廣州市生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展能力分析
——基于修正的生態(tài)足跡法

胡貴平， 龍志和， 李 敏， 任通先

(華南理工大學經(jīng)濟與貿易學院，廣東廣州 510641)

廣州市生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展能力分析
——基于修正的生態(tài)足跡法

胡貴平， 龍志和， 李 敏， 任通先

(華南理工大學經(jīng)濟與貿易學院，廣東廣州 510641)

采用考慮環(huán)境污染的生態(tài)足跡分析修正方法對生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀研究表明：廣州市2002—2007年生態(tài)環(huán)境處于不可持續(xù)狀態(tài)，生態(tài)赤字逐年上升；78.8%的生態(tài)足跡由化石燃料用地構成，經(jīng)濟高速發(fā)展和機動車保有量的迅速增加導致對能源的需求劇增；廣州市經(jīng)濟發(fā)展對生態(tài)環(huán)境的壓力主要表現(xiàn)為對資源能源的需求，同時廣州市資源利用效率的不斷提高，一定程度上減緩了城市生態(tài)不可持續(xù)狀態(tài)加劇惡化的勢頭.

生態(tài)足跡； 可持續(xù)發(fā)展； 環(huán)境污染； 廣州

隨著工業(yè)高速發(fā)展和人口激增，人類面臨著日益突出的經(jīng)濟、資源和環(huán)境之間的矛盾，人們?yōu)榱藢ふ以谫Y源和環(huán)境可承受基礎上的長期發(fā)展進行了大量探索.其中“可持續(xù)發(fā)展”戰(zhàn)略思想自1987年由世界環(huán)境與發(fā)展委員會(WCED)首次闡述以來，作為一種新的發(fā)展模式被廣泛接受，并在1992年里約熱內盧世界環(huán)發(fā)大會上被確認為人類共同的發(fā)展戰(zhàn)略.然而，對各國各地區(qū)的可持續(xù)發(fā)展程度進行有效和客觀的度量仍是世界性難題.20世紀90年代以來，國際上提出了許多富有價值的可持續(xù)發(fā)展評價方法，其中“生態(tài)足跡法”能夠明確界定區(qū)域生態(tài)的可持續(xù)發(fā)展狀態(tài)，評價結果直觀明了，具有區(qū)域可比性，很快得到有關國際機構、政府部門和研究機構的認可，成為可持續(xù)發(fā)展度量中的一個重要方法[1].

生態(tài)足跡分析法是20世紀90年代由加拿大生態(tài)經(jīng)濟學家WILLIANM首先提出，隨后在其博士生WACKERNAGE[2-9]協(xié)助下不斷完善的一種度量可持續(xù)發(fā)展程度的方法.所謂生態(tài)足跡指能夠持續(xù)地向一定人口提供他們所消耗的所有資源的土地和水體的總面積.它通過估算維持人類的自然資源消費量所需要的生態(tài)生產性土地面積大小，與給定人口區(qū)域的生態(tài)承載力進行比較，衡量區(qū)域的可持續(xù)發(fā)展狀況.在國外，生態(tài)足跡分析法廣泛應用于土地需求量預測[10]、旅游業(yè)可持續(xù)度量[11]、區(qū)域貿易種類對生態(tài)環(huán)境的影響[12]等多個生態(tài)經(jīng)濟領域.1999年生態(tài)足跡分析法引入我國后，逐漸成為生態(tài)領域的研究熱點[14]，但主要集中應用于全國尺度以及各類生態(tài)脆弱區(qū)的可持續(xù)發(fā)展度量[15-21].

生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)除提供人類生產生活必須的資源和能源外，還承擔著同化人類生活、生產活動產生的廢棄物的功能.盡管生態(tài)足跡計算模型在一定程度上揭示和衡量了人類消費對生態(tài)環(huán)境的壓力，但它沒有完整地描述所有的壓力，特別是對于環(huán)境污染的生態(tài)影響未作任何考慮.對于人群及其生產經(jīng)營活動密集的城市而言，環(huán)境污染問題尤為突出，有針對性地補充完善生態(tài)足跡的指標體系，可以準確把握城市可持續(xù)發(fā)展狀況，促進可持續(xù)發(fā)展研究的深入.本文提出修正的傳統(tǒng)生態(tài)足跡分析方法，就廣州市2002—2007年的生態(tài)足跡進行動態(tài)分析和橫向比較，考察廣州市2002—2007年的環(huán)境污染情況，并從不同角度闡釋計算結果.

