1997 — 2013年重庆市生态足迹的动态变化与分析

罗琴慧　刘秀华

摘要：生态足迹是评估区域生态可持续发展程度的重要方法。运用生态足迹方法，以重庆市1997-2013年统计数据为基础，对重庆市1997 — 2013年的生态足迹和生态承载力进行了时间序列的测度和分析。结果表明，重庆市自直辖以来，人均生态足迹呈递增趋势，由1997年人均0.715 9 hm2增至2013年人均1.692 0 hm2；人均可利用生態承载力总体呈递减趋势，2001年以前人均生态承载力逐年减少，由0.619 1 hm2降至0.594 1 hm2，2007年降到最低点0.590 7 hm2，而后有所上升，从而导致生态赤字由1997年的0.096 9 hm2扩大至2013年的1.008 9 hm2。总体表明，该地区生态足迹超过其生态承载力，区域发展处于不可持续状态。另外，还分析论述了从优化土地利用结构、增加科技投入、引导人们健康合理消费和控制环境污染等方面减少生态赤字的措施，以寻求重庆市生态环境与城市社会经济协调发展。

关键词：生态足迹；生态承载力；可持续发展；动态变化

中图分类号：P967 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2016）06-1416-06

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2016.06.014

可持续发展的定量研究是当前可持续发展研究的热点问题，是寻求一种最佳的生态系统以支持生态的完整性和人类愿望的实现，使人类的生存环境得以持续[1]。近年来学者对定量化评价可持续发展做了许多研究并取得了一些研究成果，如可持续性的社会—生态指标，可持续经济福利指数（ISEW），真实发展指标（GPI）以及真实储蓄率等，但这些方法在度量可持续发展程度方面均有其局限性[2]。

Rees和Wackernagel等1992年以来提出和发展的生态足迹指标提供了一个核算地区、国家和全球自然资本利用的简明框架，通过测量人类对自然生态服务的需求与自然所能提供的生态服务之间的差距，就可以得知人类对生态系统的利用状况，可以在地区、国家和全球尺度上比较人类对自然的消费量与自然资本的承载量[3]。近年来生态足迹法以其科学完善的理论基础、形象明了的概念框架、精简统一的指标体系以及方法本身的普适性在国内外相关领域得到了较为广泛的应用。从文献梳理中可以看出，由于生态足迹是一个静态模型，早前学者们大多数集中选择就一个时间的横断面研究区域的可持续发展状况，缺乏在纵向时间序列研究区域生态足迹变化。本文运用生态足迹方法，以1997—2013年重庆市统计数据为基础，测算出1997—2013年重庆市直辖17年以来的生态足迹和生态承载力变化情况，定量评价重庆市的可持续发展的状况，同时提出了减少该区域生态赤字的相应对策，以期为重庆市生态环境建设和发展规划提供决策参考。

1 研究区与研究方法

1.1 研究区概况

重庆位于中国西南部、长江上游地区，地跨105°11′-110°11′E、28°10′-32°13′N之间的青藏高原与长江中下游平原的过渡地带，是长江上游最大的经济中心、水陆交通枢纽和贸易口岸。1997年，重庆成为中国第4个直辖市。辖区东西长约470 km，南北宽约450 km，面积82 402.95 km2。地势由南北向长江河谷逐级降低，西北部和中部以丘陵、低山为主，东北部靠大巴山和东南部连武陵山两座大山脉。属亚热带湿润季风气候，具有夏热冬暖，光热同季，无霜期长，雨量充沛，湿润多阴等特点，全年平均气温18.9 ℃，年总降雨量1 025 mm。境内江河纵横，水网密布，水及水能资源十分丰富。截至2012年，已发现并开采的矿产68余种，约占世界已知矿种的27%，探明储量的矿产有54种，主要有煤、天然气、硫铁、岩盐、铝土、锰、大理石、石灰石、重晶石等，特别是煤、天然气、铝土矿、盐矿、锰矿等的储量、品位在中国都有明显优势。

1.2 研究方法

1.2.1 生态足迹计量 生态足迹是指能够提供或消纳废物的具有一定生产能力的生态生产性土地面积。生态生产性土地是这一概念的基础，是指具有一定生态生产能力的土地及水体，它包括化石能源地、可耕地、牧草地、森林、建设用地、水域[4]。

