基于改進(jìn)生態(tài)足跡模型的區(qū)域生態(tài)經(jīng)濟(jì)研究
——以煙臺市為例

李 寧，王廣成

(山東工商學(xué)院管理科學(xué)與工程學(xué)院，山東煙臺264005)

基于改進(jìn)生態(tài)足跡模型的區(qū)域生態(tài)經(jīng)濟(jì)研究
——以煙臺市為例

李 寧，王廣成

(山東工商學(xué)院管理科學(xué)與工程學(xué)院，山東煙臺264005)

在產(chǎn)量因子與均衡因子的計(jì)算過程中采用了“省域模型”法，并以此建立了生態(tài)足跡模型以及生態(tài)承載力模型，對煙臺市經(jīng)濟(jì)發(fā)展的生態(tài)可持續(xù)性以及區(qū)域經(jīng)濟(jì)狀況進(jìn)行了評價。研究結(jié)果表明，煙臺市的耕地與建設(shè)用地富有生態(tài)盈余，具有較強(qiáng)的供給潛力;化石能源地生態(tài)赤字明顯，煙臺市的經(jīng)濟(jì)發(fā)展過多的依賴于化石能源，但是同時具有較高的生態(tài)利用效率;生物資源生產(chǎn)力不足，不能滿足居民對生物產(chǎn)品的需求;實(shí)際人口遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過生態(tài)適度人口;經(jīng)濟(jì)發(fā)展處于弱可持續(xù)發(fā)展?fàn)顟B(tài)。

生態(tài)足跡;生態(tài)足跡模型;生態(tài)承載力;區(qū)域生態(tài)經(jīng)濟(jì)

在經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展和人口的不斷膨脹之下人類生存與發(fā)展環(huán)境受到的來自于各種生態(tài)問題的威脅由于環(huán)境、資源和經(jīng)濟(jì)發(fā)展之間的矛盾的日益嚴(yán)重變得更加突出［1］。目前社會經(jīng)濟(jì)能否實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展所面臨的一個重要問題是能否正確的對自然環(huán)境所受到的來自人類活動的壓力以及區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)的承載力進(jìn)行評估［2］。生態(tài)足跡(ecological footprint，簡稱EF)最早是由加拿大生態(tài)經(jīng)濟(jì)學(xué)家Wiliam Rees及其博士生于1996年首次提出的一種用來衡量人類活動對自然資源的利用程度和生態(tài)環(huán)境能夠?yàn)槿祟愄峁┒嗌偕С止δ艿姆椒ǎ?］。近年來，許多學(xué)者在生態(tài)足跡模型的基礎(chǔ)上在相關(guān)的領(lǐng)域做了許多研究，應(yīng)用主要集中在生態(tài)足跡與食物消費(fèi)模式的差異［4－6］、國際貿(mào)易與生態(tài)不平等交換［7－8］、生態(tài)足跡與家庭收入與消費(fèi)支出差異的關(guān)系［9］、循環(huán)經(jīng)濟(jì)［10］、能源消耗［11］、可持續(xù)發(fā)展［12］等領(lǐng)域。何峰等［13］認(rèn)為生態(tài)足跡模型在應(yīng)用方面存在一些障礙并對原模型進(jìn)行了修正，利用經(jīng)修正的模型評價了縣域的生態(tài)可持續(xù)性。利用全國統(tǒng)一的均衡因子與產(chǎn)量因子來反應(yīng)的各省市的區(qū)域發(fā)展?fàn)顩r與生產(chǎn)力狀況與其客觀值之間存在一定的偏差［14］，因此張恒義［15］構(gòu)建了“省公頃”模型來計(jì)算均衡因子和產(chǎn)量因子，并對浙江省的生態(tài)足跡按照城市劃分進(jìn)行了實(shí)證研究。金丹等以徐州市和長治市為例分析研究了這兩個不同區(qū)域之間采煤業(yè)的生態(tài)足跡并與其他行業(yè)之間的生態(tài)足跡進(jìn)行了比較分析［16］。草原生態(tài)系統(tǒng)具有一定的特殊性，楊艷等在時間序列的基礎(chǔ)上對草原地區(qū)的生態(tài)承載力與可持續(xù)發(fā)展問題進(jìn)行了研究并對錫林郭勒盟近30年的生態(tài)狀況進(jìn)行了分析［17］。

本文通過建立生態(tài)足跡與生態(tài)承載力模型，以煙臺市為研究對象，計(jì)算并分析了煙臺市2011年的生態(tài)足跡與生態(tài)承載力，并在此基礎(chǔ)上研究了其區(qū)域可持續(xù)發(fā)展性，得出了煙臺市經(jīng)濟(jì)發(fā)展目前處于一種弱可持續(xù)發(fā)展?fàn)顟B(tài)的結(jié)論，并根據(jù)此結(jié)論提出了相應(yīng)的政策建議。