1 研究方法

生態(tài)足跡分析法通過比較生態(tài)足跡和生態(tài)承載力，從生態(tài)角度判斷人類活動是否處于生態(tài)系統(tǒng)的承載力范圍內，進而判定可持續(xù)發(fā)展狀況.

生態(tài)生產性土地是生態(tài)足跡分析法為各類自然資本提供的統(tǒng)一度量基礎，其基本思想是人類的每一項最終消費的量都可追溯到提供生產該消費所需的原始物質與能量的生態(tài)生產性土地的面積.具體地說，為維持人類生存消耗的各種資源和能源可分為農產品、畜產品、林產品、水產品、化石燃料和電力，相應被折算成耕地、草地、森林、海洋(水域)、化石能源用地和建筑用地6類生態(tài)生產性土地；由于不同生態(tài)生產性土地的生產力不同，在加總計算各類生態(tài)生產性土地時，要進行均衡化處理，即將計算得到的各類生態(tài)生產性土地面積乘以均衡因子，轉化為具有相同生產力的面積.其計算公式為：某類生態(tài)生產性土地的均衡因子 =全球該類生態(tài)生產性土地的平均生態(tài)生產力/ 全球所有各類生態(tài)生產性土地的平均生態(tài)生產力.傳統(tǒng)算法中采用的均衡因子分別為：耕地、建筑用地為2.8，森林、化石能源用地為1.1，草地為0.5，水域為0.7.

生態(tài)足跡的計算公式為：

EF=N·ef=N·∑aai=N·∑(riCi/Pi),

式中，EF為總的生態(tài)足跡；ef為人均生態(tài)足跡；N為人口數(shù)；aai為第i種消費項目折算的人均生態(tài)足跡分析；ri為均衡因子；Ci為i類商品的人均消費量；Pi為i類消費項目的全球年平均土地生產能力.

傳統(tǒng)生態(tài)足跡分析法僅考慮了自然系統(tǒng)為維持人類生存提供資源的壓力，忽視了自然系統(tǒng)接納人類排放廢物所承受的環(huán)境壓力.當人類排放的廢物超出了自然系統(tǒng)的生態(tài)服務能力和環(huán)境自凈能力，就會對自然系統(tǒng)產生不可逆轉的功能破壞，即產生環(huán)境污染.也就是說，傳統(tǒng)生態(tài)足跡法沒有把人類對自然系統(tǒng)的壓力考慮完全.本文對傳統(tǒng)生態(tài)足跡法進行修正，在傳統(tǒng)生態(tài)足跡分析基礎上加上環(huán)境污染因素，更加全面地度量城市生態(tài)環(huán)境所承受的壓力，對真實評價城市發(fā)展的可持續(xù)性具有重要意義.

影響城市生態(tài)環(huán)境的污染物主要包括廢水(含生活污水和工業(yè)廢水)、廢氣(含二氧化硫、粉塵和煙塵)及固體廢棄物(含生活垃圾和工業(yè)固體廢棄物).為保證城市生態(tài)環(huán)境的基本功能，必須對環(huán)境污染物進行治理并達標排放，通過將一定區(qū)域內每年治理環(huán)境污染所需要的費用折算成為該區(qū)域當時可以購買的糧食總量，進而轉化為耕地面積，可以間接得到環(huán)境污染所需占用的生物生產性土地面積參與計算生態(tài)足跡，即對傳統(tǒng)生態(tài)足跡分析法產生修正.

2 廣州市人均生態(tài)足跡計算結果

應用修正的生態(tài)足跡計算方法，根據(jù)《廣州統(tǒng)計年鑒》(2003—2008年)數(shù)據(jù)，將廣州市2002—2007年的各種生物資源和能源消費量折算后得到各類生態(tài)生產性土地面積，并乘以相應的均衡因子，計算出廣州市2002—2007年生物資源消費賬戶和能源消費賬戶，并通過將污染治理所需費用轉化為可購買糧食量，再轉化為耕地面積，可以計算出包括環(huán)境污染壓力的生態(tài)足跡數(shù)據(jù)(表1).

