基于生態足跡的福州倉山區生態安全評價

薛若晗

(閩江學院地理科學系，福建福州350108)

1 前言

生態安全一般是指在外界不利因素的作用下，人與自然不受損傷、侵害或威脅，人類社會的生存發展能夠持續，自然生態系統的健康和完整能夠保持［1］。近年來，國內外學者一直在研究衡量生態安全的各種方法。生態足跡分析法以其簡潔和普適性，而被經常使用。該方法最早是于1992年由加拿大生態經濟學家William Rees及其博士生Wackernagel提出［2］，它通過核算人類對自然生態服務的需求與自然所能夠提供的生態服務之間的差距，評價人類對自然資源的利用情況，進而判斷評價區域的可持續發展和生態安全狀況［3］。自從生態足跡分析法引入中國后，國內學者也運用它對不同地域空間尺度和社會領域進行生態安全相關研究。如，楊開忠等系統地介紹了生態足跡分析法的理論框架、指標體系和計算方法，對其應用前景作出評價［4］;郭躍、卞曉慶、徐玉霞等分別運用生態足跡分析法對江蘇省、合肥市、寶雞市的生態安全進行評價與分析［1，5，6］。陳世發也基于生態足跡，對福州的經濟技術開發區進行生態安全分析［7］。本文擬用生態足跡分析法，結合福州倉山區2010年數據，對倉山區生態安全狀況進行評價。

2 生態足跡和生態安全指數計算模型

2.1 生態足跡計算模型

生態足跡分析生態安全要從需求和承載力兩方面考慮，即計算生態足跡和生態承載力。生態足跡是指用來提供人類使用的可再生資源的生物生產性土地和水域面積，包括建設用地和吸收人類活動產生的二氧化碳用地［8，9］。各類土地類型的生態生產力不同，引入均衡因子，將某類土地利用面積轉化成相應的具有全球平均生物生產力的面積當量。均衡因子為某類土地利用類型的最大生產潛力與全球所有生物生產性土地平均生產力之比［8，9］。

生態承載力是指具有生物生產力的能提供可再生資源和吸收二氧化碳的陸地和水域面積的總和［8，9］。不同國家或地區相同土地類型單位面積的土地生產能力存在差異，轉化成生物生產面積需要乘一個產量因子。產量因子是一個國家或地區的某類型土地的平均生產力與世界平均生產力的比率［8，9］。世界環境與發展委員會 《我們共同的未來》建議，計算生態承載力，應扣除12%的生物多樣性保護面積［10］。

生態足跡和生態承載力的單位為全球公頃(ghm2)。1全球公頃代表全球平均生產水平下1 hm2土地的生產能力［9］。若區域生態承載力大于生態足跡，稱為生態盈余。反之，稱為生態赤字。

生態足跡計算公式為:

生態承載力的計算公式為:

式中:EF為區域總生態足跡;N為人口數;ef為人均生態足跡;i為消費商品和投入的類型;j為生物生產性土地類型;ci為第i種商品的人均消費量;pi為第i種消費商品的平均生產力;EQFj為第j種生物生產性土地的均衡因子。EC為區域總生態承載力;ec為人均生態承載力;aj為人均實際占有第j種生物生產性土地面積;YFj為第j種生物生產性土地產量因子［8，9］。

2.2 生態安全指數計算

目前學術界對生態安全的評價有很多種方法，在國內較普遍使用的是通過生態壓力指數、生態占用指數和生態經濟協調性指數來進行評價［11］。生態壓力指數表示區域生態環境所承受的壓力程度。由于某一國家或地區所消費的化石能源足跡所帶來的生態壓力并非僅僅由消費國或地區所承擔，更多是由全球來負擔，所以生態壓力指數定義為一個國家或地區可更新資源的人均生態足跡與可利用的人均生態承載力的比率。生態占用指數定義為某一國家或地區人均生態足跡與全球人均生態足跡的比率，反映了一個國家和地區占全球生態足跡的份額。生態經濟協調指數定義為生態占用指數與生態壓力指數的比率，代表區域社會經濟發展與生態環境的協調性［11］。

