王 煒,朱玉林
(中南林業(yè)科技大學 經(jīng)濟學院,湖南 長沙 410004)
人類的生存與發(fā)展依賴于自然,地球為人類提供了生存所必須的環(huán)境與資源,如何可持續(xù)性地利用自然資源,是全球生態(tài)經(jīng)濟學家們長期以來關注的焦點。1992年加拿大生態(tài)經(jīng)濟學家Rees[1]提出了生態(tài)足跡的概念,通過將實物消費量換算為生物生產(chǎn)性土地面積的方法,定量地測定人類對自然資源的消費來評估人類對生態(tài)系統(tǒng)的影響,并將計算出的生態(tài)足跡與生物生產(chǎn)性土地面積存量作對比,判斷地區(qū)是否存在生態(tài)盈余赤字。
隨著對生態(tài)足跡理論研究的不斷深入,這一方法的局限性也逐漸被意識到,徐中民,張志強等[2]認為生態(tài)足跡模型僅為一個靜態(tài)模型,它并沒有關注到可持續(xù)發(fā)展中的代際公平問題。另外,生態(tài)足跡理論僅關注環(huán)境系統(tǒng)中生態(tài)物品和服務的供求,而忽視了對經(jīng)濟系統(tǒng)的分析,研究的系統(tǒng)具有單一性?!懊撱^”的含義即為變量與變量之間沒有關系、不連結,脫鉤模型常被國內(nèi)外學者用于研究大氣污染、碳排放等環(huán)境問題與經(jīng)濟發(fā)展之間的脫鉤關系。其中Tapio[3]于2005年構建的脫鉤模型因其使用彈性分析的方法,很大程度上降低了傳統(tǒng)脫鉤模型因基期選擇問題而導致的計算偏差,故被國內(nèi)外學者廣泛認同并運用。在生態(tài)足跡研究的基礎上,進一步分析生態(tài)壓力與經(jīng)濟發(fā)展之間脫鉤關系的優(yōu)勢在于:1)Tapio脫鉤模型綜合總量和相對量指標,能夠動態(tài)反應變量的時間序列特征[4],有效克服了傳統(tǒng)生態(tài)足跡模型的靜態(tài)性缺陷。2)脫鉤彈性系數(shù)能夠有效評定雙系統(tǒng)之間的耦合程度,有效克服了傳統(tǒng)生態(tài)足跡模型研究系統(tǒng)的單一性缺陷。
國內(nèi)學者對生態(tài)足跡研究的主流方向大概分為以下幾個方面:1)對區(qū)域生態(tài)足跡做時空分析[5];2)研究生態(tài)足跡的驅動因素[6];3)結合能值理論研究生態(tài)足跡[7]。目前,僅有諸如楊振華[8]、張童[9]、李坦[10]等少數(shù)學者進一步研究了生態(tài)足跡與經(jīng)濟發(fā)展之間的脫鉤關系?;诖?,本研究以湖南省婁底市為例,從生態(tài)、經(jīng)濟雙視角出發(fā),構建生態(tài)足跡-Tapio脫鉤模型,對該市經(jīng)濟發(fā)展的可持續(xù)性進行研究,以期為該市能在“十四五”期間進一步協(xié)調好經(jīng)濟發(fā)展與生態(tài)壓力的關系,優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結構提供對策支持及理論借鑒。
綜合上述對生態(tài)足跡理論以及Tapio脫鉤模型的分析,為了有效克服傳統(tǒng)生態(tài)足跡理論的缺陷并對區(qū)域可持續(xù)性做出綜合評判,本研究構建生態(tài)足跡-Tapio脫鉤模型,即在傳統(tǒng)生態(tài)足跡理論的基礎上,進一步研究生態(tài)壓力與經(jīng)濟發(fā)展之間的脫鉤關系。
1.生態(tài)足跡的計算
計算生態(tài)足跡指數(shù),就是將本地的各類資源和能源的消費換算為6類生物生產(chǎn)性土地面積(耕地、林地、牧草地、水域、化石能源用地和建筑用地),并將各類生物生產(chǎn)性土地面積通過均衡因子的折算并加總后獲得總的生態(tài)足跡[11]。
