基于生態占用的南寧市資源環境承載力評價

殷裕民 李俊峰

摘要 利用改進后的生態占用模型，計算了2003—2017年南寧市人均生態占用、2011—2017年人均生態承載力，并基于資源環境承載力視角采取相關生態占用影響因素建立指標體系，利用灰色關聯度確定各因素的影響程度以對南寧市資源環境承載力狀況進行評價。結果表明：南寧市人均生態足跡從2003年的1.300 6 hm2/cap增加到2017年的1.886 1 hm2/cap，增幅為45.02%，南寧市人均生態承載力由2011年的0.719 2 hm2/cap下降到2017年的0.661 7 hm2/cap，減少0.057 5 hm2/cap，降幅為7.99%，資源環境承載力嚴重不足，區域可持續發展形式嚴峻，總人口數、城鎮人口、建成區面積對南寧市的生態占用有深遠影響。調整產業結構以及控制城鎮人口增長是提高資源環境承載力，實現南寧市可持續發展的有效途徑。

關鍵詞 生態占用;資源環境承載力;影響因素;南寧市

中圖分類號 S181.3文獻標識碼 A

文章編號 0517-6611（2021）02-0048-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2021.02.015

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

Evaluation on Resource and Environmental Carrying Capacity of Nanning City Based on Ecological Occupation

YIN Yumin， LI Junfeng （College of Geography and Tourism， Anhui Normal University， Wuhu， Anhui 241000）

Abstract This paper uses the improved ecological occupancy model to calculate the ecological occupancy per capita in Nanning from 2003 to 2017， and the ecological carrying capacity per capita from 2011 to 2017. Based on the perspective of resource and environmental carrying capacity， the relevant ecological occupancy factors are used to establish an indicator system and use gray correlation to determine the degree of influence of various factors to evaluate the status of Nanning s resource and environmental carrying capacity. The results show that：During the study period， the per capita ecological footprint of Nanning increased from 1.300 6 hm2/cap in 2003 to 1.886 1 hm2/cap in 2017， an increase of 45.02%. The ecological carrying capacity per capita in Nanning decreased from 0.719 2 hm2/cap in 2011 to 0.661 7 hm2/cap in 2017.reduced 0.0575 hm2/cap， a decrease of 7.99%， the resource and environmental carrying capacity is seriously insufficient， the regional sustainable development form is severe， and the total population， urban population， and builtup area have a profound impact on Nannings ecological footprint influences. Adjusting the industrial structure and controlling urban population growth are effective ways to improve the carrying capacity of resources and the environment and achieve sustainable development in Nanning.

Key words Ecological occupation;Resource and environmental carrying capacity;Influencing factors;Nanning City

隨著我國現代化發展加快，自然資源和國土空間的開發利用呈高強度態勢，給生態環境帶來巨大壓力。隨著生態文明體制和空間規劃體系的推進，我國先后出臺一系列指導政策，主要強調國土空間規劃在規劃空間發展和空間管制方面的指導作用。國土空間規劃編制以資源環境承載力評價和國土空間開發適宜性評價（下文簡稱“雙評價”）為分析基礎，而生態承載力評價和生態可占用性是“雙評價”的重要組成部分[1]。作為指示人類的生產生活和消費對自然資源和環境影響的綜合性指標，生態足跡能相對全面地反映區域的生態承載力狀況，是衡量區域綠色發展水平與趨勢的重要指標[2-4]。加拿大生態學家Rees[5]1992年提出了生態足跡的概念，1996年，Wackernagel等[6]對生態足跡的概念進一步完善，即生產一定的人口消費的各種資源和吸納這些人口所產生的廢棄物所需要的生物土地面積的總和，用于揭示區域資源與經濟發展的關系，評價區域可持續利用能力[7-8]。南寧是廣西壯族自治區的首府。它是連接著西部大開發的核心城市，是北部灣建設的主要城市，被稱為“中國—東盟自由貿易區”，近年來在不斷發展，推動了其社會經濟的增長及綜合競爭力的增加。在發展過程中不可避免地出現了生態環境問題，并且日益嚴重[9-10]。由于生態足跡模型對于特定地方的使用具有局限性，該研究結合南寧市處于亞熱帶氣候區，均衡因子和產量因子均采Wackernagel 等[6]在計算亞熱帶季風氣候時所采用的標準，利用改進后的生態足跡模型計算南寧市生態占用、生態承載力、生態赤字/有效承載力等數值，研究其變化特征，由此推及分析生態占用的特征[11]。利用Excel、SPSS建立了灰色關聯度模型，選取與資源環境承載力相關的生態占用影響因素建立指標體系，并利用關聯度確定影響程度。筆者通過基于南寧市生態占用的變化特征以及影響因素研究，認識南寧市的資源環境承載力現狀和發展趨勢，以及改善南寧市生態環境現狀的重要現實意義，以期更好地對提高南寧市資源環境承載力提出對策，并為“雙評價”提供技術參考[1]。

