長株潭地區(qū)可持續(xù)發(fā)展的生態(tài)足跡分析研究

唐 勇，向平安

（1.湖南農業(yè)大學理學院，湖南 長沙 410128；2.湖南農業(yè)大學園藝園林學院，湖南 長沙 410128）

從2007年12月起，長株潭城市群成為國家“兩型社會”建設綜合改革配套試驗區(qū)，于是研究長株潭地區(qū)“可持續(xù)發(fā)展”便成為了這場改革創(chuàng)新的落腳點。研究可持續(xù)發(fā)展的方式有多種，但是生態(tài)足跡模型是非常有效且應用廣泛，并被普遍認可的方法。1992年，加拿大生態(tài)經(jīng)濟學家William Rees等正式提出了生態(tài)足跡的概念[1-2]，在Wackernagel等的協(xié)助下生態(tài)足跡得到了完善和發(fā)展。生態(tài)足跡1999年被引入我國，在理論、方法和計算模型方面都進行了很大的改進。根據(jù)長株潭地區(qū)的實際情況，研究修正其均衡因子和產量因子，選取2000年至2008年共計9 a的基礎數(shù)據(jù)，進行連續(xù)的生態(tài)足跡計算和生態(tài)承載能力的計算，獲得了生態(tài)赤字的連續(xù)年份的結果，旨在為長株潭地區(qū)的可持續(xù)發(fā)展提供參考。

1 材料與方法

1.1 長株潭區(qū)域概況

長株潭地區(qū)位于湖南省東北部，包括長沙、株洲、湘潭3市。3個城市呈品字狀相鄰分布于湘江下游，現(xiàn)在長沙、株洲、湘潭三市的實際距離隨著城市規(guī)模的擴大已進一步縮小。長株潭地區(qū)面積2.81萬km2。人均水資源擁有量2069 m3，森林覆蓋率達54.7%，具備較強的環(huán)境承載能力[3-4]。

1.2 生態(tài)足跡計算

根椐文獻方法，計算生態(tài)足跡[5-6]。第一步，計算各消費項目的人均生態(tài)足跡。計算公式為：

式中：i為消費項目的種類；Yi為生產性土地生產第i種消費項目的年平均產量（kg/hm2）；Ci為i種消費項目的人均消費量；Ai為第i種消費項目折算的人均生態(tài)足跡份量（hm2/人）；Pi為第i種消費項目的年生產量；Ii為第i種消費項目年進口量；Ei為第i種消費項目的年出口量；N為人口數(shù)。

第二步，計算生態(tài)足跡。公式為：

式中，ef為人均生態(tài)足跡（hm2/人）；rj為均衡因子。區(qū)域總人口的生態(tài)足跡為：EF=N×ef。式中EF為總人口的生態(tài)足跡（hm2）；N為人口數(shù)。

1.3 生態(tài)承載力計算

同類生物生產性土地的面積在不同國家或地區(qū)是不能直接進行對比的，而需要對不同類型的面積進行調整。不同國家或地區(qū)的某類生物生產性面積所代表的區(qū)域產量與世界平均產量的這類差異可以用“產量因子”（yield factor）來校正。產量因子是指：某地區(qū)某類土地的平均生產力與世界同類平均生產力的比率，它是將各地區(qū)同類生物生產性土地轉換成可比面積的參數(shù)。

在生態(tài)承載力計算時，還應扣除12%的生物多樣性保護面積。因此，人均生態(tài)承載力的計算公式為：ec＝aj×rj×yi（j=1,2，…，6）式中：ec為人均生態(tài)承載力（hm2/人）；aj為人均生物生產面積；rj為均衡因子；yj為產量因子。區(qū)域生態(tài)承載力：EC＝N×ec。式中：EC為區(qū)域總人口的生物承載力（hm2）；N為人口數(shù)。

1.4 生態(tài)赤字或生態(tài)盈余計算

總生態(tài)赤字（盈余）：ED=EC-EF。人均生態(tài)赤字（盈余）：ed=ec-ef。生態(tài)足跡大于生物承載力，就叫生態(tài)赤字；反之則為生態(tài)盈余。

1.5 均衡因子和產量因子的選取與修正

為了避免因為均衡因子的選取而導致的計算誤差，對國際上普遍使用的幾組均衡因子取平均值，計算結果如下：建設用地為2.55；水域為0.24；耕地為2.55；草地為0.46；林地為1.39；化石燃料用地為1.39。