在本次研究中,考慮到婁底市各項目進出口總量較小,故在核算本地生態(tài)足跡時,忽略進出口對居民消費的影響。消費項目的構建在楊燦、朱玉林[7]相關研究的基礎上結合婁底市本地情況加以改進,如表1所示。另外,本研究屬于市級尺度上的生態(tài)足跡研究,故一般以耕地、林地、草地、水域中各項目的年產(chǎn)量,化石能源用地、建筑用地中各項目的規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)能源消費量作為各消費項目的替代指標。
表1 生態(tài)足跡的消費項目清單
生態(tài)足跡的計算公式為:
人均生態(tài)足跡的計算公式為:
式中:EFi表示第i年的地區(qū)總生態(tài)足跡;efi表示第i年的地區(qū)人均生態(tài)足跡;Aij表示第i年第j項生物質產(chǎn)量;Bij表示第i年第j項地區(qū)能源消費量;Yj表示第j種生物質的全球平均產(chǎn)量或全球平均能源足跡;rj表示第j項生物質項目或能源消費項目對應的生物生產(chǎn)性土地類型,共6類,取值直接引用Wackernagel于2004年測定的均衡因子數(shù)據(jù),取耕地2.17、林地1.35、牧草地0.47、水域0.35、化石能源用地1.35、建筑用地2.17;aj表示第j項能源的折算系數(shù);Ni表示地區(qū)第i年的總人口數(shù)。
2.生態(tài)承載力的計算
生態(tài)承載力可被認為是生態(tài)足跡的供給端,但因為資源稟賦的不同,簡單相加的生物生產(chǎn)性面積不具有區(qū)域間的可比性,所以生態(tài)承載力的計算須是經(jīng)均衡因子和產(chǎn)量因子的折算,并扣除12%的面積用以保護生態(tài)系統(tǒng)的多樣性后所得到的生物生產(chǎn)性面積的總量。
人均生態(tài)承載力的計算公式為:
式中:ECi表示第i年的地區(qū)總生態(tài)承載力;eci表示第i年的地區(qū)人均生態(tài)承載力;γj為產(chǎn)量因子,結合婁底市本地生產(chǎn)力發(fā)展情況取耕地2.180 4、牧草地4.574 4、林地1.677 3、建筑用地2.180 4、水域4.574 4、CO2吸收0[12]。
3.人均生態(tài)赤字與人均生態(tài)盈余
人均生態(tài)赤字或人均生態(tài)盈余是指人均生態(tài)足跡與人均生態(tài)承載力之間的差值,在一定程度上反應了地區(qū)發(fā)展的可持續(xù)性。
計算公式為:
式中:εi表示人均生態(tài)赤字或盈余,εi<0,則存在生態(tài)赤字,εi>0則存在生態(tài)盈余
本研究基于Tapio脫鉤模型,構建GDP(衡量經(jīng)濟發(fā)展)與生態(tài)足跡(衡量生態(tài)壓力)之間的脫鉤彈性方程,分析并得到了婁底市2008~2019年間各變量之間的脫鉤情況隨時間的變化趨勢。計算公式如下:
脫鉤彈性指數(shù)對應的脫鉤類型沿用Tapio構建的劃分體系,如表2所示。其中,在經(jīng)濟發(fā)展與生態(tài)壓力的脫鉤關系中,最理想的情況為強脫鉤,即表示經(jīng)濟的發(fā)展對造成生態(tài)壓力的依賴度非常低,經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展不會以造成更大的生態(tài)壓力為代價;最不理想的情況為強負脫鉤,即表示經(jīng)濟衰退但生態(tài)壓力加劇。
表2 脫鉤彈性系數(shù)比對?
