基于生態(tài)足跡的湖南省可持續(xù)性測(cè)度與評(píng)價(jià)

劉珍

[摘要]綠色發(fā)展理念下，提升生態(tài)可持續(xù)發(fā)展能力已成為中國政府的一項(xiàng)重要政策目標(biāo)?；谌S生態(tài)足跡模型，分析了湖南省2005～2015年間的生態(tài)足跡、生態(tài)承載力和生態(tài)可持續(xù)發(fā)展能力。結(jié)果表明，2005～2015年間湖南省的生態(tài)足跡總量始終在增加，其中林地生態(tài)足跡占比最大。生態(tài)足跡深度始終大于1，表明湖南一直處于生態(tài)赤字狀態(tài)；湖南的生態(tài)壓力呈現(xiàn)出“周邊高而中心低”的空間分布格局。生態(tài)足跡多樣性指數(shù)的結(jié)果表明，湖南各地市生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性較好，但生態(tài)經(jīng)濟(jì)發(fā)展能力水平較低。

[關(guān)鍵詞]生態(tài)足跡；生態(tài)承載力；生態(tài)可持續(xù)發(fā)展能力；湖南省

[中圖分類號(hào)]F127 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A

1 引言

工業(yè)革命以來，環(huán)境破壞、全球氣候變暖等問題引起高度關(guān)注，可持續(xù)發(fā)展已經(jīng)成為人類社會(huì)的共識(shí)。近年來，中國政府大力推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)。2017年12月，中國政府首次發(fā)布各地區(qū)綠色發(fā)展指數(shù)被認(rèn)為是中國政府強(qiáng)化生態(tài)文明建設(shè)、突出可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)考核的重大舉措。如何量化人類對(duì)自然資本的需求以及自然資本的供給能力，是可持續(xù)發(fā)展研究領(lǐng)域的優(yōu)先課題。Wackernagel和Rees提出的生態(tài)足跡方法廣泛應(yīng)用到可持續(xù)發(fā)展度量中生態(tài)足跡與經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平密切相關(guān)，可以有效衡量一個(gè)國家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平。傳統(tǒng)生態(tài)足跡模型并沒有區(qū)分存量資本和流量資本，不能顯現(xiàn)存量資本保持不變對(duì)維持生態(tài)系統(tǒng)的平衡的重要作用。因此，Niccolucci等在傳統(tǒng)生態(tài)足跡模型基礎(chǔ)上增加了足跡深度和足跡廣度兩個(gè)尺度，在國家和全球?qū)用嫔戏謩e解釋自然資源的存量耗竭和流量使用的問題，從而將生態(tài)足跡模型由二維發(fā)展為三維。方愷認(rèn)為三維模型從時(shí)空兩方面表征了人類對(duì)資本存量的消耗（足跡深度）和對(duì)流量的占用（足跡廣度），增強(qiáng)了生態(tài)足跡在不同區(qū)域、不同時(shí)期間的可比性，并在一定程度上克服了經(jīng)典模型的評(píng)估缺陷。本研究基于三維生態(tài)足跡模型，綜合運(yùn)用生態(tài)可持續(xù)發(fā)展指標(biāo)，對(duì)湖南省2005～2015年的生態(tài)足跡、生態(tài)承載力、生態(tài)可持續(xù)發(fā)展能力進(jìn)行評(píng)價(jià)。

2 研究區(qū)域

研究對(duì)象湖南省位于我國中部地區(qū)（東經(jīng)108°47′～114°15′，北緯24°38′～30°08′），下轄14個(gè)地級(jí)市（州）。省境絕大部分位于洞庭湖以南，省內(nèi)最大河流湘江貫穿省境南北。境內(nèi)土地資源豐富多樣，水系發(fā)達(dá)，動(dòng)植物、礦產(chǎn)、旅游等各類資源豐富，為全省社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展及生態(tài)建設(shè)提供了重要的物質(zhì)基礎(chǔ)。全省土地面積2118.36萬hm2，占全國土地總面積的2.2%；常住人口約為6822萬人。2015年全省實(shí)現(xiàn)地區(qū)生產(chǎn)總值29047.2億元，人均地區(qū)生產(chǎn)總值達(dá)42968元，分別位居全國第9位和第16位。

