中国林业生态足迹、生态压力与生态效率评价*

陈振环，张彦发，朱洪革

(1.东北林业大学 经济管理学院，哈尔滨 150040；2.吉林省三岔子林业局，吉林 白山 134702)

2015年9月，联合国发展峰会通过《2030年可持续发展议程》(简称《发展议程》)，该议程为各国实现可持续发展勾画了美好蓝图。与此同时，中国政府发布了《中国落实2030年可持续发展议程国别方案》。2016年12月，国家林业和草原局印发《中国落实2030年可持续发展议程国别方案——林业行动计划》(办规字〔2016〕302号)，该计划从政策制定、生态安全、产业发展和气候变化等方面明确了林业部门响应《发展议程》的具体工作任务。2020年7月，新修订的《中华人民共和国森林法》将被贯彻实施，新森林法通过完善中国森林资源的监督保障制度，以立法形式为林业的可持续发展提供了法治保障。作为国民经济的重要组成部分，林业既是人们获取森林产品和生态服务的生产部门，又是促进经济社会与环境协调发展的基础性产业和社会公益事业[1]。因此，对现阶段中国林业可持续发展状态进行客观评价，有益于正确判断林业发展所面临的形势。生态足迹作为衡量可持续发展能力的重要方法，自20世纪90年代被提出后就受到学术界的持续关注，并在国家、省份和地区等不同空间层面的研究中得到广泛应用[2]。鉴于传统的生态足迹模型在不同行业或产品的应用中存在局限性，部分研究对其测算方法进行了适度改进，极大地拓宽了生态足迹模型的应用范围[2]。国内外学者相继将生态足迹理论应用于旅游业[3-4]、农业[5]、食品[6]、能源[7]、水产品[8]、橡胶[9]和互联网金融[10]等诸多专业领域，为生态足迹理论的应用、拓展提供了大量有借鉴价值的成果。然而，由于林业所涉及的部门众多且相关参数缺失，针对林业生态足迹的研究尚不多见，将生态足迹理论应用于林业领域尚属于拓展性尝试。现有研究主要围绕国有林区的生态足迹评价[11-12]与木质林产品生态足迹评价[13-16]两方面展开，集中在体现经济属性的有形林产品方面，均未纳入体现林业生态文明价值的生态服务属性，从而可能会导致对中国林业生态足迹的低估。有鉴于此，立足于经济和生态属性的双重视角，在已有的研究基础上重新测度了林业生态足迹，并进一步对林业生态压力和生态效率展开分析，以期为中国林业可持续性评价和相关政策制定提供科学依据。

1 数据与方法

1.1 数据来源

中国各省份生产的林产品种类众多，且不同地区间也存在较大差异，因此从国家层面展开林业生态足迹测度。鉴于1998年后实施的“天保工程”政策对中国林业发展影响较大，研究时段选择为1998—2017年，林业生态足迹账户包括林产品生态足迹和碳足迹两部分。其中，木材(原木和薪材)与木材加工品(锯材、木片、人造板、木炭、松香等)、全国森林面积及林业产业总产值数据来自国家林业和草原局(原国家林业局)编制的中国林业出版社出版的1998—2017年《中国林业统计年鉴》。木浆的统计数据来自于中国造纸协会官网(http://www.chinappi.org/)发布的2006—2017年《中国造纸工业年度报告》，中国造纸协会编制的中国轻工业出版社出版的1998—2005年《中国造纸工业年鉴》作为补充数据。煤炭、石油和天然气等能源消费数据来自国家统计局编制的中国统计出版社出版的1998—2017年《中国统计年鉴》。针对少数指标存在缺失的情况，采用相邻2年数据的均值进行插补。

1.2 构成因子

表 1 林业生态足迹的属性构成因子

以中国林业产业为研究对象，从经济属性和生态属性两方面界定林业生态足迹模型的属性构成因子(表1)。现有文献主要采用木材与木材加工品两大类林产品进行林业生态足迹测算[13，17-18]，为了更精确的测度林业生态足迹，在先前研究基础上进一步引入其他加工材、木竹地板、农民自用材、农民烧材、木浆、木炭和松香这7种林产品指标。森林的经济属性体现在为人类生活提供各种林产品，而森林的自然生态服务属性体现在森林碳汇功能[1]。一些研究指出森林碳汇量占整个植被碳蓄积的77%以上，森林碳汇和草原碳汇合计则高达整个植被碳蓄积量的93%[19]。在环境经济学的研究领域，传统生态足迹法因未充分考虑温室气体排放而受到指责[20]，均将碳足迹视为构成生态足迹模型的重要组成部分[21-23]。中国作为世界上的工业大国，经济发展需消耗大量化石能源，吸收经济活动所排放的CO2需要一定的森林面积，因此将能源消费指标纳入林业生态足迹测度环节。

