1997 — 2013年重慶市生態(tài)足跡的動態(tài)變化與分析

羅琴慧　劉秀華

摘要：生態(tài)足跡是評估區(qū)域生態(tài)可持續(xù)發(fā)展程度的重要方法。運用生態(tài)足跡方法，以重慶市1997-2013年統(tǒng)計數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，對重慶市1997 — 2013年的生態(tài)足跡和生態(tài)承載力進行了時間序列的測度和分析。結(jié)果表明，重慶市自直轄以來，人均生態(tài)足跡呈遞增趨勢，由1997年人均0.715 9 hm2增至2013年人均1.692 0 hm2；人均可利用生態(tài)承載力總體呈遞減趨勢，2001年以前人均生態(tài)承載力逐年減少，由0.619 1 hm2降至0.594 1 hm2，2007年降到最低點0.590 7 hm2，而后有所上升，從而導(dǎo)致生態(tài)赤字由1997年的0.096 9 hm2擴大至2013年的1.008 9 hm2?？傮w表明，該地區(qū)生態(tài)足跡超過其生態(tài)承載力，區(qū)域發(fā)展處于不可持續(xù)狀態(tài)。另外，還分析論述了從優(yōu)化土地利用結(jié)構(gòu)、增加科技投入、引導(dǎo)人們健康合理消費和控制環(huán)境污染等方面減少生態(tài)赤字的措施，以尋求重慶市生態(tài)環(huán)境與城市社會經(jīng)濟協(xié)調(diào)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：生態(tài)足跡；生態(tài)承載力；可持續(xù)發(fā)展；動態(tài)變化

中圖分類號：P967 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：0439-8114（2016）06-1416-06

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2016.06.014

可持續(xù)發(fā)展的定量研究是當(dāng)前可持續(xù)發(fā)展研究的熱點問題，是尋求一種最佳的生態(tài)系統(tǒng)以支持生態(tài)的完整性和人類愿望的實現(xiàn)，使人類的生存環(huán)境得以持續(xù)[1]。近年來學(xué)者對定量化評價可持續(xù)發(fā)展做了許多研究并取得了一些研究成果，如可持續(xù)性的社會—生態(tài)指標(biāo)，可持續(xù)經(jīng)濟福利指數(shù)（ISEW），真實發(fā)展指標(biāo)（GPI）以及真實儲蓄率等，但這些方法在度量可持續(xù)發(fā)展程度方面均有其局限性[2]。

Rees和Wackernagel等1992年以來提出和發(fā)展的生態(tài)足跡指標(biāo)提供了一個核算地區(qū)、國家和全球自然資本利用的簡明框架，通過測量人類對自然生態(tài)服務(wù)的需求與自然所能提供的生態(tài)服務(wù)之間的差距，就可以得知人類對生態(tài)系統(tǒng)的利用狀況，可以在地區(qū)、國家和全球尺度上比較人類對自然的消費量與自然資本的承載量[3]。近年來生態(tài)足跡法以其科學(xué)完善的理論基礎(chǔ)、形象明了的概念框架、精簡統(tǒng)一的指標(biāo)體系以及方法本身的普適性在國內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域得到了較為廣泛的應(yīng)用。從文獻(xiàn)梳理中可以看出，由于生態(tài)足跡是一個靜態(tài)模型，早前學(xué)者們大多數(shù)集中選擇就一個時間的橫斷面研究區(qū)域的可持續(xù)發(fā)展?fàn)顩r，缺乏在縱向時間序列研究區(qū)域生態(tài)足跡變化。本文運用生態(tài)足跡方法，以1997—2013年重慶市統(tǒng)計數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，測算出1997—2013年重慶市直轄17年以來的生態(tài)足跡和生態(tài)承載力變化情況，定量評價重慶市的可持續(xù)發(fā)展的狀況，同時提出了減少該區(qū)域生態(tài)赤字的相應(yīng)對策，以期為重慶市生態(tài)環(huán)境建設(shè)和發(fā)展規(guī)劃提供決策參考。

