東港市生態(tài)足跡分析

摘 要:生態(tài)足跡法是度量可持續(xù)發(fā)展程度的一種新型的理論方法，反應(yīng)了人類(lèi)對(duì)自然的利用程度。文章利用生態(tài)足跡模型計(jì)算了東港市1996年-2004年的生態(tài)足跡和生態(tài)承載力，結(jié)果表明:東港市生態(tài)赤字水平低于全國(guó)平均水平，生態(tài)環(huán)境相對(duì)較好;但生態(tài)赤字逐年增加，為東港市可持續(xù)發(fā)展敲響了警鐘。因此，在制定東港市未來(lái)發(fā)展戰(zhàn)略時(shí)，要特別注意環(huán)境的保護(hù)，保證其可持續(xù)發(fā)展。

關(guān)鍵詞:生態(tài)足跡 生態(tài)承載力 東港市

中圖分類(lèi)號(hào):F205文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A

文章編號(hào):1004-4914(2010)04-265-03

一、引言

生態(tài)足跡是加拿大環(huán)境經(jīng)濟(jì)學(xué)家William和Wackernagel于20世紀(jì)90年代提出的用生物物理量定量描述生態(tài)承載力，并以此度量可持續(xù)發(fā)展程度的一種新型的理論方法。由于生態(tài)足跡計(jì)算結(jié)果直觀，具有區(qū)域可比性，其問(wèn)世以來(lái)，計(jì)算方法得到廣泛應(yīng)用。

東港市地處遼東半島西端，南臨黃海，東依鴨綠江，隔江隔海與朝鮮半島相望，地理位置特殊，具有沿江、沿海、沿邊的區(qū)位優(yōu)勢(shì)，自然資源豐富，旅游資源獨(dú)具特色。近年來(lái)社會(huì)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的同時(shí)，資源環(huán)境的矛盾日益突出，環(huán)境污染、生態(tài)退化，資源短缺、環(huán)境容量有限，生態(tài)環(huán)境建設(shè)壓力巨大。協(xié)調(diào)好土地利用和生態(tài)環(huán)境保護(hù)的關(guān)系，建立科學(xué)、合理的土地資源可持續(xù)利用模式，是東港市經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的客觀需要。我們根據(jù)生態(tài)足跡原理和計(jì)算方法對(duì)東港市1996年-2004年的生態(tài)足跡變化進(jìn)行分析，計(jì)算其土地生態(tài)承載力，旨在揭示土地生態(tài)承載力和資源利用強(qiáng)度的變化過(guò)程及其原因，為土地可持續(xù)利用提供參考。

二、生態(tài)足跡的定義和計(jì)算方法

1.生態(tài)足跡的概念和原理。任何已知人口(個(gè)人、城市、國(guó)家、社區(qū))的生態(tài)足跡是生產(chǎn)相應(yīng)人口消費(fèi)的所有資源和消納所產(chǎn)生的廢物所需要的生態(tài)生產(chǎn)性土地面積。它代表了既定技術(shù)條件和消費(fèi)水平下特定人口對(duì)環(huán)境的影響規(guī)模和持續(xù)生存對(duì)環(huán)境提出的需求。生物生產(chǎn)性土地是指具有生物生產(chǎn)能力的土地或水體。人類(lèi)為維持生存所消費(fèi)的各種產(chǎn)品、資源和服務(wù)的量都可追溯到提供生產(chǎn)該消費(fèi)所需的原始物質(zhì)與能量的生態(tài)生產(chǎn)性土地面積，而自然所能提供的為人類(lèi)所利用的生態(tài)生產(chǎn)性土地面積則為生態(tài)足跡的供給即生態(tài)承載力。若一個(gè)地區(qū)的生態(tài)承載力小于生態(tài)足跡，則出現(xiàn)生態(tài)赤字，說(shuō)明該地區(qū)發(fā)展模式處于相對(duì)不可持續(xù)狀態(tài);反之，則出現(xiàn)生態(tài)盈余，說(shuō)明該地區(qū)發(fā)展模式處于相對(duì)可持續(xù)性狀態(tài)。

