中国特大城市生态边界差距逐渐收紧：以北京市为例

本文发表于国际期刊Science of the Total Environment，2022年第806卷上。通讯作者为北京林业大学的黄凯教授。

文章指出，研究人类活动对自然生态系统的影响，以及自然生态系统为人类提供服务的能力和所提供服务的边界具有重要意义。目前学术界已经用生态系统服务价值(ESV)来表征生态系统的价值，用生态足迹(EF)来表征人类活动的影响，和生态承载力(ECC)来表征生态承载阈值。本文提出“生态边界”的概念和计算模型，以定量评估人类跨越的生态系统安全差距大小。生态边界被定义为在一定的生态生产区域下，某一区域所能支撑的最大人口和经济规模。该概念代表行星边界的扩展，为将行星边界应用于区域城市的可持续发展提供补充。

生态边界充分考虑自然生态系统与社会经济系统之间的相互作用，以土地利用/土地覆盖变化(LUCC)为基础，以ECC为限制条件，以ESVs为比较指标，定量识别生态系统对人类提供服务的安全阈值。它具有动态性(不同时期的生产力水平和人类活动对生态系统的影响程度不同)、空间异质性(生态系统结构和过程与人类活动有明显的空间分布差异)和约束性(生态系统和人类活动空间有限)。

使用土地利用类型(K)的动态程度来描述不同土地类型的变化；使用信息熵来确定综合土地利用效益指标体系中各指标的相对重要性，分析土地利用的有序度；选取前人所用公式计算生态系统服务总价值；根据生产力的差异，将生态生产面积分为六大类进行EF核算，某种类型土地的均衡系数和产量系数计算ECC。

生态系统服务来自生态系统直接或间接提供的物流，能量流和信息流。同时，生态系统产生的供应服务、调节服务、文化服务和支持服务被人类社会经济系统消耗。ECC是支持该地区社会经济体系发展的可持续能力。自然生态系统和人类社会经济系统会对ECC产生三种力量。生态弹性代表自然生态系统的自我维持和自我调节能力，其强度取决于系统本身的状态，支持力包括社会进步和经济发展带来的积极动力效应。本文中生态边界EB计算公式为ECC/城市人均EF*GDP/城市人口。

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来自原文）

结果表明：1996年-2018年，ESV最初增加后减少，然后缓慢增加。总体而言，北京的ESV呈现增长趋势。与1996年相比，ESV2018年增加了52.2%。在城市发展水平上，随着GDP和人均GDP的增加，ESV和人均ESV呈现出先增加后减少，然后缓慢增加的趋势。分析北京1996年、2008、2013和201816个地区的人均ESV。从空间尺度上看，人均生态效益与北京城市发展的功能定位是一致的，即生态效益从中心城区到周边地区逐步提高。北京人均ECC从1996年0.085公顷下降到2018年0.045公顷，人均EF从1996年1.58公顷下降到2018年0.86公顷，人均生态赤字ED从1996年1.50公顷/年下降到2018年0.82公顷/年，下降45.3%。时间尺度上，过去二十年来北京各区人口的快速增长导致人均ECC逐渐下降。空间分布上，北京人均ECC由中心城区向周边城区提升，与北京城市功能区划相一致。北京的生态边界值从1996年的97亿元增加到2018年的1576亿元。

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来自原文）

在过去20年中，北京自然资源的消耗已经超越了其生态边界，直接后果是人均生态福祉持续下降。幸运的是，随着生态足迹和土地利用/土地覆盖变化动态程度的降低，生态边界差距正在逐渐收紧。文章讨论部分交代了生态边界作为不良城市生态环境变化预警信号的作用，描述了生态边界货币化的意义，分析中国城市化进程中生态边界差距的潜在因素。并提出解决特大城市对生态安全边界威胁的政策建议。

本研究主要目的是向决策者提供有关人类当前福祉与关键能力阈值之间差距的信息，这可以帮助确定人类活动是否已陷入不可持续的状态，这可能导致不良的生态环境变化，从而对一个地区的人口造成不利后果。

声明：本推送内容仅代表课题组对文章的理解，不是对原文的翻译，请有兴趣的同学阅读原文。课题组水平有限，难免出现错讹，也请各位专家、同学批评指正。

原文请见：Wang J, Huang K, Liu H, et al. The ecological boundary gap is gradually tightening in China's megacities: Taking Beijing as a case. Science of the Total Environment, 2022, 806: 151484.

转自：“经管学术联盟”微信公众号

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