1 研究區(qū)與研究方法

1.1 研究區(qū)概況

重慶位于中國西南部、長江上游地區(qū)，地跨105°11′-110°11′E、28°10′-32°13′N之間的青藏高原與長江中下游平原的過渡地帶，是長江上游最大的經(jīng)濟中心、水陸交通樞紐和貿(mào)易口岸。1997年，重慶成為中國第4個直轄市。轄區(qū)東西長約470 km，南北寬約450 km，面積82 402.95 km2。地勢由南北向長江河谷逐級降低，西北部和中部以丘陵、低山為主，東北部靠大巴山和東南部連武陵山兩座大山脈。屬亞熱帶濕潤季風(fēng)氣候，具有夏熱冬暖，光熱同季，無霜期長，雨量充沛，濕潤多陰等特點，全年平均氣溫18.9 ℃，年總降雨量1 025 mm。境內(nèi)江河縱橫，水網(wǎng)密布，水及水能資源十分豐富。截至2012年，已發(fā)現(xiàn)并開采的礦產(chǎn)68余種，約占世界已知礦種的27%，探明儲量的礦產(chǎn)有54種，主要有煤、天然氣、硫鐵、巖鹽、鋁土、錳、大理石、石灰石、重晶石等，特別是煤、天然氣、鋁土礦、鹽礦、錳礦等的儲量、品位在中國都有明顯優(yōu)勢。

1.2 研究方法

1.2.1 生態(tài)足跡計量 生態(tài)足跡是指能夠提供或消納廢物的具有一定生產(chǎn)能力的生態(tài)生產(chǎn)性土地面積。生態(tài)生產(chǎn)性土地是這一概念的基礎(chǔ)，是指具有一定生態(tài)生產(chǎn)能力的土地及水體，它包括化石能源地、可耕地、牧草地、森林、建設(shè)用地、水域[4]。

人類生產(chǎn)、生活的消費可以分為兩部分，即生物資源及能源的消費，其中生物資源的消費主要包括農(nóng)產(chǎn)品、動物產(chǎn)品、水果和木材等，能源消費主要涉及煤、焦炭、原油、汽油、柴油和電力等。各種消費產(chǎn)品都是由相應(yīng)生產(chǎn)性土地生產(chǎn)的，生態(tài)足跡正是通過生物生產(chǎn)性土地來計算的[5]。在生態(tài)足跡模型中，生物生產(chǎn)性土地主要考慮如下6種類型，即耕地、林地、草地、建筑用地、水域和化石燃料用地。由于這6類生物生產(chǎn)性土地面積的生態(tài)生產(chǎn)力不同，需要用均衡因子將各類不同生態(tài)生產(chǎn)力的生物生產(chǎn)土地面積轉(zhuǎn)化為具有相同生態(tài)生產(chǎn)力的土地面積。本研究中的均衡因子[1]采用全球平均值，即林地和化石燃料用地為1.1、耕地和建筑用地為2.8、草地為0.5、水域為0.2。生物資源消費足跡公式為：

ef=■（Ai×ri）=■（■×ri） （1）

能源消費足跡公式為：

ef=■（Ai×ri×θi）=■（■×ri×θi） （2）

式中，ef為人均生態(tài)足跡；N為人口數(shù)；Ai為人均i種交易商品折算的生物生產(chǎn)面積；Ci為i種商品的人均消費量；Pi為i種消費商品的世界平均生產(chǎn)能力；rj為均衡因子；θi表示第i種能源的折算系數(shù)。

1.2.2 生態(tài)承載力的計算 生態(tài)承載力（或者稱生態(tài)足跡供給）是與生態(tài)足跡相關(guān)的概念，指一定區(qū)域的生態(tài)系統(tǒng)能夠提供的可供人類使用的生態(tài)生產(chǎn)性土地總和。計算方法是將區(qū)域內(nèi)各類生態(tài)生產(chǎn)性土地面積乘以均衡因子及產(chǎn)量因子后，求和得到總生態(tài)承載力，除以總?cè)丝跀?shù)，即為人均生態(tài)承載力，或人均生態(tài)足跡供給。同時出于謹(jǐn)慎性考慮，按世界環(huán)境與發(fā)展委員會的報告《我們共同的未來》所建議的在生態(tài)承載力計算時應(yīng)扣除12%的生物多樣性保護面積。計算公式如下：

EC=ec×N=N×■（Ai×ri×yi） （3）

式中，EC為區(qū)域總生態(tài)承載力；ec為人均生態(tài)承載力；N為人口數(shù)；Ai為i類型生物生產(chǎn)性土地人均擁有面積；ri為均衡因子；yi為產(chǎn)量因子。產(chǎn)量因子是指不同國家或地區(qū)的某類生物生產(chǎn)性面積所代表的局地產(chǎn)量與世界平均產(chǎn)量的差異。本研究中的產(chǎn)量因子取自徐中民等[6]在甘肅省1998年生態(tài)足跡計算與分析時的取值，耕地和建筑用地為1.66，林地為0.91，草地為0.19，水域為1.00。

