重慶市萬州區經濟社會可持續發展的生態足跡分析

陳仕軍，謝 輝，梁 川，何 濤，李明忠，朱繁茂

（四川大學水利水電工程學院，成都 610065）

重慶市萬州區經濟社會可持續發展的生態足跡分析

陳仕軍，謝 輝，梁 川，何 濤，李明忠，朱繁茂

（四川大學水利水電工程學院，成都 610065）

運用生態足跡模型的時間序列分析方法，對位于三峽庫區腹心的重慶市萬州區1990－2008年的生態足跡、生態承載力和生態赤字進行了分析。研究結果表明：萬州區人均生態足跡從1990年的0.698 hm2／人上升到2008年的1.584 hm2／人，年均增長率達4.65%，呈日趨增大的趨勢；但是生態承載力卻逐步減小，整個萬州區均出現生態赤字。萬州區生態足跡貢獻較大的是人均耕地、草地、水域、建筑用地和化石燃料用地，所占比例分別為30.63%，25.56%，2.80%，8.99%和30.44%。針對萬州區經濟社會的可持續發展態勢提出了相應的對策與措施建議。

重慶市萬州區；經濟社會；可持續發展；生態足跡；生態承載力

自1987年世界環境與發展委員會（WCED）主席布倫特蘭夫人（Brundtland）在《我們共同的未來》的報告中提出“可持續發展”的概念以來，如何定量確定人類目前所處的狀態，衡量發展的可持續性，一直是理論界的一個難題［1，2］。圍繞如何定量描述可持續發展的狀態，國內外已取得了大量研究成果。目前定量評價可持續發展狀態的方法大致可分為3大類：一是系統理論和方法指導構建的指標體系［3］，如“可持續性的晴雨表”模型；二是基于環境貨幣化估值的指標體系，如“可持續經濟福利指數”［4］；三是生物物理量衡量指標，以“生態足跡模型”為代表。生態足跡分析法較好地彌補了其他2種指標體系過于龐大、定量評價難度較大等缺陷，因其形象的概念框架，精簡統一的指標體系、簡便的計算方法、科學完善的理論，以及可操作性強，在可持續發展研究中日益受到重視，得到了廣泛的應用［5］。

本文運用生態足跡模型的時間序列分析方法對重慶市萬州區1990－2008年的經濟社會可持續發展狀況展開了分析與評價，并提出相應的對策與措施，可為促進研究區的經濟社會可持續發展提供科學參考。

1 研究區概況

萬州區位于長江中上游的三峽庫區腹心，重慶市東部邊緣，是三峽庫區中部的經濟中心。三峽工程建成后，是長江上游最大的深水良港，成為長江十大港口之一［6］。萬州主城區所在地上距重慶市區327 km，下距宜昌321 km，距長江三峽三斗坪大壩283 km。幅員地跨東經107°52′22″至108°53′25″，北緯30°23′32″至31°0′20″，東鄰云陽，南接湖北省，西連梁平、忠縣，北臨開縣和四川省開江縣（圖1）。全區總面積為3 457 km2，區內礦產資源豐富，種類多且分布廣。屬亞熱帶濕潤季風氣候，年平均氣溫13.8～18.8℃，年降水量1 000～1 300 mm，降水主要集中在每年的5－9月份。

圖1 萬州區地圖Fig.1 M ap of W anzhou District

2 生態足跡的概念與計算方法

2.1 基本概念及內涵

為了衡量一個國家或地區的發展是否處于可持續發展狀態，加拿大英屬哥倫比亞大學的雷斯教授（William Rees）在1992年提出了生態足跡模型［7］，首次將生態足跡形象的表述為“一只負載著人類所創造的城市、工廠、……等的巨足踏在地球上留下的腳印”［8］。生態足跡，也稱為生態占有，它是指在現有技術條件下，任何已知的人口（個人、城市、國家或全人類）需要多少生物生產性土地（包括土地和水域）來生產這些人口所消費的所有資源以及吸納這些人口所產生的所有廢棄物［9］。地球表面的生態生產性土地面積分為6類：耕地、草地、林地、化石能源用地、建筑用地和水域［10］。1996年，其博士生魏克內（Mathis Wackernagel）對該模型進行了發展和完善。他明確提出了計算全球生態足跡的6個基本假設［11］：①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；②這些資源和廢棄物流量的大部分可以轉換成相應的生物生產性土地面積；③各類生物生產能力不同的土地可以折算成標準公頃——全球公頃；④各類土地，在空間上是互斥的；⑤自然的生態服務的供應可以用全球公頃表示的生物生產空間表達；⑥生態足跡可以超越生態承載力。

