基于生态足迹方法的西安市可持续发展研究

高全成，徐经贵，邹博

(西安财经学院经济学院，陕西西安710061)

基于生态足迹方法的西安市可持续发展研究

高全成，徐经贵，邹博

(西安财经学院经济学院，陕西西安710061)

为给西安市的可持续发展提供可行的理论依据，基于生态足迹模型，利用《西安市统计年鉴》等统计资料中的数据对西安市2003～2010年的生态足迹需求量与供给量进行了计算与分析。分析认为:近年来，由于城市化进程加快、经济快速增长、消费水平提高，西安市生态足迹需求量的上升且生态赤字逐年增大、经济不可持续发展，因此重视生态环境与经济发展的协调，将有利于西安市经济更好、更快的发展。

西安市;生态足迹需求量;生态足迹供给量;生态赤字

生态足迹的概念由William Rees于1992年提出，并由他的学生Mathis Wackernagel完善其内容和方法。生态足迹模型可以应用于不同空间尺度的很多领域，例如中国木材进口［1］、以色列谷物供给［2］、产品生命周期评估等［3］。1999年，中国引入了生态足迹分析理论，且很快作为一种新的理论研究方法，常常被用来分析研究中国的一些省市及地区的可持续发展态势。生态足迹模型是一种工具，也是一种计算框架，即一种计算人类的生态消费、生态可持续性的测量工具和对国家或地区的自然资产进行核算的一种廉价且快速的计算框架。生态足迹模型的观点是把人类对资源和环境的利用换算成对土地和水域面积的占用，反映的是资源消耗和废物吸收所需要的生产性土地面积［4］。生态足迹模型试着从一个全新的角度去考虑人类的发展以及人类与生态环境的关系，由于其具有科学、完善的理论基础和精简统一的指标体系［5］，因此，生态足迹概念一经提出，就得到国内外学者的广泛关注。

西安市地处关中平原中部，属于温带半湿润季风气候，雨量适中，四季分明。年最高气温40℃左右，最低温度－8℃左右，年平均气温13．6℃，无霜期平均219～233 d;辖区总面积9 983 km2，其中市区面积3 782 km2，建城区面积约600 km2。

西安市是亚欧大陆桥的心脏、西北地区的门户，是国务院批准的第三个国际化大都市，人口密度大、经济体量大且发展快，随着西安咸阳一体化建设进程的加快，建城区面积将达到1 000 km2，常住人口加上流动人口将达到2 000万人左右，生态环境的压力会不断加大。

利用生态足迹模型对西安市生态足迹的需求与供给进行计算和分析，可以了解西安市生态经济系统的现状以及预测未来的发展态势，可以判定其发展是否具有可持续性，也可以为西安市的经济发展和生态环境建设提供科学的依据。

一、分析模型与计算方法

生态足迹模型的计算分析基于2个基本假设:

(1)人类自身消费的绝大多数资源和能源以及所产生的废弃物的数量都是可以确定的。

(2)消费了的资源以及所产生的废弃物是能够折算成生产和吸纳它们的生物生产土地的面积的。

一般来说，地区总的生态足迹需求量可用式(1)表示

式中:EF为总的生态足迹需求量;N为总人口数;ef为人均生态足迹;ai为i种物质人均占用的生物生产土地面积;ci为i种物质的人均消费量;pi为i种物质的世界平均生产力即全球平均产量;i=1，2，…，n，n为物质的数量。

本文中，生物生产土地面积分为6大类:耕地、草地、林地、水域、建筑用地以及化石能源用地。由于这6大类生物生产土地面积的生产能力差异非常大，因此计算出的各类生物生产土地面积不能直接相加，必须在每类生物生产土地面积前乘以一个相应的均衡因子，将其转化为统一且可比较的生物生产土地面积。目前采用林地和化石能源用地、耕地和建筑用地、草地、水域的均衡因子分别为1．10、2．80、0．50、0．20。因此，在计算人均生态足迹需求量时，需将各类生物生产土地面积乘以相应的均衡因子，可表示为

式中:rj为均衡因子;Aj为耕地、林地、草地、化石能源用地、水域、建筑用地的生物生产土地面积。

生态足迹供给量是指一个区域实际提供给人类的所有生物生产土地面积(包括水域)的总和。该定义实现了用同一指标——生物生产土地面积来表示，使生态足迹具有可比性。

人均生态足迹供给量的计算公式为

式中:ec为人均生态足迹供给量;aj为实际人均占有的j类生物生产土地面积;yj为产量因子(一个国家或地区某类生物生产土地的平均生产力与同类土地的世界平均生产力比率)。本文采用林地、化石能源用地、耕地和建筑用地、草地、水域的产量因子分别为0．88、0、1．49、1．1、0．2。

生态赤字的计算公式为

式中:W为生态赤字;EC为总的生态足迹供给量。

如果一个区域的生态足迹需求量超过了这个区域所能提供的生态足迹供给量，就会出现生态赤字(EF＞EC)，它代表区域生态处于不可持续状态;如果小于区域的生态足迹供给量，则表现为生态盈余(EF＜EC)，它代表被研究区域的生态处于可持续发展的状态;若EF=EC，则生态平衡［6］。

