基于改进参数的山东省生态足迹分析

李中才

（山东工商学院，山东烟台264005）

可持续发展是人类社会的共同目标，是全世界普遍接受的发展理念。Wackernagel 提出的生态足迹模型是评价资源环境承载能力的经典方法[1]。生态足迹模型在我国不同区域范围可持续发展研究中都得到了广泛使用[2]。本文在传统模型的基础上，结合山东省经济、社会、资源环境特点，对均衡因子和产量因子进行修正，从而使研究结果能更好地体现山东省的实际情况，为山东省的可持续发展提供理论支撑。

1 研究方法

生态足迹方法是指将人类消耗的资源转化为耕地、林地、草地、水域、化石燃料和建筑用地6 大生态生产性面积，通过选取不同的均衡因子和产量因子，将6 种土地类型的生态足迹相加，就可以得到总的生态足迹。均衡因子是指国内某类生物生产性土地的平均生产力与全国所有生物生产性土地的平均生产力的比值，产量因子为研究区某类生物生产性土地的平均生产力与中国同类土地的平均生产力的比值。

1.1 均衡因子和产量因子计算

本文借鉴何爱红的研究方法[3]，将所有生物产品采用热值形式进行计算，均衡因子计算方法见公式1所示。

式中：efi指全国第i 类土地的均衡因子，Si指第i类土地的生物生产面积指第k 类土地的第i类生物资源产量（kg），rik指第k 类土地的第i 类生物资源单位热能（）。

采用“热值法”计算产量因子，即用热量单位来衡量各类土地的生产力，见公式2 所示。

式中：yfi指研究区第i 类土地的产量因子指j研究区第i 类土地的平均生产力（109J/hm2）指j 研究区第i 类土地的总面积（m2）。

1.2 生态足迹和生态承载力计算

研究区总生态足迹（EF）的计算公式如下：

式中：pi为 i 种产品的总产量（kg），Yi为 i 种产品全国平均产量（kg）。

研究区生态承载力（EC）的计算公式如下：

式中：Ai为 i 类型生产性土地面积（m2）。

可以用生态压力指数（EPI）描述一个区域的可持续发展程度，用研究区总生态足迹（EF）与生态承载力（EC）的比，反映区域生态环境所受压力强度的大小，计算公式如下：

1.3 生态压力趋势预测模型

采用自回归移动平均ARMA(p,q)模型对研究区生态压力指数（EPI）进行趋势预测，ARMA(p,q)模型利用变量自身的历史时间数据对自身进行预测，在实际应用中有很大的时间价值，模型如（6）所示。

2 山东省生态足迹测算

山东省是人口大省，随着经济的快速发展，经济发展与资源环境的矛盾越来越突出，开展生态足迹分析，有益于从宏观上认识经济、社会发展对资源环境产生的压力，更好地制定可持续发展战略。

2.1 数据来源

本文所需的生物生产量和能源消费量数据来源于《山东统计年鉴》、查阅《山东统计年鉴》获取所需的各类物品消费数量、6 大生态生产性面积。查阅《农业技术经济手册》可以获取各类生物产品的单位热值。

2.2 计算结果

首先计算我国各类土地均衡因子平均值，耕地为4.6，林地为 0.2，草地为 0.04，水域为 0.35，化石能源地为0.2，建筑用地为4.6。其次计算山东省各类土地产量因子平均值，耕地为1.5，林地为1.4，草地为2.2，水域为3.5，化石能源地为1.32，建筑用地为0。

依据山东省2009～2018 年统计数据计算得到各年的生态足迹、生态承载力，单位为m2/ 人（见图1）、生态压力指数（见图2）。

3 结果与讨论

由图1 可知，山东省近10 年生态足迹呈波动上升趋势，2009 年为 1.10（m2/ 人），2018 年达到 2.71（m2/人），说明经济社会对资源消耗持续增加，这与经济快速发展与居民生活水平持续改善相吻合。另一方面生态承载力变化幅度不大，总体维持在0.72～0.85（m2/人）之间，生态承载力呈现小幅下降趋势，这与资源过度开发利用、不能得到有效恢复密不可分。

由图2 可知，山东省近10 年生态压力指数呈现上升趋势，说明承载着社会、经济发展的资源环境系统面临着较大压力。究其原因，主要是山东省城镇面积在快速扩张，经济规模在不断增大，对资源和能源需求明显增加，排放较多的工业和生活废弃物，因而使得生态压力指数呈现上升趋势。

使用 EViews 软件确定 ARMA(p,q)模型中 p、q 的取值，通过分析p、q 的取值均为1。ARMA(1,1)模型为：EPIt=0.11027EPIt1+μt+0.18236μt1，应用 ARMA(1,1)模型对山东省2020～2014 年生态压力指数进行预测，预测结果分别为：4.05、4.50、5.0、5.60、6.12，结果表明：未来5 年山东省资源环境系统承受来自经济、社会快速发展的压力呈现上升趋势。

图1 2009～2018 年山东省生态足迹与生态承载力

图2 2009～2018 年山东省生态压力指数