株洲云龍生態新城生態足跡測算

摘要：根據生態足跡的概念以及計算方法，計算得出2008年株洲云龍生態新城的總平均生態足跡和實際可利用生態承載力，其生態承載力低于全國平均水平，其中草地、水域和化石能源用地出現了生態赤字。根據分析結果，提出應從生態足跡的產出與供給入手，加強科技研發，提高單位面積的糧食產量；加強開發新能源，逐步減少傳統能源的使用；加大力度保護耕地，鼓勵建樓房，達到降低土地破壞而提高生態承載力的目的，從而維持整個示范區的可持續發展。

關鍵詞：株洲；云龍生態新城；生態足跡；生態承載力；可持續發展

中圖分類號：X22 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2013）01-0043-04

當前的中國正處于大力發展經濟時期，但單一謀求經濟的發展而忽略自然生態的保護導致這一時期凸顯出很多發展弊端。例如，很多城市為了增加GDP，不重視生態保護，對森林亂砍濫伐，導致水土流失嚴重，寶貴的水土涵養林缺失；部分城市規劃不合理，嚴重超出了當地的生態承載力等。鑒于此，各國政府開始重視對環境開發的可持續發展戰略。20世紀以來，很多學者致力于研究定量分析和評價環境的可持續發展，20世紀90年代，加拿大學者Rees[1]提出的“生態足跡分析法”從經濟發展所占用土地面積的角度來建立可持續發展的指標體系，相對其他方法而言，更加直觀、易于操作，因而成為研究可持續發展的重要研究方法。

2007年12月，國家批準長株潭城市群為全國資源節約型和環境友好型社會建設綜合配套改革試驗區，也是中國首次批準的“兩型社會”綜合配套改革試驗區。云龍生態新城是長株潭“兩型社會”建設綜合配套改革試驗區確定的云龍示范區的重點建設區域。通過對示范區近年來的生態足跡測算，定量評價其可持續發展程度，對于掌握示范區目前物質消耗階段具有重要意義，同時能為示范區未來的規劃提供一份重要的數據。

1 研究區域概況

株洲云龍生態新城毗鄰長株潭城市群的綠心，周邊分布有石燕湖風景區、云峰湖風景區、九郎山森林公園、仙人造風景區、仙庾風景區以及大京風景區等。區內除個別地方受到鄉鎮級工業企業的污染之外，其余地方生態環境優良。規劃區屬亞熱帶季風性濕潤氣候，氣候溫暖、四季分明、雨水充沛、生長期長。風向冬季多西北風，夏季多正南風。年平均氣溫在17.1～18.9 ℃，最低氣溫-11.9 ℃，最高氣溫41.0 ℃，年平均降水量1 400.6 mm，春末夏初雨量集中，秋末冬初雨量較小。年平均相對濕度80%。日照時間為1 629 h，年均無霜期286 d。轄區內包含云田鄉、龍頭鋪鎮、仙庾鎮、明照鄉、學林辦事處等。該地區大部分區域處于未開發狀態，轄區土地面積約為18 971.97 hm2，其中耕地面積6 016.39 hm2，水域面積1 107.73 hm2，林地面積8 052.77 hm2；總人口約為7.6萬人；森林覆蓋率高，達到42%，生態環境優良。

2 研究方法概述

2.1 生態足跡基本概念

生態足跡（Ecological Footprint）又稱生態占用，是由加拿大生態學教授Rees在1992年提出的一種定量評價分析可持續發展程度的評價方法[1]。該方法通過將一定區域內生產人口所消耗的資源以及這些生產人口所產生的廢棄物轉化為可供生產的土地面積，將這些土地面積總和與該區域內所能提供的生產土地面積進行對比，即可定量判斷該區域是否處于生態承載力范圍之內。

具有生態生產能力的土地主要分為6部分：耕地、林地、草地、建筑用地、水域、化石能源用地。

2.2 生態足跡計算方法

生態足跡作為一種度量環境可持續發展程度的評價方法，其主要涉及到兩點：①該區域人口所消耗的絕大多數資源、能源以及廢棄物的數量；②這些資源、廢棄物所轉換成的生產性土地的面積。

