基于生态足迹模型的天津市可持续发展研究

2018-12-06李凤婷

资源节约与环保 2018年11期

李凤婷

（天津商业大学天津 300000）

1 天津市基本概况

从自然生态环境的角度上看，天津地处中国环渤海地区的中心地带，距首都北京仅有120公里左右，面积1.19万平方公里，地势主要以平原和洼地。一个地区的自然环境，特别是气候与地貌类型都会影响着一个地区的植被以及农作物的种植情况，从而对地区的生态足迹变化也发挥着重要的作用。

从社会经济环境角度出发，第一，天津市的人口总数一直处于一种增长的态势，2016年与2007年相比，这十年间的增速达到了40%左右，人口的持续增长使得该地区人类对自然资源的需求不断加大，与土地、资源供给之间的矛盾日益加剧。第二，在经济发展水平上看，天津市统计公报及统计数据显示该地区2016年生产总值（GDP）17885.39亿元，比上年增长9.0%。第三，城市功能定位方面，天津是工商业城市，制造业、原材料生产等行业发达，正因为如此天津面临的生态压力更大。

2 研究方法

通过分析当前的生态足迹模型的研究，本文采用了由Wackernagel等人逐步完善的生态足迹方法——综合法。生态足迹指生产一定人口所消费的资源和吸纳这些人口消费产生的废弃物所需要的生物生产性土地的总面积。生态承载力表示该地区的生态容量，一个地区提供给人类的生物生产性土地面积定义为该地区的生态承载力，当生态足迹大于生态承载力时，为生态赤字，反之为生态盈余。

生态足迹综合法把生物资源消费和能源消费项目分别纳人生物资源账户和能源账户之中，其划分为耕地、林地、牧草地、水域、建筑用地和化石能源用地6种土地类型，每一类土地都有详细的消费科目。

生态足迹的计算公式为：

式中，i为消费品类型；pi为第i种消费品的世界平均生产能力；ci为第i种消费品的消费量；si为第j种消费品折算的生态生产土地面积，j为第类生物生产性土地均衡因子；为生物生产性土地类型。人均生态足迹的结果是总的生态足迹与人口的比值。

由于6种生物生产性土地的生产力水平不等，为了使得比较更加具有说服力，需要将不同的土地面积转换为具有相同生物生产力的面积，所以引入了均衡因子的概念，在本文中选取了中国科学院刘某承对中国均衡因子的测算结果。

生态承载力的计算公式为：

式中，aj为产量因子，yj为折算系数（依照我国能源折算系数，将能源的具体消耗量换算为统一的能量单位）。

不同国家和区域同类生物生产性土地的实际面积由于不能够直接进行比较，所以在这里引入了标准的产量因子这一系数对不同类型土地的面积进行调整。本文中选择了中国科学院刘某承博士对中国产量因子的测算结果。

生态盈余（赤字）的计算公式为：

式中，ED为土地生态赤字；ER为土地生态盈余。考虑到土地利用的多功能性，在比较计算过程中应将生物多样性保护部分（12%）从人均生物承载力中减去。

3 生态足迹结果的演化与分析

3.1 天津市的人均生态足迹的分析

根据表3-1的计算结果可以清晰地看出，2007年至2016年之间，总体上呈下降趋势，下降幅度约为8.8%。分析原因，一方面主要是由于天津市的人口从2007年的1115万人增加到了2016年的1562万人；其次天津市在多方面推进环境治理。化石能源用地的人均生态足迹趋势与总的人均生态足迹趋势基本一致，显然化石能源用地的生态足迹对总的生态足迹的构成影响较大。在下文中会继续讨论生态承载力，如果说生态承载力中化石能源位居榜首那说明当前天津市的土地利用结构相对合理，否则不然。

表1 天津市人均生态足迹（hm2/人）

3.2 天津市的生态承载力的分析

图3-1、图3-2分别是2007年和2016年各类型土地的人均生态承载力占比，可以看出近十年间天津市的建筑用地和耕地的人均生态承载力占据很大比例，这主要是由于耕地面积较与其他土地的产量较高，以及建筑用地的面积在逐渐扩大，致使生态承载力不断扩大，但这明显与上述生态足迹中化石能源用地位居榜首的的结构不符合。化石能源用地的生态足迹与土地承载力明显不对应，这也验证了在上一章节中的假设，所以天津市的土地结构利用存在不合理之处。

图1 2007年各类型土地的人均生态承载力占比（万hm2）

图2 2016年各类型土地的人均生态承载力占比（万hm2）

3.3 天津市的人均生态赤字的分析

如果社会对生态资本及服务功能的需求强度接近于土地的可持续更新能力，供需相抵，那么生态系统处于相对平衡的状态；如果超出了土地的更新能力则处于赤字状态，反之为盈余状态。在计算结果中天津市的土地利用处于生态赤字中，并且在2010年至2013年间，生态赤子处于上升的态势，这与人口的增长、化石能源的过度使用以及土地的不合理利用密切相关。