基于能值生態(tài)足跡改進(jìn)模型的湖南省生態(tài)赤字研究

楊燦+朱玉林

摘要為更好地了解湖南省當(dāng)前的生態(tài)環(huán)境狀況和可持續(xù)發(fā)展能力，在應(yīng)用能值分析和本地生態(tài)足跡對傳統(tǒng)生態(tài)足跡模型進(jìn)行改進(jìn)的基礎(chǔ)上，以湖南省2000—2013年統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)為依據(jù)，計(jì)算出湖南省2000—2013年的人均能值生態(tài)足跡、人均能值生態(tài)承載力以及人均生態(tài)赤字情況。計(jì)算和分析結(jié)果表明：①湖南省存在生態(tài)赤字，社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展對自然資源和環(huán)境的壓力逐年增大。②湖南省自然生態(tài)系統(tǒng)壓力的增大絕大部分是由于耕地供給不足和能源消耗過大造成的。作為一個(gè)農(nóng)業(yè)大省，湖南省對農(nóng)業(yè)資源的需求量很大。能源問題和農(nóng)業(yè)發(fā)展問題是湖南省可持續(xù)發(fā)展需要解決的首要問題。③湖南省生態(tài)承載力和人均生態(tài)承載力在一定范圍內(nèi)呈波動(dòng)變化的狀態(tài)，總體呈下降趨勢，生態(tài)足跡和人均生態(tài)足跡在不斷增加，呈明顯上升趨勢，說明該省的發(fā)展處于相對不可持續(xù)狀態(tài)。其中耕地和化石能源地的足跡和人均足跡最大，其次是建筑用地，牧草地和水域、林地對湖南省人均生態(tài)足跡的影響程度很小。④2000—2013年，湖南省萬元GDP生態(tài)足跡呈現(xiàn)逐年顯著下降的趨勢，這表明研究時(shí)段內(nèi)，湖南省的資源和能源的利用效率有了明顯提升，湖南省因?yàn)榻?jīng)濟(jì)發(fā)展而造成的生態(tài)代價(jià)在顯著減小。針對湖南省的發(fā)展現(xiàn)狀，提出以下政策建議：控制耕地面積和化石能源用地的需求量，提高土地利用的均衡性，增加對其他地類的利用以提高生物生態(tài)足跡的多樣性。鞏固和深化湖南省實(shí)施綠色發(fā)展的成果，努力提升生態(tài)系統(tǒng)的自我恢復(fù)能力，減緩生態(tài)足跡增速，增加生態(tài)容量。正確引導(dǎo)湖南省的人口流動(dòng)，嚴(yán)格控制人口增長。提倡并鼓勵(lì)綠色消費(fèi)。

關(guān)鍵詞能值生態(tài)足跡模型；生態(tài)赤字；可持續(xù)發(fā)展

中圖分類號F327文獻(xiàn)標(biāo)識碼A文章編號1002-2104（2016）07-0037-09doi：10.3969/j.issn.1002-2104.2016.07.005

在經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的當(dāng)前，自然生態(tài)資源與環(huán)境容量之間的關(guān)系問題已經(jīng)成為制約人類社會(huì)經(jīng)濟(jì)與發(fā)展的瓶頸問題，如何正確處理經(jīng)濟(jì)增長與資源環(huán)境之間的關(guān)系，是實(shí)現(xiàn)區(qū)域可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略問題。資源環(huán)境的可持續(xù)要求將人類的生態(tài)足跡納入地球生態(tài)系統(tǒng)的承載范圍內(nèi)，避免出現(xiàn)生態(tài)赤字。而要想使可持續(xù)發(fā)展切實(shí)可行，就必須科學(xué)地量化人類對資源的利用， 客觀地評價(jià)人類對生態(tài)系統(tǒng)所產(chǎn)生的壓力。在衡量可持續(xù)發(fā)展程度的方法中，生態(tài)足跡模型[1-2]是最有代表性的一種。生態(tài)足跡模型由加拿大生態(tài)經(jīng)濟(jì)學(xué)家William Rees于1992年提出，其學(xué)生Wackernagel在1996年對此進(jìn)行了完善。生態(tài)足跡模型量化了人類生存必需的真實(shí)的生物生產(chǎn)面積，通過測算和對比區(qū)域總生態(tài)需求（即生態(tài)足跡）和該區(qū)域自然生態(tài)系統(tǒng)滿足這種需求的能力（即生態(tài)容量），來衡量區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的可持續(xù)狀況。二十多年來，生態(tài)足跡方法被廣泛應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)、各個(gè)空間尺度的可持續(xù)發(fā)展能力的核算與評估中。本文嘗試應(yīng)用能值生態(tài)足跡理論對湖南省的生態(tài)赤字狀況和資源能源消耗情況進(jìn)行核算和分析，并以此評估研究期間內(nèi)湖南省的可持續(xù)發(fā)展程度，期望為湖南省的綠色發(fā)展提供理論支撐和政策參考。

