基于生態足跡模型的沿海城市可持續發展分析

摘要:根據《大連統計年鑒》等相關資料，利用生態足跡模型，對大連市2004—2008年生態足跡進行計算和分析;并計算出大連市這五年的萬元GDP生態足跡和社會發展能力指數。利用這些指標分析大連的可持續發展情況，并提出相應的對策。結果表明:大連這五年的平均生態赤字為4.3184hm2，說明大連的區域生態系統正面臨過度開發的壓力;生態足跡多樣性指數五年均低于中國平均水平，意味著大連生態經濟系統生態空間分布很不均勻;社會發展能力指數高于中國平均水平和萬元GDP生態足跡大體處于減少狀態，說明大連在經濟社會發展的同時，資源利用率也在不斷地提高。

關鍵詞:生態足跡;公共承載力;生態赤字;大連市

中圖分類號:F29文獻標志碼:A文章編號:1673-291X(2010)33-0131-04

引言

生態足跡理論是1992年提出，并于1996年完善的一種度量可持續發展程度的指標。它是指能夠持續的提供資源或消納廢物的、具有生物生產力的地域空間，它從具體的生物物理量角度研究自然資本消費的空間[1]。它的應用意義是:通過生態足跡需求與自然生態系統的承載力(亦稱生態足跡供給)進行比較即可以定量的判斷某一國家或地區目前可持續發展的狀態，以便對未來人類生存和社會經濟發展做出科學規劃和建議。

一、研究區域概況

大連位于中國東北遼東半島最南端，西北瀕臨渤海，東南面向黃海，有包括大小島嶼260個;位于東經120°58′～131°31′，北緯38°43′～40°10′之間;地處北溫帶，是東北地區最溫暖的地方，屬季風性大陸性氣候，但具有海洋性特點，四季分明，冬無嚴寒，夏無酷暑，氣候溫和。自然資源豐富，素有蘋果之鄉、水產品基地等美譽。

大連多山地丘陵，少平原低地，整個地形為北高南低，北寬南窄，地勢由中央軸部向東南和西北方向的黃、渤海傾斜，面向黃海一側長而緩。起伏的低山，和緩的丘陵，巖溶地貌和海蝕階地為本地區主要地貌類型。地區內低緩丘陵之間穿插著寬淺的谷地，蜿蜒曲折的海岸帶分布狹窄裙帶狀的堆積平原。

大連是中國的副省級城市、計劃單列市，也是全國14個沿海開放城市之一;是中國遼寧省的一個重要沿海港口城市，是中國東北主要的對外門戶;也是東北亞重要的國際航運中心、國際物流中心、區域性金融中心。

大連工業基礎雄厚，工業門類齊全，綜合配套能力較強，具有較強的承載世界制造業轉移的能力。大連正在建設以高新技術和新興產業為先導，大型石化工業、電子信息產業和軟件、先進裝備制造業和船舶制造四大基地為支撐，新型材料、服裝、家具、飲料和農產品深加工等優勢產業快速發展的新型工業體系。

大連還是著名的旅游城市，其優美的自然風光和舒適的氣候條件一直吸引很多國內外觀光客前來游覽，給大連市經濟注入活力的同時，也對該地區的生態環境造成很大的壓力。

圖1 大連市區域位置

二、研究方法

(一)生態足跡模型

生態足跡是應用于評價生態容量、生態承載力和可持續發展狀態的一種方法，得到許多學者的認同和廣泛應用。生態足跡的計算有兩個前提:人類可以確定自身消費的絕大多數資源及其產生廢棄物的數量;這些資源和廢棄物流能轉換成相應的生物生產面積[2]。

生態足跡主要是計算生態生產性土地，生物生產性土地主要分為以下六種類型:耕地、草地、林地、建筑用地、化石燃料用地和水域。由于不同類型土地生態生產力不同，為了匯總生態足跡和生態承載力，需要將具有不同生態生產力的生物生產面積轉換成具有相同生態生產力的生物生產面積，這需要對計算得到的不同類型土地的生物生產面積乘以一個均衡因子[3～4](表1)得到。生態足跡計算的一般公式為:

