安徽省生態(tài)足跡演變特征及驅(qū)動(dòng)力研究

高樂紅，董洪光，耿家營，雷思友

(安徽理工大學(xué) 經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院，安徽 淮南 232001)

一、研究概述

安徽省作為長三角經(jīng)濟(jì)區(qū)的后起之秀，近年來在取得經(jīng)濟(jì)發(fā)展成就的同時(shí)，其污染日益加劇。2017年安徽省空氣質(zhì)量優(yōu)良天數(shù)僅為66.7%，發(fā)布重污染天氣黃色預(yù)警 2 次，地表水總體為輕度污染狀態(tài)，銅陵、黃山、滁州等6個(gè)城市出現(xiàn)酸雨，其中銅陵、黃山被確定為酸雨城市[1]。如何協(xié)調(diào)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和生態(tài)保護(hù)之間的關(guān)系，成為安徽省區(qū)域可持續(xù)發(fā)展的焦點(diǎn)問題。

面對(duì)日益惡化的生態(tài)環(huán)境，國內(nèi)外學(xué)者從不同的視角對(duì)區(qū)域可持續(xù)發(fā)展的問題進(jìn)行了研究[2-3]。1992年加拿大生態(tài)學(xué)家Ree和Wackernagel[4]提出了可以定量評(píng)價(jià)某一區(qū)域的生態(tài)可持續(xù)發(fā)展水平的生態(tài)足跡理論，被全球研究機(jī)構(gòu)、政府組織和學(xué)者們廣泛接受，已經(jīng)成為定量評(píng)價(jià)區(qū)域可持續(xù)發(fā)展水平最流行的方法，如世界自然基金會(huì)定期發(fā)布的《地球生態(tài)報(bào)告》、我國定期發(fā)布的《中國生態(tài)足跡報(bào)告》都采用生態(tài)足跡方法。

目前，學(xué)者利用生態(tài)足跡理論對(duì)安徽省生態(tài)可持續(xù)發(fā)展的研究主要集中在3個(gè)方面：(1)安徽省生態(tài)足跡發(fā)展現(xiàn)狀評(píng)價(jià)，如汪欣、許典舟等學(xué)者對(duì)安徽省不同時(shí)間生態(tài)足跡的評(píng)價(jià)研究[5-6]；(2)不同時(shí)間區(qū)間的安徽省生態(tài)足跡動(dòng)態(tài)測(cè)度分析，如任自然、彭位華等學(xué)者對(duì)安徽省2000—2010年間的生態(tài)足跡進(jìn)行了動(dòng)態(tài)分析[7]；牟格格等學(xué)者對(duì)安徽省2002—2012年間的生態(tài)足跡指標(biāo)演變情況進(jìn)行的分析[8]，等等；(3)安徽省生態(tài)足跡影響因素分析。如陶旺澤[9]采用多元回歸法分析了安徽省生態(tài)足跡不斷上升的驅(qū)動(dòng)因素；胡雪萍等[10]學(xué)者采用偏最小二乘(PLS)回歸方法、王仙慧[11]采用因子分析法對(duì)安徽省生態(tài)足跡的驅(qū)動(dòng)力進(jìn)行的研究，等等。

以上研究成果展示了安徽省不同時(shí)點(diǎn)的生態(tài)足跡狀況，不同時(shí)間區(qū)間的生態(tài)足跡動(dòng)態(tài)演變規(guī)律，以及安徽省生態(tài)足跡的主要影響因素，在一定程度上促進(jìn)了安徽省生態(tài)文明建設(shè)，但研究成果多依據(jù)2014年以前數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，時(shí)效性有所降低。

本文擬在前人研究的基礎(chǔ)上，采用最新的數(shù)據(jù)(2017年安徽統(tǒng)計(jì)年鑒)展現(xiàn)安徽省生態(tài)足跡的發(fā)展現(xiàn)狀，發(fā)現(xiàn)安徽省生態(tài)資源存在的不足；采用更長的時(shí)間序列(1994—2016年)展現(xiàn)安徽省可持續(xù)發(fā)展的時(shí)空演變特征，為生態(tài)治理奠定基礎(chǔ)；根據(jù)安徽省實(shí)際情況，采用改進(jìn)后的STIRPAT模型，尋找安徽省生態(tài)足跡的主要驅(qū)動(dòng)力因素，為生態(tài)治理指明工作對(duì)象。

