生态足迹论文：地方生态足迹的转变论述

作者：熊鹰 单位：长沙理工大学资源环境系

本研究根据相关文献[3,10-15]中对中国生态足迹的计算取值，草地为0.19，林地为0.91，水域为1。同时，根据世界与发展委员会(WCED)报告《我们共同的未来》指出，生物并非人类所独有，人类应将生物生产土地面积的12%用于生物多样性的保护[2]。因此，在计算生态承载力时，应从总数中扣除这一部分。人均生态承载力计算公式为：（表略）式中：EC为区域总生态承载力(hm2)，N为人口数。ec为人均生态承载力(hm2人-1)，aj为人均生物生产面积，rj为均衡因子，yj为产量因子，j为土地类型(j=1，2，3，…)。生态赤字(盈余)生态足迹对可持续性的衡量，主要依据生态足迹和生态承载力差值。当区域内EF>EC时，将出现生态赤字，其大小等于生态承载力减去生态足迹。生态赤字表明该地区人类对自然资源的消耗超过了生态承载力，生态安全受到胁迫，区域的发展模式处于相对不可持续状态。当区域内EF≤EC时，则产生生态盈余，表明该区域自然生态资源可以满足人类对资源的需求，地区内自然生态资源在一定的保护措施下可以得到增加，使得生态承载力供给扩大，区域生态系统处于安全状态，自然生态资源发展以及该区域的生产和消费模式具有相对可持续性。生态赤字/盈余的计算公式为：ED=EFEC=N(efec)（3）生态足迹的动态变化1998—2006年湖南省人均生态足迹在1.2441~1.6377hm2之间变化，总体呈现逐年递增趋势，在此期间人均生态足迹增加了0.3936hm2，增幅达31.64%。但在变化的幅度上有差异，1998—2002年间年均增长率为4.46%，2003—2006年年均增长率降低到2.85%。而在此期间，生态承载力则呈现下降态势，由1998年的0.4819hm2减少为2006年的0.4556hm2，期间共减少了0.0263hm2，年均减少率达5.46%。将各年的生态足迹与对应年份的人均生态承载力进行比较可以看出，1998—2006年湖南省均处于生态赤字状态，人均生态赤字最高达到1.1821hm2，最低为0.7621hm2。因此，在此期间在省域尺度上，湖南省的人均生态足迹呈持续增长趋势，人均生态承载力一直在减少，从而造成其生态赤字一直增加。湖南省生态赤字逐年提高也反映出，生态足迹与生态承载力之间的矛盾加剧，生态环境处于不安全状态。1998—2006年间逐年增加，从需求结构上看，草地、耕地是构成湖南省人均生态足迹的主要组成部分，分别占人均生态足迹的30.11%~37.34%，29.83%~33.53%。其次，是化石能源地(17.60%~22.85%)、水域(9.32%~11.27%)，林地(3.63%~4.79%)以及建筑用地(0.15%~0.19%)。

