1995—2010年徐州市生態(tài)足跡測(cè)算與動(dòng)態(tài)分析

盧中輝, 陳紅霞

(1.淮陰師范學(xué)院 城市與環(huán)境學(xué)院, 江蘇 淮安 223300; 2.淮安市環(huán)境安全應(yīng)急中心, 江蘇 淮安 223001)

1995—2010年徐州市生態(tài)足跡測(cè)算與動(dòng)態(tài)分析

盧中輝1, 陳紅霞2

(1.淮陰師范學(xué)院 城市與環(huán)境學(xué)院, 江蘇 淮安 223300; 2.淮安市環(huán)境安全應(yīng)急中心, 江蘇 淮安 223001)

應(yīng)用生態(tài)足跡模型對(duì)徐州市1995～2010年生態(tài)足跡進(jìn)行核算,通過(guò)分析各類土地生態(tài)足跡和生態(tài)承載力的動(dòng)態(tài)變化趨勢(shì),研究該市土地資源利用的可持續(xù)性發(fā)展?fàn)顩r．結(jié)果表明:1995～2002年,徐州市生態(tài)足跡緩慢增長(zhǎng),2002～2010年生態(tài)足跡快速增長(zhǎng);生態(tài)赤字與生態(tài)承載力倍數(shù)由1995年的1.739增加大2010年的4.971;從生態(tài)足跡的結(jié)構(gòu)分析,對(duì)徐州市生態(tài)足跡貢獻(xiàn)最大的是化石燃料地;十五年來(lái),徐州市萬(wàn)元GDP的生態(tài)足跡不斷縮小,說(shuō)明經(jīng)濟(jì)正由粗放型向集約型轉(zhuǎn)型,但資源利用效率仍不高．最后對(duì)徐州市可持續(xù)發(fā)展提出相關(guān)建議．

生態(tài)足跡; 生態(tài)承載力; 生態(tài)赤字; 可持續(xù)發(fā)展

0 引言

生態(tài)足跡EF(ecological footprint)是由加拿大生態(tài)經(jīng)濟(jì)學(xué)家William和其博士生Wackernagel于20世紀(jì)90年代初提出的一種基于生物物理量的度量、評(píng)價(jià)可持續(xù)發(fā)展程度的概念和方法[1]．目前生態(tài)足跡分析法以其優(yōu)越性被廣泛應(yīng)用于世界、國(guó)家、地區(qū)及城市等的可持續(xù)發(fā)展評(píng)價(jià)研究．

近年來(lái),國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)城市生態(tài)足跡的研究成果豐碩,范圍涵蓋各級(jí)中心城市,乃至重要縣城．徐州市作為長(zhǎng)三角及蘇北重要中心城市,經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速．李文利計(jì)算了徐州2002年生態(tài)足跡[2],李明明等分別計(jì)算分析了徐州市域及主城區(qū)的個(gè)人生態(tài)足跡[3]．

徐州市GDP產(chǎn)值從1995年的410.74億元提高到2010年的2942.14億元,經(jīng)濟(jì)規(guī)模、經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)發(fā)生重大變化,生態(tài)環(huán)境負(fù)重必然也發(fā)生重大變化．本文對(duì)徐州市1995～2010年生態(tài)可持續(xù)發(fā)展進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析,以期為徐州市可持續(xù)發(fā)展提供可行參考．

1 生態(tài)足跡模型

1.1 生態(tài)足跡指標(biāo)體系

生態(tài)足跡是用來(lái)度量在特定的人口和經(jīng)濟(jì)規(guī)模條件下,維持資源消費(fèi)和廢棄物吸收所必需的生物生產(chǎn)土地面積．

1.1.1 生物生產(chǎn)面積類型

本文應(yīng)用生態(tài)足跡的理論,根據(jù)《徐州統(tǒng)計(jì)年鑒1995～2010年》,將各類生物資源和能源資源的生產(chǎn)量折算為耕地、草地、林地、建筑用地、化石燃料用地和水域等六種生物生產(chǎn)面積類型．其中生物資源可分為農(nóng)產(chǎn)品、動(dòng)物產(chǎn)品、水果和木材等幾類．能源消費(fèi)主要涉及如下幾種:煤、焦炭、汽油、柴油、熱力和電力．

