本發(fā)明涉及一種可持續(xù)性綜合評價方法，具體地說，涉及一種基于生態(tài)足跡模型的生態(tài)可持續(xù)性綜合評價方法。

背景技術(shù)：

當今社會，倡導全面可持續(xù)發(fā)展，研究有效可行的區(qū)域可持續(xù)性評價方法是實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要條件，生態(tài)足跡方法用一種新穎的方式串聯(lián)起人類與生態(tài)環(huán)境之間的相互關(guān)系，這一方法的問世在全世界引起了強烈的反響，自20世紀90年代生態(tài)足跡模型(Ecological footprint)被提出以來，便引起了各方學者的廣泛關(guān)注，理論和模型也在逐步得到完善和進步，但傳統(tǒng)的生態(tài)足跡模型方法在運用于區(qū)域可持續(xù)性評價的過程中會出現(xiàn)各種問題：

(1)傳統(tǒng)生態(tài)足跡模型基本問題分析：傳統(tǒng)模型是評價區(qū)域生態(tài)可持續(xù)發(fā)展狀況的模型，對開展區(qū)域生態(tài)可持續(xù)發(fā)展具有一定的作用，但大多數(shù)研究已經(jīng)表明，以生態(tài)盈虧作為區(qū)域是否處于生態(tài)可持續(xù)狀態(tài)的評價指標，常常出現(xiàn)地區(qū)越不發(fā)達、人們生活水平越低，可持續(xù)性越強的情況，這與可持續(xù)發(fā)展理念是相違背的，因此評價指標有待改進。

(2)規(guī)劃生態(tài)足跡模型改進的方法基礎(chǔ)分析：對于一個區(qū)域，由于存在資源的進出口，由消費量定義的傳統(tǒng)生態(tài)足跡，不能真正反映區(qū)域內(nèi)人口對當?shù)厣鷳B(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生的壓力。熊德國等于2003年提出了生產(chǎn)性生態(tài)足跡概念，即以資源生產(chǎn)量代替消費量來計算生態(tài)足跡。對于區(qū)域而言，采用生產(chǎn)性生態(tài)足跡與傳統(tǒng)消費性生態(tài)足跡相比，能夠更真實地反映當?shù)厣鷳B(tài)系統(tǒng)的持續(xù)性，但其只是對消費性生態(tài)足跡與生產(chǎn)性生態(tài)足跡做了簡單的概念性分析和內(nèi)

在關(guān)系闡述，對消費性生態(tài)足跡、生產(chǎn)性生態(tài)足跡與生態(tài)承載力之間的關(guān)系闡述卻不夠深入，也未開展實證研究，模型應(yīng)用性及效果還有待驗證。在此后的相關(guān)研究中，多是采用基于消費性或者基于生產(chǎn)性的單一類型資源賬戶開展生態(tài)足跡核算，對采用何種類型的資源賬戶進行核算，隨意性較強，理由不夠充分。

這是由于隨著社會的發(fā)展，傳統(tǒng)的生態(tài)足跡模型無法完全適用，當前經(jīng)濟全球化，各地區(qū)之間的貿(mào)易往來密切，在對某一地區(qū)進行生態(tài)足跡評價研究的過程中必須要考慮這一點，而傳統(tǒng)的生態(tài)足跡大多只是包含了消費生態(tài)足跡，亦或是只單獨運用了生產(chǎn)生態(tài)足跡，而沒有將二者綜合聯(lián)系起來分析，當前關(guān)于生態(tài)足跡模型改進及應(yīng)用的研究，均是在原來的理論框架下對模型局部的技巧性改進，雖然可以提高生態(tài)足跡計算的精度，但是對于采用何種判別準則進行區(qū)域生態(tài)可持續(xù)性的判別，并沒有一套合理、科學和統(tǒng)一的標準，這往往嚴重地影響了判斷區(qū)域生態(tài)可持續(xù)狀態(tài)的準確性，導致了評價結(jié)果與實際狀況不符。因此，建立區(qū)域生態(tài)可持續(xù)性判別準則顯得尤為重要。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服上述技術(shù)存在的缺陷，提供一種基于生態(tài)足跡模型的生態(tài)可持續(xù)性綜合評價方法，該方法根據(jù)區(qū)域發(fā)展兼具宏觀的戰(zhàn)略性、微觀的實施性及生產(chǎn)性的特點，深入分析了消費生態(tài)足跡與產(chǎn)出生態(tài)足跡的內(nèi)涵及彼此間的關(guān)系，明確了生態(tài)足跡模型的內(nèi)在機理，改進并完善了“消費-產(chǎn)出”生態(tài)足跡模型，構(gòu)建了更符合實際的生態(tài)可持續(xù)利用判別指標和判別準則，構(gòu)建區(qū)域生態(tài)可持續(xù)性定量判別準則和評價方法。

