基于EMA的福建省生态足迹分析

孙晶晶，黄民生

(福建师范大学 地理科学学院，福州 350007)

基于EMA的福建省生态足迹分析

孙晶晶，黄民生

(福建师范大学 地理科学学院，福州 350007)

生态足迹是衡量一个国家或地区可持续发展程度的一种方法，定量反映人类活动对生态环境的影响和破坏程度。以福建省2009年统计数据为基础，运用能值分析理论(EMA)，改进了原有生态足迹模型的计算方法，对福建省2009年的生态足迹进行了研究。研究结果表明:福建省本地潜在人均生态承载力为0.890 03 ghm2/人，本地产品产出承载力为2.536 69ghm2/人，生态足迹为1.570 34ghm2/人。由此可见，福建省生态赤字为0.680 31 ghm2/人，生态能值负载率达到了176%，表明福建省生态经济系统处于不可持续发展的状况。

生态足迹;能值;生态承载力;福建省

0 引言

全球经济的快速发展和人口的迅猛增长，使得人类活动对地球生态系统的影响越来越大，正确评价人类活动对区域自然环境的压力以及区域生态系统的承载力等系统状态，是实现社会经济可持续发展面临的重要基本问题。在20世纪80年代，以H.T.Odum为首提出了能值分析理论(Emergy analysis，简称EMA)［1］，这一新的理论和分析方法为生态系统和生态经济系统的定量分析研究开拓了新途径和新进展。20世纪90年代，Rees和Wackernagel又提出了生态足迹模型［2～3］，并很快成为环境可持续发展度量的一个重要方法。然而，将能值理论和生态足迹方法结合起来研究一个区域生态系统总体情况，评价其可持续发展状况，则是一种新的尝试与探索，有望结合二者的优点，为一个地区可持续发展状况作出更合理准确的评价。

1 研究区域

福建省位于我国东南沿海，地处北纬23°30'～28°22'，东经115°50'～120°40'之间。陆地总面积12.37万km2，海域面积13.6万km2。2009年末人口为4 200万人。地势西北高东南低，全省水资源总量丰富。属南亚热带气候，热量丰富，雨量充沛，光照充足。全省年太阳辐射总量为4 200～4 800兆J/m2，年平均日照时数为1 700～2 300h。全省年平均气温为17～21℃，年平均降水量在1 000～2 000mm之间，岛屿及沿海突出部年有效风能达2 500～6 500kwh/m2，全省风能理论蕴藏量达1 000万kW以上。全省森林覆盖率达57.3%。

2 研究方法

2.1 生态足迹模型

生态足迹是生产一定人口消耗的资源及吸纳产生的废弃物所需的具有生物生产力的地域空间面积(William，1997)。生态足迹模型的计算包括生态足迹计算和生态承载力计算。由于各种生物生产性土地类型的生态生产力不同，为此Wackernagel引入均衡因子，使不同类型的生物生产性土地转化为等价的生态生产力，从而合计出总的生态足迹。计算公式为［4～6］:

式中:i表示消费项目类型;ai表示第i种消费项目折算的生物生产性土地面积;ci表示第i种消费项目的人均消费量;pi表示第i种消费项目的全球平均生产力;Ef表示人均生态足迹;r表示均衡因子;Ec表示人均生态承载力;Ai表示人均生物生产性土地面积;λ表示产量因子。

2.2 能值分析方法

能值分析(Emergy analysis)是以H.T.Odum为首创立的生态－经济系统研究理论和方法，是在传统能量分析的基础上创立的一种新的研究方法。它把各种形式的能量转化为传统的单位——太阳能焦耳(sej)［1］，从而定量分析系统的功能特征和生态、经济效益。

2.3 基于EMA的生态足迹法

基于EMA的生态足迹法，是把能值理论与生态足迹有机结合起来，研究一个区域的可持续发展状况，Zhao Sheng等应用能值分析理论对生态足迹的计算进行了改进，并在文中将其改进的方法称为能值足迹法［7］。近年来已有少数学者开始尝试两种方法的结合研究，并运用于实际理论分析。本人在前人研究的基础上［8～11］，进一步归纳总结了基于EMA的生态足迹法的研究步骤和方法，并做出了一些有益的修改。

3 结果与分析

3.1 基于EMA的生态足迹计算

为了有效结合能值理论和生态足迹，首先需要建立能值与生态足迹的互换基础。根据全球平均生态足迹，运用能值理论可求得不同产品和消费品全球平均能值生态足迹(Globle Average Emergy Footprint，简写GAEF)，然后依据《福建省统计年鉴(2010)》，从三个消费账户计算福建省2009年的生态足迹:生物资源消费账户、能源资源消费账户和初级工业产品消费账户，具体结果见表1。

表1 2009年福建省生态足迹帐户计算

续表1

3.2 基于EMA的生态承载力计算

3.2.1 本地潜在生态承载力

根据生态足迹原理，本地生态承载力主要源于本地的土地资源，而没有统计本地生态系统中的其他资源，因此，笔者以能值为基础，更深层次地统计了本地的潜在生态承载力。认为在可持续发展的前提下，本区域潜在的生态力来源于本地可更新资源。具体结果如下(见表2):

表2 福建省2009年潜在生态承载力

3.2.2 本地产品产出生态承载力

本地实际生产产品对应的生态承载力，定义为本地产品产出生态承载力。依据《福建省统计年鉴(2010)》计算了三类主要生产项目:生物资源产出、能源资源产出和初级工业产品产出。结果见表3。

