1995—2010年徐州市生态足迹测算与动态分析

卢中辉, 陈红霞

(1.淮阴师范学院 城市与环境学院, 江苏 淮安 223300; 2.淮安市环境安全应急中心, 江苏 淮安 223001)

1995—2010年徐州市生态足迹测算与动态分析

卢中辉1, 陈红霞2

(1.淮阴师范学院 城市与环境学院, 江苏 淮安 223300; 2.淮安市环境安全应急中心, 江苏 淮安 223001)

应用生态足迹模型对徐州市1995～2010年生态足迹进行核算,通过分析各类土地生态足迹和生态承载力的动态变化趋势,研究该市土地资源利用的可持续性发展状况．结果表明:1995～2002年,徐州市生态足迹缓慢增长,2002～2010年生态足迹快速增长;生态赤字与生态承载力倍数由1995年的1.739增加大2010年的4.971;从生态足迹的结构分析,对徐州市生态足迹贡献最大的是化石燃料地;十五年来,徐州市万元GDP的生态足迹不断缩小,说明经济正由粗放型向集约型转型,但资源利用效率仍不高．最后对徐州市可持续发展提出相关建议．

生态足迹; 生态承载力; 生态赤字; 可持续发展

0 引言

生态足迹EF(ecological footprint)是由加拿大生态经济学家William和其博士生Wackernagel于20世纪90年代初提出的一种基于生物物理量的度量、评价可持续发展程度的概念和方法[1]．目前生态足迹分析法以其优越性被广泛应用于世界、国家、地区及城市等的可持续发展评价研究．

近年来,国内学者对城市生态足迹的研究成果丰硕,范围涵盖各级中心城市,乃至重要县城．徐州市作为长三角及苏北重要中心城市,经济发展迅速．李文利计算了徐州2002年生态足迹[2],李明明等分别计算分析了徐州市域及主城区的个人生态足迹[3]．

徐州市GDP产值从1995年的410.74亿元提高到2010年的2942.14亿元,经济规模、经济结构发生重大变化,生态环境负重必然也发生重大变化．本文对徐州市1995～2010年生态可持续发展进行动态分析,以期为徐州市可持续发展提供可行参考．

1 生态足迹模型

1.1 生态足迹指标体系

生态足迹是用来度量在特定的人口和经济规模条件下,维持资源消费和废弃物吸收所必需的生物生产土地面积．

1.1.1 生物生产面积类型

本文应用生态足迹的理论,根据《徐州统计年鉴1995～2010年》,将各类生物资源和能源资源的生产量折算为耕地、草地、林地、建筑用地、化石燃料用地和水域等六种生物生产面积类型．其中生物资源可分为农产品、动物产品、水果和木材等几类．能源消费主要涉及如下几种:煤、焦炭、汽油、柴油、热力和电力．

1.1.2 均衡因子和产量因子

均衡因子可将不同类型的生物生产性土地面积转化为生态生产力相同的均衡面积．本文均衡因子则选取于文献[1]中对世界各国生态足迹估算的结果,大小分别为:耕地和建筑用地均为2.8,化石燃料用地和林地为1.1,牧草地是0.5,水域是0.2．

产量因子是为了平衡同类生态生产性土地的生产力在不同国家和地区之间存在的差异,它等于所核算地区单位面积生态生产力与全球平均生态生产力之比．耕地及建筑用地选取文献研究中得到的江苏省土地类型的产量因子2.14[4],其他采用中国产量因子:牧草地0.19,水域1,林地0.91．此外,平均产量数据来自世界粮农组织(FAO)发布的生物资源世界平均产量数据．

1.2 生态足迹计算模型

生态足迹的计算是基于以下两个基本事实:人类可以确定自身消费的绝大多数资源及其所产生的废弃物的数量;这些资源和废弃物流能转换成相应的生物生产面积．其计算步骤如下．

1) 划分消费项目,计算各主要消费项目的人均消费量;

2) 根据区域生态生产能力,将各人均消费量折算为6大类生态生产性土地面积;

3) 通过均衡因子把各类生态生产性土地面积转换为等价生产力的土地面积，将其汇总加和,计算出当年的人均生态足迹;

4) 将现有不同的土地类型乘以相应的均衡因子和当地的产量因子,计算人均生态承载力,并与人均生态足迹对比[5]．

具体计算公式如下:

Ef=∑rjAi=∑rjCi/Yi=∑rj(Pi+Ii-Ei)/(Yi×N)

(1)

Ec=∑cj=∑ajrjyj

(2)