2.生態(tài)足跡的計(jì)算方法。生態(tài)足跡模型的計(jì)算分為生態(tài)足跡和生態(tài)承載力兩部分。生態(tài)足跡分析在計(jì)算中把人類(lèi)使用的生物生產(chǎn)面積分為:化石燃料土地、耕地、林地、草地、建筑用地和水域6種類(lèi)型。在生態(tài)占用的計(jì)算中，將各類(lèi)型的生態(tài)系統(tǒng)面積乘以一個(gè)均衡因子，調(diào)整為具有全球生態(tài)系統(tǒng)平均生產(chǎn)力的、可以直接相加的生態(tài)系統(tǒng)的面積。目前采用的均衡因子為耕地和建筑用地為2.8，林地和化石燃料用地為1.1，草地0.5，水域0.2。

在計(jì)算生態(tài)承載力時(shí)，Wackernagel引入產(chǎn)量因子的概念，產(chǎn)量因子等于給定區(qū)域的生態(tài)生產(chǎn)性土地的生產(chǎn)量與同類(lèi)型生態(tài)生產(chǎn)性土地全球平均生產(chǎn)量的比值，反映了區(qū)域平均生產(chǎn)量。我們?cè)谟?jì)算中，產(chǎn)量因子采用Wackermagel等對(duì)中國(guó)生態(tài)足跡計(jì)算式的取值，耕地、建筑用地為1.66，草地為0.19，林地為0.91。

生態(tài)足跡的計(jì)算步驟公式為:

Aai=ci/pi=(Oi+Ii-Ei)/(Pi×N)

式中:aai為人均i種交易商品折算的生物生產(chǎn)面積(hm2);ci為i種商品的人均年消費(fèi)量(kg);pi為i種消費(fèi)商品的年平均生產(chǎn)能力(kg·hm-2);N為人口數(shù)(人);Oi為i種消費(fèi)品的年生產(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)目的出口量;i為消費(fèi)商品和投入的類(lèi)型;ef為人均生態(tài)足跡，rj為第j類(lèi)生產(chǎn)性土地均衡因子;j為生物生產(chǎn)性土地類(lèi)型;F為區(qū)域生態(tài)足跡;N為區(qū)域總?cè)丝跀?shù)。

生態(tài)承載力的計(jì)算公式為:

式中，ec為人均生態(tài)承載力(hm2/人);rj為均衡因子;yj為產(chǎn)量因子;aj為人均占有的第j類(lèi)生物生產(chǎn)土地面積(hm2/人)，EC為區(qū)域生態(tài)承載力(hm2);N為區(qū)域總?cè)丝跀?shù)。

三、東港市土地生態(tài)承載力評(píng)價(jià)

1.東港市的生態(tài)足跡的計(jì)算。根據(jù)生態(tài)足跡的理論與方法，結(jié)合東港市1996年-2004年的消費(fèi)資料，對(duì)該地區(qū)近幾年的生態(tài)占用進(jìn)行計(jì)算和分析。東港市的生態(tài)足跡計(jì)算包括兩部分:生物資源消費(fèi)和能源消費(fèi)。生物資源消費(fèi)主要包括農(nóng)產(chǎn)品、動(dòng)物產(chǎn)品和林產(chǎn)品，能源消費(fèi)部分主要包括煤炭、焦炭、汽油、柴油、燃料油、電力。在生物資源消費(fèi)的計(jì)算中，生物資源消費(fèi)折算面積采用聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織1993年計(jì)算的有關(guān)生物資源的世界平均產(chǎn)量資料，將東港市1996年-2004年歷年的消費(fèi)轉(zhuǎn)化為提供這種消費(fèi)需要的生物生產(chǎn)面積，計(jì)算歷年生物資源的生態(tài)占用。能源消費(fèi)采用世界上單位化石能源土地面積的平均發(fā)熱量為標(biāo)準(zhǔn)，將當(dāng)?shù)啬茉聪M(fèi)所消耗的熱量折算成一定的化石能源土地面積，計(jì)算出歷年的能源消費(fèi)的生態(tài)占用。將東港市不同年份生物生產(chǎn)性土地面積進(jìn)行分類(lèi)匯總，并進(jìn)行均衡因子的修正，最終得到東港市1996年-2004年的人均生態(tài)足跡(如表1)。

