生态足迹视角下的适度人口规模研究：以上海市为例

戚颖颖 陶玉龙

摘要：城市适度人口规模的研究一直受到来自政府和学界的关注。本文基于生态足迹与生态承载力的模型重新测算上海市的适度人口规模。研究结果显示，上海市目前的常住人口规模2300万远高于其生态承载力下的适度人口规模48.89万，上海市面临着严重的生态赤字和可持续发展的压力。上海市减少生态赤字、提高适度人口规模主要可通过两个维度的建设，一是以更加低碳和环保的生活方式，全面降低本市常住人口的生态足迹；二是以更加高效与科学的发展方式提高其区域的生态承载力。

关键词：生态足迹 生态赤字 适度人口

近几年来，随着对全球气候变化的持续关注，人类正在深刻地认识到自身的活动对于地球所产生的影响。全球的科学家正视图通过多种方式评估和预测人类活动对区域环境、自然资源的影响，生态足迹法正是其中最值得关注的方法之一。

生态足迹是用来衡量人类对地球可再生自然资源需求的工具。将生态足迹与地球的资源可再生能力（即生物承载力）相对比，就可以通过人类对于生物圈的需求大致估算出一定区域内适度的人口规模。

▲▲一、背景综述

当前，人口学对于适度人口的研究达到了一个新的热潮。有的学者从人口自然更替以及社会经济发展的角度，建议对现行计划生育政策进行调整[1]；也有许多学者通过多种方法对未来的区域人口规模进行预测[2]。人口规模和人口政策之所以受到学界的长期关注，是因为其不仅影响着社会经济的发展，而且也会对自然资源、生态环境产生重要的影响。

城市生态学的发轫标志着人们开始全面关注到城市中的人口与其周围环境的关系。城市是一个开放性的生态系统，人口的数量与城市的环境承载力存在着一个动态平衡的关系。早在上个世纪中叶，芝加哥学派的伯吉斯等人，对此已有讨论。

在我国，王如松等学者较早注意到了城市是一类以人类活动为中心的社会-经济-自然复合生态系统。在他的著作中，介绍了几种城市生态影响评价的重要方法，如生命周期评价、生态能值分析及生态足迹评估等[3]，为未来城市复合生态系统的研究搭建了一个简单框架。

生态足迹（Ecological Footprint）也称“生态占用”，其主要内容是指特定数量人群按照某一种生活方式所消费的，由自然生态系统提供的各种商品和服务功能，以及在这一过程中所产生的废弃物需要生态环境系统吸纳并以生物生产性土地（或水域）的面积来表示的一种可操作的定量方法。

生态足迹法于1999年被引入我国，其形象直观、运算简便的优点，使其在区域生态承载力分析、可持续发展评价等方面得到了广泛的应用[4]。2012年12月12日，世界自然基金会联合中国科学院等机构共同发布《中国生态足迹报告2012》。报告显示，虽然中国的人均生态足迹依然低于全球平均水平，但是由于人口数量庞大，中国的总生态足迹正在不断攀升，持续消耗着地球的生态环境。

▲▲二、原理、方法与数据

（一）生态足迹在适度人口规模上的应用

人口规模是一个城市能否持续发展的重要因素之一。人们开始关注到人口规模对城市资源生态系统的综合压力。如果人口规模超出城市自然资源的供给能力或是生态承受力，就有可能引发城市自然资源供给、环境卫生乃至社会经济出现严重问题。综合来看，快速城市化所引起的人口盲目集聚，从而造成城市人口规模超过了城市生态环境的人口承载量，是当前城市人口發展的主要矛盾，经济因素正在逐渐成为次要的因素。

因此，通过生态足迹的方法对当前区域内的适度人口进行研究不仅在理论上具有可行性，而且在现实中也具有极强的必要性。本文就是根据生态足迹的相关理论及计算方法，建立基于生态承载力、生态足迹二者关系的人口容量计算模型，并将其应用于直辖市上海，探索区域适度人口规模与其自身的资源、环境之间的关系，为更好地实现人与自然的可持续发展提供对策建议。

（二）数据与模型

1.生态承载力

本文所采用的土地类型数据均来自于上海市统计年鉴（2012）及相关政府网站公布数据，均衡因子及产量因子数据则引自相关文献[5][6]，通过对不同类型土地（如耕地、草地、林地等）的生态承载力计算汇总得出上海市总体的生态承载力水平，其具体计算公式如下所示：