1.3 分析方法

生态足迹理论(Ecological footprint，简称Ef)是用土地面积作为度量单位的生态可持续性评估方法[24]。生态足迹又被译为生态占用，表示在目前的生产力水平条件下、特定的空间范围内不间断的生产人类所需要的全部资源，并满足人们所需要的各类服务，以及处理各种废弃物需要的全部土地和水域面积之和[25]。

传统生态足迹理论将生态生产性土地类型划分为化石能源地、耕地、草地、林地、建筑用地和水域这6类[26]。使用传统生态足迹方法测度林业生态足迹时，难以确定各类林产品的全球平均产量和土地均衡因子，故需要对传统方法进行拓展。延续先前研究中将林业生态足迹界定为满足某个区域对森林资源消耗所需森林面积的思路[13-14，17-18]，研究将生产消费及进出口过程中的林产品折算为森林资源数量，同时将吸收化石能源碳排放所需森林面积与其进行累加。改进后的林业生态足迹模型形式为[14，19]：

⑴

式中Ef代表当年区域内森林需求总面积(即林业生态足迹)；Pfi表示第i种林产品生产量，Ifi和Efi分别表示第i种林产品进口量和出口量；γ表示将第i种林产品产量折算为原木当量的原木转换系数，ρ代表森林中林木总蓄积量的木材平均出材率，yi表示森林中单位面积木材的采伐量(实际生产法)或单位面积木材增量(可持续产量法)。

研究将实际生产法和可持续产量法得到的林业生态足迹净值作为林业生态足迹估计区间的上下限，计算得到中国林业生态足迹的历年平均值。碳足迹估计公式如下[19]：

⑵

式中Acej代表吸收第j种化石能源碳排放所需森林需求面积(即碳足迹)；Ccej代表第j种化石能源消费总量；Cdcej表示为第j种化石能源碳排放系数；Perf代表森林生态系统吸收碳排放的份额；EPf代表全球平均的森林碳吸收能力。

公式⑴现了森林的经济和生态双重属性。在经济属性方面，林业生态足迹可反映为生产社会经济运行所需要各种林产品的森林面积总和。在模型中，参数γ、ρ可借鉴文献[17]和文献[18]确定，参数yi可由文献[13]确定。在生态属性方面，林业生态足迹可反映为吸收化石能源碳排放所需森林面积的总和，式⑵中所涉及到的具体测算参数来源于文献[19]的研究。

在此基础上，由林业生态足迹模型可延伸得到[25]：

Ed=Bc-Ef

⑶

⑷

⑸

式中Ed代表林业生态赤字；Bc代表林业生态承载力；式中Et表示林业生态压力指数；式中Ee代表林业生态效率；GDPf代表林业总产值。

生态承载力可被理解为自然资源对生态足迹扩大的限度，据此林业生态承载力可引申为森林资源所能支撑人类经济活动中对其消耗的最大限度，理论上林业生态承载力的上限为区域内全部森林面积[17]。当区域内林业生态承载力低于林业生态足迹时，表明存在林业生态赤字，反之则存在林业生态盈余；林业生态压力指数具有相类似的含义。通过生态赤字或生态压力指数即可对林业发展状况的可持续性展开评估。此外，世界可持续工商理事会(WBCSD)提出以经济和环境比值衡量生态效率，故将林业生态效率定义为单位生态足迹与林业生产总值的比率[27]。

采用实际生产法、可持续产量法分别计算林产品足迹和林业生态足迹。

2 结果与分析

2.1 碳足迹在林业生态足迹中所占比例较高

1998—2017年中国林业生态足迹的测算结果显示(表2)：林业生态足迹呈现比较稳定的上升状态，且增长率随时间推移呈现先升后降的波动趋势。以实际生产法为例，2017年的林产品生态足迹为13.9×108hm2，1998年林产品生态足迹为1.9×106hm2，20年间林业生态足迹扩大7.49倍。原因可能是：随着中国经济发展水平的提升，建筑业、家具业及造纸业的产能获得长足发展，这些行业对作为原材料的木质林产品的需求量不断扩大。从增长率的角度看，林产品足迹的年均增长率为11.41%，其中2001—2011年为林产品生态足迹的高速增长期，在此期间的年均增长率为15.83%，原因可能是：加入世界贸易组织(WTO)以后，中国曾实行“出口导向型”的经济发展政策，导致中国林产品消费和进出口贸易得到快速发展。碳足迹的评价结果显示：1998—2017年碳足迹值扩大了3.84倍，期间碳足迹的年均增长率为7.15%，增长高峰区间发生在2002—2011年，年均增长率高达11.03%。表明中国林业生态足迹的增加受到来自林产品足迹与碳足迹的双重影响。这与史丹等学者[28]的研究结论相一致。碳足迹增加的原因可能与中国经济的快速增长及重工业产品出口的快速增加有关，重工业产品出口导致国内的能源消费和碳排放量骤增。

