山東半島城市群生態足跡變化及驅動機理研究

□閆 申

（曲阜師范大學 山東 日照 276800）

經濟發展與環境保護問題是很多國家面臨的重要課題，應采用科學有效的方式解決這一問題[1]。在過去幾十年中，我國的高消耗發展模式已經對生態環境造成很大威脅。通過計算生態足跡，逐步量化人類對自然資源的需求程度和自然能源供給能力，從而監測生態承載力，成為一種高效的方法[2]。國內學者主要用景觀生態學開展土地優化研究，基于生態保護重要性評價、生態適宜性評價、景觀空間結構和生態敏感性分析來確定生態源地[3]。

本研究通過生態足跡模型定量分析山東半島城市群1995—2015 年生物生態足跡的變化特征，從而探究各個城市的影響因子。研究表明，1995—2015 年山東半島城市群生態足跡整體呈上升趨勢。把山東半島城市群中的8 個城市分3 類，第一類是增加速度快、增幅明顯的城市，分別是威海、日照和東營。第二類是生態足跡有所下降的城市，分別是淄博和煙臺。第三類是增幅較小，變化不明顯的城市，分別是濰坊、濟南和青島[4]。

1 研究區概況

1.1 區域概況

山東半島城市群是山東省重點發展的先導區，是我國北部和東部地區的一個人口密集區，也是黃河中下游的出口區。山東省具有地理位置優勢，是東北亞區域合作的前沿，經濟發展快，工業基礎強，城鎮體系相對完善，綜合交通網絡發達。

隨著山東半島城市群經濟的快速發展，環境壓力在短時間內急劇上升。城市建設用地驟然擴張，大面積占用生態用地，使得城市生態系統以及生態環境的自我恢復功能受到了很大破壞。隨著能源與資源的大量消耗，在城市化與居民生活水平迅速提高的同時，山東半島城市群生態環境不斷惡化。

1.2 數據來源

本研究的生物生產量和能源消費量數據來源于1995—2015 年《山東省統計年鑒》，8 個市的生物消費情況來源于各地級市的《統計年鑒》，部分人均消費量和城市GDP 來源于《中國交通年鑒》，部分社會經濟發展、人均GDP 和人均消費的數據來源于《國民經濟和社會發展統計公報》。

2 研究方法

2.1 生態足跡模型

生態足跡是指人類為自身活動和發展需要消耗的自然資源和能源，以及從這些資源轉化為生態生產用地的區域。生態足跡的計算主要包括公式（1）生物資源賬戶和公式（2）能源賬戶。具體計算公式如下。

式中，EF為區域人均生產性生態足跡（hm2·人-1）；j是生物生產性土地類型；i為消費資源的類別；pi為生態生產性土地生產第i種消費資源的世界平均產量（kg·hm-2）；ci為i種消費品的人均生產量（kg·人-1）；Ai為根據世界第i種消費品平均產量占有的生態生產性土地面積（hm2·人-1）；rj為第j種生態生產性土地的均衡因子。

式中，EC為生態承載力（hm2）；ai為人均占有的第i類生物生態生產性土地面積；Ei為均衡因子；λi為產量因子。

生態盈余計算公式如下。

當ED＞0 時，該地區為生態赤字；當ED＜0 時，此地區為生產性生態盈余；當ED=0 時，則處于生態平衡狀態。

2.2 參數因子的選取

一是產量因子。計算生態足跡時，產量因子采用中國糧農官方網站上公布的各類生物資源1995—2015年世界平均產量[5]。

二是均衡因子。耕地生物資源賬戶主要有糧食、豆類、蔬菜、油料、麻類棉花、豬肉和蛋類等；草地生物資源賬戶選取牛羊肉和奶類為消費項；水域消費足跡僅考慮淡水產品產量土地利用類型。查找年鑒得到，1995—2015 年山東省各類土地的均衡因子。1995—2015 年（每隔5 年記錄一次數據，共有5 個數據）耕地分別為4.77、4.73、4.68、4.65、4.6，草地都是0.04，林地分別為0.15、0.17、0.18、0.19、0.21，水域分別為0.26、0.29、0.3、0.33、0.39，化石能源用地分別為0.15、0.17、0.18、0.19、0.21，建筑用地分別為4.75、4.72、4.68、4.65、4.60。