其具體技術(shù)方案為：

一種基于生態(tài)足跡模型的生態(tài)可持續(xù)性綜合評價方法，包括以下步驟：

步驟1：生態(tài)生產(chǎn)性土地類型的分類

最新的土地規(guī)劃用途分類將土地分為農(nóng)用地、建設(shè)用地和其他土地三個一級類。根據(jù)土地規(guī)劃用途分類特點，將研究區(qū)生態(tài)生產(chǎn)性土地劃分為七類，即：耕地、牧草地、林地、水域、化石能源地、建設(shè)用地和自然保留地，自然保留地因不直接為人類消費提供產(chǎn)品，不參與“消費-產(chǎn)出”生態(tài)足跡核算，但因其具有重要的生態(tài)承載和開發(fā)價值，參與生態(tài)承載力的核算。

步驟2：首先把目標區(qū)域的各類“消費-產(chǎn)出”項目折算成7類生態(tài)生產(chǎn)性土地面積。

計算公式為：各分項生態(tài)足跡(hm²)＝目標區(qū)域各項生物量(t)/全球平均產(chǎn)量(kg/hm²)

其中，耕地“消費-產(chǎn)出”項目包括谷物、豆類、薯類、油料、棉花、麻類、甘蔗和蔬菜瓜果；林地“消費-產(chǎn)出”項目包括茶葉、油桐籽、油茶籽、棕片、竹筍干和木材；牧草地“消費-產(chǎn)出”項目包括肉類和禽蛋；水域“消費-產(chǎn)出”項目主要為水產(chǎn)品；建設(shè)用地“消費-產(chǎn)出”項目主要為電力；化石能源用地“消費-產(chǎn)出”項目包括煤炭、液化石油氣和汽油。

步驟3：通過上述步驟計算出目標區(qū)域當年的“消費-產(chǎn)出”生物資源賬戶對應(yīng)的各類生態(tài)生產(chǎn)性土地面積，再結(jié)合均衡因子將各類土地面積加和最終得到其“消費-產(chǎn)出”生態(tài)足跡總量。整體計算公式如下：

式中：EF_C為總消費生態(tài)足跡，EF_O為總產(chǎn)出生態(tài)足跡，j為生態(tài)生產(chǎn)性土地類型，i為消費項目類型，n為消費項目數(shù)，m為生態(tài)生產(chǎn)性土地類型數(shù)，r_j為各類生態(tài)生產(chǎn)性土地對應(yīng)的均衡因子，c_i為第i類消費項目對應(yīng)的目標區(qū)域的總消費量，o_i總產(chǎn)出量，pi為第i類消費項目對應(yīng)的世界平均生產(chǎn)能力。

生態(tài)足跡法核算中涉及的均衡因子和產(chǎn)量因子主要采用Wackernagel傳統(tǒng)核算模型中的取值。自然保留地的均衡因子采用賴力對未利用地均衡因子算法，取值為0.12，其產(chǎn)量因子取值為1。

步驟4：接下來是計算目標區(qū)域的總生態(tài)承載力。

首先需要統(tǒng)計各地類實際承載面積，再經(jīng)過均衡因子和產(chǎn)量因子的調(diào)整后得到目標區(qū)域各地類均衡承載力。具體計算公式如下：

式中：j為生態(tài)生產(chǎn)性土地類型，n為生態(tài)生產(chǎn)性土地類型數(shù)，rj為均衡因子，a_j各地類總面積，y_j為產(chǎn)量因子。在計算生態(tài)承載力過程中，還需扣除12％的生物多樣性保護面積，以保護生物多樣性：

