生態(tài)承載力常用研究方法實用教案

1、一生態(tài)承載力的概念、內(nèi)涵二生態(tài)承載力的研究方法生態(tài)足跡法狀態(tài)空間法第1頁/共25頁第一頁，共25頁。 生態(tài)承載力是生態(tài)系統(tǒng)的自我維持、自我調(diào)節(jié)能力(nngl)，資源與環(huán)境的供容能力(nngl)及其可維系的社會經(jīng)濟(jì)活動強(qiáng)度和具有一定生活水平的人口數(shù)量。 生態(tài)承載力包括兩層內(nèi)涵，一為生態(tài)系統(tǒng)的支持部分，是指生態(tài)系統(tǒng)的自我維持與自我調(diào)節(jié)能力(nngl)，以及資源與環(huán)境子系統(tǒng)的供容能力(nngl); 二為生態(tài)承載力的壓力部分，是指生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)社會經(jīng)濟(jì)子系統(tǒng)的發(fā)展能力(nngl)。對于某一區(qū)域，生態(tài)承載力主要強(qiáng)調(diào)的是系統(tǒng)的承載功能，而突出的是對人類活動的承載能力(nngl)，其內(nèi)容包括資源子系統(tǒng)、環(huán)境子系

2、統(tǒng)和社會子系統(tǒng)。一、生態(tài)(shngti)承載力的概念、內(nèi)涵第2頁/共25頁第二頁，共25頁。生態(tài)承載力的特性：以包括人類在內(nèi)的復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)為研究對象；既考慮自然系統(tǒng)的自我維持和調(diào)節(jié)能力（即資源與環(huán)境的可持續(xù)供給與容納能力），也考慮人類社會活動(shhuhu dng)對系統(tǒng)的正負(fù)能動反饋；具有顯著的時空尺度依賴性。第3頁/共25頁第三頁，共25頁。1、常用的生態(tài)承載力研究方法凈初級生產(chǎn)力估測法（自然植被第一性生產(chǎn)力法）生態(tài)足跡(zj)法狀態(tài)空間法供需平衡法（資源與需求差量法）模型預(yù)估法綜合評價法二、生態(tài)承載力的研究(ynji)方法第4頁/共25頁第四頁，共25頁。（1)生態(tài)足跡( ecologi

3、cal footprint，EF) 的基本思想是以具有等價生產(chǎn)力的生物生產(chǎn)性土地(td)面積為衡量指標(biāo)，定量表征人類活動的生態(tài)負(fù)荷和自然系統(tǒng)的承載能力，從而判斷系統(tǒng)是否安全。其定義為: 任何已知人口的生態(tài)足跡是生產(chǎn)這些人口所消費的所有資源和吸納這些人口所產(chǎn)生的所有廢棄物所需要的生物生產(chǎn)土地(td)的總面積和水資源量。2、生態(tài)(shngti)足跡法第5頁/共25頁第五頁，共25頁。 生態(tài)足跡法從一個全新的角度考慮人類及其發(fā)展與生態(tài)環(huán)境的關(guān)系，通過跟蹤區(qū)域能源與資源消費，將它們轉(zhuǎn)化為這種物質(zhì)流所必需的各種生物(shngw)生產(chǎn)土地的面積，即人類的生物(shngw)生產(chǎn)面積需求。第6頁/共25頁第六

4、頁，共25頁。 在計算中，不同的資源和能源消費類型均被折算為耕地、草地、林地、建筑用地、化石燃料用地和水域6 種生物生產(chǎn)土地面積類型( 這6 種土地類型在空間上被假設(shè)是互斥的) ?？紤]到 6 類土地面積的生態(tài)生產(chǎn)力不同，因此將計算得到的各類土地面積乘以一個均衡因子。 生態(tài)足跡(zj)分析的一個基本假設(shè)是：以上六類土地用途在空間上是互斥的。第7頁/共25頁第七頁，共25頁。(2)傳統(tǒng)(chuntng)生態(tài)足跡的計算：生態(tài)承載力的計算計算生態(tài)(shngti)生產(chǎn)性面積計算(j sun)生產(chǎn)力系數(shù)計算均衡因子計算各類人均生態(tài)承載力加總六類人均生態(tài)承載力第8頁/共25頁第八頁，共25頁。第9頁/共25

5、頁第九頁，共25頁。生態(tài)生產(chǎn)性土地類型等價因子耕地2.51草地0.46森林1.26水域0.37建筑用地2.51化石能源（森林）0.31注：建筑用地假設(shè)是占用了基本農(nóng)業(yè)(nngy)土地，因此建筑用地和耕地具有相同的等價因子。表1 不同(b tn)的等價因子表第10頁/共25頁第十頁，共25頁。 計算各類人均生態(tài)承載力，計算公式為 ： 某類用地人均生態(tài)承載力 = 某區(qū)域某類用地生產(chǎn)力系數(shù)(xsh) 某區(qū)域某類用地生產(chǎn)力系數(shù)(xsh) 某類生態(tài)生產(chǎn)性土地的等價因子。 加總六類用地人均生態(tài)承載力，得出人均生態(tài)承載力，再乘上該區(qū)域總?cè)丝冢偷贸隹偵鷳B(tài)承載力。第11頁/共25頁第十一頁，共25頁。生態(tài)足跡

