全球生态现状范文

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第1篇

中图分类号 Q149；X22 文献标识码 A 文章编号 1002-2104（2008）04-0178-06

自从1987年可持续发展的概念明确提出以来，可持续发展作为人类理想的发展理念和发 展模 式在世界范围内迅速传播。可持续发展的定量测度和评价是可持续发展从一个抽象的理念进 入可操作实践阶段的关键环节之一。William和Wackernagel提出的生态足迹成为应用最广泛 的可持续发展定量评价方法之一。本文简要评述生态足迹的研究现状，着重对基于净初级生 产力的生态足迹计算方法(EF-NPP)进行介绍，并与常规的基于全球农业生态区的生态足迹方 法(EF-GAEZ)进行对比。

1 生态足迹

1.1 理论基础

随着研究的不断深入，科学家和学者逐渐认识到可持续发展的实现依赖于自然资本的维持［1］，自然资本的利用和管理是可持续发展的核心问题，而自然资本的有效管理则 依赖于自然 资本的可靠度量［2］。生态系统功能的发挥大多数都是在光合作用的发生场所―― 地球表面 进行的，自然资本又总是与一定的地球表面相联系［3］，因此生态足迹模型用生物 生产性土 地来衡量自然资本。生态足迹模型的所有指标都是基于生物生产性土地这一概念而定义的［4］。

为了能够定量描述可再生资源，生态足迹进行了一定的理论假设，包括可以追踪每年消耗的 资源及产生的废弃物、资源流和废弃物流可以转换为生物生产性土地面积、统一采用标准化 的面积度量单位、各类生物生产性土地空间互斥、需求和供给可以直接对比、需求可以超过 供给六个方面［3］。

1.2 计算结果的涵义

生态足迹代表研究区域居民消费对生态系统的基本需求。生物承载力是指现有的各类型土地 和水体所能提供的生物生产力之和。生态盈亏是指生物承载力与生态足迹之差。若一个地区 的生物承载力大于生态足迹，出现生态盈余；反之则呈现生态赤字。

生态赤字的解决方案有进口和耗竭资源两种，某种意义上这两种方法都是不可持续的：从理 论上讲，进口相当于占用了研究区以外的生态供给，不符合可持续发展代内公平、地域公平 的原则；掠夺式过度开发资源，将造成某些不可再生资源的渐趋消亡，剥夺了后代人平等拥 有、使用该种资源的能力，违反了可持续发展代际公平的原则。

生态足迹的假设条件比较保守，多半高估了生物承载力，低估了生态足迹，导致判断生态盈 余的可靠性降低［5］。

2 EF-GAEZ国内外研究进展

2000年起，世界自然基金会（WWF）、环球足迹网络（GFN）联合其他国际组织，在每两年发 布一次的《生命行星报告》中，用大量篇幅介绍生态足迹的研究成果；2005年，GFN开展了 “Ten-in-Ten”计划，即10年内至少有十个重要国家将生态足迹指标制度化，使其像GDP一 样得到广泛应用。瑞士和日本已经在2006年完成了国家生态足迹账户的检查，将生态足迹作 为国家环境或可持续发展规划的重要指标，还有近30个国家表示对此感兴趣［6］。

随着主要工业国家考虑把生态足迹纳入官方指标体系，其经验也在逐步向发展中国家推广［7］。国内对生态足迹的研究非常丰富，通过关键词搜索，截止2006年年底，仅CNKI 全文期刊 数据库收录的有关生态足迹的相关论文已超过500篇。根据对CNKI学位论文全文数据库的检 索，以生态足迹为题的学位论文的数量也在逐年增加。

杜加强等：生态足迹研究现状及基于净初级生产力的计算方法初探中国人口•资源与环境 2008年 第4期2.1 研究进展

2.1.1 不同空间尺度研究现状

根据《生命行星报告2006》［8］，2003年全球生态足迹为2.2ghm2/人，生物承载 力为1.8ghm2 /人，生态赤字为0.4ghm2/人。国家尺度上，《生命行星报告2006》对150多个国家的 生态足 迹进行了计算。国外学者对荷兰、奥地利、瑞典、澳大利亚、韩国等国家也进行了研究 ［9～11］，我国学者则从各个角度对我国的生态足迹进行了详细计算［5，12，13 ］。