EC'＝(1-12％)EC

步驟5：產(chǎn)出盈虧和消費盈虧的計算。

改進生態(tài)足跡模型將生態(tài)足跡劃分為消費生態(tài)足跡EF_c和產(chǎn)出生態(tài)足跡EFo。消費生態(tài)足跡是從資源消費的角度，考慮域內(nèi)人口對生態(tài)生產(chǎn)性土地面積的索取程度，由于消費資源存在不能滿足區(qū)內(nèi)消費需求而產(chǎn)生進口的可能，因此消費足跡體現(xiàn)了域內(nèi)對域內(nèi)和域外生態(tài)生產(chǎn)性土地面積的索取程度，可利用生態(tài)承載力EC'與消費足跡的差值即為消費盈ER_c虧ED_c。產(chǎn)出生態(tài)足跡是從消費資源賬戶對應(yīng)的產(chǎn)出角度核算生態(tài)足跡。由于產(chǎn)出存在滿足域內(nèi)消費需求后向域外提供出口的可能，因此產(chǎn)出足跡體現(xiàn)了域內(nèi)和域外對域內(nèi)生態(tài)生產(chǎn)性土地面積的索取程度，是一種廣義上的消費足跡。產(chǎn)出足跡與可利用生態(tài)承載力的差值即為產(chǎn)出盈ER_o虧ED_o，產(chǎn)出赤字ED_o代表當年區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)承載的生態(tài)赤字邊界。

步驟6：分類核算可持續(xù)承載生態(tài)虧損額EL，并得出結(jié)論。

根據(jù)消費盈虧與產(chǎn)量盈虧的關(guān)系，構(gòu)建了可持續(xù)承載生態(tài)虧損額EL，作為區(qū)域生態(tài)可持續(xù)狀態(tài)的評價指標，同時也可定量測度生態(tài)可持續(xù)程度，可持續(xù)承載生態(tài)虧損額代表了區(qū)域從研究時點起，或者繼續(xù)承受的生態(tài)生產(chǎn)性土地的虧損面積。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：

本發(fā)明根據(jù)區(qū)域發(fā)展兼具宏觀的戰(zhàn)略性、微觀的實施性及生產(chǎn)性的特點，深入分析了消費生態(tài)足跡與產(chǎn)出生態(tài)足跡的內(nèi)涵及彼此間的關(guān)系，明確了生態(tài)足跡模型的內(nèi)在機理，改進并完善了“消費-產(chǎn)出”生態(tài)足跡模型，構(gòu)建了更符合實際的生態(tài)可持續(xù)利用判別指標和判別準則，構(gòu)建區(qū)域生態(tài)可持續(xù)性定量判別準則和評價方法。

附圖說明

圖1是本發(fā)明基于生態(tài)足跡模型的生態(tài)可持續(xù)性綜合評價方法的流程圖；

圖2是基于本發(fā)明臨湘市2005年各地類消費均衡足跡比重核算結(jié)果圖；

圖3是基于本發(fā)明臨湘市2005年各地類產(chǎn)出均衡足跡比重核算結(jié)果圖；

圖4是基于本發(fā)明臨湘市2005年各地類均衡承載力比重核算結(jié)果圖；

圖5是基于本發(fā)明臨湘市2013年可持續(xù)承載虧損額空間分布核算結(jié)果；

圖6是基于本發(fā)明臨湘市2013年生態(tài)盈虧空間分布核算結(jié)果圖。

具體實施方式

為了使本發(fā)明實現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合附圖和具體實例進一步闡述本發(fā)明。

如圖1～6所示，本發(fā)明以臨湘市為研究對象，運用對生態(tài)足跡模型的改進，對其生態(tài)可持續(xù)性進行了評價研究，并分析了模型改進的效果。

“消費-產(chǎn)出”生態(tài)足跡改進模型的總體思路就是先分別計算消費生態(tài)足跡、產(chǎn)出生態(tài)足跡和該地區(qū)的生態(tài)承載力、然后根據(jù)生態(tài)承載力和產(chǎn)出生態(tài)足跡的大小進行分類分析，進一步核算可持續(xù)承載虧損額，結(jié)合其數(shù)值大小來綜合分析該地區(qū)的可持續(xù)發(fā)展狀態(tài)。

如圖1所示，具體計算步驟及參數(shù)選取如下：

步驟1：生態(tài)生產(chǎn)性土地類型的分類

最新的土地規(guī)劃用途分類將土地分為農(nóng)用地(包括耕地、園地、林地、牧草地)、建設(shè)用地和其他土地(包括水域和自然保留地)三個一級類。根據(jù)土地規(guī)劃用途分類特點，將研究區(qū)生態(tài)生產(chǎn)性土地劃分為七類，即：耕地、牧草地、林地(含園地)、水域、化石能源地、建設(shè)用地和自然保留地(包括荒草地、鹽堿地、沼澤地、沙地、裸地和其他未利用地)。自然保留地因不直接為人類消費提供產(chǎn)品，不參與“消費-產(chǎn)出”生態(tài)足跡核算，但因其具有重要的生態(tài)承載和開發(fā)價值，參與生態(tài)承載力的核算。