式中:i为消费项目的类型,Ai为第i种消费项目折算的人均生态足迹分量(hm2/人),Ci为第i种消费项目的人均消费量,Yi为生物生产土地生产第i种消费项目的全球年均产量(kg/hm2),Pi、Ii、Ei分别为第i种消费项目的年生产量、年进口量和年出口量,N为人口数,cj为人均生态承载力分量,aj为现有人均生物生产面积,rj为均衡因子,yj为产量因子,Ef为人均生态足迹(hm2/人),Ec为人均生态承载力(hm2/人)．其中,人均生态足迹与人均生态足迹的差值称为人均生态赤字．

2 1995～2010年徐州市生态足迹动态分析

2.1 2010年生态足迹的计算与分析

运用上述理论和计算方法,采用2010年徐州市统计年鉴、2010年土地面积变更、2002世界粮贸组织(FAO)和世界自然基金会(WWF)的相关数据,计算徐州市2010年生态足迹与生态承载力．

表1 徐州市2010年生态足迹的生物资源账户 (hm2/人)

本文未进行贸易调整估算．一方面因为直接得到的是生物资源消费量数据,因而不需要用进出口贸易量进行调整;另一方面因缺乏徐州市进出口及国内贸易量的详细数据,在计算能源消费量时暂不考虑贸易商品中所含的能源贸易量．

2.1.1 生态足迹计算

根据生态足迹计算模型,将徐州市2010年的生物资源和能源消费转化为相应的生态生产性土地面积,结果见表1和表2．

表2 徐州市2010年生态足迹的能源账户 hm2/人

注:*单位为GJ;**单位为GJ·kW·h;***单位为104KW·h．

2.1.2 结果汇总与分析

将2010年徐州市生物资源帐户和能源资源帐户进行汇总,与城市生态承载力进行对比,即可得到城市生态足迹汇总(表3)．

表3 2010年徐州市人均生态足迹计算汇总 hm2/人

由表3可知,徐州市2010年的人均生态足迹需求为2.7311hm2/人,而人均承载力面积为0.4637hm2/人,生态赤字2.274hm2/人,生态需求与供给比4.97∶1倍．很明显,徐州市社会经济发展对自然生态系统的影响程度超过了其生态承载力的阈值,生态环境处于不可持续发展状态．生态足迹中能源足迹最大,比重为69.91%,表明徐州市是典型的依靠大量资源和能源消耗为发展前提的资源型城市;耕地生态足迹占总生态足迹的比重为22%左右,说明在徐州市居民消费结构中耕地消费较大,农业仍是国民经济重要组成部分．

2.2 1995～2010年徐州市生态足迹的动态分析

2.2.1 1995～2010徐州市生态足迹供需变化

将生物资源和能源折算后的生态生产性土地按照其土地类型进行进行汇总然后乘以均衡因子得到历年人均生态足迹(表4)．在计算过程中,根据WCED的报告《我们共同的未来》所建议的,留出12%的生物生产性土地面积来保护生物多样性．由表4看出,从1995到2010年,徐州市人均生态足迹由1995年的1.4103hm2/人增大到2010年的2.7311hm2/人,生态承载力却由1995年的0.5149hm2/人下降到2010年的0.4574hm2/人,生态赤字与生态承载力的比值由1995年的1.739增加大2010年的4.971．这也说明随着徐州市经济的发展,徐州市消耗的生物资源和能源在逐年增加,以及由于煤炭开采导致耕地的减少与国土部门不断开展土地复垦补充部分耕地,徐州市本身提供的生态供给基本不变,可以初步判断,徐州市经济发展对环境造成的压力不断增大．

表4 徐州市1995～2010年生态足迹供需情况 hm2/人

资料来源: 1995～2010年徐州市统计年鉴[6].

2.2.2 1995～2010年徐州市不同土地类型的生态足迹与承载力分析

从图1和图2来看,徐州市1995～2010年对生态足迹贡献最大的主要集中在化石燃料用地和耕地,其他用地所占比重较小;对生态足迹供给贡献最大的主要集中于耕地与建筑用地,由于煤炭开采形成坍塌地以及城市化的加快,耕地面积总体处于减少趋势．徐州市化石燃料生态足迹比重较大且不断增大,充分证明徐州市仍是以重工业主导的城市,商贸旅游业、服务业仍然较薄弱．

图1 不同土地类型的生态承载力对比

图2 不同土地类型的生态足迹对比

图3 1995～2010徐州市产业结构变化

图4 人均生态足迹和万元GDP生态足迹

2.2.3 1995～2010年徐州市万元GDP生态足迹变化分析

从图3和图4可看出,1995～2002年徐州市人均生态足迹整体略呈上升趋势,但是幅度不大,这与徐州市生态足迹比重最大的化石能源消耗的第二产业变化趋势一致,与前面结论一致．2003～2010年徐州市人均生态足迹上升明显,与这段时间工业化迅速发展离不开,近年来徐州市产业结构正在慢慢转型,不过仍然处于以第二产业为主的工业发展阶段．

