1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）
一、本研究的意义 20世纪60年代以后，随着社会经济、科学技术的发展、人口的增长，人类与自然环境相互作用愈来愈强烈，人类逐渐认识到环境问题是与发展模式相互联系的。基于这种认识，人们开展了70年代的全球绿色运动。虽然绿色运动的绿色思想并不等同于可持续发展思想，但是它从一定意义上促进了可持续发展思想的形成与发展。1987年由挪威前首相布伦特夫人领导的联合国环境与发展委员会发表了《我们共同的未来》报告，在报告中可持续发展概念第一次被真正科学的论述，标志着可持续发展思想的成熟[1]。1992年在巴西里约热内卢举行的联合国环境与发展大会上，通过了包括《21世纪议程》在内的5项文件和条约，标志着持续发展从理论走向实践，从而拉开了一个新的人类发展观时代的序幕。 反观国内，自改革开放以来，我国的社会经济发展水平获得了极大的提高。1978年到2012年我国GDP总量由不足4000亿元人民币，提升到47万亿元人民币，使我国一跃成为全球第二大经济体；人口由九亿六千余万人增加到如今的近14亿；工业化和城市化进程也在加速推进当中。但同时我们也面临着一系列的问题和困难。庞大的人口基数、相对短缺的自然资源、还在继续恶化的生态环境问题等。如不采取根本的措施逐步缓解，必将制约我国经济和社会的进一步发展[2]。 为了解决这一问题，1993年，我国制定了国家级可持续发展战略《中国21世纪议程》，把可持续发展作为国家发展战略写入国家发展纲领当中。而可持续发展的实施，必然要落实到一个特定的空间，即区域。区域可持续发展是全球可持续发展的基础，可持续发展研究必须从区域可持续发展着手[3]。为了增强可持续发展思想在研究和制定区域发展战略中的指导作用，就又必须将可持续发展目标具体化，即用一些可测量的定量指标将其明确地表征出来，并构成指标体系，对区域可持续发展水平进行定量分析与评价，从而为区域发展政策的制定提供定量支持[4]。 本研究围绕区域可持续发展评价研究这一议题，在总结现有评价方法的基础上，试图对当前应用广泛的能值生态足迹模型进行改进并将其应用于实证，从而更全面地体现区域可持续发展水平。在当前可持续发展的战略背景下，对于测定区域发展现状是否是可持续发展，以及其可持续发展程度与促进区域经济健康合理发展都具有重要的现实指导意义。 二、国内外研究概况 目前，关于区域可持续发展评价的研究，主要的评价方法有多因素综合评价法、生态足迹法以及能值生态足迹法。其中能值生态足迹模型，是能值理论与生态足迹模型的结合，因为其理论相对完善，可操作性强，一提出开始便受到学者们的广泛关注，已有多位学者应用该模型对区域可持续发展水平进行评价。 1、区域可持续发展的概念及内涵 可持续发展思想在社会经济发展水平低下的人类初期，尤其是在传统的农林业实践和水资源管理中可找到它的萌芽。但是，科学完整的可持续发展思想，却是在人类生态环境意识的逐渐增强，以及对人与人、人与自然的普遍联系认识过程中形成、完善与成熟的。在1987年的《我们共同的未来》报告中，可持续发展概念第一次被科学的论述，即可持续发展是在满足当代人需求的同时，不损害人类后代的满足其自身需求的能力。[1] 区域可持续发展是可持续发展思想在地域上的落实与体现，是指特定区域的需要不削弱其它区域满足其需求的能力，同时当代人的需要不对后代人满足其需求能力构成危害的发展。区域可持续发展是一个动态过程，它要求在不同的区域内，经济发展和人口、资源、生态环境保持协调，其经济增长、社会稳定发展要建立在有效控制人口增长、合理利用自然资源[5]。 这一概念基本上是承载了可持续发展的主要思想，而吕鸣伦等[6]认为这一定义并不完整，只是在时间方面给出了具体的限制，并未从空间上予以说明。关于区域可持续发展的定义可以表述为：特定的区域在对人类有意义的时间跨度内，不以破坏本区域或其他区域现实的或将来的满足公众需求的能力的发展过程。 由于区域社会经济活动环境的相对稳定性和独立性，区域可持续发展的研究和实际调控过程便具有较强的针对性和实际意义[6]。因此一些学者开始将重点放在对区域可持续发展评价方法的探究上。 2、多因素综合评价法 由于传统的国民经济帐户指标GNP在测算发展的可持续方面存在明显缺陷，为此，一些国际组织及有关研究人员从80年代开始就努力探寻能定量衡量一个国家或地区发展的可持续性指标。