基于生態(tài)足跡模型的泰安市可持續(xù)發(fā)展分析

郭英超，李景保，李玉丹，趙中花

（湖南師范大學(xué) 資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙410081）

1 引言

可持續(xù)發(fā)展最初于1972年提出，指既滿足當(dāng)代人的需求，又不損害后代人滿足其需要的能力，是科學(xué)發(fā)展觀的基本要求之一。許多國(guó)際組織及研究人員多年來致力于可持續(xù)發(fā)展指標(biāo)體系的研究，目前國(guó)際上現(xiàn)有的定量評(píng)估區(qū)域可持續(xù)發(fā)展?fàn)顩r方法中以加拿大生態(tài)經(jīng)濟(jì)學(xué)家William及其學(xué)生提出并完善的生態(tài)足跡模型為代表，該模型是一種簡(jiǎn)單但是比較綜合的研究方法，形象地反映了人類對(duì)于地球的影響，且該模型的可操作性和可重復(fù)性強(qiáng)，并且可以進(jìn)行橫向和縱向的對(duì)比，可以比較好地反映人類的消費(fèi)量與自然資源的承載力之間的關(guān)系。

2 研究方法

生態(tài)足跡就是能夠持續(xù)地提供資源或消納廢物的、具有生物生產(chǎn)能力的地域空間，其含義就是要維持一個(gè)人、地區(qū)、國(guó)家或者全球的生存需要，或者只納人類所排放的廢物的、具有生物生產(chǎn)力的地域面積。生態(tài)足跡估計(jì)要承載一定生活質(zhì)量的人口，需要多大的可供人類使用的可再生資源或者能夠消納廢物的生態(tài)系統(tǒng)，又稱之為“適當(dāng)?shù)某休d力”。

生態(tài)足跡的計(jì)算是基于兩個(gè)簡(jiǎn)單的事實(shí)：①我們可以保留大部分消費(fèi)的資源以及大部分產(chǎn)生的廢棄物；②這些資源或者廢棄物能夠相應(yīng)地轉(zhuǎn)換成其對(duì)應(yīng)的生物生產(chǎn)性土地。我們應(yīng)用的生態(tài)足跡分析法主要是從人類對(duì)自然資源的消費(fèi)量，即需求方面計(jì)算生態(tài)足跡的大小，從供給方面計(jì)算生態(tài)承載力的大小，然后通過二者的比較計(jì)算來研究區(qū)域的可持續(xù)發(fā)展?fàn)顩r。在生態(tài)足跡計(jì)算中各種資源和能源消費(fèi)項(xiàng)目被折算為耕地、草場(chǎng)、林地、建筑用地、化石能源土地和海洋（水域）等6種生物生產(chǎn)面積類型。

2.1 生態(tài)足跡

生態(tài)足跡的一般計(jì)算公式為：

EF＝N×ef＝N∑（a×ai）＝N×∑（a×ci／pi）

式中：其中EF－總的生態(tài)足跡，N－人口數(shù)，ef－人均生態(tài)足跡（hm2／人），a－均衡因子，i－消費(fèi)商品和投入的類型，ai－生產(chǎn)第i種消費(fèi)品需要占用的人均生態(tài)生產(chǎn)性面積，ci－第i種消費(fèi)品的人均年消費(fèi)量（kg／人），pi－對(duì)應(yīng)的生產(chǎn)性土地生產(chǎn)第i種消費(fèi)品的年平均生產(chǎn)力（kg／hm2）。

對(duì)于其中的均衡因子數(shù)的選取，根據(jù)有關(guān)資料，耕地、林地、草地、建筑用地、水域以及化石燃料用地分別取2.8、0.5、1.1、2.8、0.2、1.1。N 所代表的人口數(shù)取的是泰安市常住人口數(shù)目。筆者在本文中主要進(jìn)行的是人均生態(tài)足跡的計(jì)算。

2.2 生態(tài)承載力

在生態(tài)承載力的計(jì)算中，由于不同國(guó)家或地區(qū)的資源稟賦條件不一樣，不僅對(duì)于一定面積的耕地、林地、草地、建筑用地、水域和化石燃料用地的生產(chǎn)能力有很大差異，而且對(duì)于一定面積同種生物生產(chǎn)面積類型的生產(chǎn)力也有很大的影響，所以筆者在生態(tài)承載力的計(jì)算中引入了產(chǎn)量因子的概念，其目的是為了使不同的生物生產(chǎn)面積進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化?！爱a(chǎn)量因子”是指某一地區(qū)某種生產(chǎn)性土地的平均生產(chǎn)能力同世界同類土地平均生產(chǎn)能力之比。其中對(duì)于產(chǎn)量因子的計(jì)算會(huì)因?yàn)椴捎玫漠a(chǎn)品數(shù)量不同而影響其計(jì)算結(jié)果，為此筆者所用的產(chǎn)量因子的選取主要來自 Wackernagel＆Rees（1996）對(duì)我國(guó)1996年生態(tài)足跡計(jì)算時(shí)的取值。耕地、草地、林地、建筑用地、水域分別是1.66、0.19、0.91、1.66、1.00。生態(tài)承載力的計(jì)算公式：