1.1.2 均衡因子和產(chǎn)量因子

均衡因子可將不同類型的生物生產(chǎn)性土地面積轉(zhuǎn)化為生態(tài)生產(chǎn)力相同的均衡面積．本文均衡因子則選取于文獻(xiàn)[1]中對(duì)世界各國(guó)生態(tài)足跡估算的結(jié)果,大小分別為:耕地和建筑用地均為2.8,化石燃料用地和林地為1.1,牧草地是0.5,水域是0.2．

產(chǎn)量因子是為了平衡同類生態(tài)生產(chǎn)性土地的生產(chǎn)力在不同國(guó)家和地區(qū)之間存在的差異,它等于所核算地區(qū)單位面積生態(tài)生產(chǎn)力與全球平均生態(tài)生產(chǎn)力之比．耕地及建筑用地選取文獻(xiàn)研究中得到的江蘇省土地類型的產(chǎn)量因子2.14[4],其他采用中國(guó)產(chǎn)量因子:牧草地0.19,水域1,林地0.91．此外,平均產(chǎn)量數(shù)據(jù)來(lái)自世界糧農(nóng)組織(FAO)發(fā)布的生物資源世界平均產(chǎn)量數(shù)據(jù)．

1.2 生態(tài)足跡計(jì)算模型

生態(tài)足跡的計(jì)算是基于以下兩個(gè)基本事實(shí):人類可以確定自身消費(fèi)的絕大多數(shù)資源及其所產(chǎn)生的廢棄物的數(shù)量;這些資源和廢棄物流能轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的生物生產(chǎn)面積．其計(jì)算步驟如下．

1) 劃分消費(fèi)項(xiàng)目,計(jì)算各主要消費(fèi)項(xiàng)目的人均消費(fèi)量;

2) 根據(jù)區(qū)域生態(tài)生產(chǎn)能力,將各人均消費(fèi)量折算為6大類生態(tài)生產(chǎn)性土地面積;

3) 通過(guò)均衡因子把各類生態(tài)生產(chǎn)性土地面積轉(zhuǎn)換為等價(jià)生產(chǎn)力的土地面積，將其匯總加和,計(jì)算出當(dāng)年的人均生態(tài)足跡;

4) 將現(xiàn)有不同的土地類型乘以相應(yīng)的均衡因子和當(dāng)?shù)氐漠a(chǎn)量因子,計(jì)算人均生態(tài)承載力,并與人均生態(tài)足跡對(duì)比[5]．

具體計(jì)算公式如下:

Ef=∑rjAi=∑rjCi/Yi=∑rj(Pi+Ii-Ei)/(Yi×N)

(1)

Ec=∑cj=∑ajrjyj

(2)

式中:i為消費(fèi)項(xiàng)目的類型,Ai為第i種消費(fèi)項(xiàng)目折算的人均生態(tài)足跡分量(hm2/人),Ci為第i種消費(fèi)項(xiàng)目的人均消費(fèi)量,Yi為生物生產(chǎn)土地生產(chǎn)第i種消費(fèi)項(xiàng)目的全球年均產(chǎn)量(kg/hm2),Pi、Ii、Ei分別為第i種消費(fèi)項(xiàng)目的年生產(chǎn)量、年進(jìn)口量和年出口量,N為人口數(shù),cj為人均生態(tài)承載力分量,aj為現(xiàn)有人均生物生產(chǎn)面積,rj為均衡因子,yj為產(chǎn)量因子,Ef為人均生態(tài)足跡(hm2/人),Ec為人均生態(tài)承載力(hm2/人)．其中,人均生態(tài)足跡與人均生態(tài)足跡的差值稱為人均生態(tài)赤字．

