武漢城市圈生態(tài)足跡分析

摘要:根據(jù)武漢城市圈各城市1999-2008年統(tǒng)計(jì)年鑒的數(shù)據(jù)，運(yùn)用生態(tài)足跡模型對武漢城市圈各城市2008年的生態(tài)足跡進(jìn)行實(shí)證分析后顯示:2008年武漢城市圈各城市生態(tài)足跡差異較大，生態(tài)足跡供需結(jié)構(gòu)存在明顯的不對稱，雖然1999-2008年各城市資源利用效率有所提高，但仍然處于不可持續(xù)發(fā)展?fàn)顟B(tài)。

關(guān)鍵詞:武漢城市圈;兩型社會(huì);資源利用率

中圖分類號:F061.5 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1003-3890(2010)02-0061-05

生態(tài)足跡也稱“生態(tài)占用”，指維持一個(gè)人、地區(qū)、國家或者全球的生存所需要的或者能夠容納人類所排放廢物的、具有生物生產(chǎn)力的地域面積。生態(tài)足跡以定量的方法來評價(jià)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)和資源環(huán)境系統(tǒng)相互關(guān)系，它是衡量區(qū)域可持續(xù)發(fā)展的一個(gè)較好表征量。生態(tài)足跡模型由加拿大的生態(tài)學(xué)家William Rees和Wackernagel于1992年提出，隨后被廣大學(xué)者所接受和應(yīng)用，生態(tài)足跡模型不僅成功運(yùn)用于國家層面和地區(qū)，而且其研究也轉(zhuǎn)向更微觀的企業(yè)和行業(yè)層面。該模型在生產(chǎn)端，以生態(tài)承載力為指標(biāo)，度量研究區(qū)擁有的生物生產(chǎn)空間的多少;在消費(fèi)端，以生態(tài)足跡為指標(biāo)，度量生產(chǎn)一定人口消費(fèi)的資源吸納其排放廢棄物所需要的生物生產(chǎn)空間(包括生產(chǎn)性陸地和水域生態(tài)系統(tǒng))的面積。國內(nèi)眾多學(xué)者運(yùn)用應(yīng)用生態(tài)足跡模型對我國各地區(qū)的生態(tài)足跡進(jìn)行了相關(guān)研究，張桂賓和王安周計(jì)算出中部6省2004年人均生態(tài)足跡1.793hm2，生態(tài)承載力為0.488hm2.人-1，生態(tài)足跡需求與供給的比例為3.677∶1，人均生態(tài)赤字為1.305hm2，從而得出中部地區(qū)處于一種不可持續(xù)發(fā)展的結(jié)論。王輝等運(yùn)用生態(tài)足跡模型研究了中國32個(gè)地區(qū)的旅游環(huán)境承載力，并闡述了建立旅游生態(tài)足跡模型的出發(fā)點(diǎn)和今后的研究發(fā)展方向。陳惠雄等以浙江省為例實(shí)證了經(jīng)濟(jì)增長、生態(tài)足跡與可持續(xù)發(fā)展能力的相關(guān)性，對浙江省經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展能力構(gòu)成重大威脅并導(dǎo)致浙江省模式的經(jīng)濟(jì)—生態(tài)悖論乃至收入—幸福悖論的主要原因，是由企業(yè)規(guī)模小、技術(shù)含量低、要素使用權(quán)交易不公平以及受GDP中心發(fā)展觀主導(dǎo)的末端治理型工業(yè)化模式等因素造成的。縱觀以上研究成果筆者發(fā)現(xiàn):國內(nèi)少有學(xué)者研究武漢城市圈的生態(tài)足跡問題，以上研究均是以全球土地和水域的平均生產(chǎn)力為基準(zhǔn)來確定模型的參數(shù)，這種大尺度的口徑標(biāo)準(zhǔn)在研究中小規(guī)模的區(qū)域生態(tài)足跡時(shí)可能存在局限性，因此本文采用“省公頃”標(biāo)準(zhǔn)來計(jì)算武漢城市圈的生態(tài)足跡，以探究武漢城市圈的可持續(xù)發(fā)展。

一、生態(tài)足跡模型簡介

該模型有兩個(gè)基本假設(shè):(1)消費(fèi)的絕大多數(shù)資源及其所產(chǎn)生的廢物的量是可以追蹤、獲知的;(2)能將這些資源和廢物的量轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的生態(tài)生產(chǎn)性面積。因此，既定人口區(qū)域的生態(tài)足跡即是生產(chǎn)這些人口所消費(fèi)的資源和這些人口產(chǎn)生廢棄物所需要的生物生產(chǎn)面積。生物生產(chǎn)性面積主要的6種類型是:可耕地(arable land)、林地(for2est)、草地(pasture)、化石燃料用地(fossil energy land)、建筑用地(build-up areas)和水域(water area)。

