生态足迹在小型城市的运用

来源:用户上传      作者: 戴晓伟

　　摘要：本文通过对江苏省高邮市1996年与2003年生态足迹的计算与分析，加深了对高邮市可持续发展状况的认识。结果表明，高邮市虽然存在生态赤字，但生态赤字较低，基本可以满足其人口在现有生活水平下的消费需求。但随着城市化与工业化进程的加快，高邮市的生态赤字将会增大，这势必会对高邮市未来的可持续发展造成不利的影响。
　　关键词：生态足迹；生态承载力；生态赤字；可持续发展
　　
　　一、引言
　　
　　自1987年《我们共同的未来》发表以来，可持续发展作为一种新的发展理念和模式，已经从理论走向了实践。它是一种全新的发展战略和发展观，而要将这种发展理念变成可操作的发展模式，就必须定量测度发展的可持续性状态，但如何测度发展的可持续性却是一个世界性的难题。
　　自从1992年联合国环境与发展大会制订的《21世纪议程》号召世界各国、国际组织和非政府组织建立和运用可持续发展的指标体系以来，一些国际组织及相关研究人员就努力探寻能定量衡量国家或地区发展的可持续性指标，先后提出一些富有价值的评价方法和指标体系，如联合国可持续发展委员会（UNCSD）于1996年建立的“驱动力―状态―响应”（DSR）指标体系、“可持续发展的晴雨表”（Barometer of Sustainability）、绿色国内生产总值（绿色GDP）、可持续的经济福利指标（ISEW）和真实发展指标（GPI）以及生态足迹（Ecological Footprint）概念等。这些评价方法和指标体系均可在一定程度上反映某国家或地区发展的可持续性，但同时也存在一定的局限性。相比之下，生态足迹的评价方法具有易于理解、分析直观明了和可操作性强的优点。
　　
　　二、生态足迹的基本概念
　　
　　生态足迹（Ecological Footprint）分析法是由加拿大生态经济学家William Rees和其博士生Wackernagel于1996年提出的一种度量可持续发展程度的方法，是一组基于土地面积的量化指标。
　　生态足迹是“一只负载着人类与人类所创造的城市、工厂……的巨脚踏在地球上留下的脚印”，这一形象化概念既反映了人类对地球环境的影响，也包含了可持续性机制。也指“在一定的人口与经济规模条件下，维持资源消费和废物消纳所必需的生物生产面积”，即在一定技术条件下，为维持某一物质消费水平下的某一人口、某一区域持续生存所必需的生物生产性土地面积。生态承载力则是一个区域所能提供给人类生物生产性土地面积的总和。这里涉及到的生物生产性土地这一概念，是指那些具有生物生产能力的土地或水体，是各类自然资本的统一度量基础。生物生产是指生态系统中的生物从外界环境中吸收生命过程所必需的物质和能量化为新物质，从而实现物质和能量的积累。
　　因此，将一个地区或国家的资源、能源消费同自己所拥有的生态能力进行比较，能判断一个国家或地区的发展是否处于其生态承载力的范围内，是否具有安全性。在一个国家或地区内，如果自然生态系统所提供的生态足迹（SEF）大于人类对生态足迹的需求（DEF），则出现生态盈余（Ecological Surplus），表明人类对自然生态系统的压力处于本地区所提供的生态承载力范围内，生态系统是安全的；否则，会出现生态赤字（Ecological Deficit），则可能是区域从其它地区输入资源、在其它区域处置废弃物、耗竭该区域的自然资本存量，这表明该地区的人们对本地区的自然生态系统所提供的产品和服务需求超过了其供给。为了满足需求，人们通常会采取以下两种方法：过度开发本地资源以及大量进口产品和服务，这都会产生一定的外部性效果。
　　要实现可持续发展的生活方式，城市和地区起着关键的杠杆作用。而生态足迹的理论对于研究区域生态系统具有指导意义，通过对城市或地区生态足迹的计算与分析，可定量测度城市人类活动对生态系统产生的压力和影响程度，有助于推动地区制定生态足迹消减政策，减少人类对自然界的负面影响，为城市生态建设提供新的思路和方向。
　　
　　三、生态足迹的计算模型与方法
　　
　　1.生态足迹的计算模型
　　生态足迹分析法的基本假设是：各类土地在空间上是互斥的。譬如，一块地被用作交通用地时，它就不可能同时是林地、耕地或牧草地等。生态足迹计算模型如下式：