有的生态赤字的计算公式为

式中:V为人均生态盈余;S为人均生态容量;C为人均生态占用。式(5)用于衡量生态盈余状况，也具有同样的效果［7］。

二、实证检验

以西安市为例，选用《西安市统计年鉴》、《西安市土地规划年鉴》、世界粮农组织(FAO)数据库中的自然资源数据、生产与消费数据、土地利用数据等，对西安市的生态足迹需求量和供给量进行计算，并选用生态足迹理论模型对西安市可持续发展状况进行定量评价，结合当地的实际情况提出了消除生态赤字的途径和方法，希望能够为西安经济环境的可持续发展提供可行的理论依据。其中能源账户的计算是将能源消费所消耗的热量折算成一定的化石能源土地面积，采用世界上单位化石能源生产土地面积的平均发热量为标准。西安市2003～2010年人均生态需求量，见表1。

由表1可看出，西安市人均生态足迹从2003～2010年呈现逐年递增趋势。西安市人均生态足迹需求量在2003～2006年的增长趋势非常明显，而在2006年以后增长趋势有所放缓，出现这种情况是因为2003～2006年西安市的化石能源土地和建筑用地的人均生态足迹需求量都逐年递增，且需求量增长幅度均比较大。由表1还可看出:除了化石能源用地和建筑用地的生态足迹需求量逐年递增的趋势较为明显外，其余4类土地的人均生态足迹需求量增长幅度并不大;化石能源用地和耕地用地在总的人均生态足迹需求量中的比例分别占第一和第二，因此可以说它们年变化趋势对于总的人均生态足迹变化趋势影响最大;水域在2006年以后呈下降趋势。

表2为西安市2003～2010年人均生态足迹供给量。由表2可以看出，各类型生物生产土地面积的生态供给量在2003～2010年呈微弱的递减趋势。各类型土地的生态供给量所占比例大小变动范围均比较小，所占比例从大到小依次为建筑用地、耕地、林地、草地、水域和化石能源用地。扣除12%的生物多样性土地面积后的各类型土地的最终生态供给量也呈现逐年递减趋势，所占比例最大的仍为建筑用地，2003年的最终供给量为0．589 974 hm2/人，到2010年降为0．534 968 hm2/人，下降了约9．3个百分点。所占比例最小的为水域，2003年的最终供给量为0．000 496 hm2/人，到2010年降为0．000 448 hm2/人，下降了约9．6个百分点。可见，不同类型的土地供给量差异较大，且其供给量每年的递减速度也不同，总的人均生态供给量也呈现逐年递减趋势，在2007～2010年减少幅度较小，其原因可能在于节能减排、生态建设加速等。

表1 西安市2003～2010年人均生态足迹需求量hm2/人

表2 西安市2003～2010年人均生态足迹供给量hm2/人

根据表1和表2所计算的人均生态足迹需求量和供给量，再选用式(4)就可计算西安市人均生态赤字，计算结果如表3所示(表3中应用的生态足迹供给量是扣除了12%的生物多样性土地面积的最终生态足迹供给量)。

由表3可以看出，西安市2003～2010年人均生态赤字都是大于0的，这表明西安市的生态处于不可持续增长的状态，并且西安市的人均生态赤字逐年增大，从2003年的0．558 528 hm2/人上升到了2010年的1．950 324 hm2/人，是2003年的近3．5倍，完全可以说明西安市的生态条件朝着恶化、不可持续的方向发展。大多数专家认为，生态赤字大部分可以靠进口来解决，但是西安市地处中国中西部，相对于沿海城市来说，进口是比较困难的，这也就决定了西安市只能依靠消耗自身的自然资源存量来弥补生态赤字。如何使西安市居民的生活水平在不降低甚至有所提高的前提下，减少生态赤字，提高生态承载力，这是西安市生态建设和经济发展相协调所必须面临的问题。

此外，如果选用西安市人均GDP、生态赤字为相应的解释变量和被解释变量进行建模，可以检验出一个促使生态赤字增长的综合因素。本文选用以下模型［8］，即

式中:Yi、xi分别为i时段的生态赤字和人均GDP;β0为常数;β1为系数，若β1＞0，表明xi对Yi有正向作用;若β1＜0，表明xi对Yi有反向作用;εi为随机误差。利用2003～2010年西安市的人均GDP和生态赤字，对西安市的生态足迹需求量和供给量进行了计算与分析，Eviews6．0软件分析结果见表4。

表3 西安市2003～2010年人均生态赤字hm2/人

表4 计量模型模拟的检验结果

另外，笔者通过Eviews6．0软件还可以得到其他5个重要参数的结果，即判定系数为0．949 672，调整后的判定系数为0．941 284，杜宾统计量为1．539 06，F统计量为113．218 2，F统计量的伴随概率为0．000 041。

