基于生态足迹模型的河南省经济可持续发展研究

张海莹

(河南农业大学经济与管理学院，河南 郑州 450046)

基于生态足迹模型的河南省经济可持续发展研究

张海莹

(河南农业大学经济与管理学院，河南 郑州 450046)

基于省级层面时间序列数据，利用生态足迹模型测算河南省生态足迹动态变化：2008—2014年河南省人均生态足迹由2.676 2 hm2增加至3.076 4 hm2，增幅14.95%；人均生态赤字由1.996 6 hm2增加至2.397 2 hm2，增幅20.06%。生态足迹和生态赤字均呈上升趋势，生态赤字增幅大于生态足迹增幅，区域经济整体处于不可持续发展状态。化石燃料用地生态足迹在生态总足迹中占比44.97%，是河南省生态足迹最主要组成部分。万元GDP生态足迹呈下降趋势，说明河南省经济发展方式正在由粗放、消耗型向集约、节约型转变。树立尊重自然、顺应自然、保护自然发展理念，优化调整产业结构，加强与改善土地利用管理，提高资源利用效率，是促进河南省自然与经济协调发展的必经之路。

生态足迹；生态赤字；可持续发展；河南省

生态足迹作为一种资源统计工具，用来计量人们拥有、消耗了多少自然资源，以及谁用了哪些资源。由于是采用看得见的足迹来反映人类消费对自然的影响，生态足迹方法自1999年引入中国以来，就引起了国内学者的极大兴趣。杨开忠等[1]介绍了生态足迹分析方法的理论框架和计算方法；张志强等[2]对中国一些省份、地区的经济生态足迹进行了计算，之后有学者[3-4]对能源生态足迹和水生态足迹进行了研究。河南省位于生态环境较为脆弱的中部地区，随着当前工业化、城市化的快速推进，自然资源供给日益紧张，生态环境破坏与退化问题越来越凸显。按照2015年9月中共中央《生态文明体制改革总体方案》要求，各地区要在空间均衡发展理念指导下，把握区域社会、经济发展与自然资源环境的平衡点，将区域产业结构、增长速度限定在区域自然资源可承载能力范围之内。本研究定量测算了河南省近几年生态足迹的动态变化，旨在摸清河南省自然资源利用程度以及人们活动对生态系统造成的压力，发现河南省经济社会可持续发展状态以及实现可持续发展存在的差距，进而采取有力措施减轻生态系统负荷，这对推动河南省自然与经济协调可持续发展具有十分重要的理论和现实意义。

1 生态足迹模型的指标体系与研究方法

1.1指标体系

作为一种测算区域可持续发展程度的方法，生态足迹法最早由WILLIAM REES及WACKERNAGEL[5]于上世纪90年代提出并完善。该方法认为，人类可以确定自身消费的绝大多数资源及产生的废弃物数量，并且可以将这些消费的资源和产生的废弃物全部转化成耕地、林地、草地、建筑用地、化石燃料用地和水域等6种生物生产性土地面积，因此它形象地被理解成一只负载着人类和人类创造物的巨脚踏在地球上时留下的脚印，通过测算这只看得见的足迹的大小来反映人类与人类活动对自然资源环境的影响程度。

生态足迹方法将人类消费的资源划分为生物资源和能源资源两部分，生物资源包括农产品、动物产品、林产品、水产品4类。能源资源包括煤、焦炭、焦炉煤气、原油、汽油等产品。

由于单位面积耕地、林地、草地、水域、化石燃料用地和建筑用地的生物生产能力不同，为了使不同的土地类型具有可比性，引入均衡因子(权重)，将不同类型的生物生产面积转化为可比较的生物生产面积。WACKERNAGEL等[6]对52个国家的生态足迹计算与分析是生态足迹应用研究方面的典型代表。本研究引用WACKERNAGEL论文中的均衡因子数据，即耕地2.8、林地1.1、草地0.5、水域0.2、化石燃料用地1.1和建筑用地2.8。

由于不同国家(地区)同类生物生产性土地生产能力不同，为反映各土地类型在不同自然环境条件下生产能力的差别，引入产量因子(权重)。产量因子是某个国家或地区某类型土地平均生产力与世界同类土地平均生产力的比率,例如某国家或某地区耕地面积的产量因子是1.66，表示该国家或地区耕地的生物产出水平是世界耕地平均产出水平的1.66倍。本研究采用WACKERNAGEL在计算中国生态足迹时采用的产量因子[7]，即耕地1.66、林地0.91、草地0.19、水域1、化石燃料用地0和建筑用地1.6。

