基于足迹家族的广西壮族自治区资源与环境压力评价

赵先贵，赵 晶，马彩虹，肖 玲，申烨红

（1.陕西师范大学旅游与环境学院，陕西 西安 710062；2.西安石油大学思想政治理论教学科研部， 陕西西安 710065；3.宁夏大学资源环境学院，宁夏 银川750021）

基于足迹家族的广西壮族自治区资源与环境压力评价

赵先贵1，赵 晶2，马彩虹3，肖 玲1，申烨红1

（1.陕西师范大学旅游与环境学院，陕西 西安 710062；2.西安石油大学思想政治理论教学科研部， 陕西西安 710065；3.宁夏大学资源环境学院，宁夏 银川750021）

研究目的：评估广西资源与环境的压力，为该区的生态文明建设提供参考依据。研究方法：基于足迹家族中的生态足迹、碳足迹和水足迹， 构建由生态压力、GHG（温室气体）排放和水资源压力构成的资源环境压力评价指标体系。研究结果：（1）广西的生态压力从1990年的中上（Ⅱb）升为2013年的很高（Ⅲb）。2013年防城港和百色的生态压力为中上（Ⅱb），柳州、梧州、来宾和崇左较高（Ⅲa），南宁、桂林、柳州和北海等其余8市很高（Ⅲb）。（2）1990年以来广西的GHG 排放等级较低（Ⅰb）。2013年北海的GHG排放为中上（Ⅱb），贵港和玉林为中下（Ⅱa），河池和梧州为很低（Ⅰa），柳州、防城港、南宁和桂林等其余9市较低（Ⅰb）。（3）1990年以来广西的水资源压力很低（Ⅰa）。2013年北海的水资源压力为中下（Ⅱa），南宁、玉林和贵港较低（Ⅰb），其余地区很低（Ⅰa）。（4）1990—2013年广西的资源环境压力由较低（Ⅰb）上升为中下（Ⅱa）。2013年北海和贵港的资源环境压力为中上（Ⅱb），玉林、南宁、钦州和柳州为中下（Ⅱa），桂林、百色和防城港等其余8市较低（Ⅰb）。研究结论：广西的资源环境压力主要归因于较高的生态压力。GHG排放等级虽不高，但其指数增高的势头不容忽视。

土地生态；足迹家族；资源环境压力；生态文明建设；广西壮族自治区

人类不合理开发利用自然资源导致自然资本供需矛盾，大气中GHG（温室气体）浓度增加引起全球变暖，以及水资源短缺与污染等问题已经对自然生态系统和人类生存环境产生了严重影响，生态文明已成为全社会关注的重点［1-2］，区域资源与环境的压力及其可持续性是生态文明建设首先要考虑的关键问题。资源与环境压力的评价方法很多，常用的有多指标综合评价法［3-5］、模型法［6-7］、足迹法［8-9］等。综合评价法的缺点在于评价因子的选取受人为因素影响大；就模型法而言，有的仅提供评价框架（如PSR模型），有的提供分析影响因子的模式（如IPAT模型），但评价因子的选择仍受人为因素的影响；常见生态足迹、水足迹等方法虽可弥补上述不足，但由于资源与环境的多样性和复杂性，任何单一的指标难以全面评价某一区域资源环境的压力。足迹家族法（包括生态、碳和水足迹）与国际接轨［10-12］，不受主观因素的影响，且考虑了土地和水资源承载力、碳排放与林业碳汇及可持续发展等问题，涵盖了认识、尊重、顺应、利用和改造自然，以造福人类的生态文明建设的基本内涵［2］，但足迹家族法缺少评价指标的细化、整合及等级划分标准。本文旨在构建基于足迹家族的资源环境压力评价体系，并应用于广西的资源环境压力评价，以期为政府相关部门在生态红线、生态补偿等生态文明制度建设方面提供依据。

1　研究区概况

广西壮族自治区位于104°26'—112°04'E，20°54'—26°24'N，地处中国西南部，南濒北部湾，面向东南亚，西南与越南毗邻，从东至西分别与广东、湖南、贵州、广西4省接壤。辖14个地级市，面积23.76×104km2，山地、石山以及丘陵占总面积的69.7%，平原和台地仅占23.4%。大部分地区的气候属于典型亚热带季风气候，但桂南的北海、防城港等市濒临热带海洋北部湾，南部地区则偏向热带季风气候。温和多雨的气候为植物提供了良好的生存环境。年均温16.5—23.1℃。水资源充沛，河流多，降水丰富；能源资源缺乏；旅游资源丰富，是全国著名的旅游省区。广西是一个以农业为主，经济相对落后的省区，人均GDP仅为国家平均水平的70.60%。2013年全省森林覆盖率为56.5%，居全国第3名，林业碳汇潜力巨大。2013年常住人口5282×104人。