　　
　　或 EF＝（区内生产量＋进口量－出口量）×土地转换率
　　其中，ef为人均生态足迹面积；EF为总的生态足迹；N为人口数；ri为第i种消费品或生物资源土地类型生产力权重，因为各类单位面积的生物生产能力差异很大，为了使计算结果转化为一个可比较的标准，有必要在每种类型生物生产面积前面乘上一个均衡因子（权重）以转化为统一的、可比较的生物生产面积；Pi为相应的生态生产性土地生产第i项消费项目的年平均生产力（kg/hm2）；Ci为第i种商品的人均年消费量(kg/人)。
　　在生态足迹分析法中的所有指标都是基于生态生产性土地这一概念而定义的，根据生产力大小的差异，地球表面的生态生产性土地可分为6大类：化石能源土地(fossil energy land)、可耕地(arable land)、林地(forest)、牧草地（pasture）、建筑用地(built-up areas)和水域(sea)。
　　①化石能源土地：是指人类消耗化石能源所“挪用”的土地。
　　②可耕地：耕地是所有生物生产性土地中生产力最大的一类土地，所能聚集的生物量是最多的。全球大约13.5亿公顷耕地处于耕种状态，但人均耕地面积已不足0.25公顷。
　　③草地：即适合发展畜牧业的土地。全球目前大约有33.5亿公顷的草地，折合人均约0.6公顷。
　　④林地：指可产出木材产品的人造林或天然林。全球现有森林约34.4亿公顷，相当于人均0.6公顷的面积。
　　⑤建筑用地：包括各类人居设施及道路所占用的土地，这类土地的世界人均拥有量已接近0.03公顷。
　　⑥水域：海洋覆盖了地球上366亿公顷的面积，相当于人均6公顷。
　　
　　2.生态承载力的计算模型
　　
　　在计算生态足迹的供给（生态承载力）时，由于不同国家或地区的资源禀赋不同，不仅单位面积不同类型的土地生物生产能力差异很大，而且单位面积同类型生物生产土地的生产力也有很大差异。因此，不同国家或地区同类生物生产土地的实际面积是不能直接对比的，需要对不同类型的土地面积进行调整。这可以通过引进产量因子（yield factor）来实现，它是指某个国家或地区某种类型土地的平均生产力与世界同类土地的平均生产力的比率。将现有的耕地、草地、林地、建筑用地、水域等物理空间的面积乘以相应的均衡因子和产量因子，就可以得到世界平均生态空间面积――生态承载力，其计算公式为：
　　EC＝N×（ec）＝N×ai×ri×yi
　　其中，EC为总生态承载力（公顷）；N为人口数；ec为人均生态承载力（公顷/人）；ai为人均生物生产面积；ri为均衡因子；yi为产量因子。
　　
　　四、案例分析
　　
　　本文选择江苏省高邮市为案例城市，将生态足迹方法运用到小型城市的生态系统中，分别计算了在1996年和2004年的消费水平下，维持城市人群的生存和发展所必需的生物生产面积，为高邮市生态建设及实现可持续发展提供研究基础和建议。

　　1.高邮市生态足迹计算
　　高邮市的生态足迹主要由生物资源消费与能源的消费两部分组成。
　　（1）生物资源消费
　　生物资源消费的计算，采用联合国粮农组织1993年计算的有关生物资源的世界平均产量资料(采用这一公共标准主要是使计算结果可以进行国与国、地区和地区之间的比较)。
　　生物资源消费部分，主要包括农产品、动物产品、林产品、水果和木材等14项消费项目。将高邮市1996年和2004年的消费转化为提供这些消费需要的生物生产面积，其结果见表1。
　　
　　表1 1996年和2004年高邮市生态足迹中生物生态足迹
　　
　　资料来源：《1996年高邮市统计年鉴》、《2004年高邮市统计年鉴》
　　
　　从生物资源消费部分的生态足迹来看，人们对粮食、蔬菜、水果、糕点的需求呈减少趋势，而对鲜乳品、家禽、糖酒、蛋类等的需求呈增加趋势，这说明了由于人们随着社会经济的发展，人民的生活水平的提高，人们对饮食结构的需求和对食物的喜好也发生了变化。
　　（2）能源消费
　　能源消费的计算，采用世界上单位化石能源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能源土地面积。