婁底市礦產(chǎn)資源豐富,已探明礦種47類,礦產(chǎn)地58處,其中銻礦保有儲量為全世界第一,煤礦保有儲量為湖南省第一,享有“世界銻都”“江南煤?!钡拿雷u;雨水充沛,水系完整,東部漣水,為湘江中游一大支流,境內(nèi)全長85.85 km,流域面積3 985 km2。
婁底市是湖南省重要的原材料與能源工業(yè)基地,但產(chǎn)能過剩、城鎮(zhèn)化程度低的問題較為顯著。近年來,婁底市致力于改善產(chǎn)業(yè)結構[13]將去除過剩產(chǎn)能,發(fā)展新型產(chǎn)業(yè)作為長期發(fā)展的目標,第二產(chǎn)業(yè)GDP占總GDP比重已從2008年的50.38%降為2019年的38.57%。通過近年的努力,婁底取得了令人驕傲的成績,但在改善產(chǎn)業(yè)結構、促進城鎮(zhèn)化的道路上,依然任重而道遠。
婁底市人口、GDP等社會經(jīng)濟指標來自于各年份《湖南省統(tǒng)計年鑒》;婁底市各生物質產(chǎn)量、規(guī)模以上企業(yè)能源消費量來自于各年份《湖南省統(tǒng)計年鑒》《湖南省農(nóng)村統(tǒng)計年鑒》;由于土地利用數(shù)據(jù)的可獲得性較差,本研究以婁底市森林覆蓋面積代替林地面積。其中,耕地、牧草地、水域、建筑用地的面積數(shù)據(jù)來自于各年份《湖南省農(nóng)村統(tǒng)計年鑒》《婁底年鑒》《婁底統(tǒng)計年鑒》及其他文獻[14],森林覆蓋面積來自于各年份《婁底市國民經(jīng)濟和社會發(fā)展統(tǒng)計公報》,化石能源用地面積取0,部分土地利用數(shù)據(jù)缺失的年份,通過插值法代入。
原始數(shù)據(jù)中共有消費端項目34項,分為生物質產(chǎn)量與能源消費兩個主要板塊,各類生物生產(chǎn)性土地的具體消費項目已在表1中列出,此處不再贅述。生物質消費項目中,竹材取每根0.015 m3。能源消費項目中的能源轉換系數(shù)參考中國能源統(tǒng)計年鑒,各消費項目的全球平均產(chǎn)量或平均能源足跡參考聯(lián)合國糧農(nóng)組織網(wǎng)站(faostat.fao.org)。
依據(jù)公式(1)~(4)可計算出婁底市各年份人均生態(tài)足跡、人均生態(tài)承載力以及人均生態(tài)盈余,計算結果見表3、表4。
根據(jù)圖1,從人均生態(tài)足跡的結構上分析,研究時段內(nèi),歷年各類生物生產(chǎn)性土地的生態(tài)足跡貢獻率大小情況一致:化石能源用地>牧草地>耕地>水域>林地>建筑用地,化石能源用地的生態(tài)足跡貢獻率占了相當大的一部分,其中2019年最低為64.18%,2017年最高為71.95%。婁底市是湖南省的重要原材料基地,其主導產(chǎn)業(yè)為煤炭、鋼材、建材等“兩高一資”型傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)[15],高耗能、高污染對應了高的生態(tài)足跡消費需求以及生態(tài)治理成本,這也解釋了為什么化石能源用地的生態(tài)足跡貢獻率在該市居高不下,長期居于首位。
根據(jù)圖1,從人均生態(tài)足跡的時間趨勢上分析,人均生態(tài)足跡的變化隨時間呈現(xiàn)出倒“U”型的變化特征,拐點出現(xiàn)在2014年。人均生態(tài)足跡由2008年的3.07 hm2(最小值)上升到2014年的4.89 hm2(最大值),再下降到2019年的3.31 hm2。從分項生態(tài)足跡分析,牧草地與化石能源用地的人均生態(tài)足跡也呈現(xiàn)出倒“U”型狀,且其拐點與總的人均生態(tài)足跡相吻合。其余四類土地呈現(xiàn)單調遞增或上下波動型態(tài)勢。2008年金融危機以后,為刺激經(jīng)濟,穩(wěn)住就業(yè),婁底市政府提出“工業(yè)主導、基礎先行、項目帶動、協(xié)調發(fā)展”的戰(zhàn)略舉措,擴大招商引資規(guī)模,一大批耗能高、規(guī)模大的項目落地,規(guī)模以上企業(yè)能源消耗量在接下來的幾年中高速增長,這也直接導致了婁底市人均生態(tài)足跡的持續(xù)增加。2015年是“十二五”計劃的收官之年,婁底市一是狠抓產(chǎn)業(yè)轉型,以“四轉三化”為抓手、“三量齊升”為目標,培育了一批戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè),推進了薄板深加工產(chǎn)業(yè)園和汽車零部件基地的建設;二是致力于改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè),加大力度引導煤炭、鋼鐵等產(chǎn)業(yè)走向高端,并關閉了一大批落后煤礦,據(jù)統(tǒng)計,婁底市煤礦已從2010年的486家減少為2014年的249家,故該年人均生態(tài)足跡首次呈現(xiàn)出下降態(tài)勢?!