長株潭地區可持續發展的生態足跡分析研究

唐 勇，向平安

（1.湖南農業大學理學院，湖南 長沙 410128；2.湖南農業大學園藝園林學院，湖南 長沙 410128）

從2007年12月起，長株潭城市群成為國家“兩型社會”建設綜合改革配套試驗區，于是研究長株潭地區“可持續發展”便成為了這場改革創新的落腳點。研究可持續發展的方式有多種，但是生態足跡模型是非常有效且應用廣泛，并被普遍認可的方法。1992年，加拿大生態經濟學家William Rees等正式提出了生態足跡的概念[1-2]，在Wackernagel等的協助下生態足跡得到了完善和發展。生態足跡1999年被引入我國，在理論、方法和計算模型方面都進行了很大的改進。根據長株潭地區的實際情況，研究修正其均衡因子和產量因子，選取2000年至2008年共計9 a的基礎數據，進行連續的生態足跡計算和生態承載能力的計算，獲得了生態赤字的連續年份的結果，旨在為長株潭地區的可持續發展提供參考。

1 材料與方法

1.1 長株潭區域概況

長株潭地區位于湖南省東北部，包括長沙、株洲、湘潭3市。3個城市呈品字狀相鄰分布于湘江下游，現在長沙、株洲、湘潭三市的實際距離隨著城市規模的擴大已進一步縮小。長株潭地區面積2.81萬km2。人均水資源擁有量2069 m3，森林覆蓋率達54.7%，具備較強的環境承載能力[3-4]。

1.2 生態足跡計算

根椐文獻方法，計算生態足跡[5-6]。第一步，計算各消費項目的人均生態足跡。計算公式為：

式中：i為消費項目的種類；Yi為生產性土地生產第i種消費項目的年平均產量（kg/hm2）；Ci為i種消費項目的人均消費量；Ai為第i種消費項目折算的人均生態足跡份量（hm2/人）；Pi為第i種消費項目的年生產量；Ii為第i種消費項目年進口量；Ei為第i種消費項目的年出口量；N為人口數。

第二步，計算生態足跡。公式為：

式中，ef為人均生態足跡（hm2/人）；rj為均衡因子。區域總人口的生態足跡為：EF=N×ef。式中EF為總人口的生態足跡（hm2）；N為人口數。

1.3 生態承載力計算

同類生物生產性土地的面積在不同國家或地區是不能直接進行對比的，而需要對不同類型的面積進行調整。不同國家或地區的某類生物生產性面積所代表的區域產量與世界平均產量的這類差異可以用“產量因子”（yield factor）來校正。產量因子是指：某地區某類土地的平均生產力與世界同類平均生產力的比率，它是將各地區同類生物生產性土地轉換成可比面積的參數。

在生態承載力計算時，還應扣除12%的生物多樣性保護面積。因此，人均生態承載力的計算公式為：ec＝aj×rj×yi（j=1,2，…，6）式中：ec為人均生態承載力（hm2/人）；aj為人均生物生產面積；rj為均衡因子；yj為產量因子。區域生態承載力：EC＝N×ec。式中：EC為區域總人口的生物承載力（hm2）；N為人口數。

1.4 生態赤字或生態盈余計算

總生態赤字（盈余）：ED=EC-EF。人均生態赤字（盈余）：ed=ec-ef。生態足跡大于生物承載力，就叫生態赤字；反之則為生態盈余。

1.5 均衡因子和產量因子的選取與修正

為了避免因為均衡因子的選取而導致的計算誤差，對國際上普遍使用的幾組均衡因子取平均值，計算結果如下：建設用地為2.55；水域為0.24；耕地為2.55；草地為0.46；林地為1.39；化石燃料用地為1.39。

長株潭耕地的產量因子是長株潭耕地平均產量和世界耕地平均產量的比率。我們選取占據長株潭大部分耕地面積的谷物、豆類、薯類、油料、棉、麻類、甘蔗、煙葉、茶葉、蔬菜、水果這11類主要農產品，作為計算長株潭地區耕地產量因子的指標。通過計算得出，長株潭耕地歷年產量因子如下：2000年為 1.78；2001 年為 1.76；2002 年為 1.77；2003 年為 1.74；2004 年為 1.72；2005 年為 1.63；2006 年為1.67；2007年為 1.67；2008年為1.63。草地的產量因子，是通過單位面積草地產出的禽肉、禽蛋、豬肉、牛肉、羊肉和奶類的加權總量計算得到的。林地的產量因子是以當年木材單位面積產量計算的。水產品（水域）的產量因子是用單位面積水域中產出的水產品重量來計算的。從長株潭3個地區不同年份的統計年鑒中可以查到2000～2008年3個地區的水產品總產量，將之除以長株潭地區水域總面積，就得到單位面積水域平均產量。然后再用長株潭地區單位面積水域平均產量除以單位水域世界平均產量，就可以得到長株潭地區水產品的產量因子。建筑用地的產量因子是根據各城市年鑒統計計算得到。而化石燃料用地，都會使用很多不可再生的能源（如煤炭的形成要幾十萬年），所以我們是在直接消費自然資源，所以就令化石燃料用地的產量因子為0。

