基于生態(tài)足跡法的長江干線武漢至安慶段航道整治工程評價

張淞元 謝孝如 呂志方

【摘 要】 為對長江干線武漢至安慶段航道整治工程進行評價，介紹整治工程項目概況，建立基于生態(tài)足跡法的評價模型，通過計算該航段生態(tài)足跡和生態(tài)承載力數(shù)值，認為整治工程促進了區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展，產(chǎn)生了一定的生態(tài)盈余。得出結論：該航道的生態(tài)足跡遠小于生態(tài)承載力，說明整治工程對生態(tài)環(huán)境造成的影響可以忽略不計;使用生態(tài)足跡法評價整治工程效果具有一定的優(yōu)勢;整治工程的實施推動了船舶大型化進程。

【關鍵詞】 航道整治工程;生態(tài)足跡法;生態(tài)承載力;生態(tài)盈余;生態(tài)生產(chǎn)性

0 引 言

長江干線武漢至安慶段在長江航運中發(fā)揮著重要作用。但是，這段航道深度僅有3.5～4.5 m，在一定程度上阻礙了吃水較深船舶的通過。對長江干線武漢至安慶段進行航道整治，可以有效提高此航段船舶通過能力。航道整治工程會對區(qū)域內(nèi)生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生影響。

目前生態(tài)足跡法多應用于評價城市部分區(qū)域的環(huán)境狀況，較少應用于評價航道整治工程。本文介紹長江干線武漢至安慶段航道整治工程（以下簡稱“整治工程”）的概況，并建立基于生態(tài)足跡法的內(nèi)河航道整治工程評價模型對整治工程進行評價，從而確定整治工程是否超出了生態(tài)承載，為長江干線武漢至安慶段的發(fā)展提出建設性意見。

1 整治工程項目概況

長江干線武漢至安慶段自天興洲長江大橋起至安慶皖河口止，全長386.5 km，約占長江干線航道總長度的1/7。2014年前，該航段枯水期最低維護規(guī)模為水深4.0 m、寬100 m、彎道半徑1 050 m。近年來，為改善該航段的通航條件，航道部門對航道內(nèi)一些重要淺險礙航區(qū)域進行了整治，改善了航行條件。2015年該航段枯水期最低維護規(guī)模增加至水深4.5 m、寬200 m、彎道半徑1 050 m，達到了航道規(guī)劃建設的目標，但部分航道未達到“十三五”規(guī)劃要求的6 m通航水深標準。因此，在現(xiàn)有和在建的航道整治工程的基礎上，有必要實施長江干線武漢至安慶段6 m水深航道整治工程。該整治工程計劃分9段航道實施，分別是湖廣―羅湖洲段、沙洲水道、戴家洲水道、牯牛沙水道、鯉魚山水道、張家洲水道、東北水道、馬當水道、東流水道。航道等級設計標準為Ⅰ級，航道尺度為水深6.0 m、寬200 m、彎道半徑1 050 m，部分重點礙航灘段航寬不低于100 m，通航保證率不低于98%。

武漢至安慶段位于長江中游，地理位置十分重要，不僅滿足了當?shù)亟?jīng)濟社會發(fā)展的需求，還是長江中上游地區(qū)連接下游中東部地區(qū)和沿海地區(qū)的通道。目前，武漢至安慶段貨物通過量在3.5億～4.7億t，以建筑材料、煤炭、金屬礦石為主，集裝箱貨物所占比例不斷增加。該航道在外貿(mào)運輸尤其是集裝箱運輸中發(fā)揮著重要作用。

2 基于生態(tài)足跡法的內(nèi)河航道 整治工程評價模型

生態(tài)足跡法將全球關于人口、收入、資源應用和資源有效性匯總為一種簡單、通用、可進行國家間比較的量化指標。該方法通過將維持人類正常生產(chǎn)生活所消耗的自然資源數(shù)量和自然環(huán)境可以提供的自然資源數(shù)量按比例折算成生態(tài)生產(chǎn)空間區(qū)域的面積大小，與單位給定人口生態(tài)承載力進行比較，來衡量區(qū)域可持續(xù)性發(fā)展的能力。[1] 加拿大生態(tài)經(jīng)濟學家REES于1992年提出該方法后，各國學者對該方法進行了研究與完善，目前已形成了較為系統(tǒng)的理論方法與計算步驟。