1研究區(qū)域介紹

湖南省位于我國東南腹地，長江中游南岸，地處江南丘陵與云貴高原、南嶺山地與兩湖平原的過渡地帶，屬內(nèi)陸省份。享有“魚米之鄉(xiāng)”“有色金屬礦之鄉(xiāng)”的美譽(yù)，有著悠久的農(nóng)業(yè)、冶金等資源優(yōu)勢行業(yè)的開發(fā)歷史和便利的交通條件。湖南省水資源較豐富，是我國天然的富水區(qū)之一。地表水系發(fā)育，河網(wǎng)密布，是東南沿海向內(nèi)地經(jīng)濟(jì)輻射和南北物質(zhì)交流的必經(jīng)之地。全省土地面積21.18萬km2，占全國國土面積的2.2%，地貌類型復(fù)雜多樣，包括山地、盆地、平原、丘陵和水面五大類。湖南耕地資源短缺，實(shí)有耕地總資源378.76萬 hm2，人均耕地面積僅有006 hm2，只相當(dāng)于全國平均水平的2/3[3]。但湖南林地資源豐富，至2013年底，全省森林覆蓋率為57.01%，高于全國森林覆蓋率38個(gè)百分點(diǎn)[4]。湖南省屬中亞熱帶季風(fēng)氣候，氣候溫和，四季分明，大陸性特征明顯。湖南雨量充沛但時(shí)空分布不均，平均降水量為1 200-1 700 mm之間[4]。作為丘陵山地比重較高的省份，湖南不僅實(shí)現(xiàn)連續(xù)13年耕地占補(bǔ)平衡和糧食總產(chǎn)“十年增”，而且機(jī)械化水平和產(chǎn)業(yè)化水平快速提升。2013年全省水稻生產(chǎn)綜合機(jī)械化水平達(dá)62.3%，糧油加工及物流產(chǎn)業(yè)和食品加工業(yè)增加值均已突破千億元，農(nóng)業(yè)提質(zhì)增效成績斐然。工業(yè)規(guī)?；⑿畔⒒?、綠色化水平也不斷提升。2013年湖南工業(yè)運(yùn)行質(zhì)量位居全國第九，中部第一，規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)實(shí)現(xiàn)利潤1 585.1億元，其中高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)增加值占地區(qū)生產(chǎn)總值的比重達(dá)16.3%，增速比GDP增速高11.3個(gè)百分點(diǎn)[5]。近年來，受全球氣候變暖等因素影響，湖南水災(zāi)與旱災(zāi)出現(xiàn)的頻率明顯上升，伴隨工業(yè)的快速發(fā)展所引起的環(huán)境污染問題日益嚴(yán)重，生態(tài)環(huán)境不斷惡化，對經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展產(chǎn)生了重大影響。

楊燦等：基于能值生態(tài)足跡改進(jìn)模型的湖南省生態(tài)赤字研究中國人口·資源與環(huán)境2016年第7期2研究方法：能值生態(tài)足跡改進(jìn)模型

2.1能值生態(tài)足跡理論

生態(tài)足跡分析模型從具體的生物物理量角度研究自然資本消費(fèi)的空間，即能夠提供資源或消納廢物的、具有生物生產(chǎn)力的地域空間，是關(guān)于人均物質(zhì)消費(fèi)和人口數(shù)的函數(shù)，是各種消費(fèi)商品的生物生產(chǎn)面積的總和。生態(tài)足跡模型基于土地面積的量化指標(biāo)，用于度量和評價(jià)人類對自然資源的利用程度，以及人類對生態(tài)系統(tǒng)所產(chǎn)生的壓力，從而定量評價(jià)該區(qū)域經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的狀況。21世紀(jì)初，徐中民[6-7]等學(xué)者將生態(tài)足跡概念引入到國內(nèi)，很快得到眾多學(xué)者的關(guān)注與研究。但隨著研究的深入，生態(tài)足跡模型的缺陷也逐漸顯現(xiàn)：由于均衡因子和產(chǎn)量因子、全球平均生產(chǎn)力等指標(biāo)沒有充分考慮到各區(qū)域和時(shí)間角度的現(xiàn)實(shí)差異，導(dǎo)致測算結(jié)果不穩(wěn)定，從而影響了生態(tài)足跡方法作為統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行度量和比較的可信度。生態(tài)足跡評價(jià)方法亟待修改和完善，而能值生態(tài)足跡方法就是基于能值理論對生態(tài)足跡進(jìn)行改進(jìn)的產(chǎn)物。