人类生产、生活的消费可以分为两部分，即生物资源及能源的消费，其中生物资源的消费主要包括农产品、动物产品、水果和木材等，能源消费主要涉及煤、焦炭、原油、汽油、柴油和电力等。各种消费产品都是由相应生产性土地生产的，生态足迹正是通过生物生产性土地来计算的[5]。在生态足迹模型中，生物生产性土地主要考虑如下6种类型，即耕地、林地、草地、建筑用地、水域和化石燃料用地。由于这6类生物生产性土地面积的生态生产力不同，需要用均衡因子将各类不同生态生产力的生物生产土地面积转化为具有相同生态生产力的土地面积。本研究中的均衡因子[1]采用全球平均值，即林地和化石燃料用地为1.1、耕地和建筑用地为2.8、草地为0.5、水域为0.2。生物资源消费足迹公式为：

ef=■（Ai×ri）=■（■×ri） （1）

能源消费足迹公式为：

ef=■（Ai×ri×θi）=■（■×ri×θi） （2）

式中，ef为人均生态足迹；N为人口数；Ai为人均i种交易商品折算的生物生产面积；Ci为i种商品的人均消费量；Pi为i种消费商品的世界平均生产能力；rj为均衡因子；θi表示第i种能源的折算系数。

1.2.2 生态承载力的计算 生态承载力（或者称生态足迹供给）是与生态足迹相关的概念，指一定区域的生态系统能够提供的可供人类使用的生态生产性土地总和。计算方法是将区域内各类生态生产性土地面积乘以均衡因子及产量因子后，求和得到总生态承载力，除以总人口数，即为人均生态承载力，或人均生态足迹供给。同时出于谨慎性考虑，按世界环境与发展委员会的报告《我们共同的未来》所建议的在生态承载力计算时应扣除12%的生物多样性保护面积。计算公式如下：

EC=ec×N=N×■（Ai×ri×yi） （3）

式中，EC为区域总生态承载力；ec为人均生态承载力；N为人口数；Ai为i类型生物生产性土地人均拥有面积；ri为均衡因子；yi为产量因子。产量因子是指不同国家或地区的某类生物生产性面积所代表的局地产量与世界平均产量的差异。本研究中的产量因子取自徐中民等[6]在甘肃省1998年生态足迹计算与分析时的取值，耕地和建筑用地为1.66，林地为0.91，草地为0.19，水域为1.00。

1.2.3 生态赤字或生态盈余计算 生态赤字或生态盈余是指生态承载力与生态足迹之差，反映了区域人口对自然资源的利用状况。区域的生态足迹如果超过了区域所能提供的生态承载力，就出现生态赤字，表明本地区的生态系统是不安全的，处于不可持续发展状态；相反，如果小于区域的生态承载力，则表现为生态盈余，说明生态系统是安全的。计算公式如下：

ed=ef-ec （4）

2 结果与分析

2.1 重庆市生态足迹计算结果与分析

2.1.1 计算过程 根据《重庆市统计年鉴》（2000—2014年）所提供的重庆市人均消费的主要商品数量和种类，将粮食、食用油、酒类、鲜菜、猪肉、鲜蛋归为耕地；牛羊肉、肉禽类、鲜奶归于牧草地；干鲜瓜果和茶叶归于林地；水产品归于水域；原煤、石油等能源归于化石能源地；电力消耗和建成区面积归于建筑用地。运用生态足迹的理论和方法，计算重庆市直辖17年以来的生态足迹。其中，本研究中全球平均产量采用的是从联合国粮农组织数据库获取的各类生物资源1995 — 2011年的平均产量[7，8]，计算将重庆市的生物消费转化为提供这类消费所需要的生物生产面积。限于篇幅，计算过程以2013年为例，结果见表1。

能源消费部分主要考虑了如下几种能源，即煤炭、油料、天然气和电力等。计算足迹时将能源的消费转化为化石燃料生产土地面积，采用世界上单位化石燃料生产土地面积的平均发热量为标准，将当地能源消费所消耗的热量折算成一定的化石燃料土地面积[1]，结果见表2。

通过以上对重庆市2013年各种生物资源、能源消费生态足迹的计算，汇总得到重庆市2013年生态足迹，见表3。

根据生态承载力计算公式，将区域内2013年各类生态生产性土地面积乘以均衡因子及产量因子后，求和得到总生态承载力，除以总人口数，即为人均生态承载力，或人均生态足迹供给。同时出于谨慎考虑，在生态承载力计算时扣除了12%的生物多样性保护面积，结果见表4。

