利用生态足迹法评估三峡库区安全外文翻译资料

英语原文共 10 页，剩余内容已隐藏，支付完成后下载完整资料

利用生态足迹法评估三峡库区安全

摘要：生态足迹概念及其计算模型可以用于衡量社会经济可持续发展水平。本文采用这一概念对三峡库区（TGRA）的生态安全形势进行了评估。三峡库区的建设导致当地的生态和移民状况发生了变化。生态足迹法是研究区域生态安全的重要方法。我们的研究结果表明，通过排除生物多样性保护领域（占土地总面积的12％），人均生态足迹为0.57895公顷，超过了TGRA的生态承载力。总生态赤字为11522193.34公顷，占生态承载力的95.02％。这些研究结果表明，TGRA的生态安全性不好。为了弥补生态赤字，必须引进其他地区的自然资源。

关键词：三峡库区(TGRA)；生态足迹；生态安全

引言：生态足迹概念及其计算模型可以用于衡量社会经济可持续发展水平。这个概念是由Ree首先提出，并由他的学生Wackernagel改进。生态足迹被定义为用于生产适当规模的人口和经济消耗的资源和消除废弃物的生物生产性土地面积。理论上说，生物生产性土地是大多数人类消费产品的来源，被分为以下6类：森林，牧场，耕地，建筑用地，水域，化石能源土地，这6种类型的土地可用于消除人类的废弃物。所有的资源、能源以及废弃物都可以转化为生物生产性土地。生态足迹的计算方法可用于衡量一个地区的生态能力。生态能力是区域生物生产性土地面积最大的生态足迹。计算生态足迹包括将人类消耗的所有资源和能源转化为上述相应的土地类型。在6种类型的土地中，耕地被认为是最有生产力的，并且是人类消费的最高生物量积累(Wackernagel,1999)。牧场的生产力远低于耕地，将植物生物量转化为动物生物量导致牧草中生物量减少约90%。除热带雨林外，大多数其它森林的生产力最低。过度开采森林资源是生产力低下的原因之一。化石能源用地有吸收二氧化碳的能力，然而，在大多数地区，这片土地用于满足人们的需求。在本文的研究中，计算了化石能源土地的生态足迹。建筑用地是用于人类居住的土地，因此，这类土地的增加可能会降低生物量。

生态足迹是对人类对生态系统的需求的估计，即生物多样性的土地面积，可为某些种群规模的人类消费提供生物量。 测量生物生产能力，即生物多样性生产资源的最大生态资源，也是重要的。生态能力可以计算人的需求。虽然人类通过过度开发或进口资源来满足他们的需求，但当地的生态系统也会受到影响。一个超负荷的生态系统不能满足人们的需求。

三峡库区（TGRA）是长江流域可持续发展的重点区域。这个地区不仅是中国生态管理的中心，也是生物多样性保护最重要的领域。因此，世界范围内对它的生态安全都很关注。确保生态安全，恢复和重建退化生态系统在这个地区是非常迫切的问题。本文的目的是评估TGRA的生态安全，确保人们合理开发利用该地区，为其他地区的类似研究奠定基础。

一、研究方法

从生态角度看，生态系统承载能力表明生态系统的供应能力与消费需求之间的关系。在生态系统方面，生态系统的最大供应能力等于其生态系统承载能力。超过生态系统承载力可能会导致不利的结果。不利的结果之一是生态平衡的恶化，这可能导致生态系统从高生产率向低生产率系统退化。这甚至可能导致生态系统不适合人类生存。在消费者方面，生态系统承载能力是满足消费者需求的最大限度。如果超出此限制，消费者行为将变得不可持续。生态系统产生的满足消费者需求的问题可以称为生态系统的生产力，这是由地球上的土地生产的。这个概念表明，生态足迹理论中的生态系统的生产力（即物质生产）和消费者的需求（即物质的消耗）等同于生物足迹领域的生物生产性面积。因此，生态足迹模型可用于评估生态系统的总体安全性，并允许对生态系统承载能力进行定量评估。在这样的评估中，生态系统承载能力被认为是生态系统安全的门槛，以分析生态消费（即生态足迹）与一个地区生态系统的供应（即生态能力）之间的关系。当人类占领的土地多于（或少于）一个地区的生态系统承载能力时，会发生生态赤字（或生态过剩（ES））。ES表示生态系统的负荷小于生态系统承载能力，即生态系统相对安全，该地区的发展是可持续的。相反，ED表示该地区的发展是不可持续的。生态足迹通过社会发展评估，将人口，收入和资源利用转化为可用于比较两个地区的指标，克服了传统指标（如国民经济账户指数）的缺陷。因此，生态足迹被广泛应用于区域可持续性评估。