　　能源消费部分，主要包括原煤、焦炭、汽油、柴油和电力等8项消费项目。将高邮市1996年和2004年的消费转化为提供这些消费需要的能源消费用地，其结果见表2。
　　
　　表2 1996年和2004年高邮市生态足迹中能源生态足迹
　　
　　资料来源：《1996年高邮市统计年鉴》、《2004年高邮市统计年鉴》
　　
　　高邮市的能源主要都是通过进出口和国内贸易而来。也就是说，高邮市的发展除了消耗了本地区自然生态系统提供的生态产品及服务，还依赖于该区域外自然生态系统提供的生态产品及服务。随着社会经济的发展，城市化和工业化进程的加快，高邮市对能源的需求也越来越大，尤其是对液化石油气和柴油的消耗，这也必然加大该区域外的生态系统压力。
　　
　　2.高邮市生态承载力计算
　　
　　生态承载力反映本地的资源的实际供给能力，其中产量因子采用了Wackernagel对中国因子选取的算法。通过计算汇总便可得到高邮市1996年与2004年人均生态承载力的最终结果，见表3。
　　
　　表3 1996年与2004年高邮市生态承载力计算
　　
　　注：EC为可利用的人均生态承载力、BD为生物多样性保护面积，按照世界环境与发展委员会（WCED）的报告《我们共同的未来》所建议的，留出12%的生物生产土地面积以保护生物多样性即其它几千万物种。
　　高邮市的生态承载力变化较为微弱，只有水域面积略有增加。
　　
　　3.生态足迹与生态承载力分析
　　
　　通过计算汇总，分别得出高邮市1996年和2004年生态足迹的需求和供给的最终结果，见表4、表5。其中，生态足迹的需求部分是前面计算的汇总。均衡因子的选取来自世界各国生态足迹计量研究报告，而产量因子是Wackernagel文献中计算中国生态足迹时所采用的产出因子。
　　
　　表4 1996年高邮市生态足迹计算汇总
　　
　　表5 2004年高邮市生态足迹计算汇总
　　
　　（1）高邮市生态足迹的分析
　　2004年高邮市的生态足迹较1996年相比有所增加，而且生态足迹也大于生态承载力。这与加拿大的Williams Rees课题组对世界上其它城市的生态足迹计算结果相一致，几乎所有城市都占有比其自身生态承载力大得多的生态足迹，发达国家的生态足迹更是数倍乃至数十倍于自身的面积。但是与其它地区尤其是发达地区相比较，高邮市的生态足迹还是较低的。这说明高邮市的城市化和工业化发展以及人均消耗资源量都处于一个相对较低的水平。
　　（2）高邮市生态承载力的分析
　　高邮市生态空间供给基本上由耕地、水域和建筑用地三者供给，其它类型的生态供给较小。高邮市地处长江三角洲的江苏省，与我国东部地区其他沿海城市一样都存在地少人多的现象，人均生态承载力很小。“发展重定义组织”于2004年测算出世界人均生态承载力为2.20公顷，我国人均生态承载力为1.50公顷。而2004年高邮市的人均生态承载力只有0.549公顷，低于全国水平和世界平均水平。这说明高邮市的人均国土资源、耕地、林地等远低于世界水平，与全国的平均水平也有较大的差距。
　　（3）高邮市生态赤字分析
　　将计算所得到的高邮市生态足迹与生态承载力进行比较，就可以确定人类生产活动对自然的占用与自然所能提供的生态服务状况之间的关系。从生态足迹模型测试结果看，高邮市2004年人均生态赤字为0.32公顷，虽高于1996年人均生态赤字水平，但是低于全国平均水平的0.8公顷。这说明高邮市的生态赤字较低，基本可以满足其人口在现有生活水平下的消费需求。但是就未来高邮市的发展状况来看，如果要加快经济发展与工业化发展的步伐，满足未来人口不断增长的消费需求，高邮市只能从地区之外进口欠缺的资源以平衡生态足迹或是通过消耗自然资本来弥补供给流量的不足。这种状况会导致高邮市的生态环境不仅不能为经济、社会的可持续发展提供可靠支持和必要的良好环境，而且还会成为社会、经济和实现现代化的主要制约因素之一。这也从一方面说明了高邮市只有在保证生态资源合理利用与加大生态环境建设的前提下，才能够使社会和经济持续、稳定、协调的发展。
　　
　　参考文献：
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