广州市生态环境可持续发展能力分析——基于修正的生态足迹法

胡贵平， 龙志和， 李 敏， 任通先

(华南理工大学经济与贸易学院，广东广州 510641)

广州市生态环境可持续发展能力分析
——基于修正的生态足迹法

胡贵平， 龙志和， 李 敏， 任通先

(华南理工大学经济与贸易学院，广东广州 510641)

采用考虑环境污染的生态足迹分析修正方法对生态环境现状研究表明：广州市2002—2007年生态环境处于不可持续状态，生态赤字逐年上升；78.8%的生态足迹由化石燃料用地构成，经济高速发展和机动车保有量的迅速增加导致对能源的需求剧增；广州市经济发展对生态环境的压力主要表现为对资源能源的需求，同时广州市资源利用效率的不断提高，一定程度上减缓了城市生态不可持续状态加剧恶化的势头.

生态足迹； 可持续发展； 环境污染； 广州

随着工业高速发展和人口激增，人类面临着日益突出的经济、资源和环境之间的矛盾，人们为了寻找在资源和环境可承受基础上的长期发展进行了大量探索.其中“可持续发展”战略思想自1987年由世界环境与发展委员会(WCED)首次阐述以来，作为一种新的发展模式被广泛接受，并在1992年里约热内卢世界环发大会上被确认为人类共同的发展战略.然而，对各国各地区的可持续发展程度进行有效和客观的度量仍是世界性难题.20世纪90年代以来，国际上提出了许多富有价值的可持续发展评价方法，其中“生态足迹法”能够明确界定区域生态的可持续发展状态，评价结果直观明了，具有区域可比性，很快得到有关国际机构、政府部门和研究机构的认可，成为可持续发展度量中的一个重要方法[1].

生态足迹分析法是20世纪90年代由加拿大生态经济学家WILLIANM首先提出，随后在其博士生WACKERNAGE[2-9]协助下不断完善的一种度量可持续发展程度的方法.所谓生态足迹指能够持续地向一定人口提供他们所消耗的所有资源的土地和水体的总面积.它通过估算维持人类的自然资源消费量所需要的生态生产性土地面积大小，与给定人口区域的生态承载力进行比较，衡量区域的可持续发展状况.在国外，生态足迹分析法广泛应用于土地需求量预测[10]、旅游业可持续度量[11]、区域贸易种类对生态环境的影响[12]等多个生态经济领域.1999年生态足迹分析法引入我国后，逐渐成为生态领域的研究热点[14]，但主要集中应用于全国尺度以及各类生态脆弱区的可持续发展度量[15-21].

生态环境系统除提供人类生产生活必须的资源和能源外，还承担着同化人类生活、生产活动产生的废弃物的功能.尽管生态足迹计算模型在一定程度上揭示和衡量了人类消费对生态环境的压力，但它没有完整地描述所有的压力，特别是对于环境污染的生态影响未作任何考虑.对于人群及其生产经营活动密集的城市而言，环境污染问题尤为突出，有针对性地补充完善生态足迹的指标体系，可以准确把握城市可持续发展状况，促进可持续发展研究的深入.本文提出修正的传统生态足迹分析方法，就广州市2002—2007年的生态足迹进行动态分析和横向比较，考察广州市2002—2007年的环境污染情况，并从不同角度阐释计算结果.

1 研究方法

生态足迹分析法通过比较生态足迹和生态承载力，从生态角度判断人类活动是否处于生态系统的承载力范围内，进而判定可持续发展状况.

生态生产性土地是生态足迹分析法为各类自然资本提供的统一度量基础，其基本思想是人类的每一项最终消费的量都可追溯到提供生产该消费所需的原始物质与能量的生态生产性土地的面积.具体地说，为维持人类生存消耗的各种资源和能源可分为农产品、畜产品、林产品、水产品、化石燃料和电力，相应被折算成耕地、草地、森林、海洋(水域)、化石能源用地和建筑用地6类生态生产性土地；由于不同生态生产性土地的生产力不同，在加总计算各类生态生产性土地时，要进行均衡化处理，即将计算得到的各类生态生产性土地面积乘以均衡因子，转化为具有相同生产力的面积.其计算公式为：某类生态生产性土地的均衡因子 =全球该类生态生产性土地的平均生态生产力/ 全球所有各类生态生产性土地的平均生态生产力.传统算法中采用的均衡因子分别为：耕地、建筑用地为2.8，森林、化石能源用地为1.1，草地为0.5，水域为0.7.

