東港市生態(tài)足跡分析

摘 要:生態(tài)足跡法是度量可持續(xù)發(fā)展程度的一種新型的理論方法，反應了人類對自然的利用程度。文章利用生態(tài)足跡模型計算了東港市1996年-2004年的生態(tài)足跡和生態(tài)承載力，結果表明:東港市生態(tài)赤字水平低于全國平均水平，生態(tài)環(huán)境相對較好;但生態(tài)赤字逐年增加，為東港市可持續(xù)發(fā)展敲響了警鐘。因此，在制定東港市未來發(fā)展戰(zhàn)略時，要特別注意環(huán)境的保護，保證其可持續(xù)發(fā)展。

關鍵詞:生態(tài)足跡 生態(tài)承載力 東港市

中圖分類號:F205文獻標識碼:A

文章編號:1004-4914(2010)04-265-03

一、引言

生態(tài)足跡是加拿大環(huán)境經濟學家William和Wackernagel于20世紀90年代提出的用生物物理量定量描述生態(tài)承載力，并以此度量可持續(xù)發(fā)展程度的一種新型的理論方法。由于生態(tài)足跡計算結果直觀，具有區(qū)域可比性，其問世以來，計算方法得到廣泛應用。

東港市地處遼東半島西端，南臨黃海，東依鴨綠江，隔江隔海與朝鮮半島相望，地理位置特殊，具有沿江、沿海、沿邊的區(qū)位優(yōu)勢，自然資源豐富，旅游資源獨具特色。近年來社會經濟高速發(fā)展的同時，資源環(huán)境的矛盾日益突出，環(huán)境污染、生態(tài)退化，資源短缺、環(huán)境容量有限，生態(tài)環(huán)境建設壓力巨大。協調好土地利用和生態(tài)環(huán)境保護的關系，建立科學、合理的土地資源可持續(xù)利用模式，是東港市經濟社會發(fā)展的客觀需要。我們根據生態(tài)足跡原理和計算方法對東港市1996年-2004年的生態(tài)足跡變化進行分析，計算其土地生態(tài)承載力，旨在揭示土地生態(tài)承載力和資源利用強度的變化過程及其原因，為土地可持續(xù)利用提供參考。

二、生態(tài)足跡的定義和計算方法

1.生態(tài)足跡的概念和原理。任何已知人口(個人、城市、國家、社區(qū))的生態(tài)足跡是生產相應人口消費的所有資源和消納所產生的廢物所需要的生態(tài)生產性土地面積。它代表了既定技術條件和消費水平下特定人口對環(huán)境的影響規(guī)模和持續(xù)生存對環(huán)境提出的需求。生物生產性土地是指具有生物生產能力的土地或水體。人類為維持生存所消費的各種產品、資源和服務的量都可追溯到提供生產該消費所需的原始物質與能量的生態(tài)生產性土地面積，而自然所能提供的為人類所利用的生態(tài)生產性土地面積則為生態(tài)足跡的供給即生態(tài)承載力。若一個地區(qū)的生態(tài)承載力小于生態(tài)足跡，則出現生態(tài)赤字，說明該地區(qū)發(fā)展模式處于相對不可持續(xù)狀態(tài);反之，則出現生態(tài)盈余，說明該地區(qū)發(fā)展模式處于相對可持續(xù)性狀態(tài)。

2.生態(tài)足跡的計算方法。生態(tài)足跡模型的計算分為生態(tài)足跡和生態(tài)承載力兩部分。生態(tài)足跡分析在計算中把人類使用的生物生產面積分為:化石燃料土地、耕地、林地、草地、建筑用地和水域6種類型。在生態(tài)占用的計算中，將各類型的生態(tài)系統(tǒng)面積乘以一個均衡因子，調整為具有全球生態(tài)系統(tǒng)平均生產力的、可以直接相加的生態(tài)系統(tǒng)的面積。目前采用的均衡因子為耕地和建筑用地為2.8，林地和化石燃料用地為1.1，草地0.5，水域0.2。

