基于生态足迹模型的泰安市可持续发展分析

郭英超，李景保，李玉丹，赵中花

（湖南师范大学 资源与环境科学学院，湖南 长沙410081）

1 引言

可持续发展最初于1972年提出，指既满足当代人的需求，又不损害后代人满足其需要的能力，是科学发展观的基本要求之一。许多国际组织及研究人员多年来致力于可持续发展指标体系的研究，目前国际上现有的定量评估区域可持续发展状况方法中以加拿大生态经济学家William及其学生提出并完善的生态足迹模型为代表，该模型是一种简单但是比较综合的研究方法，形象地反映了人类对于地球的影响，且该模型的可操作性和可重复性强，并且可以进行横向和纵向的对比，可以比较好地反映人类的消费量与自然资源的承载力之间的关系。

2 研究方法

生态足迹就是能够持续地提供资源或消纳废物的、具有生物生产能力的地域空间，其含义就是要维持一个人、地区、国家或者全球的生存需要，或者只纳人类所排放的废物的、具有生物生产力的地域面积。生态足迹估计要承载一定生活质量的人口，需要多大的可供人类使用的可再生资源或者能够消纳废物的生态系统，又称之为“适当的承载力”。

生态足迹的计算是基于两个简单的事实：①我们可以保留大部分消费的资源以及大部分产生的废弃物；②这些资源或者废弃物能够相应地转换成其对应的生物生产性土地。我们应用的生态足迹分析法主要是从人类对自然资源的消费量，即需求方面计算生态足迹的大小，从供给方面计算生态承载力的大小，然后通过二者的比较计算来研究区域的可持续发展状况。在生态足迹计算中各种资源和能源消费项目被折算为耕地、草场、林地、建筑用地、化石能源土地和海洋（水域）等6种生物生产面积类型。

2.1 生态足迹

生态足迹的一般计算公式为：

EF＝N×ef＝N∑（a×ai）＝N×∑（a×ci／pi）

式中：其中EF－总的生态足迹，N－人口数，ef－人均生态足迹（hm2／人），a－均衡因子，i－消费商品和投入的类型，ai－生产第i种消费品需要占用的人均生态生产性面积，ci－第i种消费品的人均年消费量（kg／人），pi－对应的生产性土地生产第i种消费品的年平均生产力（kg／hm2）。

对于其中的均衡因子数的选取，根据有关资料，耕地、林地、草地、建筑用地、水域以及化石燃料用地分别取2.8、0.5、1.1、2.8、0.2、1.1。N 所代表的人口数取的是泰安市常住人口数目。笔者在本文中主要进行的是人均生态足迹的计算。

2.2 生态承载力

在生态承载力的计算中，由于不同国家或地区的资源禀赋条件不一样，不仅对于一定面积的耕地、林地、草地、建筑用地、水域和化石燃料用地的生产能力有很大差异，而且对于一定面积同种生物生产面积类型的生产力也有很大的影响，所以笔者在生态承载力的计算中引入了产量因子的概念，其目的是为了使不同的生物生产面积进行标准化。“产量因子”是指某一地区某种生产性土地的平均生产能力同世界同类土地平均生产能力之比。其中对于产量因子的计算会因为采用的产品数量不同而影响其计算结果，为此笔者所用的产量因子的选取主要来自 Wackernagel＆Rees（1996）对我国1996年生态足迹计算时的取值。耕地、草地、林地、建筑用地、水域分别是1.66、0.19、0.91、1.66、1.00。生态承载力的计算公式：

EC＝N×ec（EC表示区域总的生态承载力）

ec＝aj×rj×yj其中 （j＝1，2，3，4，5，6）

式中：ec－人均生态承载力（hm2／人），aj－人均生物生产面积，rj－均衡因子，yj－产量因子。

2.3 生态赤字或者生态盈余的计算

当ef＞ec时，我们说区域的生态足迹超过了区域所能够提供的生态承载力，这时候就产生了生态赤字，区域的发展处于不可持续的状态；反之，当ef＜ec时，我们认为区域的生态足迹在区域的生态承载力的范围内，是生态盈余的表现，区域的发展处于可持续的状态。不管是生态赤字还是生态盈余都反映了区域内的人对于区域资源的利用情况，关系着区域的发展状况。

3 泰安市生态足迹的计算

3.1 泰安市人均生态足迹的计算

泰安市生态足迹的计算主要以2008年的统计年鉴中的数据为依据。笔者首先对2008年泰安市人均生态足迹与人均生态承载力进行具体计算，然后对结果进行分析。各项统计数据见表1～表4。

3.2 泰安市2008年人均生态足迹与人均生态承载力的计算

在生物资源消费项目中，笔者从泰安市的实际情况出发，主要选取了农牧产品、水果、林产品等消费项目，其中把林产品与木材产量分开计算，因为要考虑到其单位问题和具体的实际操作的可行性。表3的计算是在表1的基础上进行的，将表1的生物资源消费项目转化成对应的耕地、林地、草地、水域等4种生物生产性土地，然后对其计算得出人均生态足迹的初始值。