生态足迹的计算公式为：

EF=N·ef=N·∑aai=N·∑(riCi/Pi),

式中，EF为总的生态足迹；ef为人均生态足迹；N为人口数；aai为第i种消费项目折算的人均生态足迹分析；ri为均衡因子；Ci为i类商品的人均消费量；Pi为i类消费项目的全球年平均土地生产能力.

传统生态足迹分析法仅考虑了自然系统为维持人类生存提供资源的压力，忽视了自然系统接纳人类排放废物所承受的环境压力.当人类排放的废物超出了自然系统的生态服务能力和环境自净能力，就会对自然系统产生不可逆转的功能破坏，即产生环境污染.也就是说，传统生态足迹法没有把人类对自然系统的压力考虑完全.本文对传统生态足迹法进行修正，在传统生态足迹分析基础上加上环境污染因素，更加全面地度量城市生态环境所承受的压力，对真实评价城市发展的可持续性具有重要意义.

影响城市生态环境的污染物主要包括废水(含生活污水和工业废水)、废气(含二氧化硫、粉尘和烟尘)及固体废弃物(含生活垃圾和工业固体废弃物).为保证城市生态环境的基本功能，必须对环境污染物进行治理并达标排放，通过将一定区域内每年治理环境污染所需要的费用折算成为该区域当时可以购买的粮食总量，进而转化为耕地面积，可以间接得到环境污染所需占用的生物生产性土地面积参与计算生态足迹，即对传统生态足迹分析法产生修正.

2 广州市人均生态足迹计算结果

应用修正的生态足迹计算方法，根据《广州统计年鉴》(2003—2008年)数据，将广州市2002—2007年的各种生物资源和能源消费量折算后得到各类生态生产性土地面积，并乘以相应的均衡因子，计算出广州市2002—2007年生物资源消费账户和能源消费账户，并通过将污染治理所需费用转化为可购买粮食量，再转化为耕地面积，可以计算出包括环境污染压力的生态足迹数据(表1).

表1 广州市2002—2007年度人均生态足迹 hm2/人

3 广州市生态足迹计算结果分析

3.1人均生态足迹可持续发展分析与横向比较

生态足迹测量了人类生存所需的真实生态生产面积，当一个地区的生态承载力小于生态足迹时，即出现“生态赤字”，对应着生态环境的不可持续性；当其大于生态足迹时，即出现“生态盈余”，说明生态环境处于可持续发展状况.

从表1计算结果可知，2002—2007年广州市人均生态足迹为4.007 093 hm2，而实际生态承载力[22]为0.290 000 hm2，扣除12%的保护生物多样性面积则为0.255 200 hm2，人均生态赤字为3.751 893 hm2，即广州生态足迹是其生态承载力的14.7倍！这表明广州市社会经济的发展对自然环境的影响，已经大大超出了其生态承载能力的范围，处于生态不可持续发展状态.考察期中随着经济发展和人民生活水平的不断提高，广州市人均生态足迹从2002年的3.137 599 hm2增加到2007年的4.589 288 hm2，增幅高达46.27%；其中人均建筑用地和化石燃料用地明显增加，增幅分别高达63.34%和57.00%，这是造成广州市人均生态足迹总体呈增加趋势的重要原因，进一步说明了经济发展带来的能源需求加剧了生态环境与经济之间的紧张关系，使广州市生态可持续水平持续下降.

横向比较显示广州市的人均生态足迹和人均生态赤字均高于广东省平均水平(1999年)、全国平均水平(1999年)和全球平均水平(1997年)(表2)[23]，说明广州市的生态承载力与经济发展的协调度较差，资源需求与生态承载力之间的缺口较大，其生态可持续程度在广东省范围内、全国范围内和全球范围内均处于较低水平.

表2广州市人均生态足迹与其他城市的比较hm2/人

城市(年)生态足迹生态承载力生态赤字广州(2002—2007)4.00710.25503.7520深圳(2000)2.02300.04791.9751韶关(2002)1.22430.64730.5570珠海(2002)1.95230.31641.6359香港(1997)6.10000.00006.1000扬州(2000)2.35000.35002.0000苏州(2000)2.38000.38002.0000宁波(2000)4.90000.40004.5000大连(2002)2.45800.63981.1870烟台(2001)1.46980.39091.0789贵阳(2002)1.93620.32901.6062北京(1999)2.68200.93401.7480上海(1999)2.24200.25601.9870广东平均(1999)1.23200.46200.7700中国平均(1999)1.32500.68100.6450世界平均(1997)2.80002.10000.7000

