1、华南师范大学硕士学位论文广东省中山市生态足迹研究导师姓名职称：专业：院系：答辩时间：孙逊陈章和教授生态学生命科学学院本研究得到华南师范大学院士重大专项基金资助（）：。：，（）摘要摘要广东省中山市生态足迹研究专业：生态学申请人：孙逊导师：陈章和教授本文应用生态足迹（，）模型和基于能值分析的能值生态足迹（，）模型对研究区域中山市进行了生态足迹供需情况和生态赤字方面的测算。主要计算并分析年间，中山市生态足迹的动态变化过程，并在此基础上分析了中山市城市可持续发展方面存在的相关问题。研究结果表明：分析方法计算出的中山市年的生 态足迹供给较为平稳，年的生态足迹供给为），年变为人，十年间呈 缓慢下降趋势。生
2、 态足迹需求方面，年的生 态足迹需求为，年上升至，十年间上升较为迅速；由此导致年区域生态赤字明显上升：由年的人上升至年的。生态足迹供给方面，耕地和建筑用地生态足迹供给占据了较大比例。十年间，前者呈明 显下降态势，后者呈明 显上升态势，其余生态生产性土地的生态足迹供给略有波动，所占比例变化不大；生态足迹需求方面，耕地生态足迹需求占总需求的绝大部分，十年问区域人均耕地生态足迹需求呈现波动上升态势，耕地生态足迹的供需矛盾日益突出：生态赤字方面，耕地、化石能源用地、水域和草地均存在不同程度的生态赤字。其中耕地生态赤字占总赤字的大部分，且所占比例十年间呈上升态势。分析方法计算出的中山市年的生态足迹供给波
3、动也较为缓和，年的生态足迹供给为，年 变为，十年问略有波动；生态足迹需求方面，年的生态足迹需求为人，摘要年上升至人，十年间上升迅速；由此导致。年区域生态赤字明显上升：由年的人上升至年的。生态足迹供给方面，可更新能源的生态足迹供给占大部分。十年间，可更新能源和生物资源的生态足迹供给波动不大；生态足迹需求方面，不可再生能源的生态足迹需求占大部分，且呈波动上升趋势。生物资源的生态足迹需求变化不大；十年间，生 态赤字则随生态足迹需求的明显上升而显著增加。与此同时，本文 还利用分析法计算并分析了中山市年 货币流的能值生态足迹。十年间，区域 贸易进出口、 劳务收入和旅游业收入的能值生态足迹均处于上升态势，
4、利用外资的能值生态足迹则呈波动态势。总体来看，按照两种方法获得的结果虽然在数值上有所差异，但生态赤字的总体变化趋势较为一致。与虽然均以土地面积作为最终的核算单位，但两种方法所量化和表达的生态足迹的内涵发生了较大变化。此外，二者研究的系统的边界也有所不同，因而所体现出的生态意义具有较为明显的差异。关键词：生态足迹能值分析可持续发展中山市货币流：，舶（）（），：（），对，：，（），：的，一一，砑，：；目录第一章引言研究背景研究进展与评价研究目的及意义研究目的研究的理论意义研究的现实意义本论文的主要创新之处第二章研究区域概况地理位置与行政区划地理位置行政区划自然环境概况地形地貌气候气象自然资源社会经
5、济状况第三章研究方法理论基础生态 足迹理论基础能值 分析理论基础研究方法一生态 足迹研究方法能值 分析研究方法研究方法评价一传统 生态足迹研究方法评价能值 生态足迹研究方法评价数据来源第四章结果与分析目录基于生态足迹方法的研究结果与分析生态 承载力生态 足迹需求生态 赤字或盈余基于能值生态足迹方法的研究结果与分析单位全球公 顷能值密度的计算能值 生态承载力能值 生态足迹需求能值 生态赤字或盈余货币 流能值生态足迹第五章讨论参考文献致射个人简历、在学期 间发表的学术论文与研究成果第一章引言第一章引言研究背景年，斯德哥尔摩举行的联合国人类环境研讨会上正式提出了“可持续发展”这一名词，自此之后，它便