在計算生態(tài)承載力時，Wackernagel引入產量因子的概念，產量因子等于給定區(qū)域的生態(tài)生產性土地的生產量與同類型生態(tài)生產性土地全球平均生產量的比值，反映了區(qū)域平均生產量。我們在計算中，產量因子采用Wackermagel等對中國生態(tài)足跡計算式的取值，耕地、建筑用地為1.66，草地為0.19，林地為0.91。

生態(tài)足跡的計算步驟公式為:

Aai=ci/pi=(Oi+Ii-Ei)/(Pi×N)

式中:aai為人均i種交易商品折算的生物生產面積(hm2);ci為i種商品的人均年消費量(kg);pi為i種消費商品的年平均生產能力(kg·hm-2);N為人口數(人);Oi為i種消費品的年生產量，Ii為第i種消費項目的年進口量;Ei為第i種消費項目的出口量;i為消費商品和投入的類型;ef為人均生態(tài)足跡，rj為第j類生產性土地均衡因子;j為生物生產性土地類型;F為區(qū)域生態(tài)足跡;N為區(qū)域總人口數。

生態(tài)承載力的計算公式為:

式中，ec為人均生態(tài)承載力(hm2/人);rj為均衡因子;yj為產量因子;aj為人均占有的第j類生物生產土地面積(hm2/人)，EC為區(qū)域生態(tài)承載力(hm2);N為區(qū)域總人口數。

三、東港市土地生態(tài)承載力評價

1.東港市的生態(tài)足跡的計算。根據生態(tài)足跡的理論與方法，結合東港市1996年-2004年的消費資料，對該地區(qū)近幾年的生態(tài)占用進行計算和分析。東港市的生態(tài)足跡計算包括兩部分:生物資源消費和能源消費。生物資源消費主要包括農產品、動物產品和林產品，能源消費部分主要包括煤炭、焦炭、汽油、柴油、燃料油、電力。在生物資源消費的計算中，生物資源消費折算面積采用聯合國糧農組織1993年計算的有關生物資源的世界平均產量資料，將東港市1996年-2004年歷年的消費轉化為提供這種消費需要的生物生產面積，計算歷年生物資源的生態(tài)占用。能源消費采用世界上單位化石能源土地面積的平均發(fā)熱量為標準，將當地能源消費所消耗的熱量折算成一定的化石能源土地面積，計算出歷年的能源消費的生態(tài)占用。將東港市不同年份生物生產性土地面積進行分類匯總，并進行均衡因子的修正，最終得到東港市1996年-2004年的人均生態(tài)足跡(如表1)。

由人均生態(tài)足跡(表1)分析，1996年-2004年東港市人均生態(tài)足跡呈上升的趨勢。從1996年的0.73568hm2上升到2004年的1.01350hm2，變化率達37.76%，年均變化率4.72%。從人均生態(tài)足跡的類型結構來看，東港市生態(tài)占用主要的土地類型為耕地，且9年來高于其他類型的生物生產性土地面積。耕地的生態(tài)足跡占總人均生態(tài)占用的87.9%，且在1996年-2004年之間人均生態(tài)足跡出現上升。因此，耕地的人均生態(tài)占用影響著總生態(tài)占用的變化趨勢。在2004年耕地的人均生態(tài)足跡達到0.89088hm2/人，是1996年的1.354倍，這表明東港市人民的生活質量明顯提高。其次，化石能源用地增長的速度較快，從1996年的0.0212hm2/人增加到2004年的0.05218hm2/人，增長速度為2.46，這表明東港市的工業(yè)化正在快速發(fā)展。

2.東港市生態(tài)承載力的計算。根據東港市1996年-2004年土地利用變更調查數據，采用生態(tài)承載力計算模型，對人均擁有的各類生物生產型面積乘以均衡因子和產量因子，扣除12%的生物多樣性保護面積后，得到東港市1996年-2004年人均生態(tài)承載力(表2)。計算中產量因子采用Wackernagel等對中國生態(tài)足跡計算時的取值，耕地、建筑用地均為1.66，草地0.19，林地0.91。