1987年，美國生態(tài)學(xué)家在系統(tǒng)生態(tài)、能量生態(tài)和生態(tài)經(jīng)濟(jì)原理的基礎(chǔ)上，提出了能值分析理論（Emergy Analysis，EMA）[8]。能值理論將生態(tài)系統(tǒng)或生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)中不同種類不可比較的各種資源、產(chǎn)品、勞務(wù)和信息以統(tǒng)一的太陽能能值（Solar Emergy）形式度量，從而客觀真實(shí)地評價(jià)和比較各種類型的自然資源對人類經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的貢獻(xiàn)，以及生態(tài)系統(tǒng)的自我修復(fù)和可持續(xù)發(fā)展能力。改進(jìn)后的能值生態(tài)足跡模型采用比較穩(wěn)定的能值轉(zhuǎn)換率和能值密度，更加全面而精確地反應(yīng)各個(gè)區(qū)域的生物生產(chǎn)性土地面積需求，因而越來越受到研究者們的廣泛關(guān)注，被公認(rèn)為目前國際上評價(jià)生態(tài)承載力狀況最有效最先進(jìn)的一種方法。進(jìn)入21世紀(jì)，基于能值改進(jìn)的生態(tài)足跡研究成為學(xué)界關(guān)注的熱點(diǎn)。國內(nèi)學(xué)者跨越了生態(tài)足跡模型土地生產(chǎn)能力的局限，摒棄了有爭議的產(chǎn)量因子和均衡因子，采用更加成熟和穩(wěn)定的能值轉(zhuǎn)換率，同時(shí)，引入全球能值密度（Global Energy Density）和區(qū)域能值密度（Regional Energy Density）的概念，嘗試將能值理論應(yīng)用到生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)中來計(jì)算生態(tài)足跡和生態(tài)承載力，并據(jù)此評估環(huán)境資源對經(jīng)濟(jì)造成的具體影響及區(qū)域可持續(xù)發(fā)展?fàn)顩r[9]。之后，進(jìn)一步改進(jìn)了能值生態(tài)足跡法，在應(yīng)用中加大了統(tǒng)計(jì)和數(shù)據(jù)處理的難度，使得生態(tài)足跡的計(jì)算能進(jìn)一步能反映區(qū)域?qū)嶋H情況和技術(shù)進(jìn)步，為政策決策提供了有力支持[10-17]。

2.2能值生態(tài)足跡改進(jìn)模型

能值生態(tài)足跡改進(jìn)模型結(jié)合能值理論與生態(tài)足跡理論的優(yōu)點(diǎn)，充分考慮到物質(zhì)循環(huán)與能量流動(dòng)兩方面的因素，利用能值轉(zhuǎn)換率統(tǒng)一將所有的自然資源（即各種不同類型、不同種類的能量流）轉(zhuǎn)化為太陽能值。通過引入能值密度概念，將區(qū)域自然生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)人們所需的全部能量，即各消費(fèi)項(xiàng)目的太陽能值，換算成相應(yīng)的生物生產(chǎn)面積，以此來計(jì)算和比較能值生態(tài)足跡與能值生態(tài)承載力，并據(jù)此評估區(qū)域可持續(xù)發(fā)展的程度。

2.2.1計(jì)算可更新資源的能值

為客觀準(zhǔn)確地反映能值生態(tài)足跡狀況，將自然資源分為可更新與不可更新兩大類。其中，不可更新資源的消耗速度快于其再生速度，隨著人類的不斷開發(fā)與利用，終將走向枯竭。所以，生態(tài)承載力可持續(xù)研究的主要對象是對可再生資源的利用。由于湖南處于中國內(nèi)陸，受潮汐影響作用較小，因此，本研究在能值生態(tài)承載力的計(jì)算中只考慮了5種可更新資源，包括太陽能、風(fēng)能、雨水化學(xué)能、雨水勢能和地球旋轉(zhuǎn)能。每種資源的能值數(shù)據(jù)均可通過相應(yīng)的太陽能值轉(zhuǎn)換率計(jì)算得到。具體計(jì)算公式為：

可更新資源的能值 = 實(shí)物量 × 能量折算系數(shù)

× 能值轉(zhuǎn)換率（1）

根據(jù)能值理論，同一性質(zhì)的能量一般只選取其中的最大值，以避免重復(fù)計(jì)算。因此，可更新資源主要為雨水化學(xué)能和地球旋轉(zhuǎn)能之和。區(qū)域可更新資源的人均能值等于可更新資源的總能值除以區(qū)域人口數(shù)。