2.1.2 计算结果 根据上述计算结果可以得到重庆市2013年生态足迹状况，2013年重庆市人均生态足迹为1.692 0 hm2，人均生态承载力为0.776 3 hm2，在生态承载力扣除12%的生物多样性保护面积后人均生态承载力为0.683 1 hm2，人均生态赤字为1.008 9 hm2。人均生态赤字的存在说明2013年重庆市的生态足迹超过了该区域所能提供的生态承载力，本地区2013年的生态系统是不安全的，处于不可持续发展状态。

采用与以上同样的计算方法和步骤，计算了重庆1997 — 2013年直辖17年来的不同类型生物生产性土地的人均生态足迹，结果如表5所示。由表5可知，重庆市1997 — 2013年的生态足迹呈现出增加趋势，从1997-2013年，重庆市的人均生态足迹增加了136.35%。其中，1997 — 2001年，人均生态足迹由0.715 9 hm2增加到0.770 2 hm2，变化不大，随后大幅增长，2003年人均生态足迹为0.891 3 hm2，到2013年增加到1.692 0 hm2，是1997年的2.36倍。从生态足迹的构成来看，耕地、草地和化石燃料用地所占比重较大，2013年三者所占比例分别为25.24%、2.97%和68.59%。从1997 — 2013年，化石能源的生态足迹增加了324.66%。1997 — 2013年，耕地的生态足迹有增有减，2007年达到最低点。建筑用地的生态足迹增加了348.00%，林地的生态足迹增加了372.72%，草地生态足迹增加了200.60%。主要原因在于，重庆市直辖以来生活水平不断提高，重庆市居民的需求结构产生了较大的变化。此外，重庆作为西部重工业城市，直辖以来经济高速发展，重庆市居民对于交通、服务以及动物产品等的需求有了较大的提高，化石能源的消費量与日俱增，所以与之联系的相应用地类型的生态足迹也就有了较大的提高。

2.2 重庆市生态承载力及生态盈亏分析

通过计算公式（3）和（4），利用重庆市土地统计数据测算了人均生态承载力和生态盈余。计算结果见表6和表7。由表6可见，重庆市生态承载力在1997 — 2013年间有增有减，从1997年的0.619 1 hm2下降到2011年的0.610 4 hm2，2007年为最低值0.590 7 hm2，近2～3年开始上升。这主要是由于重庆自直辖以来，伴随城市化进程，人口持续增长，加速了人均生态承载力的减少。其中1997 — 2001年由于直辖以来城市经济建设和社会发展，占用了一定的耕地资源，耕地的生态承载力由0.687 8 hm2减少到0.653 7 hm2，随后几年随着耕地保护措施的加强，耕地生态承载力从2002年开始有所增加。但草地和水域的生态承载力几乎没有变化，而林地和建筑用地的生态承载力分别增加了373.75%和340.48%。主要原因在于重庆市快速城市化的影响，越来越多的农村人口进入城市生活，所以建筑用地面积有了较大的增加。近年来重庆市加强了保护林地的措施，加大了人工造林的力度，林地的生态承载力有所增加。

通过对比生态足迹和生态承载力的情况，可以看出人均生态足迹逐年增加，而生态承载力却逐年减少，因此呈现明显的生态赤字逐年提高（表7）。1997年的人均生态赤字为0.096 9 hm2，2002年增至0.206 3 hm2，2007年达到0.617 7 hm2，到了2013年人均生态赤字增至1.008 9 hm2，年均递增55.36%。由生态盈亏（表7）的分析不难看出，重庆市人口对自然资源的利用逐年增加，目前已大大超过了本地生态承载能力的范围，人地关系紧张，生态环境不断恶化，资源环境形势严峻，地区发展呈不可持续状态。

2.3 重庆市万元GDP生态足迹分析

万元GDP生态足迹是计算区域每单位末端产出耗费的各种资源折算生物生产性土地面积的指标，反映经济发展对土地资源利用率、经济增长和技术进步对可持续发展的影响。该指标越大，区域系统资源的利用率越低，反之则说明利用率越高[9]。本研究计算了重庆市1997 — 2013年间的万元GDP生态足迹，即用人均生态足迹除以人均国内生产总值，结果见表8。由表8可知，随着重庆市人均国内生产总值的增加，万元GDP生态足迹逐年减少，从1997年的1.362 9 hm2降到 2013年的0.395 4 hm2，较1997年减少了70.99%，表明资源利用率正在提高。这是因为重庆市自直辖以来，经济的快速发展使得当地GDP大幅增加，生产工艺和技术的改善提高了土地资源的利用率。

