基于改進(jìn)的生態(tài)足跡模型對(duì)循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的測(cè)度研究

陳薇 孫靜

摘要 通過對(duì)傳統(tǒng)的生態(tài)足跡模型進(jìn)行改進(jìn)，計(jì)算了2014年威縣各消費(fèi)項(xiàng)目的生態(tài)足跡、生態(tài)承載力。并以生態(tài)足跡度作為循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的判定依據(jù)，對(duì)其進(jìn)行客觀、科學(xué)的量化分析。結(jié)果表明：首先，威縣的人均生態(tài)足跡是1.001 5 hm2/人，人均承載力是0.303 1 hm2/人，最終人均生態(tài)赤字為0.698 4 hm2/人，赤字的主要原因是耕地、化石燃料地和草地的生態(tài)足跡超出了其生態(tài)承載力的范圍。其次，威縣循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的生態(tài)足跡度測(cè)度結(jié)果（EFD）為3.3，表明威縣的循環(huán)經(jīng)濟(jì)處于劣性循環(huán)階段，對(duì)于威縣發(fā)展農(nóng)牧結(jié)合循環(huán)經(jīng)濟(jì)而言，如何在滿足現(xiàn)有水平的消費(fèi)需求情況下保持生態(tài)的可持續(xù)發(fā)展是當(dāng)前需要解決的重要問題。

關(guān)鍵詞 生態(tài)足跡；循環(huán)經(jīng)濟(jì)；生態(tài)足跡度；生態(tài)承載力；威縣

Research on the Development Level of Circular Economy Based on Improved Ecological Footprint Model

CHEN Wei，SUN Jing （School of Economics and Management，Hebei University of Science and Technology，Shijiazhuang，Hebei 050000）

Abstract On the basis of improving the traditional ecological footprint model，this paper calculated the ecological footprint and ecological carrying capacity of Weixian County in 2014.It made an objective and quantitative analysis of the development level for circular economy by Ecological Footprint Degree（EFD）.The result indicated that Weixian County's ecological footprint per capita was 1.001 5 hm2/people，ecological capability per capita was 0.303 1 hm2/people，ecological deficit per capita was 0.698 4 hm2/people.The main reason for the deficit was that the ecological footprint of arable land，fossil fuel and grassland was beyond the scope of its ecological carrying capacity.Secondly，the measurement results of the Ecological Footprint Degree of Weixian County circular economy development level was 3.3.It showed that the Weixian County circular economy was in a inferior circulation stage.How to meet the current level of consumer demand，and maintain the sustainable development of ecology is an important problem to be solved for the development of circular economy in Weixian County.

Key words Ecological footprint；Circular economy；Ecological footprint degree；Ecological carrying capacity；Weixian County

生態(tài)足跡法最初是由William Rees和他的學(xué)生Wackernagel在20世紀(jì)90年代提出的一種依據(jù)人類對(duì)土地的連續(xù)依賴性來定量測(cè)度可持續(xù)發(fā)展?fàn)顟B(tài)的方法[1]。該研究在傳統(tǒng)的生態(tài)足跡模型上作了兩點(diǎn)改進(jìn)，首先是把傳統(tǒng)模型中的“全球公頃”改進(jìn)為“國家公頃”，主要因?yàn)楦鲊淖匀毁Y源和經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平差別較大，所以來源于WWF（世界自然基金會(huì)）的數(shù)據(jù)并不能反映我國的實(shí)際情況，因此根據(jù)我國實(shí)際情況計(jì)算國家平均生產(chǎn)力和基于國家生產(chǎn)力均衡因子，更能真實(shí)反映我國對(duì)自然資源的利用情況和可持續(xù)發(fā)展?fàn)顟B(tài)[1-2]。其次是在計(jì)算生物資源賬戶生態(tài)足跡時(shí)，選擇其生產(chǎn)量而不是消費(fèi)量，主要因?yàn)橐粋€(gè)區(qū)域土地上的生態(tài)足跡并不僅僅是由發(fā)生在本區(qū)域內(nèi)的消費(fèi)產(chǎn)生的，其中也有其他地方的消費(fèi)。所以選擇區(qū)域生產(chǎn)量更能體現(xiàn)本地生態(tài)足跡的概念。

1 生態(tài)足跡法的計(jì)算模型與方法

1.1 生態(tài)足跡計(jì)算 生態(tài)足跡作為一個(gè)國家或地區(qū)在發(fā)展中對(duì)生態(tài)環(huán)境的占用是否處于生態(tài)承載力范圍內(nèi)的判斷依據(jù)，它是一種資源利用分析工具，通過精確的計(jì)算和分析來比較國家或區(qū)域范圍內(nèi)自然資源的產(chǎn)出與人類的消費(fèi)情況。由于不同生物生產(chǎn)性土地的生產(chǎn)能力不同，必須通過均衡因子轉(zhuǎn)化為相同生態(tài)生產(chǎn)能力的面積，進(jìn)而比較[3]。各種消費(fèi)項(xiàng)目人均生態(tài)足跡的計(jì)算公式：