根據以上假設，人類對生態系統的影響就可以用提供消費所需的資源和吸納廢棄物的生物生產性土地的面積定量計算。由于各類生物生產性土地之間在生產力方面的差異，引入“均衡因子”的概念，將具有不同生態生產力的生物生產性面積換算為具有相同生態生產力的面積，從而使各類土地之間具有可比性。自然界所能提供的為人類所利用的生物生產性土地面積則為生態足跡的供給，即生態承載力［12］。在生態承載力的計算中，由于不同國家或地區的資源稟賦的差異，單位面積相同類型生物生產面積的生產力差異也很大，因此不同國家或地區的某類生物生產面積所代表的局地產量與世界平均產量的差異可以用“產量因子”表示。由于生物生產性面積的12%用于生物多樣性保護，因此，計算生態承載力時應扣除用于生物多樣性保護的土地面積［13］。

2.2 分析計算方法

生態足跡模型分析的基本思路主要有以下3個方面：一是從區域需求計算生態足跡需求的大??；二是從區域供給計算生態承載力的大小；最后將兩者的大小加以比較。如果需求大于供給，則為生態赤字，表明該區域的人類負荷超過了其生態容量，區域發展處于相對不可持續狀態；相反，如果需求小于供給，則表現為生態盈余，表明該區域的生態容量足以支持人類負荷，該區域的發展模式具有相對的可持續性［14］。生態足跡模型的計算主要分為生態足跡、生態承載力以及生態赤字（或生態盈余）3個部分，其具體流程如圖2所示。

圖2 生態足跡模型分析計算流程圖Fig.2 Flow chart of the analysis and calculation of ecological footprintmodel

2.2.1 生態足跡

生態足跡是指研究區域在當前技術條件下，生產該地區人口所需的資源和吸納這些人口所產生的廢棄物而需要的生物生產性面積（包括土地和水域）。由于各類生物生產性土地之間在生產力方面的差異，引入“均衡因子”的概念，將具有不同生態生產力的生物生產性面積換算為具有相同生態生產力的面積，使各類土地之間可以進行比較。由于生物消費和能量消費的相關數據均是消費量，因此需要利用平均產量（土地生產能力）數據，將各消費量折算成生物生產性土地面積。需要注意的是，衣物和生活用品折算時，需要將其還原為所需的原材料計算［15］，如棉花、皮革、木材等。生活用能源消費折算過程中，需要將能源的具體消耗量折算為統一的能量單位［16］，從而計算求解出所需化石能源用地的大小。

總生態足跡計算公式為

人均生態足跡計算公式為

式中：EF為總生態足跡（hm2）；N為人口數（人）；ef為人均生態足跡（hm2／人）；i為消費品的種類；j為生物生產性土地類型；Ai為人均第i種消費品折算的生物生產面積（hm2／人）；ci為第i種消費品的人均消費量（kg）；pi為第i種消費品的平均生產能力（kg／hm2）；rj為均衡因子。

2.2.2 生態承載力

生態承載力是指一個國家或地區所能提供為人類所使用的生物生產性土地面積的總和。在計算生態承載力時，由于不同國家或地區的資源稟賦差異，為使不同國家或地區同類生物生產性土地的實際面積可直接比較，用產量因子對其進行調整。將現有的耕地、草地、林地、水域、建筑用地、化石能源用地的物理空間面積乘以相應的均衡因子和產量因子，即可得到生態承載力［17，18］。

總生態承載力計算公式為

人均生態承載力計算公式為

式中：EC為總生態承載力（hm2）；N為人口數（人）；ec為人均生態承載力（hm2／人）；aj為人均生物生產面積（hm2／人）；rj為均衡因子；yj為產量因子；j為生物生產性土地類型。

