基于生態(tài)足跡理論的黃河流域可持續(xù)發(fā)展研究

劉家旗 茹少峰

摘? ?要：基于生態(tài)足跡理論，采用人均生態(tài)赤字、萬元GDP生態(tài)足跡、生態(tài)足跡多樣性指數(shù)和生態(tài)可持續(xù)指數(shù)對黃河流域2010—2017年可持續(xù)發(fā)展狀態(tài)進行評價，結(jié)果表明：黃河流域處于強不可持續(xù)發(fā)展狀態(tài)，其原因是黃河流域人均生態(tài)赤字逐年加大，生態(tài)資源利用效率提高不顯著，生態(tài)足跡需求不均衡。依據(jù)黃河流域生態(tài)保護和高質(zhì)量發(fā)展政策導向并結(jié)合GM（1，1）模型，預測了2020—2025年四種政策情景下黃河流域的可持續(xù)發(fā)展狀態(tài)。結(jié)果表明：如果不采取政策措施，黃河流域不可持續(xù)狀態(tài)將進一步惡化。未來黃河流域要堅持生態(tài)優(yōu)先，推行綠色發(fā)展模式，這樣才能實現(xiàn)生態(tài)環(huán)境保護與經(jīng)濟發(fā)展的雙贏。

關(guān)鍵詞：黃河流域高質(zhì)量發(fā)展;生態(tài)足跡理論;可持續(xù)發(fā)展

中圖分類號：X826? ?文獻標識碼：A? ?文章編號：1003-7543（2020）09-0139-10

黃河流域在我國經(jīng)濟社會發(fā)展中占據(jù)重要地位。然而，目前黃河流域生態(tài)環(huán)境脆弱，不同區(qū)域間的自然資源稟賦差異較大，這對經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展構(gòu)成了嚴峻挑戰(zhàn)。2019年9月，習近平總書記在鄭州主持召開黃河流域生態(tài)保護和高質(zhì)量發(fā)展座談會并發(fā)表重要講話，強調(diào)黃河流域的發(fā)展方式必須體現(xiàn)生態(tài)保護和經(jīng)濟發(fā)展相統(tǒng)一的理念。黃河流域必須擺脫對傳統(tǒng)發(fā)展方式的路徑依賴，以可持續(xù)發(fā)展為突破口，真正實現(xiàn)發(fā)展質(zhì)量的全面提升。

一、相關(guān)文獻綜述

對黃河流域可持續(xù)發(fā)展的定性研究主要涉及兩方面：一是綠色發(fā)展問題。綠色發(fā)展是可持續(xù)發(fā)展的新時代延續(xù)。金鳳君從黃河流域生態(tài)環(huán)境脆弱、水資源短缺、發(fā)展與保護矛盾突出等方面剖析了黃河流域生態(tài)保護中面臨的問題，認為黃河流域未來發(fā)展應選擇綠色發(fā)展模式[1]。姜長云等也從生態(tài)承載、資源約束、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)等方面分析了黃河流域綠色發(fā)展中存在的問題，認為推進黃河流域綠色發(fā)展對于提升黃河流域在我國經(jīng)濟社會發(fā)展、生態(tài)安全和文化傳承中的戰(zhàn)略地位具有重要作用[2]。二是高質(zhì)量發(fā)展問題。人口、社會、經(jīng)濟與資源環(huán)境相協(xié)調(diào)的發(fā)展是經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展的一個重要指標，有部分學者把可持續(xù)發(fā)展納入高質(zhì)量發(fā)展中進行研究。任保平、張倩認為，黃河流域高質(zhì)量發(fā)展要以生態(tài)保護為前提，實現(xiàn)流域當前利益和長遠利益相結(jié)合[3];陳曉東、金碚同樣強調(diào)了生態(tài)保護是黃河流域高質(zhì)量發(fā)展的首要問題，是實現(xiàn)經(jīng)濟社會繁榮的根本保證[4]。