生态足迹的供需结构为各项资源人均供应量与需求量在不同年份的对比关系。研究期间，林地和建筑用地的供给量大于需求量，表现为盈余；耕地、水域、草地和化石燃料的需求量均超过了供给量，表现为赤字，尤其是化石燃料用地，湖南省该类生产面积几乎为零。从供给结构上看，耕地是构成湖南省人均生态承载力的主要组成部分，占人均生态承载力的51.02%~53.23%。但1998—2006年，耕地供需一直呈赤字状态，究其原因，一方面是退耕还林(湖)的影响；另一方面是由于区域人口的增多和城市化进程的推进，很多耕地同时也被开发出来作为建筑用地，从图3(d)建筑用地供给量逐年增加的趋势亦可以体现。值得注意的是，2002年后通过加强土地整理以及大力实施耕地占补平衡措施，从而使耕地赤字的增长幅度有所降低。1998—2002年耕地赤字的增长率为5.74%，2003—2006年减少为2.75%。在不同资源人均生态承载力结构(供给结构)中，其他组分所占人均生态承载力比重的由大到小顺序依次为林地(33.41%~34.47%)，水域(11.32%~13.28%)，建筑用地(1.10%~1.59%)，草地(0.0286%~0.0295%)，能源用地。由图3(e)可以看出，1998—2006年湖南省林地的人均生态足迹需求量呈波动变化，供给量呈逐年减小趋势。从实际情况看，湖南省具有较丰富的森林资源，特别是近年来通过加大林业生态建设，使林地面积得到了一定程度的增加，目前森林覆盖率为52.44%，居全国前列，但供给量却逐年减小，其主要原因在于湖南省人口增长的速度超过了林地增长的速度，从而导致人均供给量呈现降低态势。因此，在大力做好生态林业建设，保护好现有的森林资源的同时，有效控制人口增长也是重要的工作。湖南省水域的需求量为0.1360~0.1722hm2，是供给量的0.19~2.65倍。需要说明的是，湖南省草地的供给量为0.000149~0.000157hm2，而需求量为0.4412~0.5786hm2，赤字相差较大。究其原因在于，湖南省猪肉产量较高，而实际上有大部分猪肉销往外地，因这部分贸易数据较难获得，因此未将该部分扣除，导致其供需赤字结果有所偏大。建筑用地的需求量逐年增加，其中1998—2006年增加51.36%。尽管在此期间湖南省建筑用地供给大于需求，但计算时采用中国平均值[3]，而实际上湖南省人均用地面积小于全国平均值，因此建筑用地供给量较实际情况有所偏高。万元GDP生态足迹与资源利用效率生态足迹指标衡量的是在一定经济技术水平下，一定人口或每个人消耗所占用的生物生产性土地面积的大小，从而判断其对自然生态环境造成的影响[12]。区域国民经济活动万元GDP生态足迹需求可以从一定程度上反映区域生物资源的利用效率以及经济效益[16-17]。为了进一步衡量湖南省1998—2006年的资源利用效率，计算了万元GDP的生态足迹需求（图4）。万元GDP的生态足迹越大，则单位面积的生物生产性土地的产出就越低，区域资源的利用效率就越低；反之，区域资源的利用效率就越高。由图4可看出，湖南省1998—2006年万元GDP的生态足迹一直呈现下降趋势，从1998年的3.02089hm2万元-1下降到2006年的1.95443hm2万元-1。总体来看，在此期间湖南省的资源利用效率呈上升趋势，这体现了科学技术应用于生产中，提高了资源利用效率，减少了资源的浪费。另外，科学的管理对资源利用效率的提高也有很大作用。但整体水平仍要落后于发达地区，甚至是全国平均水平（我国万元GDP的生态足迹为2.037hm2万元-1，高于世界发达国家的平均水平[1]）。说明湖南省单位面积的生物生产性土地的产出、资源利用效率仍不高。1998—2006年湖南省人均生态足迹、人均GDP基本是逐年增长的，而万元GDP的生态足迹变化趋势刚好相反，基本呈逐年下降趋势。用SPSS12.0应用软件对相关数据进行处理，发现人均生态足迹与人均GDP成明显的正相关关系，相关系数为0.9437，这说明资源投入的增大是实现湖南省1998—2006年经济不断发展的一个主要原因。人均GDP、人均生态足迹与万元GDP的生态足迹均成明显的负相关关系，相关系数分别为-0.9768、-0.9607(在0.01的水平上显著)，说明在此期间一方面湖南省经济的不断发展促进了居民生活水平的提高，相应的人均资源消耗量逐渐增大，但是另一方面高新技术投入的增大，提高了单位面积生物生产性土地的产出，即资源利用效率有所提高，一定程度上缓解了资源消耗增大对环境造成的压力。可见，通过增大经济发展中的技术含量来提高现存资源的利用效率，是提高一个地区、国家或全球可持续发展程度的有效途径。

湖南省若要降低生态赤字加剧的趋势，必须控制人口增长速度，提高资源的利用效率，提倡建立资源节约型社会，对土地利用进行科学管理、合理配置。另外，扩大区域间物质流通，从省外引进能源和稀缺性产品，可以减小本省土地生产压力，对减缓本省生态赤字趋势有一定作用。湖南省1998—2006年生态足迹计算的结果表明，湖南省生态足迹均为赤字。生态赤字的存在表明，区域人类的消费需求超过了自然系统的再生能力，人类的生产、生活强度超过了生态系统的承载能力，区域生态系统处于人类过度开发利用的压力之下；生态赤字由1998年的0.762132hm2增加至2006年的1.1821hm2，说明该区域的生态足迹与生态承载力之间的矛盾加剧，生态环境正处于不安全状态；同时，预测研究表明未来10年湖南省的生态足迹与生态承载力之间的矛盾仍将存在，生态赤字达1.2764hm2。分析目前造成生态赤字的主要原因是耕地、水域、草地和化石燃料供需间的尖锐矛盾，以及快速的工业化和城市化对能源和用地的高度需求。另外，湖南省人均生态足迹的供需结构存在严重不平衡：耕地、水域、草地和化石燃料的需求量均超过了供给量，表现为赤字，尤其是化石燃料用地，湖南省该类生产面积几乎为零。从供给结构上看，耕地是构成湖南省人均生态承载力的主要组成部分，占人均生态承载力的51.02%~53.23%。针对湖南省自然资源丰富以及生态环境脆弱性的特点，提高资源利用率是缓解生态系统压力的重要措施之一。从1998—2006年万元GDP足迹需求的变化亦可以看出，该省已注意提高资源的利用效率。但值得说明的是，生态足迹仅是一种静态性的指标，其计算结果结论具有瞬时性的特点，同时生态足迹模型计算结果只反映经济决策对环境的影响，未涉及土地利用中其它的重要影响因素（如因城市化而挤占耕地，由污染、侵蚀等造成的土地退化情况等），因此其计算结果可能高估区域的生态状况[11,18]。虽然生态足迹模型本身存在一些不足，但仍不失为定量评价可持续发展程度，定量分析区域社会经济活动与生态承载力之间的差距的直观研究方法与手段[19-21]。本文针对湖南省缺乏生态足迹与生态承载力动态研究不足的现状，探讨了近10年来的生态足迹动态规律，并预测该区可持续发展的趋势，已期为区域的生态、环境规划提供较为可靠的参考依据。