基于改進的生態足跡模型對循環經濟發展水平的測度研究

陳薇 孫靜

摘要 通過對傳統的生態足跡模型進行改進，計算了2014年威縣各消費項目的生態足跡、生態承載力。并以生態足跡度作為循環經濟發展水平的判定依據，對其進行客觀、科學的量化分析。結果表明：首先，威縣的人均生態足跡是1.001 5 hm2/人，人均承載力是0.303 1 hm2/人，最終人均生態赤字為0.698 4 hm2/人，赤字的主要原因是耕地、化石燃料地和草地的生態足跡超出了其生態承載力的范圍。其次，威縣循環經濟發展水平的生態足跡度測度結果（EFD）為3.3，表明威縣的循環經濟處于劣性循環階段，對于威縣發展農牧結合循環經濟而言，如何在滿足現有水平的消費需求情況下保持生態的可持續發展是當前需要解決的重要問題。

關鍵詞 生態足跡；循環經濟；生態足跡度；生態承載力；威縣

Research on the Development Level of Circular Economy Based on Improved Ecological Footprint Model

CHEN Wei，SUN Jing （School of Economics and Management，Hebei University of Science and Technology，Shijiazhuang，Hebei 050000）

Abstract On the basis of improving the traditional ecological footprint model，this paper calculated the ecological footprint and ecological carrying capacity of Weixian County in 2014.It made an objective and quantitative analysis of the development level for circular economy by Ecological Footprint Degree（EFD）.The result indicated that Weixian County's ecological footprint per capita was 1.001 5 hm2/people，ecological capability per capita was 0.303 1 hm2/people，ecological deficit per capita was 0.698 4 hm2/people.The main reason for the deficit was that the ecological footprint of arable land，fossil fuel and grassland was beyond the scope of its ecological carrying capacity.Secondly，the measurement results of the Ecological Footprint Degree of Weixian County circular economy development level was 3.3.It showed that the Weixian County circular economy was in a inferior circulation stage.How to meet the current level of consumer demand，and maintain the sustainable development of ecology is an important problem to be solved for the development of circular economy in Weixian County.

Key words Ecological footprint；Circular economy；Ecological footprint degree；Ecological carrying capacity；Weixian County

生態足跡法最初是由William Rees和他的學生Wackernagel在20世紀90年代提出的一種依據人類對土地的連續依賴性來定量測度可持續發展狀態的方法[1]。該研究在傳統的生態足跡模型上作了兩點改進，首先是把傳統模型中的“全球公頃”改進為“國家公頃”，主要因為各國的自然資源和經濟發展水平差別較大，所以來源于WWF（世界自然基金會）的數據并不能反映我國的實際情況，因此根據我國實際情況計算國家平均生產力和基于國家生產力均衡因子，更能真實反映我國對自然資源的利用情況和可持續發展狀態[1-2]。其次是在計算生物資源賬戶生態足跡時，選擇其生產量而不是消費量，主要因為一個區域土地上的生態足跡并不僅僅是由發生在本區域內的消費產生的，其中也有其他地方的消費。所以選擇區域生產量更能體現本地生態足跡的概念。

1 生態足跡法的計算模型與方法

1.1 生態足跡計算 生態足跡作為一個國家或地區在發展中對生態環境的占用是否處于生態承載力范圍內的判斷依據，它是一種資源利用分析工具，通過精確的計算和分析來比較國家或區域范圍內自然資源的產出與人類的消費情況。由于不同生物生產性土地的生產能力不同，必須通過均衡因子轉化為相同生態生產能力的面積，進而比較[3]。各種消費項目人均生態足跡的計算公式：

EF=N×（ef）=N×γj×Ai=N×γj×CiPi （1）

式中，EF為總生態足跡；N為區域總人口數量；ef為人均生態足跡；γj為均衡因子；Ai為第 i種消費項目的生產性土地面積；Ci為第i項的人均年消費量；Pi為相應的生態生產性土地生產第i項消費項目的年平均生產力。

1.2 生態承載力計算 生態承載力是指以不損害區域的生產力為前提，一個區域有限的資源能供養的最大人口數量。由于不同國家或地區的同類型生物生產土地的生產能力也不同，因此在計算生態承載力時，不僅要通過均衡因子轉化為相同生態生產能力的面積，還需乘以產量因子來調節，產量因子指一個區域某類土地的平均生產力與全國同類土地的平均生產力的比值[4]，將現有的6種生態生產性土地乘以相應的均衡因子和當地的產量因子，就可以得到生態承載力（EC），計算公式如下：

EC=ni=1AiEQiYi，ec=EC/N（2）

式中，EC為生態承載力；EQi為均衡因子；Yi為第i種消費項目產量系數；N為總人口數；ec為人均生態承載力。

2 循環經濟發展水平的生態測度

2.1 循環經濟發展水平的生態賬戶測度 區域的可持續發展狀況可通過生態足跡與生態承載力進行比較獲得。如果一個地區的生態足跡超過了生態承載力，則為生態赤字，表明該區域人類活動對生態環境的壓力超過其承載力，生態足跡的供給不足，這種情況就說明該區域是不可持續發展的。反之，則為生態盈余，區域是可持續發展的[5]。其計算公式為：