從現(xiàn)有文獻來看，更多的研究是對黃河流域可持續(xù)發(fā)展水平進行定量評價。評價方法主要有兩種：一是指標體系法，即通過建立綜合指標體系，對其進行評價以描述流域可持續(xù)發(fā)展水平。雷仲敏從壓力與狀態(tài)、響應與動員能力兩個方面構(gòu)建了黃河流域可持續(xù)發(fā)展評價指標體系，采用等權(quán)平均法對2005年黃河流域可持續(xù)發(fā)展水平進行了評價[5]。二是生態(tài)足跡法，依據(jù)1992年加拿大經(jīng)濟學家William Rees提出的生態(tài)足跡理論[6]，通過對比生態(tài)足跡和生態(tài)承載力的大小來評估可持續(xù)發(fā)展狀態(tài)。生態(tài)足跡法相較于指標體系法的優(yōu)勢在于有理論支撐，考慮到了生態(tài)資源環(huán)境在可持續(xù)發(fā)展中的重要性。一些學者采用生態(tài)足跡法對黃河流域部分省區(qū)的可持續(xù)發(fā)展狀態(tài)進行了評價。如王曉鵬、丁生喜對青海省2000—2008年的生態(tài)足跡、生態(tài)承載力進行了計算，研究結(jié)果表明青海省的生態(tài)足跡逐年上升，生態(tài)資源的消耗嚴重超過了生態(tài)資源的再生能力，生態(tài)可持續(xù)發(fā)展面臨巨大壓力[7];梁春玲對黃河三角洲1994—2008年的生態(tài)足跡和生態(tài)承載力進行對比分析，結(jié)果表明黃河三角洲對生態(tài)資源的需求超出了生態(tài)承載的最大限度，處于不可持續(xù)狀態(tài)[8]。生態(tài)足跡理論只衡量了生態(tài)的可持續(xù)程度，而沒有考慮經(jīng)濟、社會等方面的可持續(xù)性，作為可持續(xù)發(fā)展的評價指標是不夠全面的。為此，韓文文等在測算生態(tài)足跡和生態(tài)承載力的基礎(chǔ)上，采用萬元GDP生態(tài)足跡、生態(tài)足跡多樣性指數(shù)和發(fā)展能力指數(shù)對寧夏2000—2013年的可持續(xù)發(fā)展狀態(tài)進行了評價[9];田杰、姚順波利用生態(tài)壓力指數(shù)、萬元GDP生態(tài)足跡、生態(tài)足跡多樣性指數(shù)和生態(tài)系統(tǒng)發(fā)展能力四個指標對陜西省2001—2010年的可持續(xù)發(fā)展水平進行了評價[10]。

黃河流域未來可持續(xù)發(fā)展水平是我們關(guān)注的重點問題。已有研究中，王兆華等、姜綿峰和葉春明等采用ARIMA模型對地區(qū)可持續(xù)發(fā)展水平進行了定量預測[11-12]。該方法根據(jù)變量的長期歷史發(fā)展規(guī)律預測將來，僅適用于波動不大的短期預測。向秀容等、李健和張吉輝等則采用一元線性回歸進行預測分析，該方法依據(jù)變量間的相關(guān)關(guān)系進行擬合和預測，適用于有明顯線性變化趨勢的中短期預測[13-14]。以上兩種方法都必須依賴多期樣本數(shù)據(jù)，為了規(guī)避這一缺點，郭榮中等、廣佳選擇灰色GM（1，1）模型對可持續(xù)發(fā)展水平進行預測分析[15-16]。該方法對不確定因素的復雜系統(tǒng)預測精度較高，且所需樣本量少。

