基于生態(tài)足跡方法的西安市可持續(xù)發(fā)展研究

高全成，徐經貴，鄒博

(西安財經學院經濟學院，陜西西安710061)

基于生態(tài)足跡方法的西安市可持續(xù)發(fā)展研究

高全成，徐經貴，鄒博

(西安財經學院經濟學院，陜西西安710061)

為給西安市的可持續(xù)發(fā)展提供可行的理論依據(jù)，基于生態(tài)足跡模型，利用《西安市統(tǒng)計年鑒》等統(tǒng)計資料中的數(shù)據(jù)對西安市2003～2010年的生態(tài)足跡需求量與供給量進行了計算與分析。分析認為:近年來，由于城市化進程加快、經濟快速增長、消費水平提高，西安市生態(tài)足跡需求量的上升且生態(tài)赤字逐年增大、經濟不可持續(xù)發(fā)展，因此重視生態(tài)環(huán)境與經濟發(fā)展的協(xié)調，將有利于西安市經濟更好、更快的發(fā)展。

西安市;生態(tài)足跡需求量;生態(tài)足跡供給量;生態(tài)赤字

生態(tài)足跡的概念由William Rees于1992年提出，并由他的學生Mathis Wackernagel完善其內容和方法。生態(tài)足跡模型可以應用于不同空間尺度的很多領域，例如中國木材進口［1］、以色列谷物供給［2］、產品生命周期評估等［3］。1999年，中國引入了生態(tài)足跡分析理論，且很快作為一種新的理論研究方法，常常被用來分析研究中國的一些省市及地區(qū)的可持續(xù)發(fā)展態(tài)勢。生態(tài)足跡模型是一種工具，也是一種計算框架，即一種計算人類的生態(tài)消費、生態(tài)可持續(xù)性的測量工具和對國家或地區(qū)的自然資產進行核算的一種廉價且快速的計算框架。生態(tài)足跡模型的觀點是把人類對資源和環(huán)境的利用換算成對土地和水域面積的占用，反映的是資源消耗和廢物吸收所需要的生產性土地面積［4］。生態(tài)足跡模型試著從一個全新的角度去考慮人類的發(fā)展以及人類與生態(tài)環(huán)境的關系，由于其具有科學、完善的理論基礎和精簡統(tǒng)一的指標體系［5］，因此，生態(tài)足跡概念一經提出，就得到國內外學者的廣泛關注。

西安市地處關中平原中部，屬于溫帶半濕潤季風氣候，雨量適中，四季分明。年最高氣溫40℃左右，最低溫度－8℃左右，年平均氣溫13．6℃，無霜期平均219～233 d;轄區(qū)總面積9 983 km2，其中市區(qū)面積3 782 km2，建城區(qū)面積約600 km2。

西安市是亞歐大陸橋的心臟、西北地區(qū)的門戶，是國務院批準的第三個國際化大都市，人口密度大、經濟體量大且發(fā)展快，隨著西安咸陽一體化建設進程的加快，建城區(qū)面積將達到1 000 km2，常住人口加上流動人口將達到2 000萬人左右，生態(tài)環(huán)境的壓力會不斷加大。

利用生態(tài)足跡模型對西安市生態(tài)足跡的需求與供給進行計算和分析，可以了解西安市生態(tài)經濟系統(tǒng)的現(xiàn)狀以及預測未來的發(fā)展態(tài)勢，可以判定其發(fā)展是否具有可持續(xù)性，也可以為西安市的經濟發(fā)展和生態(tài)環(huán)境建設提供科學的依據(jù)。

一、分析模型與計算方法

生態(tài)足跡模型的計算分析基于2個基本假設:

(1)人類自身消費的絕大多數(shù)資源和能源以及所產生的廢棄物的數(shù)量都是可以確定的。

(2)消費了的資源以及所產生的廢棄物是能夠折算成生產和吸納它們的生物生產土地的面積的。

一般來說，地區(qū)總的生態(tài)足跡需求量可用式(1)表示

式中:EF為總的生態(tài)足跡需求量;N為總人口數(shù);ef為人均生態(tài)足跡;ai為i種物質人均占用的生物生產土地面積;ci為i種物質的人均消費量;pi為i種物質的世界平均生產力即全球平均產量;i=1，2，…，n，n為物質的數(shù)量。