笆濉逼陂g,婁底市加快產(chǎn)業(yè)轉型升級的步伐,深入踐行綠色發(fā)展的理念,第二產(chǎn)業(yè)GDP與第三產(chǎn)業(yè)GDP的比值(衡量產(chǎn)業(yè)結構)不斷下降,從2015年的1.437下降為2019年的0.759,一大批產(chǎn)能過剩的企業(yè)或淘汰或改造,反應在生態(tài)足跡上就是2015—2019年間人均生態(tài)足跡的持續(xù)降低。
圖1 婁底市2008年—2019年人均生態(tài)足跡堆積圖(分項目)
根據(jù)表3、表4所示,婁底市的人均承載力較低,但除了在2016年有略微的減小以外,總體上還是呈現(xiàn)出緩慢增長的態(tài)勢,人均承載力絕對值從2008年的0.56 hm2增長為2019年的0.7 hm2。這主要是因為婁底市長期以來致力于退耕還草還林、堅守耕地紅線、嚴格控制對建設用地審批,大力開展對已破壞生態(tài)系統(tǒng)的修復工作,并對國家自然保護區(qū)、國家森林公園實施嚴格的保護政策,一定程度上增加了生態(tài)產(chǎn)品和服務的供給,提高了生態(tài)承載力。
表3 婁底市2008—2013年的人均生態(tài)足跡(分項目)、承載力、生態(tài)盈余 hm2
表4 婁底市2014—2019年的人均生態(tài)足跡(分項目)/承載力/生態(tài)盈余 hm2
根據(jù)圖2,在12年的研究時段內(nèi),人均生態(tài)盈余均為負數(shù),表明該市每年都存在嚴重的生態(tài)赤字,人均生態(tài)足跡與人均生態(tài)承載力的比值在2012年最大為7.00,在2019年最小為4.75,生態(tài)壓力負載嚴重。研究時段內(nèi),該市經(jīng)濟發(fā)展迅速,但經(jīng)濟系統(tǒng)的這種發(fā)展是以剝奪過量生態(tài)物品的發(fā)展,是相對不可持續(xù)的發(fā)展。人均生態(tài)盈余呈“U”型分布,2014年以后,生態(tài)赤字逐年減小,生態(tài)系統(tǒng)壓力相對釋放并呈持續(xù)向好的態(tài)勢,但生態(tài)系統(tǒng)負載嚴重的情形依然嚴峻。
圖2 婁底市2008—2019年人均生態(tài)足跡/承載力/盈余變化趨勢
根據(jù)公式(5)可計算出婁底市各年度生態(tài)足跡與GDP之間的脫鉤彈性,計算結果見表5。根據(jù)表5,可以看出婁底市2009—2019年的經(jīng)濟發(fā)展與生態(tài)壓力之間的脫鉤情況經(jīng)歷了由“擴張性負脫鉤”到“弱脫鉤”到“強脫鉤”的變化過程,且研究時段內(nèi)ΔGDP均為正數(shù),這說明了該市經(jīng)濟發(fā)展逐漸擺脫了對造成生態(tài)壓力的依賴,發(fā)展的可持續(xù)性正不斷向好的方向發(fā)展,但上節(jié)已分析,該市仍處于嚴重的生態(tài)赤字中,面臨的生態(tài)壓力依然沉重。
表5 婁底市2009—2019年脫鉤結果分析表
根據(jù)脫鉤狀況表現(xiàn)出的不同特征,可將研究時期劃分為兩個研究階段。
第一階段為2009—2014年,具體表現(xiàn)為經(jīng)濟增長與造成生態(tài)壓力之間呈較強的關聯(lián)性。這一階段EF均為正增長,平均年增長率達到了6.65%,其中以2009年、2010年最高,分別為10.71%和10.98%,上文已分析過這一階段的EF高速增長主要是因為2008年金融危機后婁底市的能源足跡不斷擴大,此處不再贅述。與此同時,總GDP在這段時期內(nèi)也保持了一個高速的增長,平均增速為14.99%,再對總GDP細分產(chǎn)業(yè)進行分析,第二、第三產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)出分別保持了16.28%和15.25%的年平均增長率,年均占總GDP比重分別為53.24%和31.24%。綜上所述,結合婁底市本地產(chǎn)業(yè)實際情況分析,這一階段的經(jīng)濟高速增長主要是源自煤炭、建材、有色金屬等傳統(tǒng)高耗能產(chǎn)業(yè)在這一時期的快速擴張,但這種增長對生態(tài)系統(tǒng)的依賴程度非常高,這加劇了該地區(qū)的生態(tài)壓力[16]。
