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城市生态规划下生态承载力分析方法与具体应用
(2)城市规划迫在眉睫,生态状况考虑优先
城市生态承载力分析是建设优质生态城市的前提,城市发 展带来城市建设用地的扩张及环境污染的加重,使城市发展可 持续性降低,威胁人类对优质生存环境的向往。生态环境承载 力原理是城市生态规划的基本原理之一,指正常情况城市生态 系统维系其自身健康、稳定发展的潜在能力,主要表现为城市 生态系统对可能影响甚至破坏其健康状态的压力产生的防御能 力、在压力消失后的恢复能力及为达到某一适应环境、社会、 经济的可持续发展的能力。城市的发展建立在资源承载力、环 境承载力与社会经济发展能力的基础之上。生态承载力是人类 社会经济活动与生态环境之间的联系界面,通过探讨社会一经 济—自然复合生态系统中生态环境与经济活动之间的相互关系 ,表述生态环境对人类经济活动的支持力,作为城市生态环境与 经济发展的协调判据。故城市规划视野下,研究城市生态承载 力显得必要和必须。
1.2 城市生态规划的主要内容
1.生态功能区规划 2.土地利用规划
3.人口容量规划
4.环境污染综合防治规划 5.资源利用与保护规划 6.园林绿地系统规划 7.城市综合生态规划
1.生态功能区规划的内容包括生态环境现状评价、生态环 境敏感性评价、生态服务功能重要性评价、生态功能区方案、 各生态功能区概述等。 2.城市土地利用规划的内容包括:城市规划的确定、城市 用地结构研究、城市用地布局研究和城市用地限制系统的制定 ;城市土地利用的方向、规划的管理与实施等。 3.人口容量规划包括人口分布、密度、规模、年龄结构、 文化素质、性别比、自然增长率、机械增长率和流动人口。
目类型;Ai为第i种消费项目折算的人均生态足迹分量;Ci为第i种消费 项目的人均消费量;λ 为生物生产土地第i种消费项目的世界平均产量 ;Pi、Ii、Ei分别为第种消费项目的年生产量、年进口量和年出口量;N 为人口数。
(2)生态承载力计算
不同国家或地区的某类生物生产面积所代表的平均产 量同世界平均产量的差异可用“产量因子”表示,某类土地 的产量因子是其平均生产力与世界同类土地的平均生产力 的比率,将现有不同的土地类型乘以相应的均衡因子和当 地的产量因子,就可得到某个国家或地区的生态承载力。 人均生态承载力的计算公式如下:
通过计算可知银川市2003年生态足迹大于生态承载力,出 现生态赤字,其值为生态赤字的存在,表明了区域对自然资 源的利用程度超过了区域现有自然资源的供给程度从全球范 围内来讲,必须消耗自然资本存量来弥补,从而造成生态环 境的恶化但在一个开放的区域经济中,生态赤字也可通过适 当的贸易安排进行弥补,从而缓减区域环境恶化的趋势。 结果显示: (1)从资源来看,人均生态赤字为0.86742hm2/人,这主要说 明了银川市农业现代化水平相对较低,在现有耕地的生态承 载力范围之内,不能满足生态足迹需求; (2)从能源来看,电力折算为建筑面积,均衡后面积为 0.01204hm2/人;建筑用地供给面积均衡后为0.04080hm2人; 完全可以满足生态足迹需求。 (3)从水资源消费来看,水资源生态足迹均衡后的结果为 0.6095hm2/人,均衡后的生态供给为1.02042hm2/人,生态盈 余0.41092hm2人,水资源的供给量大于需求量.
