重慶市生態(tài)足跡與生態(tài)承載力動(dòng)態(tài)演變特征

楊權(quán)伍等

摘要：運(yùn)用生態(tài)足跡理論，計(jì)算和分析了重慶市1997-2012年間的生態(tài)足跡動(dòng)態(tài)變化過(guò)程，并利用SPSS軟件對(duì)重慶市2013-2022年的生態(tài)足跡做出預(yù)測(cè)。結(jié)果表明，重慶市人均生態(tài)足跡呈持續(xù)增長(zhǎng)趨勢(shì)，人均生態(tài)承載力呈逐年遞減趨勢(shì)，從而造成生態(tài)赤字逐年擴(kuò)大。人均生態(tài)足跡從1997年的1.795 8 hm2增加到2012年的3.057 5 hm2，人均生態(tài)承載力從1997年的0.460 6 hm2下降到2012年的0.434 8 hm2，而生態(tài)赤字從1997年的1.299 2 hm2擴(kuò)大到2012年的2.622 7 hm2；萬(wàn)元GDP生態(tài)足跡從1997年的3.350 1 hm2減少到2012年的0.782 3 hm2。發(fā)展預(yù)測(cè)結(jié)果顯示，到2022年，重慶市生態(tài)赤字將高達(dá)4.275 1 hm2，且生態(tài)赤字與總?cè)丝诔曙@著正相關(guān)，而與耕地、草地、水域、化石燃料呈顯著負(fù)相關(guān)。

關(guān)鍵詞：生態(tài)足跡；生態(tài)承載力；動(dòng)態(tài)分析；預(yù)測(cè)；相關(guān)性；重慶市

中圖分類(lèi)號(hào)：F062.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：0439-8114（2015）16-3918-03

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2015.16.022

The Dynamic Evolution Characteristics of the Ecological Footprint and

Ecological Capacity of Chongqing

YANG Quan-wu，TU Jian-jun， JIA Lin-rui， HOU Rui， ZHOU Xue-rong

（School of Geographical Sciences， Southwest University， Chongqing 400715， China）

Abstract： Based on the ecological footprint method， calculated and analyzed the dynamic change of ecological footprint in Chongqing from1997 to 2012，and predicted the development of the ecological footprint in Chongqing from 2013 to 2022 using SPSS .The results indicate that the ecological footprint per capita of Chongqing city was increasing， the ecological carrying capacity per capita was decreasing year by year， and the ecological deficit was increasing year by year. From 1997 to 2012， the ecological footprint per capita increased from 1.759 8 hm2 to 3.057 5 hm2， the ecological carrying capacity per capita decreased from 0.460 6 hm2 to 0.434 8 hm2， but the ecological deficit showed a trend to increase that enlarges from 1.299 2 hm2 to 2.622 7 hm2， while the ecological footprint for ten thousand Yuan GDP decreased from 3.350 1 hm2 to 0.782 3 hm2. Prediction results showed that the ecological deficit were as high as 4.275 1 hm2 by 2022， and the ecological deficit was significantly positive correlation with the total population， while was significantly negative correlation with the land， grassland， water， fossil fuels.

Key words： ecological footprint； ecological capacity； dynamic analysis ；prediction； correlation；Chongqing city

生態(tài)足跡理論是由加拿大生態(tài)經(jīng)濟(jì)學(xué)家William Rees在1992年提出，并由Wackernagel完善的一種定量評(píng)價(jià)可持續(xù)發(fā)展?fàn)顟B(tài)的方法[1]。自1999年該理論引進(jìn)中國(guó)以來(lái)[2，3]，隨著該理論的不斷發(fā)展和完善，對(duì)時(shí)間序列上的動(dòng)態(tài)分析研究已經(jīng)成為許多專家和學(xué)者們研究的重點(diǎn)[4-10]。基于此，本研究運(yùn)用生態(tài)足跡模型對(duì)重慶市1997-2012年生態(tài)足跡進(jìn)行了動(dòng)態(tài)變化分析，并利用SPSS19.0軟件對(duì)生態(tài)赤字進(jìn)行預(yù)測(cè)與相關(guān)性分析，最后針對(duì)重慶市可持續(xù)發(fā)展中存在的問(wèn)題提出相關(guān)措施和建議，以期為政府或相關(guān)部門(mén)制定政策與規(guī)劃提供科學(xué)依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