本文中，生物生產土地面積分為6大類:耕地、草地、林地、水域、建筑用地以及化石能源用地。由于這6大類生物生產土地面積的生產能力差異非常大，因此計算出的各類生物生產土地面積不能直接相加，必須在每類生物生產土地面積前乘以一個相應的均衡因子，將其轉化為統(tǒng)一且可比較的生物生產土地面積。目前采用林地和化石能源用地、耕地和建筑用地、草地、水域的均衡因子分別為1．10、2．80、0．50、0．20。因此，在計算人均生態(tài)足跡需求量時，需將各類生物生產土地面積乘以相應的均衡因子，可表示為

式中:rj為均衡因子;Aj為耕地、林地、草地、化石能源用地、水域、建筑用地的生物生產土地面積。

生態(tài)足跡供給量是指一個區(qū)域實際提供給人類的所有生物生產土地面積(包括水域)的總和。該定義實現(xiàn)了用同一指標——生物生產土地面積來表示，使生態(tài)足跡具有可比性。

人均生態(tài)足跡供給量的計算公式為

式中:ec為人均生態(tài)足跡供給量;aj為實際人均占有的j類生物生產土地面積;yj為產量因子(一個國家或地區(qū)某類生物生產土地的平均生產力與同類土地的世界平均生產力比率)。本文采用林地、化石能源用地、耕地和建筑用地、草地、水域的產量因子分別為0．88、0、1．49、1．1、0．2。

生態(tài)赤字的計算公式為

式中:W為生態(tài)赤字;EC為總的生態(tài)足跡供給量。

如果一個區(qū)域的生態(tài)足跡需求量超過了這個區(qū)域所能提供的生態(tài)足跡供給量，就會出現(xiàn)生態(tài)赤字(EF＞EC)，它代表區(qū)域生態(tài)處于不可持續(xù)狀態(tài);如果小于區(qū)域的生態(tài)足跡供給量，則表現(xiàn)為生態(tài)盈余(EF＜EC)，它代表被研究區(qū)域的生態(tài)處于可持續(xù)發(fā)展的狀態(tài);若EF=EC，則生態(tài)平衡［6］。

有的生態(tài)赤字的計算公式為

式中:V為人均生態(tài)盈余;S為人均生態(tài)容量;C為人均生態(tài)占用。式(5)用于衡量生態(tài)盈余狀況，也具有同樣的效果［7］。

二、實證檢驗

以西安市為例，選用《西安市統(tǒng)計年鑒》、《西安市土地規(guī)劃年鑒》、世界糧農組織(FAO)數(shù)據(jù)庫中的自然資源數(shù)據(jù)、生產與消費數(shù)據(jù)、土地利用數(shù)據(jù)等，對西安市的生態(tài)足跡需求量和供給量進行計算，并選用生態(tài)足跡理論模型對西安市可持續(xù)發(fā)展狀況進行定量評價，結合當?shù)氐膶嶋H情況提出了消除生態(tài)赤字的途徑和方法，希望能夠為西安經濟環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展提供可行的理論依據(jù)。其中能源賬戶的計算是將能源消費所消耗的熱量折算成一定的化石能源土地面積，采用世界上單位化石能源生產土地面積的平均發(fā)熱量為標準。西安市2003～2010年人均生態(tài)需求量，見表1。

由表1可看出，西安市人均生態(tài)足跡從2003～2010年呈現(xiàn)逐年遞增趨勢。西安市人均生態(tài)足跡需求量在2003～2006年的增長趨勢非常明顯，而在2006年以后增長趨勢有所放緩，出現(xiàn)這種情況是因為2003～2006年西安市的化石能源土地和建筑用地的人均生態(tài)足跡需求量都逐年遞增，且需求量增長幅度均比較大。由表1還可看出:除了化石能源用地和建筑用地的生態(tài)足跡需求量逐年遞增的趨勢較為明顯外，其余4類土地的人均生態(tài)足跡需求量增長幅度并不大;化石能源用地和耕地用地在總的人均生態(tài)足跡需求量中的比例分別占第一和第二，因此可以說它們年變化趨勢對于總的人均生態(tài)足跡變化趨勢影響最大;水域在2006年以后呈下降趨勢。

