福建省生态适度人口研究——基于GTFP 改进的生态足迹方法

吴文杰 李广培 陈文泽

党的十九届五中全会提出要加快推动绿色低碳发展，持续改善环境质量，提升生态系统质的量和稳定性。在当前积极的人口国策背景下，如何处理好人口同资源环境的长期均衡的发展关系，不仅体现了可持续发展的核心诉求①田雪原：《“十五”和2010 年人口发展报告》，《市场与人口分析》2000 年第4 期，第1—9 页。，也是实现生态系统高质量演进的重要前提①牛文元：《可持续发展理论的内涵认知——纪念联合国里约环发大会20 周年》，《中国人口·资源与环境》2012 年第5 期，第9—14 页。，而综合考察资源、环境要素与区域人口承载关系的生态适度人口学说也因此成为人口研究的一个热点②熊升银、周葵、刘思岑：《人口、资源、环境与经济社会协调发展研究述评与展望》，《广西社会科学》2020 年第8 期，第62—68 页。。相对于侧重人口与经济发展关系的适度人口研究，生态适度人口学说强调人与自然的矛盾统一，关注资源、环境对人口的约束，认为生态适度人口是兼顾资源供需、维护生态平衡的理想发展水平③马琼、苏美玲：《基于生态足迹的塔里木盆地人口与水土资源协调发展研究》，《干旱区资源与环境》2014 年第3 期，第31—36 页。。如何测算生态适度人口规模以为经济社会发展和政府决策提供参考依据是该学说的研究重点之一。

如何准确估计生态适度人口规模？一般认为，生态足迹方法被认为是较为合理的测算路径④顾倩：《基于生态足迹法的城市人口容量预测分析——以杭州市域为例》，《和谐城市规划——2007中国城市规划年会论文集》，中国城市规划学会，2007 年，第226—234 页。。从现有研究看，学者们主要是采用静态或动态的过程分析法⑤William Rees,“Urban Ecological Footprints: Why Cities cannot be Sustainable——and why They are a Key to Sustainability,” Environmental Impact Assessment Review 16,no.4(1996):223-248.、综合法⑥张雪花、李建、张宏伟：《基于能值-生态足迹整合模型的城市生态性评价方法研究——以天津市为例》，《北京大学学报（自然科学版）》2011 年第2 期，第344—352 页。，重点考察资源、能源承载力等因素，估计不同区域的生态适度人口，大多得出各地实际人口大于或者远大于生态适度人口的悲观结论⑦顾怡川、宋绍杭：《基于生态足迹的藏北小城镇适度人口规模研究——以西藏自治区那曲县古露镇为例》，《生态经济（学术版）》2012 年第2 期，第350—354 页。⑧唐湘玲、吕新、薛峰：《基于生态足迹的新疆适度人口研究》，《干旱区资源与环境》2012 年第7 期，第160—164 页。⑨刘峻：《生态足迹理论的青海适度人口研究》，《青海社会科学》2013 年第5 期，第64—68 页。。然而现实情况是，近年来，国内以城市为核心的区域经济、社会、生态的良性协调发展态势改善日趋显著，人与资源、环境高质量一体化发展战略已初见成效⑩韩冬：《国家中心城市高质量发展与生态环境耦合协调度及空间格局演进研究》，《生态经济》2021年第6 期，第158—164 页。，这表明已有的研究结论未能很好地解释现实的发展。究其原因，可能与传统生态足迹模型存在明显的生态偏向性有关，即侧重于从生态的角度衡量人类生存发展对自然资源、生态系统的消耗程度，忽略了经济、社会、技术和文化方面一些影响可持续发展的关键性问题⑪孙凌宇：《基于生态足迹模型的青海生态可持续状态评估》，《青海社会科学》2009年第6期，第61—65页。，尤其是忽视了绿色技术因素对于环境承载力的积极影响。事实上，技术进步尤其是绿色技术进步已经深刻地影响人与自然、生态的作用关系，绿色全要素生产率的提高既是推动可持续经济增长的重要引擎，也是应对资源约束、环境污染和生态退化的重要途径。生态适度人口指标及其变化正是该影响的重要表征之一。因此，融合绿色技术进步要素，有助于进一步完善区域生态人口测算体系，更为真实、准确地反映人口发展与自然、生态的关系状态。从实践层面看，也有助于在更为科学地把握人与资源、环境现实关系的基础上，推进区域经济、社会与资源、生态、环境的协调发展。