長株潭耕地的產量因子是長株潭耕地平均產量和世界耕地平均產量的比率。我們選取占據(jù)長株潭大部分耕地面積的谷物、豆類、薯類、油料、棉、麻類、甘蔗、煙葉、茶葉、蔬菜、水果這11類主要農產品，作為計算長株潭地區(qū)耕地產量因子的指標。通過計算得出，長株潭耕地歷年產量因子如下：2000年為 1.78；2001 年為 1.76；2002 年為 1.77；2003 年為 1.74；2004 年為 1.72；2005 年為 1.63；2006 年為1.67；2007年為 1.67；2008年為1.63。草地的產量因子，是通過單位面積草地產出的禽肉、禽蛋、豬肉、牛肉、羊肉和奶類的加權總量計算得到的。林地的產量因子是以當年木材單位面積產量計算的。水產品（水域）的產量因子是用單位面積水域中產出的水產品重量來計算的。從長株潭3個地區(qū)不同年份的統(tǒng)計年鑒中可以查到2000～2008年3個地區(qū)的水產品總產量，將之除以長株潭地區(qū)水域總面積，就得到單位面積水域平均產量。然后再用長株潭地區(qū)單位面積水域平均產量除以單位水域世界平均產量，就可以得到長株潭地區(qū)水產品的產量因子。建筑用地的產量因子是根據(jù)各城市年鑒統(tǒng)計計算得到。而化石燃料用地，都會使用很多不可再生的能源（如煤炭的形成要幾十萬年），所以我們是在直接消費自然資源，所以就令化石燃料用地的產量因子為0。

2 結果與分析

2.1 長株潭地區(qū)生態(tài)赤字（盈余）時間序列計算

以2008年長株潭地區(qū)的生物資源和能源消費生態(tài)足跡計算為例，依據(jù)生態(tài)足跡的基本計算方法，采用本研究使用的均衡因子及產量因子，計算結果如表1和表2所示。從表1可以看出，2008年長株潭地區(qū)實際人均生態(tài)足跡1.4219 hm2，實際總生態(tài)足跡18963931 hm2。實際總生態(tài)足跡分類上，耕地5213765 hm2，林地46245 hm2，草地11820608 hm2，水產品1883312 hm2。從表2可以看出，2008年長株潭地區(qū)生物能源實際人均生態(tài)足跡1.0731 hm2，實際總生態(tài)足跡14311557 hm2，在實際總生態(tài)分類上，化石燃料用地12972359 hm2，建筑用地1339199 hm2。

由表1及表2計算出2008年長株潭地區(qū)實際人均生態(tài)足跡為2.495 hm2；實際總生態(tài)足跡為33275488 hm2。

以2008年的生態(tài)足跡計算方式，同樣可以計算出2000～2007年各年份的生態(tài)足跡。將2000～2008年總平均生態(tài)足跡與總生態(tài)足跡計算結果見表3。

長株潭2000～2008年生態(tài)承載力計算中，各類生態(tài)生產性土地的人均生態(tài)承載力計算，是根據(jù)各種生態(tài)生產性土地的人均占有量，通過均衡因子和產量因子的調整得到的。均衡因子采用的是修正后的均衡因子；產量因子前文已有說明，是根據(jù)歷年具有代表性的各種生物資源的當年產量與全國同類型生物資源的平均產量的比值得到的。長株潭2000～2008年生態(tài)赤字（盈余）計算，結果如表4。

2.2 時間序列動態(tài)分析

從圖1以及數(shù)據(jù)計算結果可以清楚的看出，2000～2008年的時間段內，長株潭地區(qū)的生態(tài)處于嚴重的不平衡狀態(tài)，其生態(tài)需求遠遠超過了生態(tài)供給，出現(xiàn)生態(tài)赤字現(xiàn)象，其生態(tài)承載力保持一定，生態(tài)足跡越來越大，生態(tài)赤字量也即隨著生態(tài)需求的