第一步，分別計算該區域各消費項目人均生態足跡，其計算公式為：

Ai=Ci / Yi=（Pi+Ii-Ei）/（Yi×N）

其中Ai為該區域第i種消費項目折算的人均生態足跡（hm2）；Ci為該區域第i種消費項目的年人均產量（kg/hm2）；Yi為第i種消費項目的全球年平均產量（kg/hm2）；i為消費項目的種類；Pi為第i種消費項目年生產量；Ii為第i種消費項目年進口量；Ei為第i種消費項目年出口量；N為該區域人口數量。

第二步，計算該區域消費項目實際生態足跡，其計算公式為：

ef=∑rjAi=∑rj（Pi+Ii-Ei）/（Yi×N）（j=1，2，3，…，6）

式中，ef為實際人均生態足跡（hm2/人）；rj為均衡因子。

第三步，計算該區域總的生態足跡，其計算公式為：

EF=ef×N

EF為總的實際生態足跡（hm2），N為該區域人口數量[2]。

2.3 生態承載力的計算

EC=■N×ai×ri×yj

其中，EC為總的生態承載力（hm2）；ai為第i種生態生產性土地的人均面積；yj為產量因子[3]。

2.4 均衡因子與產量因子

為了克服不同種生產性土地之間生產能力的差異，在計算生態足跡時需要給不同生產性土地面積分別乘上一個均衡因子，從而使不同種生產性土地面積得以加總和比較。本研究為減少誤差，對世界上6種常見生產性土地的均衡因子取平均值，其中耕地為2.55，林地為1.39，草地為0.46，水域為0.24，化石能源用地為1.39，建筑用地為2.55[4]。

在計算生態承載力時，由于生產性土地生產能力因國家各異，需要在不同生產性土地面積前乘以一個產量因子，進而轉化為可以比較和加總的均衡面積。云龍示范區的產量因子是通過查看株洲各年的統計年鑒，了解各種生產性土地單位面積產量，得出的結果再與同種生產性土地全球平均單位面積產量相比較，所得結果即為所求。

2.5 生態赤字（盈余）分析

總的生態赤字計算公式為：ED=EC-EF；人均生態赤字計算公式為：ed=ec-ef。

3 結果與分析

3.1 2008年的生態足跡

3.1.1 生物資源消費 生物資源消費主要是把居民常用消費品轉化為4類生產性土地，分別為耕地、林地、草地、水域。2008年云龍生態新城生物資源實際人均生態足跡總共為1.348 7 hm2，其中耕地0.215 7 hm2、林地0.002 9 hm2、草地0.956 6 hm2，水域0.173 5 hm2。生物資源實際總生態足跡為102 501.2 hm2， 其中耕地16 393.2 hm2、林地220.4 hm2、草地72 701.6 hm2、水產品13 186.0 hm2（表1）[5]。

3.1.2 能源資源消費 能源資源的消費不能直接按生物資源消費的生態足跡公式來計算，因為能源不能全部轉換為熱量，因此在計算時必需乘上一個能源折算系數。本研究依據加拿大學者Wackemagel等[6]發表的各種能源的平均發熱量及折算系數進行計算，其公式如下：

EFi=Ci×Hi/Iaverage

其中EFi為第i種能源生態足跡；Ci為第i種能源消耗量；Hi為第i種能源折算系數；Iaverage為第i種能源全球平均產量。

能源資源消費主要調查日常生活中人們常用的幾種資源：煤炭、焦炭、汽油、柴油、電力、熱力等[7]。實際的能源消費人均生態足跡為1.076 2 hm2，其中化石能源用地為0.955 3 hm2，建筑用地為0.120 9 hm2；總的能源消費實際生態足跡為81 791.2 hm2，其中化石能源用地為72 602.8 hm2，建筑用地為9 188.4 hm2（表2）[7]。