2.2.2計(jì)算區(qū)域能值密度

能值密度是能值理論與生態(tài)足跡模型結(jié)合的關(guān)鍵與互換的基礎(chǔ)，分為全球能值密度和區(qū)域能值密度兩種。為真實(shí)客觀地描述和反映湖南省的生態(tài)足跡和生態(tài)承載力水平，采用的能值密度均為區(qū)域能值密度。區(qū)域能值密度的具體計(jì)算公式為：

區(qū)域能值密度 = 區(qū)域總能值/區(qū)域土地面積（2）

2.2.3計(jì)算能值生態(tài)足跡（Eef ）與能值生態(tài)承載力（Eec）

計(jì)算能值生態(tài)足跡時(shí)，將消費(fèi)項(xiàng)目劃分為生物和能源兩大類。生物資源消費(fèi)項(xiàng)目主要包括農(nóng)產(chǎn)品（稻谷、小麥、玉米、豆類、薯類、油料、蔬菜等）、林產(chǎn)品、水產(chǎn)品和動(dòng)物產(chǎn)品；能源消費(fèi)項(xiàng)目主要包括煤炭、焦炭、汽油、原油、煤油、柴油、燃料油及電力。根據(jù)湖南省資源消費(fèi)的實(shí)際情況，本研究選取6類27項(xiàng)生態(tài)足跡指標(biāo)，包括12項(xiàng)農(nóng)產(chǎn)品，分別為：稻谷、玉米、小麥、薯類、豆類、麻類、棉花、煙葉、甘蔗、茶葉、蔬菜和水果；3項(xiàng)林產(chǎn)品，分別為木材、油茶籽和油桐籽；3項(xiàng)動(dòng)物產(chǎn)品，分別為豬肉、牛肉和羊肉；1項(xiàng)水產(chǎn)品；能源消費(fèi)項(xiàng)目7項(xiàng)，分別為煤炭、焦炭、汽油、原油、煤油、柴油和燃料油；電力消費(fèi)1項(xiàng)。

改進(jìn)后的能值生態(tài)足跡模型為：

Eef=N×ef=N×∑ni=1ciP（3）

式中：Eef為能值生態(tài)足跡，N為人口數(shù)量，ef為人均能值生態(tài)足跡，P為全球平均能值密度，Ci為第i種資源的人均能值。

改進(jìn)后的能值生態(tài)承載力模型為：

Eec=N×ec=P1/P×0.88（4）

式中：Eec為能值生態(tài)承載力，ec為人均能值生態(tài)承載力，N為人口數(shù)量，P1為人均區(qū)域能值密度，P為全球平均能值密度，常數(shù)0.88為根據(jù)世界環(huán)境與發(fā)展委員會(huì)的報(bào)告，扣除12%的生物多樣性的修正系數(shù)。

2.2.4計(jì)算生態(tài)盈余（赤字）

能值生態(tài)足跡和能值生態(tài)承載力的比較結(jié)果反映的是社會(huì)發(fā)展所耗費(fèi)的自然資源與自然生態(tài)系統(tǒng)可提供資源的定量關(guān)系。當(dāng)一個(gè)地區(qū)Eec>Eef，表明該地區(qū)處于生態(tài)盈余狀態(tài)；反之，則處于生態(tài)赤字狀態(tài)。具體計(jì)算公式為：

生態(tài)盈余/ 赤字=生態(tài)足跡-生態(tài)承載力（5）

2.2.5萬元GDP生態(tài)足跡計(jì)算

萬元GDP生態(tài)足跡是評價(jià)區(qū)域可持續(xù)發(fā)展?fàn)顩r的重要指標(biāo)之一，它涉及到了經(jīng)濟(jì)發(fā)展與生態(tài)保護(hù)兩個(gè)重要方面的內(nèi)容，通過對生態(tài)足跡和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的量化比較，可以較為客觀真實(shí)地反映出某一地區(qū)發(fā)展中對生態(tài)生產(chǎn)性土地的利用效率，以及人類社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)給自然資源和生態(tài)環(huán)境造成的壓力。具體計(jì)算公式如下：