從人均生態(tài)承載力(表2)來看，1996年-2004年東港市人均生態(tài)承載力雖然也有上升，但上升的幅度不大。人均生態(tài)承載力從1996年0.67786hm2上升到2004年的0.69687hm2，總變化率為2.8%，年均上升0.35%。從人均生態(tài)承載力的類型結構來看，除生物多樣性保護占用的生態(tài)空間外，東港市可耕地和林地生態(tài)空間供給面積較大，即生態(tài)承載力較大，其他地類較小，這是由東港市的土地資源特點和社會經濟發(fā)展條件決定的。耕地生態(tài)承載力從1996年的0.64524hm2/人上升到2004年的0.65868 hm2/人，9年共上升了2.08%。林地生態(tài)承載力則從1996年的1.0868hm2/人上升到到2004年的0.08815hm2/人，化石能源和建設用地的生態(tài)承載力也有小幅度的增加。從上面分析中可以看出，東港市還是一個傳統(tǒng)意義上的農業(yè)城市，其變化趨勢表明東港市的耕地資源保護面臨的壓力越來越大，林地生態(tài)承載力的變化表明東港市林地資源正在逐步得到保護，建筑用地的變化主要是由于人口增加、城市化進程不斷加快的原因，水域和化石能源地生態(tài)承載力的變化，主要與人類的不斷開發(fā)利用有關。

3.東港市生態(tài)赤字分析。將計算的東港市歷年生態(tài)足跡與生態(tài)承載力進行對比，可以得到人類生產活動對自然地的占用與自然提供的生態(tài)服務狀態(tài)之間的相互關系。

(1)從計算結果來看，從1996年-2004年，東港市人均生態(tài)足跡逐年上升，8年生態(tài)足跡增加了37.76%，人均生態(tài)承載力雖然也有增加，但幅度不大，僅有2.81%。該地區(qū)人均生態(tài)占用出現赤字，且呈現增長的趨勢，到2004年，人均生態(tài)赤字高達0.31663hm2，這意味著該地區(qū)發(fā)展所占用的生態(tài)服務超過了區(qū)域本身所能夠提供的生態(tài)服務，經濟的發(fā)展呈現不可持續(xù)性，這對該地區(qū)的發(fā)展是十分不利的。從人均生態(tài)赤字的類型結構來看，林地、水域為人均生態(tài)盈余。水域的生態(tài)盈余沒有明顯變化，林地的生態(tài)盈余則大體上呈現逐漸變小的趨勢，表明人類對林地的需求量加大。耕地與化石能源生態(tài)赤字較大，導致人均生態(tài)赤字的出現。自然的供給不能完全滿足人類的需要，超出其生態(tài)承載力。分析生態(tài)赤字出現的原因，主要是人均生態(tài)承載力低，城鄉(xiāng)居民的生活水平有所上升，生活質量提高，加大了對資源的消耗，使得生態(tài)足跡不斷加大。

(2)為了能直觀地反映東港市生物生產面積的利用效率，計算得到東港市1996年-2004年的萬元GDP生態(tài)足跡如表3:

生物生產性土地生產潛力的大小，決定著在一定的經濟技術條件下(特別是一定的消費水平和生活質量下)特定區(qū)域可承載的人口數量。經濟技術的進步在一定程度上則可以增加區(qū)域可承載人口的數量，但傳統(tǒng)意義上的生態(tài)足跡計算方法并沒有考慮到技術進步對區(qū)域可承載人口的影響。我們通過引用萬元GDP的生態(tài)足跡來反映經濟增長和技術進步對可持續(xù)發(fā)展的影響。萬元GDP的生態(tài)足跡可以用“生態(tài)足跡”除以“地區(qū)GDP”來獲得。萬元GDP的生態(tài)足跡能夠反映對資源利用效率的高低，萬元GDP的生態(tài)足跡越高，說明對資源利用效率越低;反之，則對資源的利用效率越高。

由表3可知，萬元GDP生態(tài)足跡由高向低，即表明東港市這9年是向區(qū)域生物生產面積利用效率提高的趨勢發(fā)展，這是與近年來隨著改革的不斷深入，東港市經濟發(fā)展狀況有所好轉，產業(yè)結構調整正在逐步進行，產品競爭力有所提高的現狀較吻合的。經濟越發(fā)展，其萬元GDP的生態(tài)足跡需求就會越小。相比較單純依賴農牧業(yè)經濟及自然生態(tài)環(huán)境惡劣的地區(qū)，工業(yè)經濟的發(fā)展能較大地提高資源的利用效率。這說明作為以農業(yè)為主導的城市，東港市的發(fā)展仍然是具有較大的潛力的。

