基于生態足跡理論的北京市生態盈虧平衡分析

趙文洋，程會強

（北京工業大學循環經濟研究院，北京100124）

基于生態足跡理論的北京市生態盈虧平衡分析

趙文洋，程會強

（北京工業大學循環經濟研究院，北京100124）

利用生態足跡計算方法對北京市生態安全狀況進行定量分析評價。以生態足跡計算模型為方法指導，計算出2005及2010年北京市生態足跡值、生態承載力值及生態赤字盈余值，進而對北京市生態盈虧狀況進行全面分析，對北京市可持續發展生態能力作出評價。總結“十一五”期間北京市實施的可持續發展政策所取得的顯著成效，著重分析優化其能源消費結構及提高能源利用效率方面的成效，以及對彌補能源生態赤字所作的貢獻。最后分析北京市生態赤字形成的主要原因，并針對各因素提出彌補北京市生態赤字的對策建議。

北京；生態足跡；生態承載力；生態赤字

隨著全球經濟的高速發展，資源能源過度消耗，環境污染問題日益突出，可持續發展愈益成為緊迫任務。隨之，一系列衡量和評價全球、國家和地區資源能源消耗程度及可持續發展能力的分析方法和計算模型被紛紛創建。其中，生態足跡作為定量測度人類對自然資本利用程度和可持續性發展的綜合指標，已被廣泛應用到世界各國、地區或城市、個人及各種活動的生態評價和可持續性評價中。

1 國內外學者研究綜述

Wackernagel等[1]在《國家生態足跡》中提出生態足跡的概念、指標及計算方法，同時對世界上52個國家和地區1997年的生態足跡進行了實證計算。結果表明，涵蓋世界80%人口的52個國家和地區的生態足跡需求超過其生態承載力1/3以上。而根據WWF（世界自然基金會）最新發布的《地球生命力報告2010》[2]，2007年，人類生態足跡達到180億ghm2，人均為2.7ghm2，而地球的生物承載力是119億ghm2，人均生物承載力是1.8 ghm2，這意味著全球生態系統已超載50%。

我國生態足跡的實證分析應用研究起步較晚，徐中民等[3]計算了1999年中國各省份的人均生態足跡，結果表明中國大部分省區都處于不可持續的狀態。王亞非等[4]將投入產出表引入生態足跡模型，計算得到北京市2005年生態足跡總需求為35 853.8×104hm2，是北京市土地面積的23倍，人均生態足跡2.51 hm2，超出人均生態容量1.30 hm2，此部分為依賴貿易輸入及跨區占用周邊欠發達地區生物承載力來彌補。高君等[5]計算了2002—2007年間北京市生態足跡狀況，得出結果，此5年間北京市生態足跡和生態赤字數值呈逐年遞增的狀態，且人均生態足跡幾乎都是人均生態容量的10倍以上。

根據上述文獻對生態足跡及生態承載力的研究，各種觸目驚心的數字讓人們揪心于城市經濟以生態破壞為代價的高速發展，更擔憂人類現在及未來的生存環境。事實上，隨著經濟的高速發展，人口的不斷增多，城市生態、環境問題，特別是資源能源的過度消耗已從隱性蔓延發展到切實地影響到人類生活的衣食住行，對于生態環境問題的譴責聲不絕于耳，對于環境保護和資源利用的關切度已不容怠慢。

2 北京市生態足跡、生態承載力核算及生態盈虧平衡分析

2.1 生態足跡的核算

生態足跡與生物承載力核算包括6類生物生產性土地利用類型：

耕地：指支持糧食、牲畜飼料、油料作物與橡膠等農產品生產的土地利用。

草地：指支持畜牧業產品生產的土地利用（不包括牲畜飼料種植用地）。

林地：包括天然林地與人工林地。

建設用地：指支持交通、住房、工廠與水電站等基礎設施的土地利用。

化石能源用地：也稱碳吸收用地、碳足跡，指吸收化石燃料燃燒產生的廢物（主要指CO2）所需的林地面積。由于在城市規劃中沒有規定專門的土地作為CO2吸收地，因此在計算生態承載力時，此部分面積為零。

