长株潭地区可持续发展的生态足迹分析研究

唐 勇，向平安

（1.湖南农业大学理学院，湖南 长沙 410128；2.湖南农业大学园艺园林学院，湖南 长沙 410128）

从2007年12月起，长株潭城市群成为国家“两型社会”建设综合改革配套试验区，于是研究长株潭地区“可持续发展”便成为了这场改革创新的落脚点。研究可持续发展的方式有多种，但是生态足迹模型是非常有效且应用广泛，并被普遍认可的方法。1992年，加拿大生态经济学家William Rees等正式提出了生态足迹的概念[1-2]，在Wackernagel等的协助下生态足迹得到了完善和发展。生态足迹1999年被引入我国，在理论、方法和计算模型方面都进行了很大的改进。根据长株潭地区的实际情况，研究修正其均衡因子和产量因子，选取2000年至2008年共计9 a的基础数据，进行连续的生态足迹计算和生态承载能力的计算，获得了生态赤字的连续年份的结果，旨在为长株潭地区的可持续发展提供参考。

1 材料与方法

1.1 长株潭区域概况

长株潭地区位于湖南省东北部，包括长沙、株洲、湘潭3市。3个城市呈品字状相邻分布于湘江下游，现在长沙、株洲、湘潭三市的实际距离随着城市规模的扩大已进一步缩小。长株潭地区面积2.81万km2。人均水资源拥有量2069 m3，森林覆盖率达54.7%，具备较强的环境承载能力[3-4]。

1.2 生态足迹计算

根椐文献方法，计算生态足迹[5-6]。第一步，计算各消费项目的人均生态足迹。计算公式为：

式中：i为消费项目的种类；Yi为生产性土地生产第i种消费项目的年平均产量（kg/hm2）；Ci为i种消费项目的人均消费量；Ai为第i种消费项目折算的人均生态足迹份量（hm2/人）；Pi为第i种消费项目的年生产量；Ii为第i种消费项目年进口量；Ei为第i种消费项目的年出口量；N为人口数。

第二步，计算生态足迹。公式为：

式中，ef为人均生态足迹（hm2/人）；rj为均衡因子。区域总人口的生态足迹为：EF=N×ef。式中EF为总人口的生态足迹（hm2）；N为人口数。

1.3 生态承载力计算

同类生物生产性土地的面积在不同国家或地区是不能直接进行对比的，而需要对不同类型的面积进行调整。不同国家或地区的某类生物生产性面积所代表的区域产量与世界平均产量的这类差异可以用“产量因子”（yield factor）来校正。产量因子是指：某地区某类土地的平均生产力与世界同类平均生产力的比率，它是将各地区同类生物生产性土地转换成可比面积的参数。

在生态承载力计算时，还应扣除12%的生物多样性保护面积。因此，人均生态承载力的计算公式为：ec＝aj×rj×yi（j=1,2，…，6）式中：ec为人均生态承载力（hm2/人）；aj为人均生物生产面积；rj为均衡因子；yj为产量因子。区域生态承载力：EC＝N×ec。式中：EC为区域总人口的生物承载力（hm2）；N为人口数。

1.4 生态赤字或生态盈余计算

总生态赤字（盈余）：ED=EC-EF。人均生态赤字（盈余）：ed=ec-ef。生态足迹大于生物承载力，就叫生态赤字；反之则为生态盈余。

1.5 均衡因子和产量因子的选取与修正

为了避免因为均衡因子的选取而导致的计算误差，对国际上普遍使用的几组均衡因子取平均值，计算结果如下：建设用地为2.55；水域为0.24；耕地为2.55；草地为0.46；林地为1.39；化石燃料用地为1.39。

长株潭耕地的产量因子是长株潭耕地平均产量和世界耕地平均产量的比率。我们选取占据长株潭大部分耕地面积的谷物、豆类、薯类、油料、棉、麻类、甘蔗、烟叶、茶叶、蔬菜、水果这11类主要农产品，作为计算长株潭地区耕地产量因子的指标。通过计算得出，长株潭耕地历年产量因子如下：2000年为 1.78；2001 年为 1.76；2002 年为 1.77；2003 年为 1.74；2004 年为 1.72；2005 年为 1.63；2006 年为1.67；2007年为 1.67；2008年为1.63。草地的产量因子，是通过单位面积草地产出的禽肉、禽蛋、猪肉、牛肉、羊肉和奶类的加权总量计算得到的。林地的产量因子是以当年木材单位面积产量计算的。水产品（水域）的产量因子是用单位面积水域中产出的水产品重量来计算的。从长株潭3个地区不同年份的统计年鉴中可以查到2000～2008年3个地区的水产品总产量，将之除以长株潭地区水域总面积，就得到单位面积水域平均产量。然后再用长株潭地区单位面积水域平均产量除以单位水域世界平均产量，就可以得到长株潭地区水产品的产量因子。建筑用地的产量因子是根据各城市年鉴统计计算得到。而化石燃料用地，都会使用很多不可再生的能源（如煤炭的形成要几十万年），所以我们是在直接消费自然资源，所以就令化石燃料用地的产量因子为0。