6、成 为了全球各界关注的焦点之一。年，世界环境与发展委员会（，）所发表的布特兰报告书正式给出了它的定义：既满足当代人的需求，又不对后代人满足其需求的能力构成危害的发展称为可持续发展（钱易，唐孝炎，）。继年里约热内卢联合国环境与发展大会以来，各国学者便将可持续发展作为研究的重要课题之一，先后提出了一系列富有价值的区域可持续发展评估指标体系和测度方法。生 态足迹分析法（，）便是其中一例。研究进展与评价国际上关于生态足迹的研究源于世 纪年代生态经济学家的研究成果。其中，有学者探讨了城市在能量意义上的额外“影子面积（，；，），有学者测算了人类利用生态系统的初级净生产力（，），另有学者分析了波罗的海哥特兰
7、岛海岸渔业的海洋生态系统面积（，）。基于以上研究，加拿大经济 学家和等于世纪年代提出了生态足迹（，） 这一概念和研究方法（，；，），并由等人加以完善，最终发展为较为成熟的生态足迹模型（，；，；，；扎）。生态足迹模型（）自提出以来得到了广泛应用，在以为代表的 “加拿大生态足迹小 组和“发展重定义组织的努力下，生态足迹理 论发展成为了较成熟的理论体系，并广泛用于测算世界、国家或地区的生态足迹。国际上的相关研究主要从以下个空间尺度开展。 全球尺度的研究。国外相关学者首先应用生态足迹分析方法，对全球人类可利用华南师范大学硕士学位论文的生态空间和生态占用两方进行了测算（，）。有关年报曾对全球每年的各类型
8、生态足迹进行了时间维的动态测算与分析（，）。国家尺度的研究。继生态足迹模型提出后，有关学者对世界上个国家和地区的生态足迹进行了计算（，）。世界上超过万人口的多个国家和地区的生态足迹也被进行了测算和人口规模的分析（，）。区域和城市尺度的研究。曾有研究人员以波罗的海流域个大城市 为研究对象，计算了其生态足迹（，）；另有学者运用经济学的方法计算了新西兰的生态足迹（，），此外，近年来许多学者也在区域尺度内研究了相关产业生态足迹（，；，）。国内相关研究始于世纪年代后期，研究重点已 经逐步从单纯的区域生态足迹的计算扩展到利用生态足迹分析来评价区域可持续发展能力、生态足迹计算方法修正和相关理论的完善。国内的
9、相关研究主要从两个层次展开。对生态足迹基本理论的介绍：引入并介绍了生态足迹理论的概念、理论框架、指标体系及计算方法（杨开忠等，；李利锋，成升魁，）以及相关研究的国内外进展（王书华，毛汉英，）。将生态足迹模型运用到区域尺度当中，定量评估区域的可持续发展状况：如早期国内学者对中国甘肃省、西部省（区市）、张家口市坝上地区、黄土高原地区、澳门地区等进行了生态足迹方面的计算与分析（徐中民等，；张志强等，；胡孟春，张永春，；黄青等，；李金平，王志石，）。另有学者在计算与研究的基础上，将生态足迹模型应用于城市化对生态足迹供需的影响方面（赵卫等，），以及生态可持续发展状况和循环经济发展的评价当中（梁星，王祥荣
10、，；张杰等，；王勤花，张志强，）。然而，随着研究的逐步深入，生态足迹模型理论所存在的缺陷也一一暴露出来。评价指 标的单一性，模型系统的封闭性以及如何在生态承载力的计算过程中体现土地功能的多样性，有效解决计算模型所存在的空间互斥性等问题都成为当前亟待突破的问题。由提出的能值分析法（，；，；，）将生态系统分析建立在以太阳能值为共同标准的基础之上，通过能值转化率使原本不可相加、不可比较的能量，转换为可比较的太阳能值，将生态系统中不同的能量流、物质 流与人类的消费有机联系起来，揭示了能量的流动和转化，从而第一章引言将自然资源的价值纳入到生态经济的范畴中进行计算和分析。能值分析解决了不同种类、不同性 质