2 1995～2010年徐州市生態(tài)足跡動(dòng)態(tài)分析

2.1 2010年生態(tài)足跡的計(jì)算與分析

運(yùn)用上述理論和計(jì)算方法,采用2010年徐州市統(tǒng)計(jì)年鑒、2010年土地面積變更、2002世界糧貿(mào)組織(FAO)和世界自然基金會(huì)(WWF)的相關(guān)數(shù)據(jù),計(jì)算徐州市2010年生態(tài)足跡與生態(tài)承載力．

表1 徐州市2010年生態(tài)足跡的生物資源賬戶 (hm2/人)

本文未進(jìn)行貿(mào)易調(diào)整估算．一方面因?yàn)橹苯拥玫降氖巧镔Y源消費(fèi)量數(shù)據(jù),因而不需要用進(jìn)出口貿(mào)易量進(jìn)行調(diào)整;另一方面因缺乏徐州市進(jìn)出口及國(guó)內(nèi)貿(mào)易量的詳細(xì)數(shù)據(jù),在計(jì)算能源消費(fèi)量時(shí)暫不考慮貿(mào)易商品中所含的能源貿(mào)易量．

2.1.1 生態(tài)足跡計(jì)算

根據(jù)生態(tài)足跡計(jì)算模型,將徐州市2010年的生物資源和能源消費(fèi)轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的生態(tài)生產(chǎn)性土地面積,結(jié)果見(jiàn)表1和表2．

表2 徐州市2010年生態(tài)足跡的能源賬戶 hm2/人

注:*單位為GJ;**單位為GJ·kW·h;***單位為104KW·h．

2.1.2 結(jié)果匯總與分析

將2010年徐州市生物資源帳戶和能源資源帳戶進(jìn)行匯總,與城市生態(tài)承載力進(jìn)行對(duì)比,即可得到城市生態(tài)足跡匯總(表3)．

表3 2010年徐州市人均生態(tài)足跡計(jì)算匯總 hm2/人

由表3可知,徐州市2010年的人均生態(tài)足跡需求為2.7311hm2/人,而人均承載力面積為0.4637hm2/人,生態(tài)赤字2.274hm2/人,生態(tài)需求與供給比4.97∶1倍．很明顯,徐州市社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)自然生態(tài)系統(tǒng)的影響程度超過(guò)了其生態(tài)承載力的閾值,生態(tài)環(huán)境處于不可持續(xù)發(fā)展?fàn)顟B(tài)．生態(tài)足跡中能源足跡最大,比重為69.91%,表明徐州市是典型的依靠大量資源和能源消耗為發(fā)展前提的資源型城市;耕地生態(tài)足跡占總生態(tài)足跡的比重為22%左右,說(shuō)明在徐州市居民消費(fèi)結(jié)構(gòu)中耕地消費(fèi)較大,農(nóng)業(yè)仍是國(guó)民經(jīng)濟(jì)重要組成部分．

2.2 1995～2010年徐州市生態(tài)足跡的動(dòng)態(tài)分析

2.2.1 1995～2010徐州市生態(tài)足跡供需變化

將生物資源和能源折算后的生態(tài)生產(chǎn)性土地按照其土地類型進(jìn)行進(jìn)行匯總?cè)缓蟪艘跃庖蜃拥玫綒v年人均生態(tài)足跡(表4)．在計(jì)算過(guò)程中,根據(jù)WCED的報(bào)告《我們共同的未來(lái)》所建議的,留出12%的生物生產(chǎn)性土地面積來(lái)保護(hù)生物多樣性．由表4看出,從1995到2010年,徐州市人均生態(tài)足跡由1995年的1.4103hm2/人增大到2010年的2.7311hm2/人,生態(tài)承載力卻由1995年的0.5149hm2/人下降到2010年的0.4574hm2/人,生態(tài)赤字與生態(tài)承載力的比值由1995年的1.739增加大2010年的4.971．這也說(shuō)明隨著徐州市經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,徐州市消耗的生物資源和能源在逐年增加,以及由于煤炭開(kāi)采導(dǎo)致耕地的減少與國(guó)土部門不斷開(kāi)展土地復(fù)墾補(bǔ)充部分耕地,徐州市本身提供的生態(tài)供給基本不變,可以初步判斷,徐州市經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)環(huán)境造成的壓力不斷增大．

表4 徐州市1995～2010年生態(tài)足跡供需情況 hm2/人

資料來(lái)源: 1995～2010年徐州市統(tǒng)計(jì)年鑒[6].