除上述全球和国家尺度外，地区、城市、特殊行业及更小尺度上的研究也比较丰富。研究的 尺度也在逐渐缩小，对校园、家庭等小尺度的生态足迹也进行了研究［14～16］。RP 等网站推出了个人生态足迹的测试软件。

2.1.2 时间序列研究现状

《生命行星报告2006》显示，40多年间，人类的生态足迹呈现持续增长，生态盈亏从1961年 的生态盈余变为2003年的生态赤字，从仅需要0.5个地球到使用着1.2个地球。Wackernagel 等专门分析了进行时间序列生态足迹计算时遇到的概念上和方法上的挑战，给出了解决方案 ［2］，并分别应用了全球公顷和“实际公顷”，动态的均衡因子和产量因子等不 同方法进行 对比［9］；国内许多学者都开展了我国生态足迹的时间序列研究这里不再一一赘述 。

2.1.3 消费分类研究现状

生态足迹考虑的消费项目从最初的食物、消费性能源，发展到木材、日用品等越来越多的类 别［8］。土地利用类型也增加了水电用地、核电用地等新的用地类型。Hong X. Ngy yen等提 出运用热力学方法将重金属等不可再生资源纳入到生态足迹的消费项目中，并进行了实例研 究［17］。

2.1.4 全球产量、区域产量和不变产量研究现状

研究表明，采用不同类型的产量数据计算得到的生态足迹结果相差较大［11］；Wack ernagel 认为使用三种产量分别回答不同的问题。全球产量回答了给定区域占用了多少全球生物圈再 生能力，需求和供给相对于全球需求和供给占有的份额等问题。区域产量回答了给定人口的 经济活动占用了多少实际的土地面积，土地的配置以及哪种土地利用类型对生态系统的压力 最大等问题。不变产量主要为了固定均衡因子和产量因子，用以辨识人口、消费和资源利用 效益等因素对生态足迹的贡献［2］。

2.1.5 计算方法标准化研究现状

随着生态足迹应用案例的增多，相同以及不同空间尺度生态足迹的计算方法出现了较大分歧 ，降低了计算结果的可比性。为此，GFN于2005年成立了生态足迹标准委员会，旨在建立科 学一致的生态足迹方法和应用标准［18］。2006年6月GFN标准委员会了第一套有 关生态足 迹模型的标准――《生态足迹标准2006》［19］，对于研究区域生态足迹具有重要指 导意义。

2.1.6 其他方面的改进

Bicknell以新西兰为例，将投入产出分析引入生态足迹计算［20］；Thomas等综合前 人的研究 ，在分解消费种类和扩展应用家庭消费数据时用投入产出分析法重新分配已有的生态足迹帐 户［21］；徐中民等将生态足迹与信息熵相结合，提出“生态足迹多样性”的概念［12］；尤飞 等用幂指数模型建立了GDP和生态足迹的函数关系［22］；赵卫等通过构建预测模型 ，结合情景分析法对吉林省生态足迹进行了预测［23］。

2.2 EF-GAEZ的优缺点

生态足迹提出后，有关生态足迹的优缺点得到了广泛的讨论和质疑，国际生态经济学会会刊 Ecological Economics 在2000年第3期还以专刊形式集中讨论了生态足迹 研究的理论基础和应用价值，促进了生态足迹模型的不断完善与改进。

EF-GAEZ的主要优点包括概念的形象性［24，25］、方法的可行性［7］和结果 具有一定的政策含 义［7，12］，主要不足表现在生态足迹作为可持续发展的评价指标具有生态 偏向性［4，7，24，26，27］、生态盈亏判断可持续发展具有尺度性［5，12，13，28］、没有把生态系统提供的产品与功 能描述完全［13，26，27］以及均衡因子、产量因子和能源计算过程中计 算因子取值争议较大［9，26，27，29］等几个方面。

3 基于净初级生产力的生态足迹计算

RP的Jason和John及其团队在2004-2005年对生态足迹的理论和方法进行了较大幅度的修改， 首次提出了基于净初级生产力的生态足迹计算方法［30，31］。