湖南一直走在全國生態(tài)文明建設(shè)領(lǐng)域前列。2007年12月，湖南長(zhǎng)株潭城市群獲批全國兩型社會(huì)建設(shè)綜合配套改革試驗(yàn)區(qū)。同時(shí)，湖南綠色發(fā)展指數(shù)居全國第八位；其中“環(huán)境質(zhì)量指數(shù)”“生態(tài)保護(hù)指數(shù)”“增長(zhǎng)質(zhì)量指數(shù)”三項(xiàng)內(nèi)容均位列全國前十位。

3 方法和材料

3.1 方法

不同類型的土地有不同的產(chǎn)量因子。本文根據(jù)《國家生態(tài)足跡賬戶》計(jì)算出耕地、林地、草地、水域、化石能源用地和建設(shè)用地的產(chǎn)量因子分別為1.66、0.91、0.19、1、0和1.66。此外，式（2）中的88%（=1～12%）是源于不同把所有的土地都用于為人類提供資源或吸收CO2，還必須保留一定數(shù)量的土地用于生物多樣性保護(hù)。根據(jù)世界環(huán)境與發(fā)展委員會(huì)， 這一比率設(shè)定為12%，即只有88%的土地用于為人類提供資源。

文獻(xiàn)中常采用（2）式和（1）式之差衡量區(qū)域的生態(tài)安全性。如果差值大于0，則意味著生態(tài)盈余，表明該區(qū)域的生態(tài)容量可以支持其人類負(fù)荷，該地區(qū)的生態(tài)容量有望擴(kuò)大，消費(fèi)模式具有相對(duì)可持續(xù)性；反之，則為生態(tài)赤字，表明該區(qū)域的人類負(fù)荷超過其生態(tài)容量，兩種情況都說明地區(qū)發(fā)展模式處于相對(duì)不可持續(xù)狀態(tài)。

3.2 材料

3.2.1 生物資源來源。計(jì)算生態(tài)足跡需要詳細(xì)的生物資源消費(fèi)和能源消費(fèi)量。其中，生物資源消費(fèi)量由六類生態(tài)生產(chǎn)性土地面積的農(nóng)作物產(chǎn)量來表示。湖南耕地主要用于種植糧食作物和花生、油菜等經(jīng)濟(jì)作物?？紤]豬肉和禽肉主要靠糧食或者農(nóng)作物加工品，故將豬肉、禽肉的生物性生產(chǎn)土地劃歸為耕地。除豬肉和禽肉外的其他肉類及其相關(guān)消費(fèi)歸為草地需求用地。林地主要提供水果、木材等經(jīng)濟(jì)作物。水域用地及其產(chǎn)量情況以淡水捕撈與養(yǎng)殖的生產(chǎn)情況來統(tǒng)計(jì)?；茉从玫厥怯脕砗怂銥槲杖祟惢顒?dòng)所排放的溫室氣體所需要的土地面積。因此本文中化石能源賬戶的生態(tài)足跡計(jì)算是基于化石能源消費(fèi)的碳排放數(shù)據(jù)，而非生產(chǎn)數(shù)據(jù)來計(jì)算對(duì)應(yīng)的生態(tài)足跡（也稱碳足跡）。水電常被用來計(jì)算建設(shè)用地的生態(tài)足跡。由于大多數(shù)建設(shè)用地占用的是耕地，所以，建設(shè)用地的產(chǎn)量因子和均衡因子與耕地相同。

3.2.2 數(shù)據(jù)來源。本文研究數(shù)據(jù)主要來源于2005～2015年的湖南省土地利用現(xiàn)狀統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和中國國土資源公報(bào)（2005～2015年），2006～2016年的《中國能源統(tǒng)計(jì)年鑒》、《湖南農(nóng)村統(tǒng)計(jì)年鑒》、《中國農(nóng)村統(tǒng)計(jì)年鑒》、《湖南統(tǒng)計(jì)年鑒》和《中國統(tǒng)計(jì)年鑒》。