增長出現(xiàn)幾乎同步增長的狀態(tài)。長株潭地區(qū)2000年的生態(tài)赤字總量為1529.39萬hm2，而2008年便增加到了2797.07萬hm2，平均生態(tài)赤字由2000年的1.2384增加到2008年的2.0961。近10年來，到2008年底，該地生態(tài)足跡達到3327.55萬hm2，生態(tài)赤字達2797.07萬hm2，其生態(tài)赤字超出生態(tài)承載力4.3倍。也就是意味著，長株潭地區(qū)的生產生活需求，不能完全依靠自身的生態(tài)環(huán)境，還必須從外界獲取一定的資源來進行彌補，這樣的生態(tài)壓力矛盾突出，區(qū)域基本處于不可持續(xù)發(fā)展狀態(tài)。

表1 2008年長株潭地區(qū)生物資源生態(tài)足跡一覽表

表2 2008年長株潭地區(qū)生物能源生態(tài)足跡

表3 長株潭地區(qū)2000～2008年生態(tài)足跡表

表4 長株潭地區(qū)2000～2008年度平均生態(tài)赤字（hm2/人）

圖1 長株潭地區(qū)2000～2008年平均生態(tài)足跡、生態(tài)承載力、生態(tài)赤字變化

3 長株潭地區(qū)可持續(xù)發(fā)展優(yōu)化方案

（1）土地生態(tài)復合系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展。以耕地資源可持續(xù)利用為目標，保持耕地總量動態(tài)平衡，結合土地整理和修筑梯田、改良土壤。營造CO2吸收用地，護森林和草地資源，加強生態(tài)公益林力度。保護生態(tài)環(huán)境，以求提高地區(qū)承載力從而增加地區(qū)生態(tài)足跡的供給。限制高能耗、高污染行業(yè)用地，合理安排建設用地，促進城市土地的集約利用，達到土地生態(tài)復合系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展的目標。

（2）嚴格控制人口增長速度。人口增長的速度在一定程度上將壓力積聚于土地，若土地的生產能力增長速度沒有超過人口增長速度則會使得社會的經(jīng)濟發(fā)展成果無法體現(xiàn)，并且會給整個土地生態(tài)系統(tǒng)帶來巨大生態(tài)赤字。因此，控制生態(tài)赤字的重要途徑就是要控制人口的增長速率，降低人口基數(shù)。

（3）大力建設資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會。推進調整經(jīng)濟結構、轉變發(fā)展方式的“四化兩型”戰(zhàn)略，即推進新型工業(yè)化、農業(yè)現(xiàn)代化、新型城鎮(zhèn)化、信息化，建設資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會。

（4）改變資源利用模式，實行集約經(jīng)濟發(fā)展模式。集約型資源利用模式是少投入、低消耗、高質量、多產出、效益好、污染小的經(jīng)濟增長模式，它主要利用生產要素的優(yōu)化組合和使用效率的提高以實現(xiàn)經(jīng)濟的增長。這是一種在當前大環(huán)境下可以實現(xiàn)的可持續(xù)發(fā)展的經(jīng)濟模式，長株潭地區(qū)應該采用。

（5）加強政策調控，制定相關法律法規(guī)，完善獎懲制度，達到由政府部門主導，企業(yè)執(zhí)行，全民參與監(jiān)督的長效機制。長株潭成為綜改試驗區(qū)，就必須確立一種新穎的區(qū)域協(xié)調機制，這種機制必須基于市場化邏輯運作，三個城市在利益機制的激勵下，自發(fā)地進行區(qū)域合作。

[1]Rees W E.Eclogical footprint and appriated carrying capacity：what Urban economics leaves out[J].Environment and Urbanization,1992,4（2）：121-130.

[2]Wackernagel M,Ress W E.Our Ecological Footprint：Reducing Human Impact on the Earth[M].Gabriola Island，B.C.Canada：New Society Publishers,1996.

[3]周國華，彭佳捷.長株潭城市群生態(tài)足跡測算[J].湖南師范大學自然科學學報，2009，32（3）：95-100.

[4]何 利.長沙市可持續(xù)發(fā)展的生態(tài)足跡分析研究[J].湖南農業(yè)科學，2010，（15）：177-180.

[5]張志強，徐中民.生態(tài)足跡的概念及計算模型[J].生態(tài)經(jīng)濟，2000，（10）：8-10.

[6]李 輝，李淑杰，姬冬梅，等.吉林省生態(tài)足跡的計算與動態(tài)分析[J].安徽農業(yè)科學，2010，（23）：416-417.