净初级生产力（NPP）是指绿色植物在太阳能光合作用下生物物质的年生产量。NPP是地球上 所有消费者和分解者生存、生长、繁殖的基础。人类通过消费活动占用NPP，同时这些活动 反过来影响NPP，因此NPP与可持续发展显著相关。生态足迹侧重于评价人类社会对生物生产 性土地的利用，而人类的净初级生产力占用（HANPP）侧重于测量人类对生态系统压力的强 度，两种方法都有一定的局限性［18，32］。目前常用的生态足迹计算方法 包括Wackernagel提 出的经典方法和利用投入产出分析的方法，这两种方法都是基于全球农业生态区（GAEZ）的 。而EF-NPP方法则是刚刚提出的，对于促进生态足迹方法的完善与改进具有重要意义，国内 尚未见到较详细的介绍。

3.1 EF-NPP对EF-GAEZ的主要改动

EF-NPP主要对从EF-GAEZ受到批评较多的四个方面进行了修改。

3.1.1 在生物承载力计算中包括了整个地球表面

EF-GAEZ方法在计算生物承载力时，未包括那些具有较低或没有潜在生产力的地球表面，比 如高山、沙漠、海洋、苔原带等，忽视了这些区域在生物承载力再生、为关键生态系统提供 服务等方面的功能。而EF-NPP方法认为地球整个表面都是互相联系的，全球的大部分表面都 参与了CO2的吸收与循环，因此方法上的第一个改动即在生物承载力计算中包含了所有的 水面和陆地，土地利用类型中增加了低生产力土地和远海。

3.1.2 为其他物种的生存预留了较大空间

EF-GAEZ在生物承载力计算中扣除12%的生物生产性土地面积来保护生物多样性，但12%这一 数值并非科学研究的结果，而是联合国考虑各国政府可以接受的水平所采纳的比例。EF-NPP 认为EF-GAEZ以人为中心的痕迹过重，未充分考虑其他生物。根据现有的生物多样性研究成 果，若13.4%的陆地面积得到有效保护，则55%的濒危物种得以存活。EF-NPP在计算生物承载 力时采用扣除保守的13.4%的方法用于生物多样性保护。

3.1.3 改变CO2的吸收速率的假设

EF-NPP在此方面主要做了两点改动：一是将仅由林地吸收CO2的假设扩展到整个地球表面 ； 二是改变了碳吸收的速率。EF-GAEZ有关一块土地只能提供一种功能的假设是学术界批评的 焦点之一，特别是在CO2吸收方面，用于提供木材的林地就没有吸收CO2的功能，而世界 各国 又均未留出用于吸收CO2的土地。EF-NPP根据碳循环是全球性的事实，认为全球表面都有 吸 收CO2的功能。因此，EF-NPP在生物承载力计算中考虑了地球表面的两种功能：第一位功 能和CO2吸收功能。

3.1.4 利用净初级生产力计算均衡因子

EF-NPP中均衡因子是用NPP方法测得的不同土地类型的生产力与平均水平之比，其1998年的 计算结果如表1所示。

与EF-GAEZ相比，EF-NPP的结果与各类土地生态价值的理解更接近，林地、草地和水域等生 物量较大且物种丰富的用地具有较高的均衡因子，而建筑用地具有较低的均衡因子。解决了 EF-GAEZ中建筑用地和耕地均衡因子相等，易造成两者对环境的影响相同的错觉的不足。

3.2 EF-GAEZ和EF-NPP计算结果对比

3.2.1 全球尺度静态结果对比

EF-GAEZ和EF-NPP方法计算得到的2001年全球生态足迹见表2。

两种方法的计算结果有较大差异。EF-GAEZ中，主要是能源用地呈现生态赤字，而EF-NP P所 计算的八类土地类型中，耕地、建筑、水产品和能源四种用地类型均呈现生态赤字。这是在 全球生态足迹分析中耕地、建筑用地和水产品用地三种用地类型首次出现生态赤字，修正了 EF-GAEZ在计算全球尺度的生态足迹时，上述三种用地不可能出现生态赤字的不足［ 30，33］。 均衡因子和保护生物多样性预留土地比例的变化可以解释这种差异。EF-NPP得到的能源消费 生态足迹是EF-GAEZ的17倍，这主要是由于EF-NPP在生物承载力计算中包括了整个地球表面 使得碳吸收速率由0.95tC/hm2减少到0.06tC/hm2的原因。根据EF-GAEZ的计算结果，200 1年 人类的消费需要同等生产力水平下1.18个地球，而EF-NPP的计算结果需要1.39个地球，情况 比EF-GAEZ更为严重。

