基于生態足跡法的長江干線武漢至安慶段航道整治工程評價

張淞元 謝孝如 呂志方

【摘 要】 為對長江干線武漢至安慶段航道整治工程進行評價，介紹整治工程項目概況，建立基于生態足跡法的評價模型，通過計算該航段生態足跡和生態承載力數值，認為整治工程促進了區域經濟發展，產生了一定的生態盈余。得出結論：該航道的生態足跡遠小于生態承載力，說明整治工程對生態環境造成的影響可以忽略不計;使用生態足跡法評價整治工程效果具有一定的優勢;整治工程的實施推動了船舶大型化進程。

【關鍵詞】 航道整治工程;生態足跡法;生態承載力;生態盈余;生態生產性

0 引 言

長江干線武漢至安慶段在長江航運中發揮著重要作用。但是，這段航道深度僅有3.5～4.5 m，在一定程度上阻礙了吃水較深船舶的通過。對長江干線武漢至安慶段進行航道整治，可以有效提高此航段船舶通過能力。航道整治工程會對區域內生態環境產生影響。

目前生態足跡法多應用于評價城市部分區域的環境狀況，較少應用于評價航道整治工程。本文介紹長江干線武漢至安慶段航道整治工程（以下簡稱“整治工程”）的概況，并建立基于生態足跡法的內河航道整治工程評價模型對整治工程進行評價，從而確定整治工程是否超出了生態承載，為長江干線武漢至安慶段的發展提出建設性意見。

1 整治工程項目概況

長江干線武漢至安慶段自天興洲長江大橋起至安慶皖河口止，全長386.5 km，約占長江干線航道總長度的1/7。2014年前，該航段枯水期最低維護規模為水深4.0 m、寬100 m、彎道半徑1 050 m。近年來，為改善該航段的通航條件，航道部門對航道內一些重要淺險礙航區域進行了整治，改善了航行條件。2015年該航段枯水期最低維護規模增加至水深4.5 m、寬200 m、彎道半徑1 050 m，達到了航道規劃建設的目標，但部分航道未達到“十三五”規劃要求的6 m通航水深標準。因此，在現有和在建的航道整治工程的基礎上，有必要實施長江干線武漢至安慶段6 m水深航道整治工程。該整治工程計劃分9段航道實施，分別是湖廣―羅湖洲段、沙洲水道、戴家洲水道、牯牛沙水道、鯉魚山水道、張家洲水道、東北水道、馬當水道、東流水道。航道等級設計標準為Ⅰ級，航道尺度為水深6.0 m、寬200 m、彎道半徑1 050 m，部分重點礙航灘段航寬不低于100 m，通航保證率不低于98%。

武漢至安慶段位于長江中游，地理位置十分重要，不僅滿足了當地經濟社會發展的需求，還是長江中上游地區連接下游中東部地區和沿海地區的通道。目前，武漢至安慶段貨物通過量在3.5億～4.7億t，以建筑材料、煤炭、金屬礦石為主，集裝箱貨物所占比例不斷增加。該航道在外貿運輸尤其是集裝箱運輸中發揮著重要作用。

2 基于生態足跡法的內河航道 整治工程評價模型

生態足跡法將全球關于人口、收入、資源應用和資源有效性匯總為一種簡單、通用、可進行國家間比較的量化指標。該方法通過將維持人類正常生產生活所消耗的自然資源數量和自然環境可以提供的自然資源數量按比例折算成生態生產空間區域的面積大小，與單位給定人口生態承載力進行比較，來衡量區域可持續性發展的能力。[1] 加拿大生態經濟學家REES于1992年提出該方法后，各國學者對該方法進行了研究與完善，目前已形成了較為系統的理論方法與計算步驟。

生態承載力是指生態系統自我維持、自我調節的能力，資源與環境子系統的供容能力及其可維育的社會經濟活動強度和具有一定生活水平的人口數量。[2]生態承載力既反映了生態系統整體承載能力，也是綠色可持續發展理論的基礎。生態承載力不僅包含區域內土地所能供養的最大人口數，還包含了生態系統所能提供的最大生態功能，是進行生態足跡法研究過程中不可或缺的部分。

生態生產性土地是衡量生態足跡法的一種標準。生態生產性是指生物在維持自身正常生存的過程中從外界吸收物質和能量并轉換為新物質的能力。生態生產性土地包括具有生態生產性的土地和水體。某地區土地的生態生產性越強，則說明該地區的自然環境對生物生存的支持能力越強。將生態足跡轉換為生態生產性土地進行計算的優點是將人類生產生活所消耗的自然資源和自然環境可提供的自然資源具體化。理論上一般把生態生產性土地分為可耕地、牧草地、林地、化石能源地、建設用地、水域等6類。

這6類土地和自然資源項目可以構建生態足跡模型指標體系（見圖1）。

由于6類土地的生態生產性能力不同，所以土地面積不能直接相加。采用世界平均生產力，通過生態生產性土地的均衡因子、產量因子和化石能源足跡轉換因子將所有的生態生產性土地統一折算成“以世界平均生產力為基礎的生物生產土地面積”，作為基礎的度量單位運用于轉換計算。