表2為西安市2003～2010年人均生態(tài)足跡供給量。由表2可以看出，各類型生物生產土地面積的生態(tài)供給量在2003～2010年呈微弱的遞減趨勢。各類型土地的生態(tài)供給量所占比例大小變動范圍均比較小，所占比例從大到小依次為建筑用地、耕地、林地、草地、水域和化石能源用地?？鄢?2%的生物多樣性土地面積后的各類型土地的最終生態(tài)供給量也呈現(xiàn)逐年遞減趨勢，所占比例最大的仍為建筑用地，2003年的最終供給量為0．589 974 hm2/人，到2010年降為0．534 968 hm2/人，下降了約9．3個百分點。所占比例最小的為水域，2003年的最終供給量為0．000 496 hm2/人，到2010年降為0．000 448 hm2/人，下降了約9．6個百分點。可見，不同類型的土地供給量差異較大，且其供給量每年的遞減速度也不同，總的人均生態(tài)供給量也呈現(xiàn)逐年遞減趨勢，在2007～2010年減少幅度較小，其原因可能在于節(jié)能減排、生態(tài)建設加速等。

表1 西安市2003～2010年人均生態(tài)足跡需求量hm2/人

表2 西安市2003～2010年人均生態(tài)足跡供給量hm2/人

根據(jù)表1和表2所計算的人均生態(tài)足跡需求量和供給量，再選用式(4)就可計算西安市人均生態(tài)赤字，計算結果如表3所示(表3中應用的生態(tài)足跡供給量是扣除了12%的生物多樣性土地面積的最終生態(tài)足跡供給量)。

由表3可以看出，西安市2003～2010年人均生態(tài)赤字都是大于0的，這表明西安市的生態(tài)處于不可持續(xù)增長的狀態(tài)，并且西安市的人均生態(tài)赤字逐年增大，從2003年的0．558 528 hm2/人上升到了2010年的1．950 324 hm2/人，是2003年的近3．5倍，完全可以說明西安市的生態(tài)條件朝著惡化、不可持續(xù)的方向發(fā)展。大多數(shù)專家認為，生態(tài)赤字大部分可以靠進口來解決，但是西安市地處中國中西部，相對于沿海城市來說，進口是比較困難的，這也就決定了西安市只能依靠消耗自身的自然資源存量來彌補生態(tài)赤字。如何使西安市居民的生活水平在不降低甚至有所提高的前提下，減少生態(tài)赤字，提高生態(tài)承載力，這是西安市生態(tài)建設和經濟發(fā)展相協(xié)調所必須面臨的問題。

此外，如果選用西安市人均GDP、生態(tài)赤字為相應的解釋變量和被解釋變量進行建模，可以檢驗出一個促使生態(tài)赤字增長的綜合因素。本文選用以下模型［8］，即

式中:Yi、xi分別為i時段的生態(tài)赤字和人均GDP;β0為常數(shù);β1為系數(shù)，若β1＞0，表明xi對Yi有正向作用;若β1＜0，表明xi對Yi有反向作用;εi為隨機誤差。利用2003～2010年西安市的人均GDP和生態(tài)赤字，對西安市的生態(tài)足跡需求量和供給量進行了計算與分析，Eviews6．0軟件分析結果見表4。

表3 西安市2003～2010年人均生態(tài)赤字hm2/人

表4 計量模型模擬的檢驗結果

另外，筆者通過Eviews6．0軟件還可以得到其他5個重要參數(shù)的結果，即判定系數(shù)為0．949 672，調整后的判定系數(shù)為0．941 284，杜賓統(tǒng)計量為1．539 06，F(xiàn)統(tǒng)計量為113．218 2，F(xiàn)統(tǒng)計量的伴隨概率為0．000 041。

由表4可以看出，人均GDP取自然對數(shù)的系數(shù)為1．173 327，因此有理由相信，在現(xiàn)階段西安市的人均GDP增長對生態(tài)赤字有正向作用。2010年西安市的人均GDP為40 922．22元，折算成美元為6 295．72美元，距離環(huán)境庫茲涅茨曲線中的拐點(1萬美元)尚有差距，筆者的結論也符合環(huán)境庫茲涅茨曲線拐點前生態(tài)赤字隨人均GDP的增長而擴大的結論。

三、政策與建議

根據(jù)上文對西安市2003～2010年的生態(tài)環(huán)境現(xiàn)實發(fā)展狀態(tài)的分析，筆者提出以下3點建議:

第一，適度控制人口的規(guī)模，減輕西安市生態(tài)環(huán)境壓力。近年來，西安市人口激增，在2003～2010年期間總人口逐年遞增，由716．58萬人增加到792．11萬人，較2003年增加約11個百分點。人口規(guī)模擴大直接導致生態(tài)足跡需求總量上升，故減輕生態(tài)環(huán)境壓力，就必須適度控制人口規(guī)模，減少對各類資源、能源的消耗總量。