为便于国家(地区)间的横向比较，生物生产性土地面积的折算需要建立在世界平均产量基础之上。本研究采用联合国粮农组织(FAO)数据库中的世界平均产量数据，部分数据参考徐中民[8]、谢鸿宇[9]的研究结果。

1.2研究方法

一个国家或地区的生态足迹是指生产该国家或地区人口所消费的资源和吸纳产生的废弃物所需要的生物生产性土地总面积[10]，同时，本研究将一个国家或地区所能提供的生物生产性土地总面积定义为该国家或地区的生态承载力。区域发展是否具有可持续性，可以通过生态足迹和生态承载力的比较来判断，当生态足迹大于生态承载力时，说明人类对资源开发和利用处于过度消耗状态；当生态足迹小于生态承载力时，说明人类对资源的开发和利用处于可持续发展状态。有关计算公式如下：

(1)

(2)

(i=1，2，...n；j=1,2,...6) (j=1,2,...6)

ED(ER)=EC-EF

(3)

式(1)中：EF为区域总生态足迹；N为区域总人口数；ef为区域人均生态足迹；rj为第j类生物生产性土地的均衡因子；aai为人均第i种消费项目所折算的生物生产性土地面积，i为消费项目类型；ci为第i种消费项目的人均消费量；pi为第i种消费项目的世界平均产量。

式(2)中：EC为区域总生态承载力；N为区域总人口数；ec为区域人均生态承载力；aj为第j类生物生产性土地面积；rj为均衡因子；yj为产量因子。

式(3)中：ED表示生态赤字，ER表示生态盈余，当生态承载力小于生态足迹时，则出现ED，表示出现生态赤字。当生态承载力大于生态足迹时，出现ER，表示出现生态盈余。

2 河南省2014年生态足迹测算

由于缺少区域间贸易调整数据，本研究用河南省生物资源生产量数据代替了生物资源消费量数据。河南省是中国第一产粮大省，也是全国油料、烟叶等农产品的重要生产大省，同时也是全国重要的畜产品生产基地。此处用全省生物资源生产量数据代替全省生物资源消费量数据，有可能造成耕地、草地生态足迹计算结果比实际值略高。由《河南统计年鉴2015》，得到河南省2014年各类生物资源生产量数据；由《中国能源统计年鉴2015》，得到河南省2014年能源消费量数据。基于2014年河南省常住人口9 436万数据指标，由公式(1)，将全部生物资源消费量和能源消费量转化为提供这些消费所需要占用的6种生物生产性土地面积，得到河南省2014年人均生态足迹。由公式(2)和公式(3)，得到河南省2014年人均生态承载力和人均生态赤字，计算结果见下表1、表2。

可见，2014年河南省人均生态赤字3.076 4 hm2。

表1 2014年河南省人均生态足迹Table 1 The ecological footprint per capita of Henan province in 2014

表2 2014年河南省人均生态承载力和人均生态赤字Table 2 The ecological carrying capacity per capita and ecological deficit per capita of Henan province in 2014

注：各类型生物生产性土地面积数据由《中国环境统计年鉴》中2008年统计值替代。
Note:The data of biological productive area is replaced by 2008,which comes from “Environment statistical yearbook”.

6种土地类型中，化石燃料用地人均生态足迹1.383 5 hm2，在总生态足迹中占比44.97%，是河南省生态足迹最主要组成部分，其次是耕地和草地，占比分别是23.50%和20.58%。

2014年河南省人均生态承载力0.771 7 hm2，可利用的人均生态承载力(扣除12%生物多样性保护面积)是0.679 1 hm2，人均生态赤字是2.397 2 hm2，可见，生态承载力远远不能满足人们对自然资源的占用和消耗，河南省经济整体处于不可持续发展状态，6种土地类型中，化石燃料用地的赤字状态最严重，其次是草地，耕地，最后为建筑用地和水域，林地暂时还拥有少量生态盈余。

3 河南省2008—2014年生态足迹动态分析

3.1河南省生态足迹动态分析

按照上述方法和步骤，计算2008—2014年河南省人均生态足迹和人均生态赤字，见图1。2008—2011年，河南省生态足迹和生态赤字逐年增加，人均生态足迹由2.676 2 hm2增加至3.061 7 hm2，增幅14.41%；人均生态赤字由1.996 6 hm2增加至2.379 1 hm2，增幅19.16%。2012年之后生态足迹和生态赤字开始下降，2014年较2013年又有小幅增加，说明近年来生态足迹和生态赤字增长速度在逐步放缓。