4 結(jié)果和討論

4.1 湖南生態(tài)足跡的時(shí)空變化

2005～2015年，湖南省生態(tài)足跡總量波動(dòng)上升，其絕對(duì)量由2005年的6559.637萬國家公頃（即6559.637×104 NHA）增長(zhǎng)至2014年的7187.976×104 NHA；2015年則下降至6770.053×104 NHA。相應(yīng)地，2005～2015年間，湖南省的人均生態(tài)足跡由2005年的0.952NHA波動(dòng)上升至2014年的最大值（1.058NHA），而后下降至2015年的0.988NHA。就生態(tài)足跡的構(gòu)成而言，林地生態(tài)足跡占總生態(tài)足跡的57.1%，是湖南生態(tài)足跡的主要貢獻(xiàn)源，但其變化趨勢(shì)是逐年下降；尤其在2014～2015年間，林地的生態(tài)足跡由3786.92×104 NHA下降至3164.86×104 NHA，降幅達(dá)16.4%。此外，另外兩個(gè)主要來源是耕地和建設(shè)用地。耕地生態(tài)足跡占總生態(tài)足跡的20%左右，且其絕對(duì)量的變動(dòng)幅度較小，2012年以來基本維持在1400×104 NHA左右。建設(shè)用地的生態(tài)足跡顯著增長(zhǎng)，由2005年的263.47×104 NHA快速增長(zhǎng)至2015年的1511.73×104 NHA，占比也由2005年4.0%上升至22.3%?；茉从玫厣鷳B(tài)足跡占比較小且呈緩慢下降趨勢(shì)，近幾年在503×104 NHA附近波動(dòng)，源于湖南省的二氧化碳排放量?jī)H占中國排放總量的3%左右，且湖南積極推進(jìn)低碳發(fā)展。此外，草地和水域生態(tài)足跡相對(duì)較小。

由于湖南省人口分布不均，我們基于人均生態(tài)足跡討論湖南省生態(tài)足跡的空間分布特征。圖1顯示湖南省人均生態(tài)足跡呈現(xiàn)出“四周高，中部低”的空間分布格局。高值區(qū)主要分布在湘西和湘北地區(qū)，低值區(qū)則主要是湘中地區(qū)的湘潭和婁底。其中，懷化最高，年均值達(dá)1.61NHA；湘潭最低，年均值僅為0.42NHA。懷化是湘潭的3.83倍。

4.2 湖南省生態(tài)可持續(xù)性評(píng)價(jià)

4.2.1 湖南生態(tài)承載力的時(shí)空變化。湖南生態(tài)承載力在樣本期間保持基本穩(wěn)定。其中耕地的生態(tài)承載力最高，總量維持在1859.6×104 NHA，占總生態(tài)承載力的49.3%；其次是林地和建設(shè)用地，林地的生態(tài)承載力總量基本穩(wěn)定在1183.8×104 NHA，占比約為31.4%；建設(shè)用地的生態(tài)承載力由693.37×104 NHA上升至2015年的759.96×104 NHA；草地和水域的生態(tài)承載力很小，僅占0.1%左右。樣本期間，湖南省的人均生態(tài)承載力由2005年的0.585NHA波動(dòng)上升至2010年的最大值（0.611NHA），而后下降至2015年的0.598NHA，并呈現(xiàn)出“四周高，中部低”的分布格局。最高值是張家界，年均值為0.9NHA；最低值是長(zhǎng)沙（0.38 NHA）。

樣本期間，湖南省人均生態(tài)足跡始終大于人均生態(tài)承載力，意味著湖南省處于生態(tài)赤字的狀態(tài)，自然資本流量不足以支撐日益膨脹的消費(fèi)需求，需要消耗生態(tài)資本存量來維持自身發(fā)展。生態(tài)赤字越大，生態(tài)壓力越大，發(fā)展模式越不可持續(xù)，湖南省需要完善經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式來緩解對(duì)生態(tài)環(huán)境的壓力。

4.2.2 生態(tài)足跡深度與廣度分析。生態(tài)足跡深度在2005～2014年間波動(dòng)上升，2015年由于2014～2015年間生態(tài)赤字的顯著降低則快速下降至約1.66。對(duì)應(yīng)地，2005～2009年間，人均生態(tài)足跡廣度在0.58 NHA左右小幅震蕩；2010年迅速增加到最高值（0.609NHA），此時(shí)對(duì)自然資本流量的實(shí)際占有量最大；2010～2015年，人均生態(tài)足跡廣度逐漸下降至約0.60 NHA。樣本期間，湖南省的生態(tài)足跡深度一直大于1，佐證了前文分析的湖南一直處于生態(tài)赤字的結(jié)論。