福建省是习近平生态文明思想的重要孕育地，也是践行这一重要思想的先行省份。作为全国首个国家生态文明试验区，为了持续和深化实施福建“生态省”，全面确立高质量绿色发展导向，需要更为科学和客观、准确地认识、判断现代经济社会、生态资源环境、科技发展与人口治理的辩证关系。为此，文中以福建省为具体研究样本，试图揭示绿色技术进步对区域生态环境水平的改善影响，进而针对生态足迹模型具有显著生态偏向性的缺陷，采用引入绿色全要素生产率改进的生态足迹模型测算福建省历年的生态适度人口规模，通过与历年实际人口规模对比，评估和判断绿色技术进步对福建省生态适度人口规模的影响。文章的研究不仅有助于在客观认识福建省生态、人口互动发展实际状况的基础上，从人口政策的角度，厘清“生态省”的建设路径，同时，对生态适度人口和生态足迹理论在绿色创新背景下的融合与创新运用也有借鉴意义。

一、福建省绿色全要素生产率的测算

采用非参数混合径向模型和指数相结合的方法测算福建省绿色全要素生产率。

（一）指标选取与数据来源

考虑数据的统计口径、可获取性、真实性、合理性，并结合众多学者的研究成果，确定以下指标：

（1）劳动投入：以年末从业人数劳动投入数据。

（2）能源投入：选取福建省统计年鉴中统计的“能源消费总量”来表示能源的投入。

（3）资本投入：借鉴张军等人①张军、吴桂英、张吉鹏：《中国省际物质资本存量估算：1952—2000》，《经济研究》2004 年第10 期，第35—44 页。“永续盘存法”，对各地区的资本存量进行衡量

（4）期望产出：将2003 作为基期，采用基期价格将各年份的名义GDP 转化为实际GDP，以实际GDP 作为期望产出指标。

（5）非期望产出：考虑污染物的主要构成，选取SO2、CO2、SOD 三个指标作为生产过程中的非期望产出。

上述指标数据来源于2003—2019 年《福建省统计年鉴》《中国环境年鉴》《中国能源年鉴》等资料。

（二）测算结果及分析

运用前述方法与数据，同时为考虑稳健性，通过专业版软件计量了与两种不同条件下的福建省历年的绿色全要素生产率指数（ML）。依照所测结果，不同条件下的ML 指数值并不一致。基于此，借鉴王兵等①王兵、吴延瑞、颜鹏飞：《中国区域环境效率与环境全要素生产率增长》，《经济研究》2010 年第5 期，第95—109 页。的研究成果，择优选取VRS 条件下所测得的数据作为福建省2003—2018 年的绿色全要素生产率指数。以VRS 条件下所测得的ML 指数为前提，假设2003 年的绿色全要素生产率GTFP 为1，然后基于测得的ML 指数进行累乘，得出2004—2018 年福建省的绿色全要素生产率，测算结果如表1。可以看出，2003—2018 年福建省绿色全要素生产率ML 指数的平均值为1.0173，表明这期间GTFP 的平均增长率约为1.73%，整体呈现在波动中稳步上升趋势。

表1 2003—2018 年福建省绿色全要素生产率

二、福建省生态足迹的影响因素分析

包括绿色技术创新在内的科技创新投入是否有利于提升地区生态环境状况？下文将予以实证分析，这对寻求克服生态足迹模型的生态偏向性十分必要。

（一）指标选取、模型构建与数据来源

以STIRPAT 模型作为指标选择的基础。在指标选取上，考虑数据的统计口径、可获取性、真实性、合理性等，并结合福建省发展实际，确定人均生态足迹水平（ef）为因变量，经过STIRPAT 模型的筛选，从人口规模（P）、经济水平（A）和科技水平（T）三个层面选取8个自变量的指标见下表：

表2 人均生态足迹影响因子指标体系

借鉴Lin 等①Shoufu Lin,Shanyong Wang,Dora Marinova,Dingtao Zhao,and Jin Hong,“Impacts of Urbanization and Real Economic Development on CO2 Emissions in Non-high Income Countries: Empirical Research based on the Extended STIRPAT Model,” Journal of Cleaner Production 166,no.10(2017):952-966.进一步拓展的STIRPAT，构建以下模型：