第二階段為2014—2019年,具體表現(xiàn)為經(jīng)濟增長與造成生態(tài)壓力之間呈較弱的關聯(lián)性。這一階段的特征為EF均為負增長,平均年增長率為-6.96%,這主要得益于該地區(qū)在“十二五”期間立足于淘汰和改造產(chǎn)能過剩企業(yè),并于“十三五”期間繼續(xù)加快產(chǎn)業(yè)轉型的步伐,能源足跡的逐年下降。這一時期,婁底市經(jīng)濟仍能保持一個中高速的增長(除了2017年外,GDP年平均增速都大于6.5%),再對總GDP細分產(chǎn)業(yè)進行分析,第三產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)出依舊保持了高速增長的態(tài)勢,年均增長率為16.55%,并于2019年首次超過第二產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)出,居三產(chǎn)GDP貢獻率首位。然而第二產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)出的年均增長率卻下降為-0.4%,根據(jù)世界發(fā)達國家和國內(nèi)先進城市的經(jīng)驗[17],這一變化符合現(xiàn)代城市發(fā)展的邏輯,雖然經(jīng)濟增速較第一階段有所放緩,但消耗更少的環(huán)境資源,釋放了更多的生態(tài)負荷,所以可以認為,這樣的發(fā)展更符合可持續(xù)發(fā)展的原則。
第一,結構上分析,能源足跡始終位居區(qū)域總生態(tài)足跡貢獻率首位,說明該市以工業(yè)為主導的發(fā)展模式仍未改變。時間趨勢上分析,生態(tài)足跡呈倒“U”型分布,尤其是拐點以后生態(tài)足跡的逐年下降,說明近年來該市在生態(tài)建設、產(chǎn)業(yè)轉型等方面的努力卓有成效,但是該市仍然長年處于嚴重的生態(tài)赤字當中,面臨較大的生態(tài)壓力。
第二,生態(tài)承載力大體上呈現(xiàn)出逐年遞增的狀態(tài)(2010年除外),但是增長幅度較小,生態(tài)物品和生態(tài)服務呈現(xiàn)出明顯的供不應求狀態(tài),凸顯出婁底市的土地資源結構亟待改善。
第三,經(jīng)濟增長與生態(tài)壓力之間的脫鉤關系經(jīng)歷了由“擴張性負脫鉤”-“弱脫鉤”-“強脫鉤”轉變,經(jīng)濟的增長不再依賴于對生態(tài)物品和生態(tài)服務的過度消費[18],這主要得益于婁底市長期以來致力于優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結構,大力發(fā)展現(xiàn)代化服務業(yè),減少能源消費項目。
綜上所述,婁底市經(jīng)濟發(fā)展逐漸擺脫了對造成生態(tài)壓力的依賴,人均生態(tài)足跡與人均生態(tài)盈余均已度過曲線拐點,正朝好的方向發(fā)展,但該市長期處于嚴重生態(tài)赤字的局面沒有改變,生態(tài)壓力依舊巨大,處于相對的不可持續(xù)狀態(tài)。為持續(xù)釋放生態(tài)壓力,防止生態(tài)盈余從“U”型曲線向倒“N”型曲線轉變,結合該市近年發(fā)展的情況,提出以下四點對策建議:
一是進一步優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結構,改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)、淘汰落后產(chǎn)業(yè)、扶植新興產(chǎn)業(yè);不斷增加第三產(chǎn)業(yè)在全產(chǎn)業(yè)中占比;擴大產(chǎn)業(yè)園區(qū)的建設力度,通過產(chǎn)業(yè)集聚效應提高資源的利用效率;延長并完善產(chǎn)業(yè)鏈,提升資源配置及生產(chǎn)效率;金融領域上拓寬科創(chuàng)型中小微企業(yè)的融資方式,暢通直接融資渠道。
二是持續(xù)推進可再生能源的利用,倡導清潔能源的使用,以減少化石能源用地的生態(tài)足跡。以“金太陽”新能源示范工程為契機,大力發(fā)展太陽能相關產(chǎn)業(yè);充分利用降雨充沛、水系完整等優(yōu)勢,推進水電行業(yè)的建設。
三是改善土地資源結構,提高生態(tài)承載力,嚴格審批建筑用地的開發(fā);實行紅線原則,守住耕地資源不濫用;進一步推行植樹造林,提高森林覆蓋率;嚴格管控水污染,確保水資源的生態(tài)安全;推進土地資源集約化利用,充分提高用地效率[19]。
四是倡導綠色消費、理性消費,拒絕鋪張浪費、盲目消費,從居民消費端減小生態(tài)壓力;提倡綠色出行,普及公共交通工具在全市范圍內(nèi)的使用,政策上向新能源汽車傾斜,推進節(jié)能減排。