臨汾市城鄉居民生活消費的生態足跡分析

宋思維+鄭國璋

摘要：指出了生態足跡是一種研究可持續發展的評價方法。通過計算臨汾市居民生物和能源資源的消耗所需要的生物生產性土地面積， 并與生態承載力進行比較，以此分析衡量了社會的可持續發展程度。分析結果表明：臨汾市城鄉居民的人均生態足跡為0.7767 hm2，人均生態承載力為0.5986 hm2，生態赤字為0.1778 hm2。這表明臨汾市城鄉居民對資源環境的壓力超過了該地的生態承載力，其中生態足跡中耕地和化石燃料用地的比重最大，而生態承載力中化石燃料用地的生態赤字最大。

關鍵詞：生態足跡；居民生活消費；生態赤字；臨汾市

1 引言

生態足跡理論最早由加拿大生態經濟學家威廉（William）于20世紀90年代初提出，再由其博士生瓦克納格爾（Wackernagel）進一步完善的一種理論和方法[1]。它是測量人類社會可持續發展程度的一種重要方法，也是研究人類社會發展所面臨的資源與環境問題應用最廣泛的評價方法。伴隨著中國近幾十年經濟的快速發展以及工業化和城鎮化進程的不斷加快，使一些地區出現了人口、資源和環境之間的矛盾越來越突出，因此需要對資源環境做出合理的分析與評價，以保證該地區的可持續發展。近年來，我國學者利用生態足跡理論從不同尺度和角度展開了大量的研究工作，同時也針對生態足跡理論存在的缺陷與不足提出了許多改進的方法和模型。筆者利用生態足跡理論來分析臨汾市城鄉居民人口對自然資源的需求和利用現狀，討論居民對生態系統的需求和依賴程度，對于城市的健康可持續發展具有重要的意義。

2 研究區概況

臨汾市位于山西省西南部，地理坐標為北緯35°23′～36°57′，東經110°22′～112°34′之間，總面積約20275 km2。至2014年底，總人口441.46萬人，其中城鎮人口和鄉村人口各占總人口的47%和53%。臨汾市地處半干旱、半濕潤季風氣候區，屬溫帶大陸性氣候，四季分明，雨熱同期。臨汾市農業基礎以糧棉和多種經濟作物為主，土地產出率高，特別是臨汾中部盆地土壤肥沃、氣候溫和，特產豐富。臨汾市礦產資源也十分豐富，是山西省能源重化工生產基地之一。臨汾盆地縱貫臨汾市中部，四周環山，中間平川，全境分山地、丘陵、盆地三大地形單元。境內有黃河、汾河、沁河等7條河流和郭莊、龍祠、霍泉三大名泉。

3 生態足跡分析方法概述

3.1 生態足跡概念

生態足跡指現有生活水平下人類占用的能提供資源或消納廢棄物的、具有生物生產性土地面積，其中包括耕地、草地、林地、建設用地、化石能源用地和水域6大類型。而與其相對應的生態承載力則是各類生物生產性土地面積的總和。生態足跡理論從需求面計算生態足跡的大小，從供給面計算生態承載力的大小， 通過對二者的比較來評價和衡量一個地區的生態平衡和可持續發展狀況。

3.2 計算公式

（1）生態足跡計算的一般公式可表示為：

EF=N·ef=N∑ai=N∑ri（Ci/Pi），（1）

式（1）中，N為人口數；ef為人均生態足跡；ai 為人均i種消費品折算的生產土地面積；ri 為第i種消費品所占土地類型的均衡因子；Ci為 i種商品的人均消費量；Pi 為i種消費商品的平均生產能力（kg/hm2 ）；i為消費品的類型。

