基于生態足跡模型的泰安市可持續發展分析

郭英超，李景保，李玉丹，趙中花

（湖南師范大學 資源與環境科學學院，湖南 長沙410081）

1 引言

可持續發展最初于1972年提出，指既滿足當代人的需求，又不損害后代人滿足其需要的能力，是科學發展觀的基本要求之一。許多國際組織及研究人員多年來致力于可持續發展指標體系的研究，目前國際上現有的定量評估區域可持續發展狀況方法中以加拿大生態經濟學家William及其學生提出并完善的生態足跡模型為代表，該模型是一種簡單但是比較綜合的研究方法，形象地反映了人類對于地球的影響，且該模型的可操作性和可重復性強，并且可以進行橫向和縱向的對比，可以比較好地反映人類的消費量與自然資源的承載力之間的關系。

2 研究方法

生態足跡就是能夠持續地提供資源或消納廢物的、具有生物生產能力的地域空間，其含義就是要維持一個人、地區、國家或者全球的生存需要，或者只納人類所排放的廢物的、具有生物生產力的地域面積。生態足跡估計要承載一定生活質量的人口，需要多大的可供人類使用的可再生資源或者能夠消納廢物的生態系統，又稱之為“適當的承載力”。

生態足跡的計算是基于兩個簡單的事實：①我們可以保留大部分消費的資源以及大部分產生的廢棄物；②這些資源或者廢棄物能夠相應地轉換成其對應的生物生產性土地。我們應用的生態足跡分析法主要是從人類對自然資源的消費量，即需求方面計算生態足跡的大小，從供給方面計算生態承載力的大小，然后通過二者的比較計算來研究區域的可持續發展狀況。在生態足跡計算中各種資源和能源消費項目被折算為耕地、草場、林地、建筑用地、化石能源土地和海洋（水域）等6種生物生產面積類型。

2.1 生態足跡

生態足跡的一般計算公式為：

EF＝N×ef＝N∑（a×ai）＝N×∑（a×ci／pi）

式中：其中EF－總的生態足跡，N－人口數，ef－人均生態足跡（hm2／人），a－均衡因子，i－消費商品和投入的類型，ai－生產第i種消費品需要占用的人均生態生產性面積，ci－第i種消費品的人均年消費量（kg／人），pi－對應的生產性土地生產第i種消費品的年平均生產力（kg／hm2）。

對于其中的均衡因子數的選取，根據有關資料，耕地、林地、草地、建筑用地、水域以及化石燃料用地分別取2.8、0.5、1.1、2.8、0.2、1.1。N 所代表的人口數取的是泰安市常住人口數目。筆者在本文中主要進行的是人均生態足跡的計算。

2.2 生態承載力

在生態承載力的計算中，由于不同國家或地區的資源稟賦條件不一樣，不僅對于一定面積的耕地、林地、草地、建筑用地、水域和化石燃料用地的生產能力有很大差異，而且對于一定面積同種生物生產面積類型的生產力也有很大的影響，所以筆者在生態承載力的計算中引入了產量因子的概念，其目的是為了使不同的生物生產面積進行標準化。“產量因子”是指某一地區某種生產性土地的平均生產能力同世界同類土地平均生產能力之比。其中對于產量因子的計算會因為采用的產品數量不同而影響其計算結果，為此筆者所用的產量因子的選取主要來自 Wackernagel＆Rees（1996）對我國1996年生態足跡計算時的取值。耕地、草地、林地、建筑用地、水域分別是1.66、0.19、0.91、1.66、1.00。生態承載力的計算公式：

EC＝N×ec（EC表示區域總的生態承載力）

ec＝aj×rj×yj其中 （j＝1，2，3，4，5，6）

式中：ec－人均生態承載力（hm2／人），aj－人均生物生產面積，rj－均衡因子，yj－產量因子。

2.3 生態赤字或者生態盈余的計算

當ef＞ec時，我們說區域的生態足跡超過了區域所能夠提供的生態承載力，這時候就產生了生態赤字，區域的發展處于不可持續的狀態；反之，當ef＜ec時，我們認為區域的生態足跡在區域的生態承載力的范圍內，是生態盈余的表現，區域的發展處于可持續的狀態。不管是生態赤字還是生態盈余都反映了區域內的人對于區域資源的利用情況，關系著區域的發展狀況。

3 泰安市生態足跡的計算

3.1 泰安市人均生態足跡的計算

泰安市生態足跡的計算主要以2008年的統計年鑒中的數據為依據。筆者首先對2008年泰安市人均生態足跡與人均生態承載力進行具體計算，然后對結果進行分析。各項統計數據見表1～表4。

3.2 泰安市2008年人均生態足跡與人均生態承載力的計算

在生物資源消費項目中，筆者從泰安市的實際情況出發，主要選取了農牧產品、水果、林產品等消費項目，其中把林產品與木材產量分開計算，因為要考慮到其單位問題和具體的實際操作的可行性。表3的計算是在表1的基礎上進行的，將表1的生物資源消費項目轉化成對應的耕地、林地、草地、水域等4種生物生產性土地，然后對其計算得出人均生態足跡的初始值。