將一個國家或區域內的人類維持一定的消費水平所必需的生物生產面積（生態足跡）同該國家或區域范圍所能提供的生物生產面積（生物承載力）進行比較，可以用于判斷該國家或區域的生產消費活動是否處于當地生態系統承載力范圍內［19］。

2.2.3 生態赤字（或生態盈余）

生態赤字是指生態足跡大于生態承載力，表示該地區人均占用資源量超過了生態承載力，反映地區的發展模式處于相對不可持續狀態，其不可持續的程度可用生態赤字的大小來衡量。生態盈余是指生態足跡小于生態承載力，表示該地區人均占用資源量在生態承載力順序的范圍內，反映該地區的生態容量足以支持其人類負荷，發展模式具有相對的可持續性，其可持續程度可用生態盈余的大小來衡量。具體的計算公式如下：

2.3 生態足跡模型的參數

生態足跡模型中的主要參數有：消費品的土地生產能力、均衡因子和產量因子3個參數。消費品的土地生產能力采用1993年聯合國糧農組織（FAO）關于生物資源的世界平均產量資料（表1），將生物資源的消費轉換為提供這些消費所需要的生物生產性面積；在能源的消費轉化為化石燃料生產土地面積時，以世界上單位化石燃料生產土地面積的平均發熱量為準，將當地能源消耗的熱量折算成標準煤，即統一按標準煤的折算系數計算其能源總量，折算系數為20.934 GJ／t和全球平均能源足跡55 GJ／hm2。均衡因子和產量因子采用國際常用的數值（表2）［20］，但出于謹慎考慮，在生態承載力計算時扣除12%的生物多樣性保護面積［21］。

表1 生物資源世界平均產量Table 1 W orld average yield of biological resources kg／hm2

表2 均衡因子和產量因子數值Table 2 Values of equilibrium factor and yield factor

3 重慶市萬州區生態足跡分析

經濟社會可持續發展生態足跡分析包括生物資源消費計算、能源消費計算、生態承載能力計算和生態赤字（或生態盈余）計算等內容。文中對重慶市萬州區2008年的生態足跡進行分析計算，計算數據主要來自重慶統計局歷年的《重慶市統計年鑒》和《萬州區統計年鑒》。計算時，結合萬州區農產品進出口貿易不太發達的現實，以萬州區土地生產總量作為其生物消費總量，即不考慮進出口貿易部分的調整。同理，其余各個年份均可采用相同方法計算得到。

3.1 生物和能源資源消費

根據2008年萬州區生物資源的生產量、人口和能源消費等數據，并結合表1中的參數，采用式（1）可得到萬州區生態足跡的生物資源和能源資源消費情況，計算結果分別見表3和表4。注：萬州區人口總數172.45萬人。

表3 萬州區生態足跡生物資源消費情況Table 3 Consumptions of ecological footprint biological resources in W anzhou District

表4 萬州區的能源消費情況Table 4 Energy consumptions in W anzhou District

由表3和表4中各種類型土地所需求的面積和表2中各種類型土地的均衡因子，根據式（3）可得到萬州區2008年所需求的生態足跡，計算結果列于表5。

表5 萬州區2008年的生態足跡Table 5 The ecological footprint of W anzhou District in 2008

3.2 生態承載能力和生態赤字（或生態盈余）

根據2008年萬州區各種類型生物生產性土地面積變量，同時利用表2中均衡因子和產量因子等參數，采用公式（5）可計算出萬州區生態承載力，見表6。

表6 萬州區2008年的生態承載力Table 6 Ecological carrying capacity of W anzhou District in 2008

再利用表5和表6，按照式（6）可以計算得到萬州區2008年的生態赤字（或生態盈余）為－1.137。

4 計算結果的分析

根據萬州區1991年到2009年統計年鑒的數據與表1和表2所給模型參數，運用上述生態足跡模型進行計算，可求得萬州區1990－2008年生態足跡、生態承載力和生態赤字（或生態盈余）及其構成（表7、表8和表9），生態足跡變化趨勢圖示見圖3。