總體來看，圍繞黃河流域可持續(xù)發(fā)展的研究成果較為豐富，但也存在不足之處。一方面，上述以生態(tài)足跡法評價黃河流域可持續(xù)發(fā)展的研究都是針對黃河流域的部分省區(qū)，缺乏從全局視角評價黃河流域整體可持續(xù)發(fā)展水平的研究成果;另一方面，現(xiàn)有預測研究采用的方法都是建立在“過去的決定因素保持不變且持續(xù)影響未來”的假設(shè)基礎(chǔ)上，如果預測期受到外部影響，預測模型的解釋力度就會下降。黃河流域生態(tài)保護和高質(zhì)量發(fā)展戰(zhàn)略提出后，相關(guān)政策規(guī)劃將相繼出臺。此時如果仍按照過去的發(fā)展趨勢進行預測，而不考慮政策實施的作用，顯然是不合理的。因此，本文從以下兩個方面對現(xiàn)有研究進行拓展：第一，依據(jù)生態(tài)足跡理論，對2010—2017年黃河流域整體及流域各省區(qū)的可持續(xù)發(fā)展狀態(tài)進行評價;第二，依據(jù)當前黃河流域生態(tài)保護和高質(zhì)量發(fā)展相關(guān)政策，設(shè)定不同政策情景并結(jié)合灰色預測方法，對2020—2025年黃河流域可持續(xù)發(fā)展水平進行預測。

二、黃河流域可持續(xù)發(fā)展的內(nèi)涵及其要求

流域可持續(xù)發(fā)展既有可持續(xù)發(fā)展的一般性，又有其特殊性。流域是以自然河流為基礎(chǔ)，以水資源綜合開發(fā)利用為核心的跨區(qū)域經(jīng)濟系統(tǒng)。因此，流域可持續(xù)發(fā)展更強調(diào)人口、社會、經(jīng)濟發(fā)展與生態(tài)資源，尤其是水資源的承載能力相協(xié)調(diào)。黃河流域可持續(xù)發(fā)展屬于典型的大流域可持續(xù)發(fā)展問題。具體來看，黃河流域可持續(xù)發(fā)展的內(nèi)涵及其要求如下：

第一，生態(tài)優(yōu)先發(fā)展。黃河流域人口、社會和經(jīng)濟發(fā)展與生態(tài)資源供給不匹配、不協(xié)調(diào)，導致黃河流域生態(tài)資源供給短缺，特別是水資源短缺嚴重。黃河流域的資源環(huán)境容量有限。黃河流域廢污水排放量占全國的6%，化學需氧量排放占全國的7%。污染加劇使黃河水體稀釋與降解能力愈發(fā)薄弱，特別是汾河支流，劣Ⅴ類斷面比例高達61.5%。因此，黃河流域可持續(xù)發(fā)展應優(yōu)先進行生態(tài)建設(shè)和環(huán)境保護。

第二，經(jīng)濟綠色發(fā)展。黃河流域不僅是我國重要的生態(tài)屏障，而且是我國關(guān)鍵的經(jīng)濟地帶。2019年，黃河流域GDP達24.7萬億元，占全國的25.1%。然而，這些產(chǎn)出的取得是以過度利用土地資源和環(huán)境資源為代價的，這種發(fā)展模式不僅不可持續(xù)，而且會帶來諸多問題。為了經(jīng)濟增長過度犧牲資源環(huán)境或為了保護生態(tài)環(huán)境而放棄經(jīng)濟發(fā)展的做法，都是不可取的。黃河流域在發(fā)展中應走綠色經(jīng)濟發(fā)展模式，實現(xiàn)“生態(tài)保護”和“經(jīng)濟發(fā)展”共同推進。

第三，高質(zhì)量發(fā)展。黃河流域可持續(xù)發(fā)展不僅強調(diào)生態(tài)資源的當代作用，而且要考慮對后代人需要的滿足?？沙掷m(xù)發(fā)展的最終目的是增進人民群眾的生活福祉。黃河流域橫跨我國的東中西部，流域內(nèi)經(jīng)濟發(fā)展水平差距懸殊。同時，黃河流域貧困人口集中，全國14個集中連片特困地區(qū)有5個涉及黃河流域。因此，黃河流域可持續(xù)發(fā)展更要在生態(tài)優(yōu)先發(fā)展和綠色經(jīng)濟發(fā)展中堅持以人為本，解決區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展和貧困等問題，滿足黃河流域當代和后代人民群眾日益增長的美好生活需要，使黃河真正成為造福人民的幸福河。

