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城市扩张与上海的生态环境负荷

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生态足迹是衡量一定国家或地区对资源环境总体压力的综合性指标。与之相对应，生态承载力是衡量一定国家或地区资源环境对经济、社会、人口支撑能力的综合性指标。而生态足迹减去生态承载力的差值就是生态赤字，综合性地反映了该国或地区经济、社会、人口过度消耗自然资源的情况。本报告就根据生态足迹理论与计算方法，对上海市生态足迹、生态承载力、生态赤字和单位GDP生态足迹作了计算，据此对上海面临的资源环境约束作深入分析。此外，因为水资源问题是河口城市面临的主要问题之一，本报告还对上海的人均水足迹作了计算和分析。

一生态足迹相关理论与方法

在对上海的生态足迹和生态赤字进行计算和分析之前，本报告先对生态足迹、生态承载力、生态赤字的内涵与计算方法作一简单说明。

（一）生态足迹的内涵与计算方法

简而言之，生态足迹就是将某一国家或地区一定时期内的农产品、能源等物质消费按照一定系数折算成在全球范围可比的生物生产性土地面积，单位为全球公顷，以此表征多大面积的具有全球平均生产力的土地才能满足该国家或地区对自然资源的索求。生态足迹概念由加拿大学者WilliamRees教授于1992年首先提出，之后，他与其学生Wackernagel博士共同发展了具体的计算方法。

生态足迹理论将地球表面的生物生产性土地分为六大类——耕地、草地、林地、水域、化石能源用地和建设用地。其中，耕地生产粮食、蔬菜、瓜果、油料、家禽、禽蛋、猪肉、糖类、酒类等产品。草地生产牛羊肉、鲜奶和乳制品等畜牧产品。林地和水域分别生产林产品和水产品。化石能源用地是指吸收化石燃料燃烧过程中排放的二氧化碳所需的林地面积（这还没有包括化石燃料及其产品排放出的其他有害气体）。储藏化石燃料的用地因为不易计算而暂未加以考虑。建设用地是指各种人居设施、工业和服务业设施、道路等基础设施所占据的土地，在具体计算中，一般是将特定国家或地区的电力和热力消费量折算成建设用地的生态足迹。

生态足迹的计算方式一般如下：

第一步，要将各种消费品折算为相应类型的生物生产性土地的面积，其折算系数取决于该类型的生物生产性土地生产该种消费品的生产力，计算公式如下：

Ai=Ci/Yi=（Pi+Ii-Ei）/（Yi×N）

其中，i——代表消费品的种类；

Ci——代表特定国家或地区第i种消费品的年人均消费量；

Yi——代表相应类型的生物生产性土地单位面积上生产第i种消费品的全球年平均产量（千克/公顷）；

Ai——代表支持第i种消费品人均年消费量的相应类型生物生产性土地的面积（公顷/人）；

Pi——特定国家或地区第i种消费品的年生产量；

Ii——特定国家或地区第i种消费品的年进口量；

Ei——特定国家或地区第i种消费品的年出口量；

N——代表特定国家或地区的人口数。

在计算化石能源用地时，要将各个品种的能源消费折算成化石能源用地面积，折算系数是——就全球平均值而言，单位面积的化石能源用地每年可以吸收多少特定品种的化石燃料燃烧时所排放的二氧化碳。以此来计算吸收特定品种化石燃料燃烧时所排放的二氧化碳，需要多少化石能源用地。

在计算建设用地时，可以利用间接法，将特定国家或地区的电力和热力消费量折算成一定面积的建设用地。

第二步，要将不同类型的生物生产性土地面积折算成一种可比的“标准”的生物生产性土地面积，并且加总形成生态足迹数值。因为各个类型的生物生产性土地生产力差异较大，为了将计算结果转化成一个可比较的“标准”数值，需要给每个类型的生物生产性土地乘上一个均衡因子，以转化为“标准”的生物生产性土地的面积。均衡因子是特定类型生物生产性土地的全球平均生产力与全球所有各类型生物生产性土地的平均生产力之比。计算公式如下：

ef=∑rj×Ai

其中，j——代表第i种消费品所对应的生物生产性土地的类型；

rj——代表第j类生物生产性土地的均衡因子；

ef——人均生态足迹（全球公顷/人）。

最后，可以计算特定国家或地区的总生态足迹，公式如下：EF=ef×N其中，EF——代表总生态足迹（全球公顷）；

N——代表人口数。

（二）生态承载力的内涵与计算方法

简而言之，生态承载力就是指特定国家或地区各个类型的生物生产性土地（包括耕地、草地、林地、水域、化石能源用地和建设用地）总共可以折算成多大面积的“标准”的生物生产性土地面积，单位为全球公顷，以此表征该国家或地区的自然资源禀赋或自然资本存量；这决定了在一定技术条件下，该国家或地区仅仅依靠自有的自然资源可以支撑的人口与经济活动的规模。

折算系数除了涉及上文提到的均衡因子，还要考虑其他两个因素。其一是产量因子。特定国家或地区的某类生物生产性土地的生产力与该类生物生产性土地的全球平均生产力有所差异，这种差异就要用产