(2)状态空间法
状态空间法主要用于区域承载力的定量化研究。状态空 间是欧氏几何空间用于定量描述系统状态的一种有效方法。 通常由表示系统各要素状态微量的三维状态空间轴组成。利 用状态空间法中的承载状态点,可表示一定时间尺度内区域 的不同承载状况。不仅不同的人类活动强度对资源环境的影 响程度差别十分悬殊,而且不同的资源环境组合所对应的人 类活动强度也不相同。所有状态空间中由不同资源环境组合 形成的区域承载力点构成了区域承载力曲面。任何低于该曲 面的点代表某一特定资源环境组合下人类的经济社会活动低 于其承载能力,而任何高于该曲面的点则表明人类的经济社 会活动已超出该选定资源环境组合的能力。毛汉英等人利用 状态空间法测定了环渤海地区的生态承载力,此方法也是需 要建立一定的指标体系,同样不能得到具体的生态承载力大 小,仅对是否超载做出评价。
4.环境污染综合防治规划包括城市大气环境综合整治规划 、城市水环境综合整治规划、城市谷地废弃物综合整治规划、 城市声环境综合整治规划。 5.资源利用与保护规划包括制定对水资源、土地资源、大 气环境、生物资源、矿产资源的合理开发、利用与保护的规划 。
2.生态承载力分析必要性及具体方法
2.1 城市生态承载力分析的必要性
3.城市生态承载力具体应用案例分析
银川市城市生态承载力分析 赵亚峰, 王永洁
该案例采用生态足迹理论和方法,定量估算了2003年银川
市生态足迹、生态承载力、生态盈亏等,并应用数学模型对 银川市2004年--2020年未来的资源能源消费、水资源消费、 环境负荷等的生态足迹需求进行预测计算,为银川市总体规 划、生态建设和可持续发展提供借鉴。
Ec c j a j rj y
式中:Cj为第j种类型的人均生态承载力分量;aj为第j种类型 的人均生物生产面积;rj为第j种类型的均衡因子;y表示 产量因子。
(3)生态盈余和生态赤字计算
生态赤字与盈余用来判断一个国家或地区的可 持续发展状态合适与否,如果区域的生态足迹超过 区域所提供的生态承载力,就出现生态赤字,如果 小于区域承载力,则出现生态盈余。
(5)遥感与地理信息系统分析
遥感(RS)是借助地球人造卫星,以物理、数学、地 学分析为基础的综合性技术,具有宏观、综合、动态和快 速的特点,可作为数据采集的主要手段之一。遥感用于区 域变化,尤其是人类活动对土地覆盖、土地利用的研究已 经成为一个重要的手段,达到很精细的程度。地理信息系 统技术(GIS)是一种以空间数据库为核心,采用空间分 析方法和空间建模方法,适时提供多种空间和动态的资源 与环境信息的计算机技术系统。利用GIS技术结合RS手段 可以对区域环境开发、人类活动对区域生态承载力的影响 进行透彻的分析。对影响的累积、生态承载力的大小可以 在区域、局域和局部进行多层次的转换,并进行细致地分 析。GIS 的分析手段能通过展现空间“拥挤”和“破碎” 效应来分析生态承载力在人类开发活动累积影响下的空间 结构变化。
城市生态规划下 生态承载力分析方法与具体应用
报告人:七月阿留申
目
1.城市生态规划
录
2.城市生态承载力分析必要性及具体方法 3.生态承载力具体应用—以银川市为例
1.城市生态规划
(1)城市生态规划概要