(一)生態(tài)足跡計(jì)算

生態(tài)足跡(Ecological Footp rint，EF)可以表示為:

第i種消費(fèi)項(xiàng)目的年生產(chǎn)量;Ii為第i種消費(fèi)項(xiàng)目的年進(jìn)口量;Ei為第i種消費(fèi)項(xiàng)目的年出口量;Yi為第i種消費(fèi)項(xiàng)生產(chǎn)力;Qi是指第i類土地的總生物產(chǎn)量;Si是指第i類土地的生物生產(chǎn)面積;Pik指第i類土地的第k種生物產(chǎn)品產(chǎn)量;?姿ki指第i類土地上第k種生物產(chǎn)品的單位熱值。經(jīng)典的全球公頃模型中以全球公頃的大口徑進(jìn)行計(jì)算忽略了在國家層面上的區(qū)域經(jīng)濟(jì)、生態(tài)內(nèi)部的差異性，特別是對單個(gè)省份和城市的生態(tài)足跡分析時(shí)運(yùn)用全球公頃的大口徑具有很大的局限性，另外武漢城市圈的資源稟賦、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、生態(tài)類型等基本可以代表湖北省的整體情況，因此文中采用省域公頃口徑。

(二)生態(tài)承載力計(jì)算

由于不同城市的資源稟賦和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的空間分布有所不同，因此單位的可耕地、林地、草地、化石燃料用地、建筑用地和水域的生態(tài)生產(chǎn)能力差異較大，并且同類的生產(chǎn)性土地單位面積生態(tài)生產(chǎn)能力也有一定的差異。因此各地的同類生物生產(chǎn)性土地的實(shí)際面積也不能直接對比，需要乘以一個(gè)轉(zhuǎn)換系數(shù)———產(chǎn)量因子，在這里產(chǎn)量因子(?茁ji)描述的是各地市的某類土地的平均生產(chǎn)力與省域同類土地的平均生產(chǎn)力水平的差異，綜合反應(yīng)了特定地域的環(huán)境和社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素。產(chǎn)量因子的具體計(jì)算方法如下:

物產(chǎn)量;(Pik)j指j市第i類土地的第k種生物產(chǎn)品產(chǎn)量;Sij是指j市第i類土地的生物生產(chǎn)面積。一般出于謹(jǐn)慎性考慮，生態(tài)承載力的計(jì)算需要扣除12%的生物多樣性保護(hù)面積。

EC=N∑(Ai)?茁ij?琢i=N∑(Pi+Ii-Ei/Yi)?茁ij?琢i(4)

在(4)式中EC為總生態(tài)承載力。

二、武漢城市圈生態(tài)足跡實(shí)證分析

(一)研究區(qū)域基本概況

武漢城市圈，又稱“1+8”城市圈，是指以武漢市為圓心，包括黃石、鄂州、黃岡、孝感、咸寧、仙桃、天門、潛江周邊8個(gè)城市所組成的城市圈。以武漢市為城市圈中心城市，黃石市為城市圈副中心城市。2005-2007年武漢城市圈人口數(shù)分別達(dá)到3 080萬、3 112萬、3 141萬，同期湖北省總?cè)丝跀?shù)是6 031萬、6 050萬、6 070萬。2005-2007年武漢城市圈人口占湖北省總?cè)丝诘谋戎胤謩e是51.1%、51.4%、51.7%，呈逐年增加趨勢。目前，武漢城市圈經(jīng)濟(jì)總量連續(xù)3年保持15%左右的增幅，占湖北省GDP總量穩(wěn)定在60%左右，武漢城市圈無論是經(jīng)濟(jì)規(guī)模還是經(jīng)濟(jì)發(fā)展質(zhì)量，在全省社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中都占有舉足輕重的地位，是湖北省產(chǎn)業(yè)和生產(chǎn)要素最密集、最具活力的地區(qū)，是中國中部地區(qū)最具發(fā)展?jié)摿Φ膮^(qū)域之一。其中武漢市是中部6省中唯一的副省級城市，其經(jīng)濟(jì)總量、生產(chǎn)規(guī)模、發(fā)展質(zhì)量和體制基礎(chǔ)，在中部6省省會(huì)城市中均具有明顯優(yōu)勢，綜合經(jīng)濟(jì)實(shí)力在中部地區(qū)城市中居于首位。但是，隨著武漢城市圈經(jīng)濟(jì)實(shí)力的快速提升，經(jīng)濟(jì)發(fā)展與環(huán)境資源之間的矛盾也日益突出，武漢城市圈普遍存在資源短缺現(xiàn)象，資源浪費(fèi)和環(huán)境日益惡化等問題日益嚴(yán)重，資源、環(huán)境和經(jīng)濟(jì)三者之間的協(xié)調(diào)發(fā)展面臨巨大的壓力。2007年12月14日，國務(wù)院正式批準(zhǔn)武漢城市圈成為“兩型社會(huì)”建設(shè)綜合配套改革試驗(yàn)區(qū)，要求武漢城市圈創(chuàng)建資源節(jié)約型和環(huán)境友好型的兩型社會(huì)，實(shí)現(xiàn)區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展。