步驟2：首先把目標區(qū)域的各類“消費-產(chǎn)出”項目折算成7類生態(tài)生產(chǎn)性土地面積。

計算公式為：各分項生態(tài)足跡(hm²)＝目標區(qū)域各項生物量(t)/全球平均產(chǎn)量(kg/hm²)

其中，耕地“消費-產(chǎn)出”項目包括谷物、豆類、薯類、油料、棉花、麻類、甘蔗和蔬菜瓜果；林地“消費-產(chǎn)出”項目包括茶葉、油桐籽、油茶籽、棕片、竹筍干和木材；牧草地“消費-產(chǎn)出”項目包括肉類和禽蛋；水域“消費-產(chǎn)出”項目主要為水產(chǎn)品；建設(shè)用地“消費-產(chǎn)出”項目主要為電力；化石能源用地“消費-產(chǎn)出”項目包括煤炭、液化石油氣和汽油。

步驟3：通過上述步驟計算出目標區(qū)域當年的“消費-產(chǎn)出”生物資源賬戶對應(yīng)的各類生態(tài)生產(chǎn)性土地面積，再結(jié)合均衡因子將各類土地面積加和最終得到其“消費-產(chǎn)出”生態(tài)足跡總量。整體計算公式如下：

式中：EF_C為總消費生態(tài)足跡(EF_O為總產(chǎn)出生態(tài)足跡)，j為生態(tài)生產(chǎn)性土地類型，i為消費項目類型，n為消費項目數(shù)，m為生態(tài)生產(chǎn)性土地類型數(shù)，r_j為各類生態(tài)生產(chǎn)性土地對應(yīng)的均衡因子，c_i為第i類消費項目對應(yīng)的目標區(qū)域的總消費量(o_i總產(chǎn)出量)，p_i為第i類消費項目對應(yīng)的世界平均生產(chǎn)能力。

生態(tài)足跡法核算中涉及的均衡因子和產(chǎn)量因子主要采用Wackernagel傳統(tǒng)核算模型中的取值。自然保留地的均衡因子采用賴力對未利用地均衡因子算法，取值為0.12，其產(chǎn)量因子取值為1。

表1 七類生態(tài)生產(chǎn)性土地的均衡因子和產(chǎn)量因子

步驟4：接下來是計算目標區(qū)域的總生態(tài)承載力。

首先需要統(tǒng)計各地類實際承載面積(即土地利用現(xiàn)狀中各生態(tài)生產(chǎn)性土地的實際面積大小)，再經(jīng)過均衡因子和產(chǎn)量因子的調(diào)整后得到目標區(qū)域各地類均衡承載力。具體計算公式如下：

式中：j為生態(tài)生產(chǎn)性土地類型，n為生態(tài)生產(chǎn)性土地類型數(shù)，r_j為均衡因子，a_j各地類總面積，y_j為產(chǎn)量因子。在計算生態(tài)承載力過程中，還需扣除12％的生物多樣性保護面積，以保護生物多樣性：

EC'＝(1-12％)EC

步驟5：產(chǎn)出盈虧和消費盈虧的計算。

改進生態(tài)足跡模型將生態(tài)足跡劃分為消費生態(tài)足跡(EF_c)和產(chǎn)出生態(tài)足跡(EF_o)。消費生態(tài)足跡是從資源消費的角度，考慮域內(nèi)人口對生態(tài)生產(chǎn)性土地面積的索取程度，由于消費資源存在不能滿足區(qū)內(nèi)消費需求而產(chǎn)生進口的可能，因此消費足跡體現(xiàn)了域內(nèi)對域內(nèi)和域外生態(tài)生產(chǎn)性土地面積的索取程度，可利用生態(tài)承載力(EC')與消費足跡的差值即為消費盈(ER_c)虧(ED_c)。產(chǎn)出生態(tài)足跡是從消費資源賬戶對應(yīng)的產(chǎn)出角度核算生態(tài)足跡。由于產(chǎn)出存在滿足域內(nèi)消費需求后向域外提供出口的可能，因此產(chǎn)出足跡體現(xiàn)了域內(nèi)和域外對域內(nèi)生態(tài)生產(chǎn)性土地面積的索取程度，是一種廣義上的消費足跡。產(chǎn)出足跡與可利用生態(tài)承載力的差值即為產(chǎn)出盈(ER_o)虧(ED_o)，產(chǎn)出赤字(虧損)(ED_o)代表當年區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)承載的生態(tài)赤字邊界。