11、的能量之间存在的不可相加和不可比较的矛盾，克服了能量分析和生态系统研究中所遇到的困境。能值生态足迹（，）则是近年来兴起的一种基于传统生态足迹分析和能值分析的一种新的分析方法，各国已有部分学者尝试将此方法应用到了不同区域的生态足迹研究当中（，；，；，；赵志强等，： 赵志强等，：王明全等，）。能值分析方法基于能值转换率、能值计算以及将人类劳务等纳入系统评价等方式，弥补 了传统生态足迹模型的缺陷。近几年来一些学者也在开始尝试将传统生态足迹方法和能值生态足迹方法相结合用于区域生态足迹的研究当中（陈春锋等，）。研究目的及意义研究目的本文采用传统生态足迹方法和能值生态足迹方法来分析中山市年的生态足迹变化状
12、况，以期为中山市建立资源节约型、环境友好型的可持续发展城市提供参考依据。研究的理论意义生态足迹分析法是一种定量测度人类对生态环境影响和可持续发展程度的生态经济学新方法。它既是一种分析方法，也是一种认知理念，在深入研究生态足迹类型、特征的基础上，探 讨区域生态足迹的意义，促进区域居民消费方式的规范和环保意识的养成，评价区域生态、 经济效益以及测量人类生活生产活动对生态环境的影响，并以此为基础， 进一步探讨生态足迹对于城市可持续发展的指导意义，为城市可持续发展提供参考指标。研究的现实意义（）基于两种方法的生态足迹分析可以分别从物质和能量角度华南师范大学硕士学位论文定量反映中山市人类活动对自然生态环
13、境产生的压力和影响程度，为城市生态系统研究和区域社会经济发展提供新的思路和研究方向；（）通过计算和分析各类型生态足迹的供给、需求以及存在的生态赤字，为 促进城市可持续发展，建 设节约型社会和生态城市提供数据支持；（）基于两种方法的生态足迹相关研究可以为区域合理利用资源，特别是土地 资源和化石能源资源提供科学依据。本论文的主要创新之处目前，基于传统 生态足迹模型和能值生态足迹模型长时间序列的研究、分析、比较较少，且现有能值生态足迹模型的研究中对区域货币流的生态足迹的考虑和分析不足。笔者针对以上问题，以中山市为例，进行了进 一步研究分析并探讨了区域生态足迹与可持续发展之间的关系。第二章研究区域概况
14、地理位置与行政区划第二章研究区域概况地理位置中山市地处北回归线以南，北纬。 。，东经。之间。位于广 东省中南部，珠江三角洲中部偏南的西、北江下游出海处。北接广州市番禺区和佛山市顺德区，西邻江门市区、新会区和珠海市斗门区， 东南连珠海市， 东隔珠江口伶仃洋与深圳市和香港特别行政区相望。行政管辖面积平方公里（中山统计信息网）。童行政区划中山市原名香山县，建于公元年（南宋绍兴年），是我国著名民主革命先驱者孙中山先生的故乡。年月，为纪念孙中山先生易名为中山县。年月，经国务院批准，撤县改市（县级）。年月，升为省辖市。下设个镇区，拥有国家级高新技术火炬开发区和国家健康产业基地。中山市辖个街道（石岐、 东区
15、、西区、 环城、中山港、五桂山）、个镇（港口、三角、民众、南朗、三乡、坦洲、神湾、板芙、大涌、沙溪、横栏、古镇、小榄、东凤、南 头、阜沙、黄圃、东升）。图显示了中山市行政区划概况。华南师范大学硕士学位论文。盏如。图中山市行政区划图（引自中山统计信息网）（）自然环境概况地形地貌中山市地壳变动频繁，地形以平原为主，中部地势较高，四周平坦。本市中南部的山脉主要有五桂山、竹嵩岭等，其中五桂山主峰为全市最高峰，海拔为米。平原地区则呈现自西北向东南倾斜趋势。中山市地貌由低山、丘陵、台地和珠江口的冲积平原、海滩组成。其中低山、丘陵、台地约 占全市面积的，海拔约为米，土壤类型为赤红壤。平原和滩涂约占全市面积的
16、，海拔约为米，其中平原土壤类型为水稻土和基水地， 滩涂土壤类型主要为滨海盐渍沼泽土及滨海沙土。河流面积约占全市面积的，西江下游的西海水道、磨刀门水道自北向南流经本市的西部边界，由磨界，由洪奇门 出珠江口。其问汉道纵横交错，其中小 榄水道、 鸡鸦水道横贯本市北半部，汇入横门水道由横门出珠江口。水系划分为平原河网和低山丘陵河网两部分，平原地区河网深受南海海洋潮汐的影响，具典型河口区特色（中山统计信息网）。气候气象中山市属南亚热带季风气候，光线充足，雨量充沛，太阳辐射能量丰富。年平均气温为，年平均降雨量，年平均日照时数为。中山市年历年平均气温、降雨量和日照时数见表一。表中山市年历年平均气温、降雨量、