一、研究區(qū)域概況

煙臺市是一個地處山東半島北部、擁有7個縣級市、6個區(qū)和一個縣的沿海城市，該市氣候?yàn)榕瘻貛Т箨懶约撅L(fēng)氣候，實(shí)際人口為651.8萬，全市海洋面積2.6萬平方公里，陸地面積1.37萬平方公里。南鄰渤海、北鄰黃海，是國內(nèi)唯一的一個與兩個海洋相鄰的城市，其海岸線長達(dá)909公里。海洋漁業(yè)資源豐富，在200多個近海漁業(yè)生物品種中有100多個品種具有捕撈價值。煙臺市主要為低山丘陵區(qū)，丘陵與山地占了全部土地面積的76.3%，其次平原占了20.8%，洼地面積則只占了2.9%。煙臺市擁有豐富的地下礦產(chǎn)資源，僅被探明儲量的礦產(chǎn)就有40多種，其中尤其以黃金儲量最為豐富，從全國來看煙臺市的黃金儲量是最多的，沿海大陸架的石油與天然氣儲量也相當(dāng)豐富，為富集型油區(qū)。

二、研究方法

(一)改進(jìn)的生態(tài)足跡模型

一定區(qū)域內(nèi)的生態(tài)經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r可以通過將維持人類生產(chǎn)活動和處理人類活動廢棄物所需要的生態(tài)生產(chǎn)性土地面積和該區(qū)域所能夠提供的生態(tài)承載力大小進(jìn)行比較來進(jìn)行判斷，生態(tài)足跡模型是一種評估人類活動對生態(tài)生產(chǎn)性土地需求面積和區(qū)域生態(tài)生產(chǎn)性土地供給能力的模型。

生態(tài)足跡模型為

式中，A＇j代表第j類土地的生態(tài)足跡，hm2，其中j =1，2，3…m代表各不同類型的生態(tài)生產(chǎn)性土地。i=1，2，3…n代表各種生態(tài)產(chǎn)品。EPi代表區(qū)域內(nèi)第i種產(chǎn)品的年平均生產(chǎn)力，t/hm2;Ci為第i種生態(tài)產(chǎn)品的年消耗量，t;Pi為第i種生態(tài)產(chǎn)品的年生產(chǎn)量，t;Ii是第i種產(chǎn)品的進(jìn)口量，t;Ei是第i種生態(tài)產(chǎn)品的出口量，t。

式中產(chǎn)品的平均消費(fèi)量Ci由于各個地區(qū)之間經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、生活水平的不同而存在很大差異，具有不同生態(tài)生產(chǎn)力的生態(tài)生產(chǎn)性土地不能直接進(jìn)行比較，EPi的值也因?yàn)榈赜虻牟煌嬖诓町?，利用世界平均水平的EPi來計(jì)算區(qū)域的生態(tài)足跡必然會導(dǎo)致不真實(shí)的生態(tài)盈余，因此引入經(jīng)過修正的等價因子γj對生態(tài)生產(chǎn)性土地的生態(tài)足跡模型進(jìn)行調(diào)整。γj表示省域與世界生態(tài)生產(chǎn)性土地平均產(chǎn)量的比值，用γj對原生態(tài)足跡模型進(jìn)行調(diào)整得到改進(jìn)的生態(tài)足跡模型為:

式中，Aj是經(jīng)過調(diào)整后的第j類生態(tài)生產(chǎn)性土地的生態(tài)足跡，hm2;EP為省域生態(tài)生產(chǎn)性土地的年平均生產(chǎn)量，t/hm2;為全球生態(tài)生產(chǎn)性土地的年平均生產(chǎn)量，t/hm2。

式中，EAj為人均生態(tài)足跡，N為該地區(qū)人實(shí)際口數(shù)。

1.耕地、林地、建成地的生態(tài)足跡。耕地、林地屬于生物資源類土地，可以根據(jù)其生產(chǎn)的消費(fèi)性產(chǎn)品用模型(2)計(jì)算其生態(tài)足跡。建成地包括農(nóng)村晾曬谷物的場地、道路、禽畜飼養(yǎng)場地等都是占用的耕地面積，其生態(tài)足跡可以按照其占用的耕地面積來進(jìn)行計(jì)算。建設(shè)用地的生態(tài)足跡模型為:

式中sj表示第j類建筑用地的面積，δj表示產(chǎn)量因子，γj為均衡因子，γj、δj將在下文進(jìn)行描述。

2.水域的生態(tài)足跡?？梢赃\(yùn)用公式(2)對水域用地的生態(tài)足跡進(jìn)行計(jì)算，據(jù)FAO報告，依據(jù)生產(chǎn)方式對全球水產(chǎn)品產(chǎn)量進(jìn)行劃分，可以分為海水捕撈、淡水捕撈、海水養(yǎng)殖、淡水養(yǎng)殖4個部分［8］。根據(jù)何峰等人的研究［7］公式(2)中的值取1.47t/hm2。

3.畜牧業(yè)用地的生態(tài)足跡。畜牧業(yè)生用地態(tài)足跡包括飼料所消耗的生態(tài)生產(chǎn)性土地面積與草料所消耗的生態(tài)生產(chǎn)性土地面積。其中飼料主要來源于耕地、草料主要來源于草地，其模型為:

式中，i=1，2，3…n為用于飼養(yǎng)各種禽畜的生態(tài)性產(chǎn)品，k=1，2，3…m為各種禽畜產(chǎn)品，As是來源于耕地的畜牧業(yè)用地的生態(tài)足跡hm2;A1是來源于牧草地的畜牧業(yè)用地的生態(tài)足跡，hm2;Psk是來源于耕地的k類禽畜產(chǎn)品的產(chǎn)量，t。Esk是每單位k類產(chǎn)品所需要消耗的糧食用量，kg;Eik是生產(chǎn)單位產(chǎn)量的k產(chǎn)品所需要的第i中原料在所有原料中所占的比重，%。Pgk是來源于牧草地的禽畜產(chǎn)品的產(chǎn)量，t。是牧草地的平均產(chǎn)量，t/hm2是第i種原料的世界平均產(chǎn)量t/hm2。

4.化石能源地生態(tài)足跡?；茉粗饕ㄟ^燃燒以熱能形式為人類經(jīng)濟(jì)活動提供消費(fèi)，化石能源燃燒會釋放溫室氣體，溫室氣體主要以CO2為主，CO2參與全球碳循環(huán)，因此可以通過碳循環(huán)來計(jì)算化石能源的生態(tài)足跡。人類排放到大氣中的CO2除了由森林草地等吸納以外海洋也對CO2進(jìn)行吸納，據(jù)估計(jì)海洋吸收的CO2占總量的1/ 3［15］。故此本文在對化石能源地生態(tài)足跡的計(jì)算過程中采用了碳匯法，其模型為:

式中，Ajl是某類化石能源所需要的林地的生態(tài)足跡，t/hm2;Ajm是某類化石能源所需要的牧草地的生態(tài)足跡，t/hm2;Ci是某化石燃料消耗量，t;Hi化石燃料的燃燒熱值系數(shù)，KJ/t;Fi是碳排放系數(shù)，t/ KJ;Perl是除去海洋吸納的CO2量林地碳蓄積量在陸地生態(tài)系統(tǒng)碳蓄積量中所占的比重，%;Perl是除去海洋吸納的CO2量牧草地碳蓄積量在陸地生態(tài)系統(tǒng)碳蓄積量中所占的比重，%;ωl是每公頃林地每年可吸納的CO2量，t/hm2;ωm是每公頃牧草地每年可吸納的CO2量，t/hm2。

5.電力用地生態(tài)足跡。本文主要考慮火電與水電的生態(tài)足跡，火電的生態(tài)足跡轉(zhuǎn)化為化石能源地的生態(tài)足跡，火電消費(fèi)量等于火電的消費(fèi)量減去被用于繼續(xù)進(jìn)行火電發(fā)電的電量。即:

式中Cix為火電的消耗量，千瓦/時;Cif為繼續(xù)用于火電發(fā)電的火電消費(fèi)量，千瓦/時;Cm為用于火電發(fā)電的用煤量，t;Ci為火電的消費(fèi)量，t;μ是原煤轉(zhuǎn)化系數(shù)，1.4;λ是單位火電用煤量，t;

根據(jù)何峰［7］等人的研究我國水電平均生產(chǎn)力是1.748×103GJ/hm2，，水電的單位生態(tài)足跡是0.21×10－5hm2。由于煙臺市沒有水電發(fā)電故在本文中對于煙臺市的水電生態(tài)足跡不予考慮。

6.其他土地的生態(tài)足跡。其他土地包括生產(chǎn)生活用水用地、污水處理用地、垃圾處理用地、可再生能源消耗以及礦區(qū)用地、田坎用地等。生活用水與污水處理的生態(tài)足跡可以根據(jù)所需要的電力來進(jìn)行計(jì)算，其模型為:

式中，Chd是火電的消耗量，KW·h;Csd是水電的消耗量，KW/h;τhd與τsd分別是火電與水電的單位生態(tài)足跡，hm2/KW·h。

7.均衡因子與產(chǎn)量因子的計(jì)算。由于不同區(qū)域不同類型的生態(tài)生產(chǎn)性土地受到多方面的影響在生產(chǎn)力上是不同的，產(chǎn)量因子與均衡因子作為一種修正參數(shù)可以對不同區(qū)域內(nèi)的生態(tài)生產(chǎn)性土地的生產(chǎn)力進(jìn)行調(diào)整使之可以直接進(jìn)行比較，為了避免產(chǎn)生不必要的生態(tài)盈余采用張恒義的研究結(jié)果［9］，均衡因子與產(chǎn)量因子的計(jì)算模型如下:

式中，γj為均衡因子，δj為產(chǎn)量因子，是省域內(nèi)第i類土地的平均生產(chǎn)力，KJ/hm2;P是全省所有土地平均生產(chǎn)能力，KJ/hm2;Qi是指全省范圍內(nèi)第i類土地上的生物總量，KJ;Si是省內(nèi)第i類土地的生產(chǎn)面積，hm2;指全省范圍內(nèi)第i類土地上的第k種產(chǎn)品的產(chǎn)量，Kg;指第i類土地上第k種生物性產(chǎn)品的單位熱值，KJ/Kg。指 j市第 i類土地的平均生產(chǎn)能力，Kg/hm2;指j市第i類土地的全部產(chǎn)出量，KJ;指j市第i類土地的總面積，hm2;()j指j市第i類土地的第k種產(chǎn)品的年產(chǎn)量，Kg。

(二)生態(tài)承載力模型

生態(tài)承載力表示在現(xiàn)有的技術(shù)水平和消費(fèi)水平下，現(xiàn)有的環(huán)境與資源能夠給人類活動提供多大的供給。

1.水域、林地、耕地、建成地、畜牧業(yè)用地以及電力用地的生態(tài)承載力。耕地、林地、水域、畜牧業(yè)用地的生態(tài)承載力可以用下述公式計(jì)算:

式中，ACj為第j類土地的生態(tài)承載力，hm2;Sj為某區(qū)域內(nèi)第j類生態(tài)生產(chǎn)性土地的面積，hm2;其他參數(shù)的含義同上文。

2.化石能源地生態(tài)容量?；茉吹氐纳鷳B(tài)足跡歸入全球碳循環(huán)中進(jìn)行計(jì)算，在計(jì)算化石能源地的生態(tài)承載力時也分為林地、牧草地兩部分，模型為:

式中，ACj是化石能源地的生態(tài)承載力，hm2;ACl是源于林地的生態(tài)承載力，hm2;ACm是源于牧草地的生態(tài)承載力，ACm;Sl是當(dāng)?shù)亓值氐拿娣e，hm2;Sm是本地牧草地的面積，hm2;EXl是研究區(qū)域內(nèi)林地的年平均碳吸收能力，t/hm2;是全球林地年平均碳吸收能力，t/hm2;δl是所研究得區(qū)域內(nèi)的牧草地的年平均碳吸收能力，t/hm2;δm是全球范圍內(nèi)牧草地的年平均碳吸收能力，t/ hm2;δl是研究區(qū)域內(nèi)林地的產(chǎn)量因子，δm是研究區(qū)域內(nèi)牧草地的產(chǎn)量因子。

(三)生態(tài)赤子/盈余

生態(tài)足跡是人類活動對環(huán)境所提出的需求，

是人類活動對環(huán)境的影響，生態(tài)承載力表示環(huán)境對人類活動所能夠提供的供給。生態(tài)赤子或生態(tài)盈余是生態(tài)足跡與生態(tài)承載力的差值，表示人類經(jīng)濟(jì)活動的生態(tài)可持續(xù)發(fā)展能力。大于0代表生態(tài)赤字，小于0代表生態(tài)盈余。模型表示如下:

三、實(shí)證分析——以煙臺市為例

利用上文構(gòu)造的生態(tài)足跡模型和煙臺市2011年的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)對煙臺市當(dāng)年的生態(tài)足跡與生態(tài)承載力進(jìn)行了計(jì)算，其中基礎(chǔ)數(shù)據(jù)來源于《中國環(huán)境統(tǒng)計(jì)年鑒》《農(nóng)業(yè)技術(shù)經(jīng)濟(jì)手冊(修訂版)》《中國林業(yè)統(tǒng)計(jì)年鑒》《中國農(nóng)業(yè)年鑒》《國際統(tǒng)計(jì)年鑒》《中國農(nóng)村統(tǒng)計(jì)年鑒》《山東農(nóng)村統(tǒng)計(jì)年鑒》《山東統(tǒng)計(jì)年鑒》《煙臺統(tǒng)計(jì)年鑒》《中國農(nóng)墾統(tǒng)計(jì)年鑒》、基于IPPC《國家溫室氣體排放清單指南》、聯(lián)合國糧農(nóng)組織網(wǎng)站提供的數(shù)據(jù)［18］。世界各類農(nóng)產(chǎn)品的平均產(chǎn)量根據(jù)《國際統(tǒng)計(jì)年鑒》的數(shù)據(jù)進(jìn)行了調(diào)整。煙臺市牧草需求量根據(jù)牲畜產(chǎn)量及《農(nóng)業(yè)技術(shù)經(jīng)濟(jì)手冊(修訂版)》的數(shù)據(jù)進(jìn)行了調(diào)整。

飼料中的糧食含量按照0.6進(jìn)行計(jì)算。

表1 2011年農(nóng)產(chǎn)品世界平均產(chǎn)量

表2 禽畜年飼料與草料消耗量 公斤/頭

在化石能源地生態(tài)足跡的計(jì)算中世界林地與牧草地的碳吸收量比例為82.72:17.28，世界林地與牧草地的年平均固碳能力分別為3.18t/hm2和0.948t/hm2。煙臺市林地與牧草地的年均固碳能力取3.603和0.967t/hm2。

為了維持生態(tài)可持續(xù)發(fā)展的需要，根據(jù)世界環(huán)境與發(fā)展委員會的規(guī)定，應(yīng)該在計(jì)算所得的生態(tài)承載力總量中扣除12%的生物多樣性保護(hù)面積。經(jīng)過計(jì)算得表4煙臺市2011年的各類土地的產(chǎn)量因子與均衡因子表，表5生態(tài)足跡與生態(tài)承載力表?？紤]到煙臺海域面積較大且數(shù)據(jù)不易查找本文中的水域生態(tài)足跡只計(jì)算了煙臺市淡水水域。

表5中的生態(tài)承載力是扣除12%的生物多樣性保護(hù)面積之后的生態(tài)承載力，畜牧用地中來自耕地的部分歸入耕地進(jìn)行計(jì)算。

(一)生態(tài)足跡與生態(tài)承載力

通過表5可以看出，2011年煙臺市總的生態(tài)足跡為 4 988 277.807 hm2，人均生態(tài)足跡為0.765 3 hm2，總的生態(tài)承載力為1 686 378.741hm2，人均生態(tài)承載力為0.258 7 hm2。在所有類型的生態(tài)生產(chǎn)性土地中，化石能源地的生態(tài)足跡最大，占到了總生態(tài)足跡的42.815%，其次是電力用地，畜牧業(yè)用地和耕地分列第三、第四。在土地的供給方面耕地?fù)碛凶畲蟮墓┙o潛力，其生態(tài)承載力高達(dá)57.426%，其次是建設(shè)用地，而生態(tài)足跡占比為42.815%的化石能源地在生態(tài)承載力上的占比只有11.253%，因此化石能源地幾乎沒有多余的供給能力。

表3 化石能源熱值系數(shù)與碳排放系數(shù)以及煙臺市2011年消耗量

表4 2011年煙臺市各類土地的均衡因子與產(chǎn)量因子

(二)生態(tài)盈余與生態(tài)赤字

煙臺市2011年只有耕地與建成地具有生態(tài)盈余且耕地的生態(tài)盈余要大于建成地的生態(tài)盈余。生態(tài)赤字從大到小依次為:化石能源地、電力用地、林地、水域、其他用地、牧草地。根據(jù)以上分析得只有耕地和建設(shè)用地具有生態(tài)盈余，其余各類土地均體現(xiàn)為生態(tài)赤字。總的來說2011年煙臺市生態(tài)狀況體現(xiàn)為赤字，全市居民的人均生態(tài)赤字為0.683 1 hm2。

由此可知目前總體來說煙臺市所能夠提供的生態(tài)承載力已經(jīng)不足以抵消其居民活動對自然生態(tài)系統(tǒng)所造成的壓力，生態(tài)系統(tǒng)風(fēng)險較大，經(jīng)濟(jì)發(fā)展處于弱可持續(xù)發(fā)展的狀態(tài)。

從生態(tài)盈余方面進(jìn)行分析，耕地和建設(shè)用地具有較高的供給潛力，但是建設(shè)用地的供給潛力又低于耕地，在建設(shè)用地出現(xiàn)生態(tài)盈余的情況下，將來在充分利用耕地生產(chǎn)力的基礎(chǔ)上可以適當(dāng)減緩建筑業(yè)的發(fā)展速度。

