南京市生態(tài)足跡測算與可持續(xù)發(fā)展研究

楊慶禮 魏湖濱

摘 要：在長江經(jīng)濟帶可持續(xù)發(fā)展與“共抓大保護，不搞大開發(fā)”的背景下，為合理衡量南京市經(jīng)濟建設對生態(tài)環(huán)境的影響和可持續(xù)發(fā)展程度，本文基于生態(tài)足跡模型對南京市2005—2018年3期的生態(tài)足跡進行測算，并使用系統(tǒng)聚類法將南京市及其11個設區(qū)（縣）生態(tài)足跡予以劃分。研究表明：2005—2018年間南京市的生態(tài)足跡遠大于生態(tài)承載力，生態(tài)赤字嚴重，耕地和建設用地的變動相對較大;玄武、浦口等區(qū)生態(tài)足跡較高，六合、江寧等地整體生態(tài)足跡較小。據(jù)此，提出合理開發(fā)和有效保護資源和環(huán)境，應加大科技創(chuàng)新和人力資本培育力度，高效利用現(xiàn)有的資源存量，提倡發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟挖掘城市自身的生產(chǎn)潛力等可促進南京市可持續(xù)發(fā)展的對策。

關鍵詞：生態(tài)足跡;生態(tài)承載力;聚類分析;可持續(xù)發(fā)展;南京

中圖分類號：S181 ? ? ? 文獻標識碼：A

DOI：10.19754/j.nyyjs.20200330038

改革開放以來，我國城鎮(zhèn)化水平從1978年的17.9%提高到2019年的60%以上，發(fā)展成就顯著。然而，過去幾十年間粗放式的發(fā)展為生態(tài)環(huán)境帶來了較大的壓力，不利于社會經(jīng)濟的進一步發(fā)展。在這種背景下，黨的十九大報告明確指出要尊重自然、順應自然、保護自然，習總書記在調(diào)研時更是多次強調(diào)長江經(jīng)濟帶“共抓大保護，不搞大開發(fā)”的發(fā)展戰(zhàn)略。因此，如何衡量城市的生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀，評估土地利用現(xiàn)狀的承載能力，緩解人地間的矛盾以實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，是學界關注的焦點，也是政策創(chuàng)新的難點。

生態(tài)足跡可以表現(xiàn)人類對自然資本的利用情況，并結合生態(tài)承載力和生態(tài)盈余的計算結果判斷當前狀態(tài)下的人類活動是否在生態(tài)系統(tǒng)的承載范圍之內(nèi)，進而評估相關地區(qū)發(fā)展的可持續(xù)性。近年來，已有多位學者對生態(tài)足跡方法的改進[1-3]和應用領域的擴展[4-7]做出了有益的研究，從地域?qū)哟紊蟻碚f，既有徐中民等對全國生態(tài)足跡的分析[8]，也有張志強等對特定城市群的生態(tài)足跡測算[9];更多的則是任彩鳳等學者對單個城市或更小單元系統(tǒng)的生態(tài)足跡[10]的評價。

南京市是長江經(jīng)濟帶最具經(jīng)濟活力的城市之一，也是長三角地區(qū)和揚子江城市群的重要組成部分，是我國經(jīng)濟水平較為發(fā)達、人地矛盾較為尖銳的代表性城市。改革開放以來，南京市地區(qū)生產(chǎn)總值不斷提升，但飛速的經(jīng)濟增長也帶來資源消耗過快、生態(tài)環(huán)境快速惡化等問題。因此，如何掌握環(huán)境中需求資源的客觀變化并協(xié)調(diào)經(jīng)濟增長與資源環(huán)境承載能力之間的關系，走出一條屬于南京自己的可持續(xù)發(fā)展道路，是當前面臨的一個重要問題。然而，當前研究中基于整個城市系統(tǒng)的生態(tài)足跡靜態(tài)測量不能反映城市內(nèi)部的空間差異。在從無序向有序發(fā)展的過渡時期，要合理配置城市資源，有必要通過生態(tài)足跡的空間化引導和約束城市空間的發(fā)展。

本文以可持續(xù)發(fā)展為背景，以生態(tài)足跡模型為測度方法，以“國家公頃”為計量單位，對南京市及其11個設區(qū)（縣）2005年、2010年、2018年3期的生態(tài)足跡、生態(tài)承載力和生態(tài)盈虧進行測算，旨在分析南京市區(qū)域生態(tài)足跡時空特征的基礎上，進一步掌握影響南京市內(nèi)各區(qū)生態(tài)足跡變化情況，進而為南京市生態(tài)文明建設和可持續(xù)發(fā)展方案的提出提供依據(jù)。