表 2 1998—2017年中国林业生态足迹/×108 hm2

碳足迹在林业生态足迹内部结构中所占比例远高于林产品足迹，表明在中国现阶段林业生态足迹的构成中，对林业生态服务属性的需求要相对大于对林业经济属性的需求。进一步测算发现，林产品生态足迹值的年均增长率为7.19%，接近碳足迹7.15%的年均变化率。林业生态足迹在2014年以后整体递增速度已开始逐步放缓。原因可能是：2012年政府提出大力推进生态文明建设，2014年中央继续出台了“全面停伐”政策，此后森林保护的政策效应开始逐步显现。此外，始于2005年的“节能减排”战略，使中国能源强度在“十三五”期间下降了18.4%，对控制碳足迹增速也起到了显著的抑制效果。

2.2 林产品足迹与碳足迹的生产值均大于进口值

林产品与能源消费的进口生态足迹需消耗出口国的森林资源，实质上等价于通过贸易间接保护了进口国同等份额的森林资源，而出口生态足迹则意味着消耗本国森林资源[14]，因此在分析林业生态足迹过程中必须考虑生产、进口与出口3种情况。图1为中国林产品足迹和碳足迹生产、进口及出口情况的蛛网图，其中林产品足迹采用了两种计算方法的均值。在研究期内，中国的林产品足迹和碳足迹构成中，生产足迹均占据了较大比例，出口足迹值因较小而聚集于蛛网中心(图1)。1998年林产品生产足迹为1.301×106hm2，同期的林产品进口足迹与出口足迹分别为1.428×105hm2、8.302×104hm2，说明1998年中国林产品足迹构成中，林产品进口足迹与出口足迹的差距较小；2017年林产品生产足迹增至 8.572×106hm2，林产品进口足迹与出口足迹分别为1.563×106hm2和2.337×105hm2，说明林产品生产足迹与林产品进口足迹逐年递增，而林产品出口足迹则长期维持在较低水平。碳足迹的情况与林产品足迹类似，1998年的碳生产足迹为2.199×108hm2，碳进口与碳出口生态足迹分别为0.146×108hm2和0.124×108hm2，说明中国加入WTO前，国内碳足迹在进出口贸易方面基本处于相对平衡的状态；2017年的碳生产足迹增至6.684×108hm2，碳进口足迹为1.602×108hm2，碳出口足迹为0.232×108hm2，说明中国加入WTO后，碳进口足迹随时间快速上升，但碳生产足迹仍占据主导地位。因此，国内市场对林产品及能源消费的需求上升导致生态足迹发生转移，虽然林产品进口足迹有所增加，但是满足市场需求主要还是依赖国内供给为主，研究期内木材进口对中国林产品足迹变化的影响有限。

图 1 林产品足迹与碳足迹的生产、进口及出口情况Figure 1 Production，import and export of forest product footprint and carbon footprint

2.3 中国林业发展暂时处于生态赤字状态

不同学者从有形林产品的角度测度林业生态足迹后，均得出了中国林业发展处于生态盈余状态的结论[17-18]。在计算生态盈亏状态时，需注意林业生态承载力与林业生态足迹之间的单位换算，否则可能会导致截然相反的结论。绘制并分析两种不同情况下测算得到的林业生态足迹、生态承载力和生态盈亏情况的蛛网图(图2)。采用传统方法测度得到的林产品生态足迹值较小，聚集在蛛网图的中心区域，而考虑了生态属性后得到的林业生态足迹值较大，林业生态承载力则恰好介于林产品生态足迹与林业生态足迹之间。因此，如果仅以传统的林产品生态足迹替代林业生态足迹，会造成对中国林业生态足迹值的低估。同理，分别计算林产品生态足迹、林业生态足迹与林业生态承载力之间的差值，测算得到林业生态盈亏情况。可见，采用传统方法的林产品生态足迹时，中国林业发展处于生态盈余状态，而当考虑了生态属性后则林业发展处于生态赤字状态。实际上，在“天保工程”等大型政策实施后，中国林业生态承载力随时间在不断增强。有学者认为造成林业生态赤字扩大的主要原因是2002年后碳排放的激增，导致国内对森林面积需求量加大[28]，上述研究结论验证了该观点。因此，造成中国林业生态赤字的主要根源是2002—2012年碳足迹大幅上升，背后实质上是能源消费的不断上涨。