重慶市位于北緯28°10′-32°13′，東經(jīng)105°11′-110°11′，地處較為發(fā)達(dá)的東部地區(qū)和資源豐富的西部地區(qū)的結(jié)合部，東鄰湖北、湖南，南靠貴州，西接四川，北連陜西，是長(zhǎng)江上游最大的經(jīng)濟(jì)中心、西南工商業(yè)重鎮(zhèn)和水陸交通樞紐。地勢(shì)由南北向長(zhǎng)江河谷逐級(jí)降低，西北部和中部以丘陵、低山為主，東南部靠大巴山和武陵山兩座大山脈。重慶幅員面積8.24萬(wàn)km2，占全國(guó)國(guó)土面積的0.86%。到2012年末，重慶市戶籍統(tǒng)計(jì)人口3 343.44萬(wàn)人，常住總?cè)丝诩s294 5.00萬(wàn)人，全年實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)總值11 409.60 億元，占全國(guó)國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值的2.20%。

2 研究方法與數(shù)據(jù)來(lái)源

2.1 研究方法

2.1.1 生態(tài)足跡的模型 生態(tài)足跡是指為了滿足一定地區(qū)的人口消費(fèi)所需的生產(chǎn)性土地和水域的面積，以及吸納這些人口所產(chǎn)生的廢棄物的土地面積之和[10，11]。在生態(tài)足跡模型中，生物生產(chǎn)性土地主要考慮以下6種類(lèi)型，即化石燃料用地、耕地、林地、草地、建筑用地和水域。其計(jì)算公式[12]為：

EF=N×ef=N∑（？琢ai）=N∑（？琢ci/pi）（1）

式（1）中，EF為生態(tài)足跡；N為總?cè)丝?；ef為人均生態(tài)足跡；i為消費(fèi)品的類(lèi)型；ai為生產(chǎn)第i種消費(fèi)品需要占用的人均生態(tài)生產(chǎn)性土地面積；α為i種消費(fèi)品對(duì)應(yīng)土地類(lèi)型的均衡因子；ci為i種消費(fèi)品的人均消費(fèi)量；pi為i種消費(fèi)品的世界平均生產(chǎn)力。本研究采用全球一致的均衡因子[12]，林地和化石燃料用地為1.14，耕地和建筑用地為2.82，草地為0.54，水域?yàn)?.22。

2.1.2 生態(tài)承載力模型 生態(tài)承載力是指一個(gè)地區(qū)所能提供給人類(lèi)的生態(tài)生產(chǎn)性土地的面積總和。在其計(jì)算過(guò)程中，由于不同國(guó)家或地區(qū)資源稟賦的差異性，不僅單位面積不同類(lèi)型土地的生產(chǎn)力存在一定差別，而且單位面積同類(lèi)型生物生產(chǎn)性土地的生產(chǎn)力的差異也較大，因此不同國(guó)家或地區(qū)需要對(duì)“產(chǎn)量因子”進(jìn)行校正，產(chǎn)量因子指的是某個(gè)國(guó)家或地區(qū)的某一類(lèi)型土地的生產(chǎn)力與該類(lèi)型土地的世界平均生產(chǎn)力的比率。其計(jì)算公式[12]為：

ec=aj×rj×yj（2）

式（2）中，ec為人均生態(tài)承載力，即實(shí)際生態(tài)生產(chǎn)性土地面積；aj為人均第j類(lèi)生態(tài)生產(chǎn)性土地面積；rj為均衡因子；yj為產(chǎn)量因子。

