基于生態(tài)足跡的株洲市可持續(xù)發(fā)展研究

郭榮中　申海建

摘要：為定量評(píng)價(jià)株洲市可持續(xù)發(fā)展?fàn)顟B(tài)，應(yīng)用生態(tài)足跡模型對(duì)株洲市2001～2013年的生態(tài)足跡和生態(tài)承載力進(jìn)行實(shí)證分析，并利用灰色GM（1，1）模型對(duì)其發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了預(yù)測(cè)。結(jié)果表明，株洲市人均生態(tài)足跡由2001年的1.394 6 hm2逐漸增加到2013年的2.487 5 hm2；同期人均可利用生態(tài)承載力由0.528 4 hm2逐漸下降到0.509 9 hm2，人均生態(tài)赤字由0.866 1 hm2逐漸增加到1.977 5 hm2。同時(shí)根據(jù)預(yù)測(cè)出的研究區(qū)域2016～2025年的人均生態(tài)足跡和人均可利用生態(tài)承載力，2025年研究區(qū)域人均生態(tài)赤字將增加到2.569 9 hm2，表明當(dāng)前株洲市的生態(tài)環(huán)境處于中等不可持續(xù)狀態(tài)，并呈現(xiàn)向強(qiáng)不可持續(xù)發(fā)展趨勢(shì)。

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

中圖分類號(hào)：X171.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：0439-8114（2017）20-3955-05

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2017.20.040

Abstract： The ecological footprint is an important framework to analysis the regional sustainable development.In the present study， the ecological footprint and ecological capacity of Zhuzhou City is calculated and analyzed from 2001 to 2013 by means of the ecological footprint model，as well as the developed trend of this city is predicted by the grey model. The results show that in 2001～2013，the ecological footprint of Zhuzhou per capita increased from 1.394 6 hm2 to 2.487 5 hm2， the ecological carrying capacity per capita gradually decreased from 0.528 4 hm2 to 0.509 9 hm2，while the ecological deficit per capita increased from 0.866 1 hm2 in 2001 to 1.977 5 hm2 in 2013. Likewise，according to the predicted ecological footprint and ecological carrying capacity per capita of the study area from 2016 to 2025，the ecological deficit of the study area in 2025 will increase up to 2.569 9 hm2. These results conclude that the ecological environment in Zhuzhou City is located in the medium state with the unsustainable developed trend. Urgently calls on the local government to actively take measures to improve the ecological environment， in order to achieve sustainable economic and social development.

Key words： ecological footprint； ecological capacity； sustainable development； Zhuzhou City

可持續(xù)發(fā)展是既滿足當(dāng)代人的需求，又不對(duì)后代人滿足其需求的能力構(gòu)成危害的發(fā)展?？沙掷m(xù)發(fā)展要求正確處理人口、資源、環(huán)境之間的關(guān)系，實(shí)現(xiàn)人與自然和諧相處，其強(qiáng)調(diào)的是環(huán)境承載的能力和資源的永續(xù)利用。20世紀(jì)90年代提出的生態(tài)足跡模型為環(huán)境可持續(xù)性的定量分析和研究開拓了新途徑，生態(tài)足跡（Ecological footprint，EF）的概念首先由加拿大生態(tài)經(jīng)濟(jì)學(xué)家Rees[1-3]和Wackernagel[4，5]提出、完善和發(fā)展。1999年引入中國，國內(nèi)學(xué)者分別從國家[6-8]、省域[9-13]、城市[14-16]等不同尺度進(jìn)行了積極探討。研究表明，通過研究區(qū)域生態(tài)足跡的計(jì)算與分析，可以確定其資源與環(huán)境的承載力水平，定量反映出區(qū)域的資源供給能力和消耗強(qiáng)度，從而對(duì)研究區(qū)域可持續(xù)發(fā)展?fàn)顩r進(jìn)行評(píng)價(jià)。

