生态足迹作为一种衡量可持续发展程度的生物物理方法,从人类及其发展与生态环境的关系出发,通过跟踪区域生物资源与能源消费,将其转化为物质流必需的各种生物生产性土地面积,形成了一个核算全球、国家、地区以及家庭和个人对自然资本利用的简明框架。该方法通过测定人类的生态足迹和生态承载力的差距,定量判断区域的发展是否处于生态承载力的范围之内,为评价对象的可持续发展提供参考依据。由于该方法具有易理解、分析直观和可操作性强的优点,被广泛应用于测度生态的可持续发展。本文基于生态足迹方法,利用RS和GIS等空间信息技术,对上海市1987、1997、2007三年的生态足迹和生态承载力进行了测算和分析,同时,对三个年份的生态足迹压力、生态承载力供给、生态赤字进行了空间格局变化分析。在生态承载力计算时,利用RS技术对1987年、1997年、2007年的TM影像解译,获取上海市三个时期的土地利用数据。此外,为能准确反映区域生态生产力水平的变化,采用热值的方法计算了三个时期各土地类型的产量因子。本文通过对上海市三个时期的土地生态力的时空变化分析,主要得出以下研究结论:(1)上海市各类土地的生产能力均高于世界水平。在1987、1997、2007三年间,耕地的产量因子平均为3.36,林地平均为2.12,草地为11.07,水域为44.71,建设用地为3.36,这说明上海市各类土地的生产力水平都大于世界平均水平。(2)上海市的人均生态足迹从1987年的1.7565ha/人增加至2007年的4.5465ha/人,生态足迹增长较快;计算三年的数据显示,上海市一直处于生态赤字状态,从1987年的1.3479ha/人增加到2007年的4.283/人,生态赤字恶化严重,说明上海市处于一种非可持续发发展状态,人们的生态服务需求已经超过了生态系统的承载能力。(3)除了耕地和林地的生态足迹呈现下降外,其他类型生态足迹都呈现增长的趋势。化石能源用地占总量中比例最大,并且生态足迹量增长趋势最为明显,说明城市社会经济的发展,对于能源的需求大量增加。建设用地的增长也较为明显,说明城市化进程的加快,用于住房和道路建设的用地在不断增加。(4)通过对上海市1987~2007年的人均生态足迹、人均生态承载力和人均生态赤字的动态变化分析,得知人均生态承载力整体上呈现下降趋势,但降幅不是很明显,人均生态赤字的增长态势与人均生态足迹的增长趋势相一致,即人均生态足迹的增加是生态赤字产生的直接原因。(5)通过对上海市1987年、1997年、2007年的生态足迹压力、生态承载力供给、生态赤字的空间格局及变化进行分析,可以得知,生态承载力在空间格局上的分布较为均匀,随时间变化不是很明显,生态足迹压力较高的区域集中在中心城区,1987至2007年间生态足迹压力高的区域不断扩大,生态赤字的空间分布和变化趋势与生态足迹压力基本相同,上海市处于生态赤字状态,并且生态赤字逐渐扩大,生态可持续的危险增大。(6)上海市万元GDP足迹呈现下降趋势。2007年万元GDP生态足迹为0.6931ha/万元,低于全国的1.785ha/万元,也就是说,同样的单位总产值,上海市消耗的生态足迹要小于全国平均水平。万元GDP生态足迹在下降的同时,上海市经济取得了快速发展,这说明经济的发展效益要高于所占用的单位GDP的生态足迹的量。