基于生态足迹的武汉市城市化探究

【摘要】 生态足迹模型可定量反映城市人类活动对自然环境产生的压力和影响程度,为城市生态系统研究提供了新的思路和研究方向。应用生态足迹模型分析方法,计算了武汉市2002～2007年人均生态足迹,探究了其城市化发展中的生态环境动态变化情况。结果为:人口城市化水平和生活方式城市化水平对人均生态足迹具有强烈的影响作用,经济城市化水平和地域景观城市化水平对生态足迹具有反作用。对此提出了几点建议,为武汉市的城市化发展提供参考依据。

【关键词】 武汉;城市化;生态足迹;可持续发展

城市化发展作为人类社会发展的必然趋势是衡量一个地区或国家经济发展、社会进步的重要标志。20世纪80年代以来,我国城市化建设进入一个高速发展阶段,在促进社会经济全面高速发展的同时,城市化也直接导致周边地区资源、能源的大量耗竭,使环境与生态系统遭到一定程度的破坏,为区域可持续发展带来了严峻挑战。如何度量并处理城市化发展与自然环境之间的相关关系就成为城市化研究的一个重要课题。

一、研究综述

1.城市化水平测定研究综述。1867年,西班牙工程师A. serda首先使用了城市化(urbanization)一词。此后城市化就逐步成为城市问题研究的重要内容。印度学者查英从人口比例、人口密度、人口规模和城市之间的平均距离四个方面分析了城市化水平;我国学者林疏鹏等运用人口、经济、社会和居住环境4类22个指标测度城市化水平;张耕田从人口集聚规模和人口构成、生产经济集聚规模及其构成、社会服务水平等7个要素9个指标来反映城市化水平;张思锋和廖园园从人口城市化、经济城市化、生活方式城市化和地域景观城市化四个测度17个指标来测度城市水平。

2.生态足迹研究综述。生态足迹模型最早是由加拿大生态经济学家William Rees等在1992年提出并在1996年由其博士生Wackemagel 完善的一种衡量人类对自然资源利用程度以及自然界为人类提供的生命支持服务功能的方法。Wackernagel等(1999)分析了全球52个国家自然资本的使用状况;Haberl等(2001)尝试了大时间跨度的生态足迹分析;我国学者徐中民、杨开忠、张志强、李利锋等以其敏锐的学术感知,对生态足迹模型的引入、介绍是国内兴起生态足迹研究的基础;陈敏等计算了我国1978～2003年生态足迹的变化情况,发现25年来能源足迹增长最快,“化石能源足迹逐年增加,进一步加剧了林地短缺的危机”;贾宁和金玲对甘肃省2000～2005年旅游生态足迹及生态承载力进行了计算和分析,发现甘肃省旅游业处于一种生态不协调状态;宋胜帮、刘江宜和张婧婧运用生态足迹理论和模型对2002～2007年武汉市的生态足迹和生态承载力进行了定量计算发现武汉市的生态系统处于过度开发之中。

二、城市化测度模型及测算

1.城市化测度模型。本文采取张思锋教授测度城市化水平的指标,把一个城市分为人口城市化、经济城市化、生活方式城市化和地域景观城市化四个测度,选取了17个指标,并给出了四个测度的计算公式,分别为:

Fi=■ Fr=■Fi・■ Fj=■Fi・■

Fs=■Fi・■ Fd=■Fi・■

其中:Fi―第i项指标的比较数值;Fr―人口城市化指数;Fj―经济城市化指数;Fs―生活方式城市化指数;Fd―地域景观城市化指数;Xil―第i指标的实际数值;Xio―第i项指标的最优标准;Wi―第i项指标的权重。指标权重是参照张思锋教授研究西安城市化水平测度中的数据,最优标准是采用李爱军等计算出的美、日、德、英、法、意、加7国及我国北京、上海的城市化水平指标的均值。

2.城市化水平测算。根据《中国城市统计年鉴》和《武汉市统计年鉴》的数据,通过城市化测度模型的计算公式求得2002～2007年6年武汉市城市化发展水平,结果(见表1)。

2002～2007年武汉城市化发展水平测度(表1)

三、生态足迹模型及计算

1.生态足迹模型。生态足迹计算包括生物资源的消费、能源的消费和进出口贸易调整三个部分。需要说明的是,因缺乏武汉进出口及国内贸易量的详细数据, 文中未进行贸易调整计算,只计算了生物资源的消费和能源的消费两部分。其中生物资源涉及到农产品、动物产品、水果和木材等几类;能源消费主要选取了以下几种:煤炭、焦炭、燃料油、原油、汽油、柴油、液化石油气和电力。为使计算结果便于比较,在生物资源消费的计算中,采用了联合国粮农组织(FAO)1993年世界平均产量资料来处理生物资源生产面积的折算;计算能源消费时以世界上单位化石燃料生产土地面积的平均发热量为标准,将当地能源消费所消耗的热量折算成一定的化石燃料土地面积。最后为了使计算结果转化为一个可比较的标准,在每种生物生产面积前乘上一个均衡因子,均衡因子的选取来自世界各国生态足迹的报告。