步驟6：分類核算可持續(xù)承載生態(tài)虧損額(EL)，并得出結(jié)論。

根據(jù)消費盈虧與產(chǎn)量盈虧的關(guān)系，構(gòu)建了可持續(xù)承載生態(tài)虧損額(EL)，作為區(qū)域生態(tài)可持續(xù)狀態(tài)的評價指標，同時也可定量測度生態(tài)可持續(xù)程度，可持續(xù)承載生態(tài)虧損額代表了區(qū)域從研究時點起，還可繼續(xù)承受的生態(tài)生產(chǎn)性土地的虧損面積，具體計算公式見下文中“生態(tài)可持續(xù)性判別準則”。

生態(tài)可持續(xù)性判別準則的構(gòu)建

在分析消費足跡、產(chǎn)出足跡以及生態(tài)承載力之間內(nèi)在關(guān)系的基礎(chǔ)上，本文確定了兩類狀態(tài)八種情形下的生態(tài)可持續(xù)狀態(tài)判別準則。

狀態(tài)一：當EF_o<EC時即產(chǎn)出足跡小雨生態(tài)承載力時，當年域內(nèi)可利用生態(tài)承載力未得到充分釋放，當年域內(nèi)可持續(xù)承載的虧損潛力為可利用生態(tài)承載力與產(chǎn)出足跡的差值。EL的計算公式為：

EL＝EC-EF_c (4)

(1)當EF_c<EF_o時，區(qū)域可出口生態(tài)生產(chǎn)性土地，表現(xiàn)為生態(tài)盈余，EL>0，區(qū)域處于生態(tài)可持續(xù)狀態(tài)；

(2)當EF_c＝EF_o時，區(qū)域無生態(tài)生產(chǎn)性土地可供出口，表現(xiàn)為生態(tài)盈虧平衡，EL>0，區(qū)域處于生態(tài)可持續(xù)狀態(tài)；

(3)當EF_o<EF_c<EC時，區(qū)域需要進口生態(tài)生產(chǎn)性土地，表現(xiàn)為生態(tài)虧損，EL>0，區(qū)域處于生態(tài)可持續(xù)狀態(tài)；

(4)當EF_o<EF_c＝EC時，區(qū)域需要進口生態(tài)生產(chǎn)性土地，表現(xiàn)為生態(tài)虧損，EL＝0，區(qū)域處于生態(tài)可持續(xù)狀態(tài)臨界點；

(5)當EF_o<EC<EF_c時，區(qū)域需要進口生態(tài)生產(chǎn)性土地，表現(xiàn)為生態(tài)虧損，EL<0，區(qū)域處于生態(tài)不可持續(xù)狀態(tài)；

狀態(tài)二：當EF_o>EC時，產(chǎn)出足跡是當年域內(nèi)所承載的最大足跡，可利用生態(tài)承載潛力完全釋放，對應(yīng)的產(chǎn)出生態(tài)虧損即是當年域內(nèi)可承載的最大虧損。

(1)當EF_c<EF_o時，區(qū)域可出口生態(tài)生產(chǎn)性土地，表現(xiàn)為生態(tài)盈余，EL>0，區(qū)域處于生態(tài)可持續(xù)狀態(tài)。EL的計算公式為：

EL＝ER_o+(EC-EF_c) (5)

(2)當EF_c＝EF_o時，區(qū)域無生態(tài)生產(chǎn)性土地可供出口，表現(xiàn)為生態(tài)盈虧平衡，EL＝0，區(qū)域處于生態(tài)可持續(xù)狀態(tài)臨界點。EL的計算公式為：

EL＝ER_o+ED_c (6)

(3)當EF_c>EF_o時，區(qū)域需要進口生態(tài)生產(chǎn)性土地，表現(xiàn)為生態(tài)虧損，EL<0，區(qū)域處于生態(tài)不可持續(xù)狀態(tài)，EL的計算公式同公式(6)。