1.2.3 生態(tài)赤字或生態(tài)盈余計算 生態(tài)赤字或生態(tài)盈余是指生態(tài)承載力與生態(tài)足跡之差，反映了區(qū)域人口對自然資源的利用狀況。區(qū)域的生態(tài)足跡如果超過了區(qū)域所能提供的生態(tài)承載力，就出現(xiàn)生態(tài)赤字，表明本地區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)是不安全的，處于不可持續(xù)發(fā)展?fàn)顟B(tài)；相反，如果小于區(qū)域的生態(tài)承載力，則表現(xiàn)為生態(tài)盈余，說明生態(tài)系統(tǒng)是安全的。計算公式如下：

ed=ef-ec （4）

2 結(jié)果與分析

2.1 重慶市生態(tài)足跡計算結(jié)果與分析

2.1.1 計算過程 根據(jù)《重慶市統(tǒng)計年鑒》（2000—2014年）所提供的重慶市人均消費的主要商品數(shù)量和種類，將糧食、食用油、酒類、鮮菜、豬肉、鮮蛋歸為耕地；牛羊肉、肉禽類、鮮奶歸于牧草地；干鮮瓜果和茶葉歸于林地；水產(chǎn)品歸于水域；原煤、石油等能源歸于化石能源地；電力消耗和建成區(qū)面積歸于建筑用地。運用生態(tài)足跡的理論和方法，計算重慶市直轄17年以來的生態(tài)足跡。其中，本研究中全球平均產(chǎn)量采用的是從聯(lián)合國糧農(nóng)組織數(shù)據(jù)庫獲取的各類生物資源1995 — 2011年的平均產(chǎn)量[7，8]，計算將重慶市的生物消費轉(zhuǎn)化為提供這類消費所需要的生物生產(chǎn)面積。限于篇幅，計算過程以2013年為例，結(jié)果見表1。

能源消費部分主要考慮了如下幾種能源，即煤炭、油料、天然氣和電力等。計算足跡時將能源的消費轉(zhuǎn)化為化石燃料生產(chǎn)土地面積，采用世界上單位化石燃料生產(chǎn)土地面積的平均發(fā)熱量為標(biāo)準(zhǔn)，將當(dāng)?shù)啬茉聪M所消耗的熱量折算成一定的化石燃料土地面積[1]，結(jié)果見表2。

通過以上對重慶市2013年各種生物資源、能源消費生態(tài)足跡的計算，匯總得到重慶市2013年生態(tài)足跡，見表3。

根據(jù)生態(tài)承載力計算公式，將區(qū)域內(nèi)2013年各類生態(tài)生產(chǎn)性土地面積乘以均衡因子及產(chǎn)量因子后，求和得到總生態(tài)承載力，除以總?cè)丝跀?shù)，即為人均生態(tài)承載力，或人均生態(tài)足跡供給。同時出于謹(jǐn)慎考慮，在生態(tài)承載力計算時扣除了12%的生物多樣性保護面積，結(jié)果見表4。

2.1.2 計算結(jié)果 根據(jù)上述計算結(jié)果可以得到重慶市2013年生態(tài)足跡狀況，2013年重慶市人均生態(tài)足跡為1.692 0 hm2，人均生態(tài)承載力為0.776 3 hm2，在生態(tài)承載力扣除12%的生物多樣性保護面積后人均生態(tài)承載力為0.683 1 hm2，人均生態(tài)赤字為1.008 9 hm2。人均生態(tài)赤字的存在說明2013年重慶市的生態(tài)足跡超過了該區(qū)域所能提供的生態(tài)承載力，本地區(qū)2013年的生態(tài)系統(tǒng)是不安全的，處于不可持續(xù)發(fā)展?fàn)顟B(tài)。