3 研究區域概況

倉山區位于福建省會福州市城區南部，閩江下游南岸，東經119°32'，北緯26°05'。轄閩江入海口處整個南臺島，分別與鼓樓、臺江、晉安、馬尾和閩侯、長樂隔江相望。面積142km2，下轄5鎮8街、81個社區和 102個行政村，2010年人口45.97萬人［12］。倉山區是歷史悠久的文教區，區內名勝古跡眾多，旅游資源豐富，閩江、烏龍江四周環繞，水路運輸十分便利。

4 計算結果

4.1 人均生態足跡計算

生態足跡計算包括生物資源消費和能源消費。倉山區2010年居民各類生物資源消費主要是糧食、油料、鮮菜、水果、木材、動物產品、水產品等12個項目，將人均消費量轉化為提供這些消費所需的生物生產性土地面積，見表1。倉山區2010年能源消費主要有原煤、焦炭、汽油、煤油、柴油、燃料油、液化石油氣和電力共8個項目，將所消耗熱量折算成生物生產性土地面積，見表2。由于基礎數據是生物資源消費量，而非生物量數據，所以不用進出口貿易量調整。

4.2 人均生態承載力計算

表1 倉山區2010年生物資源生態足跡

表2 倉山區2010年能源生態足跡

參考福州統計年鑒中的各種生物生產性土地的人均占有量，通過均衡因子和產量因子調整，再扣除12%生物多樣性保護面積，得到倉山區可利用人均生態承載力，見表4。

4.3 生態盈虧和生態壓力指數計算

將倉山區2010年生態足跡和生態承載力加以比較，并計算生態安全指數，見表5。

5 數據分析

5.1 人均生態足跡數據分析

據世界自然基金 (WWF)的《地球生命力報告2012》和《中國生態足跡2010》，世界人均生態足跡2.7 ghm2，亞洲人均消費生態足跡1.78 ghm2，中國人均生態足跡2.2ghm2以及福建人均生態足跡2.2ghm2［8，9］。對比上述數字，倉山區 2010年人均生態足跡0.845255g hm2還是較低的。其中，生物生產性土地面積的生態足跡所占比例由大到小為:水域足跡37.21%、耕地28.51%、林地足跡15.64%、草地足跡10.34%、化石能源足跡6.40%、建設用地足跡1.90%。由計算結果可知，倉山區生物資源消費以水產最高，加上鮮乳品、肉類、糧食、家禽、禽蛋等構成了生物資源消費的主要部分，油料、蔬菜等的足跡比重相對較小，這反應了人們生活水平的提高，也和市民長期消費習慣有關。雖然能源消費在倉山區總消費中所占比重不大，但仍是以原煤、焦炭所占足跡比重最高，而液化石油氣、煤油所占的足跡比重最小。可知當前能源結構中，煤炭仍然占大部分。天然氣基本沒有消費，這是因為，福州雖然正在進行能源結構的改變，家庭用煤氣改LNG天然氣的工程前幾年就已經在全市啟動，但位于閩江以南的倉山區還未推廣天然氣。若能更快改進能源結構，推廣清潔能源，則可降低自然生態系統所受壓力。由于本研究對消費項目的列舉不夠完全，因此計算生態足跡會有一定誤差。

5.2 人均生態盈虧數據和生態安全分析

倉山區2010年的人均生態承載力為0.293740ghm2。人均生態足跡為人均生態承載力的2.88倍。人均生態赤字為0.551515ghm2。其中，最大的生態赤字來自水域足跡，其次是耕地足跡，說明倉山區的生物資源消費以水產品和農產品為主，主要從區外輸入。再次是來自草地和化石能源足跡，而建設用地略有盈余。隨著社會經濟的發展，能源的消耗速度會加快，尤其是倉山區近年來經濟發展的速度一直位于福州的中上水平，居民汽車擁有量也逐年上升，化石能源用地人均生態赤字將進一步擴大。雖然當前生態赤字不大，但仍舊反映倉山區人口規模和消費模式給生態帶來的壓力。如果當前生態赤字擴大的趨勢得不到遏制，就會影響長期發展。

表3 倉山區2010年人均生態足跡

表4 倉山區2010年人均生態承載力

表5 倉山區2010年人均生態盈虧和生態安全指數

根據趙先貴等通過對全球147個國家3項生態安全指數的計算結果進行聚類分析，結合不同國家和地區的生態環境狀況和社會經濟發展水平，制定出的生態壓力指數、生態占用指數和生態經濟協調指數的等級劃分標準［11］，對比倉山區2010年的3項指數:生態壓力指數為2.693，說明生態安全等級較低，生態環境的承壓程度比較大;生態占用指數為0.313，可見人均生態足跡占全球人均生態足跡的比例還是比較小的，說明社會經濟發展的程度和人均消費水平低于全球平均水平，且差距不小;生態經濟協調指數為0.116，說明社會經濟發展與生態環境的協調性不太好，應該考慮生態環境保護與經濟發展之間的關系。

