長江經(jīng)濟(jì)帶自然資源可持續(xù)利用評價(jià)研究
——基于改進(jìn)三維生態(tài)足跡模型

張 露，夏正儀

（河海大學(xué)商學(xué)院，南京 211100）

習(xí)近平總書記指出，可持續(xù)發(fā)展是破解當(dāng)前全球性問題的“金鑰匙”。作為中國可持續(xù)發(fā)展問題的重中之重，長江經(jīng)濟(jì)帶的生態(tài)發(fā)展尤為重要。長江經(jīng)濟(jì)帶因豐富的自然資源、多樣性的經(jīng)濟(jì)文化和地理區(qū)位優(yōu)勢，成為中國資源最豐富、經(jīng)濟(jì)最集中的巨型產(chǎn)業(yè)帶，在中國經(jīng)濟(jì)區(qū)域中具有極其重要的戰(zhàn)略地位。長江經(jīng)濟(jì)帶建設(shè)已經(jīng)上升為國家戰(zhàn)略，但長江生態(tài)環(huán)境正面臨嚴(yán)重威脅，大量資源消耗和嚴(yán)峻的生態(tài)環(huán)境問題正制約著長江經(jīng)濟(jì)帶的發(fā)展。由于過度放牧、植被破壞、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和坡耕地侵蝕，造成了長江上游段水資源枯竭、水土流失以及石漠化。長江中下游城鎮(zhèn)化進(jìn)程加速，沿線大量蓄水和排污，導(dǎo)致下游淡水湖泊被污染、濕地萎縮、居民用水困難等問題。隨著工業(yè)化、城鎮(zhèn)化和農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的發(fā)展要求，流域內(nèi)水資源大規(guī)模的時(shí)空調(diào)配必然促使各方資源需求增強(qiáng)。

研究可持續(xù)發(fā)展需要從全局視角協(xié)調(diào)生態(tài)系統(tǒng)和經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的運(yùn)行，自然資本作為聯(lián)結(jié)生態(tài)可持續(xù)與經(jīng)濟(jì)可持續(xù)的最優(yōu)媒介，是研究可持續(xù)發(fā)展的最佳評價(jià)指標(biāo)。1991 年，Pearce 等［1］首次提出自然資本的概念，Daly［2］對自然資本的概念進(jìn)行了擴(kuò)充，并提出自然資本能夠在現(xiàn)在或未來提供有用的產(chǎn)品流或服務(wù)流的自然資源及環(huán)境資產(chǎn)的存量。為了研究自然資源核算，1992 年，Rees［3］首次提出了生態(tài)足跡的概念；1994 年，Wackernagel 等［4］將其完善為一種衡量自然資本可持續(xù)利用的生物物理定量測度方法，是界定和度量人類活動對地球生態(tài)系統(tǒng)影響的可操作的指標(biāo)和方法。1999 年，生態(tài)足跡研究引入國內(nèi)后，主要應(yīng)用于3 個(gè)方面：①國家和省市等區(qū)域?qū)用?。徐中民等?，6］首先進(jìn)行了甘肅省生態(tài)足跡和中國生態(tài)足跡實(shí)證研究；謝高地等［7］利用生態(tài)足跡對中國近25 年生態(tài)服務(wù)消耗進(jìn)行評估，揭示了生態(tài)債務(wù)的本質(zhì)；張可云等［8］對比全國31 個(gè)省級區(qū)域的生態(tài)足跡和生態(tài)承載力，討論了區(qū)域生態(tài)破壞轉(zhuǎn)移的問題；楊屹等［9］利用修正生態(tài)足跡測算了陜西省生態(tài)足跡和生態(tài)承載力。此后，研究區(qū)域尺度向城市延伸，張穎［10］、周靜等［11］分別對北京市和南京市生態(tài)足跡進(jìn)行了測算和可持續(xù)化發(fā)展分析研究；②多層次拓展研究。從土地拓展到旅游、資源利用、進(jìn)出口貿(mào)易、城市發(fā)展等領(lǐng)域［12-15］，從空間和時(shí)間序列上進(jìn)行多方面橫向和縱向?qū)Ρ妊芯浚虎垩芯糠椒ǖ母倪M(jìn)與評價(jià)。趙文暉等［16］提出“省公頃”模型提高精準(zhǔn)性；劉某承等［17］利用凈初級生產(chǎn)力改進(jìn)產(chǎn)量因子的測算方法。