6、(zj)的計算計算各主要消費項目的人均消費量計算生產(chǎn)各種消費項目人均占用的生態(tài)生產(chǎn)性土地面積計算各類用地的人均生態(tài)足跡計算生態(tài)足跡對區(qū)域(qy)內(nèi)的消費項目按生物資源類型進(jìn)行劃分，并計算區(qū)域(qy)內(nèi)每一項的人均年消費量。某消費項目人均占用生態(tài)生產(chǎn)性土地面積(min j)=某消費項目人均年消費量（kg）/ 單位年均生產(chǎn)量（kg/hm2）匯總生產(chǎn)各種消費項目人均占用的各類生態(tài)生產(chǎn)性土地，然后六類生態(tài)生產(chǎn)性用地分別乘上等價因子。求和六類生態(tài)生產(chǎn)性用地的人均生態(tài)足跡，得出人均生態(tài)足跡。再乘以區(qū)域總?cè)丝?，就得出總生態(tài)足跡。第12頁/共25頁第十二頁，共25頁。第13頁/共25頁第十三頁，共25頁。生態(tài)

7、赤字 / 盈余的計算人均生態(tài)赤字 = 人均生態(tài)承載力人均生態(tài)足跡(zj)若數(shù)字大于 0，則為人均生態(tài)盈余。總生態(tài)赤字 = 總生態(tài)承載力總生態(tài)足跡(zj)。第14頁/共25頁第十四頁，共25頁。（3）生態(tài)足跡法的優(yōu)缺點：生態(tài)足跡法應(yīng)用的范圍廣,計算結(jié)果直觀明了,且具有區(qū)域?qū)Ρ刃?但該法動態(tài)評估還不成熟,只注重區(qū)域生態(tài)的可持續(xù)性,而不關(guān)注經(jīng)濟(jì)、社會、技術(shù)(jsh)方面的可持續(xù)性,即存在生態(tài)偏向性,在生態(tài)足跡計算中缺少由于水資源所造成的附加的生態(tài)足跡面積,所以計算結(jié)果是樂觀的最小值。第15頁/共25頁第十五頁，共25頁。（1）狀態(tài)空間法的基本原理狀態(tài)空間是一種時域分析法,是歐氏幾何(j h)空間用于

8、定量描述系統(tǒng)狀態(tài)的一種有效方法。通常由表示系統(tǒng)各要素狀態(tài)向量的三維狀態(tài)空間軸組成。利用狀態(tài)空間法中的承載狀態(tài)點,可表示一定時間尺度內(nèi)區(qū)域的不同承載狀況。利用狀態(tài)空間中的原點同系統(tǒng)狀態(tài)點所構(gòu)成的矢量模數(shù)表示區(qū)域承載力的大小。由承載狀態(tài)點構(gòu)成承載曲面,高于承載曲面的點表示超載,低于承載曲面的點表示可載,在承載曲面上的點表示滿載。此法可以定量的描述和測度區(qū)域承載力及其承載狀態(tài)。2、狀態(tài)(zhungti)空間法第16頁/共25頁第十六頁，共25頁。圖1 區(qū)域(qy)承載力概念模型示意圖第17頁/共25頁第十七頁，共25頁。 圖1所表示的三維狀態(tài)空間包括作為受載體的人口及其經(jīng)濟(jì)社會活動和作為承載體的區(qū)域

9、資源環(huán)境三個軸。 圖中A、B、C三個點為承載狀態(tài)點，可表示一定時間尺度內(nèi)區(qū)域的不同承載狀況。D、E兩點代表了兩種資源環(huán)境組合下的區(qū)域承載力。 所有這些狀態(tài)空間中由不同資源環(huán)境組合形成的區(qū)域承載力點構(gòu)成了區(qū)域承載力曲面DYmax和CXmax。根據(jù)區(qū)域承載力在狀態(tài)空間中的含義(hny),任何低于該曲面的點(如A點)代表某一特定資源環(huán)境組合下,人類的經(jīng)濟(jì)社會活動低于其承載能力,而任何高于該曲面的點(如B點)則表明人類的經(jīng)濟(jì)社會活動已超出該特定資源環(huán)境組合的承載能力。第18頁/共25頁第十八頁，共25頁。第19頁/共25頁第十九頁，共25頁。第20頁/共25頁第二十頁，共25頁。第21頁/共25頁第二十一頁，共25頁。第22頁/共25頁第二十二頁，共25頁。 根據(jù)上述概念模型分析可得出如下結(jié)論:超載時的區(qū)域承載狀況的矢量的模必然大于區(qū)域承載力矢量的模;反之,可載時區(qū)域承載狀況矢量的模則小于區(qū)域承載力矢量的模。據(jù)此,可對夾角的符號及現(xiàn)實的區(qū)域承載狀況與區(qū)域承載力的