联合国开发计划署(UNDP)于1990年5月在其第一份《人类发展报告中》首次公布了人文发展指数（HDI）；随着研究的深入，可持续发展的各种指标体系不断提出，如可持续的经济福利指标（ISEW）和环境可持续性指数（ESI）等可持续性指标[7]。 2.1人类发展指数（HDI） HDI是以反映人口总体健康状况的平均预期寿命、反映人口受教育水平或知识水平的文化水准和反映生活质量的、经过购买力平衡后的人均GDP三个基础变量经过算术平均而得的综合指标。 2.2环境可持续性指数（ESI） 正如GDP为经济发展提供了一个大尺度的指标一样，ESI也把一个国家的环境可持续能力用1到100的简单数字表示出来。该指数可为每个国家的下一代或下两代人可能生活的环境质量提供综合的预测与描述[8]，作为衡量一个国家或地区环境可持续性的指标。杜斌等[9]列举了2005ESI用于146个国家或地区环境可持续性的测试结果及其政策建议，并借此分析了中国得分很低的原因。 许多研究结果表明，发展的可持续性主要取决于自然资产。但是由于原有的评价体系很难定量测量生态目标，这方面的研究进展一直较缓慢。90年代初，加拿大生态经济学家提出生态足迹理论，有效的解决了这一问题。由于其概念清晰，相对原有方法不需要大量的数据，一经提出便受到了国际生态经济学界的广泛关注和讨论，逐渐成为一种测量可持续发展状况的简明而综合的指数。 3、生态足迹 生态足迹（ecological footprint,简称EF）理论是由加拿大生态经济学家William和他的学生Wackernagel[10]于20世纪90年代初提出的用于度量可持续发展程度的一种新方法。其定义是：任何已知人口（某个个人、一个城市或一个国家）的生态足迹是生产这些人口所消费的所有资源和吸纳这些人口所产生的所有废弃物所需要的生物生产土地的总面积和水资源量。Wackernagel形象的描述生态足迹为一只承载着人类与人类所创造的的城市、工厂的巨脚，踏在地球上留下的脚印。该方法通过将区域的资源和能源消费转化为提供这种物质流所必须的各种生物生产性土地的面积（即生态足迹），同区域能够提供的生物生产性土地面积（土地承载力）进行比较，从而定量判断一个区域的发展是否处于生态承载力的范围内，也就是是否是可持续发展[11]。其计算主要基于以下两个假设：（1）人类可以确定自身消费的绝大多数资源及其所产生废物的数量；（2）这些资源和废物流能够转换成相应的生态生产性面积。Wackernagel等[12]应用生态足迹模型对世界上52个国家和地区1993年的生态足迹进行了实证计算研究，结果表明加拿大和瑞典处于生态盈余状态，而美国和意大利等过（包括中国）已经生态赤字，处于不可持续发展的状态中。该方法因其独特的指标体系、新颖的分析思路、简便的计算方法、较完善的理论体系及较广泛的适用性而深受青睐和普及。 生态足迹的概念1999年引入国内，张志强等[7]介绍了生态足迹的概念及计算模型；徐中民等[11]在国内最早开展了生态足迹指标的实证应用研究，对甘肃省1998年的生态足迹进行计算与分析，结果表明甘肃省1998年人均生态赤字为0.564hm2；；随后，逐渐有学者将这一方法应用到地市级区域层面，使其更具有区域针对性。郭秀锐等[13]以广州市为例，对广州市2000年的生态足迹进行估算，并分析了1995-2000年间广州生态足迹动态变化过程。 在运用生态足迹理论的研究中，常常会出现这样的情况，即地区越不发达、人们生活水平越低，可持续性越强，存在评价结果与可持续性非对等性的问题。如张志强等[14]对中国西部12省（区市）的生态足迹分析结果就表明经济不发达的云南和西藏为生态盈余，因而其发展的可持续性最强。这与可持续发展理论所阐述的基本原则是不相符的。可持续发展理论认为，贫穷是最大的不可持续，可持续发展首要是发展[15]。 白钰等[16]，赵志强等[17]认为这是由于传统生态足迹模型没有考虑城市的产品产出，忽视了不同区域的功能差异造成的。除此之外，还存在生态承载账户覆盖不全面；空间互斥性假设有缺陷等问题。Zhao等[18]应用能值分析理论对生态足迹的计算进行了改进，构建能值生态足迹模型，在一定程度上克服了传统生态足迹方法的缺陷。 4、能值生态足迹模型 能值生态足迹模型是一种基于能值分析理论的新的计算生态足迹和生态承载力的模型。能值是指某种流动或贮存的能量包含另一种流动或贮存的能量之量，称为该种能量的能值。