3.2经济结构与需求分析

人均生态足迹的资源结构反映了地区经济结构和人们需求结构的变化.从2002—2007年人均生态足迹的构成来看(表3)，广州市化石燃料用地是主要构成部分，达3.157 923 hm2，占人均生态足迹的78.81%，反映着能源的需求对生态经济可持续发展带来的巨大压力，也是造成生态赤字的重要原因；其次为草地和水域，占人均生态足迹的12.33%和4.10%，三者加起来共占人均生态足迹总和的95.24%.生态足迹计算中的化石燃料用地、草地和水域生态足迹分别对应着能源消耗(包括煤炭、原油、汽油等7类化石燃料)、动物产品消耗(包括猪、牛、羊等6类动物)和水产品消耗，也就是说，考察期间广州市的资源消费以化石燃料、动物类食品和水产食品为主.在生物资源需求中，植物类产品生态足迹需求为0.094 587 hm2，动物类产品生态足迹需求为0.494 210 hm2，反映了人们生活水平提高带来的消费结构的变化，动物类食品占居民食物消费的份额较大.动物类食品中，禽肉生态足迹需求为0.241 818 hm2，猪肉生态足迹需求为0.162 070 hm2，分别占动物类产品生态足迹需求的48.90%和32.80%，表明广州市动物类食品消费以禽肉和猪肉为主.

广州市化石燃料用地作为人均生态足迹的主要构成部分，所占比重逐年上升，从2002年的76.28%上升到2007年的81.88%.不言而喻，化石燃料用地增加是经济发展水平提高的反映，说明随着经济的发展，对能源的需求量明显增加.统计资料显示，能源中液化石油气、汽油和柴油在6年中的增长幅度最大，分别达到412%、150%和143%，表明广州市近年随着产业调整，以及城市机动车保有量的大幅增长，显著推动了液化石油气、汽油和柴油的消耗.

表3 耕地、草地、水域、化石燃料和建筑用地占生态足迹比例

3.3万元GDP生态足迹和资源利用效率

以人均生态足迹除以人均地区GDP可得到万元GDP的生态占用.万元GDP生态足迹占用越低，资源的利用效率越高.2002—2007年，广州市万元GDP生态足迹整体呈下降趋势(表4)，资源利用效率不断提高，最高值(0.872 1 hm2/万元GDP，2002年)到最低值(0.639 1 hm2/万元GDP，2007年)减幅达26.56%，说明近年来广州市加大节能减排力度，开展创建环境友好型、资源节约型城市的活动，推动了资源利用效率的提高，一定程度上减缓了经济发展与生态环境之间的紧张关系.这点亦可从2005年起广州人均生态足迹增加速度放慢上得到印证.生态足迹变化表明，技术进步、资源管理制度创新以及产业结构提升是改变广州市严峻的生态赤字状况、实现可持续发展的基本途径.

表4 万元GDP的生态足迹占有

4 结论

广州市2002—2007年生态足迹需求远远超过生态承载力，出现生态赤字，而且呈逐年上升态势，生态系统处于不可持续状态，对比分析表明广州市在广东省、全国和全球层面上均处于生态不可持续较低水平.广州市生态足迹主要由化石燃料构成，特别是随着工业发展和机动车保有量的迅速增加，能源需求的显著增加对生态环境系统带来越来越大的压力，但随着近年广州市资源利用效率的不断提高，一定程度上减缓了城市生态不可持续状态加剧恶化的势头.

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Keywords： ecological footprint; sustainable development; environment pollution; Guangzhou City

【责任编辑 成 文】

ANALYSISOFTHESUSTAINABLEDEVELOPMENTFORGUANGZHOUCITYBASEDONTHEMETHODOFIMPROVEDECOLOGICALFOOTPRINTS

HU Guiping, LONG Zhihe, LI Min, REN Tongxian

(School of Economics and Commerce, South China University of Technology, Guangzhou 510641, China)

The method of improved analysis of ecological footprints is applied to study the current ecological environment of Guangzhou City. The results show that the ecological environment of Guangzhou City from the year 2002 to 2007 is unsustainable. The ecological deficit is increased year by year. 78.8% of the ecological footprint came from fossil fuel, indicating that the high speed development of economic and rapid increase of the vehicles which pushed the huge demand of fuel. The press of ecological environment from the economic development mainly came from the demands of resource and fuel.

2009-10-28

广州市哲学社会科学发展“十一五”规划重点资助项目(08Z01)

胡贵平(1970—)，女，安徽桐城人，华南理工大学在职博士生，华南理工大学副教授，主要研究方向：环境规划和水污染控制技术研究，Email: ppgphu@scut.edu.cn.

1000-5463(2010)02-0096-05

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