下面是小编为大家整理的2023年《自然资源学》课程实验报告册,供大家参考。
《自然资源学》课程实验报告册
实验二
生态足迹核算
一、实验目的与任务
1.理解生态足迹模型提出的背景，是“自然资源利用的生态影响及评价”的重要方法； 2.理解生态足迹方法的基本假定，方法的优点和缺陷； 3.掌握生态足迹方法计算的步骤，能根据要求收集计算时所需要的基础数据； 4.通过本实验，使学生掌握构成一个区域生态足迹构成的基本类型，树立节约资源、保护环境的意识。
二、实验内容
1.学习生态足迹核算的步骤； 2.完成选定区域的生态足迹核算。
三、实验步骤
（一）基本概念
1. 生态占用（生态足迹）
生态足迹（Ecological Footprint）指人类消耗自然资源或消纳废物所占用的具有生态生产力的地域面积（包括陆地和水域），其实质是将人类对自然资源（包括生态服务功能）的消耗与生态影响联系起来。
2. 生态潜力
一个地区所能提供给人类的生态生产性地域面积。
3. 生态生产性地域
生态足迹与生态承载力都可用生态生产性地域（生物生产性土地）来表征。可分为六类。
（1）耕地 （2）林地 （3）草地 （4）建筑用地 （5）水域 （6）化石燃料用地
4. 均衡因子
6 类生态生产性面积的生态生产力不同，要将它们转化为具有相同生态生产力的面积，就需要给它们分别乘上一个均衡因子 ；某类生态功能用地的均衡因子等于全球该类生态功能用地的平均生产力除以全球所有生态功能用地的平均生产力。
5. 产量因子
由于不同区域生态环境和技术水平的差异，使得不仅单位面积耕地、牧草地、林地、建设用地、水域、化石能源用地的生产力差别巨大，还会造成不同地区同类型土地的生产能力显著不同。所以不同国家和区域同类生物生产性土地的实际面积也不能直接进行比较，需要引入产量因子这一系数对不同类型土地的面积进行调整。这一因子系数的作用就是将同类型生态生产性土地转化为可比土地面积。
（二）生态足迹核算具体计算步骤
1. 核算各主要消费项目的人均年消费量
（1）划分消费项目 在计算某个国家或区域的生态足迹时，可根据研究的目的和计算的需要进行划分，一般可划分为生物资源消费和能源消费，也可划分为生物资源消费、能源费和建设消费，并进一步分为更细的消费项目。（注：本次实验划分为生物资源消费和能源消费两个账户，消费项目划分根据数据可得性自行进行划分）
例如：
表 3-1
中国生态足迹综合法模型消费量计算科目
表 3-2
西安市生态足迹消费账户
（2）核算第 i 项年消费总量 消费=产出+进口—出口，我国省一级的统计年鉴中没有本地区进出口的统计，因此对省、市尺度上生态足迹的计算一般用生产量代替消费量。
（3）核算第 i 项的人均年消费量（C i ,kg）
pi i iiNE I PC 式中：C i 为第 i 种消费项目的人均年消费量，P i 为该消费项目当年的生产量，I i 为该消费项目当年进口量，E i 为该消费项目当年的出口量；N p 为该地区当年的总人口数。
2. 核算为了生产各种消费项目人均占用的生态生产性土地面积
（1）生物资源消费用地折算 niiijYCS1 式中，S j ——第 j 类生产性土地的人均需求面积（hm2 /人）；
Y i ——为第 i 种消费项目的平均生产力 需要说明的是，国家生态足迹计算中，为便于国际比较，一般以全球公顷（gha）为计量单位进行度量。在进行同一国家不同省、市生态足迹比较及各、省市生态足迹结果分析时，由于很难准确地计算全球各类生物性产量的总平均值，1gha 的标准量难以统一，使得各省、市的比较及分析误差较大，不能真实反映各省、市的实际生态负荷及生态容量现状。为了更真实反映不同省、市生态负荷及生态容量现状，可以采 用国家公顷（nha）为计量单位。因此，当计算全
国的生态足迹时，P i
为该消费品的世界平均生产力；当计算各省市生态足迹时，Y i 为该消费品的全国平均生产力。(注：本次实验由于时间有限，暂用世界平均生产力来进行计算) （2）能源消费用地计算
考虑到所有化石燃料消费排放的 CO 2
中有 1/3 被海洋吸收，其余部分可以通过不同方法转化为土地面积。具体的，将化石燃料的消费量转化为标煤量，再通过热量与CO 2
吸收率的比值计算出各类能源消费所占用的足迹。1t原=0.7143t 标准煤；1t 原油=1.4286t 标准煤；1m3 天然气=1.33kg 标准煤；1kg 标准煤热能=7kcal；1kcal=4.1868kJ；1GJ=1×109J。相应计算公式为：
niiijYCS132 式中：S j ——第 j 类生产性土地的人均需求面积（hm2 /人）；
Y i ——能地比
表 3-3 中国各类能源标准煤转换系数和平均能地比 3. 核算生态足迹
（1）汇总生产各种消费项目人均占用的各类生态生产性土地。
（2）核算均衡因子（r j ）；
表 3-4
均衡因子取值
（3）求各类人均生态足迹(ef)；
式中：r j ——为 j 类生物生产性土地的均衡因子；
S j ——为某一区域人类消费所需 6 类生物生产性土地的面积。
4.核算生态承载力。
（1）计算人均生态承载力（ec）
j jjjy r S ec61
式中：y j 为产量因子 表 3-5 产量因子取值
5.核算生态盈余（ER）或赤字（ED）。
ER=ec-ef（ef≤ec）
ED=ef-ec（ef>ec）
区域的生态赤字或生态盈余，反映了区域人口对自然资源的利用状况。
