廣西生態足跡與承載力動態分析

張云蘭 李聲明

摘要：【目的】分析廣西生態足跡和生態承載力的變化過程和特征，了解廣西生態系統動態變化趨勢，為促進城鎮化進程中的區域可持續發展提供參考。【方法】利用生態足跡方法計算2005～2014年廣西人均生態足跡、人均生態承載力、人均生態盈虧和萬元GDP生態足跡，分析生態系統的變化狀態。【結果】2005～2014年廣西人均生態足跡由1.6201 ha振蕩式上升到2.7430 ha，其中化石能源地和耕地類人均生態足跡所占比重排前兩位；人均生態承載力小幅增長，由0.7173 ha/人波動增加到0.7665 ha/人，其中草地類人均生態承載力減少99.33%；人均生態赤字由0.9028 ha增加到1.1965 ha，說明廣西生態系統處于逐步加劇的超載狀態，化石能源地的生態赤字最嚴重，其次是耕地；萬元GDP生態足跡由1.8949 ha/萬元減少到0.8320 ha/萬元，說明廣西資源利用率逐步提高。【建議】廣西在城鎮化進程中要保證發展的可持續性，就必須優化產業結構，轉變粗放發展方式，并加大耕地保護，提高土地產出率，同時調整能源結構，開發清潔能源。

關鍵詞： 生態足跡；生態承載力；生態系統；可持續發展；廣西

中圖分類號： F062.3 文獻標志碼：A 文章編號：2095-1191（2016）09-1622-07

Abstract：【Objective】The present study was conducted to analyze variation process and characteristics of ecological footprint and ecological carrying capacity and study dynamic variation trend of ecological system in Guangxi， in order to provide reference for promoting regional sustainable development under urbanization process. 【Method】Ecological footprint method was applied to calculate per capita ecological footprint， per capita ecological carrying capacity， per capita ecological surplus and deficit and ecological footprint for ten thousand yuan GDP in Guangxi during 2005-2014. Variation of ecosystem was analyzed. 【Result】From 2005 to 2014， per capita ecological footprint of Guangxi soared from 1.6201 ha/cap to 2.7430 ha. Per capita ecological footprints of fossil energy land and cropland ranked top 2. There was no substantial increase in per capita ecological carrying capacity， which increased from 0.7173 ha/cap to 0.7665 ha/cap. Per capita ecological carrying capacity of grassland reduced by 99.33%. Per capita ecological deficit increased from 0.9028 ha to 1.1965 ha， which indicated that ecosystem in Guangxi was overloaded progressively. Ecological deficit of fossil energy land was the most serious， followed by cropland. Ecological footprint for ten thousand yuan GDP decreased from 1.8949 ha/ten thousand yuan to 0.8320 ha/ten thousand yuan， which indicated that resource utilization rate improved in Guangxi. 【Suggestion】To achieve sustainable development in process of urbanization， Guangxi needs to optimize industrial structure， transform development mode， strengthen protection of farmland， improve land productivity， adjust energy structure and develop clean energy.

Key words： ecological footprint； ecological carrying capacity； ecosystem； sustainable development； Guangxi

0 引言

【研究意義】20世紀90年代以來，廣西經濟總量迅速增長，城鎮化進程明顯加快，常住人口城鎮化率從1990年的15.10%增加到2015年的47.06%，目前正處于城鎮化高速期。高速城鎮化加大了廣西的生態壓力，面臨人口膨脹、土地資源稀缺、生態環境脆弱等問題，城鎮化進程受生態系統限制；與生態文明相結合的新型城鎮化要以承載力為支撐，才能實現區域可持續發展。因此，開展生態足跡和生態承載力動態分析對促進廣西城鎮化發展具有重要意義。【前人研究進展】加拿大生態經濟學家Rees于1992年提出用生態足跡（Ecological footprint，EF）來衡量區域自然資源的可持續發展，之后進一步完善了該方法（Rees and Wackernagel，1996）。生態足跡方法即通過計算一定區域內人口消費的各種生物資源和能源數量，并按照相應的換算系數折算成生物生產性土地面積，再將各種生物資源和能源所折算的生物生產性土地面積加總，得到該區域總的生態足跡，同時根據區域內耕地、林地、草地、水域、化石能源地、建設用地等6種類型土地面積計算區域總的生態承載力（楊屹和加濤，2015）；通過比較生態足跡與生態承載力來判斷區域經濟發展是否處于合理的承載力范圍內（張志強等，2000）。我國學者從1999年開始關注生態足跡方法，分別從理論基礎、研究方法、計算模型及區域評價等方面進行研究。徐中民等（2001）研究發現張掖地區1995年處于生態赤字狀態；董澤琴和孫鐵珩（2004）研究得出影響遼寧2000～2002年生態足跡的因素是人口增加、資源消耗量大、耕地減少等；蔣莉等（2005）研究發現總人口和GDP是我國各省（區、市）生態足跡的主要影響因子；竇蕾等（2006）利用旅游生態足跡模型計算發現，旅游活動是一種高需求、高消耗的活動方式；張恒義等（2009）利用省公頃生態足跡模型核算了浙江省各地2005年的生態足跡，并將結果與全球公頃法和國家公頃法的結果相比較；王明霞和關露（2010）研究得出河北省旅游正處于消耗生態資源的不可持續發展狀態；張可云等（2011）分析比較2008年中國31個省、市、區生態承載力，提出區域間生態破壞轉移問題；方愷（2013）研究得出中國自1978年步入生態赤字時代以來，足跡深度增長了近兩倍；周濤等（2015）研究發現近年來生態足跡模型在參數調整、項目計算、賬戶擴展等方面都有所改進。【本研究切入點】生態足跡方法作為區域生態安全量化評價的有效方法，前人雖然已經進行了很豐富的研究，但對廣西生態足跡和生態承載力長時間序列的分析并不多見。【擬解決的關鍵問題】采用生態足跡方法分析廣西2005～2014年間的生態足跡和生態承載力的變化過程和特征，通過生態赤字和萬元GDP生態足跡兩個指標來檢驗城鎮化進程中廣西社會經濟發展的可持續性，并提出相關建議。