2 结果与分析

2.1 长株潭地区生态赤字（盈余）时间序列计算

以2008年长株潭地区的生物资源和能源消费生态足迹计算为例，依据生态足迹的基本计算方法，采用本研究使用的均衡因子及产量因子，计算结果如表1和表2所示。从表1可以看出，2008年长株潭地区实际人均生态足迹1.4219 hm2，实际总生态足迹18963931 hm2。实际总生态足迹分类上，耕地5213765 hm2，林地46245 hm2，草地11820608 hm2，水产品1883312 hm2。从表2可以看出，2008年长株潭地区生物能源实际人均生态足迹1.0731 hm2，实际总生态足迹14311557 hm2，在实际总生态分类上，化石燃料用地12972359 hm2，建筑用地1339199 hm2。

由表1及表2计算出2008年长株潭地区实际人均生态足迹为2.495 hm2；实际总生态足迹为33275488 hm2。

以2008年的生态足迹计算方式，同样可以计算出2000～2007年各年份的生态足迹。将2000～2008年总平均生态足迹与总生态足迹计算结果见表3。

长株潭2000～2008年生态承载力计算中，各类生态生产性土地的人均生态承载力计算，是根据各种生态生产性土地的人均占有量，通过均衡因子和产量因子的调整得到的。均衡因子采用的是修正后的均衡因子；产量因子前文已有说明，是根据历年具有代表性的各种生物资源的当年产量与全国同类型生物资源的平均产量的比值得到的。长株潭2000～2008年生态赤字（盈余）计算，结果如表4。

2.2 时间序列动态分析

从图1以及数据计算结果可以清楚的看出，2000～2008年的时间段内，长株潭地区的生态处于严重的不平衡状态，其生态需求远远超过了生态供给，出现生态赤字现象，其生态承载力保持一定，生态足迹越来越大，生态赤字量也即随着生态需求的

增长出现几乎同步增长的状态。长株潭地区2000年的生态赤字总量为1529.39万hm2，而2008年便增加到了2797.07万hm2，平均生态赤字由2000年的1.2384增加到2008年的2.0961。近10年来，到2008年底，该地生态足迹达到3327.55万hm2，生态赤字达2797.07万hm2，其生态赤字超出生态承载力4.3倍。也就是意味着，长株潭地区的生产生活需求，不能完全依靠自身的生态环境，还必须从外界获取一定的资源来进行弥补，这样的生态压力矛盾突出，区域基本处于不可持续发展状态。

表1 2008年长株潭地区生物资源生态足迹一览表

表2 2008年长株潭地区生物能源生态足迹

表3 长株潭地区2000～2008年生态足迹表

表4 长株潭地区2000～2008年度平均生态赤字（hm2/人）

图1 长株潭地区2000～2008年平均生态足迹、生态承载力、生态赤字变化

3 长株潭地区可持续发展优化方案

（1）土地生态复合系统的可持续发展。以耕地资源可持续利用为目标，保持耕地总量动态平衡，结合土地整理和修筑梯田、改良土壤。营造CO2吸收用地，护森林和草地资源，加强生态公益林力度。保护生态环境，以求提高地区承载力从而增加地区生态足迹的供给。限制高能耗、高污染行业用地，合理安排建设用地，促进城市土地的集约利用，达到土地生态复合系统可持续发展的目标。

（2）严格控制人口增长速度。人口增长的速度在一定程度上将压力积聚于土地，若土地的生产能力增长速度没有超过人口增长速度则会使得社会的经济发展成果无法体现，并且会给整个土地生态系统带来巨大生态赤字。因此，控制生态赤字的重要途径就是要控制人口的增长速率，降低人口基数。

（3）大力建设资源节约型和环境友好型社会。推进调整经济结构、转变发展方式的“四化两型”战略，即推进新型工业化、农业现代化、新型城镇化、信息化，建设资源节约型和环境友好型社会。

（4）改变资源利用模式，实行集约经济发展模式。集约型资源利用模式是少投入、低消耗、高质量、多产出、效益好、污染小的经济增长模式，它主要利用生产要素的优化组合和使用效率的提高以实现经济的增长。这是一种在当前大环境下可以实现的可持续发展的经济模式，长株潭地区应该采用。

（5）加强政策调控，制定相关法律法规，完善奖惩制度，达到由政府部门主导，企业执行，全民参与监督的长效机制。长株潭成为综改试验区，就必须确立一种新颖的区域协调机制，这种机制必须基于市场化逻辑运作，三个城市在利益机制的激励下，自发地进行区域合作。

[1]Rees W E.Eclogical footprint and appriated carrying capacity：what Urban economics leaves out[J].Environment and Urbanization,1992,4（2）：121-130.

[2]Wackernagel M,Ress W E.Our Ecological Footprint：Reducing Human Impact on the Earth[M].Gabriola Island，B.C.Canada：New Society Publishers,1996.

[3]周国华，彭佳捷.长株潭城市群生态足迹测算[J].湖南师范大学自然科学学报，2009，32（3）：95-100.

[4]何 利.长沙市可持续发展的生态足迹分析研究[J].湖南农业科学，2010，（15）：177-180.

[5]张志强，徐中民.生态足迹的概念及计算模型[J].生态经济，2000，（10）：8-10.

[6]李 辉，李淑杰，姬冬梅，等.吉林省生态足迹的计算与动态分析[J].安徽农业科学，2010，（23）：416-417.