表2 生態(tài)足跡改進模型下的生態(tài)可持續(xù)發(fā)展狀況分類

2005年臨湘市統(tǒng)計的總?cè)丝跀?shù)量為486500人，生物賬戶主要包括糧谷物、豆類、薯類、油料、棉花、麻類、甘蔗、蔬菜瓜果、茶葉、油桐籽、油茶籽、棕片、竹筍干、木材、肉類、禽蛋、水產(chǎn)品，依據(jù)《臨湘市2006年統(tǒng)計年鑒》的相關(guān)統(tǒng)計數(shù)據(jù)，整理得出臨湘市2005年生物消費賬戶取值。見表3：

表3 臨湘市2005年生物資源賬戶(凈消費)

能源消費賬戶主要包括電力、煤炭、液化石油氣、汽油，根據(jù)《臨湘市2006年統(tǒng)計年鑒》的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，分類整理最終得出臨湘市2005年能源消費賬戶取值。見表4：

表4 臨湘市2005年能源賬戶(凈消費)

根據(jù)不同類型生物生產(chǎn)性土地的均衡因子，對2005年該市人均需求面積進行調(diào)整，得出各類土地的人均消費生態(tài)足跡，由圖1可以發(fā)現(xiàn)，耕地和草地占消費生態(tài)足跡的主導，其次是化石能源用地和水域，相比之下林地和建設(shè)用地的消費生態(tài)足跡較少，通過匯總得到臨湘市2005年總的消費生態(tài)足跡達到了232017hm²，人均消費生態(tài)足跡為0.4769hm²。詳細數(shù)據(jù)見表5：

表5 人均消費生態(tài)足跡(hm²，hm²/人)

根據(jù)《臨湘市2006年統(tǒng)計年鑒》的相關(guān)統(tǒng)計數(shù)據(jù)，同理得出臨湘市2005年生物和能源產(chǎn)出賬戶取值，利用上述的計算方法也可以得出2005年各類型生態(tài)生產(chǎn)性土地對應(yīng)的人均產(chǎn)出生態(tài)足跡。可以發(fā)現(xiàn)雖然耕地和草地任然占據(jù)消費生態(tài)足跡的主導，但化石能源用地對應(yīng)比重為0，通過匯總得到臨湘市2005年總的生產(chǎn)生態(tài)足跡達到了613110hm2，人均產(chǎn)出生態(tài)足跡為1.2602hm2。詳細數(shù)據(jù)見表6：

表6 人均產(chǎn)量生態(tài)足跡(hm²，hm²/人)

2005年生態(tài)承載力以及生態(tài)盈虧計算及分析

根據(jù)國土資源部門下發(fā)的土地利用變更調(diào)查數(shù)據(jù)，得到臨湘市2005年各個類型土地的面積，首先核算出當年各類型土地的人均面積，再經(jīng)過均衡因子和產(chǎn)量因子的調(diào)整后得到臨湘市2005年人均生態(tài)承載力，并與生態(tài)足跡相減得出當年的生態(tài)盈虧。

首先根據(jù)國土資源部門下發(fā)的土地利用變更調(diào)查相關(guān)數(shù)據(jù)，得到臨湘市2005年各地類土地面積，首先核算出當年各個類型土地的人均面積，再經(jīng)過均衡因子和產(chǎn)量因子的調(diào)整后得到臨湘市2005年總生態(tài)承載力為313516.82。由表7，圖3得數(shù)據(jù)結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)：耕地是生態(tài)供給的主導，其次是林地和建設(shè)用地，因此對耕地和林地的保護對于優(yōu)化生態(tài)承載力功能最有至關(guān)重要的作用。

由表5和表7中數(shù)據(jù)，經(jīng)計算得出臨湘市2005年人均消費生態(tài)盈余為0.1675hm2/每人，總消費生態(tài)盈余為81500hm2，這說明土地利用現(xiàn)狀情況能夠滿足生態(tài)可持續(xù)性發(fā)展的要求。由表6和表7中數(shù)據(jù)，經(jīng)計算得出臨湘市2005年人均產(chǎn)出生態(tài)盈虧出現(xiàn)了赤字，為0.6158hm2/每人，總的產(chǎn)出盈余達到299594hm2。

表7 人均生態(tài)承載力(hm²，hm²/人)

依據(jù)上述改進的生態(tài)可持續(xù)性判別準則：其屬于狀態(tài)二、且消費足跡小于產(chǎn)出足跡，所以其為可出口生態(tài)生產(chǎn)性徒弟，生態(tài)盈余，土地可持續(xù)承載虧損額大于零，處于可持續(xù)狀態(tài)。