2　研究方法

2.1足迹家族法

采用Galli等［10-11］的定义：足迹家族由生态、碳和水足迹组成，用于评估人类对生物和水资源的需求以及GHG排放对环境的影响。

2.1.1生态足迹 生态足迹是人类活动对生物圈需求的度量；生物承载力指生物生产土地和海域能够提供给人类消费的生态服务总量；人均生态足迹与人均生物承载力之差值即为人均生态赤字（ed）［13］。生态足迹可分为生物质足迹和能源足迹。

2.1.2碳足迹 碳足迹是人类活动过程中直接和间接的GHG排放量［10-11］。本文采用《2006年IPCC国家温室气体清单指南》和《省级温室气体编制指南》推荐的方法，计算公式和因子取值见文献［14］。碳足迹以t CO2e（CO2当量）表示。

2.1.3水足迹 水足迹由直接水足迹（实体水）和间接水足迹（虚拟水）两部分组成，间接水足迹等于某种消费品的消费量与其单位产品的虚拟水含量的乘积［15-16］，单位产品的虚拟水含量取值见文献［17］和［18］。

2.2资源环境压力评价体系的构建

基于足迹家族原理，本文提出由生态压力指数（EPI）、GHG排放指数（CEI）和水资源压力指数（WPI）综合而成的资源环境压力指数（RPI）。生态压力指数是指某一区域生物质足迹与生物承载力的比率，反映区域生态安全程度［19-20］。水资源压力指数（WPI）为区域水足迹与其可用水资源量的比值，反映水资源压力状况［19］。GHG排放指数由人均GHG排放指数（Cp）和单位面积GHG排放指数（Ca）综合而成［14］，反映区域GHG排放对全球气候变化贡献的大小。其中，Cp定义为区域人均碳足迹与应对全球气候变化目标的人均碳足迹的比值；Ca定义为单位面积的碳足迹（碳足迹密度）与应对全球气候变化目标的碳足迹密度的比值（面积换算为生物承载力的生物生产面积）。Stern提出人均2 t CO2e作为各国承担减排义务的目标［21］。2014年WWF公布的全球生物承载力为人均1.7 hm2，故应对全球气候变化目标的碳足迹密度为1.18 t/hm2。文中各指数皆采用极值法进行标准化；EPI 和WPI的最大值分别取2和1。本文权重的确定选用熵权法［4］。CEI的计算方法如下：式（4）中，Cpmax和Camax分别为全球人均碳足迹及碳足迹密度的最大值15和20；权重Wp和Wa分别为0.5001和0.4999。

为便于判断某一区域资源环境压力总体状况，在上述EPI、CEI和WPI等三个指数的基础上，构建出资源环境压力指数（RPI）。通过熵权法确定权重依次为0.3330、0.3339和0.3331，分别以We、Wc和Ww表示，计算方法为：

通过不同区域和不同尺度的试评价，上述4种指数的等级划分标准见表1。

2.3数据来源

数据主要来源于中国经济与社会发展统计数据库、中国及广西统计局网站、电子年鉴、中经网产业数据库，以及1991—2014年的《中国统计年鉴》、《中国能源统计年鉴》、《中国奶业统计年鉴》、《中国农村统计年鉴》、《中国林业统计年鉴》和《广西统计年鉴》等，另外也通过广西及其各市的统计局、农业厅、林业厅等部门以补充和校对数据。

3　结果与分析

3.1广西资源环境压力的动态变化特征

3.1.1广西生态足迹、碳足迹与水足迹的动态分析 广西人均生态足迹由1990年的0.86 hm2逐年增高至2013年的1.89 hm2，年均增加3.50%；人均生物承载力在0.65—0.74 hm2之间波动；同期人均生态赤字由0.21 hm2逐年增加到1.24 hm2，年均增高7.9%。生态赤字的不断增高，说明广西的生态需求已经超出了生态系统的承载能力，其发展是不可持续的。

表1　资源环境压力指数等级划分标准Tab.1 The grades of resource environment pressure index

1990—2013年，广西碳足迹呈明显上升趋势。人均碳足迹由1990年的1.75 t增加到2013年4.77 t，目前广西的GHG排放量已超过应对气候变化目标的2.39倍。1990—2013年，能源部门产生的GHG占GHG总量（不包括林业固碳，下同）的比例为41.56%—65.93%，农业占12.60%—49.59%，水泥占4.99%—20.60%，废弃物处理占2.16%—3.86%；林业固碳占总GHG的7.60%—13.83%。可见能源消费和农业生产是引起广西碳足迹增高的主要原因，而林业固碳最高可中和全省13.83%的GHG排放。虽然广西的碳足迹并不很高，但由于该省的能源消费导致的碳足迹增幅远大于林业碳汇的增速，因此，碳减排和植被保育仍不容忽视。

