長(zhǎng)株潭地區(qū)人均生態(tài)足跡測(cè)算及其動(dòng)態(tài)變化分析

鄧楚雄 黃輝 李迎春 劉利科

摘要 選取1993、1998、2003、2008、2013年數(shù)據(jù)，以5年為單位，利用生態(tài)足跡模型計(jì)算了1993～2013年長(zhǎng)株潭地區(qū)人均生態(tài)足跡，研究其動(dòng)態(tài)變化。結(jié)果表明：2013年長(zhǎng)株潭地區(qū)人均生態(tài)足跡為2.037 2 hm2，人均生態(tài)承載力為0.798 8 hm2，人均生態(tài)赤字為1.238 4 hm2；1993～2013年長(zhǎng)株潭地區(qū)人均生態(tài)足跡年平均增長(zhǎng)率為3.05%，人均生態(tài)赤字呈現(xiàn)出先較快后緩慢增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)；長(zhǎng)株潭地區(qū)正處于一種不可持續(xù)發(fā)展?fàn)顟B(tài)?；诖?，提出控制人口數(shù)量、改變資源利用模式、提高單位面積自然資源的生物產(chǎn)量，提升建設(shè)用地利用效率，加強(qiáng)政策宏觀調(diào)控等可持續(xù)發(fā)展的對(duì)策。

關(guān)鍵詞 可持續(xù)發(fā)展；生態(tài)足跡；生態(tài)赤字；長(zhǎng)株潭

中圖分類號(hào) S-9 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 0517-6611（2015）19-320-04

隨著城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加快，自然生態(tài)系統(tǒng)將逐漸被人工環(huán)境所取代，經(jīng)濟(jì)發(fā)展與資源環(huán)境的矛盾也日益突出。因此，生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展是人類必須重視的問題。生態(tài)足跡是由加拿大William Rees教授于1992年提出的一種測(cè)度生態(tài)可持續(xù)發(fā)展的定量分析方法，是度量人類活動(dòng)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)影響的一條新途徑[1]。生態(tài)足跡提出后受到了學(xué)術(shù)界的廣泛關(guān)注，國(guó)內(nèi)學(xué)者也以此為主題做了大量研究[2-5]。生態(tài)足跡方法成為了可持續(xù)發(fā)展定量評(píng)價(jià)研究的熱點(diǎn)問題。

長(zhǎng)株潭地區(qū)是湖南省城鎮(zhèn)化發(fā)展水平最高的區(qū)域。1993～2013年長(zhǎng)沙、株州、湘潭3市城市建成區(qū)總面積和總?cè)丝诜謩e增加了153.47%、17.99%，由此帶來了人均耕地面積減少，能源消耗增加，以及環(huán)境惡化等生態(tài)問題。而長(zhǎng)株潭地區(qū)作為資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會(huì)建設(shè)綜合配套改革試驗(yàn)區(qū)，應(yīng)當(dāng)重視對(duì)本區(qū)域生態(tài)可持續(xù)發(fā)展的研究。基于此，筆者選取1993、1998、2003、2008、2013年相關(guān)數(shù)據(jù)資料，以5年為單位對(duì)長(zhǎng)株潭地區(qū)人均生態(tài)足跡進(jìn)行測(cè)算，從而摸清長(zhǎng)株潭地區(qū)近20年人均生態(tài)足跡和生態(tài)赤字的變化態(tài)勢(shì)。

1 研究區(qū)概況、數(shù)據(jù)來源與研究方法

1.1 研究區(qū)概況 長(zhǎng)株潭地區(qū)位于湖南省中東部，包括長(zhǎng)沙、株洲、湘潭3市，國(guó)土總面積約2.81萬km2。2007年，經(jīng)國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)，長(zhǎng)株潭地區(qū)獲批為“全國(guó)資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會(huì)建設(shè)綜合配套改革試驗(yàn)區(qū)”。截至2013年底，長(zhǎng)株潭3市常住總?cè)丝? 395.55萬；地區(qū)GDP10 539.23億元，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值443.29億元，林業(yè)總產(chǎn)值47.80億元，牧業(yè)總產(chǎn)值335.16億元，漁業(yè)總產(chǎn)值33.50億元。1993～2013年長(zhǎng)株潭地區(qū)總?cè)丝诩敖ǔ蓞^(qū)總面積變化趨勢(shì)見圖1。

1.2 數(shù)據(jù)來源 社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)來源于各年的《中國(guó)城市統(tǒng)計(jì)年鑒》、《湖南統(tǒng)計(jì)年鑒》、《長(zhǎng)沙統(tǒng)計(jì)年鑒》、《株洲統(tǒng)計(jì)年鑒》和《湘潭統(tǒng)計(jì)年鑒》，土地資源數(shù)據(jù)來源于相關(guān)年份湖南省土地利用變更調(diào)查成果。