（2）生態承載力的計算式為：

EC=N∑（Aj·yj·rj）， （2）

式（2）中，Aj為第j類土地利用類型的實際面積；yj為第j類土地利用類型的產量因子；rj 為第j類土地利用類型的均衡因子；j為土地類型。

（3） 生態盈余/生態赤字公式為：

ER/ED = EC-EF， （3）

式（3）中，ER 為生態盈余；ED 為生態赤字；當 EC>EF 時，為生態盈余；當 EC

3.3 均衡因子

在生態足跡的計算過程中，把提供資源和吸納廢棄物的生態生產性土地分為6種類型，即耕地、林地、牧草地、水域、建設用地和化石燃料用地。由于每一類土地類型具有不同的生產能力，為了使不同土地類型的面積可以相互比較運算，需要在計算時，將每類土地的面積各乘以相應的均衡因子[2]。由于均衡因子隨年代的變化較小，故大多數研究均采用全球一致的均衡因子[3]。此研究中的均衡因子根據WWF的《Living Plant Report 2012》中計算的2010年全球均衡因子，其取值見表1。

3.4 產量因子

在生態承載力的計算中，由于不同地區的不同用地類型土地間的生產能力差異比較大，而且單位面積內同一種類的作物生產力也差異很大。因此，需要對不同類型的土地產量進行標準化處理。不同國家或地區的某類生物的本地產量與世界平均產量的比值用產量因子來表示[4]。此處參照李炳意，師學義關于晉城市生態足跡的可持續發展研究中的利用2010年山西省與全球的凈初級生產力的比值計算出的產量因子[5]，這樣能更好地反映臨汾市的實際生產能力。筆者從碳循環的角度對化石燃料用地進行調整，產量因子見表1。

4 臨汾市居民生活消費的生態足跡計算

4.1 生態足跡的計算

4.1.1 生物資源消費的生態足跡

由于缺乏生物資源的具體消費數據 ， 國內大多數研究采用相同的處理方式， 即認為生物資源生產供需平衡 ，采用生產量代替消費量[3]。根據《2015臨汾市統計年鑒》列出年臨汾市城鄉居民生物資源消費品的生態賬戶，具體結果見表2。

4.1.2 能源消費的生態足跡

城鄉居民生活用能主要包括：煤炭、電力、天然氣等，對于煤、石油、天然氣一次能源的消費，根據全球平均發熱量和折算因子統一為化石燃料地占用面積[6]。而電力屬于二次能源，是間接的煤炭消費，而且臨汾市主要是火力發電，因此把電力的消耗轉化成煤炭消耗量（我國1kW·h火電需消耗 0.49588kg的原煤）[7]。 建成地生態足跡計算根據生態足跡的定義，建成地一般為宜耕地，因此將其歸結為對耕地的消費，其生態足跡可視為同等面積耕地的產出被消費，計算公式為：

E=Eb×ri

（Eb為建成地面積，ri為建成地均衡因子）[8]。由于缺乏燃氣消費的數據，因此筆者只計算了居民的煤炭和電力能源消費的生態足跡。計算結果見表3。

4.1.3 總生態足跡

將不同將不同類型的生產性土地面積進行匯總，并利用均衡因子，對臨汾市生態足跡進行調整，計算出臨汾市2014年人均生態需求總量。結果見表4。

4.2 生態承載力計算

生態承載力的計算，需要扣除12% 的生物多樣性保護面積，得出實際的生態供給面積；建成地一般占用的是宜耕地，其生態承載力理論上全由耕地來提供，但在耕地資源急缺的今天，生態承載力視為0，這更符合實際情況[9]；在化石燃料用地承載力計算中，在傳統的土地面積法的生態足跡模型中，將化石燃料用地的生態承載力視為0，這忽視了生態環境對能源燃燒排放的CO2等污染物的的吸納作用，筆者從碳循環的角度，通過林地與草地面積和各地區林地草地的吸碳能力來計算，改變了傳統生態足跡中將化石能源生態承載力作為0處理的現象[8，9]，所以在計算化石燃料用地承載力時參照謝鴻宇等[10]改進后的生態足跡模型。計算結果見表5。

