[发明专利]一种基于生态足迹模型的生态可持续性综合评价方法

权利要求书

1.一种基于生态足迹模型的生态可持续性综合评价方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：生态生产性土地类型的分类

最新的土地规划用途分类将土地分为农用地、建设用地和其他土地三个一级类；根据土地规划用途分类特点，将研究区生态生产性土地划分为七类，即：耕地、牧草地、林地、水域、化石能源地、建设用地和自然保留地，自然保留地因不直接为人类消费提供产品，不参与“消费-产出”生态足迹核算，但因其具有重要的生态承载和开发价值，参与生态承载力的核算；

步骤2：首先把目标区域的各类“消费-产出”项目折算成7类生态生产性土地面积；

计算公式为：各分项生态足迹(hm²)＝目标区域各项生物量(t)/全球平均产量(kg/hm²)

其中，耕地“消费-产出”项目包括谷物、豆类、薯类、油料、棉花、麻类、甘蔗和蔬菜瓜果；林地“消费-产出”项目包括茶叶、油桐籽、油茶籽、棕片、竹笋干和木材；牧草地“消费-产出”项目包括肉类和禽蛋；水域“消费-产出”项目主要为水产品；建设用地“消费-产出”项目主要为电力；化石能源用地“消费-产出”项目包括煤炭、液化石油气和汽油；

步骤3：通过上述步骤计算出目标区域当年的“消费-产出”生物资源账户对应的各类生态生产性土地面积，再结合均衡因子将各类土地面积加和最终得到其“消费-产出”生态足迹总量；整体计算公式如下：

${\mathrm{EF}}_C\left({\mathrm{EF}}_O\right)=\underset{j=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}{r}_j\[\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}\left(\frac{c_i\left(o_i\right)}{p_i}\right)\]$

式中：EF_C为总消费生态足迹，EF_O为总产出生态足迹，j为生态生产性土地类型，i为消费项目类型，n为消费项目数，m为生态生产性土地类型数，r_j为各类生态生产性土地对应的均衡因子，c_i为第i类消费项目对应的目标区域的总消费量，o_i总产出量，p_i为第i类消费项目对应的世界平均生产能力；

生态足迹法核算中涉及的均衡因子和产量因子主要采用Wackernagel传统核算模型中的取值；自然保留地的均衡因子采用赖力对未利用地均衡因子算法，取值为0.12，其产量因子取值为1；

步骤4：接下来是计算目标区域的总生态承载力；

首先需要统计各地类实际承载面积，再经过均衡因子和产量因子的调整后得到目标区域各地类均衡承载力；具体计算公式如下：

$EC=\underset{j=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}\left(a_j{r}_j{y}_j\right)$

式中：j为生态生产性土地类型，n为生态生产性土地类型数，r_j为均衡因子，a_j各地类总面积，y_j为产量因子；在计算生态承载力过程中，还需扣除12％的生物多样性保护面积，以保护生物多样性：

EC'＝(1-12％)EC

步骤5：产出盈亏和消费盈亏的计算；

改进生态足迹模型将生态足迹划分为消费生态足迹EF_c和产出生态足迹EF_o；消费生态足迹是从资源消费的角度，考虑域内人口对生态生产性土地面积的索取程度，由于消费资源存在不能满足区内消费需求而产生进口的可能，因此消费足迹体现了域内对域内和域外生态生产性土地面积的索取程度，可利用生态承载力EC'与消费足迹的差值即为消费盈ER_c亏ED_c；产出生态足迹是从消费资源账户对应的产出角度核算生态足迹；由于产出存在满足域内消费需求后向域外提供出口的可能，因此产出足迹体现了域内和域外对域内生态生产性土地面积的索取程度，是一种广义上的消费足迹；产出足迹与可利用生态承载力的差值即为产出盈ER_o亏ED_o，产出赤字ED_o代表当年区域生态系统承载的生态赤字边界；

步骤6：分类核算可持续承载生态亏损额EL，并得出结论；

根据消费盈亏与产量盈亏的关系，构建了可持续承载生态亏损额EL，作为区域生态可持续状态的评价指标，同时定量测度生态可持续程度，可持续承载生态亏损额代表了区域从研究时点起，或者继续承受的生态生产性土地的亏损面积。

2.根据权利要求1所述的基于生态足迹模型的生态可持续性综合评价方法，其特征在于：步骤6中可持续承载生态亏损额EL要根据不同的状态进行计算和判别；

状态一：当EF_o<EC时即产出足迹小雨生态承载力时，当年域内可利用生态承载力未得到充分释放，当年域内可持续承载的亏损潜力为可利用生态承载力与产出足迹的差值；EL的计算公式为：

EL＝EC-EF_c

(1)当EF_c<EF_o时，区域可出口生态生产性土地，表现为生态盈余，EL>0，区域处于生态可持续状态；

(2)当EF_c＝EF_o时，区域无生态生产性土地可供出口，表现为生态盈亏平衡，EL>0，区域处于生态可持续状态；

(3)当EF_o<EF_c<EC时，区域需要进口生态生产性土地，表现为生态亏损，EL>0，区域处于生态可持续状态；

(4)当EF_o<EF_c＝EC时，区域需要进口生态生产性土地，表现为生态亏损，EL＝0，区域处于生态可持续状态临界点；

(5)当EF_o<EC<EF_c时，区域需要进口生态生产性土地，表现为生态亏损，EL<0，区域处于生态不可持续状态；

状态二：当EF_o>EC时，产出足迹是当年域内所承载的最大足迹，可利用生态承载潜力完全释放，对应的产出生态亏损即是当年域内可承载的最大亏损；

(1)当EF_c<EF_o时，区域可出口生态生产性土地，表现为生态盈余，EL>0，区域处于生态可持续状态；EL的计算公式为：

EL＝ER_o+(EC-EF_c)

(2)当EF_c＝EF_o时，区域无生态生产性土地可供出口，表现为生态盈亏平衡，EL＝0，区域处于生态可持续状态临界点；EL的计算公式为：

EL＝ER_o+ED_c

(3)当EF_c>EF_o时，区域需要进口生态生产性土地，表现为生态亏损，EL<0，区域处于生态不可持续状态，EL的计算公式为：

EL＝ER_o+ED_c。