采用的生態足跡計算公式如下：

式中：Aj——生產各產品折算的生物生產性土地面積，hm2；

Ci——各產品產量，t；

Pi——各產品的全球平均生產力，t/hm2；

rj——均衡因子，j=1，2，3，4，5，6分別為六類生物生產性土地類型；

EF——總的生態足跡，hm2；

EFj——各類生物生產性土地的生態足跡，hm2；

ef——人均生態足跡；

N——總人口數。

其中：能源產品部分的生態足跡，需將均衡因子變為各產品的能源折算系數進行核算；文中采用的各類土地均衡因子引自世界自然基金會（WWF）《地球生命力報告2008》[6]；全球平均生產力（生物資源）利用聯合國糧農組織[7]1993年生物資源的世界平均產量；全球平均能源足跡取自世界自然基金會（WWF）《中國生態足跡報告1999》[8]，各能源折算系數利用我國能源統計使用的發熱量折算系數。

文中選取北京市各資源和能源的消費量數據進行核算，數據來源均為《北京市統計年鑒2010》，對北京市2010年的生態足跡核算結果見表1和表2。

2.2 生態承載力的核算

生態承載力計算公式如下：

式中：ecj——各類型土地的人均生態承載力；

Bj——人均實際占有的生物生產性土地面積；

yj——產量因子；

EC——總的生態承載力；

N與rj意義同上。

文中產量因子利用1993年Waekemagel對中國生態足跡計算時的取值，采用《北京市統計年鑒2011》中有關土地面積的數據，對2010年北京市的生態承載力做計算，結果見表3。

2.3 生態盈虧狀態的計算

比較生態足跡和生態承載力的計算結果，若區域的生態足跡如果超過了區域所能提供的生態承載力，就出現生態赤字；如果小于區域的生態承載力，則表現為生態盈余。區域的生態赤字或生態盈余，反映了區域人口對自然資源的利用狀況，具體計算公式為：

表1 2010年北京市生態足跡賬戶（生物資源）

式中：當ED>0時，產生生態盈余，有利于可持續發展；當ED<0時，出現生態赤字，不利于可持續發展。

生態赤字表明該地區人類對環境資源的消耗超過了生態承載力,環境負荷超過了其環境容量,生態安全受到脅迫。該地區處于不可持續發展的狀態，要么通過輸入欠缺資源以平衡人類的需求,要么過度消耗自身的資源以降低需求的強度。生態盈余表明該地區資源可以滿足人類的需求,區域內的資源在一定的保護下可以得到增加,使得生態承載力供給擴大,發展具有相對可持續性。對2010年北京市的生態盈虧狀態的計算結果見表3。

表2 2010年北京市生態足跡賬戶（能源部分）

2.4 生態盈虧平衡的分析

表3 2010年北京市生態盈虧總賬戶

由表3可以看出，2010年北京市人均生態承載力為0.14 ghm2，而人均生態足跡卻高達2.63 ghm2，造成的人均生態赤字為2.49 ghm2，約為人均承載力的18倍。也就是說，北京的生態赤字是18個北京所能提供的生態資源，一個北京需要18個北京大小且生產力水平相當的地方才能供養得起它的消費。可見，北京市的生態平衡狀態不利于可持續發展。

從生態足跡需求來看，2010年北京市的人均生態足跡為2.63 ghm2，其中能源部分的人均生態足跡需求為1.21 ghm2，生物資源的生態足跡需求為1.42 ghm2，能源部分的生態足跡所占比重為46%。生物資源消耗的生態足跡最主要部分來自肉類和奶類的消費，合計達到1.26 ghm2，占總人均生態足跡的48%，這和北京市人民的生活水平和飲食習慣有很大關系。從生態承載力供給來看，北京市建筑用地承載力最大，占整個生態承載力供給的43%，這說明北京市轄區內的建筑用地對生態承載力的貢獻最大。

從土地利用類型分析，如圖1所示，只有林地的生態需求在其承載力范圍之內，表現為生態盈余，其余5種土地類型均呈現不同程度的生態赤字。其中，除CO2吸收地外，草地以最小的生態承載力承擔著最大的生態足跡需求，人均生態赤字高達1.28 ghm2，占總人均生態赤字的一半以上。造成這種現象的主要原因是北京作為中國的政治文化中心，其第一產業并不作為主要的發展產業，大部分食物來源為其他第一產業發達的地區，因此，這部分生態壓力又被轉移到內蒙古、河北等主要供給北京市肉類及奶類食物的地區。此外，能源消費所轉化成的CO2吸收用地和建筑用地生態足跡僅次于草地，是北京市生態赤字的主要貢獻者。整體上看，北京市的生態足跡在各種土地類型之間出現了極不均衡的狀態，僅碳足跡和草地兩項就占據了94%的資源消耗量。

