城市的发展依赖于所在的生态系统的支持。我国的城市化进程处于加速期，讨论城市人口对维持城市正常运作的生态系统的需求和依赖，对于在生态系统能力有限的前提下思考城市如何发展问题，具有主要的理论和现实意义。同时在城市发展过程中，如果没有认清当前城市发展质量，盲目地进行城市建设，就会引发城市病的产生，最终结果是限制了城市的进一步发展。武汉作为武汉城市圈中的核心城市和辐射中心，研究其生态足迹与城市发展质量的现状，及其两者的相关关系，可以衡量武汉生态系统和城市发展所处的发展状态，以期为城市规划、经济发展提供有针对性的对策和建议。

一 生态足迹理论与计算方法

（一）生态足迹理论

生态足迹分析法是由加拿大生态经济学家Willian和其博士生Wackemagel提出的一种度量可持续发展程度的方法。生态足迹是每种消费资源的生物生产面积的总和，主要用来计算在一定的人口和经济规模条件下，维持资源消费和消纳废弃物所必需的生物生产面积。将其与国家或区域所能提供的生物生产面积进行比较，就能为判断一个国家或区域的生产消费活动是否处于当地生态系统承载范围内提供定量的依据。

（二）生态足迹计算方法

生态足迹的计算基于两个基本事实：（1）人类可以确定自身消费的绝大多数资源及其所产生的废弃物的数量；（2）这些资源和废弃物能转换成相应的生态生产性土地面积。所谓生态生产性土地是指具有生态生产能力的土地或水体。根据生产力大小的差异，地球表面的生态生产性土地可分为化石燃料用地、耕地、林地、牧草地、建筑用地和水域六大类。这些不同的土地类型具有不同的生产潜力，为了将其汇总为区域的生物生产力和生态足迹，各类土地面积需要乘以一个均衡因子。均衡因子是在对不同类型生态系统的生物生产量进行比较的基础上得到的，单位面积的生产量越大，均衡因子也越大。

1.各种消费项目的人均生态足迹分量

计算公式为：

A_i=C_i/Y_i=（P_i+I_i-E_i）/（Y_i*N）

式中：i为消费项目类型；Y_i为生物生产性土地生产第i种消费项目的年世界平均产量（kg/公顷）；C_i为第i种消费项目的人均消费量；A_i为第i种消费项目折算的人均生态足迹分量（公顷/人）；P_i为第i种消费项目的年生产量；I_i为第i种消费项目年进口量；E_i为第i种消费项目的年出口量；N为人口数。

2.生态足迹

计算公式为：

ef=∑r_jA_j=∑r_j（P_i+I_j-E_j）/（Y_i*N）

式中：ef为人均生态足迹（公顷/人）；r_j为均衡因子。

区域总人口的生态足迹为：

EF=N*ef

式中：EF为总人口的生态足迹（公顷）；N为人口数。

3.生态承载力

生态承载力是指一个国家（或地区）的生物生产性空间，代表了生态系统能够提供的生态基础。在生态承载力的计算中，由于不同国家或地区的资源禀赋不同，不仅单位面积耕地、草地、林地、建筑用地、海洋（水域）等的生态生产能力差异很大，而且单位面积同类型生物生产面积的生态生产力差别也很大。因此，必须用“产量因子”进行校正。产量因子是一个地区某类土地的平均生产力与世界同类平均生产力的比率。一般出于谨慎性考虑，在生态承载力计算时还应扣除12%的生物多样性保护面积。

因此，人均生态承载力的计算公式为：

ec=α_j*r_j*y_j

式中：ec为人均生态承载力（公顷/人）；α_j为人均生物生产面积；r_j为均衡因子；y_j为产量因子。

区域生态承载力：

EC=N*（ec）

式中：EC为区域总人口的生态承载力（公顷）；N为人口数。

一个国家或地区，如果计算的生态足迹超过了区域所能提供的生态承载力，就会出现生态赤字；如果小于区域的生态承载力，则表现为生态盈余。

此外，还可以用生态足迹强度（E1）来定量地表示自然资源利用效益的高低，反映区域生物生产面积的生产潜力。生态足迹强度是指单位国内生产总值（GDP）所占的生态足迹，它的计算公式如下：

E1=EF/GDP

（三）武汉市生态足迹计算

1.数据来源与研究账户组成

衡量生态足迹的数据主要来源于2003～2007年武汉统计年鉴，由于缺乏生产性土地面积的资料，故只计算了2006年武汉市的生态承载力和生态盈亏状况。进出口贸易的资料也难以获取，在计算中删去了贸易调整的部分。

生态足迹的消费类型分为食物账户和能源账户。在计算能源账户时将能源的具体消耗量折算为统一的能量单位，然后以世界上单位化石燃料生产土地面积的平均发热量为标准，就可以将当地能源