由人均生態(tài)足跡(表1)分析，1996年-2004年?yáng)|港市人均生態(tài)足跡呈上升的趨勢(shì)。從1996年的0.73568hm2上升到2004年的1.01350hm2，變化率達(dá)37.76%，年均變化率4.72%。從人均生態(tài)足跡的類(lèi)型結(jié)構(gòu)來(lái)看，東港市生態(tài)占用主要的土地類(lèi)型為耕地，且9年來(lái)高于其他類(lèi)型的生物生產(chǎn)性土地面積。耕地的生態(tài)足跡占總?cè)司鷳B(tài)占用的87.9%，且在1996年-2004年之間人均生態(tài)足跡出現(xiàn)上升。因此，耕地的人均生態(tài)占用影響著總生態(tài)占用的變化趨勢(shì)。在2004年耕地的人均生態(tài)足跡達(dá)到0.89088hm2/人，是1996年的1.354倍，這表明東港市人民的生活質(zhì)量明顯提高。其次，化石能源用地增長(zhǎng)的速度較快，從1996年的0.0212hm2/人增加到2004年的0.05218hm2/人，增長(zhǎng)速度為2.46，這表明東港市的工業(yè)化正在快速發(fā)展。

2.東港市生態(tài)承載力的計(jì)算。根據(jù)東港市1996年-2004年土地利用變更調(diào)查數(shù)據(jù)，采用生態(tài)承載力計(jì)算模型，對(duì)人均擁有的各類(lèi)生物生產(chǎn)型面積乘以均衡因子和產(chǎn)量因子，扣除12%的生物多樣性保護(hù)面積后，得到東港市1996年-2004年人均生態(tài)承載力(表2)。計(jì)算中產(chǎn)量因子采用Wackernagel等對(duì)中國(guó)生態(tài)足跡計(jì)算時(shí)的取值，耕地、建筑用地均為1.66，草地0.19，林地0.91。

從人均生態(tài)承載力(表2)來(lái)看，1996年-2004年?yáng)|港市人均生態(tài)承載力雖然也有上升，但上升的幅度不大。人均生態(tài)承載力從1996年0.67786hm2上升到2004年的0.69687hm2，總變化率為2.8%，年均上升0.35%。從人均生態(tài)承載力的類(lèi)型結(jié)構(gòu)來(lái)看，除生物多樣性保護(hù)占用的生態(tài)空間外，東港市可耕地和林地生態(tài)空間供給面積較大，即生態(tài)承載力較大，其他地類(lèi)較小，這是由東港市的土地資源特點(diǎn)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展條件決定的。耕地生態(tài)承載力從1996年的0.64524hm2/人上升到2004年的0.65868 hm2/人，9年共上升了2.08%。林地生態(tài)承載力則從1996年的1.0868hm2/人上升到到2004年的0.08815hm2/人，化石能源和建設(shè)用地的生態(tài)承載力也有小幅度的增加。從上面分析中可以看出，東港市還是一個(gè)傳統(tǒng)意義上的農(nóng)業(yè)城市，其變化趨勢(shì)表明東港市的耕地資源保護(hù)面臨的壓力越來(lái)越大，林地生態(tài)承載力的變化表明東港市林地資源正在逐步得到保護(hù)，建筑用地的變化主要是由于人口增加、城市化進(jìn)程不斷加快的原因，水域和化石能源地生態(tài)承載力的變化，主要與人類(lèi)的不斷開(kāi)發(fā)利用有關(guān)。

3.東港市生態(tài)赤字分析。將計(jì)算的東港市歷年生態(tài)足跡與生態(tài)承載力進(jìn)行對(duì)比，可以得到人類(lèi)生產(chǎn)活動(dòng)對(duì)自然地的占用與自然提供的生態(tài)服務(wù)狀態(tài)之間的相互關(guān)系。