諸多學(xué)者對生態(tài)足跡計(jì)算模型進(jìn)行修正和改進(jìn)，但研究重點(diǎn)仍然主要集中于生態(tài)赤字，而非自然資本的存量，并且無法區(qū)分自然資本流量和存量，因此會出現(xiàn)“偽持續(xù)”情況，即一個(gè)區(qū)域傳統(tǒng)生態(tài)足跡的盈余狀態(tài)是通過大量消耗自然資源存量資本換取的，實(shí)際上是不可持續(xù)的。針對模型缺陷，Niccolucci等［18］提出了三維生態(tài)足跡模型，在傳統(tǒng)生態(tài)足跡的基礎(chǔ)上引入了生態(tài)足跡深度和生態(tài)足跡廣度2 個(gè)新指標(biāo)，構(gòu)建了三維生態(tài)足跡模型，實(shí)現(xiàn)了從時(shí)空序列對流量資本和存量資本的分類測度；并利用三維生態(tài)足跡模型分析了1961—2006 年全球生態(tài)足跡深度和廣度的時(shí)空變化特征［19］；方愷等［20-23］在現(xiàn)有三維生態(tài)足跡模型作出改進(jìn)，更好地測算區(qū)域尺度和地類尺度的三維生態(tài)足跡，利用改進(jìn)三維生態(tài)足跡對11 個(gè)國家、中國以及各省的自然資本利用情況進(jìn)行分析；杜悅悅等［24］、張星星等［25］、楊敏［26］比對了京津翼、珠三角和長三角城市群內(nèi)部自然資本利用狀態(tài)；三維生態(tài)研究覆蓋了全球、國家和省市尺度，流域尺度上的研究還處于探索階段。部分學(xué)者對陜西省、溫州市、南京市、鹽城市等進(jìn)行研究［27-30］；流域尺度上，馬維兢等［31］對福建省九龍江流域的自然資本動態(tài)作出了評估。

1 數(shù)據(jù)來源與研究方法

1.1 數(shù)據(jù)來源與測算方法

本研究選取2007—2017 年長江經(jīng)濟(jì)帶9 省2 市各項(xiàng)指標(biāo)作為研究數(shù)據(jù)來源。表1 展示了各類土地的特征界定以及產(chǎn)品構(gòu)成。各省市的農(nóng)林牧漁業(yè)產(chǎn)值來自《中國農(nóng)業(yè)統(tǒng)計(jì)年鑒》，各類土地、城市建設(shè)面積及其消費(fèi)值均來自《中國統(tǒng)計(jì)年鑒》和省市統(tǒng)計(jì)年鑒，各省市煤炭、石油、天然氣消費(fèi)量來自《中國能源統(tǒng)計(jì)年鑒》，而各類化石能源地能轉(zhuǎn)換系數(shù)采取世界自然基金會（WWF）的相關(guān)文件（表2）。對于均衡因子和產(chǎn)量因子的測算，將各土地類型產(chǎn)品的產(chǎn)量轉(zhuǎn)換為產(chǎn)值，可以協(xié)調(diào)不同產(chǎn)品產(chǎn)量計(jì)量單位的可比性。傳統(tǒng)生態(tài)足跡測算時(shí)，將化石能源土地設(shè)定為能夠吸收CO2土地，且僅設(shè)定林地吸收能源排放的CO2，因此化石能源用地產(chǎn)量因子與林地相同。實(shí)際中，各區(qū)域建設(shè)沒有為化石能源預(yù)留土地，因此化石能源產(chǎn)量因子為0。世界環(huán)境與發(fā)展委員會（WCED）建議，應(yīng)該預(yù)留出12%的生物生產(chǎn)性土地用來保護(hù)生物多樣性，實(shí)際計(jì)算生物承載力面積時(shí)應(yīng)扣除。上述部分年份缺失的數(shù)據(jù)根據(jù)前后相關(guān)年份數(shù)據(jù)推算。