表7 萬州區1990－2008年生態足跡及其構成Table 7 Ecological footprint of Wanzhou District and its composition from 1990－2008 hm2／人

表8 萬州區1990－2008年生態承載力及其構成Table 8 Ecological carrying capacity of W anzhou District and its composition from 1990－2008 hm2／人

表9 萬州區1990－2008年生態赤字（或生態盈余）及其構成Table 9 Ecological deficit（or ecological surplus）of W anzhou District and its composition from 1990－2008 hm2／人

圖3 萬州區生態足跡變化趨勢圖Fig.3 Tendency of ecological footprint change in W anzhou District

從表7和圖3可以看出，1990－2008年萬州區生態足跡總體呈明顯增長趨勢，期間在2001和2006這2年有所降低，隨后又迅速增長。從1990年的0.698 hm2／人上升到2008年的1.584 hm2／人，年均增長率4.65%，表明萬州區經濟和社會發展對自然資源的需求提高很快，期間，人均生態足跡的平均構成比例為：人均耕地、林地、草地、水域、建筑用地、化石燃料用地分別各占30.63%，1.58%，25.56%，2.80%，8.99%和30.44%。由此可見，萬州區對資源的消耗是以耕地和草地為主，林地和水域對生態足跡的貢獻不大。此外，一方面，萬州區對化石燃料需求快速增長，從1990年的0.203 hm2／人增長到2008年的0.680 hm2／人，導致生態足跡快速增長；另一方面，建筑用地需求從1990年的0.037 hm2／人增長到2008年的0.195 hm2／人，增長約4.27倍，也使得城市建設的土地供給壓力加大。

從表8可以看出，2008年萬州區整體的人均承載力僅為0.446 hm2／人，遠小于當年的生態足跡1.584 hm2／人，這說明人類對自然的影響遠遠超出了生態承載力的范圍，單靠自身的自然資源已經無法支撐經濟和社會的發展；從人均生態承載力構成來看，耕地、林地、草地、水域和建筑用地分別各占69.64%，15.33%，0.11%，0.35%和14.57%，據此可知，提供萬州區生態承載力的主要部分是耕地、林地和建筑用地；從生態足跡與生態承載力的比值來看，1990－2008年生態足跡與生態承載力的平均比值為3.13，即平均每年消耗了自身所能提供的3.13倍的自然資源，因此經濟社會可持續發展的環境壓力非常大。

從表9中可知，萬州區1990－2008年的生態足跡均超過了生態承載力，并出現了生態赤字。從1990年的0.488 hm2／人，增長到2008年的1.137 hm2／人，平均年增長率為4.82%，說明萬州區居民對物質能量的消耗與廢棄物的產生已超出生態系統承載能力的閾值范圍，對環境形成一定的壓力。另外，耕地、林地、草地、水域、建筑用地和化石燃料用地對生態赤字的平均貢獻比例分別為6.9%，－6.79%，41.04%，4.29%，5.6%和48.96%，造成生態赤字的主要部分是草地和化石燃料用地，其中林地在研究的時間序列內整體處于生態盈余。雖然萬州區林地資源比較豐富，基本能夠滿足發展需求，但是草地短缺嚴重，另一方面化石燃料的需求越來越大，給環境帶來的壓力亦逐漸增大。

5 對策與措施的建議

通過表7和表8的對比可知，在整個研究的時間序列中萬州區的生態足跡均超過生態承載力，生態赤字呈逐年增大的趨勢，生態系統已不能支持人類對它的壓力。徐中民等［20］計算中國1999年31個省市的生態足跡時，將中國的生態赤字（或生態盈余）劃分為5個等級，具體劃分標準見表10。根據中國可持續發展的等級，萬州區在整個研究的時間序列內的平均生態赤字為－0.692，大于－0.995，呈現出弱不可持續性。

表10 中國可持續發展等級（生態赤字／盈余）Table 10 Sustainable development levels in China（ecological deficit／surplus）