把生物資源和能源資源的實際人均消費相加就得到2008年研究區的實際人均生態足跡為2.424 9 hm2。

3.2 2008年的生態承載力

計算生態承載力首先要了解當地土地資源情況，由于沒有研究區草地具體資料，根據現場調研情況，研究區內草地面積不成規模，轉化為草地的消費項目有家禽、禽蛋、豬肉、牛肉，其通常在農村建筑區內圈養，故把農村建筑面積算為草地面積；化石能源用地面積為0 hm2；規劃區不同土地類型面積具體情況見表3。根據已經得到的研究區實際人均生態足跡以及通過計算得出的當地產量因子和均衡因子可計算出研究區人均生態承載力，并且在計算生態承載力時要扣除12%的生物多樣性保護面積[8]。其生態承載力結果具體見表4。

由于化石能源屬于不可再生資源，不能繼續轉換為再生產性土地面積，故其產量因子為0；生態承載力在一定程度上反映了當地的可持續發展情況，云龍生態新城當地人均生態承載力為0.577 3 hm2，扣除12%生物多樣性保護用地（0.069 2 hm2/人），最終可供給的人均生態承載力為0.508 1 hm2（表4）。

3.3 2008年的生態赤字

根據此前得出的人均生態承載力與生態足跡以及生態盈余公式可計算出云龍生態新城生態赤字為1.847 6 hm2/人。生態赤字表明研究區在現有條件下人們的生產活動已經超出了自然的生態承載力[9]。從以上結果可以得出，草地、水域和化石能源用地的承載力出現了赤字，這說明現階段研究區對化石能源和草地的利用過度，需要控制產量、保護環境；而其他幾種未出現赤字的土地則需要根據現有數據做到統籌規劃、合理開發。

4 結論

通過對株洲云龍生態新城進行實地調研，對獲取的數據進行了分析總結，得出了該區域居民經濟發展對生態環境的影響程度，在一定程度上為株洲市云龍生態新城的遠期規劃提供了參考數據，也為長株潭建立兩型社會和可持續發展研究提供了新的研究數據。

1）由于株洲云龍生態新城正處于建設期，沒有該區域的專有基礎資料，所有數據都是結合株洲近幾年統計年鑒，以及云龍生態新城在人口、各種土地面積相對株洲值的比率換算得來，因此難免有所誤差。就最終數據而言，株洲云龍生態新城生態承載力相對較小，其低于全國平均水平（1.2 hm2/人）[10]，這主要是與株洲這個城市以工業為主有關，大量使用化石能源降低了整個研究區的生態承載力。

2）應從生態足跡的產出與供給入手，加強科技研發，提高單位面積的糧食產量；加強開發新能源，逐步減少傳統能源的使用；加大力度保護耕地，鼓勵建樓房，從而達到降低土地破壞而提高生態承載力的目的；合理規劃研究區內產業群，減少粗放型經濟產業；加強教育、宣傳，把居民落后的消費觀念轉變為生態的、環保的、可持續發展的文明消費。

參考文獻：

[1] REES W E. Ecological footprint and appropriated carrying capacity： What urban economics leave out[J]. Environment and Urbanization，1992，4：120-130.

[2] 張志強，徐中民，程國棟. 生態足跡的概念及計算模型[J].生態經濟，2000（10）：8-10.

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

[4] 唐 勇，向平安.長株潭地區可持續發展的生態足跡分析研究[J].湖南農業科學，2011（17）：73-76.

[5] 2008年湖南統計年鑒[Z].北京：中國統計出版社，2008.

[6] WACKERNAGEL M， REES W E. Our Ecological Footprint： Reducing Human Impact on the Earth[M]. Cabrioala， B C， Canada：New Society Publishers，1996.

[7] 邱瑞華，高良敏.淮南市2006年生態足跡與生態承載力計算與分析[J].黑龍江科技信息，2011（31）：56-57.

[8] 龍愛華，張志強，蘇志勇.生態足跡評價及國際研究前沿[J].地球科學進展，2004，19（6）：971-981.

[9] 張志強，孫成權，程國棟，等.可持續發展研究：進展與趨向[J].地球科學進展，1999，14（6）：589-595.

[10] 郭秀銳，楊居榮，毛顯強.城市生態足跡計算與分析——以廣州為例[J].地理研究，2003，22（5）：654-662.