它与能量有着本质的不同，是一种比值定义的概念。 80年代后期，美国著名生态学家H.T.Odum[19]在能量系统分析的基础上，创立了能值分析理论。能值理论以太阳能值作为统一的度量标准，客观地评价和比较多种类型的自然环境资源对人类经济系统的贡献，为人们进行科学研究、正确认识自然环境生产与人类经济活动的关系提供新思路[20]。 随着科技的进步，越来越多的能源可为人类所利用，如风能、潮汐能、核能等，但这些均未在生态足迹的生产能力和生态承载力中有所体现。一些学者提出将能值等价成空间面积需求，为生态足迹计算提供了新的计算途径[21]。Zhao等[18]应用能值分析理论对生态足迹的计算进行了改进，将研究区的各种能量流转化成同一标准，同时引入能值密度的概念，将这些能量流换算成对应的生物生产性土地面积，并比较生态足迹和生态承载力，从而定量分析了研究区环境的可持续发展状况。 张芳怡等[22]和王建源等[23]分别运用能值生态足迹方法计算了2003年江苏及04年山东省的生态足迹，结果显示能值生态足迹明显高于传统生态足迹。陈春锋等[21]分别通过传统生态足迹的方法和能值生态足迹的方法，对黑龙江省可持续发展进行评价，并对两种计算方法得到的结果进行比较。 能值生态足迹较传统生态足迹有着明显的改进：一是将物质循环与能量流动紧密结合在一起，从原理上更能反映区域可持续发展现状；二是采用能值转换率与能值密度等参数相较于全球平均生产力、均衡因子和产量因子更加稳定，更能反映区域特征[21]。 但同时能值生态足迹模型也存在着一定缺陷，一些学者也尝试着对能值生态足迹模型进行改进。如Lucas等[24]将净初级生产力引入到自然生态承载力计算中，在测算生态足迹时考虑了人类活动的影响；赵志强等[17]将人类劳务纳入生态承载力的计算，构建改进的能值生态足迹开放系统模型；张雪花等[25]在此基础上设立了虚拟产品账户概念，将区域投资也纳入到生态承载力的计算当中，并且拓展了生态承载力概念，将生态承载力分为自然生态承载力和人工生态承载力两种；王国刚等[26]认为在能值生态足迹计算中应用全球平均能值密度，对评价区域生态承载力和判断区域可持续发展可能产生误差，在区域能值生态足迹模型中引入区域能值密度。 5、文献评述 综上所述，选择合适的评价方法是区域可持续发展评价研究的核心内容。能值生态足迹模型克服了传统生态足迹模型的一些缺点，如：较少考虑人类活动对生态系统的影响；运用产量因子、均衡因子，导致计算结果的不稳定性；生物生产性土地类型考虑不够全面等，具有广泛的应用前景。但当前能值生态足迹模型仍然存在一些缺陷，如未能充分考虑人工投入对生态承载力的作用、能值测算不准确等问题，影响了其评价的准确性和适用性。虽然已有学者进行相关研究和改进，但大多都比较局限。因此，有必要对能值生态足迹进行进一步改进，通过增加人工投入指标、统一能值密度、完善能值转化计算过程等，提高其评价的准确性。 主要参考文献： [1]龚建华.论可持续发展的思想与概念[J].中国人口资源与环境，1996,6(3)：5-9. [2]甘师俊.《中国21世纪议程》：我国实施可持续发展战略的纲领[J].中国人口资源与环境，1993,3(4)：8-13. [3]张志强，孙成权，程国栋，牛文元.可持续发展研究：进展与趋向[J].地球科学进展，1999,14(6):589-595. [4]刘秋实，沈红.区域可持续发展指标体系与评价方法研究[J].中国人口资源与环境，1997,7(4):60-64. [5]张邦花，李刚.区域发展理论与区域可持续发展[J].临沂师范学院学报，2004，26(4):59-61. [6]吕鸣伦，刘卫国.区域可持续发展的理论探讨[J].地理研究，1998,17(2):131-137. [7]张志强，徐中民，程国栋.生态足迹的概念及计算模型[J].生态经济，2000(10):8-10. [8]张坤民，杜斌.环境可持续性指数：尝试评价国家或地区环境可持续能力的指标[J].环境保护，2002(8):24-29. [9]杜斌，张坤民，彭立颖.国家环境可持续能力的评价研究：环境可持续性指数2005[J].中国人口资源与环境，2006，16(1):19-24. [10]Rees,W.E..Ecological footprints and appropriated carrying capacity: what urban ecnomics leave out.Environ.Urban.1992,4(2):120-130. [11]徐中民，张志强，程国栋.