1 研究方法

1.1 生態(tài)足跡計算方法

生態(tài)足跡的計算方法有如下2個前提：人類可以確定自身生活生產(chǎn)所消耗的資源與產(chǎn)生的廢棄物數(shù)量;上述耗費的資源與產(chǎn)生的廢棄物可以折合成用于生產(chǎn)或承載相關資源或者廢棄物的土地的面積。其具體計算公式如下所示：

EF=N×ef=N×∑（ri×ci÷pi）

式中，EP為總生態(tài)足跡，N為人口數(shù)，ef為人均生態(tài)足跡;i為消費品類別，ri為均衡因子，ci為第i種商品人均消費量，pi為第i種消費品平均生產(chǎn)能力。

1.2 生態(tài)承載力計算方法

生態(tài)承載力又稱生態(tài)足跡供給，是指一個區(qū)域所能提供給人類的生態(tài)生產(chǎn)性土地的面積的總和表示。其具體計算公式如下：

ECC=N×ec=N×∑（ai×ri×yi）

式中，ECC為總生態(tài)承載力;N為人口數(shù)，ec為人均生態(tài)承載力;i為消費品類別，ai為人均生物生產(chǎn)面積，ri為均衡因子，yi為產(chǎn)量因子。

1.3 計算結果說明

生態(tài)足跡計算結果用生態(tài)赤字或者生態(tài)盈余來表示，其具體計算方法為生態(tài)承載力減去生態(tài)足跡。若計算結果為負則稱為“生態(tài)赤字”，可用于衡量地區(qū)發(fā)展的不可持續(xù)程度;結果為正則稱為“生態(tài)盈余”，可用來衡量地區(qū)發(fā)展的可持續(xù)程度。

2 研究區(qū)域概況與數(shù)據(jù)

2.1 研究區(qū)域概況

南京是江蘇省省會，位于長江下游沿岸，總面積6597km2，屬亞熱帶季風氣候，雨量充沛，四季分明。南京是長江經(jīng)濟帶、長三角地區(qū)和揚子江城市群的重要組成部分。南京市現(xiàn)轄11個區(qū)，2018年末全市常住人口為843.62萬人，地區(qū)生產(chǎn)總值12730.80億元。

2.2 數(shù)據(jù)來源與計算方法

2.2.1 數(shù)據(jù)來源

本研究數(shù)據(jù)來源于2006年、2011年和2019年的《南京市統(tǒng)計年鑒》，為統(tǒng)一數(shù)據(jù)口徑，采用2013年南京市行政區(qū)劃調(diào)整區(qū)域。

2.2.2 生態(tài)足跡賬戶構建方法

人類消費行為由生物資源消費和能源消費2部分組成，生態(tài)足跡的計算也由這2類消費類型組成。其中，生物資源的消費主要包括農(nóng)產(chǎn)品、林產(chǎn)品、水產(chǎn)品和動物產(chǎn)品;能源的消費主要包括熱力、電力等。本文參考學界通用辦法[11-13]建立生態(tài)足跡賬戶并選取均衡因子和產(chǎn)量因子的參考平均值用于計算，且在計算過程中不考慮未利用地。

3 結果與分析

按南京市現(xiàn)有的耕地、林地、草地、化石能源用地、水域、建設用地面積總量和不同年份的總?cè)丝跀?shù)量（戶籍人口數(shù)量），計算出各類生物生產(chǎn)的人均占有面積，以此累加得出南京市人均生態(tài)足跡，再根據(jù)生態(tài)承載力公式計算出南京市年人均生態(tài)承載力，其計算結果見表1～3。聚類分析操作使用SPSS軟件完成，采用系統(tǒng)聚類分析，聚類方法使用組間連接，度量標準為平方Euclidean距離，輸出結果依南京市各區(qū)生態(tài)足跡值的大小分為3類。

3.1 人均生態(tài)足跡與生態(tài)承載力時間序列變化

由表1可見，2005—2018年南京市人均生態(tài)足跡總體呈增長趨勢。2018年南京市人均生態(tài)足跡為2005年人均生態(tài)足跡的2.37倍，與此同時，人均生態(tài)承載力面積不斷下降，減小了45.6%。由于經(jīng)濟飛速增長造成的生態(tài)環(huán)境負擔日益增大。由不同土地類型的均衡因子可以看出，10余年來對生態(tài)足跡影響最大的是耕地和建設用地，林地次之，水域和草地造成的影響相對較小。耕地面積的不斷縮小造成糧食產(chǎn)量的下降，由于土地利用的整體性和外部性，在沒有外界資源補充的情況下，南京市內(nèi)耕地所能養(yǎng)活的人口數(shù)不斷下降。又因為南京市近年來加快了城市建設的步伐，部分地區(qū)建設用地“野蠻”擴張，對生態(tài)環(huán)境造成相當大的壓力。