表1 廣州市2002—2007年度人均生態(tài)足跡 hm2/人

3 廣州市生態(tài)足跡計算結果分析

3.1人均生態(tài)足跡可持續(xù)發(fā)展分析與橫向比較

生態(tài)足跡測量了人類生存所需的真實生態(tài)生產面積，當一個地區(qū)的生態(tài)承載力小于生態(tài)足跡時，即出現(xiàn)“生態(tài)赤字”，對應著生態(tài)環(huán)境的不可持續(xù)性；當其大于生態(tài)足跡時，即出現(xiàn)“生態(tài)盈余”，說明生態(tài)環(huán)境處于可持續(xù)發(fā)展狀況.

從表1計算結果可知，2002—2007年廣州市人均生態(tài)足跡為4.007 093 hm2，而實際生態(tài)承載力[22]為0.290 000 hm2，扣除12%的保護生物多樣性面積則為0.255 200 hm2，人均生態(tài)赤字為3.751 893 hm2，即廣州生態(tài)足跡是其生態(tài)承載力的14.7倍！這表明廣州市社會經(jīng)濟的發(fā)展對自然環(huán)境的影響，已經(jīng)大大超出了其生態(tài)承載能力的范圍，處于生態(tài)不可持續(xù)發(fā)展狀態(tài).考察期中隨著經(jīng)濟發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，廣州市人均生態(tài)足跡從2002年的3.137 599 hm2增加到2007年的4.589 288 hm2，增幅高達46.27%；其中人均建筑用地和化石燃料用地明顯增加，增幅分別高達63.34%和57.00%，這是造成廣州市人均生態(tài)足跡總體呈增加趨勢的重要原因，進一步說明了經(jīng)濟發(fā)展帶來的能源需求加劇了生態(tài)環(huán)境與經(jīng)濟之間的緊張關系，使廣州市生態(tài)可持續(xù)水平持續(xù)下降.

橫向比較顯示廣州市的人均生態(tài)足跡和人均生態(tài)赤字均高于廣東省平均水平(1999年)、全國平均水平(1999年)和全球平均水平(1997年)(表2)[23]，說明廣州市的生態(tài)承載力與經(jīng)濟發(fā)展的協(xié)調度較差，資源需求與生態(tài)承載力之間的缺口較大，其生態(tài)可持續(xù)程度在廣東省范圍內、全國范圍內和全球范圍內均處于較低水平.

表2廣州市人均生態(tài)足跡與其他城市的比較hm2/人

城市(年)生態(tài)足跡生態(tài)承載力生態(tài)赤字廣州(2002—2007)4.00710.25503.7520深圳(2000)2.02300.04791.9751韶關(2002)1.22430.64730.5570珠海(2002)1.95230.31641.6359香港(1997)6.10000.00006.1000揚州(2000)2.35000.35002.0000蘇州(2000)2.38000.38002.0000寧波(2000)4.90000.40004.5000大連(2002)2.45800.63981.1870煙臺(2001)1.46980.39091.0789貴陽(2002)1.93620.32901.6062北京(1999)2.68200.93401.7480上海(1999)2.24200.25601.9870廣東平均(1999)1.23200.46200.7700中國平均(1999)1.32500.68100.6450世界平均(1997)2.80002.10000.7000

3.2經(jīng)濟結構與需求分析

人均生態(tài)足跡的資源結構反映了地區(qū)經(jīng)濟結構和人們需求結構的變化.從2002—2007年人均生態(tài)足跡的構成來看(表3)，廣州市化石燃料用地是主要構成部分，達3.157 923 hm2，占人均生態(tài)足跡的78.81%，反映著能源的需求對生態(tài)經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展帶來的巨大壓力，也是造成生態(tài)赤字的重要原因；其次為草地和水域，占人均生態(tài)足跡的12.33%和4.10%，三者加起來共占人均生態(tài)足跡總和的95.24%.生態(tài)足跡計算中的化石燃料用地、草地和水域生態(tài)足跡分別對應著能源消耗(包括煤炭、原油、汽油等7類化石燃料)、動物產品消耗(包括豬、牛、羊等6類動物)和水產品消耗，也就是說，考察期間廣州市的資源消費以化石燃料、動物類食品和水產食品為主.在生物資源需求中，植物類產品生態(tài)足跡需求為0.094 587 hm2，動物類產品生態(tài)足跡需求為0.494 210 hm2，反映了人們生活水平提高帶來的消費結構的變化，動物類食品占居民食物消費的份額較大.動物類食品中，禽肉生態(tài)足跡需求為0.241 818 hm2，豬肉生態(tài)足跡需求為0.162 070 hm2，分別占動物類產品生態(tài)足跡需求的48.90%和32.80%，表明廣州市動物類食品消費以禽肉和豬肉為主.