(二)武漢市2008年人均生態(tài)足跡分析

根據(jù)“省公頃”標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算出武漢市2008年人均生態(tài)足跡如表1所示。從人均生態(tài)足跡需求結(jié)構(gòu)來看，土地需求空間最大的是耕地和化石原料用地及草地，分別占到總需求的26.4%、21.1%和35.9%，其他需求只占16.6%，這表明武漢市的生態(tài)消費(fèi)主要以草地、耕地和化石原料為主，草地占到35.5%說明武漢市的總體消費(fèi)水平相對較高，但表明這種較高的生活質(zhì)量是以消費(fèi)資源存量為代價(jià)的。顯然，2008年武漢市的生態(tài)環(huán)境存在較大的壓力風(fēng)險(xiǎn)，六種不同類型的可生產(chǎn)性土地生態(tài)需求(人均生態(tài)足跡)與生態(tài)供給(生態(tài)承載力)比分別為:2.51∶1;1.08∶1;1061.57∶1;2.20∶1;0.04∶1;5.22∶1，總需求與總供給比為2.73∶1。這表明:2008年武漢市草地和水域資源生態(tài)供需比最為突出，武漢市作為中國水資源最為豐富的城市之一卻面臨水域生產(chǎn)性土地的嚴(yán)重供給不足;另一方面豬肉等畜牧產(chǎn)品的強(qiáng)勁需求和草地生產(chǎn)性土地的嚴(yán)重不足之間的矛盾突出。雖然近年來武漢市在環(huán)境保護(hù)方面突入了大量的資金，但隨著人口膨脹、環(huán)境污染、城市擁擠等現(xiàn)象的出現(xiàn)，武漢市的5大類生產(chǎn)性土地(除建筑用地外)均出現(xiàn)供不應(yīng)求的狀況，經(jīng)濟(jì)發(fā)展與環(huán)境的不協(xié)調(diào)關(guān)系依然存在，雖然這一關(guān)系近年來已經(jīng)有所改善。

(三)2008年武漢城市圈各城市生態(tài)足跡差異分析

表2的計(jì)算結(jié)果表明:2008年武漢城市圈各城市的生態(tài)足跡有較大差異，武漢城市圈的生態(tài)足跡供需結(jié)構(gòu)存在明顯的不對稱，各城市的人口生活質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)發(fā)展對環(huán)境的依賴度均有較大差異，生態(tài)足跡均超過其生態(tài)承載力。從生態(tài)足跡來看，生態(tài)足跡值區(qū)間為:0.8047~2.0703(hm2)，生態(tài)需求最大值(武漢市)是生態(tài)需求最小值(咸寧市)的2.57倍，其中黃石和鄂州兩市的生態(tài)需求均為1.75以上，明顯高于其他城市(除武漢市)，這與各城市的人口、城市規(guī)模及產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)有關(guān)。2008年武漢市的戶籍人口超過833萬，城市擁擠、環(huán)境污染等現(xiàn)象日益嚴(yán)重，人口對環(huán)境和資源的依賴程度越來越大。同時(shí)武漢市是中國重要的制造業(yè)基地，第二產(chǎn)業(yè)占總產(chǎn)值的46%，對能源的依賴度較大。作為傳統(tǒng)的工業(yè)城市黃石和鄂州來說，第二產(chǎn)業(yè)一直保持其支柱產(chǎn)業(yè)地位，經(jīng)濟(jì)發(fā)展與環(huán)境和資源的矛盾日益突出。各城市生態(tài)承載力的差異性并不明顯，其中黃石和鄂州兩市的生態(tài)承載力相對最小，反映出兩城市傳統(tǒng)工業(yè)城市長期以來的資源過度開發(fā)和經(jīng)濟(jì)活動(dòng)強(qiáng)度過大所帶來的生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)的破環(huán)和相對較脆弱的環(huán)境承載力。從生物資源消費(fèi)用地來看，主要以農(nóng)業(yè)為主的黃岡和咸寧兩城市生物資源消費(fèi)用地均超過60%，分別達(dá)到64.5%和62.3%，兩城市對資源的消耗較小，對環(huán)境和能源消耗的依賴程度相對較小，近幾年兩城市大力發(fā)展農(nóng)業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)和紅色旅游經(jīng)濟(jì)，已經(jīng)取得了一定的經(jīng)濟(jì)效益。其中武漢，黃石和鄂州三市的生物資源消耗均在40%以下，這說明三城市對以化石原料為代表的能源生產(chǎn)性土地的消耗依賴度較大，經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展以消耗大量的能源為代價(jià)。總體來看，武漢城市圈的生態(tài)需求超過其生態(tài)承載力，生態(tài)赤字較為嚴(yán)重，處于生態(tài)不可持續(xù)發(fā)展?fàn)顟B(tài)。