注：图例下同Note:Legend,the sameas below.图1 2008—2014年河南省生态足迹和生态赤字动态变化Fig.1 The dynamic changes of ecological footprint and ecological deficit in Henan province during the period 2008 to 2014

图2 6种不同土地利用类型生态足迹和生态赤字动态变化Fig.2 The dynamic changes of ecological footprint and ecological deficit of six land-use types

3.26种不同土地类型生态足迹动态分析

3.2.1 耕地生态足迹动态分析 耕地为人类提供了维持生命活动必需的热量和蛋白质，是生物生产力最高的生态系统，不仅如此，耕地还具有生态效益[11,12]。由图2，2008—2014年河南省耕地人均生态足迹和人均生态赤字均有小幅增加，人均生态足迹由0.667 4 hm2增加到0.722 8 hm2，增幅8.30%；人均生态赤字由0.062 0 hm2增加至0.117 9 hm2，增幅90.16%。

3.2.2 草地生态足迹动态分析 作为重要的生产资料，草地不仅为人类提供大量的畜产品，还具有水土保持、空气净化、沙尘防护等一系列重要的生态功能。从图2可见，2008—2014年河南省草地人均生态足迹和人均生态赤字呈逐年上升趋势，人均生态足迹由0.550 0 hm2增加到0.633 2hm2，增幅15.13%；人均生态赤字由0.545 5 hm2增加到0.628 8 hm2，增幅15.27%。

3.2.3 林地生态足迹动态分析 除提供丰富的林产品之外，林地还具有维护自然环境结构，保护改善土地资源、野生动植物资源以及大范围的空气、水的质量等生态功能[13]。林地的碳储存服务是维持气候稳定的主要因素。从图2可见，2008—2014年河南省林地人均生态足迹虽然有小于增加，由0.020 4 hm2增加到0.029 8 hm2，但仍小于人均生态承载力，即拥有生态盈余，2008年人均生态盈余0.032 9 hm2，2014年人均生态盈余0.023 5 hm2。

3.2.4 化石燃料用地生态足迹动态分析 化石燃料用地是用来吸收碳排放的土地，但人类实际并未留出这部分土地，所以生态承载力为0，产生的生态足迹全部转化为生态赤字，从图2可见，2008—2011年化石燃料用地的人均生态足迹逐年增加，由1.242 4 hm2增加到1.512 2 hm2，2012年之后开始下降，2014年下降为1.383 5 hm2，化石燃料用地生态足迹的下降反映了能源使用量的减少。

3.2.5 建筑用地生态足迹动态分析 建筑用地主要是为人类提供居住用地和道路用地。从图2可见，2008—2012年河南省建筑用地人均生态足迹逐年增加，由0.133 3 hm2增加到0.177 3 hm2，2013年下降为0.129 9 hm2，2014年又上升为0.219 1 hm2。人均生态赤字与人均生态足迹变化轨迹一致，在2012年达到峰值0.069 2 hm2，在2013年回落至0.021 9 hm2，2014年又上升为0.111 3 hm2。3.2.6 水域生态足迹动态分析 水域不仅为人类提供生产、生活用水以及大量水产品，而且对于改善环境，调节气候都有积极作用。从图2可以看出，2008—2014年河南省水域人均生态足迹和人均生态赤字逐年增加，人均生态足迹由0.062 7 hm2增加到0.088 0 hm2，增幅40.35%；人均生态赤字由0.061 3 hm2增加到0.086 7 hm2，增幅41.44%。

3.3河南省万元GDP生态足迹动态变化

随着全球环境问题的凸显，经济增长与资源环境协调发展问题日益成为经济学家和环境学家关注的热点问题[14]，资源的合理开发利用与经济发展之间的关系研究已经成为影响自然和经济是否可持续发展的重要内容[10]。万元GDP生态足迹是评价区域资源利用程度与社会经济发展之间关系的重要指标，其计算公式为：万元GDP生态足迹=总生态足迹/万元GDP。该值越小，反映研究区域自然资源利用效率越高，自然与经济可以实现协调发展；反之，反映研究区域自然资源利用效率越低，区域经济发展将不可持续。表3是2008—2014年河南省人均万元GDP生态足迹计算结果。

表3 2008—2014年河南省人均万元GDP生态足迹Table 3 The ecological footprint of 104 GDP per capita in Henan province during the period 2008—2014

可见，2008—2014年河南省人均万元GDP的生态足迹呈逐年下降趋势。2008年河南省人均万元GDP所占用的生态足迹为1.395 2 hm2，2014年下降为0.829 8 hm2，降幅40.52%。说明在河南省经济快速发展过程中，虽然对资源总量需求在增加，同时资源的利用效率也在大幅提高。