采用與以上同樣的計算方法和步驟，計算了重慶1997 — 2013年直轄17年來的不同類型生物生產(chǎn)性土地的人均生態(tài)足跡，結(jié)果如表5所示。由表5可知，重慶市1997 — 2013年的生態(tài)足跡呈現(xiàn)出增加趨勢，從1997-2013年，重慶市的人均生態(tài)足跡增加了136.35%。其中，1997 — 2001年，人均生態(tài)足跡由0.715 9 hm2增加到0.770 2 hm2，變化不大，隨后大幅增長，2003年人均生態(tài)足跡為0.891 3 hm2，到2013年增加到1.692 0 hm2，是1997年的2.36倍。從生態(tài)足跡的構(gòu)成來看，耕地、草地和化石燃料用地所占比重較大，2013年三者所占比例分別為25.24%、2.97%和68.59%。從1997 — 2013年，化石能源的生態(tài)足跡增加了324.66%。1997 — 2013年，耕地的生態(tài)足跡有增有減，2007年達(dá)到最低點。建筑用地的生態(tài)足跡增加了348.00%，林地的生態(tài)足跡增加了372.72%，草地生態(tài)足跡增加了200.60%。主要原因在于，重慶市直轄以來生活水平不斷提高，重慶市居民的需求結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了較大的變化。此外，重慶作為西部重工業(yè)城市，直轄以來經(jīng)濟高速發(fā)展，重慶市居民對于交通、服務(wù)以及動物產(chǎn)品等的需求有了較大的提高，化石能源的消費量與日俱增，所以與之聯(lián)系的相應(yīng)用地類型的生態(tài)足跡也就有了較大的提高。

2.2 重慶市生態(tài)承載力及生態(tài)盈虧分析

通過計算公式（3）和（4），利用重慶市土地統(tǒng)計數(shù)據(jù)測算了人均生態(tài)承載力和生態(tài)盈余。計算結(jié)果見表6和表7。由表6可見，重慶市生態(tài)承載力在1997 — 2013年間有增有減，從1997年的0.619 1 hm2下降到2011年的0.610 4 hm2，2007年為最低值0.590 7 hm2，近2～3年開始上升。這主要是由于重慶自直轄以來，伴隨城市化進程，人口持續(xù)增長，加速了人均生態(tài)承載力的減少。其中1997 — 2001年由于直轄以來城市經(jīng)濟建設(shè)和社會發(fā)展，占用了一定的耕地資源，耕地的生態(tài)承載力由0.687 8 hm2減少到0.653 7 hm2，隨后幾年隨著耕地保護措施的加強，耕地生態(tài)承載力從2002年開始有所增加。但草地和水域的生態(tài)承載力幾乎沒有變化，而林地和建筑用地的生態(tài)承載力分別增加了373.75%和340.48%。主要原因在于重慶市快速城市化的影響，越來越多的農(nóng)村人口進入城市生活，所以建筑用地面積有了較大的增加。近年來重慶市加強了保護林地的措施，加大了人工造林的力度，林地的生態(tài)承載力有所增加。

通過對比生態(tài)足跡和生態(tài)承載力的情況，可以看出人均生態(tài)足跡逐年增加，而生態(tài)承載力卻逐年減少，因此呈現(xiàn)明顯的生態(tài)赤字逐年提高（表7）。1997年的人均生態(tài)赤字為0.096 9 hm2，2002年增至0.206 3 hm2，2007年達(dá)到0.617 7 hm2，到了2013年人均生態(tài)赤字增至1.008 9 hm2，年均遞增55.36%。由生態(tài)盈虧（表7）的分析不難看出，重慶市人口對自然資源的利用逐年增加，目前已大大超過了本地生態(tài)承載能力的范圍，人地關(guān)系緊張，生態(tài)環(huán)境不斷惡化，資源環(huán)境形勢嚴(yán)峻，地區(qū)發(fā)展呈不可持續(xù)狀態(tài)。

2.3 重慶市萬元GDP生態(tài)足跡分析

萬元GDP生態(tài)足跡是計算區(qū)域每單位末端產(chǎn)出耗費的各種資源折算生物生產(chǎn)性土地面積的指標(biāo)，反映經(jīng)濟發(fā)展對土地資源利用率、經(jīng)濟增長和技術(shù)進步對可持續(xù)發(fā)展的影響。該指標(biāo)越大，區(qū)域系統(tǒng)資源的利用率越低，反之則說明利用率越高[9]。本研究計算了重慶市1997 — 2013年間的萬元GDP生態(tài)足跡，即用人均生態(tài)足跡除以人均國內(nèi)生產(chǎn)總值，結(jié)果見表8。由表8可知，隨著重慶市人均國內(nèi)生產(chǎn)總值的增加，萬元GDP生態(tài)足跡逐年減少，從1997年的1.362 9 hm2降到 2013年的0.395 4 hm2，較1997年減少了70.99%，表明資源利用率正在提高。這是因為重慶市自直轄以來，經(jīng)濟的快速發(fā)展使得當(dāng)?shù)谿DP大幅增加，生產(chǎn)工藝和技術(shù)的改善提高了土地資源的利用率。