EC=（1-12%）×ec×N（3）

式（3）中，EC為區(qū)域總生態(tài)承載力；N為區(qū)域人口數(shù)。根據(jù)世界環(huán)境發(fā)展委員會(huì)報(bào)告，生態(tài)承載力計(jì)算時(shí)應(yīng)扣除12%生態(tài)系統(tǒng)中生物多樣性的保護(hù)面積。本研究的產(chǎn)量因子[12]是采用Wackernagel計(jì)算中國(guó)生態(tài)足跡時(shí)的取值，耕地和建筑用地為1.66，森林為0.91，草地為0.19，水域?yàn)?.00。

2.1.3 生態(tài)赤字與生態(tài)盈余 生態(tài)足跡與生態(tài)承載力的差值為正值時(shí)，則為生態(tài)盈余，表明該地區(qū)的發(fā)展可利用自身資源維持其可持續(xù)發(fā)展；反之，則表現(xiàn)為生態(tài)赤字，表明需消耗該地區(qū)的自然資源超出其自身生態(tài)環(huán)境承載范圍，即處于不安全不可持續(xù)的發(fā)展?fàn)顟B(tài)。

2.2 數(shù)據(jù)來(lái)源

本研究中原始數(shù)據(jù)來(lái)自重慶市土地利用現(xiàn)狀變更調(diào)查（1997-2012年）、中國(guó)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒（1998-2013年）、重慶市統(tǒng)計(jì)年鑒（1998-2013年）、中國(guó)農(nóng)村統(tǒng)計(jì)年鑒（1998-2013年）、重慶市國(guó)土資源與房屋管理局信息網(wǎng)（http：//www.cqgtfw.gov.cn/）、世界糧農(nóng)組織（FAO）網(wǎng)上數(shù)據(jù)庫(kù)（http：//faostat.fao.org/）。

3 結(jié)果與分析

利用上述生態(tài)足跡模型對(duì)重慶市1997-2012年 的人均生態(tài)足跡和人均生態(tài)承載力進(jìn)行了計(jì)算和分析。

3.1 人均生態(tài)足跡與其構(gòu)成要素的動(dòng)態(tài)分析

由表1可知，在研究期間，重慶市人均生態(tài)足跡總體上呈持續(xù)增長(zhǎng)趨勢(shì)，從1997年的1.759 8 hm2/人增加到2012年的3.057 5 hm2/人，凈增長(zhǎng)1.297 7 hm2/人，年均增長(zhǎng)0.086 5 hm2/人，漲幅為73.74%，說(shuō)明隨著重慶市經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展，重慶市對(duì)生物資源和能源資源的消耗在逐年增加，對(duì)自身生態(tài)環(huán)境承載力造成的壓力也在不斷增大。

按照1997-2012年時(shí)間序列分析重慶市各類(lèi)型土地的人均生態(tài)足跡變化，由表1可知，耕地、草地和化石能源用地的人均生態(tài)足跡呈波動(dòng)增長(zhǎng)，水域、建筑用地、林地呈穩(wěn)定遞增趨勢(shì)。從人均生態(tài)足跡的構(gòu)成要素來(lái)看，對(duì)重慶市人均生態(tài)足跡貢獻(xiàn)最大的是化石燃料用地，其次是耕地、林地、草地、水域和建筑用地，自1997年至2012年分別增加了0.385 2、0.010 7、0.131 7、0.035 5和0.006 5 hm2/人，增速最快的是化石燃料用地，比1997年增加了2.7倍。據(jù)《重慶市統(tǒng)計(jì)年鑒》的統(tǒng)計(jì)，可以看到重慶市工業(yè)發(fā)展對(duì)煤炭的消耗量從1997年的1 383.98 萬(wàn)t增加到2012年5 521.11萬(wàn)t，16年間增長(zhǎng)了近3倍。而煤炭等化石燃料是第二產(chǎn)業(yè)主要的能耗，消耗量不斷增加且在人均生態(tài)足跡中貢獻(xiàn)最大，說(shuō)明重慶市仍是一個(gè)以工業(yè)尤其是重工業(yè)為主的城市。