由表4可以看出，人均GDP取自然对数的系数为1．173 327，因此有理由相信，在现阶段西安市的人均GDP增长对生态赤字有正向作用。2010年西安市的人均GDP为40 922．22元，折算成美元为6 295．72美元，距离环境库兹涅茨曲线中的拐点(1万美元)尚有差距，笔者的结论也符合环境库兹涅茨曲线拐点前生态赤字随人均GDP的增长而扩大的结论。

三、政策与建议

根据上文对西安市2003～2010年的生态环境现实发展状态的分析，笔者提出以下3点建议:

第一，适度控制人口的规模，减轻西安市生态环境压力。近年来，西安市人口激增，在2003～2010年期间总人口逐年递增，由716．58万人增加到792．11万人，较2003年增加约11个百分点。人口规模扩大直接导致生态足迹需求总量上升，故减轻生态环境压力，就必须适度控制人口规模，减少对各类资源、能源的消耗总量。

第二，促进循环经济的发展，全面建设“资源节约型、环境友好型”社会。根据循环经济的“3R”原则——减量化、再利用和资源化，实现由“高投入、低产出”的粗放型生产模式向“低投入、高产出”的集约型生产模式转换。通过生态产业园区建设，强化园区内产业循环，减少污染物排放;加强城市生活垃圾和污水的再利用，如城市沼气生产利用研发、城市污水循环再利用研发和工程建设;倡导绿色消费、地毯生活，使西安市居民形成节约意识，反对盲目消费、过度消费和奢侈消费，促使消费与生态环境相互协调。

第三，对土地资源进行合理开发和规划，提高西安市土地生态供给量。随着经济的发展，西安市大量耕地、林地和草地被用于工矿、交通、房屋等建设，致使地表植被破坏、生物生产土地面积下降，最终导致西安市逐年递增的生态需求量与逐年递减的生态供给量矛盾加剧。因此，西安市政府必须加强土地利用规划布局，充分考虑自然资源条件和环境承载能力，合理保护和利用土地、水、能源等重要资源，并通过技术革新，提高各类生物生产土地面积，最终达到提高生态供给量的目的。

四、结语

在中国经济快速增长的今天，环境问题也日益突出，如何有效地在经济增长的同时来保护环境质量成为了现今的一大难题。本文应用生态足迹模型对西安市近些年来的生态足迹需求量和供给量进行计算与分析，结果表明，由于西安市近年来经济快速增长、城市化进程加快、消费水平的提高，导致生态足迹需求量的上升;在生态足迹供给量基本没有变化的基础上，生态赤字逐年增加，西安市的经济处于不可持续状态。因此，重视生态环境与经济发展的协调，有利于西安市经济更好、更快地发展。

［1］Ying N，Chun Y J，Hong Q Y．The forest ecological footprint distribution of Chinese log imports［J］．Forest Policy and Economics，2010，12(3):231-235．

［2］Kissinger M，Gottlieb D．Place oriented ecological footprint analysis:the case of Israel's grain supply［J］．Ecological Economics，2010，69(8):1639-1645．

［3］Huijbregts M A，Hellweg S，Frischknecht R，et al．Ecological footprints accounting in the life cycle assessment of products［J］．Ecological Economics，2008，64(4):798-807．

［4］徐玉霞．基于生态足迹的宝鸡市土地生态承载力评价［J］．江西农业学报，2010，22(4):102-106，110．

［5］张秋花，薛惠锋，寇晓东，等．西安市2004年生态足迹分析［J］．西北农林科技大学学报:自然科学版，2007，35(10):110-114．

［6］张志强，徐中民，程国栋．生态足迹的概念及计算模型［J］．生态经济，2000(10):8-10．

［7］杨学义，丁德科，高全成，等．西北部产业结构生态化建设研究［M］．西安:西北工业大学出版社，2009．

［8］周巧，向书坚．中国2001～2007年间生态足迹的动态测算与分析［J］．中南财经政法大学研究生学报，2010(3):46-57．

Study of Xi'an sustainable development based on ecological footprint method

GAO Quan-cheng，XU Jing-gui，ZOU Bo

(School of Economics，Xi'an University of Finance and Economics，Xi'an 710061，Shaanxi，China)

In order to provide practical and theoretical basis for the sustainable development of Xi'an，this paper，on the basis of ecological footprint model，conducts computation and analysis for the ecological footprint demand and supply of Xi'an from 2003 to 2010 with the data from Xi'an statistical yearbook．The analysis shows that as the progress of urbanization has been sped up，the economy has been increased more quickly and the consumption levels has been raised，there is a rapid rise of the ecological footprint demand and the ecological deficit in Xi'an．Therefore，the more attention to the coordination between the ecological environment and economic development will be benefitial to the economy and society in the city．

Xi'an;ecological footprint demand;ecological footprint supply;ecological deficit

F062．9

A

1671-6248(2012)03-0060-05

2012-05-12

陕西省软科学研究计划项目(2008KR119)

高全成(1957-)，男，河南孟津人，教授。