(四)武漢城市圈各城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展質(zhì)量動(dòng)態(tài)分析

本文采用1999-2008年10年間的數(shù)據(jù)來計(jì)算了各城市萬元GDP的生態(tài)足跡(人均GDP除以人均生態(tài)足跡)，萬元GDP的生態(tài)足跡能較好反映經(jīng)濟(jì)發(fā)展的質(zhì)量，萬元GDP的生態(tài)足跡需求量越大，說明資源的利用效率越低。計(jì)算結(jié)果(見表3)表明:1999-2008年10年間武漢城市圈各城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展質(zhì)量有明顯的提高，各城市萬元GDP的生態(tài)足跡均呈現(xiàn)下降趨勢。其中武漢市，黃石市和鄂州市的資源利用效率較高，分別從1999年的0.8347、0.9364、0.9411下降到2008年的0.5695、0.6759、0.6987。絕對年平均降幅分別為:0.029、0.029、0.027，10年間經(jīng)濟(jì)發(fā)展質(zhì)量逐年提高。武漢市的萬元GDP的生態(tài)足跡在同一年均低于其他城市，說明產(chǎn)出相同單位的產(chǎn)出其他城市消耗了更多的資源，這顯示出武漢在經(jīng)濟(jì)絕對總量上和經(jīng)濟(jì)發(fā)展質(zhì)量上均具有絕對的優(yōu)勢。其他城市如黃岡和咸寧，以農(nóng)業(yè)為主的產(chǎn)業(yè)格局決定了產(chǎn)業(yè)附加值低，產(chǎn)出相同付出的環(huán)境和生態(tài)代價(jià)更大。同時(shí)我們可以看出，在武漢城市圈9個(gè)城市中，經(jīng)濟(jì)越發(fā)達(dá)的城市資源利用的效率越高，因?yàn)閷τ谏鷳B(tài)環(huán)境的補(bǔ)償和改善需要大量的財(cái)政投入，作為經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的城市在財(cái)政上具有絕對的優(yōu)勢，相對欠發(fā)達(dá)的城市在生態(tài)環(huán)境建設(shè)投入，農(nóng)業(yè)技術(shù)應(yīng)用，科技創(chuàng)新和制度供給上處于劣勢。

三、結(jié)論和建議

本文根據(jù)省公頃口徑生態(tài)足跡模型計(jì)算了2008年武漢城市圈各城市的生態(tài)足跡和生態(tài)承載力發(fā)現(xiàn):武漢城市圈的生態(tài)需求遠(yuǎn)大于生態(tài)承載力，人口與資源，經(jīng)濟(jì)發(fā)展與資源環(huán)境的矛盾日益突出;通過計(jì)算1999-2008年武漢城市圈萬元GDP的生態(tài)足跡發(fā)現(xiàn):雖然10年間武漢城市圈各城市的經(jīng)濟(jì)增長質(zhì)量有逐年提高的趨勢，但仍然處于不可持續(xù)發(fā)展的狀態(tài)。當(dāng)前正是中部崛起實(shí)現(xiàn)趕超的絕佳時(shí)期，而武漢城市圈作為中部區(qū)域經(jīng)濟(jì)重要的經(jīng)濟(jì)增長極，對于實(shí)現(xiàn)中部地區(qū)整體經(jīng)濟(jì)實(shí)力提升實(shí)現(xiàn)中部區(qū)域經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展具有重大的戰(zhàn)略意義。鑒于以上情況建議如下:

1. 建立一整套的生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制。一方面要堅(jiān)持“誰開發(fā)誰保護(hù)，誰破壞誰恢復(fù)，誰受益誰補(bǔ)償，誰污染誰付費(fèi)”的生態(tài)補(bǔ)償基本原則和建立多層次的補(bǔ)償生態(tài)主體是確保補(bǔ)償資金多元化的重要保障的原則，加強(qiáng)排污費(fèi)的征收和稽查力度，加強(qiáng)管理資源稅的合理使用，重點(diǎn)保護(hù)武漢城市圈耕地、林地、水域等生產(chǎn)型土地。另一方面要積極探索市場化的生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制，在武漢城市圈內(nèi)逐步建立污染物排放指標(biāo)有償分配和排污權(quán)有償交易，通過政府引導(dǎo)和市場調(diào)節(jié)使資源有價(jià)化得到更加有效的配置和保護(hù)。

2. 加大對生態(tài)基礎(chǔ)建設(shè)的投入力度。資金投入不足是武漢城市圈生態(tài)建設(shè)的瓶頸之一，各級政府可嘗試建立一個(gè)專門的生態(tài)發(fā)展建設(shè)基金，省、市縣級財(cái)政每年向該基金投入基本發(fā)展金，同時(shí)積極開拓資金籌備渠道，加強(qiáng)國際合作，努力爭取國際組織如世界銀行、亞洲開發(fā)銀行和聯(lián)合國糧農(nóng)組織等的項(xiàng)目支持。

3. 積極調(diào)整產(chǎn)業(yè)總體布局和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級。一方面要積極做好承接?xùn)|部沿海地區(qū)相關(guān)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移，特別注意的是在發(fā)展第二產(chǎn)業(yè)的同時(shí)，要加快第二產(chǎn)業(yè)的技術(shù)更新和創(chuàng)新能力，建立起一套低能耗、高附加值的新型工業(yè)產(chǎn)業(yè)體系。既要快速實(shí)現(xiàn)工業(yè)化和城市化進(jìn)程，又要實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)和環(huán)境資源的可持續(xù)發(fā)展。另一方面，各城市應(yīng)根據(jù)四類主體功能區(qū)和生態(tài)環(huán)境功能的規(guī)劃要求，逐步形成功能定位清晰，發(fā)展和開發(fā)秩序良好，經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和人口資源環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展。

4. 控制人口增長，轉(zhuǎn)變?nèi)丝谙M(fèi)和生活方式，依靠科技創(chuàng)新提高單位土地面積的產(chǎn)出率。人口增長是導(dǎo)致生態(tài)承載力下降的主要原因之一，通過宣傳改變?nèi)藗兊纳a(chǎn)和生活方式，更新消費(fèi)觀念，提倡綠色環(huán)保的消費(fèi)和生活方式。同時(shí)要充分利用好武漢市優(yōu)越的科研教育資源，促進(jìn)產(chǎn)學(xué)研一體化，大力推廣新型技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的運(yùn)用。

5. 大力推行可持續(xù)發(fā)展的縣域循環(huán)經(jīng)濟(jì)，發(fā)展紅色旅游經(jīng)濟(jì)為代表的第三產(chǎn)業(yè)。武漢城市圈中多數(shù)城市農(nóng)業(yè)仍然為當(dāng)?shù)氐幕A(chǔ)性產(chǎn)業(yè)，要盡快轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)耕作方式，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的空間集聚度，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)規(guī)模化生產(chǎn)，以縣和中心城鎮(zhèn)為單位發(fā)展循環(huán)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)。同時(shí)依托黃岡等革命老區(qū)紅色旅游資源，打造一條鄂東紅色旅游產(chǎn)業(yè)，實(shí)現(xiàn)第三產(chǎn)業(yè)的提升。

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責(zé)任編輯:學(xué) 詩

責(zé)任校對:何 軍

Ecological Footprint Analysis of Wuhan City Circle

Zhang Ke， Wang Ruoyang， Liu Chao

(School of Management， Shanghai University of Science and Technology， Shanghai 200090， China)

Abstract: According to the Statistical Yearbook 1999-2008 data of Wuhan city circle， using the ecological footprint model to calculate the ecological footprint and ecological footprint of the cities of Wuhan Circle in 2008. The analysis showes that: in 2008， there is a big difference in different ecological footprints of the cities of Wuhan city circle， ecological footprint of supply and demand structure exists an obvious asymmetry， although the 1999-2008 resource efficiency in cities has increased， but still in the state of unsustainable development.

Key words: Wuhan city circle; two-oriented society; resource utilization rate