EF=N×ef=N×rj×∑(aai)=N×rj×∑(ci/pi)(1)

公式1中N為區域總人口;ef為人均生態足跡;aai為i種交易商品折算的生物生產面積;rj為不同類型生物生產性土地面積的均衡因子;ci為i種消費項目的年平均消費量;pi為i種消費項目的世界平均生產能力(i=1，2，3…n;j=1，2，3…6)。

(二)生態承載力計算方法

生態承載力是反映一個區域可持續發展的重要指標，同時也是可以進行區域間比較的指標。由于不同國家和地區的資源狀況和不同類型的土地生產能力不同，而且單位面積同類生物生產能力也存在差異。因此，為了使不同國家和地區具有可比性，需在計算的同時乘上一個“產量因子”(表1)。某個國家和地區的某類土地的產量因子是其平均生產能力與世界同類土地的生產力的比率[5]。生態承載力的一般公式為:

EC=0.88N×ec=0.88N×(ef)j×rj×yi (2)

N為區域總人口數;ec為人均生態承載力;ef為人均生態足跡;rj為均衡因子;yi為產量因子。在計算中扣除了12%生物多樣性保護面積。

(三)生態赤字或盈余

如果計算出的地區生態足跡大于生態承載力，則該地區的生態足跡表現為生態赤字，說明人類過度的開發利用使生態環境處于不安全狀態，區域經濟發展處于不可持續狀態;反之，生態足跡小于生態承載力，說明該地區的生態足跡表現為生態盈余，區域發展處于可持續發展狀態。

(四)生態足跡多樣性指數和社會發展指數

利用Shannon-Weiner指數計算基于消費和生態承載力的生態足跡多樣性指數;利用生態足跡和生態足跡多樣性指數計算社會發展指數[6～7]。

H=-pilnpi(3)

D=ef×H (4)

公式(3)中H為生態足跡多樣性指數;pi為i種土地生態足跡在總足跡中的占的比例;公式(4)中ef為人均生態足跡。

(五)萬元國內生產總值(GDP)的生態足跡的計算

將總人口(人均)生態足跡除以總人口(人均)國內生產總值(GDP)，所得的結果就是萬元GDP生態足跡的占用值。此值越小，表明土地的生產效率和能源利用率越高，反之，則表明土地的生產效率和能源利用率越低[8]。

三、計算結果與分析

(一)2004—2008年生態足跡及相關指標計算結果

數據主要來源于2005—2009年的《大連市統計年鑒》，公式中的全球平均產量聯合國糧農組織發布的全球平均產量數據。為了更好與其他地區作比較，計算中用到的均衡因子和產量因子是Wackernagel等算出的中國的計算結果[4](表1)。根據《大連市統計年鑒》提供的原始數據，通過公式(1)，(2)計算出大連市2004—2008年的人均生態足跡和人均生態承載力，從而得出相應的人均生態赤字結果(表2)。根據求得的生態足跡利用公式(3)，(4)計算出大連的生態多樣性指數和經濟發展能力(見表2和下頁圖3)以及萬元GDP生態足跡(見表2和下頁圖4)。

表1計算中所用到的參數值

(二)大連2004—2008年生態足跡分析

由大連市2004—2008年的生態足跡計算可以總結出有以下特點:

1.通過表1可以看出，大連每一年的生態足跡需求遠大于生態承載力，雖然大連的生態環承載力有逐年微小增加的趨勢，但遠遠滿足不了經濟發展的要求，說明大連的經濟發展一直處于不可持續狀態。2004—2006年生態赤字一直逐步增大，但2006—2008年有所波動，2006年生態赤字最大。