万元GDP生态足迹是总生态足迹与GDP的比值,其值越小,表明区域的技术水平和生态生产性土地面积产出效率越高[7]．徐州市生态足迹强度分布从1995年的2.9089hm2/万元下降到2010年的0.8013hm2/万元,表明徐州市资源利用效率逐渐提高,由粗放型逐渐转为集约型,资源利用效率略高于我国平均水平,但与欧美发达工业国家尚有不小差距．

3 结论与建议

1995年以来的徐州市生态足迹分析结果如下:

1) 徐州市生态足迹1995～2002年缓慢增长,2003～2010增长迅速,十五年间生态承载力小幅波动,生态赤字日益增大,生态赤字与生态承载力倍数由1995年的1.739增加大2010年的4.971．

2) 从生态足迹供需的土地结构分析,对徐州市生态足迹贡献最大的是化石燃料用地,尤其对原煤的消耗,产业升级压力较大;对生态足迹供给最大的是耕地,但由于煤炭开采形成坍塌地以及城市化的加快,耕地面积呈下降趋势．

3) 从万元GDP生态足迹看,十五年来,徐州市万元GDP的生态足迹不断缩小,说明全市发展方式正逐步由粗放型向集约型转变,但能源利用效率仍不高,需要及时进行产业调整．

由上述分析结果可知,徐州市经济发展对环境形成较大压力,为增强城市发展的可持续,我们建议:

1) 加快产业升级．徐州市基础产业、资源消耗型产业份额仍较大,服务业增加值低于全国、全省平均水平,高新技术产业规模仍偏小．

2) 提高资源利用效率．采用先进生产技术,发展循环经济,提倡清洁生产,减少对能源的消耗,降低其生态足迹,同时开发利用其他新型能源,减少对原煤的过度依赖．

3) 合理开发和规划土地资源以提高城市土地生态承载力,合理保护和复垦耕地．

4) 改变传统生活消费方式．倡导绿色消费,提倡节能,完善公交体系,加强环保宣传,建立资源节约型消费体系．

[1] Wackemagel M, Ress W E. Our Ecological Footprint: reducing human impact on the earth[M]. Gabriola Island: New Society Publishers, 1996.

[2] 李文利. 徐州市生态足迹计算与分析[J]. 国土与自然资源研究, 2005(4): 30-32.

[3] 李明明, 廖强, 牟守国,等. 资源型城市可持续发展动态评价研究——江苏省徐州市为例[J].国土资源科技管理, 2008, 25(3): 21-25.

[4] 刘某承, 李文华,谢高地,等. 基于净初级生产力的中国生态足迹产量因子测算[J]. 生态学杂志,2010, 29(3):592-597.

[5] 杜斌, 张坤民, 温宗国,等. 城市生态足迹计算方法的设计与案例[J]. 清华大学学报:自然科学版, 2004, 44(9): 1171-1175.

[6] 徐州市统计局.徐州统计年鉴:1997～2010年[M].北京:中国统计出版社,1995～2010.

[7] 陈德超, 李纲, 司忠新. 1999～2008年苏州市生态足迹动态变化与分析[J]. 国土与自然资源研究. 2012(4):43-46.

[责任编辑：蒋海龙]

TheMeasurementandAnalysisofEcologicalFootprintsofXuzhou1995～2010

LU Zhong-hui1, CHEN Hong-xia2

(1.City and Environment College, Huaiyin Normal University, Huaian Jiangsu 223300, China)(2.Environmental Safety Emergency Center, Huai'an City, Huaian Jiangsu 223300, China)

Based on the ecological footprint model, the ecological footprints and ecological capacity of Xuzhou City from 1995 to 2010 were calculated, and the sustainable development status of the city was analyzed. It was shown that: (1) the size of ecological footprint increased slowly from 1995 to 2002, but it increased rapidly from 2003 to 2010; (2) the quotient of ecological deficit and ecological capacities was increased from 1.739 in 1995 to 4.971 in 2010; (3) land use of fossil fuel is the first contributor to ecological footprint of Xuzhou;(4) the ecological footprint size decreased every ten thousand yuan GDP, which show that Xuzhou economic development pattern is transferring from extensive to intensive, but the efficiency of resources usage is still lower. Finally, some suggestions of the sustainable development are proposed in future.

ecological consumption footprint; ecological capacities; ecological deficit; sustainable development

F224

A

1671-6876(2012)04-0380-06

2012-08-08

教育部人文社会科学研究青年基金(12YJCZH127)

卢中辉(1984-), 男, 江西抚州人, 讲师, 硕士, 研究方向为城市发展与区域规划．