3.2.2 全球尺度动态结果对比

两种方法计算结果显示，全球生物承载力总量在40年间没有明显变化，EF-GAEZ方法得出的 生物承载力约为1000亿ghm2，EF-NPP方法得出的生物承载力约为110亿ghm2左右。两种 方法 得到的全球生态足迹总量在40年间稳定上升，EF-NPP方法上升速度更快，上个世纪七十年代 后开始出现生态赤字。

3.2.3 区域和国家尺度静态计算结果对比

根据EF-NPP的计算结果，非洲、亚太地区、拉丁美洲和加勒比海地区呈现生态盈余状态，生 态盈余的数值大于EF-GAEZ的结果。中东地区、中亚、北美和欧洲地区均倾向于出现生态赤 字，且生态赤字较EF-GAEZ方法的结果更为严重。与EF-GAEZ相比，EF-NPP的计算结果中75个 国家的生态盈亏计算结果更大，63个国家更小。

EF-NPP计算结果显示，能源消耗相对较低、土地面积大，草地、林地和水产品用地所占份额 较大的区域或国家，很可能生态足迹较小，处于生态盈余的状态；而能源消耗相对较高、建 筑用地占据份额较大且土地面积较小的区域或国家，则有可能生态足迹较大，处于生态超载 状态。这主要是与EF-NPP对碳排放较敏感，更强调草地、林地和水产品用地的生态价值，而 降低建筑用地的生态价值等因素有关。

在138个国家中，24个国家两种方法得到的生态盈亏方向不同，其中有20个国家采用EF-GAEZ 时为生态赤字，而采用EF-NPP时为生态盈余，另外4个国家恰好相反。对两种方法得到的138 个国家的生态盈亏值进行相关分析可知，两者具有较高的相关性，相关系数达到了0.8 。由 此可知，尽管两种方法在理论、计算模型上不尽相同，但总体评价结果基本一致，能够反映 一定国家或地区的消费是否超过了资源再生能力。

3.3 EF-NPP方法的不足

EF-NPP是针对EF-GAEZ的不足建立的，改动之处即为EF-NPP与EF-GAEZ相比的优势之处。但EF -NPP方法也存在着明显的不足，主要表现在以下几个方面。

NPP的计算尚有不完善之处。EF-NPP方法是以NPP的计算为基础，而目前NPP的计算方法 和模型尚无统一标准，结果的准确性和可比性得不到保证。

远海和低生产力土地类型尚没有生态足迹计算公式。在目前的EF-NPP方法中，生态足 迹计算部分没有涉及到远海和低生产力土地类型，即这两种生物生产性土地仅提供生物承载 力而人类没有相应的消费，这显然不符合需求-供应的对应关系，尚需要从理论、方法上进 行完善。

水资源、其他温室气体和有毒物质的生态足迹没有包含在生态足迹计算之中。EF-NPP 与EF-GAEZ相同，没有把人类的消费描述完全。

没有合理解释不同土地利用类型之间不可替代的质疑。生态足迹和生物承载力计算中 将不同生物生产性土地面积直接相加，暗示着各类土地之间可以互相替换，没有反映各类土 地不可或缺的特点。

土地具有多重功能的特点未得到全面体现。尽管EF-NPP将土地面积加和两次，体现了 全球碳循环和土地的第一位功能，但土地的其它重要功能尚未得到有效体现。

3.4 小 结

综上可知，两种方法各有优劣。EF-GAEZ得到了较为广泛的认同和应用，EF-NPP则从理论和 方法上解决了EF-GAEZ中的某些缺陷，对完善生态足迹理论及方法具有重要意义。但EF-NPP 的新理论和新方法也带来了一些新的问题，且NPP的计算方法比较复杂，数据获取有一定难 度，增加了研究成本，因此EF-NPP方法广泛应用到实际工作中还需要更深入的研究。

4 研究展望

生态足迹尽管得到了大力发展和广泛应用，但由于理论与方法并不是十分成熟，因此尚有较 大研究空间。国外学者一般较关注理论基础、计算方法上的研究和改进，并积极研究如何逐 步建立标准化的生态足迹计算方法。国内研究偏重于应用，对理论、方法的研究不多，尚需 要进一步加强。