2.2.2 1995～2010年徐州市不同土地類型的生態(tài)足跡與承載力分析

從圖1和圖2來(lái)看,徐州市1995～2010年對(duì)生態(tài)足跡貢獻(xiàn)最大的主要集中在化石燃料用地和耕地,其他用地所占比重較小;對(duì)生態(tài)足跡供給貢獻(xiàn)最大的主要集中于耕地與建筑用地,由于煤炭開(kāi)采形成坍塌地以及城市化的加快,耕地面積總體處于減少趨勢(shì)．徐州市化石燃料生態(tài)足跡比重較大且不斷增大,充分證明徐州市仍是以重工業(yè)主導(dǎo)的城市,商貿(mào)旅游業(yè)、服務(wù)業(yè)仍然較薄弱．

圖1 不同土地類型的生態(tài)承載力對(duì)比

圖2 不同土地類型的生態(tài)足跡對(duì)比

圖3 1995～2010徐州市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)變化

圖4 人均生態(tài)足跡和萬(wàn)元GDP生態(tài)足跡

2.2.3 1995～2010年徐州市萬(wàn)元GDP生態(tài)足跡變化分析

從圖3和圖4可看出,1995～2002年徐州市人均生態(tài)足跡整體略呈上升趨勢(shì),但是幅度不大,這與徐州市生態(tài)足跡比重最大的化石能源消耗的第二產(chǎn)業(yè)變化趨勢(shì)一致,與前面結(jié)論一致．2003～2010年徐州市人均生態(tài)足跡上升明顯,與這段時(shí)間工業(yè)化迅速發(fā)展離不開(kāi),近年來(lái)徐州市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)正在慢慢轉(zhuǎn)型,不過(guò)仍然處于以第二產(chǎn)業(yè)為主的工業(yè)發(fā)展階段．

萬(wàn)元GDP生態(tài)足跡是總生態(tài)足跡與GDP的比值,其值越小,表明區(qū)域的技術(shù)水平和生態(tài)生產(chǎn)性土地面積產(chǎn)出效率越高[7]．徐州市生態(tài)足跡強(qiáng)度分布從1995年的2.9089hm2/萬(wàn)元下降到2010年的0.8013hm2/萬(wàn)元,表明徐州市資源利用效率逐漸提高,由粗放型逐漸轉(zhuǎn)為集約型,資源利用效率略高于我國(guó)平均水平,但與歐美發(fā)達(dá)工業(yè)國(guó)家尚有不小差距．

3 結(jié)論與建議

1995年以來(lái)的徐州市生態(tài)足跡分析結(jié)果如下:

1) 徐州市生態(tài)足跡1995～2002年緩慢增長(zhǎng),2003～2010增長(zhǎng)迅速,十五年間生態(tài)承載力小幅波動(dòng),生態(tài)赤字日益增大,生態(tài)赤字與生態(tài)承載力倍數(shù)由1995年的1.739增加大2010年的4.971．

2) 從生態(tài)足跡供需的土地結(jié)構(gòu)分析,對(duì)徐州市生態(tài)足跡貢獻(xiàn)最大的是化石燃料用地,尤其對(duì)原煤的消耗,產(chǎn)業(yè)升級(jí)壓力較大;對(duì)生態(tài)足跡供給最大的是耕地,但由于煤炭開(kāi)采形成坍塌地以及城市化的加快,耕地面積呈下降趨勢(shì)．

3) 從萬(wàn)元GDP生態(tài)足跡看,十五年來(lái),徐州市萬(wàn)元GDP的生態(tài)足跡不斷縮小,說(shuō)明全市發(fā)展方式正逐步由粗放型向集約型轉(zhuǎn)變,但能源利用效率仍不高,需要及時(shí)進(jìn)行產(chǎn)業(yè)調(diào)整．

由上述分析結(jié)果可知,徐州市經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)環(huán)境形成較大壓力,為增強(qiáng)城市發(fā)展的可持續(xù),我們建議:

1) 加快產(chǎn)業(yè)升級(jí)．徐州市基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)、資源消耗型產(chǎn)業(yè)份額仍較大,服務(wù)業(yè)增加值低于全國(guó)、全省平均水平,高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)規(guī)模仍偏?。?/p>

2) 提高資源利用效率．采用先進(jìn)生產(chǎn)技術(shù),發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì),提倡清潔生產(chǎn),減少對(duì)能源的消耗,降低其生態(tài)足跡,同時(shí)開(kāi)發(fā)利用其他新型能源,減少對(duì)原煤的過(guò)度依賴．

3) 合理開(kāi)發(fā)和規(guī)劃土地資源以提高城市土地生態(tài)承載力,合理保護(hù)和復(fù)墾耕地．

4) 改變傳統(tǒng)生活消費(fèi)方式．倡導(dǎo)綠色消費(fèi),提倡節(jié)能,完善公交體系,加強(qiáng)環(huán)保宣傳,建立資源節(jié)約型消費(fèi)體系．

[1] Wackemagel M, Ress W E. Our Ecological Footprint: reducing human impact on the earth[M]. Gabriola Island: New Society Publishers, 1996.

[2] 李文利. 徐州市生態(tài)足跡計(jì)算與分析[J]. 國(guó)土與自然資源研究, 2005(4): 30-32.

[3] 李明明, 廖強(qiáng), 牟守國(guó),等. 資源型城市可持續(xù)發(fā)展動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)研究——江蘇省徐州市為例[J].國(guó)土資源科技管理, 2008, 25(3): 21-25.

[4] 劉某承, 李文華,謝高地,等. 基于凈初級(jí)生產(chǎn)力的中國(guó)生態(tài)足跡產(chǎn)量因子測(cè)算[J]. 生態(tài)學(xué)雜志,2010, 29(3):592-597.

[5] 杜斌, 張坤民, 溫宗國(guó),等. 城市生態(tài)足跡計(jì)算方法的設(shè)計(jì)與案例[J]. 清華大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版, 2004, 44(9): 1171-1175.

[6] 徐州市統(tǒng)計(jì)局.徐州統(tǒng)計(jì)年鑒:1997～2010年[M].北京:中國(guó)統(tǒng)計(jì)出版社,1995～2010.

[7] 陳德超, 李綱, 司忠新. 1999～2008年蘇州市生態(tài)足跡動(dòng)態(tài)變化與分析[J]. 國(guó)土與自然資源研究. 2012(4):43-46.

[責(zé)任編輯：蔣海龍]

TheMeasurementandAnalysisofEcologicalFootprintsofXuzhou1995～2010

LU Zhong-hui1, CHEN Hong-xia2

(1.City and Environment College, Huaiyin Normal University, Huaian Jiangsu 223300, China)(2.Environmental Safety Emergency Center, Huai'an City, Huaian Jiangsu 223300, China)

Based on the ecological footprint model, the ecological footprints and ecological capacity of Xuzhou City from 1995 to 2010 were calculated, and the sustainable development status of the city was analyzed. It was shown that: (1) the size of ecological footprint increased slowly from 1995 to 2002, but it increased rapidly from 2003 to 2010; (2) the quotient of ecological deficit and ecological capacities was increased from 1.739 in 1995 to 4.971 in 2010; (3) land use of fossil fuel is the first contributor to ecological footprint of Xuzhou;(4) the ecological footprint size decreased every ten thousand yuan GDP, which show that Xuzhou economic development pattern is transferring from extensive to intensive, but the efficiency of resources usage is still lower. Finally, some suggestions of the sustainable development are proposed in future.

ecological consumption footprint; ecological capacities; ecological deficit; sustainable development

F224

A

1671-6876(2012)04-0380-06

2012-08-08

教育部人文社會(huì)科學(xué)研究青年基金(12YJCZH127)

盧中輝(1984-), 男, 江西撫州人, 講師, 碩士, 研究方向?yàn)槌鞘邪l(fā)展與區(qū)域規(guī)劃．