EC＝N×ec（EC表示區(qū)域總的生態(tài)承載力）

ec＝aj×rj×yj其中 （j＝1，2，3，4，5，6）

式中：ec－人均生態(tài)承載力（hm2／人），aj－人均生物生產(chǎn)面積，rj－均衡因子，yj－產(chǎn)量因子。

2.3 生態(tài)赤字或者生態(tài)盈余的計(jì)算

當(dāng)ef＞ec時(shí)，我們說區(qū)域的生態(tài)足跡超過了區(qū)域所能夠提供的生態(tài)承載力，這時(shí)候就產(chǎn)生了生態(tài)赤字，區(qū)域的發(fā)展處于不可持續(xù)的狀態(tài)；反之，當(dāng)ef＜ec時(shí)，我們認(rèn)為區(qū)域的生態(tài)足跡在區(qū)域的生態(tài)承載力的范圍內(nèi)，是生態(tài)盈余的表現(xiàn)，區(qū)域的發(fā)展處于可持續(xù)的狀態(tài)。不管是生態(tài)赤字還是生態(tài)盈余都反映了區(qū)域內(nèi)的人對(duì)于區(qū)域資源的利用情況，關(guān)系著區(qū)域的發(fā)展?fàn)顩r。

3 泰安市生態(tài)足跡的計(jì)算

3.1 泰安市人均生態(tài)足跡的計(jì)算

泰安市生態(tài)足跡的計(jì)算主要以2008年的統(tǒng)計(jì)年鑒中的數(shù)據(jù)為依據(jù)。筆者首先對(duì)2008年泰安市人均生態(tài)足跡與人均生態(tài)承載力進(jìn)行具體計(jì)算，然后對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析。各項(xiàng)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)見表1～表4。

3.2 泰安市2008年人均生態(tài)足跡與人均生態(tài)承載力的計(jì)算

在生物資源消費(fèi)項(xiàng)目中，筆者從泰安市的實(shí)際情況出發(fā)，主要選取了農(nóng)牧產(chǎn)品、水果、林產(chǎn)品等消費(fèi)項(xiàng)目，其中把林產(chǎn)品與木材產(chǎn)量分開計(jì)算，因?yàn)橐紤]到其單位問題和具體的實(shí)際操作的可行性。表3的計(jì)算是在表1的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，將表1的生物資源消費(fèi)項(xiàng)目轉(zhuǎn)化成對(duì)應(yīng)的耕地、林地、草地、水域等4種生物生產(chǎn)性土地，然后對(duì)其計(jì)算得出人均生態(tài)足跡的初始值。

在能源消費(fèi)項(xiàng)目類型中，我們主要選取了10個(gè)消費(fèi)項(xiàng)目，因?yàn)槠渲猩婕暗搅艘恍﹩挝坏霓D(zhuǎn)換問題，筆者在表格下方做了詳盡的轉(zhuǎn)化，其中的折算系數(shù)來自一些統(tǒng)計(jì)資料。表4的計(jì)算以表2數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，并且相對(duì)應(yīng)地轉(zhuǎn)換為化石燃料用地和建筑用地。泰安市2008年人均生態(tài)足跡和人均生態(tài)承載力見表5和表6。

4 結(jié)果與分析

從泰安市2008年的人均生態(tài)足跡與人均生態(tài)承載力的關(guān)系來看，人均生態(tài)足跡＞人均生態(tài)承載力，出現(xiàn)生態(tài)赤字的情況，所以泰安市2008年的發(fā)展處于不可持續(xù)的狀態(tài)，在以后的發(fā)展中，要提高生態(tài)環(huán)境的生態(tài)承載力，建立資源節(jié)約型的社會(huì)生產(chǎn)和消費(fèi)體系。

4.1 人均生態(tài)足跡分析

2008年泰安市的人均生態(tài)足跡中，化石燃料用地占的比例最大，大于2hm2；其次為耕地，約為0.818hm2。另外幾種土地類型中所占的比例依次是草地、水域、林地、建筑用地。這個(gè)數(shù)據(jù)在一定程度上說明化石燃料用地面積大主要與泰安市長(zhǎng)期以來發(fā)展高消耗能源行業(yè)有關(guān)，例如煤炭、建材、化工等行業(yè)，從而造成了其化石燃料用地的需求量加大。耕地?cái)?shù)值偏大從另外一個(gè)方面說明區(qū)域土地的壓力一部分是因?yàn)槭澄锏膲毫Α?/p>