数据来源：人均生态足迹（ef）是通过2004—2019年《福建省统计年鉴》相关数据测算耕地、林地、草地、水域、化石燃料地、建筑用地等方面人均消耗汇总后获得，绿色全要素生产率（PGDP）由表1 给出，其余要素均由对应年份的《福建省统计年鉴》给出。

（二）偏最小二乘法回归分析

对变量间的相关性进行检验，结果如表3 所示，解释变量间存在严重多重共线性，因此采用偏最小二乘法以剔除多重共线性对模型拟合造成的干扰。

表3 多重共线性诊断

如图1，t1、分别是自变量组、因变量组中的第一成分，构建t1/u1平面图，观察散点的分布规律，可知散点尽数分布于对角线附近，可以认为所设的模型较为合理。

图1 t1/u1 平面图

为进一步分析回归精度，提取主成分，利用SIMCA-P 软件对数据进行分析，依据交叉有效性系数Q2确定模型组成，其临界值为0.0985，表明偏最小二乘回归符合精度标准。进一步计算自变量投影重要性，IND2、PGDP、UR、IND1、C、IND3、P 及GTFP 均大于0.8，有很好的解释力度。

运用SIMCA-P，计算2003—2018 年福建省人均生态足迹的影响因素，得到回归结果：

回归结果揭示：P、PGDP、三大产业产值、C 以及UR 与是ef 正相关关系，表明这些因素都是造成福建省ef 上升的主要因素。GTFP 与ef 呈负相关，GTFP 每上升1 个单位，ef 下降0.1568 个单位。该结论证实了GTFP 与地区生态环境明晰的逻辑关系，为下文引入GTFP以克服生态足迹模型存在的生态偏向性提供了理论支持。

三、模型改进前后福建省生态适度人口的测算与比较

为了反映绿色技术进步对环境的改善，文中引入绿色技术进步因素改进传统生态足迹模型（EF），重新测算生态承载力与生态适度人口。

（一）基于GTFP 改进的福建省生态足迹模型及测算

改进后的生态足迹模型主要体现在生态承载力的变化上，具体如下计算公式：

式中，NEC 表示基于GTFP 改进下的地区生态承载力水平，nec 表示基于GTFP 改进下的人均生态承载力水平，a、r、y 分别表示人均生产性土地面积、均衡因子、产量因子。

（二）改进前后生态承载力的测算与比较

从《福建省统计年鉴》（2004—2019 年）收集相关数据并做相应处理，可得2003—2018 年改进前的人均生态承载力（ec），根据公式（1），进一步测算出改进后的人均生态承载力（nec）数据（见表4）。从中可以看出：ec 相对平稳趋势，而nec 却有较大的波动幅度。引入GTFP 后，人均生态承载力各年同比平均增幅达104.36%，表明在考虑绿色技术进步对生态承载力的贡献之后，福建省的人均生态承载力水平有了较大幅度的提高。

表4 模型改进前后福建省2003—2018 年的人均生态承载力比较

（三）改进前后生态适度人口的测算与比较

由生态足迹和生态承载力共同决定的，即将生态足迹看成一种资源需求，将生态承载力看成一种资源供给，也就是一定的资源供给和资源需求，必然决定一个均衡的人口数量，该均衡数量即为生态适度人口①陈勇、茆长宝、程琳：《基于地区生态足迹差异的生态适度人口研究》，《生态环境学报》2009 年第2 期，第560—566 页。。因此，从供需角度看，生态适度人口正是资源供给与资源需求所决定的均衡人口数量的最佳体现。用公式表示为：

式中，PE 为生态适度人口数，NPE 为嵌入GTFP 后的生态适度人口数，NEC 为嵌入GTFP 后的总生态承载力，p 为生态过剩人口指数，PT 为实际人口数，EC 为总生态承载力。ef 为人均生态足迹。当p ﹥1 时，出现人口剩余，当p ﹤1 时，出现人口负剩余，即生态盈余人口，此时的实际人口小于生态适度人口。EC、PT 数据均来源于《福建省统计年鉴》。