4.東港市生態(tài)足跡與其他地區(qū)的比較。將東港市1999年生態(tài)足跡現狀與世界上其他地區(qū)1999年生態(tài)足跡現狀相比，橫向分析東港市生態(tài)足跡情況。從人均生態(tài)占用來看，美國、德國、日本、新加坡等國家的人均生態(tài)占用較大，東港市與之相比較小，這主要是因為東港市處于發(fā)展中國家中，人均消費水平仍然很低，人均生態(tài)占用反映了一個地區(qū)的人口對資源的消耗強度，人均生態(tài)占用越大，利用的資源越多，資源消耗強度越大。從人均生態(tài)承載力來看，中國的上海、江蘇、浙江等人均生態(tài)承載力均小于東港市，而前者的城市化水平相對較高，是造成人均生態(tài)承載力小的最主要原因。東港市城市化水平低，因而人均生態(tài)承載力高于這幾個城市。從人均生態(tài)赤字來看，城市化水平較高的美國、日本及中國的上海、北京生態(tài)赤字相應較高，屬于人均水平虧缺大的區(qū)域，這主要是由于區(qū)域人口密度大，生態(tài)承載力小造成的。與全中國水平相比，東港市人均生態(tài)占用小于全國平均水平，生態(tài)承載力卻高于全國水平，這表明東港市的生態(tài)環(huán)境建設還是相對較好的。然而，東港市作為沿海城市，其消耗的自然資本存量雖然低于全國平均水平，但其增長十分迅速，生態(tài)赤字也有加大的趨勢。生態(tài)赤字的出現并且不斷增大，表明東港市目前的發(fā)展模式處于不可持續(xù)的狀態(tài)，這對其生態(tài)建設十分不利，為東港市未來發(fā)展敲響了警鐘。因此，在制定東港市未來發(fā)展戰(zhàn)略時，要特別注意環(huán)境的保護，保證其可持續(xù)發(fā)展。通過對東港市的生態(tài)足跡分析，也可以發(fā)現一些問題。首先，生態(tài)足跡計算的數據基礎是統(tǒng)計資料，數據獲取的準確與否直接影響評價結果的正確性與可信度。我們因為數據的可獲得性，計算結果雖然與實際有所出入，但作為對一段時期的數據進行對比得出結論，數據的不全面對其結果不會產生明顯的影響。其次，生態(tài)足跡無法反映人類活動方式改變以及技術水平提高對生態(tài)足跡的影響。因此，我們的數據只是作為了解東港市生態(tài)環(huán)境現狀的參考，不能對涉及可持續(xù)發(fā)展的其他方面作全面衡量。再次，均衡因子和產量因子的確定，存在一定誤差。均衡因子和產量因子對生態(tài)足跡的計算結果的準確性起決定性作用，為了方便與國內外已有的研究成果進行對比，我們也按照國內外關于生態(tài)足跡研究的慣例做法，采用了基于全球平均水平的均衡因子和產量因子，計算誤差不可避免。這也是目前國內外生態(tài)足跡研究中普遍存在的問題，是今后研究需要改進的地方。

四、結論

我們通過對東港市生態(tài)足跡進行分析，可以得出以下結論:東港市由于城市化水平低，人均消費水平也較低，導致人均生態(tài)占用較低，它得益于沿海得天獨厚的地理條件及耕地所占比例較高，東港市人均生態(tài)承載力高于全國平均水平，使得生態(tài)赤字維持在較低水平。由此可以看出，東港市生態(tài)環(huán)境還是相對較好的。但是，隨著時間的推移，東港市的生態(tài)赤字有變大的趨勢，且其增幅不斷提高，這對日后該市生態(tài)環(huán)境的建設是十分不利的，因此，在制定東港市未來發(fā)展戰(zhàn)略時，要特別注意環(huán)境的保護，保證其可持續(xù)發(fā)展。

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(作者單位:沈陽農業(yè)大學 遼寧沈陽 110161)

(責編:呂尚)