(1)從計(jì)算結(jié)果來(lái)看，從1996年-2004年，東港市人均生態(tài)足跡逐年上升，8年生態(tài)足跡增加了37.76%，人均生態(tài)承載力雖然也有增加，但幅度不大，僅有2.81%。該地區(qū)人均生態(tài)占用出現(xiàn)赤字，且呈現(xiàn)增長(zhǎng)的趨勢(shì)，到2004年，人均生態(tài)赤字高達(dá)0.31663hm2，這意味著該地區(qū)發(fā)展所占用的生態(tài)服務(wù)超過(guò)了區(qū)域本身所能夠提供的生態(tài)服務(wù)，經(jīng)濟(jì)的發(fā)展呈現(xiàn)不可持續(xù)性，這對(duì)該地區(qū)的發(fā)展是十分不利的。從人均生態(tài)赤字的類(lèi)型結(jié)構(gòu)來(lái)看，林地、水域?yàn)槿司鷳B(tài)盈余。水域的生態(tài)盈余沒(méi)有明顯變化，林地的生態(tài)盈余則大體上呈現(xiàn)逐漸變小的趨勢(shì)，表明人類(lèi)對(duì)林地的需求量加大。耕地與化石能源生態(tài)赤字較大，導(dǎo)致人均生態(tài)赤字的出現(xiàn)。自然的供給不能完全滿足人類(lèi)的需要，超出其生態(tài)承載力。分析生態(tài)赤字出現(xiàn)的原因，主要是人均生態(tài)承載力低，城鄉(xiāng)居民的生活水平有所上升，生活質(zhì)量提高，加大了對(duì)資源的消耗，使得生態(tài)足跡不斷加大。

(2)為了能直觀地反映東港市生物生產(chǎn)面積的利用效率，計(jì)算得到東港市1996年-2004年的萬(wàn)元GDP生態(tài)足跡如表3:

生物生產(chǎn)性土地生產(chǎn)潛力的大小，決定著在一定的經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件下(特別是一定的消費(fèi)水平和生活質(zhì)量下)特定區(qū)域可承載的人口數(shù)量。經(jīng)濟(jì)技術(shù)的進(jìn)步在一定程度上則可以增加區(qū)域可承載人口的數(shù)量，但傳統(tǒng)意義上的生態(tài)足跡計(jì)算方法并沒(méi)有考慮到技術(shù)進(jìn)步對(duì)區(qū)域可承載人口的影響。我們通過(guò)引用萬(wàn)元GDP的生態(tài)足跡來(lái)反映經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)和技術(shù)進(jìn)步對(duì)可持續(xù)發(fā)展的影響。萬(wàn)元GDP的生態(tài)足跡可以用“生態(tài)足跡”除以“地區(qū)GDP”來(lái)獲得。萬(wàn)元GDP的生態(tài)足跡能夠反映對(duì)資源利用效率的高低，萬(wàn)元GDP的生態(tài)足跡越高，說(shuō)明對(duì)資源利用效率越低;反之，則對(duì)資源的利用效率越高。

由表3可知，萬(wàn)元GDP生態(tài)足跡由高向低，即表明東港市這9年是向區(qū)域生物生產(chǎn)面積利用效率提高的趨勢(shì)發(fā)展，這是與近年來(lái)隨著改革的不斷深入，東港市經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r有所好轉(zhuǎn)，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整正在逐步進(jìn)行，產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力有所提高的現(xiàn)狀較吻合的。經(jīng)濟(jì)越發(fā)展，其萬(wàn)元GDP的生態(tài)足跡需求就會(huì)越小。相比較單純依賴農(nóng)牧業(yè)經(jīng)濟(jì)及自然生態(tài)環(huán)境惡劣的地區(qū)，工業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展能較大地提高資源的利用效率。這說(shuō)明作為以農(nóng)業(yè)為主導(dǎo)的城市，東港市的發(fā)展仍然是具有較大的潛力的。