1.3 生態(tài)足跡計(jì)算方法 生態(tài)足跡的概念是由加拿大William Rees教授提出，隨后他和學(xué)生Wackernagel博士研制出具體的計(jì)算方法[6]。生態(tài)足跡可以理解為支持一定地區(qū)的人口所需的生產(chǎn)性土地面積，以及這些人口所產(chǎn)生的廢棄物所需要的土地面積之總和。該方法通過估算維持人類的自然資源消費(fèi)量和同化人類產(chǎn)生的廢棄物所需要的生態(tài)生產(chǎn)性空間面積大小，并與給定人口區(qū)域的生態(tài)承載力進(jìn)行比較，可以來衡量區(qū)域的可持續(xù)發(fā)展?fàn)顩r[7]。生態(tài)足跡的計(jì)算是基于以下2個(gè)基本事實(shí)：一是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；二是這些資源和廢棄物能夠轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的生物生產(chǎn)面積。根據(jù)生產(chǎn)力大小的差異，地球表面的生物生產(chǎn)土地可分為6個(gè)大類，分別是：化石燃料土地、耕地、牧草地、林地、建筑用地和水域[2]。生態(tài)足跡計(jì)算公式如下：

EF=6j=1Aj×EQj=6j=1EQ1×6j=1CiEPi×YFi，j=1，2，…，6（1）

式中，EF為人均生態(tài)足跡（hm2/人）；Aj為生態(tài)生產(chǎn)性土地面積；EPi為生態(tài)生產(chǎn)能力；EQj為均衡因子；Ci為資源消費(fèi)量；YFi為產(chǎn)量因子[8]。

生態(tài)承載力計(jì)算公式為：

EC=6j=1ECj×EQj=6j=1AAj×YFj×EQj，j=1，2，…，6 （2）

式中，AAj為各土地類型的地區(qū)實(shí)際生態(tài)生產(chǎn)性面積；ECj為各土地類型的生態(tài)容量；EC為地區(qū)總生態(tài)容量[8]。

生態(tài)赤字（盈余）計(jì)算公式為：

ED=EC-EF （3）

當(dāng)生態(tài)足跡大于生物承載力時(shí)為生態(tài)赤字；生態(tài)足跡小于生物承載力時(shí)為生態(tài)盈余。

2 結(jié)果與分析

2.1 長(zhǎng)株潭地區(qū)2013年生態(tài)足跡計(jì)算

2.1.1 生物資源足跡。長(zhǎng)株潭地區(qū)生物資源的消費(fèi)分為4大類，分別是農(nóng)產(chǎn)品、畜產(chǎn)品、水產(chǎn)品、木材。其中農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)面積類型為耕地，木材歸為林地，畜產(chǎn)品歸為牧草地，水產(chǎn)品歸為水域。生物資源消費(fèi)生態(tài)足跡計(jì)算公式為[9]：

式中，EFi為i種生物資源消費(fèi)品的生態(tài)足跡；Pi為i種生物資源的總生產(chǎn)量；Yaverage為i種生物資源的全球平均產(chǎn)量。為使計(jì)算結(jié)果可以進(jìn)行地區(qū)之間的比較，在計(jì)算中使用1993年世界生物生產(chǎn)面積的平均水平作為標(biāo)準(zhǔn)[9]。通過計(jì)算可得出長(zhǎng)株潭地區(qū)總生態(tài)足跡，根據(jù)2013年長(zhǎng)株潭地區(qū)總?cè)丝? 395.55萬，進(jìn)而計(jì)算得出2013年長(zhǎng)株潭地區(qū)人均生態(tài)足跡（表1）。

2.1.2 能源足跡。

根據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，對(duì)以下幾種能源數(shù)據(jù)進(jìn)行了處理：煤炭、原油、焦碳、汽油、柴油、燃料油、液化石油氣、煤油、電力、熱力。其中前8種生產(chǎn)面積類型為化石燃料用地，后兩種類型為建筑用地。計(jì)算能源足跡時(shí)需要考慮各種能源的單位化石能源土地生產(chǎn)面積的平均發(fā)熱量和熱量折算系數(shù) [8]。依據(jù)長(zhǎng)株潭3市能源消費(fèi)量可計(jì)算出2013年3市總能源生態(tài)足跡和人均生態(tài)足跡（表2）。

2.1.3 生態(tài)赤字分析。

將生物資源足跡和能源足跡累加可得到長(zhǎng)株潭3市總需求足跡。根據(jù)長(zhǎng)株潭土地利用變更數(shù)據(jù)，可以計(jì)算出區(qū)域內(nèi)的生態(tài)承載力。由于生產(chǎn)性土地類型在不同地區(qū)產(chǎn)量有差異，因此需要對(duì)不同類型的面積進(jìn)行調(diào)整。不同地區(qū)的某類生物生產(chǎn)性面積所代表的區(qū)域產(chǎn)量與世界平均產(chǎn)量的這類差異可以用產(chǎn)量因子來校正。該研究產(chǎn)量因子參考周國(guó)華對(duì)長(zhǎng)株潭城市群生態(tài)足跡測(cè)算[8]。在生態(tài)承載力計(jì)算時(shí)，還應(yīng)扣除12%的生物多樣性保護(hù)面積。從而得到2013年長(zhǎng)株潭地區(qū)生態(tài)足跡總供給和總需求的對(duì)比（表3）。