4.3 生態盈余/生態赤字

臨汾市的生態盈余或生態赤字見臨汾市生態供需平衡狀況（表6）。

5 結果與分析

從生態足跡方面來看：耕地和化石燃料用地的人均生態足跡的比重最大，分別達到總人均生態足跡的51.47%和21.43%，總和占比高達72.9%，這充分反映出臨汾市城鄉居民的生態足跡是以糧食作物和能源消費為主；從生態承載力方面來看，耕地的生態承載力最高，占總生態承載力的72.33%，耕地和林地是生態盈余的狀況，這表明臨汾市的耕地和林地資源豐富，完全能滿足當前城鄉居民的生活消費需求。

從生態平衡結果看：臨汾市城鄉居民的人均生態足跡為0.7767 hm2，人均生態承載力為0.5986 hm2，人均生態赤字為0.1778 hm2 ，這表明臨汾市居民生活消費的人均生態足跡超過了當地的人均生態承載力。其中，草地、水域、建設用地和化石燃料用地是出現生態赤字，而其中化石燃料用地的生態赤字最大，由于缺乏燃氣方面的統計數據，因此實際情況會比統計結果會更高，這也表明臨汾市城鄉居民的能源消費超出了生態系統潛在的生態容量，這就需要逐步改變本地居民的能源消費結構，倡導居民節約能源，提高能源利用率，從而減少人均能源需求，降低生態赤字，實現本地區的健康可持續發展。

參考文獻：

[1]Wackernagel M ，William E R.Our Ecological Footprint[M].Philadelphia，pennsylvania：New Society Publishers，1997.

[2]周 曄，項文化.廣西沙田鎮農村農戶生態足跡及其影響因子分析[J].中南林業科技大學學報 ，2011，31（5）：234～240.

[3]杜加強，滕彥國， 王金生.生態足跡計算過程中的某些細節處理研究[J].地域研究與開發，2009，28（2）：99～103.

[4]張新主， 曹明明.西安生態足跡計算與分析[J].水土保持通報，2005，25（2）：92～96.

[5]李炳意，師學義.基于生態足跡的資源型城市可持續發展能力分析：以山西省晉城市為例[J].水土保持研究，2016，23（2）：255～261.

[6]張澤洪，朱飛燕.成都市城市居民生活消費的生態足跡分析[J].國土資源科技管理， 2006（2）：100～103.

[7]謝鴻宇，陳賢生，林凱榮，等.基于碳循環的化石能源及電力生態足跡[J].生態學報，2008，28 （4）：1730～1735.

[8]師曉娟，石惠春.基于改進生態足跡模型的蘭州市生態可持續評價[J].甘肅農業大學學報，2012，47（3）：74～79.

[9]何 鋒，張青峰，王 力，等.基于改進生態足跡模型的縣域生態可持續評價[J].農業工程學報，2011，27（5）：320～327.

[10]謝鴻宇，王羚酈，陳賢生，等.生態足跡評價模型的改進與應用[M].北京：化學工業出版社，2008：85～93.

Analysis on Ecological Footprint of Residents Consumption in Linfen City

Song Siwei，Zheng Guozhang

（College of Geography Sciences，Shanxi Normal University，Linfen，Shanxi 041000，China）

Abstract： Ecological footprint is an evaluation method for the study of sustainable development. In this paper， we calculated the area of biological productive land needed by Linfen residents and compared it with ecological carrying capacity to measure the degree of sustainable development of society. The results showed that the per capita ecological footprint of urban and rural residents in Linfen was 0.7767 hm2， the ecological carrying capacity per capita was 0.5986 hm2， and the ecological deficit was 0.1778 hm2. This indicated that the urban and rural residents of Linfen have more pressure on the resources and environment than the ecological capacity of the land. The ecological footprint of cultivated land and fossil fuel land has the largest proportion， while the ecological capacity of fossil fuel land has the largest ecological deficit.

Key words： ecological footprint； residents living consumption； ecological deficit；Linfen City