在能源消費項目類型中，我們主要選取了10個消費項目，因為其中涉及到了一些單位的轉換問題，筆者在表格下方做了詳盡的轉化，其中的折算系數來自一些統計資料。表4的計算以表2數據為基礎，并且相對應地轉換為化石燃料用地和建筑用地。泰安市2008年人均生態足跡和人均生態承載力見表5和表6。

4 結果與分析

從泰安市2008年的人均生態足跡與人均生態承載力的關系來看，人均生態足跡＞人均生態承載力，出現生態赤字的情況，所以泰安市2008年的發展處于不可持續的狀態，在以后的發展中，要提高生態環境的生態承載力，建立資源節約型的社會生產和消費體系。

4.1 人均生態足跡分析

2008年泰安市的人均生態足跡中，化石燃料用地占的比例最大，大于2hm2；其次為耕地，約為0.818hm2。另外幾種土地類型中所占的比例依次是草地、水域、林地、建筑用地。這個數據在一定程度上說明化石燃料用地面積大主要與泰安市長期以來發展高消耗能源行業有關，例如煤炭、建材、化工等行業，從而造成了其化石燃料用地的需求量加大。耕地數值偏大從另外一個方面說明區域土地的壓力一部分是因為食物的壓力。

表1 泰安市生物能源消費項目類型

表2 泰安市2008年能源消費項目類型

表3 泰安市2008年生物資源生態足跡

4.2 人均生態承載力分析

在生態承載力的計算中，出于謹慎性的考慮，筆者扣除了12%的生物多樣性保護面積。由表6可以看出泰安市2008年的人均生態承載力為0.050，從其構成上看，生態承載力最大的是耕地，其次是建筑用地和水域。所以泰安市2008年生產性土地以耕地供給為主，但是隨著社會經濟的不斷發展，耕地面積會逐年減少，而泰安市的生態承載力就會相應地降低，耕地主要轉為園地、林地、城鎮建設用地和農村居民點用地。

4.3 生態赤字分析

2008年泰安市的人均生態赤字為3.094hm2，只有建筑用地有生態盈余情況的出現，其他的耕地、草地、林地、水域都是生態赤字。其中耕地的生態赤字偏大主要是由于近幾年耕地面積的減少導致人均生態承載力的減小，城市建設不斷占用耕地和農村居民點的增加導致耕地面積的減少。草地生態赤字大的原因是豬、牛、羊等產量大，人民生活水平的提高對動物產品的需求量不斷加大而草地資源比較匱乏造成的。

表4 泰安市2008年能源生態足跡

表5 泰安市2008年人均生態足跡

表6 泰安市2008年人均生態承載力

5 對策與建議

（1）要珍惜耕地資源，對耕地資源進行合理的開發保護，提高耕地資源生產率。我們對于耕地資源有布局開發的規劃，要把其規劃與環境規劃、城市規劃以及經濟社會的發展緊密聯系起來，統籌兼顧、因地制宜發揮各區優勢，做到農林牧副漁的全面發展，同時加強土地的集約利用，提高資源的利用效率，最終提高自身的生態承載力。

（2）草地與林地是我們重要的自然資源，它不但具有防風護沙、保持水土、美化環境的生態效益，而且在資源開發與利用中能夠產生直接的經濟效益。在草場方面，我們可以提倡退耕還草，同時重視草本和灌木的作用，合理控制牲畜的飼養數量。在林地資源方面，要防止亂砍濫伐林木、毀林開荒等行為。我們還可以通過植樹造林的方法，提高林地覆蓋率，以達到美化和優化我們的生態環境的目的。

（3）在能源利用方面積極開發利用泰安市現有的各種能源，并高效利用現有資源，優化能源利用的結構，改變人們的生產和生活方式，積極開發新能源、綠色能源為人類造福。

（4）在建筑用地方面，控制建設用地的規模，對城鎮建設用地要節約、集約。合理安排城鎮、農村居民點和基礎設施用地規模和時序，防止城鎮居民用地過度擴張，健全經營性土地的市場化配置機制，加強對建筑用地的保護和管理。

（5）提高水資源的利用效率，降低工業用水量；要科學灌溉，減少農業用水浪費；同時增加下水道建設、發展城市污水處理廠、建造水庫、合理利用地下水等方式調節水源流量，增加可靠供水，加強對工業廢水與生活污水的排放控制。

［1］劉某承，李文華，謝高地.基于凈初級生產力的中國生態足跡產量因子測算［J］.生態學雜志，2010，29（3）：592～597.

［2］張鳳娟，王洪麗.基于生態足跡模型的山東省可持續發展能力及對策分析［J］.農業科技管理，2008，27（2）：20～23.

［3］易光斌，董瑞斌.生態足跡理論及其應用［J］.江西科學，2003，21（3）：260～264.

［4］徐中民，張志強，程國棟.甘肅省1998年生態足跡計算與分析［J］.地理學報，2000，55（5）607～616.

［5］劉桂民.吉安市2006年生態足跡分析與可持續發展研究［J］.環境科技，2010，23（1）55～57.

［6］胡小飛，代力民，陳伏生，等.基于生態足跡模型的延邊林區可持續發展評價［J］.生態學雜志，2006，25（2）：129～134.