按照當前萬州區經濟發展的模式，其生態赤字還將持續增加，離可持續發展狀態的差距會越來越大，因此有必要采取措施來緩解生態赤字，提高發展的可持續性。為了減輕這種壓力，一是從萬州區以外的區域輸入欠缺的資源衡量生態足跡；二是依靠萬州區的自然資源來彌補自身生態系統的不足。如果資源長期過度利用，必然會破壞生態系統的正常功能，降低生態系統的資源供給能力，從而加劇生態赤字，形成生態失衡和地區生態不可持續發展的惡性循環。因此，根據萬州區生態足跡模型分析得到的生態足跡、生態承載力和生態赤字的構成，有針對性地提出以下幾點建議，供當地社會經濟發展參考。

（1）依靠科技創新和資金投入，提高資源的集約程度，即提高自然資源單位面積的生產產量，以達到直接提高生態承載力的目的。

（2）減少生態足跡的有效方式是提倡綠色生產和消費。綠色生產就是要推行循環經濟和清潔生產，走新型工業化之路，大力發展生態工業、生態農業和現代服務業，實現區域經濟的協調持續發展。

（3）控制人口，減少人均消費。控制人口增長可以減少新增人口的資源消耗，從而減少區域總生態足跡。人口規模是影響生態足跡和社會經濟發展的重要因素。人口規模過大會增加資源環境的壓力，影響社會經濟發展。

（4）加強區域合作，對生態環境問題進行綜合整治。針對萬州區當地具體問題進行分析，加強區域合作，通過經驗和技術共享對生態環境那個問題進行綜合整治。

（5）建立資源節約型的社會生產和消費體系。實施資源節約的政策支持、技術服務以及相應的法規體系和獎懲制度等。在不降低生活水平的條件下，倡導理性消費，減少盲目攀比和追求奢侈的非理性消費行為，確保所有人都能獲得最基本的資源，實現社會經濟可持續發展。

6 結 論

隨著改革開放以來，萬州區的經濟快速發展，人均收入和消費水平不斷提高，但人均生態占用也相應地同步提高。根據重慶市萬州區1990－2008年生態足跡模型的時間序列分析顯示，其社會經濟發展對生態占用超過生態系統的承載能力，整個生態系統處于人類的過度開發利用和壓力之下。這從側面反映出萬州區當前的社會經濟發展模式是不可持續的。只有以科學發展觀為指導，改變傳統的經濟發展模式，才能促進萬州區社會經濟發展，驅動生態足跡消費向集約型發展，實現萬州區的協調可持續發展。

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（編輯：趙衛兵）

Analysis of Sustainable Econom ic and Social Development in W anzhou District by Ecological Footprint M odel

CHEN Shi-jun，XIE Hui，LIANG Chuan，HE Tao，LIMing-zhong，ZHU Fan-mao
（School ofWater Resources and Hydropower，Sichuan University，Chengdu 610065，China）

The ecological footprint，ecological carrying capacity and ecological deficit from 1990-2008 ofWanzhou District of Chongqing Municipality are analyzed by the time series analysis of Ecological Footprint Model.The per capita ecological footprint ofWanzhou district，which is located in the center of the Three Gorges Reservoir region，increased from 0.698 hm2per person in 1990 to 1.584 hm2per person in 2008，up 4.65%annually；whereas the ecological carrying capacity dropped gradually，consequently with ecological deficit spreading all over the district.Cultivated land，grassland，water area，land for construction and land for fossil fuelsmade significant contributions to the ecological footprint of this district，respectively accounting for 30.63%，25.56%，2.80%，8.99%and 30.44%.Measures and suggestions are also proposed for the sustainable economic and social development of the district.

Wanzhou District of Chongqing Municipality；economy and society；sustainable development；ecological footprint；ecological carrying capacity

F062.2

：A

1001－5485（2011）09－0006－08

2011-05-03

中國長江三峽工程開發總公司“上游變化條件下的流域水文預報方案研究”項目（10H1201）

陳仕軍（1989-），男，福建南平人，本科生，主要從事水文及水資源的研究，（電話）13458571018（電子信箱）fjnpcsj＠126.com。

梁 川（1957-），男，四川雅安人，教授，從事水文水資源及水環境教學與科研工作，（電話）13060056051（電子信箱）lchestr＠sohu.com。

文章編號：1001－5485（2011）09－0044－04