生態生產性土地的均衡因子是指全球該生態生產性土地的平均生產力與所有的生態生產性土地的平均生產力相除所得的數值。各類生態生產性土地的均衡因子見表1。

3 基于生態足跡法的整治工程評價

以長江干線武漢至安慶段的整治工程為例，為了突出整治工程對交通運輸的促進作用，選取整治工程的占地面積作為需求生態足跡，以該航段提高的貨物運量作為生態承載力進行計算。

3.1 土地利用情況

整治工程占用施工地附近的居民住房作為施工用房，所以占用土地種類主要是護岸占地，共占用土地面積76.2 hm2，造成植被損失生物總量達621 t。土地利用情況見表2。

長江干線武漢至安慶段運輸的大宗貨物主要是以礦建材料、煤炭、金屬礦石為主。2015年，該航段貨物通過總量為45 884萬t，其中占比最大的貨物是礦建材料，在“其他”貨物中僅有311萬TEU的集裝箱貨物。結合未來長江干線貨物通過量需求、三峽樞紐過壩需求和長江中游主要港口的貨物吞吐量發展需求，利用回歸分析法預測2020年長江干線武漢至安慶段貨物通過量，并計算貨物通過量的增長情況（見表3）。

隨著長江經濟帶建設進程的推進，沿江區域經濟加快轉型升級，煤炭等干散貨通過量增長的速度逐步下降，而集裝箱通過量增長的速度逐步上升。整治工程大幅提高了長江干線武漢至安慶段的通過能力，尤其是集裝箱通過量的增加。

將表3數據代入式（4）、式（5），可計算出該區域的生態承載力，見表4。由表4可知，長江干線武漢至安慶段區域總的生態承載力為12 366.2萬hm2?；茉吹貙哪茉凑鬯阆禂岛褪澜缙骄阚E都比林地的大，原因是化石能源地產生的污染較大。在貨物種類中，其他貨物的生態承載力最大，這也從側面反映了其他貨物增長的趨勢，其中集裝箱貨物占較大比例。

3.4 生態盈余或生態赤字計算

長江干線武漢至安慶段的生態足跡是638.21 hm2，生態承載力為12 366.2萬hm2?？梢娚鷳B足跡遠小于生態承載力，生態盈余約為12 366.1萬hm2。

通過以上計算可以認為，整治工程的影響在自然環境的承受范圍之內，對長江流域的發展有著積極的促進作用，體現在有數量較大的生態盈余。整治工程也產生了較好的經濟效益，貨運量連年增長，船舶大型化趨勢明顯，航運成本將進一步降低，促進區域經濟的發展。整治工程完成后，當年可產生包括節約船舶運輸費用等在內的直接經濟效益約6.57億元，整治工程拉動區域GDP增長約474億元，產生社會綜合經濟效益約億元。在環境效益方面，整治工程實施過程始終堅持生態優先原則，推進綠色可持續發展，促進節能減排。經測算，整治工程完成后，預計到2021年可節約能源換算標準煤約30.4萬t，相當于減少污染氣體排放量約為96.8萬t。因此，整治工程在經濟效益和環境效益方面是可行的。

4 結 語

本文在分析長江干線武漢至安慶段6 m航深整治工程經濟效益的基礎上進一步分析環境效益，將該區域內的各種生態資源轉化為統一的生態生產性土地，通過計算得出該區域的生態足跡和生態承載力。結論如下：

（1）該地區的生態足跡小于生態承載力，說明整治工程對生態環境造成的影響在環境的承受范圍之內。生態盈余達到12 366.1萬hm2，說明整治工程不僅帶來一定的經濟效益，還產生一定的環境效益，起到促進節能減排的作用，滿足流域地區建設資源節約型和環境友好型社會的需要。

（2）利用生態足跡法評價整治工程效果具有一定的優勢。首先，生態足跡法具有可操作性強的特點;其次，與目前常用的其他評價方法相比，生態足跡法步驟相對簡單，數據相對較易獲得，所以生態足跡法的應用越來越廣泛。

（3）整治工程的實施會推動船舶大型化進程，促進長江干線武漢至安慶段貨物運輸結構的優化，進一步降低運輸成本，發揮長江黃金水道的水運優勢，促進長江內河水運與沿江鐵路、公路運輸結合，形成沿江綜合交通運輸體系。

在使用生態足跡法對整治工程進行評價時也發現了一些問題。由于航道環境復雜，水深的變化會使影響生態環境的眾多因素發生改變，而生態足跡法作為一種靜態的分析方法，無法全盤考慮這些變化因素，只能進行單一的靜態評價，這一缺點需要在今后的研究中改進。

參考文獻：

[1] 王書華，毛漢英，王忠靜.生態足跡研究的國內外近期進展[J].自然資源學報，2002（6）：776-782

[2] 高吉喜.可持續發展理論探索――生態承載力理論、方法與應用[M].北京：中國環境科學出版社，2001.