從生態(tài)赤字的方面分析，煙臺市的生態(tài)赤字在化石能源地與電力用地以及林地上表現(xiàn)的尤為明顯?；茉吹氐男枨罅渴?2 433 959.082 hm2，而生態(tài)承載力只有189 763.5647 hm2。其主要原因是因?yàn)闊熍_市是以工業(yè)為主的工業(yè)型城市，工業(yè)企業(yè)居多，需要消耗大量的化石能源，《中國煤炭工業(yè)年鑒》統(tǒng)計(jì)指出煙臺市煤炭儲量為7.86×106t，在煙臺招遠(yuǎn)擁有全國最大的金礦集中區(qū)，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和對礦產(chǎn)資源的開發(fā)，煙臺市的能源消耗量也會隨之增多，進(jìn)而煙臺市的化石能源地生態(tài)足跡也會不斷增加。2011年煙臺市的林地同樣呈現(xiàn)生態(tài)赤字的狀況，而耕地則體現(xiàn)為生態(tài)盈余，在這種情況下削減煙臺市生態(tài)足跡的最直接方式是進(jìn)一步擴(kuò)大煙臺市林地與草地的面積，在礦區(qū)開發(fā)利用之后及時恢復(fù)被破壞的生態(tài)環(huán)境，與此同時加大可再生資源的開發(fā)利用力度，這對于實(shí)現(xiàn)煙臺市經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展來說也是一個必然要求。2011年煙臺市的電力需求用地為1 144 872.369 hm2。遠(yuǎn)超過供給的89 628.189 4 hm2，這是因?yàn)闊熍_市沒有水力發(fā)電，全部用電均由火電供給，需要消耗大量化石燃料。煙臺市瀕臨渤海與黃海，具有豐富的海洋資源，可以利用海洋潮汐能進(jìn)行發(fā)電以減輕煙臺市電力用地的壓力。由表5還可以看出在畜牧用地中對牧草地的需求量非常大，達(dá)到673 212.383 3 hm2，但是牧草地的實(shí)際面積只有81 hm2。主要因?yàn)闊熍_屬于溫帶季風(fēng)氣候是低山丘陵區(qū)，本身沒有天然的牧草地，因此在牧草的供給上具有很大的限制，因而煙臺市發(fā)展畜牧業(yè)會受到客觀條件的限制，但是可以考慮從其他地區(qū)直接引進(jìn)畜牧產(chǎn)品來滿足本地居民的消費(fèi)需求。同時由于煙臺市耕地具有較大的供給潛力，也可以增加禽畜飼養(yǎng)的糧食比例以減少本地的畜牧用地的生態(tài)足跡。煙臺市本身淡水資源就不是很豐富，同時湖泊數(shù)量很少卻具有豐富的海洋資源，煙臺市應(yīng)主要大力發(fā)展海洋漁業(yè)，因此煙臺市的淡水域生態(tài)足跡也體現(xiàn)為生態(tài)赤字，在這種情況下，應(yīng)該擴(kuò)大從外地引入淡水產(chǎn)品的途徑與數(shù)量以滿足本地居民對淡水產(chǎn)品的需求。

表5 2011年煙臺市各類土地實(shí)際面積生態(tài)足跡與生態(tài)承載力

(三)煙臺市生態(tài)足跡構(gòu)成分析

由表5分析得出，人均生態(tài)足跡在不同類型的土地之間是存在較大差異，化石能源地與電力用地分別占到總生態(tài)足跡的 42.815% 與20.222%，畜牧用地12.643%。人均耕地的生態(tài)足跡為0.0443 hm2，占到總足跡的5.844%，建設(shè)用地、林地的生態(tài)足跡與耕地的差不多，分別占4.711%與3.197%?；茉吹?、電力用地、畜牧用地生態(tài)足跡占到總的75.68%，而其他用地的生態(tài)足跡僅占0.099%。這表明煙臺市消費(fèi)的土地類型主要是化石能源地、電力用地、畜牧用地;工業(yè)化程度較高、居民消費(fèi)水平也較高，是一個工業(yè)化的城市，并且經(jīng)濟(jì)發(fā)展主要依賴于化石能源。

化石能源地所占比例較大是因?yàn)闊熍_市以發(fā)展工業(yè)為主，占到所有產(chǎn)業(yè)的61%，電力全部為火電，對化石能源的依賴性很大。在2012年的產(chǎn)業(yè)增加值比重中第二產(chǎn)業(yè)占56.5%，由此可見煙臺市的快速發(fā)展進(jìn)程是在消耗大量化石能源的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的。