株洲市是長(zhǎng)株潭城市群的三大核心城市之一，是中國老工業(yè)基地。本研究應(yīng)用生態(tài)足跡模型，以株洲市為研究對(duì)象，在計(jì)算研究區(qū)域2001～2013年的人均生態(tài)足跡與人均可利用生態(tài)承載力的基礎(chǔ)之上，結(jié)合國內(nèi)生產(chǎn)總值（GDP）對(duì)株洲市近13年的可持續(xù)發(fā)展情況進(jìn)行了分析與評(píng)價(jià)，運(yùn)用灰色GM（1，1）模型預(yù)測(cè)2016～2025年株洲市人均生態(tài)足跡、人均可利用生態(tài)承載力、萬元GDP生態(tài)足跡的狀況，反映了在經(jīng)濟(jì)發(fā)展的背景下區(qū)域資源的供需變化情況，揭示了經(jīng)濟(jì)發(fā)展與資源供給之間的矛盾，以期為政府制定可持續(xù)發(fā)展公共政策提供科學(xué)依據(jù)。研究基礎(chǔ)數(shù)據(jù)主要來源于歷年《株洲統(tǒng)計(jì)年鑒》、《湖南農(nóng)村統(tǒng)計(jì)年鑒》。

1 研究區(qū)概況

株洲市位于湖南省東部偏北，湘江下游。地處東經(jīng)112°57′30″-114°07′15″，北緯26°03′05″-28°01′07″。下轄4個(gè)市轄區(qū)（天元區(qū)、蘆淞區(qū)、荷塘區(qū)、石峰區(qū)），5個(gè)縣、市（株洲縣、茶陵縣、炎陵縣、攸縣和醴陵市）。2013年末，全市土地總面積11 247.55 km2；總?cè)丝?93.45萬人，其中城鎮(zhèn)人口236.54萬人，農(nóng)村人口156.91萬人，城市化水平60.12%；地區(qū)生產(chǎn)總值1 949.43億元，其中第一產(chǎn)業(yè)156.10億元，第二產(chǎn)業(yè)1 170.31億元，第三產(chǎn)業(yè)623.02億元，第一二三產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)比例為8.01∶60.03∶31.96，農(nóng)民人均純收入12 908元。先后被授予國家綠化城市、國家園林城市、中國優(yōu)秀旅游城市等榮譽(yù)稱號(hào)。endprint

2 研究方法

2.1 生態(tài)足跡

2.4 萬元GDP生態(tài)足跡

萬元GDP生態(tài)足跡是指人均生態(tài)足跡與人均萬元GDP的比值，該比值越大，說明單位面積生物生產(chǎn)性土地的產(chǎn)出率越低；反之，則單位面積生物生產(chǎn)性土地的產(chǎn)出率越高。

2.5 區(qū)域可持續(xù)發(fā)展評(píng)價(jià)

3 結(jié)果與分析

3.1 株洲市2013年生態(tài)足跡

本研究對(duì)生物資源生產(chǎn)面積進(jìn)行折算時(shí)，采用聯(lián)合國糧農(nóng)組織1993年的世界平均產(chǎn)量數(shù)據(jù)。能源消費(fèi)則包括原煤等16種，其中建筑用地取居民點(diǎn)及工礦用地、交通用地的面積之和，并將原煤、天然氣等一次能源消費(fèi)統(tǒng)一歸一化處理為化石燃料用地面積；電力和熱力等二次能源則將其生態(tài)足跡轉(zhuǎn)化為吸收用煤發(fā)電過程中排放CO2的化石燃料用地（株洲統(tǒng)計(jì)年鑒中未提供詳細(xì)貿(mào)易數(shù)據(jù)，該部分未作統(tǒng)計(jì)分析）。由式（1）和式（2）分別計(jì)算出2013年株洲市生物資源生態(tài)足跡（表1）和2013年株洲市能源生態(tài)足跡（表2）。

3.2 株洲市2013年生態(tài)承載力

由式（4）～式（6），根據(jù)株洲市2013年實(shí)際能夠提供的人均生物生產(chǎn)面積，計(jì)算了2013年株洲市生態(tài)承載力與生態(tài)赤字（表3）。