6 結論

生態安全已成為中國未來發展的戰略選擇，生態盈虧、生態壓力指數、生態占用指數和生態經濟協調性指數都基于生態足跡與生物承載力的對比關系，是衡量生態安全的指標。從本文計算和分析的結果來看，雖然倉山區的生態足跡數值不算高，但是仍然超過生態承載力，呈現生態赤字。可見，當前的人口規模和生活消費模式所帶來的生態消費已超過土地生態系統的承受能力。生態壓力指數較大而生態協調指數較低，進一步說明倉山區當前的生態壓力大，可持續發展狀況嚴峻，生態處于不安全狀況。倉山區的人民生活和經濟發展都位于福州市的中上水平，隨著海西建設的深入，福州經濟將會更加迅速地發展，人們生活水平不斷提高，倉山區生態赤字極有可能快速加劇，生態壓力指數會進一步加大，生態安全前景不容樂觀。結合此形勢，本文提出以下建議:第一，嚴格控制人口數量并強化民眾的生態環境意識，改變生活消費方式，倡導綠色生活消費，建立節約、高效的消費體系。第二，大力倡導循環經濟和清潔生產，調整能源結構，高效利用現有的資源，降低資源與能源消耗，使得經濟增長方式向生態化轉型。第三，加大對環境的監管力度，控制“三廢”，實施減量化排放，推進生態型居住環境建設。避免不必要的生態足跡，縮小生態赤字，改變生態不安全的現狀，逐步建立起資源節約型、環境友好型的社會體系。

［1］郭躍，程曉昀，朱芳，等.基于生態足跡的江蘇省生態安全動態研究［J］.長江流域資源與環境，2010，19(11):1327－1332.

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

［3］孫凡，孟令彬.重慶市生態足跡與生態承載量研究［J］.應用生態學報，2005，(7):1370－1374.

［4］楊開忠，楊詠，陳潔.生態足跡分析理論與方法 ［J］.地球科學進展，2010，15(6):630－636.

［5］卞曉慶，徐麗，張慶國.基于生態足跡的合肥市生態安全分析與評價 ［J］.安徽農學通報，2010，16(14):185－187.

［6］徐玉霞.基于生態足跡的城市生態安全評價——以寶雞市為例 ［J］.中國農學通報，2010，26(21):286－290.

［7］陳世發.基于生態足跡模型的經濟技術開發區的生態安全分析——以福州市為例［J］.亞熱帶水土保持，2010，22(2):5－9.

［8］World Wide Fund for Nature.LIVING PLANET REPORT 2012［EB/OL］.http://www.wwfchina.org/wwfpress/publication/shift/2012LPREN.pdf，2012－05－18.

［9］李琳謝，高地，曹淑艷，等.世界自然基金會 (WWF)中國生態足跡報告2010［EB/OL］.http://www.wwfchina.org/wwfpress/publication/shift/2010LPR_cn.pdf，2010－11－15.

［10］王之佳，柯金良譯.我們共同的未來［M］.長春:吉林人民出版社，1997:100－200.

［11］趙先貴，韋良煥，馬彩虹.西安市生態足跡與生態安全的動態研究 ［J］.干旱區資源與環境，2007，21(1):1－5.

［12］倉山區統計局.倉山統計年鑒2011［M］.北京:中國統計出版社，2012:163－252.

［13］Food and Agriculture Organization of the United Nations(FAO)Statistical Databases.［EB/OL］.http://faostat3.fao.org/home/index.html.

［14］GB2589－2008，綜合能耗計算通則 ［S］.

［15］Global Footprint Network.Accounting for demand and supply of the Biosphere’s regenerative capacity:the National Footprint Accounts’ underlying methodology and framework.2011 Edition.Oakland.［EB/OL］.http://www.footprintnetwork.org/images/uploads/Methods_Paper_Draft_2011.pdf，2012－2－20.

［16］福州市統計局.福州統計年鑒2011［M］.北京:中國統計出版社，2012:24－345.