3.2 人均生態(tài)承載力與其構(gòu)成要素的動(dòng)態(tài)分析

由表2可知，在研究期間，重慶市人均生態(tài)承載力總體上呈波動(dòng)遞減，從1997年的0.460 6 hm2/人下降到2012年的0.434 8 hm2，凈減少0.025 8 hm2/人，年均減少0.001 7 hm2/人，降幅為5.60%，說(shuō)明重慶市在城市化進(jìn)程中，生態(tài)環(huán)境承載力逐年下降。

按照1997-2012年時(shí)間序列分析各類(lèi)型土地的人均生態(tài)承載力變化，由表2可知，耕地人均生態(tài)承載力不斷下降，而建筑用地和草地呈波動(dòng)上升的趨勢(shì)，林地呈平穩(wěn)增長(zhǎng)的趨勢(shì)，水域呈先升后降的趨勢(shì)，基本保持不變。從人均生態(tài)承載力的構(gòu)成要素來(lái)看，耕地的人均生態(tài)承載力減少最多，從1997年到2012年凈減少了0.047 8 hm2/人，而林地、草地和建筑用地均略有增長(zhǎng)，但增幅不明顯。表明耕地是人均生態(tài)承載力的主要構(gòu)成要素，其變化直接決定了重慶市總體人均生態(tài)承載力的變化。具體來(lái)看，耕地在1997-2009年一直是處于下降的趨勢(shì)，而2010-2012年，耕地的人均生態(tài)承載力在2009年的基礎(chǔ)上有所增長(zhǎng)，分別增長(zhǎng)了0.026 4、0.024 4和0.023 4 hm2/人。主要是由于通過(guò)土地開(kāi)發(fā)整理以及大力實(shí)施耕地占補(bǔ)平衡措施來(lái)增加耕地面積。

3.3 生態(tài)赤字與其構(gòu)成要素的動(dòng)態(tài)分析

由表3可知，在研究期間，重慶市生態(tài)赤字總體上呈逐年增長(zhǎng)的趨勢(shì)，從1997年的1.299 2 hm2/人增長(zhǎng)到2012年的2.622 7 hm2/人，增長(zhǎng)了1倍以上。這表明重慶市發(fā)展所消耗的環(huán)境資源已遠(yuǎn)超出了區(qū)域所能提供的生態(tài)承載力能力范圍，處于不安全不可持續(xù)發(fā)展的狀態(tài)。

按照1997-2012年時(shí)間序列分析各類(lèi)型土地的人均生態(tài)赤字（盈余）變化，由表3可知，化石燃料用地、耕地、草地和水域的生態(tài)赤字均波動(dòng)上升，林地和建筑用地兩者為生態(tài)盈余并呈現(xiàn)增長(zhǎng)趨勢(shì)。從具體數(shù)值來(lái)看，到2012年，化石燃料用地、耕地、草地和水域的生態(tài)赤字分別約為1997年的3.7、2.2、1.2和1.9倍。

3.4 人均萬(wàn)元GDP生態(tài)足跡的動(dòng)態(tài)分析

人均萬(wàn)元GDP生態(tài)足跡即人均生態(tài)足跡與人均萬(wàn)元GDP的比值，表示每產(chǎn)生1萬(wàn)元GDP所需要的生物生產(chǎn)性土地面積。萬(wàn)元GDP生態(tài)足跡越大，表明單位面積生物生產(chǎn)性土地的產(chǎn)出率越低，研究區(qū)的資源利用效率就越低；反之，研究區(qū)的資源利用效率就越高。

重慶市從1997年至2012年間，人均GDP由5 252元增長(zhǎng)到39 083元，增長(zhǎng)了約6.4倍。由圖1可知，隨著重慶萬(wàn)元人均GDP的增加，萬(wàn)元GDP生態(tài)足跡卻逐年縮小，從1997年的3.35 hm2/萬(wàn)元減少到2012年的0.78 hm2/萬(wàn)元，反映出重慶市在社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展進(jìn)程中資源利用效率在逐步提高，資源利用方式正逐步由粗放型、能耗型向集約型、節(jié)約型轉(zhuǎn)變。