17、日照时数，数据来源：中山统计年鉴，华南师范大学硕士学位论文其中，月平均气温以月最低，为；月最高，达。极端最高气温（年月日和日），极端最低气温（年月日）。此外，由于濒临南海，夏季风带来大量水汽，成为了主要的降水来源。另外，太阳 总辐射量以月份最多，达；月最少，仅。历年平均日照时数为，占年可照时数的；年最多日照时数为（年），占年可照时数的：年最少日照时数为（年），占年可照时数的（中山 统计信息网）。气象方面，影响本市的气象灾害主要有台风、暴雨、低温、霜冻、低温阴雨、干旱和雷暴等。自然资源中山市的自然资源主要有五类：（一）太阳能资源。中山市是广东省内太阳辐射资源比较丰富的地区之一。本市历年平均太阳总
18、辐射量达，可供利用的潜在太阳能资源储量较大（中山统计信息网）。（二）水资源。中山地 处丰水区，年平均降雨量，降水量共达亿，西江和北江流经该市的磨刀门、横门、洪奇沥的总水量约为亿，每亩平均水量可达万。此外，由于中山市地处滨海，也可利用潮差进行排灌（中山统计信息网）。（三）矿产资源。中山地 质发展历史悠久，地壳 变动频繁，但地层分布比较简单，富 矿地层缺乏， 现已探明并开发利用的矿产仅有花岗岩石料、砂料和耐火黏土。其中石料主要是黑云母花岗岩、黑云母二长花岗岩和花岗闪长岩，广泛分布于市内的低山、丘陵和台地，以五桂山和竹嵩岭储量最为丰富；砂料以中粗粒石英砂为主，主要分布于市内东部龙穴、下沙一带沿海地区
19、；耐火黏土主要分布于火炬开发区濠头村附近。（四）动植物资源。中山市境内大中型兽类的主要活动场所分御于五桂山低山丘陵和白水林山高丘陵地区，现存的经济动物主要有小灵猫、食蟹猱、豹猫、南狐、穿山甲、板齿鼠和各种鸟类、蛇类等；第二章研究区域概况平原地区则以爬行类、两栖类、 鸟类和鼠类为主；另有丰富的水生动物种类，如鱼类 、甲壳 类 和多种贝类。本市的植被 类型主要为热带季雨林型的常绿季雨林，植物主要种类有多种，隶属于科属，森林覆盖率约为（中山统计信息网）。（五）旅游资源。中山市旅游资源丰富，文化底 蕴深厚，境内旅游景点众多，形成了远近闻名、多姿多彩的自然景观与人文景观。市内的主要旅游景点有：翠亨孙中山
20、故居、中山影视城、孙中山纪念馆、中山纪念中学、 孙文纪念公园、孙中山纪念堂、五桂山逍遥谷、翠竹园漂流乐园及革命历史根据地、紫马岭公园、中山温泉、长江水库旅游区、孙文西路步行街、横门海上庄园、三 乡泉林旅游山庄、民众岭南水乡、丰本 农业科技园、大涌卓旗山公园及烟墩山古塔、西山禅寺、南山古香林、宋帝遗迹、罗三妹山、桥头小琅环等。当地 闻名的土特产主要有三月红荔枝、神湾菠萝、小 榄菊花肉、中山杏仁 饼、石岐乳鸽、长江脆肉 鲩、荼薇花制品、三乡濑粉、黄圃腊肠等。社会经济状况中山市农业资源丰富， 拥有省内重要的糖、粮、鱼生产基地。改革开放后，区域总体经济实力不断增强，市内的二、三产业发展较快，其中第二产
21、业占据主体地位。中山市和年产业结构状况如图所示。中山市自被列入全国第一批沿海开放城市之后，更是迅速从一个农业县变为工农商贸综合发展的外向型中等城市，被誉为广东省“四小虎之一。近年来，中山市已成为我国南方经济发达城市中宜居条件最好的城市之一，区域内经济富裕， 环境优美，社会和 谐，曾 经荣获联合国“人居环境奖”，并获得中国首批“宜居城市实践研究基地”称号。华南师范大学硕士学位论文第三产业雒、产业雅弋。、图中山市和年产业结构状况（数据来自中山统计年鉴，；中山统计年鉴，）（”，；）同时，区域经济发 展迅速，地区生产总值逐年攀升。 图展示了年至年中山市地区生产总值（）的年际变化以及各年份的增长速度。￥
