臨汾市城鄉(xiāng)居民生活消費(fèi)的生態(tài)足跡分析

宋思維+鄭國璋

摘要：指出了生態(tài)足跡是一種研究可持續(xù)發(fā)展的評價方法。通過計算臨汾市居民生物和能源資源的消耗所需要的生物生產(chǎn)性土地面積， 并與生態(tài)承載力進(jìn)行比較，以此分析衡量了社會的可持續(xù)發(fā)展程度。分析結(jié)果表明：臨汾市城鄉(xiāng)居民的人均生態(tài)足跡為0.7767 hm2，人均生態(tài)承載力為0.5986 hm2，生態(tài)赤字為0.1778 hm2。這表明臨汾市城鄉(xiāng)居民對資源環(huán)境的壓力超過了該地的生態(tài)承載力，其中生態(tài)足跡中耕地和化石燃料用地的比重最大，而生態(tài)承載力中化石燃料用地的生態(tài)赤字最大。

關(guān)鍵詞：生態(tài)足跡；居民生活消費(fèi)；生態(tài)赤字；臨汾市

1 引言

生態(tài)足跡理論最早由加拿大生態(tài)經(jīng)濟(jì)學(xué)家威廉（William）于20世紀(jì)90年代初提出，再由其博士生瓦克納格爾（Wackernagel）進(jìn)一步完善的一種理論和方法[1]。它是測量人類社會可持續(xù)發(fā)展程度的一種重要方法，也是研究人類社會發(fā)展所面臨的資源與環(huán)境問題應(yīng)用最廣泛的評價方法。伴隨著中國近幾十年經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展以及工業(yè)化和城鎮(zhèn)化進(jìn)程的不斷加快，使一些地區(qū)出現(xiàn)了人口、資源和環(huán)境之間的矛盾越來越突出，因此需要對資源環(huán)境做出合理的分析與評價，以保證該地區(qū)的可持續(xù)發(fā)展。近年來，我國學(xué)者利用生態(tài)足跡理論從不同尺度和角度展開了大量的研究工作，同時也針對生態(tài)足跡理論存在的缺陷與不足提出了許多改進(jìn)的方法和模型。筆者利用生態(tài)足跡理論來分析臨汾市城鄉(xiāng)居民人口對自然資源的需求和利用現(xiàn)狀，討論居民對生態(tài)系統(tǒng)的需求和依賴程度，對于城市的健康可持續(xù)發(fā)展具有重要的意義。

2 研究區(qū)概況

臨汾市位于山西省西南部，地理坐標(biāo)為北緯35°23′～36°57′，東經(jīng)110°22′～112°34′之間，總面積約20275 km2。至2014年底，總?cè)丝?41.46萬人，其中城鎮(zhèn)人口和鄉(xiāng)村人口各占總?cè)丝诘?7%和53%。臨汾市地處半干旱、半濕潤季風(fēng)氣候區(qū)，屬溫帶大陸性氣候，四季分明，雨熱同期。臨汾市農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)以糧棉和多種經(jīng)濟(jì)作物為主，土地產(chǎn)出率高，特別是臨汾中部盆地土壤肥沃、氣候溫和，特產(chǎn)豐富。臨汾市礦產(chǎn)資源也十分豐富，是山西省能源重化工生產(chǎn)基地之一。臨汾盆地縱貫臨汾市中部，四周環(huán)山，中間平川，全境分山地、丘陵、盆地三大地形單元。境內(nèi)有黃河、汾河、沁河等7條河流和郭莊、龍祠、霍泉三大名泉。

3 生態(tài)足跡分析方法概述

3.1 生態(tài)足跡概念

生態(tài)足跡指現(xiàn)有生活水平下人類占用的能提供資源或消納廢棄物的、具有生物生產(chǎn)性土地面積，其中包括耕地、草地、林地、建設(shè)用地、化石能源用地和水域6大類型。而與其相對應(yīng)的生態(tài)承載力則是各類生物生產(chǎn)性土地面積的總和。生態(tài)足跡理論從需求面計算生態(tài)足跡的大小，從供給面計算生態(tài)承載力的大小， 通過對二者的比較來評價和衡量一個地區(qū)的生態(tài)平衡和可持續(xù)發(fā)展?fàn)顩r。