由表3可知，2013年株洲市的人均生態(tài)足跡為2.487 5 hm2，而實(shí)際生態(tài)承載力為0.579 5 hm2，扣除要預(yù)留12%的生物多樣性保護(hù)用地后，人均可利用生態(tài)承載力為0.509 9 hm2，則人均生態(tài)赤字為 -1.977 5 hm2。除了人均建筑用地生態(tài)足跡為盈余外，其他的人均耕地等5類用地生態(tài)足跡都為赤字，株洲市的社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)已經(jīng)對(duì)資源環(huán)境造成了較大壓力，株洲市的人類活動(dòng)和消費(fèi)負(fù)荷已經(jīng)超過了其生態(tài)容量，正處于不可持續(xù)發(fā)展?fàn)顟B(tài)。這就要求研究區(qū)域要積極加快產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，實(shí)施循環(huán)經(jīng)濟(jì)，使株洲市真正建成資源節(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)，以促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展。

3.3 株洲市2001～2013年生態(tài)承載力和萬元GDP生態(tài)足跡變化趨勢(shì)

采用上述生態(tài)足跡計(jì)算方法，分別計(jì)算株洲市2001～2013年人均生態(tài)足跡及人均生態(tài)承載力情況，以此來分析株洲市人均生態(tài)足跡變化趨勢(shì)（表4）。

由表4可知，株洲市人均生態(tài)足跡由2001年的1.394 6 hm2逐年增加到2013年2.487 5 hm2；同期人均可利用生態(tài)承載力由0.528 4 hm2逐年持續(xù)下降到0.509 9 hm2。株洲市人均生態(tài)足跡和人均可利用生態(tài)承載力呈反向發(fā)展，造成人均生態(tài)赤字呈增長(zhǎng)趨勢(shì)，由2001年的0.866 1 hm2逐年增加到2013年的1.977 5 hm2。這主要是由于株洲既是全國的老工業(yè)基地，又是新興的工業(yè)城市，高耗能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展造成了對(duì)能源的大量消耗，株洲市對(duì)自然資源和能源的消費(fèi)逐年增大已經(jīng)超出了研究區(qū)域內(nèi)部生態(tài)系統(tǒng)的容量。

同時(shí)，萬元GDP生態(tài)足跡可以間接反映研究區(qū)域的資源利用效率[17]，從表4可以看出，2001～2013株洲市的萬元GDP生態(tài)足跡呈現(xiàn)逐漸下降的趨勢(shì)，由2001年的1.608 2 hm2/萬元減少到2013年的0.502 0 hm2/萬元，株洲市雖然對(duì)自然資源總量需求在不斷增加，但已消耗資源存量為代價(jià)的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式已朝著良性的方向發(fā)展，研究區(qū)域的資源利用效率在逐步提高，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)得到了一定程度的優(yōu)化。

3.4 株洲市2001～2013年可持續(xù)發(fā)展評(píng)價(jià)

為科學(xué)合理反映株洲市可持續(xù)發(fā)展?fàn)顩r，本研究通過征詢專家意見，根據(jù)生態(tài)可持續(xù)指數(shù)（ESI）的大小，將可持續(xù)發(fā)展程度分為6個(gè)等級(jí)[15]（表5）。從表5可以看出，2001～2012年研究區(qū)域處于中等不可持續(xù)狀態(tài)，2013年已經(jīng)下降為強(qiáng)不可持續(xù)，說明株洲市在城市化和工業(yè)化的過程中，造成了資源和能源的大量消耗，城市可持續(xù)性發(fā)展面臨著較大挑戰(zhàn)。

由式（7）計(jì)算出2001～2013株洲市的生態(tài)可持續(xù)發(fā)展指數(shù)（表6），株洲市的生態(tài)可持續(xù)指數(shù)呈現(xiàn)持續(xù)下降趨勢(shì)，2001年的ESI指數(shù)為0.301 0，到2013年ESI指數(shù)下降到0.188 9。株洲市屬于長(zhǎng)株潭城市群，是長(zhǎng)株潭兩型社會(huì)建設(shè)綜合配套改革試驗(yàn)區(qū)的重要組成部分，面對(duì)嚴(yán)峻的生態(tài)形勢(shì)，應(yīng)該積極采取措施加強(qiáng)資源的合理開發(fā)，加大生態(tài)環(huán)境保護(hù)力度，走可持續(xù)發(fā)展的新型工業(yè)化道路。