2.通過圖2可以看出，六種生產性土地利用類型中，化石燃料地的生態需求比例在56%~71%之間，這與大連重工業與石化工業發達是離不開的，因為石化產業是大連工業的一根大梁，整個產業占規模工業的比重在1/3以上。

3.通過圖3和上頁表2可以看出，大連的生態多樣性指數比較平穩，五年平均值為1.0969。根據《中國生態足跡報告》2003年的數據[6]，中國的基于生態足跡的多樣性為1.4638，大連則低于中國平均水平，意味著大連的生態經濟系統生態空間分配很不均等協調。大連的社會發展指數五年均值為5.1487且有較大起伏，高于中國的2.3221[9]。但根據社會發展指數的計算方法，大部分比重是生態足跡的部分，再加上大連的生態赤字大，意味著大連的經濟社會發展需要得到外地的大力幫助。

4.通過上頁表2和圖4可以看出，大連這五年經濟發展迅速，人均GDP由2004年的3.2991萬元快速增長到2008年的6.3198萬元。但萬元GDP生態足跡2005年以后大致呈減小趨勢，意味著大連這五年在保持經濟高速增長的同時，資源利用效率在不斷地提高。

結論與對策

1.進一步明確落實大連遼寧沿海經濟帶核心地位，提高對外開放水平。由于大連本地生態赤字很大，意味著本地自然資源和礦產資源遠遠滿足不了經濟和社會發展的需要，所以大連帶動周邊經濟發展的同時，周邊地區要對于大連的發展提供一定的資源和物力支持，這樣也可以將大連周邊地區的資源優勢轉化為經濟優勢，實現區域經濟發展的雙贏。

2.堅定不移地推進產業化轉型，調整產業結構，轉變經濟增長方式，發展創新經濟，循環經濟，旅游經濟，綠色經濟，低碳經濟。表現在生態足跡模型中，這樣大連可以有多個經濟增長點，優化和調控了生態需求結構，可以提高生態多樣性指數，在生態足跡不變的情況下提高社會發展能力指數。

3.統籌城鄉發展，城市和農村發展并重。生態城市的建設特別強調城鄉間的分工合作、協調發展;現代農業的發展和生態城鎮的建設可以提高農產品的供應能力和農村居民的生活水平及消費能力，從而提高整個地區的生態承載力。

4.加強科技開發與創新，用科技進步促進城市發展，利用豐富的科教資源，提高科學技術水平來維護生態安全，改善環境，加大工業污染防治力度，淘汰落后產能，避免產能過剩。大連有23所高等院校和研究所機構，可以為區內的產業發展和產業結構改善提供充足的人才資源和技術支持。充分利用大連生態科技創新城的優勢，促進社會經濟與環境保護的可持續發展。

參考文獻:

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The Analysis of Sustainable Development of Coastal Cities Based on Ecological Footprint Model

——Taking Dalian City as an Example

MU Jian-hua，LIU Le，ZHANG Tong

(School of Urban and Environment，Liaoning Normal University，Dalian 116029，China)

Abstract: According to \"Dalian Statistical Yearbook\" and other relevant data，by using the ecological footprint model，the ecological footprint of Dalian City from 2004 to 2008 were calculated; And then calculated 104yuan Dalian GDP ecological footprint and social development indexes in these five years.The sustainable development in Dalian was analysised by using these indicators，and proposed corresponding countermeasures.The results showed that: the five-year average ecological deficit is 4.3184 hm2，indicating that Dalian regional ecosystem was facing the pressure of excessive development; The ecological footprint diversity indexes were lower than China's average level，meaning spatial distribution of ecological is very uneven; The social development capacity indexes were higher than the average level of China and 104yuan GDP ecological footprint reduced every year，indicatingthat the economic was in development，resource utilization was also continually improving.

Key words: ecological footprint; ecological carrying capacity; ecological deficit; Dalian

[責任編輯 陳鳳雪]