1 “雙評價”概念框架

“雙評價”是個簡稱，由“資源環境承載力評價”和“國土空間開發適宜性評價” 兩部分構成[12]，見圖1。

“資源環境承載力評價”：在一定發展階段，在維持區域資源結構符合持續發展需要、區域環境功能仍具有維持其穩態效應能力的條件下，一定地域范圍內資源環境要素能夠支撐的農業生產、城鎮建設等人類活動的最大規模。判斷區域內土地資源、水資源、礦產資源、能源、旅游資源、水環境、大氣環境等資源環境要素，對這個區域經濟社會發展的最大人口規模、經濟規模和建設規模的支撐能力。概括地說，就是判斷資源（利用）、環境（質量）、生態（基線）、災害（風險）4類要素，定量測度國土空間發展的綜合潛力，人類活動的承載能力，以及為人的經濟、社會活動提供的生態系統服務能力[13]。

“國土空間開發適宜性評價”：在維系生態系統健康的前提下，綜合考慮資源環境要素和區位條件以及特定國土空間，進行農業生產城鎮建設等人類活動的適宜程度。用于判斷國土空間自然條件對城鎮（開發）、農業（生產）、生態（保護）3類利用方式的適宜程度及評判分級，是著重于從資源保護和開發利用關系、人地關系分析基礎上的分析和判斷。

“雙評價”的最終出口，都要落實在用地的適宜性分區、開發的限制性分類和風險的警示性分級上。

2 研究方法與數據來源

2.1 數據獲取及數據處理

2003—2017年南寧市生態足跡計算涉及的數據來自《廣西統計年鑒》《南寧年鑒》《南寧統計年鑒》等，南寧市統計局、南寧市規劃局等相關政府部門的數據以及世界糧農組織（FAO）網上數據庫的相關資料。對于一些無法獲取和已經缺少的數據進行擬合計算。其中2003—2010年南寧市林地、草地面積統計年鑒未有完整統計記錄，故2003—2010年的生態承載力和生態赤字未進行分析[14]。

2.2 改進型生態足跡模型 生態足跡模型是指通過計算得到某一區域生態足跡，即將某一地區或區域的各種生物資源和能源消耗轉化為生物生產用地的面積，然后計算耕地、林地、草地、水域、化石能源用地和建筑用地的6種生態足跡，其中建筑用地足跡中分為電力和熱力足跡[15]。因為貿易的復雜性會影響數據的準確性，為了統一數據統計口徑，故采用南寧市各項目的生產量代替各自的消費量。

EF=N×ef=N×rj×ni=1（Ci/EPi），i=1，2，…，n，j=1，2，…，6

式中，EF為總的生態足跡;N為人口數;ef為人均生態足跡（hm2/cap）;rj為均衡（等價）因子：耕地和建設用地為2.8，林地、化石能源用地為1.1，草地為0.5，水域為0.2;i為消費商品和投入的類型;EPi為第j類生態生產性土地中第j類中產品全球平均產量;Ci為區域第i種消費品的人均年消費量（kg/cap）。

2.3 生態承載力模型 根據相關規定，在計算生態承載力時，應扣除生態系統中生物多樣性保護的范圍，從計算過程中減去12%的生物多樣性面積。在南寧市土地利用中并沒有設立CO2吸收用地，故對于化石能源生態承載力不作分析。

ec=6j=1aj×rj×yi，j=1，2，…，6（2）

EC=N×ec×（1-12%）（3）

式中，ec代表人均生態承載力，實際上是生態生產用地面積（hm2/cap）;aj代表第i類生態生產性土地人均面積;rj為均衡因子;yj為產出因子：耕地和建設用地1.66，草地20.80、林地1.86、水域1.00、建筑用地1.66。EC為區域總生態承載力;N為區域人口數。

2.4 計算有效承載力與生態赤字

生態赤字/有效承載力是生態足跡和生態承載力相減而得出的。當生態足跡減去生態承載力時，計算出的數值是正的是生態赤字，而負的數值是有效承載力。當一個區域和地區的生態環境處于赤字狀態時，意味著該區域或地區的所利用資源超過生態承載能力，生態環境資源需求超過供應，生態系統不可持續。當區域和地區的生態系統資源過剩時，意味著該區域或地區的所利用資源小于生態容量，生態環境資源供應超過需求，生態系統可持續發展。