表1 傳統(tǒng)生態(tài)足跡測算方法指標(biāo)

表2 化石能源轉(zhuǎn)換系數(shù)

1.2 “流域公頃”生態(tài)足跡模型

生態(tài)足跡是指給定人口和經(jīng)濟(jì)條件下維持消費(fèi)和吸收廢棄物的生物生產(chǎn)型土地面積［6］?；舅枷胧菍⑷祟愊M(fèi)需要的自然資產(chǎn)的“利息”（生態(tài)足跡）與自然資產(chǎn)產(chǎn)生的“利息”（生態(tài)承載力）轉(zhuǎn)化為可以共同比較的土地面積，若生態(tài)足跡土地面積大于生態(tài)承載力面積即為生態(tài)盈余，若生態(tài)足跡土地面積小于生態(tài)承載力面積即為生態(tài)赤字。傳統(tǒng)的生態(tài)足跡模型以全球所有土地及部分水域的平均生產(chǎn)力作為基準(zhǔn)，確定模型參數(shù)，即全球公頃模型。李金城等［32］明確指出，對于地形、海拔、自然氣候差異較大的流域生態(tài)足跡測算，相同土地利用類型的生物生產(chǎn)力存在很大分歧，直接利用全球或者全國因子不能準(zhǔn)確反映流域內(nèi)土地生產(chǎn)力。但是長江屬于大江大河范圍的流域類型，測算基準(zhǔn)級別過小，導(dǎo)致操作難度太大，因此本研究將采取介于“國家公頃”和“省公頃”之間的“流域公頃”模型，提高流域生態(tài)足跡分析的準(zhǔn)確性以及增強(qiáng)上下游之間的橫向可比性，具體如圖1 所示。

1）均衡因子。長江流域內(nèi)各類土地的平均生物生產(chǎn)力相差較大，需要乘以各自的均衡因子轉(zhuǎn)化為可以直接比較的標(biāo)準(zhǔn)面積。某類土地所貢獻(xiàn)的平均生產(chǎn)力占全部土地平均生產(chǎn)力的比重即為流域內(nèi)某類土地均衡因子的大小。具體計(jì)算公式如下：

式中，qi為長江流域第i類土地的均衡因子；WPi為長江流域第i類土地的平均生產(chǎn)力；WP為長江流域的平均生產(chǎn)力；WQi為長江流域第i類土地的總生物產(chǎn)量；WSi為長江流域內(nèi)第i類土地的生物生產(chǎn)面積；WQ為長江流域土地的總生物產(chǎn)量；WS為長江流域土地的生物生產(chǎn)面積。

2）產(chǎn)量因子。長江流域內(nèi)不同地區(qū)的同類生物生產(chǎn)性土地的生產(chǎn)力具有明顯的差異，因此各地同類生物生產(chǎn)性土地的實(shí)際面積不能直接對比，需要通過產(chǎn)量因子來調(diào)節(jié)。產(chǎn)量因子表示為各地同類土地的平均生產(chǎn)力與流域總體同類土地平均生產(chǎn)力水平的差異，也綜合反應(yīng)了流域內(nèi)各地環(huán)境和社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平。具體計(jì)算公式如下：

圖1 “流域公頃”生態(tài)足跡

式中，yi指第i類土地的產(chǎn)量因子；Pi指某地第i類土地的平均生產(chǎn)力；WPi是指流域內(nèi)第i類土地的平均生產(chǎn)力；Qi是指某地第i類土地的總產(chǎn)出；Si指某地第i類土地的總面積；WQi指流域內(nèi)第i類土地的總產(chǎn)出；WSi指流域內(nèi)第i類土地的總面積。