图 2 林业生态足迹、生态承载力及生态赤字情况Figure 2 Forestry ecological footprint，ecological carrying capacity and ecological deficit

2.4 林业生态效率相对林业生态压力的增速更快

1998—2017年林业生态压力和林业生态效率的测度结果显示(表3)：中国林业生态压力与林业生态效率均随时间呈逐步上升的趋势。从增长速度看，1998—2001年林业生态效率增长较快，在2002—2005年林业生态压力增速大幅上涨，2006年后林业生态效率增速再度超过林业生态压力。原因主要是：加入WTO后中国的能源消费大幅度上涨，对降低碳排放需求加大。此外，中国木材加工业得到迅速发展，其中家具、胶合板及纤维板是出口主要产品，受国内相关林业政策影响，木材对外依存度超过50%。

表 3 1998—2017年中国林业生态压力与生态效率

随着世界多国普遍实施原木出口限制政策，未来原材料来源压力可能会加大。2005年《中华人民共和国国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要》中“节能减排”政策的提出，国家开始重视能源效率提升以降低碳排放，此后国内工业碳排放增速开始逐渐放缓。1998年开始实施的“天保工程”及“退耕还林工程”使中国林业生态承载力提升。林业生态效率上升的原因可能是：自2008年以来，国家相继出台了《林业产业振兴规划(2010—2012年)》《林业产业发展“十三五”规划》等一系列促进产业发展的政策性文件，推动了中国林业产业的高速发展。《2017年全国林业发展统计公报》的数据显示：2017年中国林业产业总产值达7.1×1012元，林业总产值实现大幅度增长，使单位生态足迹的经济产出值不断上升，表明中国的森林利用效率正在逐步提高。此外，自2010年以来林业产业总产值的平均增速高达17.7%，林业三次产业产值所占比例分别为32.8%、47.6%和19.6%，作为林业支柱产业的经济林产品种植与采集业、木材加工及木竹制品制造业、林业旅游与休闲服务业产值均突破万亿元。

3 结论与建议

3.1 结论

1998—2017年中国林业生态足迹总量呈逐年攀升态势，其中碳足迹占据了较大比例，而林产品足迹的占比较小。由于加入WTO后导致国内的碳足迹开始骤增，但林产品市场需求扩张对林业生态足迹形成的影响有限，1998—2017年中国林业生态足迹仍以自给为主、进口为辅。采用传统的林业生态足迹测度方法，因未考虑林业的生态服务属性，会导致对林业生态足迹的低估。受碳足迹变动所引致的森林需求上升影响，中国林业发展暂处于生态赤字状态。然而，尽管林业发展面临一定的生态压力，但林业生态效率正在稳步提升，因此中国林业正在逐渐朝着可持续发展方向转变。

3.2 建议

3.2.1 加大人工造林力度，提高林业生态承载力

从林业生态足迹角度来看，提高林业生态承载力仍然是缓解中国林业生态赤字的主要选择。这就要求在“全面停伐”背景下，争取做到中国人工造林面积增速追上碳足迹增速。因此，政府部门应增加林业投资额，鼓励更多的私人投资者参与林业建设，加快推进人工林发展，不断强化中国林业生态承载能力。

3.2.2 制定产业政策，推进林业产业转型升级

鉴于林产品生态足迹逐年攀升，林业部门应加快制定产业扶持政策，促进发挥产业集聚效应。在满足林产品市场刚性需求的前提下，合理有序优化木材加工业布局，依靠技术进步最大限度提高木制品的附加值与投入产出效率。从政策、资金和市场等方面扶持林产品制造业中的龙头企业，引导中国林产品制造业整体从价值链的中低端走向高端。

3.2.3 依托制度创新，合理降低林业生态赤字

从制度方面缓解中国林业生态赤字，需通过金融机构融资约束机制促进能源效率的提升、发展太阳能等新型能源等多重路径降低化石能源的消费量，依托技术进步和制度创新合理降低碳足迹。同时，将森林资源存量与碳排放生态红线挂钩并纳入地方政府的绩效考核框架，避免地方政府在削减林业生态赤字中的“搭便车”现象，通过中央垂直压力促使地方部门更加重视对森林资源的保护与建设。