二、安徽省生態(tài)足跡演變特征分析

(一)生態(tài)足跡的核算

生態(tài)足跡理論通過核算研究區(qū)域自然資本的供求狀況，對(duì)研究區(qū)域內(nèi)的可持續(xù)發(fā)展?fàn)顩r進(jìn)行定量判斷。依據(jù)相關(guān)研究[9]7-8，生態(tài)足跡模型中相關(guān)指標(biāo)的計(jì)算公式如下：

生態(tài)足跡：

(1)

式中：EF為總的生態(tài)足跡；N為人口數(shù)；ef為人均生態(tài)足跡；ci為第i種商品的人均消費(fèi)量；pi為第i類消費(fèi)商品的世界平均生產(chǎn)能力；i為消費(fèi)商品和投入的類型；ri為當(dāng)量因子。

生態(tài)承載力：

(2)

式中：EC為區(qū)域總生態(tài)承載力；N為人口數(shù)；ec為人均生態(tài)承載力；aj為人均生物生產(chǎn)性土地面積；yj為產(chǎn)量因子；rj為當(dāng)量因子；j為生物生產(chǎn)性土地的類型。

生態(tài)赤字/生態(tài)盈余：

ED(ES)=EC-EF

(3)

EC-EF>0表示區(qū)域生態(tài)盈余(ES)，表示該地區(qū)處于生態(tài)可持續(xù)發(fā)展?fàn)顟B(tài)；EC-EF<0表示區(qū)域生態(tài)赤字(ED)，表示該地區(qū)生態(tài)處于不可持續(xù)發(fā)展?fàn)顟B(tài)。

生態(tài)足跡理論在自然資本的核算過程中，可以發(fā)現(xiàn)研究區(qū)域某類型生態(tài)資源的不足，因而為政府制定生態(tài)保護(hù)政策提供了依據(jù)，因此，該方法具有政策導(dǎo)向強(qiáng)的特點(diǎn)，受到國際組織和政府部門的重視。

(二)安徽省生態(tài)足跡核算與分析

1.數(shù)據(jù)來源說明。安徽省生態(tài)足跡模型中，生態(tài)足跡、生態(tài)承載力及生態(tài)盈虧指標(biāo)的計(jì)算數(shù)據(jù)均來源于《安徽統(tǒng)計(jì)年鑒》(1995—2017年)[12]、《安徽省土地利用總體規(guī)劃大綱》(1997—2010年)[13]、《安徽省土地利用總體規(guī)劃大綱》(2006—2020年)[14]，世界各類產(chǎn)品的產(chǎn)量來源于世界糧農(nóng)組織數(shù)據(jù)庫[15]。

目前，安徽統(tǒng)計(jì)年鑒數(shù)據(jù)更新到2017年(2016年數(shù)據(jù))，國際糧農(nóng)組織數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)更新到2016年，因此本課題研究最新數(shù)據(jù)為2016年。

2.安徽省生態(tài)足跡現(xiàn)狀分析。依據(jù)“數(shù)據(jù)來源說明”中的相關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，對(duì)安徽省生態(tài)足跡、生態(tài)承載力、生態(tài)赤字等生態(tài)指標(biāo)的計(jì)算結(jié)果如表1所示。

表1 2016年安徽省人均生態(tài)盈余/赤字計(jì)算匯總表 單位Ha/Cap

生態(tài)指標(biāo)資源類型 生態(tài)承載力生態(tài)足跡生態(tài)盈余/赤字研究結(jié)論 耕地0.288 50.403 3-0.114 8生態(tài)赤字 牧草地0.000 10.442 1-0.442生態(tài)赤字 林地0.070 70.010 60.060 1生態(tài)盈余 水域0.004 40.002 00.002 4生態(tài)盈余 建筑用地0.093 10.066 20.026 9生態(tài)盈余 化石能源用地01.113 2-1.113 2生態(tài)赤字 合 計(jì)0.456 72.033 4-1.576 7生態(tài)赤字