3）生態(tài)足跡模型。

式中，EF為流域內(nèi)總生態(tài)足跡；N為人口數(shù)；ef為人均生態(tài)足跡；qi為均衡因子；ai為人均i種消費(fèi)項(xiàng)目折算的生態(tài)生產(chǎn)性面積；i為消費(fèi)項(xiàng)目；pi為i種消費(fèi)項(xiàng)目的平均生產(chǎn)能力；ci為i種消費(fèi)品的人均年消費(fèi)量，n為年消費(fèi)類型的數(shù)量。

4）流域生態(tài)承載力模型。生態(tài)承載力是一個(gè)流域內(nèi)所能提供給人類生產(chǎn)生活所需要的生物生產(chǎn)性土地面積，以此來表示該區(qū)域生態(tài)容量：

式中，EC為流域總生物承載力；N為流域總?cè)丝?；ec為人均生態(tài)承載力；ai為實(shí)際人均占有的j類生物生產(chǎn)土地面積；qi指流域i類土地的均衡因子；yi指第i類土地的產(chǎn)量因子；Ylj為某行政區(qū)域j類土地的平均生產(chǎn)力；Ynj為流域內(nèi)j類土地的平均生產(chǎn)力。

1.3 三維生態(tài)足跡模型

1）現(xiàn)有三維足跡模型。在生態(tài)足跡、生物承載力和生態(tài)赤字等二維生態(tài)足跡的指標(biāo)基礎(chǔ)上，三維生態(tài)足跡模型引入足跡廣度和足跡深度2 個(gè)新指標(biāo)。足跡廣度表示人類對流量資本的占用水平，足跡深度表示人類對存量資本的消耗程度。其計(jì)算公式為：

式中，EFsize為足跡廣度；EC為生態(tài)承載力；EFdepth為足跡深度（等于 1 時(shí)稱為原長）；ED為生態(tài)赤字；EF為生態(tài)足跡。

足跡深度和足跡廣度可以理解為三維足跡在空間截面和時(shí)間軸2 個(gè)方向上的分量。因此，三維足跡是表體積的物理量（單位與二維生態(tài)足跡相同）。具體公式如下：

式中，EF3D為三維模型的生態(tài)足跡，EFclassic為二維模型的生態(tài)足跡。

相較于傳統(tǒng)的二維生態(tài)足跡模型，三維生態(tài)足跡將存量資本不減少作為可持續(xù)發(fā)展判定的基本依據(jù)，通過增維使生態(tài)足跡成為時(shí)空模型，對流量資本和存量資本分類測度，既關(guān)注土地資源的空間稀缺性（代內(nèi)公平），又關(guān)注化石礦物資源的不可再生性（代際公平）。

2）改進(jìn)三維模型。三維生態(tài)足跡模型忽視了生態(tài)赤字與生態(tài)盈余的自然資本性質(zhì)的差異，在區(qū)域尺度上會高估足跡廣度、低估足跡深度，比較適用于單一地類的生態(tài)赤字測算。方愷等［20］推導(dǎo)出針對區(qū)域尺度的足跡廣度和足跡深度計(jì)算公式：

式中，EFsize為區(qū)域足跡廣度；EFdepth為區(qū)域足跡深度；EFi為第i地類的生態(tài)足跡；ECi為第i地類的生物承載力；EF3D為區(qū)域三維足跡。相應(yīng)地，地類尺度上的普適性計(jì)算公式應(yīng)為：

式中，EFsize,i為第i地類的足跡廣度；EFdepth,i為第i地類的足跡深度。

1.4 模型補(bǔ)充

1）資本流量占用率。當(dāng)資本流量未被完全占用時(shí)，足跡深度處于原長，即值為1。引入資本流量占用率指標(biāo)來表示人類對資本流量的實(shí)際占用程度，計(jì)算公式如下：

2）存量流量利用比。當(dāng)資本流量被完全占用時(shí)，生態(tài)處于赤字狀態(tài)，此時(shí)存量資本開始被消耗，引入存量流量利用比來表征實(shí)際自然資本中存量與流量之間的關(guān)系，計(jì)算公式如下：