各市（州）人均生態(tài)足跡深度的空間分布有所差異（圖2a）。高值區(qū)主要分布在益陽、永州和衡陽，年均值分別為2.44、2.04和2.02。此外，湘潭、張家界和婁底的人均足跡深度值接近于1。人均生態(tài)足跡廣度呈現(xiàn)“四周較高，中部較低”的分布格局（圖2b）。高值區(qū)主要在湘西地區(qū)，其中，張家界年均值最高（0.89NHA）。低值區(qū)主要在湘中地區(qū)。

4.2.3 生態(tài)足跡多樣性指數(shù)與發(fā)展能力指數(shù)分析。2005～2015年，除湘西州、懷化外，其余各市的生態(tài)足跡多樣性指數(shù)均大于1，說明湖南各地市生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性較好。其中，長(zhǎng)沙和婁底的年均值最高（1.27）且始終大于1，表明長(zhǎng)沙和婁底生態(tài)足跡分布更均勻、生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性更好。湘西州、懷化的年均值分別是0.76、0.88，原因在于其生態(tài)足跡的組成成分不平衡，懷化水電生態(tài)足跡比重過大，占比超過54%，湘西州林地生態(tài)足跡比重過大，占比超過70%。此外，大多數(shù)城市的多樣性指數(shù)有所上升，說明經(jīng)濟(jì)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào)性逐漸改善。但懷化多樣性指數(shù)有較為明顯的下降，表明其經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)生態(tài)環(huán)境造成了一定的破壞，需要在保護(hù)好生態(tài)環(huán)境的前提下發(fā)展經(jīng)濟(jì)。湘西州水平較低且穩(wěn)定，與它是生態(tài)脆弱區(qū)和重點(diǎn)生態(tài)功能區(qū)，林地發(fā)達(dá)而其他生態(tài)生產(chǎn)性土地發(fā)展受限有緊密聯(lián)系。

湖南各市（州）的生態(tài)經(jīng)濟(jì)發(fā)展能力水平較低。永州最高，其平均發(fā)展能力指數(shù)為1.50NHA；湘潭最低（0.49NHA），可能與湘潭是老工業(yè)基地，體制改革薄弱有關(guān)。2005～2015年間大多數(shù)城市的發(fā)展能力指數(shù)都呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，說明區(qū)域的生態(tài)經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r在逐步改善。

5 結(jié)論

（1）2005～2015年，湖南省生態(tài)足跡總量波動(dòng)上升，林地生態(tài)足跡占總生態(tài)足跡的57.1%；耕地和建設(shè)用地也是湖南生態(tài)足跡的重要貢獻(xiàn)源。碳足跡占比小且緩慢下降，主要源于湖南省的二氧化碳排放量較小，且積極推進(jìn)低碳工業(yè)發(fā)展。2005～2015年，湖南的生態(tài)承載力保持基本穩(wěn)定，人均生態(tài)足跡廣度和深度先上升、后下降，且生態(tài)足跡深度一直大于1。因此，湖南一直處于生態(tài)赤字的狀態(tài)，自然資本流量不足以滿足消費(fèi)需求，需要消耗生態(tài)資本存量。

（2）湖南大多數(shù)地級(jí)市的生態(tài)足跡多樣性指數(shù)呈上升趨勢(shì)且大于1，說明湖南經(jīng)濟(jì)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào)性逐漸改善，生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性較好。然而，湘西州、懷化由于生態(tài)足跡的組成成分不平衡，林地和水電占比過高導(dǎo)致生態(tài)足跡多樣性指數(shù)值低于1。發(fā)展能力指數(shù)結(jié)果表明，各地級(jí)市的生態(tài)經(jīng)濟(jì)發(fā)展能力水平較低但呈改善趨勢(shì)。

（3）湖南省人均生態(tài)足跡呈現(xiàn)出“四周高，中部低”的空間分布格局，高值區(qū)主要在湘西和湘北地區(qū)，低值區(qū)則在湘中地區(qū)的湘潭和婁底。人均生態(tài)承載力和人均生態(tài)足跡的分布格局大體相似，與湖南林地、耕地的分布很穩(wěn)定有關(guān)。

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