根據(jù)表1數(shù)據(jù)分析可知：

(1)安徽省2016年的人均生態(tài)承載力為0.456 7Ha/Cap，即安徽省可以為區(qū)域內(nèi)人均提供0.456 7全球公頃的生物生產(chǎn)性土地產(chǎn)出。各類土地提供的生態(tài)承載力由大到小的順序?yàn)椋焊?、建筑用地、林地、水域、牧草地。耕地是安徽人民最主要的生態(tài)承載力來源，耕地、建設(shè)用地和林地提供了99%的生態(tài)承載力，成為安徽省區(qū)域內(nèi)最重要的生物生產(chǎn)性土地資源。

(2)2016年，安徽省人均生態(tài)足跡是2.033 4Ha，即安徽省一個(gè)人的消費(fèi)量，需2.033 4全球公頃的生物生產(chǎn)性土地的產(chǎn)出才能滿足。其中化石能源消費(fèi)產(chǎn)生的生態(tài)足跡最大(占人均生態(tài)足跡的54.75%)；其他依次為牧草地、耕地、建筑用地消費(fèi)、林地和水域類產(chǎn)品消費(fèi)產(chǎn)生的生態(tài)足跡。

(3)2016年，安徽省人均生態(tài)狀況總體表現(xiàn)為生態(tài)赤字(-1.576 7Ha)，即安徽省人均消費(fèi)所需的生物土地面積比當(dāng)?shù)乜晒┙o的生物生產(chǎn)性土地面積少1.576 7全球公頃，安徽省當(dāng)前的發(fā)展處在不可持續(xù)狀態(tài)。

從資源類型上看，耕地、牧草地、化石能源用地表現(xiàn)為生態(tài)赤字，其中化石能源用地的赤字最大(占人均總赤字的70.6%)，牧草地生態(tài)赤字次之，耕地的生態(tài)赤字最小；而林地、水域、建筑用地處于生態(tài)盈余狀態(tài)。

(三)安徽省生態(tài)足跡演變特征分析

依據(jù)“數(shù)據(jù)來源說明”中的相關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，對(duì)安徽省1994—2016年的生態(tài)足跡、生態(tài)承載力、生態(tài)赤字等指標(biāo)的計(jì)算結(jié)果如表2、圖1所示。

表2 1994—2016年安徽省生態(tài)足跡相關(guān)指標(biāo)統(tǒng)計(jì)表 單位Ha/Cap

圖1 1994—2016年安徽省生態(tài)指標(biāo)變化趨勢(shì)圖

由圖1的時(shí)間序列分析可知：

研究期間(1994—2016年)內(nèi)，安徽省人均生態(tài)承載力呈緩慢下降趨勢(shì)，這與環(huán)境破壞、人口增長等實(shí)際情況相符合；安徽省人均生態(tài)足跡呈加速增加趨勢(shì)；安徽省人均生態(tài)赤字呈加劇趨勢(shì)，表明安徽省處于加速不可持續(xù)發(fā)展?fàn)顟B(tài)。

三、安徽省生態(tài)足跡驅(qū)動(dòng)力分析

(一)指標(biāo)的選取

根據(jù)相關(guān)研究[9-11，16-18]，近年來學(xué)者們對(duì)生態(tài)足跡影響因素的研究結(jié)論如表3所示。

表3 生態(tài)足跡驅(qū)動(dòng)因子研究統(tǒng)計(jì)

由表3可知：(1)學(xué)者們研究的對(duì)象不同、研究方法不同、研究的時(shí)間序列不同，得到生態(tài)足跡的影響因素結(jié)論也有所差異；(2)對(duì)學(xué)者們的研究結(jié)論根據(jù)相關(guān)性進(jìn)行歸納，發(fā)現(xiàn)絕大多數(shù)學(xué)者認(rèn)為“人口、GDP、居民消費(fèi)支出、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)”是影響區(qū)域生態(tài)足跡的主要因素。