模型改进前后上述指标水平状况见表4：改进前，福建省历年PT 均超过PE，且PT 逐年递增，PE 却逐渐变小，p 值呈波动上升趋势；嵌入绿色全要素生产率后，生态适度人口容量有了显著提高。虽然改进后PT 仍然大于NPE，生态过剩人口指数p'值仍处于波动中上升的趋势，但NPE 的增幅更为可观，平均生态适度人口由模型改进前的657.645 万人增至1522.151 万人，平均增幅高达132.15%，且增幅呈递进态势，生态过剩人口指数则大幅下降，表明实际人口与生态适度人口之间的差距显著缩小。这得益于国家绿色发展战略对绿色技术创新的极大促进，环境承载力得以明显改善，从而有效提升了生态适度人口容量。

表5 模型改进前后2003—2018 年福建省生态适度人口规模比较

图2 更为直观地显示模型改进前后福建省生态适度人口容量与赤字的变化情况：PT 曲线近乎成为一条向右上方倾斜的直线，说明研究期内实际人口规模保持着一个较为固定且平缓的增长速度，符合良性的人口增加规律。PE 曲线表现为在波动中下降的趋势，但波动幅度较小，说明在传统生态足迹模型下的福建省生态适度人口规模以一个相对平稳的趋势下降，且生态赤字人口的缺口逐渐扩大。NPE 曲线位于PT 曲线、PE 曲线之间，整体亦表现为在波动中下降的趋势，说明GTFP 对生态适度人口容量的改善效应是显著的，但也应看到，PT与NPE 的间距也在逐步扩大，尤其是2017 至2018 年期间，NPE 曲线有一个较大幅度的下降，使得生态人口赤字突然增大，这可能意味着通过绿色技术创新提升GTFP 进而扩大生态人口容量仍然面临着边界约束或瓶颈。

图2 改进前后福建省2003—2018 年生态适度人口变化趋势

四、结论及政策建议

（一）研究结论

首先，福建省生态缺口仍不容乐观。从生态足迹看，表现为逐年递增态势，从2003年的1.5216 公顷增至2018 年的3.4812 公顷，增长幅度达到128.79%，也印证了伴随福建省经济社会发展与人民生活水平的提高，对资源消耗的急剧增加。即使在绿色技术进步的背景下，生态赤字缺口仍有持续攀升趋势，应引起政府与社会各界的高度重视。其次，GTFP 的嵌入有助于克服生态足迹模型（EF）的生态偏向性。GTFP 与地区生态环境存在密切的逻辑关系，研究从实证层面印证了一些学者关于“加大包括绿色技术创新在内科技创新的投入有利于提升地区生态环境状况”的假设，也为引入GTFP 以克服生态足迹模型存在的生态偏向性提供了理论支持。其三，绿色技术进步对地区生态适度人口容量的提升显而易见。通过高质量的绿色技术创新，提升GTFP 水平，可以有效减少人类消费造成的生态占用，有利于提升环境承载力水平和生态适度人口容量，在一定程度上缩小既有的生态赤字。

（二）政策建议

人类健康依赖于自然健康，绿色发展是人与自然和谐共处的不二选择。为了切实贯彻落实国家绿色发展战略，进一步加快福建“生态省”的建设步伐，结合前文关于福建省生态足迹与生态适度人口的研究结论，提出以下几点建议：

1.倡导绿色消费，健康生活方式。

基于生态足迹模型测算的福建省2003—2018 年生态适度人口小于实际人口规模，究其主要原因是人均生态足迹水平的大幅增长，人类过度需求、经济粗放式发展导致的资源短缺和环境污染，使得人类对资源的消费速度远远大于生态系统的供给恢复能力。因此，要实现人类消费需求与自然生态供给的均衡，就必须在资源供求之间建立一种相适应的发展模式。从人均生态足迹入手，须引导公众形成绿色消费、的风尚，避免“大量生产、过度消费、随意废弃”的传统生产和消费模式，养成不攀比、不浪费的消费意识与消费习惯。

2.优化产业结构，推动产业发展，实现资源有效配置。

完善市场激励措施，调动自主创新、自主升级积极性。企业是市场基本单位，更是市场的主体单位，产业结构优化具体到市场中，实质上是企业的优化升级，必须进一步完善激励机制，充分调动企业进行自我革新的动力。可以看到，当前部分地方制定了一系列支持超低排放改造的鼓励措施：向企业施压，如收取环保费、发放排污许可证等，让企业治理自己造成的污染。对于具有良好的排污能力的企业，政府还可以给予一定补偿，形成了较强的正面激励与榜样效应。进一步地，亟需深入了解企业转型升级的瓶颈所在，丰富政策工具，引导企业淘汰落后产能，倒逼企业开展“装备竞赛”，改“劣币驱逐良币”为“良币驱逐劣币”的市场淘汰机制，增强企业升级主动性。