萬元GDP生態(tài)足跡=能值生態(tài)足跡/萬元GDP（6）

3基于能值生態(tài)足跡改進(jìn)模型的湖南省生態(tài)赤字核算3.1數(shù)據(jù)與資料搜集

本研究所統(tǒng)計(jì)的各消費(fèi)項(xiàng)目數(shù)據(jù)主要來源于《中國統(tǒng)計(jì)年鑒》（2001-2013）、《中國能源統(tǒng)計(jì)年鑒》（2001-2013）、《湖南統(tǒng)計(jì)年鑒》（2001-2013）和《湖南農(nóng)村統(tǒng)計(jì)年鑒》（2001-2013），以及《湖南省國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)》和《湖南省環(huán)境狀況公報(bào)》[4]、湖南省林業(yè)信息網(wǎng)[3]等。研究中涉及到的太陽能值轉(zhuǎn)換率主要來源于文獻(xiàn)[17]，各類消費(fèi)項(xiàng)目中產(chǎn)品的能量折算系數(shù)主要來自文獻(xiàn)[18-19]。

3.2結(jié)果分析

3.2.1湖南省歷年能值生態(tài)足跡比較分析

根據(jù)公式（1），可計(jì)算出湖南省歷年的區(qū)域總能值。根據(jù)公式（2）可計(jì)算出歷年的區(qū)域能值密度。在此基礎(chǔ)上，利用公式（3）計(jì)算出湖南省歷年能值生態(tài)足跡和人均能值生態(tài)足跡。見表1。

從表1可知，2000-2013年間，湖南省能值生態(tài)足跡和人均能值生態(tài)足跡均呈現(xiàn)逐年直線上升趨勢，增長速度逐年增加。研究時(shí)段內(nèi)，湖南省人均能值生態(tài)足跡年均為20.56 hm2，最大值為2013年25.98，最小值為2000年的14.38，年增長率為79.21%。其中，2004年和 2005 年增幅較大，這兩年的能值生態(tài)足跡中，化石能源用地和建筑用地的增幅較大。說明近年來，湖南省經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展依托于消耗大量的能源和電力，若不盡快改善這一現(xiàn)狀，該區(qū)域的生態(tài)環(huán)境將進(jìn)一步惡化。

根據(jù)前文關(guān)于能值生態(tài)足跡和能值生態(tài)承載力的計(jì)算結(jié)果，利用公式（5）計(jì)算可得湖南省2000-2013年的生態(tài)盈余，見表2。由表2可知，湖南省2000-2013年的能值生態(tài)足跡總體上以較快的速度呈逐年增大的趨勢。除2002年之外的其余各年，能值生態(tài)承載力都明顯落后于能值生態(tài)足跡。其中，2011年的差距最大，直接導(dǎo)致2011年的生態(tài)赤字最大。

不同土地類型的人均生態(tài)足跡在時(shí)間序列上的變化趨勢具有不一致性。研究時(shí)段內(nèi)，湖南省各類生物生產(chǎn)性土地面積對其能值生態(tài)足跡的貢獻(xiàn)率大小依次為：耕地>化石能源用地>建筑用地>水域>牧草地>林地。具體計(jì)算結(jié)果見表3。

從表3可知，2000-2013年，耕地能值生態(tài)足跡逐年增大，但增長緩慢，由2000年的5.81×108 hm2到2013年的6.52×108 hm2，增長率僅為12.23%。相比其他五大土地類型的能值生態(tài)足跡增速，耕地的增速最小。增速最快表1湖南省2000-2013年能值生態(tài)足跡演變“經(jīng)濟(jì)生態(tài)化”向“生態(tài)經(jīng)濟(jì)化”轉(zhuǎn)變，高度重視國土治理、生態(tài)環(huán)境改善等工作，實(shí)施了退耕還林、建設(shè)綠色通道、建設(shè)防護(hù)林、保護(hù)生態(tài)公益林等一系列林業(yè)生態(tài)建設(shè)工程，2010年以來實(shí)施效果逐漸體現(xiàn)，全省森林覆蓋率和林地生態(tài)供給能力有了一定程度的增強(qiáng)，故林地生態(tài)赤字2011、2012年開始出現(xiàn)顯著下降。研究時(shí)段內(nèi)，草地能值生態(tài)足跡和水域生態(tài)足跡增長較慢，增速分別為 32.15%和60.34%。水域能值生態(tài)足跡大致呈現(xiàn)逐年增大的趨勢，草地能值生態(tài)足跡2005年達(dá)到14年的最大值（6.47×107 hm2）。

由表3可知，耕地、化石燃料用地和建筑用地的生態(tài)足跡變化對湖南省人均生態(tài)足跡的影響很大；水域次之，而牧草地和林地的生態(tài)足跡變化對人均生態(tài)足跡變化的貢獻(xiàn)較小，所占比例均在5%以下，這表明湖南省林、牧、漁的生態(tài)足跡貢獻(xiàn)度較低。湖南省對自然生態(tài)的壓力主要來自于耕地和能源消費(fèi)，此二者是湖南省生態(tài)足跡的主導(dǎo)控制因子。此外，建筑用地能值生態(tài)足跡的比重也很大，表明湖南省的發(fā)展對電力的依賴度相對較大?？偝嘧值淖兇蠛艽蟪潭壬鲜怯捎诟亍⒒剂嫌玫睾徒ㄖ玫氐纳鷳B(tài)足跡的增加造成的，這種供需的不平衡對于未來湖南省能否持續(xù)健康發(fā)展有著直接影響。