運用上述改進后的生態(tài)足跡評價方法研究得出(表8)，2005-2013年，臨湘市的總產(chǎn)出足跡始終大于總可利用生態(tài)承載力，并且以高于總可利用生態(tài)承載力的增長速度在波動中持續(xù)增長；8年間，雖然總消費足跡以年均5.47％的速度在增長，高于總可利用生態(tài)承載力年均增長速度0.19％以及總產(chǎn)出足跡年均增長速度2.42％，致使總消費盈虧由最初的生態(tài)盈余在2012開始轉(zhuǎn)為生態(tài)赤字，但是總消費足跡仍然小于總產(chǎn)出足跡，可持續(xù)承載生態(tài)虧損額在波動中呈增長趨勢，臨湘市始終處于生態(tài)可持續(xù)狀態(tài)。

表8 2005-2013年臨湘市可持續(xù)承載生態(tài)虧損額 hm²

在生態(tài)可持續(xù)性的時間序列趨勢變化特征方面，根據(jù)表9可知，按照“消費-產(chǎn)出”生態(tài)足跡模型的評價指標分析，2011年臨湘市的可持續(xù)承載生態(tài)虧損額達到最大值，之后兩年可持續(xù)承載生態(tài)虧損額開始下降，但始終大于零，說明臨湘市依然處于生態(tài)可持續(xù)狀態(tài)，只是其生態(tài)可持續(xù)程度在呈下降趨勢。臨湘市作為礦產(chǎn)資源型城市，自桃林鋅鉛礦破產(chǎn)之后只存在少數(shù)小型礦山還在生產(chǎn)，而新探明的儒溪虎形山大型鎢礦還未正式開采，資源的開采無法接續(xù)，勢必影響城市的社會經(jīng)濟發(fā)展，進而影響區(qū)域的生態(tài)可持續(xù)性。按照傳統(tǒng)生態(tài)足跡模型評價標準，臨湘市2012年開始出現(xiàn)生態(tài)赤字，且赤字持續(xù)增長，說明區(qū)域處于生態(tài)不可持續(xù)狀態(tài)，而且不可持續(xù)狀態(tài)還在加重。臨湘市2013年被國務(wù)院定義為成熟型資源城市，“成熟型城市資源開發(fā)處于穩(wěn)定階段，資源保障能力強，經(jīng)濟社會發(fā)展水平較高，是現(xiàn)階段我國能源資源安全保障的核心區(qū)”，這是《全國資源型城市可持續(xù)發(fā)展規(guī)劃(2013—2020年)》對成熟型城市的定義，傳統(tǒng)生態(tài)足跡模型評價結(jié)果為臨湘市處于生態(tài)不可持續(xù)狀態(tài)，這與成熟型資源城市是不相符的。

在生態(tài)可持續(xù)性的空間分布特征方面，本文以2013年為例進行對比分析。由圖5可知，“消費-產(chǎn)出”生態(tài)足跡模型分析結(jié)果為，區(qū)域生態(tài)可持續(xù)性大體上呈現(xiàn)北高南低、中部最弱的分布特征，北部鄉(xiāng)鎮(zhèn)處于較強的生態(tài)可持續(xù)狀態(tài)，南部鄉(xiāng)鎮(zhèn)處于一般的生態(tài)可持續(xù)狀態(tài)，中部處于弱生態(tài)可持續(xù)狀態(tài)，中心城區(qū)長安辦甚至出現(xiàn)不可持續(xù)狀態(tài)。

