李 凱，呂 勇，舒志剛

(1．中南林業(yè)科技大學(xué)，長(zhǎng)沙410004;2．湖北省崇陽(yáng)縣園林管理所，湖北 崇陽(yáng)437500)

基于“城市公頃”模型的均衡因子與產(chǎn)量因子的計(jì)算
——以池州市為例

李 凱1，呂 勇1，舒志剛2

(1．中南林業(yè)科技大學(xué)，長(zhǎng)沙410004;2．湖北省崇陽(yáng)縣園林管理所，湖北 崇陽(yáng)437500)

為更準(zhǔn)確地核算小尺度生態(tài)足跡，在“全球公頃”和“國(guó)家公頃”的基礎(chǔ)上建立了“城市公頃”模型，并闡述了在“城市公頃”基礎(chǔ)上均衡因子和產(chǎn)量因子的計(jì)算方法。通過(guò)對(duì)池州市市域范圍內(nèi)各類土地的均衡及產(chǎn)量因子的測(cè)算，結(jié)果表明:計(jì)算出的因子數(shù)值與“全球公頃”和“國(guó)家公頃”模型下的數(shù)值存在較大差異，但更能準(zhǔn)確客觀的表達(dá)池州市的實(shí)際情況，存在的差異是合理的;通過(guò)比較，“城市公頃”模型方法更適合城市級(jí)的生態(tài)足跡以及生態(tài)承載力的核算，相對(duì)誤差較小。

城市公頃;轉(zhuǎn)換方法;均衡因子;產(chǎn)量因子

生態(tài)足跡理論(Ecological Footprint Model)，是由生態(tài)經(jīng)濟(jì)學(xué)家Wackernagel等于1992年提出的，并在1996年對(duì)其進(jìn)行了一定程度的完善。生態(tài)足跡定義為在當(dāng)時(shí)平均生產(chǎn)技術(shù)水平和資源管理配置下，人類對(duì)生物生產(chǎn)性土地(Ecologically Produc－tive Area)面積的占用量，也就是生產(chǎn)人類消費(fèi)所需的資源和吸收人類排放的廢棄物所必需的生物生產(chǎn)性土地面積［1－2］。通過(guò)建立模型，計(jì)算出相應(yīng)的因子，從而得出區(qū)域的生態(tài)足跡和生態(tài)承載力。實(shí)際應(yīng)用中，多數(shù)研究都是全球和國(guó)家尺度的分析，這種以全球公頃(g hm2)和國(guó)家公頃(n hm2)為背景的模型更適合國(guó)家間生態(tài)足跡的比較［3］。但是應(yīng)用在更小尺度的城市研究上就存在一定局限性。本研究以池州市為例，以“城市公頃”模型為基礎(chǔ)，詳細(xì)分析計(jì)算了其均衡因子及產(chǎn)量因子，以期為城市尺度生態(tài)足跡及生態(tài)承載力的研究提供參考。

1 研究區(qū)概況

池州市位于安徽省西南部，長(zhǎng)江下游南岸，116°38'—118°05'E，29°38'—30°51'N，東連銅陵，南接黃山，西鄰江西，北瀕長(zhǎng)江，轄貴池區(qū)、東至縣、石臺(tái)縣、青陽(yáng)縣和九華山風(fēng)景區(qū)以及國(guó)家級(jí)池州經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)，國(guó)土面積8 272 km2。

2 “城市公頃”生態(tài)足跡模型基本方法

“城市公頃”模型的基礎(chǔ)依舊是傳統(tǒng)的“生態(tài)足跡”理論，將生態(tài)生產(chǎn)性土地分為相互獨(dú)立的六類，包括耕地、草地、化石能源用地、森林、建筑用地、水域［4］。各類土地以市域范圍內(nèi)的平均生產(chǎn)力為標(biāo)準(zhǔn)，調(diào)整相應(yīng)的均衡因子、產(chǎn)量因子，使生態(tài)足跡及生態(tài)承載力在標(biāo)準(zhǔn)化的“城市公頃”基礎(chǔ)之上進(jìn)行比較分析。該模型能更真實(shí)的反映城市尺度的生態(tài)現(xiàn)狀，排除了以往傳統(tǒng)方法在小區(qū)域范圍內(nèi)的局限性［5］。