3）剪刀差?？梢杂脕肀硎灸硶r(shí)刻2 種變化趨勢之間的差異程度。引用此指標(biāo)來描述某年長江經(jīng)濟(jì)帶內(nèi)各地區(qū)足跡廣度與足跡深度變化之間的差異程度，計(jì)算公式如下：

式中，α為剪刀差，其值變化越大，表明二者變化差異越大。y′1(t0)、y′2(t0)分別表示為t0時(shí)刻足跡廣度和足跡深度的變化率。當(dāng)足跡深度增加（變化率為正值）時(shí)剪刀差為正值，反之則為負(fù)值。剪刀差絕對值表現(xiàn)為足跡廣度和足跡深度的拮抗性。

2 結(jié)果與分析

2.1 長江經(jīng)濟(jì)帶各地區(qū)區(qū)域生態(tài)足跡

1）生態(tài)足跡、生態(tài)承載力和生態(tài)赤字分析。根據(jù)上述公式，利用長江經(jīng)濟(jì)帶內(nèi)各地類的生物生產(chǎn)性土地總面積及其產(chǎn)值總量數(shù)據(jù)，計(jì)算出長江經(jīng)濟(jì)帶2007—2017 年均衡因子，結(jié)果如表3 所示。由表3 可知，長江經(jīng)濟(jì)帶內(nèi)建設(shè)用地均衡因子最高，水域和草地次之，表明建設(shè)用地是區(qū)域內(nèi)單位面積產(chǎn)值最高的土地類型，而自然資源領(lǐng)域內(nèi)水域和草地單位面積產(chǎn)值明顯高于耕地和林地。2007—2013 年建設(shè)用地均衡因子變化呈穩(wěn)定上升趨勢，偶有回落，從2014 年開始下降明顯。水域和草地均衡因子均呈先下降后上升趨勢，2007—2013 年逐年下降，2014—2017 年上升趨勢明顯。耕地和林地則在近10 年內(nèi)產(chǎn)出水平穩(wěn)定。

表3 長江經(jīng)濟(jì)帶2007—2017 年均衡因子

由圖2 可知，在傳統(tǒng)生態(tài)足跡模型測算下，長江經(jīng)濟(jì)帶生態(tài)足跡整體呈上升趨勢，主要依靠人口和人均消耗的日趨增長。從區(qū)域方面來看，江蘇省人均生態(tài)足跡增長勢頭最猛，從2007 年人均2.50 hm2增加到2013 年人均3.25 hm2，之后年份有些許回落，浙江省和四川省緊隨其后。從地類方面來看，建設(shè)用地和化石能源用地增速遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過其他自然資本。

圖2 長江經(jīng)濟(jì)帶人均生態(tài)足跡

由圖3 可知，生態(tài)承載力方面，整體同樣呈增長趨勢，這是由于技術(shù)進(jìn)步促使各行業(yè)生產(chǎn)力提升，湖北省生態(tài)承載力的增長優(yōu)于其他省市，而江蘇省生態(tài)承載力在全經(jīng)濟(jì)帶整體上升態(tài)勢中有所下降?？傮w來說，生態(tài)承載力增長幅度比生態(tài)足跡更小，而且各地類之間的生態(tài)承載力增速相差不遠(yuǎn)。整個(gè)經(jīng)濟(jì)帶中，建設(shè)用地對生態(tài)承載力貢獻(xiàn)率最高，其次是耕地和林地，最后是草地和水域，有些區(qū)域耕地生態(tài)承載力超過了建設(shè)用地。

生態(tài)赤字指標(biāo)主要用于說明一個(gè)區(qū)域的資源占用是否超過其承載力。長江經(jīng)濟(jì)帶的生態(tài)赤字主要來自建設(shè)用地和化石能源用地，其次來自耕地和草地，整個(gè)流域面臨的耕地赤字問題都很嚴(yán)重，再次來自林地。水域赤字問題比其他自然資本更低，這是源于長江流域水域資源生態(tài)稟賦較高，也是長江經(jīng)濟(jì)帶得天獨(dú)厚之處。各地類之間生態(tài)赤字問題也與均衡因子大致吻合。