第二，促進循環(huán)經濟的發(fā)展，全面建設“資源節(jié)約型、環(huán)境友好型”社會。根據(jù)循環(huán)經濟的“3R”原則——減量化、再利用和資源化，實現(xiàn)由“高投入、低產出”的粗放型生產模式向“低投入、高產出”的集約型生產模式轉換。通過生態(tài)產業(yè)園區(qū)建設，強化園區(qū)內產業(yè)循環(huán)，減少污染物排放;加強城市生活垃圾和污水的再利用，如城市沼氣生產利用研發(fā)、城市污水循環(huán)再利用研發(fā)和工程建設;倡導綠色消費、地毯生活，使西安市居民形成節(jié)約意識，反對盲目消費、過度消費和奢侈消費，促使消費與生態(tài)環(huán)境相互協(xié)調。

第三，對土地資源進行合理開發(fā)和規(guī)劃，提高西安市土地生態(tài)供給量。隨著經濟的發(fā)展，西安市大量耕地、林地和草地被用于工礦、交通、房屋等建設，致使地表植被破壞、生物生產土地面積下降，最終導致西安市逐年遞增的生態(tài)需求量與逐年遞減的生態(tài)供給量矛盾加劇。因此，西安市政府必須加強土地利用規(guī)劃布局，充分考慮自然資源條件和環(huán)境承載能力，合理保護和利用土地、水、能源等重要資源，并通過技術革新，提高各類生物生產土地面積，最終達到提高生態(tài)供給量的目的。

四、結語

在中國經濟快速增長的今天，環(huán)境問題也日益突出，如何有效地在經濟增長的同時來保護環(huán)境質量成為了現(xiàn)今的一大難題。本文應用生態(tài)足跡模型對西安市近些年來的生態(tài)足跡需求量和供給量進行計算與分析，結果表明，由于西安市近年來經濟快速增長、城市化進程加快、消費水平的提高，導致生態(tài)足跡需求量的上升;在生態(tài)足跡供給量基本沒有變化的基礎上，生態(tài)赤字逐年增加，西安市的經濟處于不可持續(xù)狀態(tài)。因此，重視生態(tài)環(huán)境與經濟發(fā)展的協(xié)調，有利于西安市經濟更好、更快地發(fā)展。

［1］Ying N，Chun Y J，Hong Q Y．The forest ecological footprint distribution of Chinese log imports［J］．Forest Policy and Economics，2010，12(3):231-235．

［2］Kissinger M，Gottlieb D．Place oriented ecological footprint analysis:the case of Israel's grain supply［J］．Ecological Economics，2010，69(8):1639-1645．

［3］Huijbregts M A，Hellweg S，F(xiàn)rischknecht R，et al．Ecological footprints accounting in the life cycle assessment of products［J］．Ecological Economics，2008，64(4):798-807．

［4］徐玉霞．基于生態(tài)足跡的寶雞市土地生態(tài)承載力評價［J］．江西農業(yè)學報，2010，22(4):102-106，110．

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［6］張志強，徐中民，程國棟．生態(tài)足跡的概念及計算模型［J］．生態(tài)經濟，2000(10):8-10．

［7］楊學義，丁德科，高全成，等．西北部產業(yè)結構生態(tài)化建設研究［M］．西安:西北工業(yè)大學出版社，2009．

［8］周巧，向書堅．中國2001～2007年間生態(tài)足跡的動態(tài)測算與分析［J］．中南財經政法大學研究生學報，2010(3):46-57．

Study of Xi'an sustainable development based on ecological footprint method

GAO Quan-cheng，XU Jing-gui，ZOU Bo

(School of Economics，Xi'an University of Finance and Economics，Xi'an 710061，Shaanxi，China)

In order to provide practical and theoretical basis for the sustainable development of Xi'an，this paper，on the basis of ecological footprint model，conducts computation and analysis for the ecological footprint demand and supply of Xi'an from 2003 to 2010 with the data from Xi'an statistical yearbook．The analysis shows that as the progress of urbanization has been sped up，the economy has been increased more quickly and the consumption levels has been raised，there is a rapid rise of the ecological footprint demand and the ecological deficit in Xi'an．Therefore，the more attention to the coordination between the ecological environment and economic development will be benefitial to the economy and society in the city．

Xi'an;ecological footprint demand;ecological footprint supply;ecological deficit

F062．9

A

1671-6248(2012)03-0060-05

2012-05-12

陜西省軟科學研究計劃項目(2008KR119)

高全成(1957-)，男，河南孟津人，教授。