城市生态规划既可以是城市规划系统中包括城市生态环境建 设和保护、城市景观生态建设和保护以及城市绿地系统建设和保 护等规划在内的城市综合生态规划的总称,也可以作为城市总体 规划和各专项规划的规划方法论。 城市生态规划致力于将生态学思想和原理渗透于城市规划的 各个方面,使城市规划生态化,强调运用生态系统整体优化的观 点,在对规划区域内社会—经济—自然复合生态系统进行全面研 究的基础上,提出城市相关资源合理开发利用、环境保护和生态 建设的规划,而且也关注城市的社会生态,它与城市总体规划和 环境规划紧密结合、相互渗透,是协调城市发展建设和环境保护 的重要手段。统脆弱性研究发展到人 地耦合系统脆弱性的研究,主要关注区域脆弱性的程度、形成 机理及其改善途径。其中,自然灾害、气候变化等自然科学领 域认为脆弱性是系统由于灾害等不利影响而遭受损害的程度或 可能性,侧重研究单一扰动所产生的多重影响,将脆弱性定义 为“系统或系统的一部分在灾害事件发生时所产生的不利响应 的程度”;贫穷、可持续生计等社会科学领域认为脆弱性是系 统承受不利影响的能力,注重对脆弱性产生的原因进行分析, 将脆弱性定义为“社会个体或社会群体预测、处理、抵抗不利 影响(气候变化),并从不利影响中恢复的能力”。由此可见, 生态脆弱性评价是生态承载力评价的有益补充,尤其对脆弱性 产生的驱动因素能够给出准确的分析。但脆弱性分析侧重于风 险性、适应性和恢复力方面的研究,无法给出生态系统对于环 境污染物、资源消耗、具有一定生活水平的人口的承载能力, 即生态承载力阈值。因此,生态脆弱性评价需要与其他方法结 合,才能更好的进行生态承载力分析。
(1)城市经济迅速发展,城市生态面临危机 随着城市化进程的不断加快,城市生态环境问题正成为制约 许多城市发展的重要瓶颈,城市生态系统面临的压力越来越大, 阻碍了城市的可持续发展。在我国,快速城镇化更是引发了多种 重大的城市生态环境问题,突出表现为:城市和区域频繁出现大 面积灰霆、湖泊和流域普遍呈现富营养化趋势且日益严重、持久 性有机污染物与环境激素的隐患日益凸现、固体废物无害化处置 比率和资源化水平低、区域性生态系统功能退化、区域性地下水 超采加剧、扩张占地威胁城市生态安全、 生态需水制约我国大 多数城市的良性发展、交通拥堵危害城市和谐和人体健康、食品 污染严重威胁居民生活质量等10个典型问题。众多城市病使得城 市生态压力越来越大,生态承载力下滑。为拓展更宽的城市发展 路径,城市生态承载力的评估显得必要和需要。
生态盈余/生态赤字 Ec EFj
3.2 计算结果与分析
银川市生态足迹计算中,将银川市的土地利用类 型划分为耕地、草地、林地、建筑用地、化石能源用 地和水域五种类型。从资源、能源、环境、水资源等 四方面计算出银川市2003年的生态足迹。
生态承载力计算主要包括土地承载力、水资源承 载力、环境容量三部分内容,将其结果汇总后,求出 总生态承载力,即总生态足迹供给。
2.2
城市生态承载力分析具体方法
对于生态承载力的量化,国内外提出了许多直观的、较 易操作的定量评价方法及模式。但主要方法可归纳为以下几 点:
1.生态足迹模型、 2.状态空间法、 3.资源与需求的差量方法、 4.脆弱性分析、 5.遥感与地理信息系统分析等;
(1)生态足迹模型
生态足迹模型是加拿大学者Mathis Wackernagel 于1992 年提出的一种依据人类社会对土地的连续依赖性,定量测度 区域可持续发展状态的一种新理论和方法。生态足迹计量分 析的重点是生态足迹计算。按照数据的获取方式,通常采用2 种方法。第1 种是自下而上法;第2 种方法是自上而下法。 按照生态足迹理论,可将地球表面的生态生产性土地可分为5 大类:化石能源地、可耕地、牧草地、林地、建设用地和水 域。生态足迹模型由于其具有较完善、科学的理论基础和简 明的指标体系,以及普适性的方法,很快作为一种新的理论 方法用于定量分析世界各地的可持续发展问题。如:李翔、 许兆义等人基于生态足迹模型研究了珠海2008-2020年生态足 迹的变化,并对生态承载力进行估算,对该地区生态盈余/赤 字作出分析;张绍修等人利用生态足迹分析方法对成都市 2000-2004年的生态足迹进行了计算和研究,比较成都市生态 足迹与生态承载力的差额关系。