1 數據來源與研究方法

廣西地處東經104°26′～112°04′、北緯20°54′～26°24′，面積23.67萬km2，占全國國土面積的2.46%。屬于低緯度地區，南瀕熱帶海洋，北為南嶺山地，西延云貴高原，境內河流縱橫，地理環境較復雜，最高海拔為2141 m。廣西耕地面積440.5萬ha，占全省國土面積的18.54%。截至2015年末，廣西人口總量4796萬人，生產總值16803.12億元，人均地區生產總值35190元，第一、二、三產業增加值比重分別為15.27%、45.79%和38.94%。作為西部邊疆民族地區，廣西生態安全是國家生態安全的重要組成部分。

1. 1 數據來源

本研究對廣西生態足跡和承載力動態分析的時間區間是2005～2014年。數據主要來源于FAO統計數據庫、Wind數據庫和《中國統計年鑒（2006- 2015）》、《廣西統計年鑒（2006-2015）》、《廣西國民經濟和社會發展統計公報（2005-2015）》。部分數據經過計算處理并在文中注明。

1. 2 研究方法

1. 2. 1 生態足跡計算方法 本研究采用國際通用的計算生態足跡模型（楊屹和加濤，2015），即引用均衡因子將消費量轉化成生物生產性土地，計算公式為：

式中，EF為區域總生態足跡；N為區域總人口數； ef為人均生態足跡；i代表6種土地類型，即耕地、草地、林地、水域、化石能源地和建設用地；aaj為各類生物生產性土地面積；rj為均衡因子，無量綱，均衡處理后的6類土地面積即為可相加的世界平均生物生產性土地面積；i為消費的生物資源賬戶或能源賬戶項目類別；ai為人均第i種消費項目折算的生物生產性土地面積；pi為第i種生物資源賬戶消費項目的全球平均產量或能源賬戶消費項目的全球平均生態足跡；ci為第i生物資源賬戶或能源賬戶消費項目的人均年消費量，n為消費項目的數量。

生態足跡計算分為生物資源賬戶和能源賬戶。根據廣西統計年鑒的分類和實際核算需求，本研究計算的生物資源賬戶包括35種生物資源（表1），能源賬戶包括11種能源，即化石能源地的10種能源和建設用地的電力（表2）。計算生態足跡時，首先要確定3項關鍵數據，即均衡因子、生物資源賬戶的全球平均產量和能源賬戶的全球平均能源足跡。本研究采用Wackernagel等（1999）提出的均衡因子，即耕地和建設用地2.82、林地和化石能源地1.14、草地0.54、水域0.22。為統一統計口徑，生物資源消費量按照《廣西統計年鑒》中當年生物資源產量計算，其全球平均產量以1993年全球數據為準（表1）；《廣西統計年鑒》中毛竹采伐量的單位是“萬根”，本研究根據毛竹的重量國家標準取其平均值（徑級為3.3 cm的毛竹重量26 kg/根）進行單位換算。計算能源足跡時，能源消費采用《廣西統計年鑒》中當年能源消費數據，全球平均能源足跡參照Wackernagel等（1999）研究結果；各種能源折算系數比較穩定，引用《廣西統計年鑒2015》附錄4。

1. 2. 2 生態承載力計算方法 生態承載力是指區域內耕地、草地、林地、水域、化石能源地和建設用地等6種類型土地所能提供給人類的生物生產性土地的面積總和，計算公式為：