广西人均水足迹由1990年的405.75 m3上升到2013年的496.53 m3，年均增加0.88%。其中人均实体用水量由88.87 m3上升到188.75 m3，年均增加3.33%；人均虚拟水在298.57—343.62 m3之间波动。人均可用水资源量由3013.98 m3波动增加到4359.67 m3，增高了44.65%。水资源压力指数波动在0.09—0.18之间，远小于1，说明广西的水资源压力不高。

3.1.2广西资源环境压力的动态特征 1990—2013年，广西生态压力指数由0.51增加到0.81，等级由中上（Ⅱb）升至很高（Ⅲb）；GHG排放指数由0.09增加到0.23，表明广西GHG排放一直位于较低水平（Ⅰb）；水资源压力很低（Ⅰa）；资源环境压力指数从0.24上升至0.39，由较低（Ⅰb）上升为中下等级（Ⅱa）。

3.2广西资源环境压力的空间差异特征

3.2.1广西生态足迹、碳足迹与水足迹的空间差异特征 广西各市2013年人均生态足迹不高（表2），相对而言，来宾、柳州、防城港较高（2.00—2.32 hm2），其余地区较低（0.91—1.78 hm2）；人均生物承载力较高是百色和崇左，两市均为1.05 hm2，其余地区较低（0.27—0.91 hm2）；人均生态赤字较高的有北海、钦州、防城港、贵港、南宁、来宾、柳州7市（1.06—1.47 hm2），其余7市较低（0.09—0.99 hm2）。

2013年人均碳足迹较高的有北海、百色、来宾、贵港和柳州（5.21—7.69 t）；防城港、南宁、桂林和玉林等4市居中（2.81—4.75 t）；其余地区的人均碳足迹较低（0.76—1.96 t）。2013年人均水足迹可分为3类，南宁和北海的人均水足迹较高，分别为709.03 t和631.53 t；柳州、钦州、来宾、防城港和贺州的人均水足迹居中（536.44—579.10 m3），其余地区较低（419.71—497.52 m3）。人均可用水资源量可分为4类，较高的是防城港市（10200.00 m3）；其次是桂林、贺州、河池和来宾（5196.73—7934.6 m3）；再低的有崇左、钦州、柳州、百色和梧州（3487.74—4813.08 m3）；贵港、南宁、玉林和北海的可用水资源量更低（1551.48—2190.79 m3）。

表2　广西各市2013年足迹家族的测算结果Tab.2 Results of footprint family of cities in Guangxi， 2013

3.2.2广西资源环境压力的空间差异特征 根据研究结果（图1），从生态资源供需平衡看，2013年防城港和百色的生态压力为中上等级（Ⅱb），柳州、梧州、来宾和崇左较高（Ⅲa），南宁、桂林、柳州和北海等8市的生态压力很高（Ⅲb）。从GHG排放看，北海为中上等级（Ⅱb），贵港和玉林为中下（Ⅱa），河池和梧州很低（Ⅰa），柳州、防城港、南宁和桂林等其余9市较低（Ⅰb）。从水资源供需关系看，北海市的水资源压力为中下等级（Ⅱa），南宁、玉林和贵港较低（Ⅰb），其余地区很低（Ⅰa）。广西的资源环境压力可分为两大类三亚类，北海和贵港的资源环境压力为中上等级（Ⅱb），玉林、南宁、钦州和柳州为中下（Ⅱa），桂林、百色和防城港等其余8市的资源环境压力较低（Ⅰb）。

4　结论与讨论

由于资源环境的复杂性，任何单一指标都无法全面测评人类活动对生态环境的影响。本文基于足迹家族理论，从区域所承受的生态压力、社会经济发展的资源约束以及环境保护等方面综合考虑，提出了由生态压力、GHG排放和水资源压力三个指数构成的资源环境压力评价指标体系。通过对广西的实证研究发现，该方法可以弥补多指标综合评价方法受人为因素影响较大的缺陷。通对广西1990年以来的资源环境压力评价的案例分析，证明该评价体系可适用省、市两级尺度的区域资源环境压力评估， 并具有良好的时空可比性。在未来的研究中， 一是进一步通过更多的不同尺度的实证研究，不断修订有关参数，进一步完善本文所提出的评价方法；二是进一步探讨社会足迹的核算方法，不断丰富足迹家族评价方法。

图1　广西2013年资源环境压力的空间差异Fig.1 Spatial changes of resource environment pressure in Guangxi， 2013