從生態(tài)盈余和生態(tài)赤字來看，2005年除林地為生態(tài)盈余外，其余各種土地利用類型皆為生態(tài)赤字，到2010年以后所有土地的生態(tài)狀態(tài)皆為生態(tài)赤字。從不同的土地利用類型上看，耕地盡管10多年來皆處于生態(tài)赤字狀態(tài)，但生態(tài)赤字的值不斷減小，生態(tài)承載力的增加速度高于生態(tài)足跡的增加速度。這表明南京市近年來保護耕地和基本農(nóng)田成果顯著，注重耕地的保護、整理與開發(fā)利用，提升耕地的生態(tài)水平。但林地、水域、草地的生態(tài)足跡增加速度遠遠大于生態(tài)承載力增加速度，生態(tài)赤字逐漸擴大，相關地類的保護工作迫在眉睫。而建設用地生態(tài)赤字一直處于高速增加狀態(tài)，體現(xiàn)了南京城市化進程的飛速擴展已構成了對生物生產(chǎn)生活和環(huán)境承載的基本土地的侵占。

3.2 分區(qū)域生態(tài)足跡時間序列變化

使用系統(tǒng)聚類分析方法對南京市11區(qū)3a生態(tài)足跡的聚類分析顯示，3期各區(qū)的生態(tài)足跡保持穩(wěn)中有變的態(tài)勢。玄武區(qū)、浦口區(qū)、棲霞區(qū)、溧水區(qū)和高淳區(qū)保持較高的生態(tài)足跡，資源耗費量較大，環(huán)境負擔較重;六合區(qū)和江寧區(qū)整體生態(tài)足跡較小，生態(tài)環(huán)境治理效益顯著;建鄴區(qū)和雨花臺區(qū)自2005年以來生態(tài)足跡顯著增長，分別增加了461%和356%，推測與其地處市區(qū)，近年來開發(fā)速度較快有關;而秦淮區(qū)和鼓樓區(qū)生態(tài)足跡排名在南京11區(qū)中呈現(xiàn)倒U形分布，在2010年間生態(tài)足跡較高，在2005和2018年生態(tài)足跡較低，其轉(zhuǎn)方式、調(diào)結構、降能耗、治理污染工作成效顯著。

總體而言，自2005年以來，南京城市化進程不斷加快，耕地面積不斷減少，建設用地侵占現(xiàn)象日益突出。南京市人均生態(tài)足跡不斷擴大的同時，人均生態(tài)承載力急劇縮小，二者比例不斷擴大。2018年南京市人均生態(tài)足跡約是其生態(tài)承載力的19倍，由于統(tǒng)計數(shù)據(jù)的不完整性和滯后性，南京市的生態(tài)赤字可能比計算得出的還要嚴重。無論從哪一種標準來看，南京均屬于“地區(qū)—全球非可持續(xù)性發(fā)展區(qū)域”，對地區(qū)、對全球而言均屬于不可發(fā)展狀態(tài)，且將產(chǎn)生較大的外部性，應盡快采取必要措施改變這種局面。

4 結論與討論

通過觀察南京市分地類人均生態(tài)足跡的不同權重，南京市高生態(tài)赤字存在的主要原因在于高能源消耗、人口過于密集、可耕地的減少以及化石燃料的極大消耗等。在不降低當?shù)鼐用瘳F(xiàn)有的生活水平的前提下，要減少生態(tài)赤字，實現(xiàn)南京市可持續(xù)發(fā)展應努力做到以下幾點。

合理開發(fā)和有效保護資源和環(huán)境，嚴格控制非農(nóng)業(yè)占地，建立永久性的基本農(nóng)田保護區(qū)制度，切實保護好耕地資源，提高土壤肥力。

加大科技創(chuàng)新和人力資本培育力度，南京市高校密集，科研單位眾多，人力資源豐富，應進一步發(fā)展高新技術產(chǎn)業(yè)，加速新技術的研發(fā)與應用過程以提高自然系統(tǒng)資源利用率和單位面積生物產(chǎn)量。

有效地利用現(xiàn)有資源存量，重視可再生能源的開發(fā)和利用，提倡發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟挖掘城市自身的生產(chǎn)潛力。

始終堅持“生態(tài)惠民、生態(tài)利民、生態(tài)為民”的原則，提升人居環(huán)境，加速形成綠色生活方式，從工業(yè)文明的消費模式走向現(xiàn)代化生態(tài)文明的城鎮(zhèn)模式，逐步建立資源節(jié)約型社會生產(chǎn)體系和合理健康的消費體系。

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（責任編輯 賈燦）