2．1 均衡因子的確定方法

六種類型的土地平均生物生產(chǎn)力相差很大，為了計(jì)算區(qū)域總生態(tài)足跡，就需要通過(guò)各土地類型的均衡因子來(lái)轉(zhuǎn)化成可直接進(jìn)行比較的標(biāo)準(zhǔn)面積。“城市公頃”模型中的均衡因子是通過(guò)市域范圍內(nèi)單位空間面積對(duì)應(yīng)的生物生產(chǎn)量而定的。具體計(jì)算公式為:

式中:qj指市域第 j類土地的均衡因子;Pj指市域第j類土地的平均生產(chǎn)力(kJ/hm2)指市域內(nèi)全部土地的平均生產(chǎn)力(kJ/hm2);Qj指市域第j類土地的總生物量(kJ);指市域第 j類土地的生物生產(chǎn)面積(hm2);pji指市域第 j類土地的第 i類生物資源產(chǎn)量(kg);第j類土地上第i類生物資源的單位熱值(kJ/kg)。

2．2 產(chǎn)量因子的確定方法

不僅不同的土地由于類型不同而存在生產(chǎn)力的差異，即便是不同的區(qū)域，同種類型土地的生態(tài)生產(chǎn)力也是不盡相同的。因此，要對(duì)不同區(qū)域進(jìn)行土地生產(chǎn)力的比較，就需要對(duì)計(jì)算方法做出適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。“城市公頃”的產(chǎn)量因子描述的是市域范圍內(nèi)某類土地不同縣域與市域的平均生產(chǎn)力差異，反映特定區(qū)域的特點(diǎn)。具體計(jì)算公式為:

3 結(jié)果與分析

3．1 “城市公頃”模型下均衡因子的計(jì)算

均衡因子的計(jì)算主要須將各生物產(chǎn)品類型規(guī)劃到不同的土地類型當(dāng)中，并將生物量轉(zhuǎn)換為可以更好的直接相加的熱量單位。數(shù)據(jù)來(lái)源于《池州市統(tǒng)計(jì)年鑒2011》，其中各種生物資源的單位熱值取自《農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)技術(shù)手冊(cè)》。池州市各類土地生產(chǎn)情況見表1，均衡因子計(jì)算結(jié)果見表2;基于“全球公頃”“國(guó)家公頃”以及“城市公頃”三種不同方法所計(jì)算出的均衡因子的對(duì)比見圖1。

表1 池州市2010年各類土地生產(chǎn)情況

續(xù)表1 池州市2010年各類土地生產(chǎn)情況

表2 池州市2010年各類土地均衡因子

3．2 “城市公頃”模型下產(chǎn)量因子的計(jì)算

基于《池州市統(tǒng)計(jì)年鑒2011》統(tǒng)計(jì)池州市內(nèi)貴池區(qū)各類土地生產(chǎn)量并計(jì)算其產(chǎn)量因子。計(jì)算結(jié)果見表3。

表3 池州市貴池區(qū)各類土地產(chǎn)量因子

3．3 計(jì)算結(jié)果分析

1)由圖1可知，基于“城市公頃”為標(biāo)準(zhǔn)的“城市均衡因子”與“全球公頃”法和“國(guó)家公頃”法算出的結(jié)果存在顯著差異。造成這種差異的主要原因是:第一和第三種方法基于不同的標(biāo)準(zhǔn);第二和第三種方法都是假定一定區(qū)域范圍內(nèi)同類型的土地生產(chǎn)力相同，但實(shí)際情況下，世界上每個(gè)國(guó)家、每座城市的土地生產(chǎn)力都不盡相同，必然會(huì)存在差異，從而使計(jì)算均衡因子的結(jié)果出現(xiàn)差異。

2)從計(jì)算結(jié)果來(lái)看，池州市牧草地生產(chǎn)能力很高，反映了池州市畜牧業(yè)發(fā)展規(guī)劃良好，產(chǎn)量也相應(yīng)較高;而耕地方面，雖然生產(chǎn)能力較高，耕地面積在各類土地中占的比重僅次于林地，但國(guó)家水平是其的2倍，側(cè)面反映出池州市耕地出產(chǎn)率偏低;林地方面，池州市林地占地面積最大，均衡因子介于國(guó)家水平和世界水平之間，反映了池州市林業(yè)發(fā)展較好，但也有提升空間;水域方面，池州市生產(chǎn)能力最低，這是由于池州市地理位置和氣候的原因?qū)е滤a(chǎn)品出產(chǎn)率較低的緣故。