近年來，隨著國家“中部崛起”戰(zhàn)略的實(shí)施、湖南省社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展以及各新經(jīng)濟(jì)區(qū)的設(shè)立，湖南吸引了大量的外來人口，龐大的人口需要消耗大量的生活資料。另一方面，隨著人們生活水平的提高，對肉類、水產(chǎn)品、水果類的消費(fèi)需求大大增加，與之對應(yīng)的能值生態(tài)足跡也有了明顯提高。對能值生態(tài)足跡構(gòu)成做進(jìn)一步的分析，發(fā)現(xiàn)來源于耕地的項(xiàng)目中，豬肉和稻谷對能值生態(tài)足跡的貢獻(xiàn)最大；來源于林地的項(xiàng)目中，貢獻(xiàn)最突出的是水果，其次為木材。來源于化石能源用地的項(xiàng)目中，煤炭所占比例最高，其次是柴油和焦炭。在所有生物資源消費(fèi)賬戶中位居前五的是豬肉、煤炭、電力、稻谷和水產(chǎn)品。另外，隨著人們生活方式的改變，湖南省居民生活消費(fèi)對生物資源的生態(tài)需求整體下降，對能源資源的生態(tài)需求要求逐年增加，湖南省化石能源消費(fèi)水平呈上升態(tài)勢，化石能源用地和建筑用地生態(tài)足跡需求逐年顯著增加，煤炭、電力等能源的消耗量也有了很大增加，對電力的依賴度尤其高。

3.2.2湖南省歷年能值生態(tài)承載力比較分析

采用國際通用的全球平均能值密度3.10×1014 J/hm2，根據(jù)公式（4）計(jì)算得出2000-2013年湖南省的能值生態(tài)承載力和人均能值生態(tài)承載力。見表4。

根據(jù)表4，從歷年來湖南省可更新資源的能量數(shù)值可知，各年份的太陽輻射能、風(fēng)能及地球旋轉(zhuǎn)能基本上保持不變，但由于降水量會(huì)出現(xiàn)年際變化，雨水化學(xué)能和雨水勢能有一定的差異，從而導(dǎo)致可更新資源總能值的變化?？筛沦Y源能值中，能值投入最多的是雨水化學(xué)能，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了其他能值投入，直接導(dǎo)致可更新資源總能值較大。說明湖南省降水比較豐沛，雨水利用潛力巨大。研究時(shí)段內(nèi)，2002年的雨水能值最大，達(dá)到3.17×1022J，這直接導(dǎo)致了2002年能值生態(tài)承載力（1.23×109 hm2）最大的結(jié)果。2011年和2012年的雨水能值最小，只有8.23×1021J，2011年的能值生態(tài)承載力也相應(yīng)地最小，僅為7.13×108 hm2。

根據(jù)表2可以看出，2000-2013年湖南省的能值生態(tài)承載力在一定范圍內(nèi)始終呈現(xiàn)波動(dòng)變化的狀態(tài)，總體呈下降趨勢。研究時(shí)段內(nèi)，湖南省能值生態(tài)承載力最大值為2002年的1.23×109 hm2，最小值為2011年的7.13×108 hm2。人均能值生態(tài)承載力最大值為2002年的18.59 hm2，最小值為2011年的10.81 hm2。2002年以后，湖南省的能值生態(tài)承載力出現(xiàn)明顯的下滑和平緩波動(dòng)趨勢，2009年后出現(xiàn)回升，至2010年出現(xiàn)一個(gè)次高峰，為1.04×109 hm2，最低值為2011年的7.13×108 hm2。湖南省近年來人口的快速增長以及一些地方不合理的建設(shè)開發(fā)，導(dǎo)致建筑用地、耕地和水域的人均生態(tài)承載力持續(xù)下降[20]。湖南省雖然已經(jīng)開始重視生態(tài)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展建設(shè)，但區(qū)域自然生態(tài)系統(tǒng)依然處于不可持續(xù)發(fā)展?fàn)顟B(tài)，年均人均能值生態(tài)足跡與年均人均能值生態(tài)承載力依舊呈現(xiàn)背向的惡化的發(fā)展趨勢，經(jīng)濟(jì)發(fā)展與生態(tài)建設(shè)的矛盾依然存在。