22、年份生产总值（）亿元一增长速度）图中山市地区生产总值变化（数据引自中山统计年鉴，）恨蟮一掣躅划凶舞产愿坫坞一蜊倒半磐罩疽酬凶幕第二章研究区域概况此外，截止到年，全年地区生产总值（）已达到亿元，总量继续 居广东省第五位。年底，区域总人口也已达万人（按常住人口计算）（中山统计年 鉴，）。年以来，中山以实施：珠江三角洲地区改革发展规划纲要为契机，以搿三促进，一保持为中心，努力克服国 际金融危机对区域经济造成的负面影响，切实保增长、 扩内需、促 转型、惠民生，加快建设“一个枢纽、两个基地、三个 试点，即珠三角三大 经济圈重要交通枢纽，沿海 产业带先进制造业基地和珠江口西岸重要服务业基地，统筹城乡发 展
23、综合改革试点、 创新审批方式改革试点和产业集群升级创新试点，力求 实现经济社会平稳积极发展。华南师范大学硕士学位论文理论基础第三章研究方法生态 足迹理论基础生态足迹理论是由加拿大生态经济学家和其博士生于世纪年代初提出的一种度量可持 续发展程度的方法（，；，）。生态足迹分析法的思路是：人类维持生存所必须的每一消费项目最终都可追溯到生产该消费品所需的原始物质与能量的生态生产性土地面积上（），这是人 类对生态足迹的需求。而自然所能提供的、为人类所利用的生态生产性土地面积则为生态足迹的供给，也可作 为对生态承载力的测度。如果生态足迹的需求小于供给，则认为人类经济社会的发展在自然生态系统所能承受的范围之
24、内；相反，如果生态足迹的需求大于供给，则认为人 类社会的发展处于不可持续状态。生态足迹分析法从需求面积计算生态足迹需求的大小，从供给面积计算生态足迹供给（生态承载力）的大小，通过对这二者的比较，得到区域生态足迹赤字或盈余。若存在生态赤字，则生态赤字的大小则反映其相应的不可持续程度，若存在盈余，则生 态盈余的大小反映其相应的可持续程度，从而实现对研究区域可持续发展状况的评价。能值分析理论基础世纪 年代，以美国著名生态学家、系统能量分析先驱为代表的学者们首次提出了能值分析理论及其分析方法（，）。将生态系统和生态经济系 统内流动和储存的不同类别能量、物质通过能值转换率这一能值转换单位，转换为同一标准
25、的能值。为第三章研究方法生态系统的定量分析研究，自然资源的科学评估利用，不同区域问经济关系的协调以及人与自然的和谐发展，提供了具有指导意义的科学依据和研究方法，具有重要的现实意义。将能值定义为：一种流动或储存的能量所包含的另一种能量的数量。在关于地球上各种各样的生态系统的研究中，生态系统的能量均来自于太阳，故可以将太阳能值作为标准，衡量地球生态系统中其它种类的能量。因此，常用的能值转换率为太阳能值转换率（），即每单 位某种能量或物质相当于多少太阳能焦耳（，缩写为）的能值转化而来。（蓝盛芳等，）研究方法生态 足迹研究方法生态承载力的计算方法在生态承载力的计算模型中，生态足迹的供给主要来自种类型的
26、生态生产性土地（），即：耕地、草地、林地、水域、建设用地和化石能源用地，其 单位为“全球性公顷一（，）（与通常的土地面积单位公顷（，）不同，“全球性公 顷”，相当于具有全球平均产量的生产力空间。）。人类的全部消费和可持 续发展均由以上六种不同的生态生产性土地所提供的生态生产能力维持。研究区域内生态生产性土地的总面积即为本区域内的生态足迹供给（生态承载力），其计算公式如下：（）土芝：（）公式（）和（）中，表示生态承载力，表示人均生态承载力，表示总人口，表示六种不同的生 态生产 性土地类型，表示第种生态生产性土地类型，表示人均第种生态生产性土地面积，华南师范大学硕士学位论文表示第种生态生产性土地的等量因子，表示第种生态生产性土地的产量因子（，；，）。此外，根据世界环境与发展委员会（