3 結果分析

3.1 山東半島城市群生態足跡變化分析

根據1995—2015 年山東半島城市群的各類統計數據和基于國家公頃模型計算得到的我國各類土地的均衡因子，計算出山東半島城市群生態足跡在1995—2015 年的變化。

從計算結果可以看出，生態足跡整體呈上升趨勢。在1995 年所有的生態消費中，水產品的生態足跡從129 716 793.1 hm2下降到34 871 262.07 hm2，年均降幅為13.4%；豆類生態足跡從17 538 658.16 hm2上升至18 549 129.470 408 2 hm2，上升了1 010 471 hm2，年均增幅為1.2%；糧食生態足跡增加了1 010 471.31 hm2，年均增長8.39%；谷物生態足跡增加4 962 574.81 hm2，年均增幅為41%；稻谷生態足跡增加了639 hm2，年均增幅為0.2%；小麥增加了8 10 135 hm2，年均增幅10%；玉米生態足跡減少了6 105 037 hm2，年均降幅為8.6%；薯類生態足跡減少了281 033 hm2，年均降幅為6.7%；油料作物生態足跡減少了669 925 hm2，年均增幅為4.15%。

3.2 各個城市生態足跡的變化

分析生態足跡模型的計算結果，可以得到1995—2015 年山東半島城市群各個城市的生態足跡的計算結果折線圖。由折線圖可知，1995—2015 年山東半島城市群各個城市的生態足跡呈上升趨勢，但從年度變化的比較來看，各個城市的生態足跡變化存在很大差異，可分為3 類，其中威海、東營和日照的波動最大；濰坊、濟南和青島生態足跡1995—2015 年較為平穩；淄博和煙臺有下降趨勢。分析部分城市的具體情況，東營生態足跡1995—2005 年迅速增加，2005—2015 年緩慢減少。威海生態足跡1995—2000 年迅速增加，2000—2015 年先迅速減少，后緩慢減少。煙臺生態足跡1995—2015 年一直減少，其中2005 年是一個拐點，2005 年之前迅速減少，但2005 年之后緩慢減少。

各城市生態足跡變化率的相對大小反映了各城市驅動力因素的差異，可以進一步分析產業結構或經濟發展對生態足跡的影響。

3.3 生態足跡變化的影響因素分析

山東半島城市群各城市影響因素主要為人均消費、城市GDP 和產業結構。山東半島城市群目前處于快速城市化過程，經濟快速發展，人口大量聚集，使大部分生態土地遭到破壞，環境承受較大壓力。因此，選取人均GDP、第二產業比重、城市GDP 與城鎮化水平作為影響能源生態足跡的社會經濟因素。利用SPSS對搜集的數據進行分析，計算公式如下。

回歸方程分析中，bi代表每個影響因素前面的系數，其系數的絕對值越大，說明此驅動因素的影響力越大。8 個城市的生態足跡影響因素都與第二產業比重和人均消費支出有關。單位GDP 能耗與第二產業比重關聯度較大，因此第二產業比重,增加也會促進單位GDP 能耗影響的上升。

在山東半島群的8 個城市中，濟南、淄博、濰坊、東營和日照5 個城市的主要影響因素是第二產業比重，說明這5 個城市目前的發展重點在第二產業上，第二產業也是這5 個城市經濟增長的主要動力。由于第二產業工業規模大，且增速迅速，對資源的依賴度高，導致5 個城市龐大的生態赤字和嚴重的生態危機，從而影響了整個山東半島城市群。

4 結束語

通過構建生態足跡模型，對山東半島城市群1995—2015 年生態足跡變化與驅動力因素進行分析，得出以下結論。在時間序列上，山東半島城市群總體生態足跡在緩慢增加。從各個城市來看，青島、濟南、淄博的生態足跡變化最慢，日照、威海和東營的人均生態足跡增加量較大，說明這3 個城市的總生態足跡變化明顯且人口變化較小。從驅動力因素來看，濟南、淄博、濰坊、東營和日照5 個城市的主要影響因素是第二產業比重，煙臺、威海和青島的主要影響因素是人均消費支出。