生態(tài)承載力是指生態(tài)系統(tǒng)自我維持、自我調(diào)節(jié)的能力，資源與環(huán)境子系統(tǒng)的供容能力及其可維育的社會經(jīng)濟活動強度和具有一定生活水平的人口數(shù)量。[2]生態(tài)承載力既反映了生態(tài)系統(tǒng)整體承載能力，也是綠色可持續(xù)發(fā)展理論的基礎。生態(tài)承載力不僅包含區(qū)域內(nèi)土地所能供養(yǎng)的最大人口數(shù)，還包含了生態(tài)系統(tǒng)所能提供的最大生態(tài)功能，是進行生態(tài)足跡法研究過程中不可或缺的部分。

生態(tài)生產(chǎn)性土地是衡量生態(tài)足跡法的一種標準。生態(tài)生產(chǎn)性是指生物在維持自身正常生存的過程中從外界吸收物質(zhì)和能量并轉(zhuǎn)換為新物質(zhì)的能力。生態(tài)生產(chǎn)性土地包括具有生態(tài)生產(chǎn)性的土地和水體。某地區(qū)土地的生態(tài)生產(chǎn)性越強，則說明該地區(qū)的自然環(huán)境對生物生存的支持能力越強。將生態(tài)足跡轉(zhuǎn)換為生態(tài)生產(chǎn)性土地進行計算的優(yōu)點是將人類生產(chǎn)生活所消耗的自然資源和自然環(huán)境可提供的自然資源具體化。理論上一般把生態(tài)生產(chǎn)性土地分為可耕地、牧草地、林地、化石能源地、建設用地、水域等6類。

這6類土地和自然資源項目可以構建生態(tài)足跡模型指標體系（見圖1）。

由于6類土地的生態(tài)生產(chǎn)性能力不同，所以土地面積不能直接相加。采用世界平均生產(chǎn)力，通過生態(tài)生產(chǎn)性土地的均衡因子、產(chǎn)量因子和化石能源足跡轉(zhuǎn)換因子將所有的生態(tài)生產(chǎn)性土地統(tǒng)一折算成“以世界平均生產(chǎn)力為基礎的生物生產(chǎn)土地面積”，作為基礎的度量單位運用于轉(zhuǎn)換計算。

生態(tài)生產(chǎn)性土地的均衡因子是指全球該生態(tài)生產(chǎn)性土地的平均生產(chǎn)力與所有的生態(tài)生產(chǎn)性土地的平均生產(chǎn)力相除所得的數(shù)值。各類生態(tài)生產(chǎn)性土地的均衡因子見表1。

3 基于生態(tài)足跡法的整治工程評價

以長江干線武漢至安慶段的整治工程為例，為了突出整治工程對交通運輸?shù)拇龠M作用，選取整治工程的占地面積作為需求生態(tài)足跡，以該航段提高的貨物運量作為生態(tài)承載力進行計算。

3.1 土地利用情況

整治工程占用施工地附近的居民住房作為施工用房，所以占用土地種類主要是護岸占地，共占用土地面積76.2 hm2，造成植被損失生物總量達621 t。土地利用情況見表2。

長江干線武漢至安慶段運輸?shù)拇笞谪浳镏饕且缘V建材料、煤炭、金屬礦石為主。2015年，該航段貨物通過總量為45 884萬t，其中占比最大的貨物是礦建材料，在“其他”貨物中僅有311萬TEU的集裝箱貨物。結合未來長江干線貨物通過量需求、三峽樞紐過壩需求和長江中游主要港口的貨物吞吐量發(fā)展需求，利用回歸分析法預測2020年長江干線武漢至安慶段貨物通過量，并計算貨物通過量的增長情況（見表3）。

隨著長江經(jīng)濟帶建設進程的推進，沿江區(qū)域經(jīng)濟加快轉(zhuǎn)型升級，煤炭等干散貨通過量增長的速度逐步下降，而集裝箱通過量增長的速度逐步上升。整治工程大幅提高了長江干線武漢至安慶段的通過能力，尤其是集裝箱通過量的增加。