在全部土地類型中，牧草地的生態(tài)足跡占比也比較高，其主要原因是因?yàn)樵诓粩嘣鲩L的經(jīng)濟(jì)水平之下，居民的生活水平也得到了大幅度提高，人們對于肉類、禽蛋類的生物產(chǎn)品的需求量隨之大幅增長。在飼料用量比例不變的情況下會加大對牧草的需求。

煙臺市2011年人均生態(tài)足跡達(dá)到了0.765 3 hm2，相對來說處于較高水平，主要是因?yàn)闊熍_位于膠東半島經(jīng)濟(jì)發(fā)展地區(qū)，具有較強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)實(shí)力，居民消費(fèi)能力大、消費(fèi)層次高。2011年煙臺市城鎮(zhèn)居民人均可支配收入為30 045元，農(nóng)村居民人均純收入13 298元，山東省的分別為25 755.2元和9 446.5元。煙臺市的城鎮(zhèn)居民人均可支配收入與農(nóng)村居民年人均純收入分別是山東省的省平均水平的1.17倍和1.41倍，煙臺市的平均水平要遠(yuǎn)高于全省平均水平。

由此可以看出，煙臺市工業(yè)相對發(fā)達(dá)，但是對于化石能源的依賴性過大。居民消費(fèi)水平高，生活產(chǎn)品需求大，但是林業(yè)、畜牧業(yè)、淡水漁業(yè)的發(fā)展相對落后，生物資源生產(chǎn)力相對較弱，有待進(jìn)一步的提高。耕地與建設(shè)用地的生態(tài)盈余有待充分利用，以減輕其他土地的生態(tài)壓力。雖然目前來說煙臺市的經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度較快但是為了將來的生態(tài)可持續(xù)性發(fā)展必須開發(fā)尋找新能源以降低工業(yè)對化石能源的依賴性，同時要加大生物資源生產(chǎn)力水平的提高。

(四)生態(tài)利用效率計(jì)算與生態(tài)適度人口分析

表6 2011年煙臺市生態(tài)適度人口

由表 6可知，煙臺市 2011年實(shí)際人口為651.8萬，而生態(tài)適度人口只有220.33萬。實(shí)際人口是生態(tài)適度人口的2.96倍，這表明:在現(xiàn)有的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、消費(fèi)水平、生產(chǎn)力水平之下煙臺市生態(tài)環(huán)境承受的人口壓力已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其上限，煙臺市人口擴(kuò)充空間為負(fù)值。所以應(yīng)該在加快當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)上適度控制人口的增長，緩解人口對生態(tài)系統(tǒng)的壓力。煙臺市2011年EE為9.51萬/hm2，明顯高于同類型城市。表明煙臺市的生態(tài)利用效益較高。由于煙臺市工業(yè)發(fā)展大部分依賴于化石能源，因此可以通過改善煙臺市的能源結(jié)構(gòu)進(jìn)一步提高其生態(tài)利用效率。

四、結(jié)論

本文運(yùn)用經(jīng)過改進(jìn)的生態(tài)足跡模型，以山東省煙臺市作為研究對象計(jì)算和探討了其2011年的生態(tài)足跡與生態(tài)承載力，并以此分析研究了其區(qū)域經(jīng)濟(jì)狀況與生態(tài)可持續(xù)狀況，研究結(jié)果表明:

總體上來講煙臺市2011年的生態(tài)足跡大于生態(tài)承載力，土地利用呈現(xiàn)赤字狀態(tài)，若不進(jìn)行必要的調(diào)整，隨著經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步增長，赤字趨勢可能會進(jìn)一步增加。目前煙臺市的實(shí)際人口已達(dá)到生態(tài)適度人口的將近三倍，這表明在煙臺市目前所能提供的生態(tài)容量下人口負(fù)荷量已經(jīng)超出了其承載能力，生態(tài)系統(tǒng)風(fēng)險較大，經(jīng)濟(jì)發(fā)展在弱可持續(xù)發(fā)展?fàn)顟B(tài)下進(jìn)行，但是煙臺市的土地利用效率處于較高水平。

耕地、建設(shè)用地的供給潛力較大，應(yīng)該充分利用這一優(yōu)勢促進(jìn)農(nóng)業(yè)發(fā)展、提高禽畜產(chǎn)品糧食飼喂比例以減輕畜牧業(yè)的生態(tài)壓力。