三、黃河流域可持續(xù)發(fā)展評價指標的選取及數(shù)據(jù)來源

（一）評價指標的選取

生態(tài)足跡理論認為，經(jīng)濟社會發(fā)展是由生態(tài)足跡和生態(tài)承載力的大小關(guān)系決定的。其中，生態(tài)足跡是指生產(chǎn)人們消費的資源和吸納人們產(chǎn)生的廢物所需要的生物生產(chǎn)土地總面積，反映了人們對生態(tài)資源的需求;生態(tài)承載力是指區(qū)域能提供的各類生物生產(chǎn)性土地總面積，反映了區(qū)域的生態(tài)資源總供給。當生態(tài)足跡小于生態(tài)承載力時，就出現(xiàn)了生態(tài)赤字;反之，則為生態(tài)盈余。生態(tài)赤字說明該地區(qū)生態(tài)資源供給難以維持該地區(qū)人們的需求，發(fā)展是不可持續(xù)的。生態(tài)足跡理論只衡量了生態(tài)資源的供給和需求信息，而沒有考慮人口數(shù)量、GDP產(chǎn)出和生態(tài)資源的需求結(jié)構(gòu)等因素。因此，本文在生態(tài)足跡理論的基礎(chǔ)上，選取人均生態(tài)赤字指標來衡量人均生態(tài)資源的供需，用萬元GDP生態(tài)足跡指標來衡量生態(tài)資源的利用效率，用生態(tài)足跡多樣性指數(shù)來衡量生態(tài)資源利用的均衡程度，用生態(tài)可持續(xù)指數(shù)來衡量生態(tài)資源利用的可持續(xù)性。指標具體說明如下：

1.人均生態(tài)赤字

人均生態(tài)赤字反映了一個國家或地區(qū)的人們對生態(tài)資源需求和土地生態(tài)資源供給能力的大小關(guān)系。當出現(xiàn)生態(tài)赤字時，說明該地區(qū)生態(tài)資源供給難以維持需求，發(fā)展是不可持續(xù)的。其計算公式為：ed=ec-ef。式中，ed為人均生態(tài)赤字（盈余），ec為人均生態(tài)承載力，ef為人均生態(tài)足跡。當ec>ef時，ed為生態(tài)盈余;當ec

式中，i為第i種土地類型;λi為第i種類土地的均衡因子，它能將生產(chǎn)能力不同的土地轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)能力相同的土地;Ci和Yi分別為第i種資源的地區(qū)消費量和世界平均產(chǎn)量;N為地區(qū)總?cè)丝跀?shù)。

式中，？覣i為第i類土地的產(chǎn)量因子，其乘以均衡因子λi能將式中生產(chǎn)能力不同的土地轉(zhuǎn)化為與生態(tài)足跡測算式中屬性相同的土地。Li為第i類土地的實際面積。根據(jù)世界環(huán)境與發(fā)展委員會的報告《我們共同的未來》的建議，需留出12%的土地面積保護生物多樣性，因此實際人均生態(tài)承載力應在原有基礎(chǔ)上乘以0.88。

2.萬元GDP生態(tài)足跡

萬元GDP生態(tài)足跡直接反映了地區(qū)每萬元GDP所消耗的生態(tài)資源，體現(xiàn)了生態(tài)資源的利用效率。萬元GDP生態(tài)足跡越小，說明生態(tài)資源利用效率越高;反之，生態(tài)資源利用效率越低。計算公式為：萬元GDP生態(tài)足跡=ef/人均GDP。

3.生態(tài)足跡多樣性指數(shù)