在能源消费项目类型中，我们主要选取了10个消费项目，因为其中涉及到了一些单位的转换问题，笔者在表格下方做了详尽的转化，其中的折算系数来自一些统计资料。表4的计算以表2数据为基础，并且相对应地转换为化石燃料用地和建筑用地。泰安市2008年人均生态足迹和人均生态承载力见表5和表6。

4 结果与分析

从泰安市2008年的人均生态足迹与人均生态承载力的关系来看，人均生态足迹＞人均生态承载力，出现生态赤字的情况，所以泰安市2008年的发展处于不可持续的状态，在以后的发展中，要提高生态环境的生态承载力，建立资源节约型的社会生产和消费体系。

4.1 人均生态足迹分析

2008年泰安市的人均生态足迹中，化石燃料用地占的比例最大，大于2hm2；其次为耕地，约为0.818hm2。另外几种土地类型中所占的比例依次是草地、水域、林地、建筑用地。这个数据在一定程度上说明化石燃料用地面积大主要与泰安市长期以来发展高消耗能源行业有关，例如煤炭、建材、化工等行业，从而造成了其化石燃料用地的需求量加大。耕地数值偏大从另外一个方面说明区域土地的压力一部分是因为食物的压力。

表1 泰安市生物能源消费项目类型

表2 泰安市2008年能源消费项目类型

表3 泰安市2008年生物资源生态足迹

4.2 人均生态承载力分析

在生态承载力的计算中，出于谨慎性的考虑，笔者扣除了12%的生物多样性保护面积。由表6可以看出泰安市2008年的人均生态承载力为0.050，从其构成上看，生态承载力最大的是耕地，其次是建筑用地和水域。所以泰安市2008年生产性土地以耕地供给为主，但是随着社会经济的不断发展，耕地面积会逐年减少，而泰安市的生态承载力就会相应地降低，耕地主要转为园地、林地、城镇建设用地和农村居民点用地。

4.3 生态赤字分析

2008年泰安市的人均生态赤字为3.094hm2，只有建筑用地有生态盈余情况的出现，其他的耕地、草地、林地、水域都是生态赤字。其中耕地的生态赤字偏大主要是由于近几年耕地面积的减少导致人均生态承载力的减小，城市建设不断占用耕地和农村居民点的增加导致耕地面积的减少。草地生态赤字大的原因是猪、牛、羊等产量大，人民生活水平的提高对动物产品的需求量不断加大而草地资源比较匮乏造成的。

表4 泰安市2008年能源生态足迹

表5 泰安市2008年人均生态足迹

表6 泰安市2008年人均生态承载力

5 对策与建议

（1）要珍惜耕地资源，对耕地资源进行合理的开发保护，提高耕地资源生产率。我们对于耕地资源有布局开发的规划，要把其规划与环境规划、城市规划以及经济社会的发展紧密联系起来，统筹兼顾、因地制宜发挥各区优势，做到农林牧副渔的全面发展，同时加强土地的集约利用，提高资源的利用效率，最终提高自身的生态承载力。

（2）草地与林地是我们重要的自然资源，它不但具有防风护沙、保持水土、美化环境的生态效益，而且在资源开发与利用中能够产生直接的经济效益。在草场方面，我们可以提倡退耕还草，同时重视草本和灌木的作用，合理控制牲畜的饲养数量。在林地资源方面，要防止乱砍滥伐林木、毁林开荒等行为。我们还可以通过植树造林的方法，提高林地覆盖率，以达到美化和优化我们的生态环境的目的。

（3）在能源利用方面积极开发利用泰安市现有的各种能源，并高效利用现有资源，优化能源利用的结构，改变人们的生产和生活方式，积极开发新能源、绿色能源为人类造福。

（4）在建筑用地方面，控制建设用地的规模，对城镇建设用地要节约、集约。合理安排城镇、农村居民点和基础设施用地规模和时序，防止城镇居民用地过度扩张，健全经营性土地的市场化配置机制，加强对建筑用地的保护和管理。

（5）提高水资源的利用效率，降低工业用水量；要科学灌溉，减少农业用水浪费；同时增加下水道建设、发展城市污水处理厂、建造水库、合理利用地下水等方式调节水源流量，增加可靠供水，加强对工业废水与生活污水的排放控制。

［1］刘某承，李文华，谢高地.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.

［2］张凤娟，王洪丽.基于生态足迹模型的山东省可持续发展能力及对策分析［J］.农业科技管理，2008，27（2）：20～23.

［3］易光斌，董瑞斌.生态足迹理论及其应用［J］.江西科学，2003，21（3）：260～264.

［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］刘桂民.吉安市2006年生态足迹分析与可持续发展研究［J］.环境科技，2010，23（1）55～57.

［6］胡小飞，代力民，陈伏生，等.基于生态足迹模型的延边林区可持续发展评价［J］.生态学杂志，2006，25（2）：129～134.