对自然界的影响已经超出了生态承载力范围。连云港生态 足迹赤字的存在，主要因为对自然资源的过度利用造成的。初步分析人均各类用地的生态 足迹和生态承载力可以看出，连云港耕地资源和水域资源丰富，单项有较大的生态盈余，连 云港耕地和水域还有较大的发展空间；而林地、草地和建筑用地的发展空间较小，在规划剩 余期应加强林地、草地、建设用地的管控；化石能源用地量大，其使用加强了对林地资源的 需求，因而要注重植树种草，增加绿化面积。
【主权项】
1. 一种海岸带生态承载力分析方法，其特征在于，具体按照以下步骤进行： 生态足迹计算公式为： EF=N?ef=N? E(ri?ai) 式中，EF为总的生态足迹，N为总人口数，ef为人均生态足迹，ri为均衡因子，ai为生 产第i种产品的生物生产性土地面积； 生态承载力计算公式为： EC=N?ec=N? E(aj?rj?yj) 式中，EC为总的生态承载力，ec为人均生态承载力，aj为人均拥有生物生产性土地面 积，rj为均衡因子，rj与ri相同，yj为产量因子； 当生态足迹一生态承载力=EF - EC>0,生态赤字： 当生态足迹一生态承载力=EF - EC〈0,生态盈余； 以生态赤字或生态盈余作为海岸带生态环境所处正负向演化状态的判据，定量分析海 岸带土地利用变化的生态环境效应。2. 根据权利要求1所述的一种海岸带生态承载力分析方法，其特征在于，所述生态足 迹计算中，生物生产性土地面积分为6种类型：耕地、林地、草地、水域、建筑用地和化石能 源用地。
【专利摘要】本发明是一种运用生态足迹计算海岸带生态承载力，以生态赤字或生态盈余作为海岸带生态环境所处正负向演化状态的判据，以定量分析海岸带土地利用变化的生态环境效应的方法。本发明的有益效果是运用生态经济学原理和系统工程方法，可以定量分析海岸带生态承载力，明确海岸带土地利用与生态环境的关系，提出有利于环境保护和生态建设的土地利用调控指标和空间管制措施。
【IPC分类】G06F19/00, G06Q50/02
【公开号】CN105117968
【申请号】CN201510486776
【发明人】贾培宏, 吴孟孟
【申请人】南京大学连云港高新技术研究院
【公开日】2015年12月2日
【申请日】2015年8月11日