4.東港市生態(tài)足跡與其他地區(qū)的比較。將東港市1999年生態(tài)足跡現(xiàn)狀與世界上其他地區(qū)1999年生態(tài)足跡現(xiàn)狀相比，橫向分析東港市生態(tài)足跡情況。從人均生態(tài)占用來(lái)看，美國(guó)、德國(guó)、日本、新加坡等國(guó)家的人均生態(tài)占用較大，東港市與之相比較小，這主要是因?yàn)闁|港市處于發(fā)展中國(guó)家中，人均消費(fèi)水平仍然很低，人均生態(tài)占用反映了一個(gè)地區(qū)的人口對(duì)資源的消耗強(qiáng)度，人均生態(tài)占用越大，利用的資源越多，資源消耗強(qiáng)度越大。從人均生態(tài)承載力來(lái)看，中國(guó)的上海、江蘇、浙江等人均生態(tài)承載力均小于東港市，而前者的城市化水平相對(duì)較高，是造成人均生態(tài)承載力小的最主要原因。東港市城市化水平低，因而人均生態(tài)承載力高于這幾個(gè)城市。從人均生態(tài)赤字來(lái)看，城市化水平較高的美國(guó)、日本及中國(guó)的上海、北京生態(tài)赤字相應(yīng)較高，屬于人均水平虧缺大的區(qū)域，這主要是由于區(qū)域人口密度大，生態(tài)承載力小造成的。與全中國(guó)水平相比，東港市人均生態(tài)占用小于全國(guó)平均水平，生態(tài)承載力卻高于全國(guó)水平，這表明東港市的生態(tài)環(huán)境建設(shè)還是相對(duì)較好的。然而，東港市作為沿海城市，其消耗的自然資本存量雖然低于全國(guó)平均水平，但其增長(zhǎng)十分迅速，生態(tài)赤字也有加大的趨勢(shì)。生態(tài)赤字的出現(xiàn)并且不斷增大，表明東港市目前的發(fā)展模式處于不可持續(xù)的狀態(tài)，這對(duì)其生態(tài)建設(shè)十分不利，為東港市未來(lái)發(fā)展敲響了警鐘。因此，在制定東港市未來(lái)發(fā)展戰(zhàn)略時(shí)，要特別注意環(huán)境的保護(hù)，保證其可持續(xù)發(fā)展。通過(guò)對(duì)東港市的生態(tài)足跡分析，也可以發(fā)現(xiàn)一些問(wèn)題。首先，生態(tài)足跡計(jì)算的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)是統(tǒng)計(jì)資料，數(shù)據(jù)獲取的準(zhǔn)確與否直接影響評(píng)價(jià)結(jié)果的正確性與可信度。我們因?yàn)閿?shù)據(jù)的可獲得性，計(jì)算結(jié)果雖然與實(shí)際有所出入，但作為對(duì)一段時(shí)期的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比得出結(jié)論，數(shù)據(jù)的不全面對(duì)其結(jié)果不會(huì)產(chǎn)生明顯的影響。其次，生態(tài)足跡無(wú)法反映人類(lèi)活動(dòng)方式改變以及技術(shù)水平提高對(duì)生態(tài)足跡的影響。因此，我們的數(shù)據(jù)只是作為了解東港市生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀的參考，不能對(duì)涉及可持續(xù)發(fā)展的其他方面作全面衡量。再次，均衡因子和產(chǎn)量因子的確定，存在一定誤差。均衡因子和產(chǎn)量因子對(duì)生態(tài)足跡的計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性起決定性作用，為了方便與國(guó)內(nèi)外已有的研究成果進(jìn)行對(duì)比，我們也按照國(guó)內(nèi)外關(guān)于生態(tài)足跡研究的慣例做法，采用了基于全球平均水平的均衡因子和產(chǎn)量因子，計(jì)算誤差不可避免。這也是目前國(guó)內(nèi)外生態(tài)足跡研究中普遍存在的問(wèn)題，是今后研究需要改進(jìn)的地方。

四、結(jié)論

我們通過(guò)對(duì)東港市生態(tài)足跡進(jìn)行分析，可以得出以下結(jié)論:東港市由于城市化水平低，人均消費(fèi)水平也較低，導(dǎo)致人均生態(tài)占用較低，它得益于沿海得天獨(dú)厚的地理?xiàng)l件及耕地所占比例較高，東港市人均生態(tài)承載力高于全國(guó)平均水平，使得生態(tài)赤字維持在較低水平。由此可以看出，東港市生態(tài)環(huán)境還是相對(duì)較好的。但是，隨著時(shí)間的推移，東港市的生態(tài)赤字有變大的趨勢(shì)，且其增幅不斷提高，這對(duì)日后該市生態(tài)環(huán)境的建設(shè)是十分不利的，因此，在制定東港市未來(lái)發(fā)展戰(zhàn)略時(shí)，要特別注意環(huán)境的保護(hù)，保證其可持續(xù)發(fā)展。

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(作者單位:沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué) 遼寧沈陽(yáng) 110161)

(責(zé)編:呂尚)