3.2.3湖南省歷年生態(tài)盈余（赤字）比較分析

從表2可知，從時(shí)間序列來看，研究時(shí)段里，除2002年為生態(tài)盈余（1.91×108 hm2），其余各年均處于生態(tài)赤字狀態(tài)。人均生態(tài)盈余最高為2.87 hm2，最低達(dá)到-14.68 hm2，年均為-7.22 hm2。2002年以后，湖南省生態(tài)盈余持續(xù)平緩走低，至2011年到達(dá)最低。這表明湖南省的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展對自然生態(tài)和資源環(huán)境的壓力逐年增大，湖南省的自然生態(tài)系統(tǒng)處于不可持續(xù)發(fā)展?fàn)顟B(tài)，且赤字情況較為嚴(yán)重。從表2可見，湖南省的能值生態(tài)承載力呈現(xiàn)出長期增長向好，但短期有所回落的態(tài)勢，能值生態(tài)足跡則呈現(xiàn)持續(xù)穩(wěn)定增長的趨勢，因而造成湖南省生態(tài)赤字持續(xù)上升，并且呈現(xiàn)與能值生態(tài)足跡基本相同的變化趨勢。這表明，湖南省的自然生態(tài)環(huán)境面臨的壓力較大，情形不容樂觀，尋求減少生態(tài)足跡的有效途徑是一件非常重要且緊迫的工作任務(wù)。

3.2.4湖南省歷年萬元GDP生態(tài)足跡計(jì)算與資源利用效率比較分析

根據(jù)湖南省歷年萬元GDP數(shù)據(jù)，由公式（6）求得2000—2013年湖南省萬元GDP生態(tài)足跡（見表5）。

萬元GDP生態(tài)足跡反映的是對生態(tài)生產(chǎn)性土地的利用效率。萬元GDP生態(tài)足跡需求越大，表明經(jīng)濟(jì)增長的生態(tài)占用越大，資源的利用效率越低，反之，則表明經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)的過程中對資源的利用效率越高，自然系統(tǒng)的負(fù)荷越輕，生態(tài)足跡增長越緩。從表5可知，從2000年開始，湖南省的萬元GDP生態(tài)足跡呈現(xiàn)不間斷的逐年減小趨勢，至2013年達(dá)到研究時(shí)段內(nèi)的最低值（6.43 hm2）。這表明，近些年來，雖然資源的整體利用效率較低，湖南省的資源和能源利用效率還是在逐年提高，體現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)發(fā)展與環(huán)境保護(hù)的協(xié)調(diào)共贏。近幾年來，湖南省政府認(rèn)識到自然生態(tài)環(huán)境是湖南經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重大支柱，積極響應(yīng)國家發(fā)展生態(tài)經(jīng)濟(jì)和低碳經(jīng)濟(jì)的號召，大力加強(qiáng)環(huán)境治理，并初步取得了很好的成效。隨著工業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的步伐放緩，環(huán)境的逐漸恢復(fù)，湖南省的自然環(huán)境資源更加有了優(yōu)勢，湖南經(jīng)濟(jì)發(fā)展開始向生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)方向轉(zhuǎn)變。

4結(jié)論與建議

湖南省2000—2013年生態(tài)足跡在1.71×109 hm2-9.44×108 hm2之間變化，期間共增加了7.67×108 hm2，人均能值生態(tài)足跡則在14.38-25.98 hm2之間變化，在此期間增加了11.60 hm2，兩者均呈現(xiàn)逐年遞增的趨勢?？傮w而言，湖南省自然生態(tài)系統(tǒng)壓力的增大絕大部分是由于耕地供給不足和能源消耗過大造成的。能源足跡在總足跡中的占比很高，這表明，湖南省的快速工業(yè)化進(jìn)程是以消耗大量能源為代價(jià)的，而耕地足跡的高比例表明，長期以來，湖南的農(nóng)業(yè)可利用的資源存量銳減，農(nóng)村生態(tài)承載力下降，使得資源環(huán)境的壓力漸大。作為一個(gè)農(nóng)業(yè)大省，湖南省對農(nóng)業(yè)資源的需求量很大。因此，能源問題和農(nóng)業(yè)發(fā)展問題是湖南省可持續(xù)發(fā)展需要解決的首要問題。生態(tài)足跡主要受人口數(shù)量、資源利用效率和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、消費(fèi)狀況的影響。人口數(shù)量的增加、消費(fèi)水平的提高和消費(fèi)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的不合理都會(huì)導(dǎo)致生態(tài)足跡的增大。人口數(shù)量不僅從生物資源消費(fèi)角度直接影響生態(tài)足跡，還能從能源資源消費(fèi)角度間接影響生態(tài)足跡。研究時(shí)段內(nèi)，湖南省總?cè)丝跀?shù)（年末戶籍人口） 以平均每年增加48.30萬人的速度呈直線上升趨勢，14年間人口數(shù)量增長了9.58%，這說明湖南省面臨人口存量大、增量快的雙重壓力，這對湖南的總生態(tài)赤字的增加起了重要作用，即使在人均生態(tài)表4湖南省能值生態(tài)承載力變化（2000-2013）