四、实验结果要求
1. 列出消费项目划分表
表 4-1 云南省生态足迹消费账户资源消费账户 项目 土地类型 消费项目 生物资源消费账户 耕地 稻谷、小麦、玉米、豆类、薯类、油料、烤烟 林地 核桃、板栗 草地 牛肉、猪肉、羊肉、牛奶、禽蛋 水域 水产品 能源资源消费账户 建设用地
电力
化石能源用地 原煤、煤炭、石油、天然气 2. 列出生态足迹测算表
表 4-2 云南省 2015 年生态足迹测算 项目名称 产量/消费量（万吨）
全球平均产量（kg/hm2 ）
人均生态足迹(hm2 /人) 稻谷 479.9500
4604 38.2531
小麦 81.2000
3317 8.9829
玉米 902.1400
5538 59.7760
豆类 123.0700
1856 24.3321
薯类 274.8300
12607 7.9994
油料 65.9200
1856 13.0330
烟叶 90.3400
1548 21.4149
核桃 74.5422
3000 7.3885
板栗 6.7761
3000 0.6716
猪肉 545.0174
74 683.4206
牛肉 61.1513
33 171.9496
羊肉 20.8642
33 58.6675
牛奶 66.1134
502 12.2207
禽蛋 72.2259
400 16.7549
水产品 93.7374
29 238.5831
电力 1438.6100
1000 351.9312
煤炭 4245.4845
55 22953.0523
石油 1600.0357
93 5115.9065
天然气 78.4425
93 228.6793
原煤 4590.1400
93 22748.3846
3. 列出生态承载力测算表
表 4-3 云南省 2015 年生态承载力测算 项目名称 人均生态足迹(hm2 /人) 产量因子 人均生态承载力(hm2 /人) 稻谷 38.2531
1.7400
66.5604
小麦 8.9829
1.7400
15.6302
玉米 59.7760
1.7400
104.0103
豆类 24.3321
1.7400
42.3379
薯类 7.9994
1.7400
13.9190
油料 13.0330
1.7400
22.6775
烟叶 21.4149
1.7400
37.2618
核桃 7.3885
0.8600
6.3541
板栗 0.6716
0.8600
0.5776
猪肉 683.4206
0.5100
348.5445
牛肉 171.9496
0.5100
87.6943
羊肉 58.6675
0.5100
29.9204
牛奶 12.2207
0.5100
6.2325
禽蛋 16.7549
0.5100
8.5450
水产品 238.5831
0.7400
176.5515
电力 351.9312
1.7400
612.3604
煤炭 22953.0523
0 0 石油 5115.9065
0 0
天然气 228.6793
0 0 原煤 22748.3846
0 0 4. 生态赤字或生态盈余测算表
表 4-3 云南省 2015 年生态承载力测算 项目名称 ec ef ec-ef 赤字/盈余 耕地 302.3971 173.7915 128.6056 盈余 林地 6.9317 8.0601 -1.1284 赤字
草地 480.9368 943.0133 -462.0765 赤字 水域 176.5515 238.5831 -62.0316 赤字 建设用地 612.3604 351.9312 260.4292 盈余 化石能源用地 0 51046.0227 -51046.0227 赤字 稻谷 66.5604
38.2531
28.30729799 盈余 小麦 15.6302
8.9829
6.647346132 盈余 玉米 104.0103
59.7760
44.23425566 盈余 豆类 42.3379
24.3321
18.00578103 盈余 薯类 13.9190
7.9994
5.919569457 盈余 油料 22.6775
13.0330
9.644438821 盈余 烟叶 37.2618
21.4149
15.84699298 盈余 核桃 6.3541
7.3885
-1.034391042 赤字 板栗 0.5776
0.6716
-0.094029696 赤字 猪肉 348.5445
683.4206
-334.8761146 赤字 牛肉 87.6943
171.9496
-84.25530952 赤字 羊肉 29.9204
58.6675
-28.74705246 赤字 牛奶 6.2325
12.2207
-5.988131089 赤字 禽蛋 8.5450
16.7549
-8.209911869 赤字 水产品 176.5515
238.5831
-62.03161174 赤字 电力 612.3604
351.9312
260.4291248 盈余 煤炭 0.0000
22953.0523
-22953.05229 赤字 石油 0.0000
5115.9065
-5115.906522 赤字 天然气 0.0000
228.6793
-228.6793496 赤字 原煤 0.0000
22748.3846
-22748.38458 赤字