1.1研究地点

研究地点是中国的三峡库区。三峡库区的范围是受三峡水库正常水位(175米)影响的地区。地理位置为29°16′N ～31°51′N和106°21′E～111°50′E。该地区包括湖北宜昌长江流域与重庆市江津市区。面积约为，水域面积约为1084。

1.2数据来源

消费品数据来自中国国民经济统计资料，其中包括重庆统计年鉴（2000—2008），2005—2008年湖北统计年鉴，2005—2008年统计年鉴和2000—2008年度社会发展公告。 关于土地面积的数据来自于主题映射（TM）遥感图像。

世界平均产量标准来自联合国粮食及农业组织公布的数据（粮农组织，1994年）。该标准允许对区域之间的计算结果进行比较。按照Wackernagel的描述计算每单位的能量转换系数和能量值。

在本研究中，牧草的产量因子和均衡因子分别为0.19和0.47，建成用地为1.66和2.16，生产用水为1和0.35，耕地为1.66和2.16，森林为0.91和1.36。化石能源的均衡因子为1.36。

1.3均衡因子和产量因子

产量因子和均衡因子是生态足迹理论的关键概念。均衡因子准确而实际地将生产空间（即耕地，牧场，森林，建筑用地，化石能源用地和水域空间）的6个组成部分纳入生态足迹。没有这样的调整因素，总和将被扭曲，因为不同种类的土地具有不同的生物生产力。例如，在全球范围内，平均牧场的生物生产力明显低于平均耕地。均衡因子提供了从每个类别的空间获得的生物产量与世界平均空间获得的生物产量的比率的信息。例如，牧场的均衡因子为0.47表明，牧场可以生产比世界平均空间产量高0.47倍的生物量。

以前研究中获得的不同土地类型的等效因子列于表1中。一般来说，不同年份获得的等效因子值的变化很小。 因此，本研究中使用的等效因子是表1所示的平均值。能源消耗（煤，石油，天然气，水电）转化为化石能源的土地面积，以计算生态足迹。这些能源项目的生产力由Wackernagel等人确定如下：煤炭为55GJ/ha，石油为71GJ/ha，天然气为93GJ/ha，水电为1000GJ/ha。

由于生产要素（如气候，土壤，技术等）在不同地区各不相同，因此不同地区同一土地的产量不同。 产量因子表示一类生产空间（如森林）的当地产量与生产空间类别（如森林）的全球平均产量之间的差异。例如，在TGRA中，森林的产量因子值为1.36，表明TGRA的当地森林产量是世界平均产量的1.36倍。 本研究中使用的产量因子来自数据的计算。 由重庆统计年鉴（2000—2008）和湖北统计年鉴（2000—2008）获得地方产量，世界平均产量由联合国粮食及农业组织（粮农组织，1995年）发布。因子值列于表2。

表1 均衡因子

表2 产量因子

注：缺少化石能源用地的数据，因为这一地区没有保留这类土地。

另外，根据世界环境与发展委员会（WCED 1987）要求，必须保留12％的生态系统承载力，以便在生态系统中保护生物多样性。因此，只有88％的生态系统承载能力被一个地区的人类利用。

1.4计算模型

在目前的研究中，生态足迹的计算公式为：

(j=1,2,hellip;6，i=1,2,hellip;n) (1)

其中ef为人均生态足迹，EF为研究区域的总生态足迹，是第j类土地的均衡因子，是消费品i转化的人均生态足迹，N是总人数。的计算公式如下：

(2)

其中i是第i种消费品，是第i种消费品的年出口量，是第i种消费品的平均消费量，为第i种消费品的产量，是第i种消费品的年进口量，为第i种消费品的世界平均产量。

能源消费品(煤、石油、电力)的生态足迹通过将其转化为相应的化石能源用地进行计算。

生态承载力的计算公式为：

(3)

其中，EC是区域生态承载能力，ec是人均生态承载能力，为第j类生物生产性土地的人均面积，为第i类生物生产性土地的产量因子，为第i类生物生产性土地的均衡因子。评价生态安全的标准如下：如果ECgt;EF，生态系统处于安全的状况，如果EClt;EF，生态系统处于不安全的状况。公式(1)，(2)和(3)由Wackernagel提出。

二、结果和分析

2.1生态足迹

在本文的研究中，生态足迹的结果包括两部分：化石能源消费和生物资源消费。生物资源消费主要包括TGRA各县的农产品。根据消费情况，计算出人口和世界平均单产，人均生物生产性土地面积(表3)。

Wackernagel报告的关于能源消耗和转换因子的数据用于将能源消耗（如煤，石油，天然气）转化为化石能源地或建成用地（见表4）。考虑到世界生态空间，粮食和生物资源消耗的生态足迹乘以相应的均衡因子，以获得人均生态足迹。如表5所示，人均1.18824公顷对于支持TGRA现有人口至关重要。

表3 TGRA生态足迹的生物资源账户