3 北京市為彌補生態赤字所作的努力及成果

3.1 “十一五”期間北京市的節能減排成效

近年來，按照黨中央、國務院建設“資源節約型與環境友好型社會”的戰略部署，北京市積極推進循環經濟發展，為促進城市經濟社會可持續發展、提高生態文明水平、改善生態環境惡化、緩解資源能源供應緊張等問題作了大量工作，下大力氣調整產業結構，加強技術推廣力度，加大重點工程投入，加快機制體制創新，健全完善保障體系，節能減排工作取得好成效。

在能源的利用效率方面，萬元GDP能耗由2005年的0.792 t標準煤下降到2010年的0.582 t標準煤（按2005年可比價格），年均下降5.99%，累計下降26.59%，下降幅度位居全國首位。在能源消費結構方面，煤炭消費比重大幅降低，占一次能源的比重由2005年的42.7%下降到2010年的30%左右；電力、油品、天然氣等優質能源消費比重2010年達到70%，比2005年提高了12.7個百分點；太陽能、風能等可再生能源利用開發利用總量占能源消費總量的比重達到3.2%。同時低能耗服務業得到快速發展，2010年，北京全市第三產業增加值占GDP比重由2005年的69.6%提高到75%，第三產業萬元增加值能耗0.35 t標準煤左右，約為全市能耗水平的60%。工業萬元增加值能耗由2005年的1.52 t標準煤下降為2010年的0.93 t標準煤左右，累計下降38.7%，產業結構調整對北京市節能工作的貢獻率達80%左右。

3.2 節能措施對彌補北京市生態赤字的貢獻

在提高能源利用率、優化能源消費結構等方面所取得的成效，使“十一五”期間北京市人均能源生態足跡由2005年的1.27 ghm2下降到2010年的1.21 ghm2，降幅為2.4%，其占總人均生態足跡比重由71%直降為46%。雖然目前能源消費仍是造成北京市生態赤字的主要因素，但同食物消費的剛性需求相比，其比重的下降意味著能源部分的生態赤字可通過合理的政策措施以及對消費者進行綠色消費的宣傳引導等方法加以改善彌補。

4 研究結論與發展建議

4.1 北京市生態足跡、生態承載力及生態盈虧狀態

2010年北京生態足跡的人均水平為2.63 ghm2，其中草地占用的生態足跡為1.28 ghm2，建筑用地是0.87 ghm2，碳吸收用地為 0.35 ghm2，耕地是 0.075 ghm2，水域是 0.046 ghm2，林地是 0.016 ghm2。

同時，計算得到北京市人均生物承載力僅為0.14 ghm2。北京的生態赤字是18個北京所能提供的生態資源，北京市的生態處于不可持續發展的狀態。

4.2 北京市生態赤字的影響因素

綜上分析，造成北京市生態赤字的主要原因是食物與能源兩部分的過度需求。食物消費對應于居民的生活消費需求，能源消費主要來源于產業發展需求，另外，來源于居民日常生活的能源需求也不容小視。

其中，影響居民生活消費的主要因素有以下3個。

（1）北京龐大的人口基數。北京的城市發展成就有目共睹，其社會經濟的發展程度己經遠遠高于全國各地的平均水平，大量的工作機會、發展機會吸引來大量外來人口的聚集，其中也包括很多北京周邊各省市的務工人員。龐大的人口基數將北京市生態資源消耗的數量推到極高的水平，又將生物承載力的人均水平拉低到極低的水準，使本來就不足以支撐過快城市發展的生態環境更加惡化。

（2）增長較快的消費需求。隨著城市的高速發展，人民的生活水平日漸提高。近年來居民消費對資源消耗的增長速度要遠高于三次產業的增長速度，而居民消費在北京市生態足跡核算中占有著較高的比例，因此增長較快的消費需求對北京市的生態占用有很大威脅。

