基于生態(tài)足跡理論的資源枯竭型城市可持續(xù)發(fā)展研究
——以湖北黃石為例

易艷春，江喜林，張劉華

(湖北師范大學(xué) 經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院，湖北 黃石　435002)

?

基于生態(tài)足跡理論的資源枯竭型城市可持續(xù)發(fā)展研究
——以湖北黃石為例

易艷春，江喜林，張劉華

(湖北師范大學(xué) 經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院，湖北 黃石435002)

〔摘要〕以黃石為例，運(yùn)用生態(tài)足跡理論對(duì)資源型枯竭城市生態(tài)發(fā)展?fàn)顩r進(jìn)行研究，通過生態(tài)計(jì)算，發(fā)現(xiàn)黃石生態(tài)足跡遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其生態(tài)承載，從2008年至2013年，黃石的人均生態(tài)足跡持續(xù)增加且增速較快。而生物承載力一直保持相對(duì)的穩(wěn)定，造成生態(tài)赤字還在不斷的增長中，處于不可持續(xù)的發(fā)展?fàn)顩r。能源的快速消耗是黃石生態(tài)足跡快速上升的主要因素。要緩解資源供給壓力，就要降低能源消費(fèi)的生態(tài)占用，提高能源的利用效率和改善能源利用結(jié)構(gòu)，提倡可持續(xù)的消費(fèi)模式。

〔關(guān)鍵詞〕生態(tài)足跡；生態(tài)承載力；可持續(xù)發(fā)展 ；資源枯竭型城市

一、引言

生態(tài)足跡理論是衡量區(qū)域可持續(xù)發(fā)展程度的一種方法，生態(tài)足跡是指一定人口所消費(fèi)的資源和吸納這些人口產(chǎn)生的廢棄物所需要的生態(tài)生產(chǎn)性土地的面積。2000年以后，生態(tài)足跡相關(guān)研究在國內(nèi)日益興盛：其研究范圍從國家尺度[1]到省域尺度[2]、市域尺度，進(jìn)一步擴(kuò)展到縣域尺度[3]；從區(qū)域生態(tài)足跡計(jì)算到個(gè)人生態(tài)足跡[4]；區(qū)域時(shí)間序列從針對(duì)某一年的靜態(tài)研究[5]到多年的動(dòng)態(tài)研究[6]。在所有類型的可持續(xù)發(fā)展問題中，資源枯竭型地區(qū)的可持續(xù)發(fā)展問題是一個(gè)尤為突出和典型的問題。黃石是一個(gè)典型的資源枯竭型城市，于2011年11月被確定為第三批69個(gè)資源枯竭型城市之一。目前鮮有文獻(xiàn)運(yùn)用生態(tài)足跡方法對(duì)資源枯竭型型城市進(jìn)行可持續(xù)發(fā)展的研究，本研究嘗試對(duì)黃石市這一典型資源枯竭型城市做個(gè)案研究，應(yīng)用生態(tài)足跡模型，在市域尺度上對(duì)黃石市的生態(tài)狀態(tài)作定量分析，在此基礎(chǔ)上對(duì)黃石的可持續(xù)發(fā)展提供一些建議，以期實(shí)現(xiàn)資源型城市健康持續(xù)地長遠(yuǎn)發(fā)展。

二、生態(tài)足跡與生態(tài)承載力模型

(一)生態(tài)足跡指標(biāo)體系

生態(tài)足跡的指標(biāo)體系可分為3個(gè)部分：生態(tài)足跡的組成部分；生態(tài)生產(chǎn)性土地類型；消費(fèi)項(xiàng)目。生態(tài)足跡計(jì)算中的人類消費(fèi)主要由能源資源的消費(fèi)和生物的消費(fèi)組成。所以在計(jì)算生態(tài)足跡前先進(jìn)行消費(fèi)項(xiàng)目的劃分，再計(jì)算出各消費(fèi)項(xiàng)目的人均占有的生態(tài)生產(chǎn)性土地。

生態(tài)生產(chǎn)性土地消費(fèi)項(xiàng)目的選取包括以下：

(l)耕地類型所對(duì)應(yīng)的消費(fèi)項(xiàng)目主要包括：糧食、豆類及豆制品、食用植物油、豬肉、肉禽制品、家禽類、蛋類、鮮菜、食糖、酒類、糖果糕點(diǎn)類等；