3.5 生態(tài)赤字預(yù)測(cè)與相關(guān)性分析

利用重慶市1997-2012年生態(tài)赤字的計(jì)算結(jié)果，以生態(tài)赤字為因變量，以時(shí)間序號(hào)為自變量，運(yùn)用統(tǒng)計(jì)軟件SPSS19.0進(jìn)行曲線擬合分析，得到二者的發(fā)展預(yù)測(cè)模型如下：

Y生態(tài)赤字 =0.002 9x2+ 0.042 1x+1.220 1（R2=0.993 0）

假設(shè)重慶市未來(lái)10年內(nèi)的人口增長(zhǎng)率、經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)及消費(fèi)模式和土地利用仍保持1997-2012年間的發(fā)展態(tài)勢(shì)，則根據(jù)上述的預(yù)測(cè)模型，到2022年，重慶市生態(tài)赤字高達(dá)4.275 1 hm2/人，具體預(yù)測(cè)數(shù)值見(jiàn)表4。

由表5可知，總?cè)丝诘腟ig值為0.003（小于0.01），Pearson相關(guān)性為0.700，表明生態(tài)赤字與總?cè)丝诔蕵O顯著正相關(guān)，而與耕地、草地、水域、化石燃料呈極顯著負(fù)相關(guān)。說(shuō)明總?cè)丝谝约案亍⒉莸?、水域和化石燃料是影響生態(tài)赤字的主要因素。

4 結(jié)論與建議

通過(guò)對(duì)重慶市1997-2012年人均生態(tài)足跡、人均生態(tài)承載力和生態(tài)赤字的動(dòng)態(tài)分析及預(yù)測(cè)與相關(guān)性分析，可以得出以下結(jié)論：①重慶市人均生態(tài)足跡呈持續(xù)增長(zhǎng)，人均生態(tài)承載力呈逐年遞減趨勢(shì)，從而造成生態(tài)赤字逐年擴(kuò)大。到2012年人均生態(tài)足跡增加了1.297 6 hm2/人，漲幅為73.74%，且化石燃料用地在人均生態(tài)足跡中所占比例最大；人均生態(tài)承載力減少了0.025 8 hm2/人，降幅為5.60%，且以耕地供給為主。②從萬(wàn)元GDP生態(tài)足跡看，重慶市萬(wàn)元人均GDP與萬(wàn)元GDP足跡也呈反方向變化，重慶市萬(wàn)元人均GDP不斷上升，而萬(wàn)元GDP的生態(tài)足跡卻不斷減小，說(shuō)明重慶市發(fā)展方式正逐步由粗放型、消耗性向集約型、節(jié)約型轉(zhuǎn)變。③根據(jù)預(yù)測(cè)結(jié)果顯示，到2022年，重慶市生態(tài)赤字將高達(dá)4.275 1 hm2/人，且通過(guò)相關(guān)性分析表明生態(tài)赤字與總?cè)丝诔蕵O顯著正相關(guān)性，而與耕地、草地、水域、化石燃料呈極顯著負(fù)相關(guān)性。

為了緩解重慶市經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)生態(tài)環(huán)境資源形成的壓力，提出以下措施建議，控制人口數(shù)量，以減少對(duì)生物和能源的需求，從而減少生態(tài)承載力；增加政府科技財(cái)政投入，提高耕地、草地、水域、化石燃料單位土地面積生物產(chǎn)量；保護(hù)現(xiàn)有的耕地資源，通過(guò)土地開(kāi)發(fā)整理來(lái)增加耕地；高效利用現(xiàn)存資源，使粗放型、消耗性的資源利用方式向集約型、節(jié)約型轉(zhuǎn)變；優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，對(duì)高能耗、高污染的產(chǎn)業(yè)進(jìn)行整改，建立資源節(jié)約型、環(huán)境友好型的雙型社會(huì)。

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