(二)研究方法選擇

1.研究方法的確定。STIRPAT模型是一種可拓展的隨機(jī)性的環(huán)境影響評(píng)估模型，主要用于分析人口規(guī)模、居民富裕程度、技術(shù)水平等因素對(duì)環(huán)境的影響，該模型的數(shù)學(xué)表達(dá)式為：

I=αPbAcTde

(4)

其中，I代表人類活動(dòng)對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響，α代表模型的系數(shù)，P表示人口規(guī)模，A代表居民富裕程度，T代表技術(shù)水平；e是隨機(jī)誤差項(xiàng)；b、c、d分別為各變量相應(yīng)的指數(shù)。

生態(tài)足跡實(shí)質(zhì)上反映的是人類對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響，因此本文擬采用STIRPAT模型對(duì)安徽省生態(tài)足跡影響因素進(jìn)行分析。

2.模型指標(biāo)的選取。本文以安徽省人均生態(tài)足跡為研究變量，因而可以將人口規(guī)模變量從原STIRPAT模型中剔除；表3中，多數(shù)學(xué)者認(rèn)為產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)對(duì)生態(tài)足跡有影響，因此本文將“產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)”變量引入模型；根據(jù)相關(guān)研究[18]34，居民富裕程度(A)用安徽省每年的人均消費(fèi)支出金額表示；產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)(S)用安徽省第二產(chǎn)業(yè)比重表示；技術(shù)水平(T)用單位GDP能耗表示，其計(jì)算公式為：單位GDP能耗=總能耗(噸標(biāo)準(zhǔn)煤)/國內(nèi)生產(chǎn)總值(萬元)。

基于以上分析，本文將傳統(tǒng)的STIRPAT模型改為以下形式：

I=αAcTdSfe

(5)

其中，I代表安徽省的人均生態(tài)足跡；α代表模型的系數(shù)；A代表居民富裕程度；T代表技術(shù)水平；S代表產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)；c、d、f分別為各變量相應(yīng)的指數(shù)；e是隨機(jī)誤差項(xiàng)。

為減少STIRPAT模型中異方差的影響，在實(shí)際計(jì)算時(shí)需要對(duì)公式5進(jìn)行對(duì)數(shù)變換：

LnI=α+cLnA+dLnT+fLnS+e

(6)

(三)結(jié)果分析

依據(jù)STIRPAT模型計(jì)算需要，通過查詢相關(guān)年度的《安徽統(tǒng)計(jì)年鑒》，搜集安徽省1994—2016年人均消費(fèi)支出、單位GDP能耗、第二產(chǎn)業(yè)比重等相關(guān)數(shù)據(jù)， 運(yùn)用SPSS22.0對(duì)上述數(shù)據(jù)采用逐步回歸方式進(jìn)行多元回歸分析，得到的最終回歸模型如下：

LnI=-4.527+0.4531LnS+0.388LnA

t值：(-14.706) (3.405) (13.722)

p值：(0.000) (0.003) (0.000)

VIF值： (4.911) (4.911)

由回歸方程可以得到如下結(jié)論：

1.回歸方程代表性較強(qiáng)?；貧w方程擬合優(yōu)度為0.984，表明安徽省人均生態(tài)足跡變異的98.4%可以由回歸方程進(jìn)行解釋；回歸方程中各項(xiàng)均通過了t值及其0.01水平的伴隨概率檢驗(yàn)，表明回歸方程中常數(shù)項(xiàng)、第二產(chǎn)業(yè)占GDP的比重、人均消費(fèi)水平對(duì)安徽省人均生態(tài)足跡的影響顯著；方程膨脹因子VIF小于10，表明回歸方程不存在多重共線性，各變量之間相對(duì)獨(dú)立性好。