(2)草地類型所對(duì)應(yīng)的消費(fèi)項(xiàng)目主要包括：牛羊肉、奶類及奶制品；

(3)林地類型所對(duì)應(yīng)的消費(fèi)項(xiàng)目主要包括：木材和水果類產(chǎn)品；

(4)水域類型所對(duì)應(yīng)的消費(fèi)項(xiàng)目主要包括：蝦貝蟹類、魚類和其他淡水水產(chǎn)品；

(5)建設(shè)用地類型所對(duì)應(yīng)的消費(fèi)項(xiàng)目主要包括：住宅用地、道路交通用地、工礦用地等；

(6)化石能源地類型所對(duì)應(yīng)的消費(fèi)項(xiàng)目主要包括：石油、煤和電力等三項(xiàng)能源消費(fèi)項(xiàng)目。

(二)生態(tài)足跡與生態(tài)承載力的計(jì)算方法

本文采用Wackemage(1996)提出的人均生態(tài)足跡用公式：

其中，ef為均衡的人均生態(tài)足跡， rj為均衡因子(均衡因子反映的是環(huán)境本身所具有的的生產(chǎn)力，但不包含現(xiàn)行的管理水平和生物生產(chǎn)效率)， aj為人均各類生物生產(chǎn)土地面積， αi為人均i種交易商品折算的生物生產(chǎn)性土地面積； ci為i種商品的人均消費(fèi)量； pi為i種消費(fèi)商品的平均生產(chǎn)能力，i為所消費(fèi)的商品與投入的類型，j表示不同的生物生產(chǎn)土地類型。

若以N表示區(qū)域人口數(shù)，EF表示總的生態(tài)足跡，則：

EF=N × ef

采用Wackemagel(1996)提出的生態(tài)承載力公式如下：

其中， ec為人均生態(tài)承載力(hm2/人)， yj為產(chǎn)量因子(產(chǎn)量因子是把每類土地的面積換算成具有相應(yīng)類土地全球平均生產(chǎn)力的等量面積的換算系數(shù))。若以EC表示總的生態(tài)承載力，則：

EC=N×ec

因此得到生態(tài)赤字或生態(tài)盈余如下：

EO=EF-EC

若生態(tài)足跡>生態(tài)承載力，則EO>0，為生態(tài)赤字；反之則為生態(tài)盈余。

三、黃石生態(tài)足跡與生態(tài)承載力的實(shí)證分析

(一)黃石的生態(tài)足跡

耕地、林地、草地、水域、能源產(chǎn)出以及建筑用地面積等數(shù)據(jù)來源于《黃石統(tǒng)計(jì)年鑒》、《黃石建設(shè)60周年統(tǒng)計(jì)年鑒》、黃石市國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)等。

1. 能源資源賬戶

能源資源消費(fèi)賬戶是計(jì)算人類消耗的能源所需要的生態(tài)生產(chǎn)性面積，本研究按照Wackemagel(1997;1999;2002)[8～10]提出的世界單位化石燃料生產(chǎn)性土地面積的平均發(fā)熱量和相應(yīng)的折算系數(shù)，計(jì)算公式如下：

ak=ck×bk÷aek

式中：k為能源消費(fèi)項(xiàng)目中某具體能源消費(fèi)項(xiàng)目； ak為第k種能源消耗經(jīng)折算后對(duì)應(yīng)的人均占有的化石能源用地面積； ck是第k種能源項(xiàng)目的人均消費(fèi)量(t/人)； bk為第k種能源項(xiàng)目的折算系數(shù)(GJ/t或GJ/KW·h)； aek為第k種能源項(xiàng)目的全球平均能源足跡。

表1　2012年黃石生態(tài)足跡中能源消費(fèi)賬戶

注：資料來源于2013《黃石統(tǒng)計(jì)年鑒》，以下同。

2、生物資源賬戶

表2　2012年黃石市生態(tài)足跡中生物資源消費(fèi)賬戶

(二)黃石的生態(tài)承載力

根據(jù)世界環(huán)境與發(fā)展委員會(huì)(WCED)的報(bào)告，至少有12%的生態(tài)容量需被保存以保護(hù)生物多樣性，因此在計(jì)算黃石生態(tài)承載力時(shí)扣除12%的生物多樣性保護(hù)面積由此得出黃石市2012年人均生態(tài)承載力(表3)。因此，黃石市總的生態(tài)承載力為728280hm2。

(三)黃石生態(tài)足跡與生態(tài)承載力的對(duì)比

表3　黃石人均生態(tài)足跡和生態(tài)承載力的對(duì)比

黃石市2012年的人均生態(tài)足跡的需求是2.36484831hm2/人，而人均生態(tài)足跡的供給是0.281668 hm2/人，生態(tài)赤字為2.083138031hm2/人，供需矛盾尖銳，因而，當(dāng)前黃石區(qū)域系統(tǒng)處于一種不可持續(xù)的發(fā)展?fàn)顟B(tài)。