4 结论及建议

4.1对经济可持续发展的评价

从总量上看，2008—2011年河南省人均生态足迹呈上升态势，2012年和2013年稍有回落，2014年小幅增加，人均生态赤字和生态足迹变化轨迹基本一致，说明河南省的经济发展超过了自然资源可承载能力，整体处于不可持续发展状态。万元GDP的生态足迹呈下降趋势，说明河南省资源利用效率在逐步提高，这将有利于缓解生态系统的负荷。

从生态足迹构成情况看，6种土地类型中，化石燃料用地、耕地、草地的生态足迹占比较大，说明河南省对能源、耕地、草地资源的消耗强度大，对生态环境产生了较大的压力。河南省化石燃料用地的人均生态足迹由2008年的1.242 4 hm2增加到2014年的1.383 5 hm2，增幅11.35%，在6种土地类型的生态总足迹中占比44.97%，是河南省生态足迹的最主要组成部分。农产品生态足迹、动物产品生态足迹呈现快速增长趋势，说明居民对粮油食品、肉食品消费需求在增加，饮食结构的变化反映了河南省居民生活质量水平在日渐提高。

4.2实现经济可持续发展的建议

(1)树立尊重自然、顺应自然、保护自然的发展理念，优化调整产业结构。在当前自然资源约束趋紧、环境污染严重、生态系统退化的严峻形势下，河南省应立足自身实际，在充分了解全省生态足迹动态变化以及可持续发展程度基础上，树立尊重自然、顺应自然、保护自然的发展理念。根据资源环境承载能力、现有开发密度和发展潜力，进行产业结构优化调整，走自然与经济协调发展之路，推动形成绿色发展、循环发展、低碳发展的新局面。

(2)加强与改善土地利用管理，实现土地可持续利用。在河南省6种土地利用类型中，耕地、草地、水域3种类型土地生态足迹增加较快。因此，在耕地利用方面,需要实行最严格的土地保护制度,严格控制建设用地占用耕地的规模及速度；通过农地整理、新增耕地,改善耕地生产条件,通过改良土壤,提高耕地质量。在草地利用方面,一方面呼吁理性消费,减少对肉制品的需求；另一方面应实行保护与建设并重的原则,编制好草地资源开发规划,做好草地划分和确定工作,实行严格管理,实现草地可持续发展。在水域方面，政府应出台相应的政策，强化稽查机构的功能，通过巡查、暗查等方式对破坏水资源环境行为进行罚款、教育，保证水资源的合理利用。

(3)提高资源利用效率。实行最严格的资源保护和节约制度，积极通过科学技术的进步来提高资源利用效率，实现河南省经济发展模式由粗放、消耗型向集约、节约型转变，提高区域可持续发展能力。

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(责任编辑：马红春)

StudyofsustainabledevelopmentevaluationofHenanProvincebasedonecologicalfootprintmodel

ZHANG Haiying

(College of Economic and Management，Henan Agricultural University，Zhengzhou 450046，China)

The dynamic changes of ecological footprint in Henan province during the period 2008—2014 were calculated based on the model of ecological footprint.The results showed that during 2008 to 2014,the ecological footprint per capita increased from 2.676 2 hm2to 3.076 4 hm2，with a rise of 14.95 percent.The ecological deficit per capita increased from 1.996 6 hm2to 2.397 2 hm2，with a rise of 20.06 percent.The ecological footprint and the ecological deficit were rising,the ecological deficit increased more rapidly than the ecological footprint did.Regional ecological environment is relatively not sustainable development.The ecological footprint of fossil-fuel was 44.97% of the total ecological footprint,which was the most important part of the ecological footprint of Henan province.The continuous decrease of ecological footprint of 104GDP during 2008 to 2014 reflected that the efficiency of resource using was continuously improved,and the economic development capacity gradually increased.In summary,we must adjust the industrial structure,strengthen the management of land using,and improve the efficiency of resource using.Only in this way,can Henan Province achieve the harmonious development of nature and economy.

ecological footprint；ecological deficit；sustainable development；Henan Province

F 062.2

：A

2015-11-28

教育部人文社科青年项目(15YJC790141)；中国博士后科学基金面上项目(2014M561991)；河南省教育厅人文社会科学研究项目(2014-QN-034)；河南农业大学科技创新基金资助项目

张海莹(1981- )，女，河南南阳人，讲师，博士，主要从事资源与环境可持续发展研究。

1000-2340(2016)03-0441-06