EF=N×（ef）=N×γj×Ai=N×γj×CiPi （1）

式中，EF為總生態(tài)足跡；N為區(qū)域總?cè)丝跀?shù)量；ef為人均生態(tài)足跡；γj為均衡因子；Ai為第 i種消費(fèi)項(xiàng)目的生產(chǎn)性土地面積；Ci為第i項(xiàng)的人均年消費(fèi)量；Pi為相應(yīng)的生態(tài)生產(chǎn)性土地生產(chǎn)第i項(xiàng)消費(fèi)項(xiàng)目的年平均生產(chǎn)力。

1.2 生態(tài)承載力計(jì)算 生態(tài)承載力是指以不損害區(qū)域的生產(chǎn)力為前提，一個(gè)區(qū)域有限的資源能供養(yǎng)的最大人口數(shù)量。由于不同國家或地區(qū)的同類型生物生產(chǎn)土地的生產(chǎn)能力也不同，因此在計(jì)算生態(tài)承載力時(shí)，不僅要通過均衡因子轉(zhuǎn)化為相同生態(tài)生產(chǎn)能力的面積，還需乘以產(chǎn)量因子來調(diào)節(jié)，產(chǎn)量因子指一個(gè)區(qū)域某類土地的平均生產(chǎn)力與全國同類土地的平均生產(chǎn)力的比值[4]，將現(xiàn)有的6種生態(tài)生產(chǎn)性土地乘以相應(yīng)的均衡因子和當(dāng)?shù)氐漠a(chǎn)量因子，就可以得到生態(tài)承載力（EC），計(jì)算公式如下：

EC=ni=1AiEQiYi，ec=EC/N（2）

式中，EC為生態(tài)承載力；EQi為均衡因子；Yi為第i種消費(fèi)項(xiàng)目產(chǎn)量系數(shù)；N為總?cè)丝跀?shù)；ec為人均生態(tài)承載力。

2 循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的生態(tài)測(cè)度

2.1 循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的生態(tài)賬戶測(cè)度 區(qū)域的可持續(xù)發(fā)展?fàn)顩r可通過生態(tài)足跡與生態(tài)承載力進(jìn)行比較獲得。如果一個(gè)地區(qū)的生態(tài)足跡超過了生態(tài)承載力，則為生態(tài)赤字，表明該區(qū)域人類活動(dòng)對(duì)生態(tài)環(huán)境的壓力超過其承載力，生態(tài)足跡的供給不足，這種情況就說明該區(qū)域是不可持續(xù)發(fā)展的。反之，則為生態(tài)盈余，區(qū)域是可持續(xù)發(fā)展的[5]。其計(jì)算公式為：

EA=EF-EC （3）

2.2 循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的生態(tài)足跡度測(cè)度 參考張杰等[6]提出的生態(tài)足跡度（Ecological Footprint Degree，EFD）的測(cè)度方法，通過把地區(qū)的各種資源消耗量與該地區(qū)的環(huán)境承載力聯(lián)系起來，既不受生態(tài)賬戶余額的絕對(duì)量影響，又能比較準(zhǔn)確地測(cè)度循環(huán)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展水平[6]，就可以對(duì)地區(qū)的循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展階段做出相對(duì)準(zhǔn)確的測(cè)評(píng)。所謂生態(tài)足跡度就是一個(gè)區(qū)域的生態(tài)足跡與生態(tài)承載能力的比值，即：

EFD=EF/EC （4）

3 生態(tài)足跡分析——以威縣為例

3.1 生物國家平均產(chǎn)量和均衡因子 由于各國的自然資源和經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平差別較大，該研究把傳統(tǒng)模型中的“全球公頃”改進(jìn)為“國家公頃”，與傳統(tǒng)的全球生物平均產(chǎn)量的主要區(qū)別是，它計(jì)算的是本國范圍內(nèi)的產(chǎn)量和面積數(shù)據(jù)，因此所得計(jì)算結(jié)果相比全球的更符合本國實(shí)際情況，也更適合本國區(qū)域生態(tài)足跡的計(jì)算[1-2]。為了便于加總，將各類生物產(chǎn)品轉(zhuǎn)化為熱值單位，并將屬于相同土地類型的熱值加總與全國水平比較得出均衡因子。公式為：

qj=pjp=QjSj/Qj∑Sj=pjk×γjkSj/jkpjk×γjkSj （5）

式中，qj為全國第j類土地的均衡因子；Pj為第j類土地的平均生產(chǎn)力；p為全國全部土地的平均生產(chǎn)力；Qj為第j類土地的總生物產(chǎn)量；Si為第j類土地的生態(tài)生產(chǎn)性土地面積；pjk為第j類土地的第k種生物產(chǎn)品產(chǎn)量；γjk為第j類土地上第k種生物產(chǎn)品的單位熱值。