廣州市化石燃料用地作為人均生態(tài)足跡的主要構成部分，所占比重逐年上升，從2002年的76.28%上升到2007年的81.88%.不言而喻，化石燃料用地增加是經(jīng)濟發(fā)展水平提高的反映，說明隨著經(jīng)濟的發(fā)展，對能源的需求量明顯增加.統(tǒng)計資料顯示，能源中液化石油氣、汽油和柴油在6年中的增長幅度最大，分別達到412%、150%和143%，表明廣州市近年隨著產業(yè)調整，以及城市機動車保有量的大幅增長，顯著推動了液化石油氣、汽油和柴油的消耗.

表3 耕地、草地、水域、化石燃料和建筑用地占生態(tài)足跡比例

3.3萬元GDP生態(tài)足跡和資源利用效率

以人均生態(tài)足跡除以人均地區(qū)GDP可得到萬元GDP的生態(tài)占用.萬元GDP生態(tài)足跡占用越低，資源的利用效率越高.2002—2007年，廣州市萬元GDP生態(tài)足跡整體呈下降趨勢(表4)，資源利用效率不斷提高，最高值(0.872 1 hm2/萬元GDP，2002年)到最低值(0.639 1 hm2/萬元GDP，2007年)減幅達26.56%，說明近年來廣州市加大節(jié)能減排力度，開展創(chuàng)建環(huán)境友好型、資源節(jié)約型城市的活動，推動了資源利用效率的提高，一定程度上減緩了經(jīng)濟發(fā)展與生態(tài)環(huán)境之間的緊張關系.這點亦可從2005年起廣州人均生態(tài)足跡增加速度放慢上得到印證.生態(tài)足跡變化表明，技術進步、資源管理制度創(chuàng)新以及產業(yè)結構提升是改變廣州市嚴峻的生態(tài)赤字狀況、實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的基本途徑.

表4 萬元GDP的生態(tài)足跡占有

4 結論

廣州市2002—2007年生態(tài)足跡需求遠遠超過生態(tài)承載力，出現(xiàn)生態(tài)赤字，而且呈逐年上升態(tài)勢，生態(tài)系統(tǒng)處于不可持續(xù)狀態(tài)，對比分析表明廣州市在廣東省、全國和全球層面上均處于生態(tài)不可持續(xù)較低水平.廣州市生態(tài)足跡主要由化石燃料構成，特別是隨著工業(yè)發(fā)展和機動車保有量的迅速增加，能源需求的顯著增加對生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)帶來越來越大的壓力，但隨著近年廣州市資源利用效率的不斷提高，一定程度上減緩了城市生態(tài)不可持續(xù)狀態(tài)加劇惡化的勢頭.

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Keywords： ecological footprint; sustainable development; environment pollution; Guangzhou City

【責任編輯 成 文】

ANALYSISOFTHESUSTAINABLEDEVELOPMENTFORGUANGZHOUCITYBASEDONTHEMETHODOFIMPROVEDECOLOGICALFOOTPRINTS

HU Guiping, LONG Zhihe, LI Min, REN Tongxian

(School of Economics and Commerce, South China University of Technology, Guangzhou 510641, China)

The method of improved analysis of ecological footprints is applied to study the current ecological environment of Guangzhou City. The results show that the ecological environment of Guangzhou City from the year 2002 to 2007 is unsustainable. The ecological deficit is increased year by year. 78.8% of the ecological footprint came from fossil fuel, indicating that the high speed development of economic and rapid increase of the vehicles which pushed the huge demand of fuel. The press of ecological environment from the economic development mainly came from the demands of resource and fuel.

2009-10-28

廣州市哲學社會科學發(fā)展“十一五”規(guī)劃重點資助項目(08Z01)

胡貴平(1970—)，女，安徽桐城人，華南理工大學在職博士生，華南理工大學副教授，主要研究方向：環(huán)境規(guī)劃和水污染控制技術研究，Email: ppgphu@scut.edu.cn.

1000-5463(2010)02-0096-05

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