生态足迹模型的理论假设是备受质疑的部分之一，应深入探讨假设的合理性及其与实际的差 距；进一步加强消费分类以及其他废弃物的吸收研究，尽可能地完善消费分类，使生态足迹 描述的生态功能尽量完全；细化消费分类的覆盖面和层次性，避免重复计算某些消费；明确 生态盈余和生态赤字所代表的含义，提供更丰富的政策内涵。

方法上，鉴于生态足迹作为单一指标意义有限，应深入探讨EF与NPP或HANPP、投入产出表以 及其他指标结合、组合使用的研究，使得EF不仅能够反映人类活动对生物生产性土地利用影 响的数量关系，而且能够反映影响的强度。生态足迹能够定量描述区域人类活动对生态系统 影响的特点，使得其在成为规划环境影响评价的有效方法、指标方面，具有明显的优势，特 别是城市土地利用规划、区域发展规划等边界与生态足迹法吻合的规划环评，生态足迹是对 规划方案进行检验的有效方法之一，开展生态足迹与现有的规划环评方法相结合的研究具有 重要价值。

长时间的序列研究以及区域产量、不变产量的应用，可以揭示人口、技术进步以及社会经济 发展对生态足迹的影响，为生态足迹的趋势预测提供理论基础。加强生态足迹的预测研究、 多情景的预测分析，延伸生态足迹的时间尺度，监测发展过程中的生态需求与生态供给的变 化，是值得今后进一步深入探讨的课题，以便为规划编制、政策制定等提供相关技术支持。 (编辑：温武军)

参考文献(References)

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Accounts Based on Detailed Ecological Footprint and Biological Capacity Assessm ent.［J］. Land Use Policy, 2004,21(3):231～246.

［4］杨开忠，杨咏，陈洁. 生态足迹分析理论与方法［J］.地球科学进展，2000，15（6 ）：6 30～636.

［Yang Kaizhong, Yang Yong, Chen Jie. Ecological Footprint Analysis: C o ncept, Method and Cases［J］. Advance In Earth Science, [WTBZ]2005, 15(6):

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Footprint Analys is of China in 1999［J］. Acta Pedologica Sinica, [WTBZ]2002, 39(3):441～4 45. ］

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［31］RP. Ecological Footprint of Nations 2005 Update: Sustainability Indica tor s Program ［R/OL］. ［2007-07-12］. 省略/publications/2006/F oo tprint%20of%20Nations%202005.pdf

［32］Haberl H, Wackernagel M, Krausmann F, et al. Ecological Footprints and Hu ma n Appropriation of Net Primary Production: a Comparison［J］. Land Use Policy, 2 004, 21(3):279～288

第2篇

关键词：零能建筑;生态建筑;常规能源;生物科技;未来建筑

Abstract: This paper briefly introduced the "origin, development and current situation of zero energy building". At the same time, the new "zero energy building" new energy technology for a number of classification, the architect of reverie future construction, put forward "zero to the future direction of development of building".

Keywords: zero energy building; ecological building; energy; Biotechnology; future architecture

中图分类号：[J59] 文献标识码：A 文章编号：

【大纲】：

1.什么是“零能建筑”

1.1“零能建筑”的概念和起源

1.2“零能建筑”的现实意义

2.“零能建筑”的现状

2.1国际现状

2.2国内现状

“零能建筑”的生态化需求

3.1什么是生态学和生态建筑

3.2建筑的生态化意义

3.3“零能建筑”的技术手段

4.未来“零能建筑”的设想

4.1其他科学家的概念设计

4.2本人对生物“零能建筑”的遐想

参考文献

【正文】

零能建筑即“零能耗建筑”

建筑能耗一般指建筑在正常使用条件下的采暖、通风、空气调节和照明所消耗的总能量，不包括生产和经营性的能量消耗。零能耗建筑即不用任何常规能源的建筑。

--《百度百科》

无论任何形式的建筑，在日常使用时，总是在不断的消耗能源来保证室内各种环境条件符合人类活动的需求。如何保障建筑在使用中的能源收支平衡，是现在“零能建筑”中最主要的环节。