EC=N·ec=N·（aj·rj·Yj）（2）

式中，EC為區域總生態承載力；N為區域總人口數；ec為區域總人均生態承載力；aj為區域內實際人均占有的j類生物生產性土地面積；rj為均衡因子；Yj為j類生物生產性土地的產量因子。

需要說明的是，由于生態足跡模型計算中水果也納入林產品，則本研究中林地面積由統計數據的林地和果園面積加總所得；由于目前建設用地面積只有2008和2013年兩個數據公開，則本研究根據《廣西國民經濟和社會發展統計公報》中歷年廣西建設用地增量折算。計算區域生態承載力時，首先確定產量因子，其由一定區域中某種生物生產性土地的平均生產力與全球同種土地生產力相除所得；由于建設用地很大程度上是占用耕地，通常把建設用地的產量因子看作與耕地一樣。本研究采用Wackernagel和Rees（1998）計算的中國產量因子，即耕地和建設用地1.66、草地0.19、林地0.91、水域1.00、化石能源地0。為了保護生物多樣性，生態承載力中扣除12%（田玲玲等，2016）。

1. 2. 3 生態盈虧 生態盈虧是指生態足跡和生態承載力之差，其計算公式為：

ed=ec-ef（3）

式中，ed為生態盈虧；當ed >0時為生態盈余，表明區域生態系統安全、可持續；當ed <0時顯示為生態赤字，表明區域生態系統超載，生態系統不能滿足人類生產生活需要，不可持續。

1. 2. 4 萬元GDP生態足跡 萬元GDP生態足跡反映區域經濟發展對資源利用率的指標，其計算公式為：

萬元GDP生態足跡=EF/GDP（4）

萬元GDP生態足跡越大，說明區域系統資源的利用率越低，反之則說明利用率越高。

2 結果與分析

2. 1 2005～2014年廣西生態足跡分析結果

2. 1. 1 不同類型土地的人均生態足跡 根據公式（1）分別計算得出廣西6種不同類型土地的人均生態足跡在2005～2014年間的變化趨勢（圖1）。6種不同類型土地的人均生態足跡有一定波動，但總體上呈上升趨勢，且增長較明顯，由2005年的1.6201 ha/人增加到2014年的2.7430 ha/人，累計增加69.31%。從結構上來看，以2014年為例，生物資源賬戶人均生態足跡占整體的62.32%，能源賬戶人均生態足跡占整體的37.68%。從6種不同類型土地的人均生態足跡占比來看，其排序為化石能源地>耕地>草地>林地>水域>建設用地，其中化石能源地和耕地占比分別為37.56%和25.20%。

2. 1. 2 總人均生態足跡和生物資源賬戶、能源賬戶 由圖2可看出，2005～2014年廣西總人均生態足跡、生物資源賬戶和能源賬戶的人均生態足跡均呈現增—減—增的態勢。生物資源賬戶人均生態足跡由2005年的1.2096 ha/人增加到2008年的1.3777 ha/人，2009年減少到1.3747 ha/人，2014年增長到1.7095 ha/人，2005～2014年累計增加41.33%。其中，林地類人均生態足跡增長最快，由0.1739 ha/人增長到0.4488 ha/人，年均增加11.11%；水域類人均生態足跡變動明顯，呈先減后增的趨勢，由2005年的0.0520 ha/人減少至2006年的0.0427 ha/人，2014年又增長到0.0596 ha/人，但10年間總體上比較平穩，共計增加1.46%；耕地和草地類人均總生態足跡占主要地位，以2014年為例，分別占25.20%和18.58%，但二者增長相對緩慢，年均增長率分別為1.80%和2.89%。

由表2可看出，廣西的能源賬戶人均生態足跡由0.4105 ha增長到1.0336 ha，累計增加151.79%。其中，化石能源地和建設用地（即電力）人均生態足跡年均增速分別為10.80%和10.36%；化石能源地人均生態足跡比例較高，而建設用地的比例較低，以2014年為例，廣西化石能源地和建設用地人均生態足跡占能源賬戶人均生態足跡的比重分別為99.67%和0.33%。廣西化石能源的消耗突出，原油、煤油、天然氣和煤氣均明顯增加，煤氣的人均生態足跡變動最明顯，由0.0036 ha/人增長到0.1029 ha/人，2014年是2005年的28.583倍。化石能源地以高污染類能源煤占主要地位，比重為42.87%；而燃料油類人均生態足跡減少7.15%。