3 小結(jié)與討論

運用生態(tài)足跡方法對重慶市1997 — 2013年生態(tài)足跡和生態(tài)承載力進行了動態(tài)的測度和分析，結(jié)果表明，重慶市1997 — 2013年人均生態(tài)足跡呈遞增趨勢，由0.715 9 hm2增加到1.692 0 hm2，人均生態(tài)承載力從1997年的0.619 1 hm2下降到2007年的0.590 7 hm2，之后幾年逐漸上升，總體呈遞減趨勢。期間生態(tài)赤字由0.096 9 hm2增至1.008 9 hm2。一方面說明伴隨著重慶城市化進程，經(jīng)濟得到高速發(fā)展，重慶市居民的生活水平提高，需求結(jié)構(gòu)也產(chǎn)生了較大的變化，對生物和非生物資源的消耗量越來越大，導(dǎo)致生態(tài)足跡逐步增長；另一方面也反映了城市化的發(fā)展對生態(tài)環(huán)境的最直接影響就是減少了耕地等生產(chǎn)性土地，間接地增加了建筑用地，加上人口增長因素，造成人均生態(tài)承載力明顯下降，地區(qū)發(fā)展已經(jīng)處于不可持續(xù)的狀態(tài)。

以上結(jié)論可以看出，現(xiàn)在重慶市社會經(jīng)濟的發(fā)展對生態(tài)環(huán)境的影響比較顯著。為了減少生態(tài)足跡，減緩生態(tài)赤字，提高區(qū)域生態(tài)可持續(xù)發(fā)展能力，促使重慶城市化與生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展，建議從以下幾點進行改進：

1）嚴(yán)格保護各類土地資源，不斷優(yōu)化土地利用結(jié)構(gòu)。土地是人類生存和發(fā)展的基礎(chǔ)，為人類提供各種生產(chǎn)、生活產(chǎn)品。由于人口眾多，重慶市人均土地資源十分有限。因此需要完善征地審批制度，制定嚴(yán)格的土地資源保護措施，保護有限的土地資源。與此同時，由于不同類型土地的生物生產(chǎn)量不同，如耕地和建筑地的生態(tài)生產(chǎn)性產(chǎn)出一般要高于林地和草地，因而針對重慶市實際情況，通過合理調(diào)整各類土地資源利用結(jié)構(gòu)，提高當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)承載力，以實現(xiàn)其各類土地資源的供求均衡。

2）增加科技投入，提高土地生產(chǎn)效率?？萍及l(fā)展水平對生態(tài)承載力的影響在于科技投入越大，科技發(fā)展水平越高，單位面積土地的生產(chǎn)率越大，地區(qū)生態(tài)承載力越高。重慶耕地總量大，但人均耕地少，坡耕地多，中低產(chǎn)田面積大，加上干旱等自然災(zāi)害，使土地生物生產(chǎn)量普遍較低，也使得該地的生態(tài)承載力較低。重慶市應(yīng)加大對農(nóng)漁林畜牧業(yè)的扶持力度，積極推動立體化種植、稻稈還田及輪耕等生態(tài)農(nóng)業(yè)，因地制宜的發(fā)展高效農(nóng)產(chǎn)品，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)集約化和機械化，從而提高土地生產(chǎn)效率，減少生態(tài)赤字。

3）推行低碳生活方式，引導(dǎo)人們合理消費。隨著經(jīng)濟發(fā)展，人類的消費需求進入了個性化、差異化和高檔化階段，在生態(tài)足跡不斷增加、生態(tài)承載力不斷減少的趨勢下，改變?nèi)藗兊南M模式和需求，是減少生態(tài)足跡的有效手段。因此，需要建立資源節(jié)約型的社會生產(chǎn)和消費體系，引導(dǎo)人們尋求高質(zhì)量的生活消費方式，從而減少人們的生產(chǎn)生活對環(huán)境的負(fù)面影響，促使經(jīng)濟增長與生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展。

4）控制環(huán)境污染，遏制生態(tài)環(huán)境惡化。重慶作為西部重工業(yè)城市，城市工業(yè)化發(fā)展迅速，由此帶來的大氣污染、酸雨沉降、土地退化等生態(tài)環(huán)境問題日益嚴(yán)重，加之三峽庫區(qū)生態(tài)區(qū)是長江上游生態(tài)極其脆弱的地區(qū)，資源環(huán)境問題仍十分突出，致使生態(tài)生產(chǎn)力不斷降低，這也是該地區(qū)生態(tài)承載力逐年下降的重要原因。因此，要減少該地區(qū)生態(tài)赤字，就需要加強生態(tài)環(huán)境的整治，全面控制環(huán)境污染，遏制生態(tài)環(huán)境的繼續(xù)惡化。

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