2.5 灰色關聯法 灰色關聯分析法是基于系統中各因素之間發展趨勢的定量比較，通過分析發展趨勢的相似和不相似程度來作為衡量因素之間相關程度的一種方法。評價對象與標準對象的曲線幾何越接近，其發展態勢就越接近，關聯程度就越大[16]。

所謂的關聯度本質上是曲線幾何形狀之間的差異，曲線之間的差異可用作關聯度的尺度。對于參考序列X0，有幾個比較序列X1，X2，…，任何時候Xn相關系數的比較順序與參考順序在任何時間可以通過以下公式計算：

r0i=1NNK=1L0i（k）=1NNK=1Δmin+ζΔmaxΔ0i（k）+ζΔmax（4）

式中，N是總數;Δmax、Δmin是各個比較對象組中的最大值和最小值，每個比較對象組的絕對差值計算記為Δ0i（k）。r0i為相關系數是在每個時刻（曲線中的每個點）的級數和參考序列之間的相關性，由于數目大于1，并且信息太分散，使得比較整體更容易。其中ζ為系數，0<ζ<1，一般取值為0.5，主要是為了降低最大絕對差值引起的偏離性，提高各對象之間的顯著性。

3 結果與分析

3.1 生態足跡與生態承載力動態分析 根據以上統計得出2003—2017年南寧市人均生態足跡匯總，如表1所示。

從表1可以得出，南寧市人均生態足跡從2003年的1.300 6 hm2/cap增加到2017年的1.886 1 hm2/cap，增幅為45.02%，年均增幅為3.00%，峰值1.963 7 hm2/cap出現在2012年。南寧市人均生態承載力2011年的0.719 2 hm2下降到2017年的0.661 7 hm2/cap，減少0.057 5 hm2/cap，降幅為7.99%，年均下降 1.14%，峰值0.719 2 hm2/cap出現在2011年。從2011年開始，生態赤字由1.0400 hm2增加到2017年的1.224 4 hm2/cap，增加了0.1844 1 hm2/cap，增長率為 17.73%，年均增長率為2.53%，峰值1.249 9 hm2/cap出現在2014年。在2003年至2017年間，南寧市人均生態足跡平均值為1.722 6 hm2/cap，人均承載力平均值為0.689 7 hm2/cap，人均生態赤字平均值為1.201 1 hm2/cap，南寧市總人均生態足跡是總人均生態承載力的2.498倍。

結合表1和圖2分析得出，整體上處于一種上升的趨勢。 2003—2012年上升趨勢明顯，年均增長率為5.10%，并在2012年達到頂峰。但在2012—2017年，人均生態足跡出現了整體下降的情況，出現了不同的小幅度波動，年均減少率為0.66%。2003—2017年，南寧人均生態足跡整體呈上升之勢，但是人均生態承載力卻在不斷下降，此消彼長，就導致人均生態赤字不斷地增長。人均生態足跡和人均生態赤字都曾出現過波動，但人均承載力卻一直處于下降的態勢，說明南寧市自然資源供給系統存在嚴重問題，要及時提高其供給能力。生態赤字代表著不可持續發展，地區經濟發展越快速，則對自然資源的消耗就越大，進而更加容易表現為生態赤字。結合南寧市人均生態赤字分析，其環境承載力有待提高，對環境資源的保護力度應該進一步提升來防止生態赤字的不斷增長，以求達到降低生態赤字的理想效果。

3.2 南寧各類生產性土地人均生態足跡動態分析

南寧各類生產性土地人均生態足跡動態見圖3。耕地對生態足跡的貢獻力度最大，占比達到42.21%，各類生態土地中人均生態足跡比例為耕地>草地>化石能源用地>水域>林地>建筑用地，南寧市的氣候適宜耕種，尤其適合甘蔗類農作物生長，所以耕地生態足跡比較高。草地貢獻力度僅次于耕地，占比24.60%，近年來人們的生活質量不斷提高，對食物營養要求也在提升，像禽肉、蛋類、奶類等高營養級食品的消耗也在不斷增加，所以導致林地的生態足跡高居不下。化石能源用地生態足跡從總體分析來看，在2012年達到最高點后出現了明顯下降的狀態，主要原因是南寧市在2012年開始提倡節能環保，減少煤炭使用，提出嚴格的機動車出行政策。在時間界限內，林地、水域沒有顯著波動，整體上處于緩慢上升的態勢。建筑用地初始處于不斷緩慢增長的態勢，到2007年之后出現3次小波動，近年來南寧市已在大力提倡建設節約環保型城市，各行各業都在積極配合政府，著力推進太陽能與建筑一體化發展，這對緩解建筑用地的供需緊張狀況有所幫助。耕地、林地、草地以及水域的增長，主要原因是南寧市人口快速增長和人均消費水平不斷提升，導致南寧市在這些年對糧食作物需求量越來越大。而化石能源和建筑用地在2012年開始出現2次波動，并整體相較于2012年有所下降，與南寧市對各種生態資源的利用有所控制有關。