圖3 長江經(jīng)濟(jì)帶人均生態(tài)承載力

由圖4 可見，江蘇、浙江、四川3 省人均生態(tài)赤字從絕對值和增長率均高于其他省市。江蘇省生態(tài)赤字主要源于建設(shè)用地和草地，而浙江省和四川省生態(tài)赤字則來自建設(shè)用地、耕地和草地3 方面，也側(cè)面證明江蘇省耕地資源優(yōu)于其他省市。

圖4 長江經(jīng)濟(jì)帶人均生態(tài)赤字

2）三維生態(tài)足跡空間分析。①人均足跡廣度。足跡廣度反映自然資本流動性強(qiáng)弱以及人類對流量資本的占用程度。由圖5可知，2007—2017年整個(gè)長江經(jīng)濟(jì)帶的足跡廣度呈不斷增加狀態(tài)，表明整個(gè)流域經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展過程中，人類活動消耗對資本流量的占用越來越大。觀察不同省市可以發(fā)現(xiàn)，首先，江蘇省、浙江省、上海市是整個(gè)經(jīng)濟(jì)帶中足跡廣度最大的區(qū)域，意味著這3個(gè)省市為了維持高速的發(fā)展需要持續(xù)不斷地占用流量資本。其次，湖北省足跡廣度攀升速度與其他地區(qū)相比尤其明顯，2013—2017 年人均足跡廣度已可以和江蘇省、浙江省、上海市3 地比肩。貴州省人均足跡增速非常穩(wěn)定，從2007 年人均0.18 hm2增加至2017 人均0.33 hm2，云南省次之。其余省市足跡廣度雖有增加，但都處于穩(wěn)定范圍之內(nèi)。②人均足跡深度。與足跡廣度相同，長江經(jīng)濟(jì)帶整體足跡深度處于逐步加深的狀態(tài)，并且均大于1，只消耗自然資本流量已經(jīng)無法滿足人類對自然資源的需求，需消耗存量資本以維持生態(tài)需求，由此出現(xiàn)生態(tài)赤字。存量資本的減少會對流量資本產(chǎn)生負(fù)面影響，一定程度上削弱了該地區(qū)自然資本的收益率。由圖6 可見，同屬于經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)區(qū)域的浙江省、上海市足跡深度遠(yuǎn)高于江蘇省。從2015年開始上海市人均足跡深度已經(jīng)突破3.5 hm2，2016 年開始浙江省人均足跡深度高于2.0 hm2，這樣的消耗水平遠(yuǎn)高于流域內(nèi)其他省市。安徽省足跡深度水平略領(lǐng)先于其他省市，為1.7 hm2，但還是相對較低，表明安徽省經(jīng)濟(jì)發(fā)展對資源的消耗主要依靠存量而不是流量，可能原因是資源稟賦限制了自然資本流動。云南、貴州2 省2010 年足跡深度水平高于其他省市，之后增速放緩，其余地區(qū)逐漸趕上。③三維生態(tài)足跡。由圖7 可知，2007—2017 年，長江經(jīng)濟(jì)帶人均三維生態(tài)足跡總體呈上升趨勢，2013 年之后增速加快，流域上游和下游生態(tài)足跡高于中游。與傳統(tǒng)生態(tài)足跡測算結(jié)果不同，上海市三維生態(tài)足跡處于經(jīng)濟(jì)帶首位（2017 年達(dá) 8.6），浙江省仍然位居第二（2017 年達(dá)7.2），而江蘇省雖然高于平均值，但遠(yuǎn)不及浙江省、上海市，湖南省則低于整體平均水平。該測算結(jié)果更加符合各區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展程度和地理資源環(huán)境的現(xiàn)實(shí)情況。

圖5 長江經(jīng)濟(jì)帶人均足跡廣度地理空間分布

圖6 長江經(jīng)濟(jì)帶人均足跡深度地理空間分布

圖7 長江經(jīng)濟(jì)帶人均三維生態(tài)足跡變化

2.2 自然資本可持續(xù)利用評價(jià)