随着全球经济的不断发展，对传统自然资源的需求越来越大。据IEA的《世界能源展望 2007》预测，全球2005年到2030年间的一次能源需求将增加55%，年均增长率为1.8%。能源需求将达到177亿吨油当量，而2005年为114亿吨油当量。

另根据联合国环境规划署（UNPE）的统计显示，建筑能耗占全球能耗的25~40%。其产生的固体废弃物占全球总量的30~40%，其发排放的温室气体占全球总排放量的20~40%。在中国现在每年的新建房占世界的一半，建筑能耗占全国总能耗的40%。

根据以上数据，控制建筑耗能将成为控制全球能耗的重中之重。解决好建筑能耗问题是人类解决能耗问题的关键。

“零能建筑”是随着建筑节能技术不断发展而提出新的目标。早在1952年德意志标准研究所（DeutschesInstitutFür Normen）就制定了建筑保温的设计标准：《DIN4108-建筑保温（Wärmeshutz in Hochbau）》。上世纪末，保护环境在全球引起普遍重视。各种绿色计划在不同国家地区推出。北美推出绿色建筑计划，美国和加拿大前后成立半官方性质的绿色建筑委员会（Green Building Council）。1992年，德国弗赖堡落成了一个实验项目--全零能耗建筑。2010年6月，由美国能源部设计、建造的“研究支持设施”（The Research Support Facility，简称RSF），隶属于美国能源部的国家再生能源实验室正式启用美国启用，并且通过了LEED Rating System（绿色建筑评价标准）的环保建筑认证，是一座“零耗能建筑”。建筑物本身生产的能源高于其消耗的能源，除了自给自足，更能供给他人，是目前世上已知最大的环保建筑，在节能减排方面更是领先世界标准15年。

中国绿色建筑起步较晚，但在国内也有多家单位进行尝试。如：浙江绍兴滨海工业区东亚大厦；莘庄工业区上海太阳能科技有限公司办公大楼；万通生态城新新家园零能耗会所等不断涌现，均称自己为国内第一个“零能建筑”。

同时，国内对于“绿色建筑、零能建筑”的过分商业化行为，也引发了不同的声音，在“2011年国际低碳城市暨可持续建筑环境技术研讨会”的清华大学建筑学院副院长朱颖心教授表示，应堵住“把绿色建筑当成纯粹商机来炒作”。 这就涉及到未来5年甚至更长时间内绿色建筑应该如何健康发展的问题，这个问题处理不好，将彻底改变节能、环保和绿色指数的规划初衷。

国内现有的零能建筑。大多强调使用新能源技术去减少旧能源消耗；而把建筑空间本身的生态作用（也就是所谓的被动节能作用）放在第二位。一个建筑空间本身形体、主要的空间设置都从根源上决定了一个建筑的基础能源消耗量。美国能源部的“研究支持设施”本身的能源消耗量就比普通建筑降低了50%，这也是其能达到零能标准的重要因素。

如果节能建筑仅仅是建立在使用一种新的非可再生能源去替代一种旧的非可再生能源，那本身就不是生态的行为。即便建筑本身达到了旧能耗的自我平衡，也不能算是一个合格的零能建筑。只能看做是新能源技术的堆砌物。

生态建筑应该是零能建筑的基础，而零能建筑应该是生态建筑的目标。

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生态学是研究生物生存条件、生物及其群体与环境相互作用的过程及其相互规律的科学，其目的是指导人与生物圈（即自然、资源与环境）的协调发展。任何事物都不能从与其他事物的关系中分离出去，它强调共生和再生原则。

20世纪60年代美籍意大利建筑师保罗·索勒瑞（Paolo Soleri）把生态学（Ecology）和建筑学（Architecture）两词合并为Arcology，即生态建筑学。生态建筑学首先提倡的是建筑的节能性；其次是建筑材料的环保可再生性；最后的与地域文化的兼容性。所以生态建筑也被称为绿色建筑，可持续建筑。

零能建筑未必一定是生态建筑。部分所谓低能耗/零能耗建筑，仅仅是新能源技术的堆砌。为了所谓节能而增加的初期投入与节能的后期成效不成正比；单独考虑新能源而不注意新能源的可持续化问题。这些有失偏颇的建筑背后体现的不是绿色建筑的核心思想，而是社会的功利主义。