2.生态足迹的计算。生态足迹计算公式:

EF=N×ef=N?鄱(ai×rj)=N×?鄱(ci×pi)×rj(i=1,2,3,…,n j=1,2,…,6)

式中:EF为总的生态足迹;ef为人均生态足迹;N为人口数,ai为i种物质人均占用的生物生产面积;rj为均衡因子;ci为i种物质的人均消费量;pi为i种物质的世界平均生产能力;i为消费的物质种类;j为生物生产面积类型。

根据生态足迹的概念和计算方法,利用《中国城市统计年鉴》和《武汉市统计年鉴》中的数据,对武汉市2002～2007年生态足迹进行了计算,结果(见表2)

2002～2007武汉市人均生态足迹(表2)

四、回归分析模型与结果分析

1.回归分析的过程。根据李晋玲、刘人镜教授的研究成果可知,城市化水平的四个测度和生态足迹的各个分量均有相关性,因此它们之间的关系模型为:

EF = f ( Fr , Fs , Fj , Fd)。

本文以生态足迹为因变量,人口城市化、经济城市化、生活方式城市化和地域景观城市化为自变量,运用SPSS做多元线性回归,从而测算出城市化的四个测度因子对生态足迹的影响程度。(结果见表3、表4)。

表 3

表4

2.回归分析的结果。对方程的方差分析及对回归系数的显著性检验均发现,所建立的回归方程显著。从回归结果可以看出,武汉市的城市化发展对人均生态足迹产生了强烈的影响。从回归系数可以看出,人口城市化对生态足迹具有最强烈的影响,这说明随着武汉市人口的不断增多,人均生态占用面积也在迅速的增长,对环境产生的压力也在不断地增加。其次生活方式城市化对生态足迹的影响系数也为正,这说明人们生活水平的提高是以向自然环境无休止的索取和排放大量的废弃物为代价。经济城市化和地域景观城市化的系数为负,这说明武汉市近几年在这两方面的发展还是以可持续发展为前提,但从数据也可以明显的看出,经济的发展对生态足迹的影响在逐年迅速的增加,这值得我们的关注。地域景观则是从人居环境、公共基础设施和生态环境的角度来考虑的,对武汉市来说,地域景观城市化对生态足迹的增加具有反作用,这说明武汉市在城市化过程中注意到了对生态环境的保护。

五、合理的城市化发展的建议

1.积极推进“武汉城市圈”建设,促使武汉市人口城市化趋向合理性。从回归系数可以看出,武汉市的人口城市化已经对生态足迹产生了很大的影响,这种影响在不断地扩大,可以通过推进“武汉城市圈”建设,促使城市圈内其它几个城市逐渐提高自身的城市等级,吸引部分人口在此定居,从而减轻武汉市的人口压力,同时外来人口的进入也有助于这些城市的发展。

2.调整产业结构,注重高新技术产业的发展。从表1可以看出,武汉市的第二产业不管是从业人数占的比重还是总产值占的比重,相对国内走在前列的大城市来讲都比较高,消耗的化石能源也比较多,对生态足迹的逐年增加“贡献”了很多,这些都不利于经济可持续发展,因而应该积极优化产业结构,发展一些高新技术产业,减少化石能源的消耗,提高城市的技术等级,使武汉市的经济城市化沿着可持续方向发展。

3.改变传统观念,促使人们寻求健康、环保的生活新方式。人们在追求自身高生活水平的同时,却忽视了对周围生态环境、地域形态以及其它人群思想观念的影响,最终这种传统的生活方式的弊端也给人们带来了很大伤害,我们应该寻求一种健康、环保的新生活方式,即可持续发展的生活方式。这种生活方式包括很多内容,比如在大城市人们可以提倡公共交通,尽量减少私家车出行的频率,这对市区的交通和环境都有很大的改善;在消费模式方面,要提倡适度消费,尽量地减少对某些奢侈品的需求。

4.充分利用土地资源,改善城市地域景观。土地是城市发展的载体,我们就是要在有限的土地资源上建设合理的城市地域景观,从回归分析也可以看出合理的地域景观有益于城市的发展,这就要求我们必须合理规划、利用每一寸土地。所以我们应该采取一些措施,比如要多注重公共基础设施的建设、增加公共绿地面积等等。总之,就是让每寸土地同时发挥最大的经济效益和生态效益。

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