从本文的评价结果看，1990—2013年广西的生态压力由中上（Ⅱb）升至很高等级（Ⅲb），GHG排放和水资源压力一直处于较低（Ⅰb）或很低等级（Ⅰa），资源环境压力由较低（Ⅰb）上升为中下等级（Ⅱa）。23年间全区的水资源压力指数降低了15.40%，而生态压力、GHG排放和资源环境压力指数分别增高了59.79%、171.61%和59.19%。可见，广西的资源环境压力主要归因于较高的生态压力。全区的GHG排放等级虽不高，但其增高的势头不容忽视。因此，在生态文明建设中，应重点降低生态压力，并遏制和减缓GHG排放增高的趋势。广西山多田少，生物承载力不高和人口的增加是引起生态压力上升的主要原因。1990年以来广西耕地面积没有大幅减少，这在全国实属罕见，但人均土地少，土地质量差，只有确保高质量的基本农田不减少才可保证粮食安全底线。今后应严格执行耕地保护制度，坚守全区420×104hm2耕地红线。广西耕地的产出因子从1990年的1.28增加到 2013年的1.63，说明由于农业科技的作用 ，23 年来广西粮食的单位面积产量提高了26.81%。正是由于高新农业技术的作用使得广西在人口增高了23.88%的情况下，人均生物承载力没有大幅变化。同时，广西应始终坚持“生态立区和绿色发展”理念，充分发挥林业资源和旅游资源两大优势，通过发展林业脱贫致富并提高碳汇能力；利用桂林山水甲天下的影响力，以桂林—北海黄金旅游带为基础，大力发展生态旅游产业，弥补由于人多地少而导致的生物承载力低和生态压力高的缺陷，有效促进广西生态文明建设。

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（本文责编：陈美景）

Resource Environment Pressure Assessment from the Perspective of Footprint Family in Guangxi Province

ZHAO Xian-gui1， ZHAO Jing2， MA Cai-hong3， XIAO Ling1， SHEN Ye-hong1
（1. College of Tourism and Environment， Shaanxi Normal University， Xi’an 710062， China； 2. Ideological and Political Theory Teaching and Research Department， Xi’an Shiyou University， Xi’an 710065， China； 3. School of Resource and Environment， Ningxia University， Yinchuan 750021， China）

The purpose of this paper is to understand the resource environment pressure in Guangxi， China and to provide the basis for the eco-civilization construction in this region. The research method is to construct a regional resource environment pressure evaluation system based on the Footprint Family including ecological footprint， carbon footprint and water footprint. The results indicated that， during 1990 to 2013， the ecological pressure in Guangxi increased from above-average grade （IIb）to very high grade （Ⅲb）. In 2013， the ecological pressure was at above-average grade （IIb） in cities of Fangchenggang and Baise and was at high grade （IIIa） in cities of Liuzhou ，Wuzhou， Laibin and Chongzuo as well as was at very high grade （Ⅲb）

in the rest eight regions such as Nanning， Guilin， Liuzhou and Baihai and so on. The greenhouse gas （GHG） emissions were always at low grade （Ib） in Guangxi. In 2013， the GHG emissions were at above-average grade （IIb） in Beihai city and were at below-average grade （IIa） in cities of Guigang and Yulin and were at very low grade （Ia） in cities of Hechi and Wuzhou as well as were at low grade （Ib） in the rest 9 cities including Liuzhou， Fangchenggang， Nanning， Guilin and so on. The water resource pressure was very low （Ia）. In 2013， the water resource pressure was at below-average grade （IIa） in Beihai City，and was at low grade （I b） in cities including Nanning ， Yulin and Guigang as well as was at very low grade （I a） in the rest regions. The resource environment pressure increased from low grade （Ib） to below-average grade （IIa） during 1990-2013. In 2013， the resource environment pressure was at above-average grade （IIb） in cities of Baihai and Guigang， and was at belowaverage grade （IIa） in cities of Yulin， Nanning， Qinzhou and Liuzhou， and was at low grade （Ib） in other 8 cities such as Guilin，Baise and Fangchenggang and so on. The conclusion is that the high ecological pressure mainly contributed to the resource environment pressure in Guangxi. The GHG emission grade was not so high， however， its growth trend should not be ignored.

land ecology； Footprint Family； resource environment pressure； eco-civilization construction； Guangxi Zhuang Autonomous Region

F205

A

1001-8158（2016）03-0071-07

10.11994/zgtdkx.20160317.140541

2015-08-03；

2015-12-31

国家社会科学基金项目（14XKS019）。

赵先贵（1958-），男，陕西耀州人，博士，教授。主要研究方向为生态评价与规划。E-mail: zhaoxg@snnu.edu.cn