將表3數(shù)據(jù)代入式（4）、式（5），可計算出該區(qū)域的生態(tài)承載力，見表4。由表4可知，長江干線武漢至安慶段區(qū)域總的生態(tài)承載力為12 366.2萬hm2。化石能源地對應的能源折算系數(shù)和世界平均足跡都比林地的大，原因是化石能源地產(chǎn)生的污染較大。在貨物種類中，其他貨物的生態(tài)承載力最大，這也從側面反映了其他貨物增長的趨勢，其中集裝箱貨物占較大比例。

3.4 生態(tài)盈余或生態(tài)赤字計算

長江干線武漢至安慶段的生態(tài)足跡是638.21 hm2，生態(tài)承載力為12 366.2萬hm2。可見生態(tài)足跡遠小于生態(tài)承載力，生態(tài)盈余約為12 366.1萬hm2。

通過以上計算可以認為，整治工程的影響在自然環(huán)境的承受范圍之內(nèi)，對長江流域的發(fā)展有著積極的促進作用，體現(xiàn)在有數(shù)量較大的生態(tài)盈余。整治工程也產(chǎn)生了較好的經(jīng)濟效益，貨運量連年增長，船舶大型化趨勢明顯，航運成本將進一步降低，促進區(qū)域經(jīng)濟的發(fā)展。整治工程完成后，當年可產(chǎn)生包括節(jié)約船舶運輸費用等在內(nèi)的直接經(jīng)濟效益約6.57億元，整治工程拉動區(qū)域GDP增長約474億元，產(chǎn)生社會綜合經(jīng)濟效益約億元。在環(huán)境效益方面，整治工程實施過程始終堅持生態(tài)優(yōu)先原則，推進綠色可持續(xù)發(fā)展，促進節(jié)能減排。經(jīng)測算，整治工程完成后，預計到2021年可節(jié)約能源換算標準煤約30.4萬t，相當于減少污染氣體排放量約為96.8萬t。因此，整治工程在經(jīng)濟效益和環(huán)境效益方面是可行的。

4 結 語

本文在分析長江干線武漢至安慶段6 m航深整治工程經(jīng)濟效益的基礎上進一步分析環(huán)境效益，將該區(qū)域內(nèi)的各種生態(tài)資源轉(zhuǎn)化為統(tǒng)一的生態(tài)生產(chǎn)性土地，通過計算得出該區(qū)域的生態(tài)足跡和生態(tài)承載力。結論如下：

（1）該地區(qū)的生態(tài)足跡小于生態(tài)承載力，說明整治工程對生態(tài)環(huán)境造成的影響在環(huán)境的承受范圍之內(nèi)。生態(tài)盈余達到12 366.1萬hm2，說明整治工程不僅帶來一定的經(jīng)濟效益，還產(chǎn)生一定的環(huán)境效益，起到促進節(jié)能減排的作用，滿足流域地區(qū)建設資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會的需要。

（2）利用生態(tài)足跡法評價整治工程效果具有一定的優(yōu)勢。首先，生態(tài)足跡法具有可操作性強的特點;其次，與目前常用的其他評價方法相比，生態(tài)足跡法步驟相對簡單，數(shù)據(jù)相對較易獲得，所以生態(tài)足跡法的應用越來越廣泛。

（3）整治工程的實施會推動船舶大型化進程，促進長江干線武漢至安慶段貨物運輸結構的優(yōu)化，進一步降低運輸成本，發(fā)揮長江黃金水道的水運優(yōu)勢，促進長江內(nèi)河水運與沿江鐵路、公路運輸結合，形成沿江綜合交通運輸體系。

在使用生態(tài)足跡法對整治工程進行評價時也發(fā)現(xiàn)了一些問題。由于航道環(huán)境復雜，水深的變化會使影響生態(tài)環(huán)境的眾多因素發(fā)生改變，而生態(tài)足跡法作為一種靜態(tài)的分析方法，無法全盤考慮這些變化因素，只能進行單一的靜態(tài)評價，這一缺點需要在今后的研究中改進。

參考文獻：

[1] 王書華，毛漢英，王忠靜.生態(tài)足跡研究的國內(nèi)外近期進展[J].自然資源學報，2002（6）：776-782

[2] 高吉喜.可持續(xù)發(fā)展理論探索――生態(tài)承載力理論、方法與應用[M].北京：中國環(huán)境科學出版社，2001.