1）自然資本利用比率分析。長江經(jīng)濟(jì)帶各省市的自然資本利用情況如圖8 所示。依據(jù)資本流量占用率和自然資本存量流量利用比，本研究將長江經(jīng)濟(jì)帶各省市分為3 類：①資本流量占用率和存量流量利用比皆上升。該情況主要存在流域的中下游，包括上海市、浙江省、江蘇省、安徽省和江西省。2007 年，上海市和浙江省的資本流量占用率已突破100%，此后10 年始終維持該狀態(tài)；2011 年上海市存量流量利用比超過1.0，2016 年浙江省存量流量利用

比超過1.0，意味著需要100%的存量對流量資本進(jìn)行補(bǔ)充；2015 年，上海市存量流量利用比超過2.0，區(qū)域?qū)Y源的需求不再依靠流量，而被存量滿足，同時(shí)，這一比例逐步接近于2.5，表明資源需求開始嚴(yán)重消耗存量資本，意味著這種發(fā)展不可持續(xù)。江蘇省、安徽省、江西省資本流量占用率自2013 年起突破100%，但是存量流量利用比未突破1.0；②資本流量占用率和存量流量利用比皆下降或增速放緩。湖北省呈現(xiàn)兩比率先下降、后增速放緩的情況，并且資本流量占用率穩(wěn)定低于100%、存量流量利用比穩(wěn)定在0.5 左右，貴州省呈現(xiàn)兩比率比下降的情況，同樣是由于地理位置和資源稟賦迫使貴州省繼續(xù)消耗存量資本。③資本流量占用率和存流量利用比有升有降。包括四川省、湖南省、重慶市和云南省，該情況主要存在于流域的中上游。湖南省資本流量占用率和存量流量利用比總體上升，重慶市資本流量占用率下降、存量流量利用比上升，湖南省和重慶市地資本流量占用率均未突破100%，但是存量流量利用比處于0.3～0.6，可能原因是地理位置和資源稟賦阻礙了自然資本流動，需要利用存量資本進(jìn)行補(bǔ)充。

圖8 不同省市自然資本利用比率

2）生態(tài)足跡變化率與剪刀差。由圖9 可見，2013—2015 年，長江經(jīng)濟(jì)帶對自然資本的消耗整體上了一個(gè)新的臺階，除個(gè)別省市外，其余省市生態(tài)足跡在此時(shí)間段均有較大波動。根據(jù)公式（15）計(jì)算得出，2007—2017 年各省市剪刀差數(shù)據(jù)值大于0 且小于П/2（表4），表征長江經(jīng)濟(jì)帶具有拮抗性較小的特點(diǎn)，即足跡深度的增加趨勢與足跡深度、足跡廣度的變動趨勢相同。依據(jù)足跡廣度和足跡深度變化率，可將長江經(jīng)濟(jì)帶內(nèi)各省市分為4 類：第一類為上海市、浙江省、安徽省，足跡深度的波動大于足跡廣度，存量資本消耗高；第二類為江蘇省、湖北省，足跡深度的波動小于足跡廣度，流量資本消耗高；第三類為湖南省、重慶市、四川省、江西省，足跡廣度的波動和足跡深度均不明顯；第四類為貴州省、云南省，足跡深度和廣度均有明顯強(qiáng)烈波動。