3.3 南寧市的生態占用影響因素分析

灰色系統理論提出了每個子系統的灰色關聯分析的概念，并通過一定的方法來尋求系統中子系統（或因子）之間的數值關系。因此，灰色關聯適合對過程進行動態分析。南寧市的生態足跡與其影響因素的變化都是隨著時間的推移變化，因此采用灰色關聯度法分析南寧市生態足跡與影響因素。

該研究建立的生態占用影響因素的灰色關聯度模型，是基于資源環境承載力的視角下，故選取與資源環境承載力相關的影響因素，其中包括經濟指標、人口規模、社會發展、土地利用4個方面11個自變量。自變量來自《南寧統計年鑒》，如表2所示。

如表3所示，灰色關聯度法分析表明，南寧市總人口數、城鎮人口、建成區面積對生態足跡驅動作用最大，并伴隨人類活動的增加，全社會固定資產投資增加、產業產值增加等，導致生態環境惡化。這與南寧市總人口快速增加有所相關，人口的增加帶來的需求就會增加，而城市人口對物質資源的需求程度更大。結合居民收入對生態占用的影響程度，城鎮居民收入影響高于農村居民收入，收入代表著消費的保障，說明城市居民對生態資源的占用更大于農村居民。同時，城市人口的增加也代表著城市化，城市化必然會占用更多的生態資源，同時生產用地轉化為建筑用地。在各產業對比之下，第一產業對南寧生態足跡的影響程度巨大，已經超過其他產業。第一產業占比大，也從另一方面說明南寧市產業發展結構不均衡，同時政府主張的節能環保壓制了第二產業的發展。

4 結論與建議

隨著生態文明建設推進，以生態優先為理念的高質量發展模式成為主流，生態承載力評價在“雙評價”中具有重要地位，是實現新時代高質量發展和生態文明建設的重要手段。該研究通過梳理2003—2017年南寧市人均生態占用、人均生態承載力和人均生態赤字，綜合考慮生態足跡與“雙評價”之間的關系，提出基于資源環境承載力視角下的生態足跡影響因素及模型，形成以資源環境承載力評價服務為基礎的生態占用研究思路，為國土空間規劃編制提供支撐。

研究結果顯示，南寧市有效承載力嚴重不足，城市已經呈現不可持續發展態勢，如何降低生態占用已經到了刻不容緩的時刻，同時還需要進一步提升環境承載力從而提高城市韌性。從生態占用影響因素來看，城鎮人口和建成區面積對南寧市生態占用的影響程度分別高居第2和第3，說明城鎮的開發適宜性需要慎重考慮。總人口數對生態占用的影響最為巨大，說明南寧市對人口的快速發展帶來的問題并未引起重視。因此，南寧市要實現區域可持續發展和提高資源環境承載力，應考慮采納以下建議：

（1）調整產業發展結構。在產業結構中，第一產業對南寧人均生態足跡影響最大，而耕地在各類生產性土地中的生態足跡占比也是最大，所以為了維護南寧城市生態環境系統的平衡，調整產業發展結構是關鍵，尤其是對第一產業發展的調節。應該改善其發展模式，以科技進行優化，改善其內部結構，提高農業生產效率，將人力資源配置朝第三產業轉移，大力發展第三產業。同時，要注重第二產業的穩定維持，特別是對清潔能源的利用，加強發展低耗低污染產業，既能發展經濟，又能維護生態平衡。

（2）加大力度推廣應用清潔能源。隨著南寧經濟社會快速發展，南寧化石能源生態足跡波動下降可以看出，近幾年南寧對化石能源的消耗有所抑制，這與新技術和新能源帶來的能源利用效益提升有所關聯。但以南寧目前的態勢結合中國其他城市的情況來分析，南寧市化石能源的利用還有待進一步提高。所以南寧應以開發新技術、新能源為重，用以保障南寧能源消耗和環境，從而使南寧發展可持續。

（3）近年來南寧市城鎮人口增長迅速，而城鎮人口對能

源與食物等需求明顯大于農村人口，因此南寧市為了避免生態環境出現惡化的情況，應提高人口質量，控制人口數量，節約能源與生物資源。同時培養城市居民節約資源的意識，構建資源節約型社會，從個體上微小減少生態占用從而達到整體上的巨幅降低。

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