2. 2 2005～2014年廣西生態承載力分析結果

根據公式（2）測算出廣西6種不同類型土地在2005～2014年間生態承載力的變化趨勢（圖3），廣西總人均生態承載力由0.7173 ha增加到0.7665 ha，累計增加6.86%。其中，建設用地類人均生態承載力增加最快，由0.0804 ha/人增加到0.1040 ha/人，累計增加29.35%；其次是林地類人均生態承載力，由0.2425 ha/人增加到0.2766 ha/人，累計增加14.06%；水域類人均生態承載力由0.0033 ha增加到0.0035 ha，累計增加6.06%；但耕地和草地類人均生態承載力有所減少，其中耕地類人均生態承載力由0.3897 ha減少到0.3824 ha，累計減少1.87%；值得注意的是，草地類人均生態承載力銳減，由0.0015 ha/人減少到0.00001 ha/人，累計減少99.33%。從結構上來看，耕地和林地的人均生態承載力占總人均生態承載力的85.97%，對廣西生態承載力影響較大；草地和水域的供給能力相對較小，僅占0.46%。

2. 3 2005～2014年廣西生態盈虧分析結果

根據公式（3）計算廣西6種不同類型土地在2005～2014年間的生態盈虧（表3）及其總體變化趨勢（圖4）。由以上結果分析可知，廣西生態承載力均小于生態足跡，處于生態赤字狀態，且生態赤字逐年加劇。由于2005～2014年廣西人均生態承載力未發生明顯變化，因此，期間廣西生態赤字的加劇主要源于人均生態足跡的增加，生態赤字從0.9028 ha/人增加到1.9765 ha/人。2014年廣西生態足跡達13040.4382萬ha，是廣西土地總面積的5.509倍。從土地類型來看，由于人類沒有安排專門的土地面積來吸收CO2，因此化石能源地的產量因子為0，其生態承載力也為0；化石能源地的生態赤字最嚴重，由0.4092 ha/人增加到1.0302 ha/人，其次是耕地、草地的生態赤字表現較明顯。

2. 4 2005～2014年廣西萬元GDP生態足跡分析結果

根據公式（4）計算得出2005～2014年廣西萬元GDP生態足跡（表4），其總體呈下降趨勢，從1.8949 ha/萬元降至0.8320 ha/萬元，累計減少56.09%。

3 結論

本研究結果表明，近年來廣西經濟發展處在持續擴張階段，環境超載問題已成為難點和薄弱環節。2005～2014年人均生態足跡年均增加6.03%，但生態承載力未出現大幅度提高，人均生態赤字呈快速增長趨勢。（1）從人均生態足跡來看，化石能源地和耕地類人均生態足跡占廣西6類土地人均生態足跡的前兩位，表明二者的變動對廣西總人均生態足跡的影響較大。其中，林地類增長最快，表明近年來廣西對林產品的消費量明顯增加；其次是能源賬戶中的化石能源地和建設用地類，其人均生態足跡增速分別排第2、3位，化石能源地中煤氣的人均生態足跡增速最明顯，2014年占比42.87%，表明廣西經濟發展過程中對能源的消耗增長快速，且主要為高污染類能源。（2）從人均生態承載力來看，草地類人均生態承載力減少99.33%，表明廣西在農業生產中開采了大量的草地作為耕地和林地，所以林地人均生態承載力增加了14.06%，但由于城鎮化建設過程中對耕地的需求量越來越大，“占補平衡”之后廣西耕地類人均生態承載力還是減少了1.86%。（3）從生態盈余來看，化石能源地的生態赤字最嚴重，其次是耕地。

4 建議

（1）優化產業結構，轉變發展方式。自1993年以來，廣西產業結構一直以第二產業為主導，且第二產業發展又以煤炭、原油等高污染的工業為主，處于高消耗、低產出的粗放型經濟發展方式，導致化石能源地生態赤字嚴重。因此，大力發展第三產業，尤其是充分利用豐富的文化、旅游資源，打造旅游強省，走低能耗、高GDP增長的可持續發展道路迫在眉睫。（2）加大耕地保護，提高土地產出率。耕地生產力高，是最為寶貴的土地資源，且對生態承載力貢獻最大。在城鎮化進程中，隨著建設用地面積擴大，廣西耕地數量雖在“占補平衡”政策指導下達到了不減且增的效果，但耕地總體質量有所下降，耕地生產率不高，導致廣西耕地生態赤字嚴重，成為制約廣西經濟可持續發展的第二大因素。因此，需要進一步落實《廣西主體功能區規劃》和耕地保護制度，提高耕地生產效率。（3）調整能源結構，開發清潔能源。化石能源地人均生態足跡占比最大，2014年為37.56%，且增長快速，但化石能源是不可再生資源，過分依賴會成為經濟發展瓶頸。廣西應充分利用自然地理條件，通過財稅政策鼓勵企業和個人大力開發使用新型清潔能源替代化石資源，減少對環境的損害，促進經濟社會可持續發展。

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（責任編輯 鄧慧靈）