3 結(jié)論與建議

3.1 結(jié)論

1）10 年間長江經(jīng)濟(jì)帶各?。ㄊ校﹨^(qū)域生態(tài)足跡使用程度不一，2007—2012 年，長江經(jīng)濟(jì)帶開始實(shí)現(xiàn)增速發(fā)展，2013 年后自然資本需求更甚，具體表現(xiàn)為長三角城市群和川渝城市群的三維生態(tài)足跡快速增長，且足跡廣度和足跡深度同步增長。城鎮(zhèn)化是區(qū)域生態(tài)足跡增加的主要原因，城鎮(zhèn)化要求工業(yè)快速發(fā)展來完成城市建設(shè)，城市建設(shè)用地和化石能源用地不斷擴(kuò)張，有限的區(qū)域內(nèi)城市建設(shè)用地不斷蠶食生物用地（耕地、林地、草地、水域），且化石能源消耗中產(chǎn)生的大量CO2需要生物用地來吸收，卻沒有實(shí)際生物土地承載，是造成生態(tài)赤字重要因素之一。城鎮(zhèn)化帶來大量城市人口，加劇了生物用地供給服務(wù)的壓力。長江流域生態(tài)系統(tǒng)形勢嚴(yán)峻，其中耕地和草地生態(tài)赤字問題最為嚴(yán)重。建設(shè)用地的擴(kuò)張，雖然帶來足跡廣度的增加，但并未滿足區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的需求，開始消耗資本存量。由于地理環(huán)境和自然資源稟賦的不同，各省市對自然資本流量和存量的消耗程度不盡相同。相近地區(qū)如江蘇省、浙江省和上海市，江蘇省由于自然資源豐富，雖然資本流量占用率高于100%，存量流量利用比仍低于0.5，而相同發(fā)展速度中，浙江省和上海市存量流量利用比已接近2.5 左右。安徽省由于自然環(huán)境限制，發(fā)展速度慢于江蘇省，但是資本存量利用比已達(dá)0.7。

2）2013 年政府注意到經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展和資源需求不匹配的問題，從可持續(xù)發(fā)展理念到推進(jìn)綠色發(fā)展理念，密切關(guān)注長江流域生態(tài)環(huán)境狀況。因此，長江中上游生態(tài)環(huán)境明顯得到改善，各地三維生態(tài)足跡增速放緩，湖北省資本流量占用率不斷下降，湖南省資本流量占用率仍未突破100%，四川省、重慶市存量流量利用比緩慢攀升，貴州省資本流量占用率從較高水平緩慢降低，但同時(shí)帶來了新問題，資本流量消耗降低，資本存量消耗卻在增加，足跡深度不斷加深。耕地和草地是經(jīng)濟(jì)帶發(fā)展相對比較重要的生物土地資源，其產(chǎn)品與人民生活息息相關(guān)，卻面臨最嚴(yán)重的生態(tài)赤字，盡管建設(shè)用地的足跡廣度擴(kuò)張，卻以犧牲耕地和草地資本流量為代價(jià)。

3.2 政策建議

1）盡快升級長三角地區(qū)產(chǎn)業(yè)，從主要依靠高能耗產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)變?yōu)橐揽扛咝录夹g(shù)產(chǎn)業(yè)，發(fā)展前景仍然較好的高能耗行業(yè)可適當(dāng)往長江中游地區(qū)轉(zhuǎn)移，以平衡長江全流域的自然資本消耗狀態(tài)。工業(yè)環(huán)境效率較高的江浙地區(qū)可以和工業(yè)環(huán)境效率較低的云貴地區(qū)進(jìn)行產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整［33］，加強(qiáng)上下游產(chǎn)業(yè)和生態(tài)治理互動［34］，提高云貴地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度同時(shí)緩解過度存量資本消耗問題。

2）針對全流域存在的草地過度消耗和耕地安全，需要提高土地利用率，尤其是耕地，優(yōu)化各類生物土地之間的利用布局，減少建設(shè)用地對耕地的侵占情況，突出耕地、草地的保護(hù)。長江上游環(huán)境治理對于經(jīng)濟(jì)帶整體生態(tài)積極意義更大［35］，因此對云貴地區(qū)需要采取更加積極的草地保護(hù)政策，以提升該區(qū)域的流量自然資本。合理劃分人口密集的城鎮(zhèn)區(qū)域，將耕地集中化生產(chǎn)以提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力。

3）制定高效的水能、太陽能等可再生能源和清潔能源開發(fā)計(jì)劃，更好地利用長江流域豐富的水資源，減少化石能源消耗。從根源上降低生態(tài)足跡，發(fā)展技術(shù)逐漸提升生態(tài)承載力，真正促進(jìn)長江綠色發(fā)展事業(yè)，實(shí)現(xiàn)“長江大保護(hù)”。

圖9 不同省市生態(tài)足跡年均變化率

表4 長江經(jīng)濟(jì)帶變化率剪刀差