甘肃省1998年生态足迹计算与分析[J].地理学报，2000,55(5):607-616. [12]Wackernagel M,Onisto L,Bello P et al.National natural capital accounting with the ecological footprint concept[J].Ecological Economics,1999(29):375-390. [13]郭秀锐，杨居荣，毛显强.城市生态足迹计算与分析以广州为例[J].地理研究，2003,22(5):654-662. [14]张志强，徐中民，程国栋，陈东景.中国西部12省（区市）的生态足迹[J].地理学报，2001,56(5):599-610. [15]熊德国，鲜学福，姜永东.生态足迹理论在区域可持续发展评价中的应用及改进[J].地理科学进展，2003,22(6):618-626. [16]白钰，曾辉，魏建兵.关于生态足迹分析若干理论与方法论问题的思考[J].北京大学学报（自然科学版），2008,44(3):493-500. [17]赵志强，李双成，高阳.基于能值改进的开放系统生态足迹模型及其应用以深圳市为例[J].生态学报，2008,28(5):2220-2231. [18]S Zhao,et al.Amodified method of ecological footprint calculation and its application[J].Ecological Modeling,2005,185(1):65-75. [19]H.T.Odum.Self-organization.Transformity,anInformation.Science.1988(242):1132-1139 [20]隋春花，张耀辉，蓝盛芳.环境经济系统能值评价介绍Odum的能值理论[J].重庆环境科学，1999,21(1):18-20. [21]陈春锋，王宏燕，肖笃宁，王大庆.基于传统生态足迹方法和能值生态足迹方法的黑龙江省可持续发展状态比较[J].应用生态学报，2008,19(11):2544-2549. [22]张芳怡，濮励杰，张健.基于能值分析理论的生态足迹模型及应用以江苏省为例[J].自然资源学报，2006,21（4）：653-660. [23]王建源，陈艳春，李曼华等.基于能值分析的山东省生态足迹[J].生态学杂志，2007,26（9）：1505-1510. [24]Lucas Pereira,Enrique Ortega.A modified footprint method:The case study of Brazil[J].Ecolodical Indicators.2012,16:113-127 [25]张雪花，李建，张宏伟.基于能值生态足迹整合模型的城市生态性评价方法研究以天津市为例[J].北京大学学报（自然科学版），2011，47(2):344-352. [26]王国刚等. 基于能值理论的生态足迹改进模型及其应用[J]. 中国科学院研究生院报, 2012, 29(3):352-358. 三、应用前景 改进后的能值生态足迹模型，可以广泛应用于不同尺度的区域可持续发展评价。由于增加了人工投入指标，部分地区尤其是经济发达地区的可持续发展与否评价结果可能会与改进前的评价结果有所区别。 |
2. 研究的基本内容和问题
四、研究目标： 本研究在总结和评价现有能值生态足迹模型基础上，通过在生态承载力中引入人工投入指标、统一能值密度、引入折能/折标系数等建立修正后的能值生态足迹模型；以江苏省扬州市为例，对其2000-2012年能值生态足迹和能值生态承载力进行定量测算，进而评价其可持续发展状况；据此，提出相应的社会经济发展政策建议，从而促进区域可持续发展。 五、研究内容： （1）构建改进后的能值生态足迹的模型。在全面评价现有能值生态足迹模型的基础上，通过以下途径：①在生态承载力计算中引入人工投入指标，即将生态承载力分为两部分，自然承载力和人工承载力，其中人工承载力又包括实体人工承载力（农产品、畜产品、水产品等）和虚拟人工承载力（资本、劳务等）；②统一使用区域能值密度计算，改变原有在计算生态承载力时使用全球能值密度的方法；③引入折能/折标系数，使得生态承载力和生态足迹的单位转换更加准确，构建能值生态足迹改进模型。 （2）生态赤字/盈余测算。依据以上改进模型，采用相关社会经济统计资料，以扬州市为例，对2000-2012年扬州市的能值生态承载力和能值生态足迹分别进行测算；进而得到历年生态赤字/盈余，从而反映区域可持续发展水平的变化。 （3）区域可持续发展的政策建议。根据以上评价结果及近几年变化趋势，提出相应的提高能值生态承载力、降低能值生态足迹的管控政策，以缩小生态赤字、努力实现生态盈余，实现区域可持续发展。 六、拟解决的关键问题 （1）人工投入指标的筛选。人工投入指标是反映人类生产活动中能够对生态承载力产生正面影响的因素。在生态承载力的计算中加入人工投入指标能够弥补现有模型中忽视人工投入对区域承载能力增加的缺陷。如何在兼顾指标的代表性和数据的可得性基础上，筛选出合适的人工投入指标是本研究需要解决的关键问题。 （2）折能/折标系数的测算。在能值生态足迹模型中，生态足迹计算的前提就是利用能值分析理论，统一人类各消费项目的单位，而在这一过程中存在不同形式的能量，需要利用一个标准，将这些不同形式的能量转化为统一单位，即太阳能焦耳（sej），而这一标准就是折能/折标系数。但是目前折能/折标系数没有一个完整的版本，需要在参考其他领域已有研究成果的基础上，整理出完整的折能/折标系数，这对提高生态足迹计算结果的准确性具有重要的作用。 |
3. 研究的方法与方案
七、研究方法： (1)文献研究法。通过查阅国内外相关文献，了解区域可持续发展理论形成过程及其概念，掌握现有可持续发展评价方法及其应用，其中着重研究现有能值生态足迹模型方法的理论、公式及应用。进而对该领域形成一个全面、基础的认识。 (2)能值生态足迹模型。2005年，Zhao等在生态足迹模型的基础上，引入能值分析理论。即通过将研究区的各种能量流转转化成同一指标，同时引入能值密度概念，将这些能量流换算成对应的生物生产性土地面积，从而比较生态足迹和生态承载力。其计算公式如下（见附件）： ①计算生态足迹： 式中 为人均生态足迹； 为第 种资源的人均生态足迹； 为第 种资源的人均能值； 为区域能值密度； ②计算生态承载力： 式中 为人均生态承载力； 为可更新资源的人均太阳能值； 为全球平均能值密度。为避免重复计算，取可更新资源人均能值中的最大值所这算出的生物生产性土地面积，作为研究区域的人均生态承载力值。 ③生态盈亏： 式中 表示生态盈亏状况， 与 同上。 （3）比较分析法。在了解现有生态足迹模型、能值生态足迹模型和改进能值生态足迹模型的基础上，结合应用实例，综合比较各方法的优劣，对区域可持续发展评价进行更深入的了解。为进一步改进能值生态足迹模型做好铺垫。 （4）改进能值生态足迹模型。由于原有的能值生态足迹模型存在一些不足，在综合其他学者意见的基础上，本研究提出从三个方面对其进行改进和完善：首先在生态承载力计算中引入人工投入指标，即将生态承载力分为两部分，自然承载力和人工承载力；其次统一使用区域能值密度计算，改变原有在计算生态承载力时使用全球能值密度的方法；最后引入折能/折标系数。 八、技术路线：（见附件）
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4. 研究创新点
十一、特色或创新之处 虽然在原有的能值生态足迹模型基础上，已有部分学者试图对其进行改进，但总结看来，大多只是在项目类型选取，能值的获取等方面进行改进，改进后的方法也并没有克服该模型原有的缺陷，即忽略社会经济发展过程中人类对生态承载力的影响和实现区域性评价。本文在构建能值生态足迹模型中，加入对人工投入指标的考虑，将人工影响纳入生态承载力的计算当中，并且统一采用区域能值密度进行计算，实现全面的区域评价，有效的改进和完善了传统模型。 |
5. 研究计划与进展
十二、研究计划及预期进展 2013.10-2013.12：课题启动，查阅相关文献，进一步细化方案设计和项目研究目标，完成项目总体规划； 2014.01-2014.02：提交开题报告，完成数据处理； 2014.03-2014.04：完成论文初稿，与导师讨论并修改论文。 2014.05-2014.06：完成论文定稿，进行毕业论文答辩。 |
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