生態(tài)足跡多樣性指數(shù)反映了地區(qū)消費所需生物生產(chǎn)性土地面積的均衡程度。生態(tài)足跡多樣性指數(shù)越大，表明生態(tài)系統(tǒng)中生態(tài)足跡的需求越接近均衡。其計算公式為：

式中，H為生態(tài)足跡多樣性指數(shù)，pi是第i種土地類型在總生態(tài)足跡中的比例。

4.生態(tài)可持續(xù)指數(shù)

生態(tài)可持續(xù)指數(shù)反映了生態(tài)可持續(xù)利用的程度。生態(tài)可持續(xù)指數(shù)越大，說明生態(tài)可持續(xù)利用程度越高;反之，生態(tài)可持續(xù)利用程度越低。計算公式為： ESI=ec/（ec+ef）。式中，ESI為生態(tài)可持續(xù)指數(shù)。按ESI大小可將可持續(xù)發(fā)展程度分為6個等級[15]。具體劃分標準如表1（下頁）所示。

（二）數(shù)據(jù)來源及處理

本文以2010—2017年為研究區(qū)間，選取黃河流域9省（區(qū)）73個地級市（州、盟）為研究樣本（見表2，下頁）。根據(jù)黃河流域?qū)嶋H種植、養(yǎng)殖情況，將生態(tài)足跡計算中地區(qū)人均消費量分為生物資源賬戶和化石能源賬戶，選取生物資源賬戶消費品共39種、化石能源賬戶消費品5種①。

各類土地的全球平均產(chǎn)量數(shù)據(jù)來源于聯(lián)合國糧食及農(nóng)業(yè)組織數(shù)據(jù)庫和《BP世界能源統(tǒng)計年鑒（2018）》。各種類型土地的均衡因子和產(chǎn)量因子參考《國家足跡賬戶2016：工作指導手冊》公布的數(shù)值?？紤]到黃河流域的地理特性，本文以2010—2017年黃河流域糧食單位面積平均產(chǎn)量與全國糧食單位面積平均產(chǎn)量之比的均值作為調(diào)整系數(shù)，對產(chǎn)量因子進行了修正。修正后耕地、草地、林地、化石能源用地、建筑用地、水域的產(chǎn)量因子分別為1.46、0.17、0.80、0.00、1.46、0.88。均衡因子分別為2.52、0.43、1.28、1.28、2.52、0.35，其余數(shù)據(jù)來源于黃河流域各省（區(qū)）、市（州、盟）水資源公報、統(tǒng)計年鑒和能源統(tǒng)計年鑒。

四、2010—2017年黃河流域可持續(xù)發(fā)展狀態(tài)評價分析

（二）預測結(jié)果分析

圖1（下頁）顯示了不同政策情景下2020—2025年黃河流域可持續(xù)發(fā)展的走勢。從圖1可以看出，在不采取任何政策措施的情況下，黃河流域利用生態(tài)資源換取經(jīng)濟價值的效率雖然會逐步提高，但生態(tài)供需失衡將不斷加劇。生態(tài)資源利用的均衡程度雖然有所改善，但總體水平較低，流域強不可持續(xù)發(fā)展狀態(tài)將進一步惡化。而在后三種政策情景下，會出現(xiàn)如下現(xiàn)象：第一，人均生態(tài)赤字將得到改善，即生態(tài)資源供需逐漸恢復平衡。其中，在綠色發(fā)展政策情景下，供需失衡改善速度最快，效果也最為明顯。第二，萬元GDP生態(tài)足跡均呈現(xiàn)下降趨勢，即生態(tài)資源的利用效率將逐年提升。其中，綠色發(fā)展政策實施效果在當期最為明顯，但從長期來看，同時實施生態(tài)優(yōu)先與綠色發(fā)展政策對資源利用效率的提升效果最佳，而僅實施生態(tài)優(yōu)先政策反而將減緩生態(tài)資源利用效率提升的速度。第三，生態(tài)足跡多樣性指數(shù)逐年上漲，即生態(tài)資源利用的均衡程度得到改善。其中，綜合發(fā)展政策效果略優(yōu)于綠色發(fā)展和生態(tài)優(yōu)先單一政策。第四，生態(tài)可持續(xù)指數(shù)不斷提升，即生態(tài)資源利用的可持續(xù)性逐步增強。提升效果從高到低依次為綜合發(fā)展政策、生態(tài)優(yōu)先政策、綠色發(fā)展政策。綜上可知，改善黃河流域未來可持續(xù)發(fā)展狀態(tài)，不能僅靠單一政策，而應堅持生態(tài)優(yōu)先與綠色發(fā)展齊頭并進。