EA=EF-EC （3）

2.2 循環經濟發展水平的生態足跡度測度 參考張杰等[6]提出的生態足跡度（Ecological Footprint Degree，EFD）的測度方法，通過把地區的各種資源消耗量與該地區的環境承載力聯系起來，既不受生態賬戶余額的絕對量影響，又能比較準確地測度循環經濟的發展水平[6]，就可以對地區的循環經濟發展階段做出相對準確的測評。所謂生態足跡度就是一個區域的生態足跡與生態承載能力的比值，即：

EFD=EF/EC （4）

3 生態足跡分析——以威縣為例

3.1 生物國家平均產量和均衡因子 由于各國的自然資源和經濟發展水平差別較大，該研究把傳統模型中的“全球公頃”改進為“國家公頃”，與傳統的全球生物平均產量的主要區別是，它計算的是本國范圍內的產量和面積數據，因此所得計算結果相比全球的更符合本國實際情況，也更適合本國區域生態足跡的計算[1-2]。為了便于加總，將各類生物產品轉化為熱值單位，并將屬于相同土地類型的熱值加總與全國水平比較得出均衡因子。公式為：

qj=pjp=QjSj/Qj∑Sj=pjk×γjkSj/jkpjk×γjkSj （5）

式中，qj為全國第j類土地的均衡因子；Pj為第j類土地的平均生產力；p為全國全部土地的平均生產力；Qj為第j類土地的總生物產量；Si為第j類土地的生態生產性土地面積；pjk為第j類土地的第k種生物產品產量；γjk為第j類土地上第k種生物產品的單位熱值。

全國平均產量和均衡因子兩個參數上直接引用了張宇鵬[1]的計算結果，各類土地的均衡因子分別為耕地3.908，林地0.671，水域0.095，草地0.048，化石能源地0.191，建設用地3.908。

3.2 威縣產量因子計算 威縣各類型土地的產量因子是各類生態生產性土地相對于全國各類生態生產性土地的產出能力。在耕地計算中，除了農作物和豬肉、禽肉、禽蛋屬于消耗耕地之外，相關研究表明，我國的牛肉、羊肉和牛奶也有部分是消耗耕地，比例分別為86%、57%和72%，為避免重復計算，在產量因子的計算中不計入在內。在林地的計算中，生物產品主要包括蘋果、梨、葡萄。在草地產品的計算中，只考慮產自草地的牛肉、羊肉和牛奶的產量，即計算時減去來自耕地的產量（表1）。

根據各類生產性土地的面積以及總熱值計算出威縣各類型土地的生產力，通過與全國相對應類型土地的比值即可得出威縣各類型土地的產量因子。從計算結果可得出威縣耕地的產量因子為0.677 7，林地為2.426 8，水域為10.261 9，草地為19.327 7，化石能源地的生產力等于全國平均生產力，產量因子取1。建設用地等于耕地的產量因子為0.677 7。

3.3 威縣生態足跡計算

3.3.1 生物資源賬戶生態足跡計算。生物資源生態足跡反映了經濟對生態系統資源供給能力的需求。結合威縣的生物資源消費情況，該縣的生物資源消費主要包括農產品、動物產品、林產品和水產品，2015年《威縣年鑒》中統計的2014年威縣總人口為628 936人，根據上文對應的土地均衡因子，利用公式（1）計算出對應的均衡人均生態足跡分別為耕地0.740 23 hm2/人，林地0.005 77 hm2/人，草地0.036 46 hm2/人，水域0.000 02 hm2/人。

3.3.2 能源賬戶生態足跡計算。在化石能源足跡的計算中，生產力按照前面計算的森林和草地的總熱值和面積，化石能源地的產出采用森林和草地吸收溫室氣體的實際面積[2]，根據《邢臺統計年鑒2015》中威縣2014年化石能源的消耗量，計算出威縣化石能源生態總足跡為709 889.342 hm2，其中分別包括原煤、焦炭、汽油、煤油、柴油、燃料油、液化天然氣。能源賬戶另外一個土地類型是建筑用地，據謝鴻宇等[7]的研究，全國水電占總電力的百分比為14.79%，單位水電占用的建筑用地為0.021 m2/kW·h，威縣2014年電力消費量為180 107.392萬kW·h，計算得出威縣建筑用地的生態足跡為548.740 hm2。

根據以上計算結果，可以得出威縣總的消費項目生態足跡。2014年威縣消費項目總的人均生態足跡為1.001 5 hm2/人。其中耕地的生態足跡占整個消費項目生態足跡的73.912%，約為0.740 23 hm2/人，其次是化石燃料地，其生態足跡為0.215 58 hm2/人，占整個消費項目生態足跡的21.526%，草地為0.036 463 hm2/人，林地為0.005 773 hm2/人，建設用地為0.003 413 hm2/人，水域為0.000 023 hm2/人。