表3 福建省2009年本地产品产出生态承载力

3.3 生态盈余与赤字

采用传统的生态足迹理论计算了福建省2009年的生态承载力，并结合表1、2、3的计算结果，制定了表4。从表4可以看出，福建省2009年生态足迹为1.570 34ghm2/人，与基于传统生态足迹法计算的生态足迹1.948ghm2/人［12］相差不大。基于传统生态足迹理论的生态承载力为0.555 44ghm2/人，基于EMA的本地产出能值生态承载力为2.536 69ghm2/人，基于EMA的本地潜在能值生态承载力为0.890 03ghm2/人。

基于传统生态足迹理论生态盈余结果－1.014 90 ghm2/人，基于EMA的本地潜在能值生态盈余结果－0.680 31ghm2/人，二者均说明福建已出现了明显的生态赤字，社会生产生活已对生态系统带来了较大的压力，是整个生态系统处于不可持续发展的状况。基于EMA的本地产出能值生态盈余结果0.966 35ghm2/人，这说明福建省生态经济系统虽然满足了现有的生态足迹，但是在超负荷的运转，其生态能值负载率达到了176%(人生态足迹与本地潜在能值生态承载力之比)，长期超负荷的运转对生态系统的可持续发展将极为不利。

表4 福建省2009年生态足迹和生态承载力计算总结

续表4

4 结论

以能值理论为核算基础运用生态足迹方法，计算得到福建省2009年本地潜在的生态承载力，并与传统生态足迹计算的结果进行比较，这主要是因为以能值为基础计算潜在生态承载力时，不仅考虑了本地原有的自然资源，还考虑了人作为生产者在生态系统中的作用;但小于生态足迹为1.570 34ghm2/人，说明出现了生态赤字。本地产出能值生态承载力2.536 69ghm2/人，大于福建省基于EMA的生态足迹，表明福建省产出能值满足了当前经济发展的需要，为经济发展提供了充足的物质和能源;但同时也大大超出了本地潜在的生态承载0.890 03ghm2/人，表明福建省当前经济的发展是以环境的超负荷运转，以生态系统的破坏与减弱为代价的。

以上分析表明福建省处于不可持续发展的状态。为了有效改变不可持续发展的状况，首先需要认清导致生态赤字的原因，结合表1和表4，可以看出，福建省生态足迹中化石燃料地、草地、林地所在比重最大，分别占到了63.36%、12.97%、11.91%。而化石燃料地主要源于原煤的使用。因此，可采取以下措施:(1)提高能源利用效率，关闭和淘汰技术落后、高耗能、高污染的企业，积极鼓励企业实行高效、清洁生产，减少对生态系统的危害。(2)控制人口增长速度，减少新增人口的资源消耗。(3)提倡节约型社会消费体系，改变人们的生活消费方式。

［1］ 蓝盛芳，钦佩，陆宏芳.生态经济系统能值分析［M］.北京:化学工业出版社，2002.

［2］William Rees.Ecological footprints and appropriated carrying capacity:What urban economics leave out［J］.Environ.Urban，1992，4(2):120－130.

［3］William Rees，Mathis Wackernagel.Urban ecological footprint:Why cities cannot be sustainable and W hy they are akey to sustainability［J］.Environ Impact Assess Rev，1996，16:223－248.

［4］ 徐中民，张志强，程国栋.甘肃省1998年生态足迹计算与分析［J］.地理学报，2000，55(5):607－616.

［5］Wackernagel.M，Silverstein J.Big things first:focusing on the scale imperative with the ecological footprint［J］.Ecological Economics，2000，32(3):391－394.

［6］Vuuren D.P，Smeets EMW.EcOlogical footprints of Bhutan，Costa Rica and the Netherlands［J］.Ecological Economics，2000，34(1):115－130.

［7］Zhao S，Li Z，Li W.Amodified method of ecological fotprint calculation and its application［J］.Ecological Modelling，2005，18(5):65－75.

［8］ 赵志强，李双成，高阳.基于能值改进的开放系统生态足迹模型及其应用－以深圳市为例［J］.生态学报，2008，28(5):2220－2231.

［9］ 张伟，康文星.基于能值理论的衡东县生态足迹研究［J］.中南林业科技大学学报，2008，28(2):57－62.

［10］ 刘淼，胡远满，常禹，等.基于能值理论的生态足迹方法改进［J］.自然资源学报，2008，23(3):447－457.

［11］ 王建源，陈艳春，等.基于能值分析的山东省生态足迹［J］.生态学杂志，2007，26(9):1505－151.

［12］ 骆文辉，赵清，等.福建省可持续发展的生态足迹分析［J］.国土与自然资源研究，2008(2):17－18.

EMA-based Ecological Footprint Analysis in Fujian Province

SUN Jing-jing，HUANG Min-sheng
(School of Geographical Sciences，Fujian Normal University，Fuzhou 350007，China)

Ecological footprint is a method to test sustainable development level of a country or region，reflecting quantitatively interference and disruption of human activities on ecological environment.Based on the statistical data of Fujian Province in 2009，this article improves the calculating method of previous ecological footprint model by using energy analysis approach(EMA)and studies the ecological footprint of Fujian in 2009.The results show that:the potential ecological capacity of Fujian is 0.89003ghm2per capita，the output capacity of local products of Fujian is 2.53669ghm2per capita and the ecological footprint of Fujian is 1.57034ghm2per capita.Thus the ecological deficit of Fujian is 0.68031ghm2per capita.Ecological energy loading ratio reaches 176%，which indicates that the eco-economic system of Fujian are in an unsustainable development state.

ecological footprint;energy analysis;ecological capacity;Fujian Province

F062.2

A

1009－3907(2011)08－0064－06

2011-07-02

福建省自然科学基金资助项目(D0610004)

孙晶晶(1988-)，女，吉林辽源人，硕士研究生，主要从事经济地理与区域发展方面研究。黄民生(1955-)，男，福建福州人，教授，主要从事区域开发与区域可持续发展方向研究。

责任编辑:钟 声