六、結(jié)論與政策建議

本文采用人均生態(tài)赤字、萬元GDP生態(tài)足跡、生態(tài)足跡多樣性指數(shù)、生態(tài)可持續(xù)指數(shù)對黃河流域及流域各省區(qū)可持續(xù)發(fā)展水平進行了定量評價。依據(jù)黃河流域生態(tài)保護和高質(zhì)量發(fā)展政策導向，設(shè)定了基準情景、生態(tài)優(yōu)先政策情景、綠色發(fā)展政策情景和綜合發(fā)展政策情景并結(jié)合GM（1，1）預測模型，對2020—2025年黃河流域可持續(xù)發(fā)展狀態(tài)進行了預測分析。評價結(jié)果表明：2010—2017年，黃河流域一直處于強不可持續(xù)發(fā)展狀態(tài)，存在生態(tài)資源供需失衡、生態(tài)赤字逐年惡化和生態(tài)資源利用不均衡的問題。雖然流域生態(tài)資源的利用效率有所改善，但與長江經(jīng)濟帶各省市相比仍有較大差距，且流域各省區(qū)間生態(tài)資源利用效率差異較大。

從2020—2025年黃河流域可持續(xù)發(fā)展基準情景的預測結(jié)果來看，如果不采取任何政策措施，未來黃河流域不可持續(xù)發(fā)展狀態(tài)將進一步惡化。為實現(xiàn)黃河流域可持續(xù)發(fā)展，應采取生態(tài)優(yōu)先與綠色發(fā)展“兩手抓”的方案。一方面，因地制宜開展生態(tài)建設(shè)工作，加大生態(tài)保護力度。通過天然林保護、人工林撫育、退耕還林還草等工程實施，改善流域生態(tài)環(huán)境，恢復生態(tài)資源承載力。同時，依托科技創(chuàng)新，優(yōu)化農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉、實現(xiàn)工業(yè)廢水減排、生產(chǎn)生活廢水凈化等，改善水資源利用效率，優(yōu)化水資源配置，減少水資源需求，提升水資源承載能力。另一方面，推行綠色發(fā)展模式。對于青海、甘肅、寧夏和陜西等省區(qū)，尤需加快調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，降低經(jīng)濟增長對化石能源的依賴，減少生態(tài)資源需求。嚴格管控污染物排放量大、產(chǎn)能過剩嚴重的產(chǎn)業(yè)，限制高耗能、高耗水、高污染工業(yè)項目的新增，倒逼企業(yè)向低污染、低排放、低消耗、高品質(zhì)的生產(chǎn)方式轉(zhuǎn)變，向綠色制造、智能制造轉(zhuǎn)型;上游河套、關(guān)中平原和下游平原地區(qū)應宜水則水、宜山則山、宜糧則糧，發(fā)展現(xiàn)代生態(tài)農(nóng)牧業(yè)、生態(tài)旅游業(yè)和文化旅游業(yè)等綠色產(chǎn)業(yè);區(qū)域中心城市，尤其是黃河入?？诘貐^(qū)，應重點發(fā)展新一代信息技術(shù)、高端裝備制造、新材料、節(jié)能環(huán)保等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，以吸引東部地區(qū)及國際人才、技術(shù)、資金等向黃河流域聚集。

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（責任編輯：許志敏）