圖1　2012年黃石生態(tài)足跡構(gòu)成圖

從圖1可以看出，黃石化石燃料用地的需求空間和水域占全部需求的前兩位，能源空間占用是當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)足跡需求的重點(diǎn)，占63%。這是由黃石能源密集型的工業(yè)主導(dǎo)型結(jié)構(gòu)決定的。根據(jù)生態(tài)足跡的計(jì)算方法，建筑用地和化石燃料地生態(tài)足跡是由電力、煤、油以及天然氣等生物生產(chǎn)性土地面積換算而成。因此，能源的快速消耗是黃石生態(tài)足跡快速上升的主要因素。

圖2　2012年黃石生態(tài)承載力構(gòu)成

從圖2可以看出，黃石生態(tài)承載力中耕地和建筑用地和林地占所有供給的95%?？偟膩砜矗S石可供人類消費(fèi)的生態(tài)空間類型結(jié)構(gòu)單一，生態(tài)足跡多樣性較低。由于生態(tài)足跡多樣性與可持續(xù)發(fā)展發(fā)展能力呈較明顯正相關(guān)，因此較低的生態(tài)足跡多樣性會(huì)給當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展帶來制約。

從圖3可以看出，林地和建筑用地顯示為生態(tài)盈余，而耕地、草地、水域和化石燃料吸收用地顯示為赤字。其中，水域的人均生態(tài)赤字較為明顯，在0.4hm2左右波動(dòng)，超支接近4倍，說明黃石的人地關(guān)系已十分緊張，水產(chǎn)品需求較大，但不排除計(jì)算時(shí)采用的世界平均產(chǎn)量是海洋魚類的，而非淡水魚類平均產(chǎn)量造成的計(jì)算所得生態(tài)足跡需求偏大的情況。由于人類目前沒有對(duì)化石能源地做出預(yù)留，所以，造成化石能源地的生態(tài)赤字嚴(yán)重，生態(tài)赤字變化在1.6hm2左右，這與當(dāng)?shù)匾砸苯稹⒔ú?、機(jī)械為代表的高耗能型的工業(yè)主導(dǎo)型結(jié)構(gòu)有著緊密關(guān)系。要緩解資源供給壓力，就要降低能源消費(fèi)的生態(tài)占用，提高能源的利用效率和改善能源利用結(jié)構(gòu)。

圖3　黃石市生態(tài)足跡與生態(tài)承載力的對(duì)比

用同樣的方法，可以測(cè)算2008-2013年黃石人均生態(tài)足跡，計(jì)算結(jié)果匯總情況(表4)如下。從表4可以看出，黃石人均生態(tài)足跡需求基本呈遞增趨勢(shì)，仍然是資源消耗型模式。

表4　黃石市2008-2013年人均生態(tài)足跡

黃石市6年間的人均生態(tài)足跡是逐漸變化且變化較大的，從2008年的2.12052195hm2增加到2013年的2.528782201hm2。在6年時(shí)間黃石人均生態(tài)足跡增加了0.408260251hm2，平均每年增加0.068hm2。人均生態(tài)足跡的增加，一方面反映了生活水平的提高和福利的改善，消費(fèi)各種生物產(chǎn)品、農(nóng)業(yè)資源和享有各類服務(wù)的絕對(duì)量增加，但另一方面也反映出對(duì)環(huán)境的壓力在不斷加大。而生物承載力一直保持相對(duì)的穩(wěn)定，波動(dòng)幅度不大，2008年的人均生物承載力0.2798hm2，2013年的人均生物承載力是0.2936hm2，人均生物承載力有0.0138hm2的上升，但和人均生態(tài)足跡的增長幅度相比，差距很大，造成生態(tài)赤字還在不斷的增長中。區(qū)域的可持續(xù)發(fā)展要求人類對(duì)自然資源的開發(fā)利用強(qiáng)度控制在生態(tài)足跡范圍內(nèi)。但由于人類的消費(fèi)需求在不斷的增加，生態(tài)足跡越來越大，可持續(xù)發(fā)展遇到極大的挑戰(zhàn)。

四、結(jié)論與建議

本文利用生態(tài)足跡模型分析了黃石生態(tài)足跡和承載力問題。結(jié)果顯示黃石近幾年的人均生態(tài)足跡的需求遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于生態(tài)供給，處于生態(tài)赤字狀態(tài)?？偟膩砜?，黃石可用于人類消費(fèi)的可供生態(tài)空間類型結(jié)構(gòu)單一，生態(tài)足跡多樣性較低。由于生態(tài)足跡多樣性與可持續(xù)發(fā)展發(fā)展能力呈較明顯正相關(guān)，因此較低的生態(tài)足跡多樣性會(huì)給當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展帶來制約。