2.安徽省人均生態(tài)足跡顯著影響因素有2個(gè)：一是第二產(chǎn)業(yè)占GDP的比重，二是人均消費(fèi)支出水平。從回歸方程的系數(shù)上看，安徽省人均生態(tài)足跡與兩個(gè)主要影響因素呈正比關(guān)系，且第二產(chǎn)業(yè)占GDP比重對(duì)安徽省人均生態(tài)足跡的影響最大，人均消費(fèi)水平次之。

3.單位GDP能耗對(duì)安徽省人均生態(tài)足跡的影響并不顯著。單位GDP能耗沒有通過t檢驗(yàn)及伴隨概率檢驗(yàn)，從回歸方程中剔除。

(四)影響因素分析

1.單位GDP能耗對(duì)安徽省人均生態(tài)足跡沒有顯著影響。依據(jù)研究期間的安徽統(tǒng)計(jì)年鑒相關(guān)數(shù)據(jù)，可以繪制安徽省歷年單位GDP能耗及能源消費(fèi)總量對(duì)比圖，具體如圖2所示。

圖2 安徽省歷年單位GDP能耗與能源消費(fèi)總量對(duì)比圖

由圖2可知，安徽省單位GDP能耗在研究期間由1994年的2.8噸標(biāo)準(zhǔn)煤降低為2016年的0.53噸標(biāo)準(zhǔn)煤，單位GDP能耗在研究期間降低了5.3倍，表明安徽省在節(jié)能減排技術(shù)領(lǐng)域取得了顯著的技術(shù)進(jìn)步；但由于安徽省經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，能源總量消耗不斷增加，能源消耗總量由1994年的3 738.14萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤增加為2016年的12 694.96萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤，研究期間能源消耗總量增長了3.4倍。能源消耗總量的增加部分抵消了節(jié)能減排技術(shù)進(jìn)步對(duì)人均生態(tài)足跡降低的影響，導(dǎo)致單位GDP能耗降低對(duì)人均生態(tài)足跡的影響不顯著。

2.第二產(chǎn)業(yè)比重對(duì)安徽省人均生態(tài)足跡的影響顯著。依據(jù)1995—2017年《安徽統(tǒng)計(jì)年鑒》，可以繪制安徽省三大產(chǎn)業(yè)比重演變規(guī)律如圖3所示。

圖3 安徽省三大產(chǎn)業(yè)比重演變圖

由圖3可知：在整個(gè)研究期間，安徽省工業(yè)產(chǎn)值占GDP比重較大，2005年至今，工業(yè)產(chǎn)值一直是驅(qū)動(dòng)安徽GDP增長的第一驅(qū)動(dòng)力，工業(yè)的發(fā)展必然伴隨著化石能源的巨大消耗；由表1可知，化石能源消耗產(chǎn)生的生態(tài)足跡最大，占人均生態(tài)足跡的54.75%。因此，第二產(chǎn)業(yè)比重對(duì)安徽省人均生態(tài)足跡產(chǎn)生顯著影響，符合客觀現(xiàn)實(shí)。

3.人均消費(fèi)支出對(duì)安徽省人均生態(tài)足跡的影響顯著。依據(jù)《安徽統(tǒng)計(jì)年鑒》(1995—2017)，可以繪制安徽省人均消費(fèi)支出演變情況如圖4所示。

圖4 安徽省人均消費(fèi)支出演變圖

由圖4可知：在研究期間內(nèi)，安徽省人均消費(fèi)由1994年的1 251元，增長為2016年的15 466元，增長了12.4倍，表明安徽省人民生活水平大幅度提高。居民人均消費(fèi)水平的提高，會(huì)增加人民對(duì)牛奶、肉類、食用油、水果、干果、茶葉、皮毛制品、實(shí)木家具等各類生物資源的消耗；同時(shí)也會(huì)增加對(duì)汽車、房子、電氣產(chǎn)品等各類工業(yè)產(chǎn)品的需要，導(dǎo)致化石能源消費(fèi)增加，最終導(dǎo)致安徽省人均生態(tài)足跡的提升。因此，人均消費(fèi)支出對(duì)安徽省人均生態(tài)足跡的影響顯著。