表1 泰安市生物能源消費(fèi)項(xiàng)目類型

表2 泰安市2008年能源消費(fèi)項(xiàng)目類型

表3 泰安市2008年生物資源生態(tài)足跡

4.2 人均生態(tài)承載力分析

在生態(tài)承載力的計(jì)算中，出于謹(jǐn)慎性的考慮，筆者扣除了12%的生物多樣性保護(hù)面積。由表6可以看出泰安市2008年的人均生態(tài)承載力為0.050，從其構(gòu)成上看，生態(tài)承載力最大的是耕地，其次是建筑用地和水域。所以泰安市2008年生產(chǎn)性土地以耕地供給為主，但是隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，耕地面積會(huì)逐年減少，而泰安市的生態(tài)承載力就會(huì)相應(yīng)地降低，耕地主要轉(zhuǎn)為園地、林地、城鎮(zhèn)建設(shè)用地和農(nóng)村居民點(diǎn)用地。

4.3 生態(tài)赤字分析

2008年泰安市的人均生態(tài)赤字為3.094hm2，只有建筑用地有生態(tài)盈余情況的出現(xiàn)，其他的耕地、草地、林地、水域都是生態(tài)赤字。其中耕地的生態(tài)赤字偏大主要是由于近幾年耕地面積的減少導(dǎo)致人均生態(tài)承載力的減小，城市建設(shè)不斷占用耕地和農(nóng)村居民點(diǎn)的增加導(dǎo)致耕地面積的減少。草地生態(tài)赤字大的原因是豬、牛、羊等產(chǎn)量大，人民生活水平的提高對(duì)動(dòng)物產(chǎn)品的需求量不斷加大而草地資源比較匱乏造成的。

表4 泰安市2008年能源生態(tài)足跡

表5 泰安市2008年人均生態(tài)足跡

表6 泰安市2008年人均生態(tài)承載力

5 對(duì)策與建議

（1）要珍惜耕地資源，對(duì)耕地資源進(jìn)行合理的開發(fā)保護(hù)，提高耕地資源生產(chǎn)率。我們對(duì)于耕地資源有布局開發(fā)的規(guī)劃，要把其規(guī)劃與環(huán)境規(guī)劃、城市規(guī)劃以及經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展緊密聯(lián)系起來，統(tǒng)籌兼顧、因地制宜發(fā)揮各區(qū)優(yōu)勢(shì)，做到農(nóng)林牧副漁的全面發(fā)展，同時(shí)加強(qiáng)土地的集約利用，提高資源的利用效率，最終提高自身的生態(tài)承載力。

（2）草地與林地是我們重要的自然資源，它不但具有防風(fēng)護(hù)沙、保持水土、美化環(huán)境的生態(tài)效益，而且在資源開發(fā)與利用中能夠產(chǎn)生直接的經(jīng)濟(jì)效益。在草場(chǎng)方面，我們可以提倡退耕還草，同時(shí)重視草本和灌木的作用，合理控制牲畜的飼養(yǎng)數(shù)量。在林地資源方面，要防止亂砍濫伐林木、毀林開荒等行為。我們還可以通過植樹造林的方法，提高林地覆蓋率，以達(dá)到美化和優(yōu)化我們的生態(tài)環(huán)境的目的。

（3）在能源利用方面積極開發(fā)利用泰安市現(xiàn)有的各種能源，并高效利用現(xiàn)有資源，優(yōu)化能源利用的結(jié)構(gòu)，改變?nèi)藗兊纳a(chǎn)和生活方式，積極開發(fā)新能源、綠色能源為人類造福。

（4）在建筑用地方面，控制建設(shè)用地的規(guī)模，對(duì)城鎮(zhèn)建設(shè)用地要節(jié)約、集約。合理安排城鎮(zhèn)、農(nóng)村居民點(diǎn)和基礎(chǔ)設(shè)施用地規(guī)模和時(shí)序，防止城鎮(zhèn)居民用地過度擴(kuò)張，健全經(jīng)營(yíng)性土地的市場(chǎng)化配置機(jī)制，加強(qiáng)對(duì)建筑用地的保護(hù)和管理。

（5）提高水資源的利用效率，降低工業(yè)用水量；要科學(xué)灌溉，減少農(nóng)業(yè)用水浪費(fèi)；同時(shí)增加下水道建設(shè)、發(fā)展城市污水處理廠、建造水庫、合理利用地下水等方式調(diào)節(jié)水源流量，增加可靠供水，加強(qiáng)對(duì)工業(yè)廢水與生活污水的排放控制。

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