（3）粗放浪費的消費習慣。雖然北京市近年來一直在倡導“低碳生活”的生活態度，但要想徹底改變根深蒂固的粗放浪費式的消費習慣，要做的努力還有很多。

影響產業能源消費的主要因素有兩個：不合理的能源結構和不平衡的產業結構。

長期以來，以煤炭為主要能源的不合理能源結構使得北京二氧化碳排放量居高不下，碳吸收用地的占用也隨之擴大;以能源消耗水平最高且能源利用效率最低的第二產業，在三次產業中仍然占據很大的比例，導致北京市經濟發展對能源的依賴度仍然很高。

如前文所述，“十一五”期間北京市不斷出臺政策和措施，調整產業結構，大力發展低耗能的第三產業，改善能源消費結構，努力提高能源的利用效率，對彌補生態赤字已初見成效。由此可見，不合理的能源結構與不平衡的產業結構是造成北京市生態赤字的重要因素。

4.3 對策與建議

（1）控制城市人口數量。北京市政府應采取有效措施將人口總量維持在一個適度水平，在保證自身經濟充分發展的前提下，并在經濟發展能力允許的范圍內，將北京市里的勞動密集型產業轉移到其他不發達地區，一方面可以限制當地勞動人口大量涌入北京，另一方面甚至還可以分擔北京市外來務工人口的就業壓力。

（2）倡導綠色生活方式。教育市民努力改變現有的消費模式，建立可持續消費的理念，提倡科學合理、高效地使用各類資源，從節電、節氣和回收3個環節來改變生活細節。提倡公共交通和地鐵，減少小汽車、私家車的用量，鼓勵自行車和步行等，這樣可以減少化石能源的消費，從而減少生態足跡。

（3）優化能源消費結構。減少一次性能源的使用；研究和開發創新技術，提高電力、油品、天然氣等優質能源的使用效率；充分利用北京市自然地理環境，大力發展自身蘊藏的地熱資源和風能、太陽能等新型清潔能源。

（4）適度調整產業結構。當下北京市已經進入城市化發展的后期階段，也是高耗能的第二產業發展勢頭逐漸回落的階段，此時通過制定和執行積極的能源政策，加速擴大低能耗的第三產業規模，對于減少生態赤字可以得到更為明顯的效果。

[1] Wackernagel M，Rees W.Perceptual and structural barriers to investing in natural capital economics from an ecological footprint perspective[J].Ecological economics，1997，20(1)：3-24.

[2]WWF(世界自然基金會).地球生命力報告2010(下)[J].世界環境，2011(02)：50-53.

[3] 徐中民，張志強.中國1999年生態足跡計算與發展能力分析[J].應用生態學報，2003(02)：280-285.

[4] 王亞菲，陳長.北京市生態足跡的投入產出分析[J].城市發展研究，2009(04)：129-134.

[5] 高君，程會強.基于生態足跡方法的北京市可持續發展分析[J].資源與產業，2010(01)：101-108.

[6]WWF(世界自然基金會).地球生命力報告2008[R].WWF，2009.

[7] 聯合國糧農組織(FAO)統計數據庫[Z/OL].http：//www.fao.org.

[8]WWF(世界自然基金會).中國生態足跡報告1999[R].WWF，2000.

Analysis on ecological balance in Beijing based on ecological footprint theories

ZHAO Wenyang,CHENG Huiqiang
（Beijing Institute of Recycling Economy,Beijing University of Technology,Beijing 100124,China）

The ecological security situation was analyzed and evaluated with ecological footprint method.It calculated the value of ecological footprint,ecological carry capability,ecological surpluses and deficits in Beijing in 2005 and 2010,and made a comprehensive analysis on ecological balance in Beijing,in order that provided an evaluation on ecological capability for sustainable development.It also summarized the significant achievement of sustainable development policies implemented in Beijing during the Fifteenth Five-year Period,especially focusing on the measures to optimize the energy consumption structure and improve energy utilization efficiency,as well as the contribution for covering ecological and energy deficit.Finally,the cause of ecological deficit in Beijing was analyzed,and some suggestions were put forward.

Beijing;ecological footprint;ecological carry capability;ecological deficit

F124.5；X826

A

1674-0912（2012）06-0018-05

2012－04－10）

北京市重點學科：資源、環境及循環經濟項目資助（033000541212002）；北京工業大學第九屆研究生科技基金項目：基于生態足跡理論的北京市生態盈虧平衡分析（ykj-2011-6088）

趙文洋（1987-），女，吉林白山人，碩士研究生，研究方向：循環經濟理論、再生資源理論與實踐。