3.2 計算公式

（1）生態(tài)足跡計算的一般公式可表示為：

EF=N·ef=N∑ai=N∑ri（Ci/Pi），（1）

式（1）中，N為人口數(shù)；ef為人均生態(tài)足跡；ai 為人均i種消費(fèi)品折算的生產(chǎn)土地面積；ri 為第i種消費(fèi)品所占土地類型的均衡因子；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（kg/hm2 ）；i為消費(fèi)品的類型。

（2）生態(tài)承載力的計算式為：

EC=N∑（Aj·yj·rj）， （2）

式（2）中，Aj為第j類土地利用類型的實(shí)際面積；yj為第j類土地利用類型的產(chǎn)量因子；rj 為第j類土地利用類型的均衡因子；j為土地類型。

（3） 生態(tài)盈余/生態(tài)赤字公式為：

ER/ED = EC-EF， （3）

式（3）中，ER 為生態(tài)盈余；ED 為生態(tài)赤字；當(dāng) EC>EF 時，為生態(tài)盈余；當(dāng) EC

3.3 均衡因子

在生態(tài)足跡的計算過程中，把提供資源和吸納廢棄物的生態(tài)生產(chǎn)性土地分為6種類型，即耕地、林地、牧草地、水域、建設(shè)用地和化石燃料用地。由于每一類土地類型具有不同的生產(chǎn)能力，為了使不同土地類型的面積可以相互比較運(yùn)算，需要在計算時，將每類土地的面積各乘以相應(yīng)的均衡因子[2]。由于均衡因子隨年代的變化較小，故大多數(shù)研究均采用全球一致的均衡因子[3]。此研究中的均衡因子根據(jù)WWF的《Living Plant Report 2012》中計算的2010年全球均衡因子，其取值見表1。

3.4 產(chǎn)量因子

在生態(tài)承載力的計算中，由于不同地區(qū)的不同用地類型土地間的生產(chǎn)能力差異比較大，而且單位面積內(nèi)同一種類的作物生產(chǎn)力也差異很大。因此，需要對不同類型的土地產(chǎn)量進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理。不同國家或地區(qū)的某類生物的本地產(chǎn)量與世界平均產(chǎn)量的比值用產(chǎn)量因子來表示[4]。此處參照李炳意，師學(xué)義關(guān)于晉城市生態(tài)足跡的可持續(xù)發(fā)展研究中的利用2010年山西省與全球的凈初級生產(chǎn)力的比值計算出的產(chǎn)量因子[5]，這樣能更好地反映臨汾市的實(shí)際生產(chǎn)能力。筆者從碳循環(huán)的角度對化石燃料用地進(jìn)行調(diào)整，產(chǎn)量因子見表1。

4 臨汾市居民生活消費(fèi)的生態(tài)足跡計算

4.1 生態(tài)足跡的計算

4.1.1 生物資源消費(fèi)的生態(tài)足跡

由于缺乏生物資源的具體消費(fèi)數(shù)據(jù) ， 國內(nèi)大多數(shù)研究采用相同的處理方式， 即認(rèn)為生物資源生產(chǎn)供需平衡 ，采用生產(chǎn)量代替消費(fèi)量[3]。根據(jù)《2015臨汾市統(tǒng)計年鑒》列出年臨汾市城鄉(xiāng)居民生物資源消費(fèi)品的生態(tài)賬戶，具體結(jié)果見表2。

4.1.2 能源消費(fèi)的生態(tài)足跡

城鄉(xiāng)居民生活用能主要包括：煤炭、電力、天然氣等，對于煤、石油、天然氣一次能源的消費(fèi)，根據(jù)全球平均發(fā)熱量和折算因子統(tǒng)一為化石燃料地占用面積[6]。而電力屬于二次能源，是間接的煤炭消費(fèi)，而且臨汾市主要是火力發(fā)電，因此把電力的消耗轉(zhuǎn)化成煤炭消耗量（我國1kW·h火電需消耗 0.49588kg的原煤）[7]。 建成地生態(tài)足跡計算根據(jù)生態(tài)足跡的定義，建成地一般為宜耕地，因此將其歸結(jié)為對耕地的消費(fèi)，其生態(tài)足跡可視為同等面積耕地的產(chǎn)出被消費(fèi)，計算公式為：

E=Eb×ri

（Eb為建成地面積，ri為建成地均衡因子）[8]。由于缺乏燃?xì)庀M(fèi)的數(shù)據(jù)，因此筆者只計算了居民的煤炭和電力能源消費(fèi)的生態(tài)足跡。計算結(jié)果見表3。