根據(jù)計(jì)算結(jié)果，2013年長(zhǎng)株潭地區(qū)的人均生態(tài)足跡為2.037 2 hm2，生態(tài)承載力為0.798 8 hm2，人均生態(tài)赤字為1.238 4 hm2。表明長(zhǎng)株潭地區(qū)人類對(duì)自然的需求遠(yuǎn)超過了生態(tài)承載能力，特別是對(duì)耕地需求上赤字嚴(yán)重。

2.2 長(zhǎng)株潭地區(qū)人均生態(tài)足跡動(dòng)態(tài)變化 同樣以上述方法，分別求得1993、1998、2003、2008、2013年長(zhǎng)株潭地區(qū)人均生態(tài)足跡和人均生態(tài)承載力（表4～5），從而可以把握1993～2013年長(zhǎng)株潭地區(qū)人均生態(tài)足跡和生態(tài)赤字的變化態(tài)勢(shì)（圖2）。

從表4、5及圖2可以看出，1993～2013年長(zhǎng)株潭地區(qū)人均生態(tài)足跡總體呈增長(zhǎng)趨勢(shì)，年平均增長(zhǎng)率為3.05%。長(zhǎng)株潭地區(qū)人均生態(tài)赤字在1993～2003年呈快增長(zhǎng)趨勢(shì)，從0.617 0 hm2增加到2003年1.092 5 hm2，年均增長(zhǎng)率為7.71%；2003～2013年增長(zhǎng)趨勢(shì)變慢，從1.092 5 hm2增長(zhǎng)到1.238 4 hm2，年均增長(zhǎng)率為1.24%。生態(tài)承載力總體呈增長(zhǎng)趨勢(shì)，數(shù)值波動(dòng)較小，2003～2013年年均增長(zhǎng)率為1.17%?？傮w而言，近年來長(zhǎng)株潭地區(qū)生態(tài)赤字增長(zhǎng)率正逐步減小，生態(tài)足跡與生態(tài)赤字正逐步趨于平穩(wěn)。

3 結(jié)論與討論

（1）該研究運(yùn)用生態(tài)足跡方法對(duì)長(zhǎng)株潭地區(qū)人均生態(tài)足跡進(jìn)行測(cè)算，結(jié)果表明：2013年長(zhǎng)株潭地區(qū)人均生態(tài)足跡為2.037 2 hm2，人均生態(tài)赤字為1.238 4 hm2。1993～2013年長(zhǎng)株潭地區(qū)生態(tài)赤字增長(zhǎng)率由快增長(zhǎng)變?yōu)槁鲩L(zhǎng)，生態(tài)足跡與生態(tài)赤字正逐步趨于平穩(wěn)。但是生態(tài)赤字較高表明長(zhǎng)株潭地區(qū)的發(fā)展處于一種不可持續(xù)的狀態(tài)。

（2）生態(tài)足跡分為生物生產(chǎn)面積的供給和需求。從供給上看，應(yīng)該提高單位面積自然資源的生產(chǎn)量，切實(shí)保護(hù)耕地，保持耕地總量動(dòng)態(tài)平衡，并且結(jié)合土地整理和土地開發(fā)，提升土壤肥力；切實(shí)保護(hù)森林和草場(chǎng)資源，增加對(duì)濕地的保護(hù)力度，從而提高地區(qū)承載力而增加地區(qū)生態(tài)足跡的供給。從需求上看，應(yīng)該控制人口數(shù)量，改變粗放的資源利用方式，推動(dòng)新型工業(yè)化、新型城鎮(zhèn)化，提高建設(shè)用地利用效率。另外，

長(zhǎng)株潭地區(qū)作為國(guó)家“兩型”社會(huì)試驗(yàn)區(qū)，應(yīng)當(dāng)加大政策調(diào)控

力度，創(chuàng)新區(qū)域協(xié)調(diào)機(jī)制，完善獎(jiǎng)懲制度，實(shí)行嚴(yán)格的自然環(huán)

境保護(hù)制度，真正做到資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會(huì)的先行者。

（3）在計(jì)算生物資源和能源消費(fèi)時(shí)，需要考慮生物資源和能源消費(fèi)額中的貿(mào)易部分[9]。該研究由于數(shù)據(jù)資料制約，未進(jìn)行這部分的測(cè)算，所以長(zhǎng)株潭地區(qū)生態(tài)足跡動(dòng)態(tài)變化測(cè)算會(huì)存在一定偏差。未來研究中應(yīng)克服這方面的制約，更加科學(xué)地測(cè)算地區(qū)生態(tài)足跡變化。

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