圖1 不同模型均衡因子的對(duì)比

3)而通過(guò)表3對(duì)池州市貴池區(qū)產(chǎn)量因子的計(jì)算表明，即便是范圍小到城市尺度的程度，在其城市范圍內(nèi)各個(gè)地區(qū)的各類土地的生產(chǎn)能力也存在很大差異。

4 結(jié)論與討論

1)在合理的差異范圍之內(nèi)，利用以“城市公頃”為標(biāo)準(zhǔn)面積的均衡因子與產(chǎn)量因子的計(jì)算方法，這種方法更加適合小范圍城市的生態(tài)足跡與生態(tài)承載力。而計(jì)算結(jié)果產(chǎn)生的差異同時(shí)也反映了各個(gè)地域之間生物生產(chǎn)力存在差異。

2)摒棄了傳統(tǒng)計(jì)算方法中采用的以面積為單位的方法，引入單位熱值，從而將生產(chǎn)量轉(zhuǎn)化為可以直接相加的形式，增加了相互間的可比性和計(jì)算的便捷性，克服了以往傳統(tǒng)方法中生物產(chǎn)量直接相加的不科學(xué)性和不合理性的問(wèn)題。

3)以池州市為例，根據(jù)“城市公頃”模型計(jì)算其均衡因子與產(chǎn)量因子并與其它兩種方法的結(jié)論進(jìn)行比較，從而說(shuō)明此模型更能體現(xiàn)市域范圍的特點(diǎn)，相對(duì)誤差較小，在分析城市尺度可持續(xù)發(fā)展?fàn)顩r方面更加準(zhǔn)確。

［1］Rees W E．Ecological footprint and appropriated carrying capacity:what urban economics leaves out［J］．Environment and Unbanization，1992，4(2):121 －130．

［2］Wackernagel M．Ecological footprint and appropriated carrying．capacity:a tool for planning toward sustainability［D］．Vancouver:The University of British Columbia，1994．

［3］顧曉薇，王青，劉建興，等．基于“國(guó)家公頃”計(jì)算城市生態(tài)足跡的新方法［J］．東北大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版，2005，26(4):295－298．

［4］譚偉文，文禮章，仝寶生，沈佐銳，高覓．生態(tài)足跡理論綜述與應(yīng)用展望［J］．生態(tài)經(jīng)濟(jì)，2012(16):169－177．

［5］張志強(qiáng)，徐忠民，程國(guó)棟．生態(tài)足跡的概念及計(jì)算模型［J］．生態(tài)經(jīng)濟(jì)，2000(10):8－10．

［6］藍(lán)盛芳，欽佩，陸宏芳．生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)能值分析［M］．北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2002．

Calculation of Equivalence Factor and Yield Factor Based on City Hectare Model

LI Kai1，LV Yong1，SHU Zhigang2
(1．Central South University of Forestry and Technology，Changsha 410004，Hunan，China;2．Chongyang County Landscape Management Office，Chongyang Province ，Chongyang 437500，Hubei，China)

In order to calculate the ecological footprint in the small-scale more accurately，based on the models of global hectare and national hectare，the city hectare model of city hectare was established，and then described in the method of calculation of the equilibrium factor and yield factor on the basis of the city hectare model．Based on this model，it takes the Chizhou city as an example，to calculate the equivalence factor and yield factor of the city．The results showed that:although there is a diffidence between the calculation results and the global and national factors，but the city hectare model is more accurate and objective expression of the actual situation of the Chizhou city，the city hectare model is more suitable for the calculation of the city-level ecological footprint and ecosystem carrying capacity．

city hectare;calculate method;equivalence factor;yield factor

F 301．24;F 062．2

A

1003—6075(2012)04—0046—04

2012—08—31

2012—09—18

李 凱(1986—)，男，中南林業(yè)科技大學(xué)森林經(jīng)理學(xué)在讀碩士，研究方向:林業(yè)系統(tǒng)工程。