一个真正地零能建筑，设计首先要从被动节能入手。增加建筑自身的节能效能。采用建筑的生态化手段，充分利用环境中的地形、自然光、自然风、降雨等天然要素，使建筑达到被动节能的最佳状态，再依靠新能源、新科技调节现有环境，使建筑达到零能状态，甚至负能状态。

建筑的生态化设计手段：

第3篇

1 生态监测

生态监测是采用生态学的各种方法和手段，从不同尺度上对各类生态系统结构和功能的时空格局的度量，主要通过监测生态系统条件、条件变化、对环境压力的反映及其趋势而获得。生态监测的对象可分为农田、森林、草原、荒漠、湿地、湖泊、海洋、气象、物候、动植物等。每一类型的生态系统都具有多样性，它不仅包括了环境要素变化的指标和生物资源变化的指标，同时还要包括人类活动变化的指标。

2 生态监测的类型

根据生态监测两个基本的空间尺度，生态监测可分为两大类：

2.1 宏观生态监测。

研究对象的地域等级至少应在区域生态范围之内，最大可扩展到全球。宏观生态监测以原有的自然本底图和专业数据为基础，采用遥感技术和生态图技术，建立地理信息系统（GIS）。其次也采取区域生态调查和生态统计的手段。

2.2 微观生态监测。

研究对象的地域等级最大可包括由几个生态系统组成的景观生态区，最小也应代表单一的生态类型。微观生态监测以大量的生态监测站为工作基础，以物理、化学或生物学的方法对生态系统各个组分提取属性信息。

根据监测的具体内容，微观生态监测又可分为干扰性生态监测、污染性生态监测和治理性生态监测以及环境质量现状评价生态监测。

宏观生态监测必须以微观生态监测为基础，微观生态监测又必须以宏观生态监测为主导，二者相互独立，又相辅相成，一个完整的生态监测应包括宏观和微观监测两种尺度所形成的生态监测网。

3 生态监测的任务

对生态系统现状以及因人类活动所引起的重要生态问题进行动态监测；对破坏的生态系统在人类的治理过程中生态平衡恢复过程的监测；通过监测数据的集积，研究上述各种生态问题的变化规律及发展趋势，建立数学模型，为预测预报和影响评价打下基础；支持国际上一些重要的生态研究及监测计划，如GEMS（全球环境监测系统），MAB（人与生物圈）等，加入国际生态监测网络。

4 生态监测的技术方法

生态监测技术方法就是对生态系统中的指标进行具体测量和判断，从而获得生态系统中某一指标的特征数据，通过统计分析，以反映该指标的现状及变化趋势。在确定具体的生态监测技术方法时要遵循一个原则，即尽量采用国家标准方法，若干国家标准或相关的操作规范，尽量采用该学科较权威或大家公认的方法。一些特殊指标可按目前生态站常用的监测方法。

生态监测具有着眼于宏观的特点，是一项宏观与微观监测相结合的工作。对于结构与功能复杂的宏观生态环境进行监测，必须采用先进的技术手段。其中，生态监测平台是宏观监测的基础，它必须以三S技术作支持，并要具备容量足够大的计算机和宇航信息处理装置。三S技术，即地理信息技术（GIS）、遥感技术（RS）和全球卫星定位技术（GPS）。三项技术形成了对地球进行空间观测、空间定位及空间分析的完整的技术体系。它能反映全球尺度上生态系统各要素的相互关系和变化规律，提供全球或大区域精确定位的高频度宏观资源与环境影像，揭示岩石圈、水圈、气圈和生物圈的相互作用和关系。在RS和GIS基础上建立的数学模型，能促进以定性描述为主到定量分析为主的过渡，实行时空的转移，在空间上由野外转入室内，在时间上从过去、现在的研究发展到在三维空间上定量预测未来。

3S技术是宏观生态环境监测发展的方向，是其发展的主要技术基础，在今后较长的一个时期内，遥感手段将在生态环境监测中得到更广泛的应用，地理信息系统作为“3S”技术的核心将发挥更大的作用。目前美国、欧洲、日本和我国都在制定新的观测计划，国内北京、上海、重庆、厦门等地都在推进基础数字化工作，推广GPS定位观测，这些计划的实施将为区域环境监测提供重要的数据。