3 小结与讨论

运用生态足迹方法对重庆市1997 — 2013年生态足迹和生态承载力进行了动态的测度和分析，结果表明，重庆市1997 — 2013年人均生态足迹呈递增趋势，由0.715 9 hm2增加到1.692 0 hm2，人均生态承载力从1997年的0.619 1 hm2下降到2007年的0.590 7 hm2，之后几年逐渐上升，总体呈递减趋势。期间生态赤字由0.096 9 hm2增至1.008 9 hm2。一方面说明伴随着重庆城市化进程，经济得到高速发展，重庆市居民的生活水平提高，需求结构也产生了较大的变化，对生物和非生物资源的消耗量越来越大，导致生态足迹逐步增长；另一方面也反映了城市化的发展对生态环境的最直接影响就是减少了耕地等生产性土地，间接地增加了建筑用地，加上人口增长因素，造成人均生态承载力明显下降，地区发展已经处于不可持续的状态。

以上结论可以看出，现在重庆市社会经济的发展对生态环境的影响比较显著。为了减少生态足迹，减缓生态赤字，提高区域生态可持续发展能力，促使重庆城市化与生态环境协调发展，建议从以下几点进行改进：

1）严格保护各类土地资源，不断优化土地利用结构。土地是人类生存和发展的基础，为人类提供各种生产、生活产品。由于人口众多，重庆市人均土地资源十分有限。因此需要完善征地审批制度，制定严格的土地资源保护措施，保护有限的土地资源。与此同时，由于不同类型土地的生物生产量不同，如耕地和建筑地的生态生产性产出一般要高于林地和草地，因而针对重庆市实际情况，通过合理调整各类土地资源利用结构，提高当地的生态承载力，以实现其各类土地资源的供求均衡。

2）增加科技投入，提高土地生产效率。科技发展水平对生态承载力的影响在于科技投入越大，科技发展水平越高，单位面积土地的生产率越大，地区生态承载力越高。重庆耕地总量大，但人均耕地少，坡耕地多，中低产田面积大，加上干旱等自然灾害，使土地生物生产量普遍较低，也使得该地的生态承载力较低。重庆市应加大对农渔林畜牧业的扶持力度，积极推动立体化种植、稻秆还田及轮耕等生态农业，因地制宜的发展高效农产品，实现农业生产集约化和机械化，从而提高土地生产效率，减少生态赤字。

3）推行低碳生活方式，引导人们合理消费。随着经济发展，人类的消费需求进入了个性化、差异化和高档化阶段，在生态足迹不断增加、生态承载力不断减少的趋势下，改变人们的消费模式和需求，是减少生态足迹的有效手段。因此，需要建立资源节约型的社会生产和消费体系，引导人们寻求高质量的生活消费方式，從而减少人们的生产生活对环境的负面影响，促使经济增长与生态环境协调可持续发展。

4）控制环境污染，遏制生态环境恶化。重庆作为西部重工业城市，城市工业化发展迅速，由此带来的大气污染、酸雨沉降、土地退化等生态环境问题日益严重，加之三峡库区生态区是长江上游生态极其脆弱的地区，资源环境问题仍十分突出，致使生态生产力不断降低，这也是该地区生态承载力逐年下降的重要原因。因此，要减少该地区生态赤字，就需要加强生态环境的整治，全面控制环境污染，遏制生态环境的继续恶化。

参考文献：

[1] 杨永奎，王定勇.重庆市直辖以来生态足迹的动态测度与分析[J].应用生态学报，2007，27（6）：2382-2390.

[2] 黎 明，李百战.1999年以来重庆市生态足迹的变化与分析[A].Proceedings of 2010 international conference on remote sensing （ICRS 2010） Volume 4[C].南京：中国遥感应用协会，2010.

[3] 张志强，徐中民，程国栋，等.中国西部12省（区市）的生态足迹[J].地理学报，2001，56（5）：599-604.

[4] 孙 凡，孟令彬.重庆市生态足迹与生态承载量研究[J].应用生态学报，2005，16（7）：1370-1374.

[5] 刘 淼，胡远满，李月辉，等.生态足迹方法及研究进展[J].生态学杂志，2006，25（3）：334-339.

[6] 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.

[7] 中国环境与发展国际合作委员会.中国生态足迹报告2012[R].北京：中国环境与发展国际合作委员会，2012.

[8] World Wide Fund for Nature. Living planet report 2010[R].WWF：Switzerland，2010.

[9] 徐中民，张志强，程国栋，等.中国1999年生态足迹计算与发展能力分析[J].应用生态学报，2003，14（2）：280-285.