3.5 株洲市2016～2025年生態(tài)足跡的預(yù)測(cè)分析

以2001～2013年株洲市人均生態(tài)足跡、人均可利用生態(tài)承載力為基礎(chǔ)，利用灰色GM（1，1）模型即式（8）和式（9），預(yù)測(cè)研究區(qū)域2016～2025年生態(tài)赤字狀況，預(yù)測(cè)模型見表7。

通過計(jì)算相對(duì)誤差來檢驗(yàn)預(yù)測(cè)模型的精度，當(dāng)相對(duì)誤差絕對(duì)值<3%時(shí)，說明模型精度符合建模要求[18]，相對(duì)誤差越小，表示精度越高。由表7可知，人均生態(tài)足跡、人均生態(tài)承載力、萬元GDP生態(tài)足跡的相對(duì)誤差值分別為1.50%、0.12%、2.83%，均小于3%，這表明預(yù)測(cè)模型可信度高。

根據(jù)表7中的預(yù)測(cè)模型，預(yù)測(cè)2016～2025年株洲市的人均生態(tài)足跡、人均可利用生態(tài)承載力、萬元GDP生態(tài)足跡，預(yù)測(cè)結(jié)果見表8，到2025年人均生態(tài)足跡和人均可利用生態(tài)承載力分別達(dá)到3.127 4和0.557 5 hm2，生態(tài)赤字由2016年的2.039 7 hm2持續(xù)上升到2025年的2.569 9 hm2，萬元GDP生態(tài)足跡由2016年的0.326 7 hm2持續(xù)下降到2025年的0.096 8 hm2。由此可見，必須采取有效的措施，提高土地生產(chǎn)力，減少能源消耗，發(fā)展清潔能源，改變現(xiàn)有的經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式、加大科技創(chuàng)新力度。

4 結(jié)論

1）株洲市2013年的人均生態(tài)足跡為2.487 5 hm2，而人均可利用生態(tài)承載力為0.509 9 hm2，出現(xiàn)了1.977 5 hm2的生態(tài)赤字。在2001～2013年，株洲市人均生態(tài)足跡由1.394 6 hm2增加到2.487 5 hm2；同期人均可利用生態(tài)承載力由0.528 4 hm2逐年下降到0.509 9 hm2，人均生態(tài)赤字呈增長(zhǎng)趨勢(shì)，由2001年的0.866 1 hm2增加到2013年的1.977 5 hm2，研究期間生態(tài)足跡一直存在生態(tài)赤字，處于中等不可持續(xù)狀態(tài)向強(qiáng)不可持續(xù)發(fā)展的趨勢(shì)，反映了該研究區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)為人類提供各種服務(wù)能力在持續(xù)下降，需要通過從外地不斷地輸入生態(tài)足跡，才能維持現(xiàn)有的生活水平和消費(fèi)水平。本研究未將工業(yè)型城市株洲市的貿(mào)易數(shù)據(jù)（難于獲?。┯?jì)算在生態(tài)足跡模型中，導(dǎo)致生態(tài)赤字?jǐn)?shù)據(jù)有所偏大，應(yīng)加強(qiáng)此方面的研究。endprint

2）利用灰色GM（1，1）模型，預(yù)測(cè)研究區(qū)域2016～2025年人均生態(tài)足跡、人均生態(tài)承載力以及生態(tài)赤字狀況。該區(qū)域到2025年人均生態(tài)赤字將上升到2.569 9 hm2，對(duì)于這種不容樂觀的生態(tài)前景，當(dāng)?shù)卣仨氁鸶叨戎匾暡⑦M(jìn)行有效控制。