從2008年至2013年，6年間黃石的人均生態(tài)足跡持續(xù)增加且增速較快。而生物承載力一直保持相對(duì)的穩(wěn)定，兩者差距很大，造成生態(tài)赤字還在不斷的增長中。區(qū)域的可持續(xù)發(fā)展要求人類對(duì)自然資源的開發(fā)利用強(qiáng)度控制在生態(tài)足跡范圍內(nèi)。但由于消費(fèi)需求在不斷的增加，生態(tài)足跡越來越大，可持續(xù)發(fā)展遇到極大的挑戰(zhàn)。能源消費(fèi)的快速增長是黃石生態(tài)足跡快速上升的主要因素。要緩解資源供給壓力，就要降低能源消費(fèi)的生態(tài)占用，提高能源的利用效率和改善能源利用結(jié)構(gòu)。

為了實(shí)現(xiàn)黃石等資源枯竭型城市的可持續(xù)發(fā)展，建議：加強(qiáng)科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新與投入，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)向集約型轉(zhuǎn)變；調(diào)整產(chǎn)業(yè)及能源結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型發(fā)展；公眾改變消費(fèi)習(xí)慣，建立節(jié)約型社會(huì)；加強(qiáng)土地生態(tài)建設(shè)，改善土地生態(tài)環(huán)境，優(yōu)化土地利用結(jié)構(gòu)。

[參考文獻(xiàn)]

[1]趙先貴，高利鋒，馬彩虹，等.中國生態(tài)足跡的動(dòng)態(tài)研究[J].中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2007(1)：149-152．

[2]岳立，趙婷. 甘肅省生態(tài)足跡動(dòng)態(tài)變化及其影響因素研究[J].內(nèi)蒙古財(cái)經(jīng)學(xué)院學(xué)報(bào)， 2012(5)：25-30.

[3]紫檀，潘志華.內(nèi)蒙古武川縣生態(tài)足跡分析[J].中國農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2005(1)：64-68．

[4]尚海洋，馬忠，焦文獻(xiàn)，等. 甘肅省城鎮(zhèn)不同收入水平群體家庭生態(tài)足跡計(jì)算[J].自然資源學(xué)報(bào)，2006，21 ( 3 ) ：408- 416.

[5]牛鈺平，石常春，封斌，等.陜西省榆林市2006年生態(tài)足跡計(jì)算與分析[J].西北林學(xué)院學(xué)報(bào)，2009(6)：212-215.

[6]陳敏，張麗君，王如松，等 .1978年-2003中國生態(tài)足跡動(dòng)態(tài)分析[J].資源科學(xué)，2005(6)：132-139．

[7]M Wackernagel, WE Rees. Our Carbon footprint:Reducing Human Impact on the Earth[M]. New Society Publishers, 1996, 26:12-19.

[8]M Wackernagel, WE Rees. Perceptual and Structural Barriers to Investing in Natural Capital:Economics from an Ecological Foot-print Perspective[J]. Ecological Economics, 1997, 20:3-24.

[9]M Wackernagel, Onistol, Bellop et al.. National natural capital accounting with the Carbon footprint concept[J]. Ecological Economics, 1999, 29(3):375-390.

[10]M Wackernagel, L Onisto, LA Callejas, IS Lopez Falfan, GJ Mendez. Ecological footprints of nations. How much nature do they use? How much nature do they have?[M].Redefining Progress, 2002, 20:56-78.

(責(zé)任編輯：胡喬)

[基金項(xiàng)目]2015年度教育部人文社會(huì)科學(xué)研究青年基金項(xiàng)目“農(nóng)業(yè)支持政策執(zhí)行機(jī)制及其優(yōu)化研究”(15YJC790035);2015年度湖北師范學(xué)院優(yōu)秀創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)(T201514)

[收稿日期]2016—03—01

[作者簡介]易艷春，女，湖北廣水人，博士，副教授，資源枯竭城市轉(zhuǎn)型與發(fā)展中心研究成員，主要研究方向?yàn)榈吞冀?jīng)濟(jì)。

〔中圖分類號(hào)〕F299

〔文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼〕A

〔文章編號(hào)〕1009- 4733(2016)04- 0083- 05

doi:10.3969/j.issn.1009-4733.2016.04.020