4.1.3 總生態(tài)足跡

將不同將不同類型的生產(chǎn)性土地面積進(jìn)行匯總，并利用均衡因子，對臨汾市生態(tài)足跡進(jìn)行調(diào)整，計算出臨汾市2014年人均生態(tài)需求總量。結(jié)果見表4。

4.2 生態(tài)承載力計算

生態(tài)承載力的計算，需要扣除12% 的生物多樣性保護(hù)面積，得出實(shí)際的生態(tài)供給面積；建成地一般占用的是宜耕地，其生態(tài)承載力理論上全由耕地來提供，但在耕地資源急缺的今天，生態(tài)承載力視為0，這更符合實(shí)際情況[9]；在化石燃料用地承載力計算中，在傳統(tǒng)的土地面積法的生態(tài)足跡模型中，將化石燃料用地的生態(tài)承載力視為0，這忽視了生態(tài)環(huán)境對能源燃燒排放的CO2等污染物的的吸納作用，筆者從碳循環(huán)的角度，通過林地與草地面積和各地區(qū)林地草地的吸碳能力來計算，改變了傳統(tǒng)生態(tài)足跡中將化石能源生態(tài)承載力作為0處理的現(xiàn)象[8，9]，所以在計算化石燃料用地承載力時參照謝鴻宇等[10]改進(jìn)后的生態(tài)足跡模型。計算結(jié)果見表5。

4.3 生態(tài)盈余/生態(tài)赤字

臨汾市的生態(tài)盈余或生態(tài)赤字見臨汾市生態(tài)供需平衡狀況（表6）。

5 結(jié)果與分析

從生態(tài)足跡方面來看：耕地和化石燃料用地的人均生態(tài)足跡的比重最大，分別達(dá)到總?cè)司鷳B(tài)足跡的51.47%和21.43%，總和占比高達(dá)72.9%，這充分反映出臨汾市城鄉(xiāng)居民的生態(tài)足跡是以糧食作物和能源消費(fèi)為主；從生態(tài)承載力方面來看，耕地的生態(tài)承載力最高，占總生態(tài)承載力的72.33%，耕地和林地是生態(tài)盈余的狀況，這表明臨汾市的耕地和林地資源豐富，完全能滿足當(dāng)前城鄉(xiāng)居民的生活消費(fèi)需求。

從生態(tài)平衡結(jié)果看：臨汾市城鄉(xiāng)居民的人均生態(tài)足跡為0.7767 hm2，人均生態(tài)承載力為0.5986 hm2，人均生態(tài)赤字為0.1778 hm2 ，這表明臨汾市居民生活消費(fèi)的人均生態(tài)足跡超過了當(dāng)?shù)氐娜司鷳B(tài)承載力。其中，草地、水域、建設(shè)用地和化石燃料用地是出現(xiàn)生態(tài)赤字，而其中化石燃料用地的生態(tài)赤字最大，由于缺乏燃?xì)夥矫娴慕y(tǒng)計數(shù)據(jù)，因此實(shí)際情況會比統(tǒng)計結(jié)果會更高，這也表明臨汾市城鄉(xiāng)居民的能源消費(fèi)超出了生態(tài)系統(tǒng)潛在的生態(tài)容量，這就需要逐步改變本地居民的能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)，倡導(dǎo)居民節(jié)約能源，提高能源利用率，從而減少人均能源需求，降低生態(tài)赤字，實(shí)現(xiàn)本地區(qū)的健康可持續(xù)發(fā)展。

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Analysis on Ecological Footprint of Residents Consumption in Linfen City

Song Siwei，Zheng Guozhang

（College of Geography Sciences，Shanxi Normal University，Linfen，Shanxi 041000，China）

Abstract： Ecological footprint is an evaluation method for the study of sustainable development. In this paper， we calculated the area of biological productive land needed by Linfen residents and compared it with ecological carrying capacity to measure the degree of sustainable development of society. The results showed that the per capita ecological footprint of urban and rural residents in Linfen was 0.7767 hm2， the ecological carrying capacity per capita was 0.5986 hm2， and the ecological deficit was 0.1778 hm2. This indicated that the urban and rural residents of Linfen have more pressure on the resources and environment than the ecological capacity of the land. The ecological footprint of cultivated land and fossil fuel land has the largest proportion， while the ecological capacity of fossil fuel land has the largest ecological deficit.

Key words： ecological footprint； residents living consumption； ecological deficit；Linfen City