目前居民對林業(yè)、畜牧業(yè)、淡水漁業(yè)產(chǎn)品的需求量不斷提高，煙臺市生物資源的生產(chǎn)能力不足，在畜牧業(yè)與淡水漁業(yè)的發(fā)展上受到當(dāng)?shù)刭Y源的限制，應(yīng)擴(kuò)大產(chǎn)品引進(jìn)途徑與范圍。林地面積明顯不足，應(yīng)繼續(xù)實(shí)施相應(yīng)的具有可行性的政策以擴(kuò)大本地區(qū)林地與草地面積。煙臺市屬于工業(yè)型城市，經(jīng)濟(jì)發(fā)展對化石能源的依賴性過大，應(yīng)該進(jìn)一步調(diào)整能源結(jié)構(gòu)，開發(fā)利用可再生資源從而實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)的生態(tài)化可持續(xù)發(fā)展。煙臺市的電力主要來自火電，這增加了化石能源的消耗，加劇了對區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)的壓力，應(yīng)充分利用豐富的海洋資源、風(fēng)力資源以改善能源供給結(jié)構(gòu)。

［1］周靜，管衛(wèi)華.基于生態(tài)足跡方法的南京可持續(xù)發(fā)展研究［J］.生態(tài)學(xué)報，2012，32(20):6471－6480.

［2］趙志強(qiáng)，李雙成，高陽.基于能值改進(jìn)的開放系統(tǒng)生態(tài)足跡模型及其應(yīng)用:以深圳市為例［J］.生態(tài)學(xué)報，2008，28(5): 2220－2230.

［3］Rees W E.Ecological footprint and appropriated carrying capacity:what urban economics leaves out［J］.Environment and Urbanization，1992，4(2):121－130.

［4］Gerbens－Leenes P W，Nonhebel S，Ivens W P M F.A method to determine land requirements relating to food consumption patterns［J］.Agriculture Ecosystems and Environment，2002，90:47－58.

［5］陳冬冬，高勝旺.近30年來中國農(nóng)村居民食物消費(fèi)的生態(tài)足跡分析［J］.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)，2010，43(8):1738－1747.

［6］Gerbens－Leenes P W，Nonhebel S.Consumption patterns and their effects on land required for Food［J］.Ecological Economics，2002，42:185－199.

［7］Karl－Heinz Erb.Actual land demand of Austria 1926－2000:a variation on Ecological Footprint assessments［J］.Land Use Policy，2004，21:247－259.

［8］劉慧，唐健.生態(tài)足跡視角下的生態(tài)不平等交換［J］.外交評論(外交學(xué)院學(xué)報)，2010，123(3):123－132.

［9］岳琴，于超.對我國家庭生態(tài)足跡的探析［J］.學(xué)術(shù)交流，2010，190(1):77－80.

［10］KrivtsovV，WagerPA，Dacombe P，et al.Analysisof energy footprints associated with recycling of glass and plastic——Case studies for industrial ecology［J］.Ecological Modelling，2004，174:175－189.

［11］Gernot Stoglehner.Ecological footprint－a tool for assessing sustainable energy supplies［J］.Journal of Cleaner Production，2003，(11):267－277.

［12］陳玲玲，嚴(yán)偉，陸鑫.基于生態(tài)足跡模型的南京市旅游可持續(xù)發(fā)展評估及對策研究［J］.生態(tài)經(jīng)濟(jì)，2011，247(12): 157－161.

［13］何峰，張青峰，王力，等.基于改進(jìn)生態(tài)足跡模型的縣域生態(tài)可持續(xù)性評價［J］.農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2011，27(5):320－328.

［14］Wu K Y，Wang L J.Accounting discrepancies of Ecological Footprint based on global hectare and national hectare［J］.China Population Resources and Environment，2007，17(5):80－83.

［15］張恒義，劉衛(wèi)東，林育欣，等.基于改進(jìn)生態(tài)足跡模型的浙江省域生態(tài)足跡分析［J］.生態(tài)學(xué)報，2009，29(5):2738－2748.

［16］金丹，卞正富.采煤業(yè)生態(tài)足跡及地區(qū)間的差異［J］.煤炭學(xué)報，2007，32(3):226－229.

［17］楊艷，牛建明，張慶，張艷楠.基于生態(tài)足跡的半干旱草原區(qū)生態(tài)承載力與可持續(xù)發(fā)展研究:以錫林郭勒盟為例［J］.生態(tài)學(xué)報，2011，31(17):5096－5104.

［18］聯(lián)合國糧農(nóng)組織.聯(lián)合國糧農(nóng)組織統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)庫［EB/OL］.http://faostat.fao.org/site/339/default.aspx，2015－06－24.

［責(zé)任編輯:劉 煒］

F127;Q14

A

1672 -5956(2016)02-0015-08

10.3969/j.issn.1672－5956.2016.02.003

2015-10-15

國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(71273158)

李寧，1988年生，女，山東淄博人，山東工商學(xué)院碩士生，研究方向?yàn)樯鷳B(tài)經(jīng)濟(jì)與生態(tài)管理，(電子信箱)lining0533@sina.com。