赤字很低的情況下，其總生態(tài)赤字也會(huì)很高。因此，如何控制人口數(shù)量也是湖南省可持續(xù)發(fā)展面臨的重要問題。

此外，近年來，雖然湖南省科技水平提升較快，土地利用結(jié)構(gòu)也不斷得到優(yōu)化，但整體上看，湖南省仍屬于經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)的農(nóng)業(yè)大省。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和生活水平的提高，湖南省人均資源和能源的消費(fèi)量也大幅增加，從而形成了2000-2013年湖南省人均生態(tài)足跡逐年增大的趨勢。2005年以后，湖南省人均生態(tài)足跡的增長速度有所放緩，資源消耗量的增長率也有所下降，其主要原因是，在湖南省委省政府的綠色經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型政策下，經(jīng)濟(jì)發(fā)展開始由粗放型向集約型轉(zhuǎn)變，科學(xué)技術(shù)水平隨之上升。總的看來，造成2000-2013年湖南省持續(xù)的生態(tài)赤字的主要原因是對資源的過度利用，導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)的正常功能遭受破壞，生態(tài)系統(tǒng)的資源供給能力大幅下降，進(jìn)而形成生態(tài)系統(tǒng)惡化以及區(qū)域發(fā)展不可持續(xù)的惡性循環(huán)。前些年湖南省大力發(fā)展經(jīng)濟(jì)時(shí)期對生態(tài)資源的過度依賴和掠奪式開發(fā)，導(dǎo)致該區(qū)域嚴(yán)重的生態(tài)赤字現(xiàn)象，在短期內(nèi)還無法解決。根據(jù)庫茨涅茨環(huán)境曲線，在經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中，環(huán)境會(huì)呈現(xiàn)出先惡化后改善的規(guī)律性。湖南在經(jīng)濟(jì)發(fā)展的進(jìn)程中，正好來到了曲線的拐點(diǎn)?，F(xiàn)階段，要降低湖南省的生態(tài)赤字，緩和現(xiàn)有的人地矛盾，同時(shí)保證不降低人民的生活水平，必須盡快轉(zhuǎn)變該省人民的生產(chǎn)方式、生活方式和消費(fèi)模式。具體來說，有以下幾點(diǎn)：

（1）控制耕地面積和化石能源用地的需求量，提高土地利用的均衡性，增加對其他地類的利用以提高生物生態(tài)足跡的多樣性。充分發(fā)揮湖南林地資源豐富，森林覆蓋率高，水網(wǎng)密布，灘涂面積較大的優(yōu)勢，加強(qiáng)林業(yè)生態(tài)建設(shè)，加緊恢復(fù)林地和水域的比例，提高草地載畜量。搞好水資源優(yōu)化配置，加強(qiáng)耕地資源生態(tài)安全保護(hù)，改善土地生態(tài)環(huán)境，調(diào)整土地利用結(jié)構(gòu)，嚴(yán)守耕地保護(hù)紅線，推進(jìn)城市土地的集約利用。

（2）繼續(xù)大力發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)，減緩生態(tài)足跡增速。積極開發(fā)低碳環(huán)保新能源，降低對不可再生資源的依賴，加強(qiáng)重點(diǎn)地域生態(tài)環(huán)境的整治，限制高能耗、高污染行業(yè)用地。調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，加強(qiáng)產(chǎn)業(yè)政策的引導(dǎo)，推動(dòng)信息化和工業(yè)化深度融合，加快改造提升傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，建立資源集約型的經(jīng)濟(jì)增長模式。

（3）正確引導(dǎo)湖南省的人口流動(dòng)，嚴(yán)格控制人口增長。加強(qiáng)綠色湖南建設(shè)的宣傳，嚴(yán)格控制“兩高”行業(yè)盲目擴(kuò)張。提倡資源節(jié)約型消費(fèi)模式，鼓勵(lì)綠色消費(fèi)，推進(jìn)消費(fèi)結(jié)構(gòu)的多元化，從總量角度降低自然系統(tǒng)的生態(tài)負(fù)荷。

（編輯：李琪）

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