宏观层面上，完善产业布局合理性。福建多数工业园区因规划不到位、环保服务落后、配套设施欠缺等问题，致使地区产业结构同质化、行业混杂，难以形成产业集群效应，发挥规模经济，构成了阻碍福建部分地区绿色发展的障碍。科学、合理的产业布局要遵循因地制宜原则，充分考虑不同区域的特点和比较优势，做到因势利导，实现集聚效应：在技术和人才优势突出的沿海地区，重点发展高科技、高附加值的产业；在资源丰富、低劳动力成本的内陆山区，重点发展新型劳动力密集型产业。与此同时，引入“三线一单”制度，实现环境准入的科学化、绿色化。

3.加大科技投入，尤其的绿色科技的投入，增强生态承载力。

技术进步可提高资源的利用效率，进而减少人类消耗造成的生态占用，提高地区生态适度人口容量，亟需加大包括绿色技术创新在内的技术研发投入。

首先，加强环保执法力度，提高环境标准，加大企业的环境压力。企业通过推行绿色生产，加强绿色标志认证，提倡绿色消费，促使企业进行绿色创新。参照食品行业中的“绿色标志”，可将“绿色标志”在多种行业中进行推广：取得“绿色标志”的产品不仅表明质量合格，更加凸显的是产品在生产、使用、消费和回收过程中，符合绿色、低碳、环保的标准。通过推广与强化“绿色标志”，可促使企业不断进行绿色技术创新，提高全要素生产率。

其次，建立与绿色全要素生产率相关的政策体系和法规体系，使绿色技术创新不再是一件令企业吃力不讨好的事，而是打造成一门可以创收的“生意”。机制设计上，对积极参与绿色技术创新的主体，包括企业、个人和科研机构，实行各类政策优惠，同步做好知识产权保护，营造良好的绿色创新环境。

第三，设立绿色技术创新研发中心。参照“海峡两岸技术交流中心”，建设全球性“绿色技术创新研发中心”，以提升技术效率为主要导向，进行关键技术创新与交流；建立高效技术信息网络和信息传递机制平台，降低技术信息不对称，及时了解先进绿色技术发展前沿，紧跟世界技术进步步伐，降低信息不对称，提升学习效率，扩展相关知识面；绿色技术创新本身具有较强的外部经济性，亟需加快技术尤其是绿色技术在企业间、产业间的流动速度。

4.把生态足迹指标纳入地方政府生态文明建设考核，制定与个人生态足迹挂钩的人口政策。

福建是一个以“生态”立省的经济较为发达的沿海省份，更应该重视生态机制设计、制度创新，推动生态文明建设，落实可持续发展战略。在地方政绩考核上，也应该体现出“生态”的地方特色。在具体落实上，可采取如下举措：在原有政绩考核基础上，结合当年地区人均生态足迹账户、生态环境质量等多元化硬性指标，以评价地区的自然资源消耗程度，综合评价当地领导干部班子的工作绩效。守住生态红线、建立环境损害终身责任制，实现离任不离责，增强干部绿色忧患意识，例如对离任干部进行“生态核算”，核算结果将记录在该干部的终身档案中，作为升迁、福利待遇发放的重要依据。

在人口政策制定上，尝试建立归属于个人的生态足迹账户，让个人对自然资源的消耗“有账可查”，并在全国进行推广，将个人生态足迹水平与个人在省际间的落户条件挂钩，建立起生态落户指标：譬如个人生态足迹水平高于全国或者地区所规定的生态足迹标准，若要落户于福建省，则需要缴纳一定的生态补偿税，同理，若个人生态足迹水平低于全国或者地区生态足迹标准，则在福建省省内落户时，可优先享有落户资格，以此从根本上让全民意识到个人生态足迹对环境的影响，创造一套相对完善的个人生态足迹评估预警机制，实现针对个人的生态补偿与惩罚，从而实现生态适度人口与实际人口之间的逐步平衡。