全國平均產(chǎn)量和均衡因子兩個(gè)參數(shù)上直接引用了張宇鵬[1]的計(jì)算結(jié)果，各類土地的均衡因子分別為耕地3.908，林地0.671，水域0.095，草地0.048，化石能源地0.191，建設(shè)用地3.908。

3.2 威縣產(chǎn)量因子計(jì)算 威縣各類型土地的產(chǎn)量因子是各類生態(tài)生產(chǎn)性土地相對(duì)于全國各類生態(tài)生產(chǎn)性土地的產(chǎn)出能力。在耕地計(jì)算中，除了農(nóng)作物和豬肉、禽肉、禽蛋屬于消耗耕地之外，相關(guān)研究表明，我國的牛肉、羊肉和牛奶也有部分是消耗耕地，比例分別為86%、57%和72%，為避免重復(fù)計(jì)算，在產(chǎn)量因子的計(jì)算中不計(jì)入在內(nèi)。在林地的計(jì)算中，生物產(chǎn)品主要包括蘋果、梨、葡萄。在草地產(chǎn)品的計(jì)算中，只考慮產(chǎn)自草地的牛肉、羊肉和牛奶的產(chǎn)量，即計(jì)算時(shí)減去來自耕地的產(chǎn)量（表1）。

根據(jù)各類生產(chǎn)性土地的面積以及總熱值計(jì)算出威縣各類型土地的生產(chǎn)力，通過與全國相對(duì)應(yīng)類型土地的比值即可得出威縣各類型土地的產(chǎn)量因子。從計(jì)算結(jié)果可得出威縣耕地的產(chǎn)量因子為0.677 7，林地為2.426 8，水域?yàn)?0.261 9，草地為19.327 7，化石能源地的生產(chǎn)力等于全國平均生產(chǎn)力，產(chǎn)量因子取1。建設(shè)用地等于耕地的產(chǎn)量因子為0.677 7。

3.3 威縣生態(tài)足跡計(jì)算

3.3.1 生物資源賬戶生態(tài)足跡計(jì)算。生物資源生態(tài)足跡反映了經(jīng)濟(jì)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)資源供給能力的需求。結(jié)合威縣的生物資源消費(fèi)情況，該縣的生物資源消費(fèi)主要包括農(nóng)產(chǎn)品、動(dòng)物產(chǎn)品、林產(chǎn)品和水產(chǎn)品，2015年《威縣年鑒》中統(tǒng)計(jì)的2014年威縣總?cè)丝跒?28 936人，根據(jù)上文對(duì)應(yīng)的土地均衡因子，利用公式（1）計(jì)算出對(duì)應(yīng)的均衡人均生態(tài)足跡分別為耕地0.740 23 hm2/人，林地0.005 77 hm2/人，草地0.036 46 hm2/人，水域0.000 02 hm2/人。

3.3.2 能源賬戶生態(tài)足跡計(jì)算。在化石能源足跡的計(jì)算中，生產(chǎn)力按照前面計(jì)算的森林和草地的總熱值和面積，化石能源地的產(chǎn)出采用森林和草地吸收溫室氣體的實(shí)際面積[2]，根據(jù)《邢臺(tái)統(tǒng)計(jì)年鑒2015》中威縣2014年化石能源的消耗量，計(jì)算出威縣化石能源生態(tài)總足跡為709 889.342 hm2，其中分別包括原煤、焦炭、汽油、煤油、柴油、燃料油、液化天然氣。能源賬戶另外一個(gè)土地類型是建筑用地，據(jù)謝鴻宇等[7]的研究，全國水電占總電力的百分比為14.79%，單位水電占用的建筑用地為0.021 m2/kW·h，威縣2014年電力消費(fèi)量為180 107.392萬kW·h，計(jì)算得出威縣建筑用地的生態(tài)足跡為548.740 hm2。

根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果，可以得出威縣總的消費(fèi)項(xiàng)目生態(tài)足跡。2014年威縣消費(fèi)項(xiàng)目總的人均生態(tài)足跡為1.001 5 hm2/人。其中耕地的生態(tài)足跡占整個(gè)消費(fèi)項(xiàng)目生態(tài)足跡的73.912%，約為0.740 23 hm2/人，其次是化石燃料地，其生態(tài)足跡為0.215 58 hm2/人，占整個(gè)消費(fèi)項(xiàng)目生態(tài)足跡的21.526%，草地為0.036 463 hm2/人，林地為0.005 773 hm2/人，建設(shè)用地為0.003 413 hm2/人，水域?yàn)?.000 023 hm2/人。