2 結果與分析

2.1 長株潭地區生態赤字（盈余）時間序列計算

以2008年長株潭地區的生物資源和能源消費生態足跡計算為例，依據生態足跡的基本計算方法，采用本研究使用的均衡因子及產量因子，計算結果如表1和表2所示。從表1可以看出，2008年長株潭地區實際人均生態足跡1.4219 hm2，實際總生態足跡18963931 hm2。實際總生態足跡分類上，耕地5213765 hm2，林地46245 hm2，草地11820608 hm2，水產品1883312 hm2。從表2可以看出，2008年長株潭地區生物能源實際人均生態足跡1.0731 hm2，實際總生態足跡14311557 hm2，在實際總生態分類上，化石燃料用地12972359 hm2，建筑用地1339199 hm2。

由表1及表2計算出2008年長株潭地區實際人均生態足跡為2.495 hm2；實際總生態足跡為33275488 hm2。

以2008年的生態足跡計算方式，同樣可以計算出2000～2007年各年份的生態足跡。將2000～2008年總平均生態足跡與總生態足跡計算結果見表3。

長株潭2000～2008年生態承載力計算中，各類生態生產性土地的人均生態承載力計算，是根據各種生態生產性土地的人均占有量，通過均衡因子和產量因子的調整得到的。均衡因子采用的是修正后的均衡因子；產量因子前文已有說明，是根據歷年具有代表性的各種生物資源的當年產量與全國同類型生物資源的平均產量的比值得到的。長株潭2000～2008年生態赤字（盈余）計算，結果如表4。

2.2 時間序列動態分析

從圖1以及數據計算結果可以清楚的看出，2000～2008年的時間段內，長株潭地區的生態處于嚴重的不平衡狀態，其生態需求遠遠超過了生態供給，出現生態赤字現象，其生態承載力保持一定，生態足跡越來越大，生態赤字量也即隨著生態需求的

增長出現幾乎同步增長的狀態。長株潭地區2000年的生態赤字總量為1529.39萬hm2，而2008年便增加到了2797.07萬hm2，平均生態赤字由2000年的1.2384增加到2008年的2.0961。近10年來，到2008年底，該地生態足跡達到3327.55萬hm2，生態赤字達2797.07萬hm2，其生態赤字超出生態承載力4.3倍。也就是意味著，長株潭地區的生產生活需求，不能完全依靠自身的生態環境，還必須從外界獲取一定的資源來進行彌補，這樣的生態壓力矛盾突出，區域基本處于不可持續發展狀態。

表1 2008年長株潭地區生物資源生態足跡一覽表

表2 2008年長株潭地區生物能源生態足跡

表3 長株潭地區2000～2008年生態足跡表

表4 長株潭地區2000～2008年度平均生態赤字（hm2/人）

圖1 長株潭地區2000～2008年平均生態足跡、生態承載力、生態赤字變化

3 長株潭地區可持續發展優化方案

（1）土地生態復合系統的可持續發展。以耕地資源可持續利用為目標，保持耕地總量動態平衡，結合土地整理和修筑梯田、改良土壤。營造CO2吸收用地，護森林和草地資源，加強生態公益林力度。保護生態環境，以求提高地區承載力從而增加地區生態足跡的供給。限制高能耗、高污染行業用地，合理安排建設用地，促進城市土地的集約利用，達到土地生態復合系統可持續發展的目標。

（2）嚴格控制人口增長速度。人口增長的速度在一定程度上將壓力積聚于土地，若土地的生產能力增長速度沒有超過人口增長速度則會使得社會的經濟發展成果無法體現，并且會給整個土地生態系統帶來巨大生態赤字。因此，控制生態赤字的重要途徑就是要控制人口的增長速率，降低人口基數。

（3）大力建設資源節約型和環境友好型社會。推進調整經濟結構、轉變發展方式的“四化兩型”戰略，即推進新型工業化、農業現代化、新型城鎮化、信息化，建設資源節約型和環境友好型社會。

（4）改變資源利用模式，實行集約經濟發展模式。集約型資源利用模式是少投入、低消耗、高質量、多產出、效益好、污染小的經濟增長模式，它主要利用生產要素的優化組合和使用效率的提高以實現經濟的增長。這是一種在當前大環境下可以實現的可持續發展的經濟模式，長株潭地區應該采用。

（5）加強政策調控，制定相關法律法規，完善獎懲制度，達到由政府部門主導，企業執行，全民參與監督的長效機制。長株潭成為綜改試驗區，就必須確立一種新穎的區域協調機制，這種機制必須基于市場化邏輯運作，三個城市在利益機制的激勵下，自發地進行區域合作。

[1]Rees W E.Eclogical footprint and appriated carrying capacity：what Urban economics leaves out[J].Environment and Urbanization,1992,4（2）：121-130.

[2]Wackernagel M,Ress W E.Our Ecological Footprint：Reducing Human Impact on the Earth[M].Gabriola Island，B.C.Canada：New Society Publishers,1996.

[3]周國華，彭佳捷.長株潭城市群生態足跡測算[J].湖南師范大學自然科學學報，2009，32（3）：95-100.

[4]何 利.長沙市可持續發展的生態足跡分析研究[J].湖南農業科學，2010，（15）：177-180.

[5]張志強，徐中民.生態足跡的概念及計算模型[J].生態經濟，2000，（10）：8-10.

[6]李 輝，李淑杰，姬冬梅，等.吉林省生態足跡的計算與動態分析[J].安徽農業科學，2010，（23）：416-417.