3）根據(jù)研究區(qū)域的具體情況，建議采取的措施主要有：①加快發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)。積極開展循環(huán)經(jīng)濟(jì)示范試點(diǎn)，研究建立區(qū)域循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式，開發(fā)和推廣應(yīng)用先進(jìn)適用技術(shù)。抓好重化工業(yè)集聚區(qū)或工業(yè)園區(qū)建設(shè)和改造，加強(qiáng)環(huán)保產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)能源資源循環(huán)利用。②多方面尋找出路，提高資源的使用效率。株洲市地處亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，水力、風(fēng)力資源豐富，在“十三五”期間，應(yīng)積極開發(fā)清潔、可再生的水力、風(fēng)力能源等綠色能源，替代傳統(tǒng)化石能源。③在經(jīng)濟(jì)建設(shè)與土地開發(fā)利用過程中，積極調(diào)整土地利用類型結(jié)構(gòu)，改善農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件，發(fā)展高效生態(tài)農(nóng)業(yè)，提高土地產(chǎn)出率。

參考文獻(xiàn)：

[1] REES W E. Ecological footprints and appropriated carrying capacity：Measuring the natural capital requirements of the human economy[J].Focus，1994，6（1）：600-610.

[2] REES W E，WAKERNAGEL M. Urban ecological footprints： Why cites cannot be sustainable—And why they are a key to sustainability[J].Environmental Impact Assessment Review，1996， 16（4-6）：223-248.

[3] REES W E. Revisiting carrying capacity：Area-based indicators of sustainability[J].Population and Environment，1996，17（3）： 195-215.

[4] WAKERNAGEL M，REES W E. Our ecological footprint：Reducing human impact on the earth[J].New Society Publishers，1996，1（3）：171-174.

[5] WAKERNAGEL M，REES W E. Perceptual and structural barriers to investing in natural capital economics from an ecological footprint perspective[J].Ecological Economic，1997，20（1）：3-24.

[6] 張志強(qiáng)，徐中民，程國棟.生態(tài)足跡的概念及計(jì)算模型[J].生態(tài)經(jīng)濟(jì)（學(xué)術(shù)版），2000（10）：8-10.

[7] 劉宇輝，彭希哲.中國歷年生態(tài)足跡計(jì)算與發(fā)展可持續(xù)性評(píng)估[J].生態(tài)學(xué)報(bào)，2004，24（10）：2257-2262.

[8] 陳成忠，林振山.中國1961-2005年人均生態(tài)足跡變化[J].生態(tài)學(xué)報(bào)，2008，28（1）：338-344.

[9] 宋豫秦，王群超.基于能值生態(tài)足跡的浙江省可持續(xù)發(fā)展分析[J].長(zhǎng)江流域資源與環(huán)境，2011，20（11）：1285-1290.

[10] 宮繼萍，潘竟虎，石培基.基于生態(tài)足跡和灰色關(guān)聯(lián)度的甘肅省可持續(xù)發(fā)展研究[J].水土保持研究，2011，18（2）：198-201.

[11] 高 標(biāo)，房 驕，何 歡.吉林省生態(tài)足跡動(dòng)態(tài)變化與可持續(xù)發(fā)展?fàn)顩r評(píng)價(jià)分析[J].農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化研究，2013，34（1）：95-99.

[12] 郭曉娜，李澤紅，董鎖成.等.基于改進(jìn)生態(tài)足跡因子的區(qū)域可持續(xù)性動(dòng)態(tài)評(píng)估—以陜西省為例[J].水土保持通報(bào)，2014，34（2）：142-146.

[13] 安寶晟，程國棟.西藏生態(tài)足跡與承載力動(dòng)態(tài)分析[J].生態(tài)學(xué)報(bào)，2014，34（4）：1002-1009.

[14] 趙志強(qiáng)，李雙成，高 陽.基于能值改進(jìn)的開放系統(tǒng)生態(tài)足跡模型及其應(yīng)用——以深圳市為例[J].生態(tài)學(xué)報(bào)，2008，28（5）：2220-2231.

[15] 唐 帥，宋維明.溫州市生態(tài)足跡分析[J].城市問題，2014（1）：35-39.

[16] 何淑勤，鄭子成，孟慶文，等.基于生態(tài)足跡的雅安市土地生態(tài)安全研究[J].水土保持研究，2010，17（6）：118-122.

[17] 鄭 暉，石培基，何娟娟.甘肅省生態(tài)足跡與生態(tài)承載力動(dòng)態(tài)分析[J].干旱區(qū)資源與環(huán)境，2013，27（10）：13-18.endprint