四、結(jié)論與建議

(一)研究結(jié)論

1.安徽省目前(2016年)處于不可持續(xù)發(fā)展?fàn)顟B(tài)，且這種不可持續(xù)發(fā)展?fàn)顟B(tài)有加劇趨勢(shì)，安徽省生態(tài)文明建設(shè)任重道遠(yuǎn)。

2.安徽省生態(tài)足跡主要來源于化石能源用地、牧草地和耕地類產(chǎn)品消費(fèi)，其中化石能源消費(fèi)產(chǎn)生的生態(tài)足跡最大；安徽省生態(tài)承載力主要來源于耕地、建設(shè)用地和林地，其中，耕地提供的生態(tài)承載力最大；安徽省生態(tài)赤字主要來源于耕地、牧草地、化石能源用地，其中，化石能源消費(fèi)產(chǎn)生的生態(tài)赤字最大。

3.安徽省人均生態(tài)足跡的主要驅(qū)動(dòng)力因素有2個(gè)：一是第二產(chǎn)業(yè)比重，二是人均消費(fèi)支出。降低第二產(chǎn)業(yè)比重、減少人均消費(fèi)支出可以有效降低安徽省人均生態(tài)足跡。

(二)相關(guān)建議

為實(shí)現(xiàn)安徽省生態(tài)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展，依據(jù)研究結(jié)論，建議政府采取以下管控措施：

1.提高安徽省生態(tài)承載力。一是要對(duì)安徽省耕地、林地、建設(shè)用地等各類生物資源實(shí)行嚴(yán)格的保護(hù)制度，嚴(yán)禁破壞；二是要提高各類生物資源的使用效率、產(chǎn)出效率。要通過政策扶持、技術(shù)改進(jìn)等手段，提高農(nóng)、林、牧、漁等各產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)出效率，提高安徽省生態(tài)承載力；三是要優(yōu)化各類生物土地的結(jié)構(gòu)，在滿足各類產(chǎn)出的基礎(chǔ)上，將產(chǎn)出效率低的林地、草地等向耕地、建筑用地等產(chǎn)出效率高的土地類型轉(zhuǎn)變。

2.降低化石能源消費(fèi)?；茉聪M(fèi)是安徽省生態(tài)足跡的重要構(gòu)成要素，降低化石能源消費(fèi)可以有效降低安徽省生態(tài)足跡。首先，安徽省應(yīng)加大節(jié)能減排投資，研發(fā)并推廣節(jié)能減排技術(shù)，不斷提高化石能源利用效率；其次，應(yīng)積極發(fā)展新能源技術(shù)，用新能源代替?zhèn)鹘y(tǒng)的化石能源消耗，從源頭上降低生態(tài)足跡的產(chǎn)生。

3.優(yōu)化安徽產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。一是要通過大力發(fā)展第三產(chǎn)業(yè)，降低安徽經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)工業(yè)產(chǎn)值過度依賴的現(xiàn)狀；二是要調(diào)整安徽工業(yè)布局和結(jié)構(gòu)。通過合理規(guī)劃工業(yè)園區(qū)，引導(dǎo)園區(qū)內(nèi)企業(yè)實(shí)施清潔生產(chǎn)，發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)；三是要對(duì)現(xiàn)有工業(yè)企業(yè)進(jìn)行改造。通過政策引導(dǎo)，努力促進(jìn)傳統(tǒng)工業(yè)企業(yè)向高新企業(yè)轉(zhuǎn)型，對(duì)那些能源消耗大、經(jīng)濟(jì)效益差、環(huán)境污染重的企業(yè)采取關(guān)停并轉(zhuǎn)等措施。

4.引導(dǎo)區(qū)域內(nèi)居民綠色消費(fèi)。一是要加大綠色消費(fèi)宣傳，引導(dǎo)居民樹立綠色低碳消費(fèi)理念；二是通過政策引導(dǎo)，讓居民采用綠色低碳的出行方式，減少對(duì)電力、汽油等傳統(tǒng)能源的消耗；三是在飲食上，注重科學(xué)健康飲食，避免對(duì)糧食等各類生物資源的浪費(fèi)。