圖6可知，傳統(tǒng)生態(tài)足跡模型的分析結(jié)果呈現(xiàn)兩極分化的分布特征，北部鄉(xiāng)鎮(zhèn)處于較強的生態(tài)可持續(xù)狀態(tài)，中南部鄉(xiāng)鎮(zhèn)卻處于生態(tài)不可持續(xù)狀態(tài)，只有少數(shù)鄉(xiāng)鎮(zhèn)處于弱可持續(xù)狀態(tài)；圖6顯示長安辦、忠防鎮(zhèn)、桃林鎮(zhèn)、詹橋鎮(zhèn)和長塘鎮(zhèn)處于不可持續(xù)狀態(tài)，說明這些鄉(xiāng)鎮(zhèn)需要進口生態(tài)生產(chǎn)性土地以滿足區(qū)域過剩的消費足跡。而忠防鎮(zhèn)、桃林鎮(zhèn)、詹橋鎮(zhèn)和長塘鎮(zhèn)是以礦產(chǎn)開采加工、采礦建材和特色農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)為主導的重點經(jīng)濟發(fā)展鄉(xiāng)鎮(zhèn)，是以對外出售生態(tài)生產(chǎn)性資源為主，即其生態(tài)生產(chǎn)性土地不僅能滿足自身發(fā)展，還有利于緩減域外的生態(tài)壓力。“消費-產(chǎn)出”生態(tài)足跡模型計算結(jié)果為，忠防鎮(zhèn)、桃林鎮(zhèn)、詹橋鎮(zhèn)和長塘鎮(zhèn)的產(chǎn)出足跡大于消費足跡，處于生態(tài)盈余狀態(tài)，可出口生態(tài)生產(chǎn)性土地；四個鄉(xiāng)鎮(zhèn)的可持續(xù)承載生態(tài)虧損額都大于零，處于生態(tài)可持續(xù)狀態(tài)，分析結(jié)果更貼近于實際、更合理。

在各地類的生態(tài)可持續(xù)利用狀態(tài)方面，由表9知，“消費-產(chǎn)出”生態(tài)足跡模型計算得出：除了化石能源用地的可持續(xù)承載生態(tài)虧損額小于零，處于生態(tài)不可持續(xù)狀態(tài)，其他地類均處于生態(tài)可持續(xù)狀態(tài)。傳統(tǒng)生態(tài)足跡模型計算結(jié)果為：耕地、林地、建設(shè)用地和自然保留地表現(xiàn)為生態(tài)盈余，處于生態(tài)可持續(xù)狀態(tài)；而牧草地、水域和化石能源用地表現(xiàn)為生態(tài)赤字，處于生態(tài)不可持續(xù)狀態(tài)?；茉从玫胤矫?，臨湘市無化石能源用地，而人們對化石能源的消費需求卻在不斷增長，化石能源用地的確處于生態(tài)不可持續(xù)狀態(tài)；牧草地和水域方面，牧草地歷年的產(chǎn)出生態(tài)足跡是消費生態(tài)足跡的3倍有余，水域歷年的產(chǎn)出生態(tài)足跡是消費生態(tài)足跡的6倍左右，牧草地和水域的生物資源產(chǎn)量完全能夠滿足區(qū)域消費的需求，這反映的是生態(tài)可持續(xù)狀態(tài)。究其原因，傳統(tǒng)生態(tài)足跡模型用各類土地的真實面積來計算生態(tài)生產(chǎn)性土地的承載力，并與消費生態(tài)足跡對比來判斷生態(tài)生產(chǎn)性土地的生態(tài)可持續(xù)性，它忽略了生物資源的產(chǎn)量會隨著生產(chǎn)技術(shù)的提高以及投入水平的變化而變化的事實；而“消費-產(chǎn)出”生態(tài)足跡模型綜合考慮了消費生態(tài)足跡、產(chǎn)出生態(tài)足跡和生態(tài)承載力之間的關(guān)系，以可持續(xù)承載生態(tài)虧損額為指標來評價區(qū)域的生態(tài)可持續(xù)性，評價結(jié)果更符合實際。

表9 “消費-產(chǎn)出”生態(tài)足跡模型與傳統(tǒng)生態(tài)足跡模型計算結(jié)果比較 hm²

本發(fā)明對生態(tài)足跡模型進行了改進，增加了可持續(xù)承載生態(tài)虧損額EL的計算和評價說明，應(yīng)用于臨湘市生態(tài)可持續(xù)性的核算研究，得到以下結(jié)論；

“消費-產(chǎn)出”生態(tài)足跡改進模型在區(qū)域生態(tài)可持續(xù)性評價的方法適用性、內(nèi)容全面性、結(jié)果可靠性等方面，相比傳統(tǒng)模型有了較大的提升；基于生態(tài)可持續(xù)性評價指標及判別準則的分析結(jié)果比基于傳統(tǒng)模型生態(tài)盈虧的分析結(jié)果更符合實際、更合理。本發(fā)明建立了“消費-產(chǎn)出”生態(tài)足跡改進模型，并以可持續(xù)承載生態(tài)虧損額為評價指標，構(gòu)建了區(qū)域生態(tài)可持續(xù)性判別準則，在一定程度上可以解決傳統(tǒng)生態(tài)足跡理論用于評價區(qū)域生態(tài)可持續(xù)性時遇到的困難。