（1）

式（1）中，EC为区域生态承载力（单位为ghm2）；i为土地类型（耕地、草地、林地、水域、建筑用地和化石燃料用地）；Bi为类土地消费项目折算的生态承载力（ghm2）；bi为i类土地的面积（hm2）；γi为i类土地的均衡因子（ghm2/hm2）；产量因子yi为某区域i类土地的平均生产力与i类土地的世界平均生产力的比值。

根据上述的计算公式，计算出上海市2012年生态承载力，具体数据如表1所示。

表1中的计算出的人均生态承载力面积数据与《中国生态足迹报告2012》所提供的数据较为接近。该数据能够客观的反映出上海市目前真实的生态承载力水平，由于上海市本身生态资源较为匮乏，而同时由于其较高的经济发展水平吸引了大量的外来人口，因此导致其人均生态承载力较低。目前，我国总体的人均生态承载力为0.87公顷，上海市的人均生态承载力数据远低于中国平均水平。

表1 上海市2012年生态承载力分析

土地类型 面积/hm2 均衡因子/（ghm2·hm-2） 产量因子 生态承载力/ghm2

耕地 199600 1.03 0.81 166526.3

草地 73333 0.65 2.03 96762.89

林地 125300 1.69 1.65 349399.1

水域 110700 0.51 2.03 114607.7

建筑用地 259000 1.03 2.82 752291.4

化石燃料用地 0 1.69 0.00 0

总供给面积 767933 1479587.4

生物多样性用地面积/ghm2 177550.5

生态承载力面积/ ghm2 1302037

人均生态承载力面积/（ ghm2/人） 0.056

2.生态足迹

根据生态足迹的概念和理论，生态足迹计算的具体步骤可分为：

1）划分消费项目，计算各主要消费项目的消费量；

2）利用平均产量数据，将各消费量折算为生物生产性土地面积；

3）通过产量因子把各类生物生产性土地面积转换为等价生产力的土地面积；

4）将各类生态土地面积汇总，并计算出总出生态足迹和人均生态足迹的大小。

其计算公式如下所示：

（2）

式（2）中，EF为区域生态足迹（ghm2）；N为人口数（人）；i为土地类型；Ai为i类土地消费项目折算的生态足迹（ghm2）；ai为i类土地消费项目折算的人均生态足迹（ghm2 /人）；γi为i类土地的均衡因子（ghm2 / hm2）；j为不同类型土地的消费项目类型；Cij为某一区域i类土地的j类消费项目的年生产量；Pij为i类土地的j類型消费项目的世界年均产量。

（3）

式（3）可以计算出区域内的人均生态足迹ef。根据上海市2012年统计年鉴中的相关数据可将上海市居民的消费项目划分为两大类，主要包括生物资源消费和能源消费两个部分。生物资源主要包括农产品（大米、食用植物油、鲜菜、鲜瓜果）、动物产品（猪肉、牛羊肉、鸡肉、鸭肉、奶类和禽蛋） 、水产品（鱼、虾）等几类；能源资源消费项目主要有原煤、焦炭、燃料油、汽油、柴油、煤油、其他燃料和电力等8种。在生物资源消费计算中，全球平均产量数据采用FAO（联合国粮食及农业组织）1993年的数据进行折算[7]。具体计算结果如下表所示：

表2 上海市2012年生物资源消费生态足迹

生物资源 全球平均产量（kg/ha） 城市居民消费量（t） 农村居民消费量（t） 总消费量（t） 总生态足迹（ha） 人均生态足迹（ha/人） 生产面积类型

稻谷 274 1136800 301350 1438150 5248722.628 0.228 可耕地

食用植物油 431 166460 24500 190960 443062.645 0.019 可耕地

猪肉 74 381640 0 381640 5157297.297 0.224 可耕地

牛羊肉 33 58870 0 58870 1783939.394 0.078 牧草地

禽类 764 198940 95550 294490 385458.115 0.017 牧草地

蛋类 400 207060 21021 228081 570202.500 0.025 可耕地

水产品 29 381640 45472 427112 14728000.000 0.640 水域

鲜菜 18000 2121350 169687 2291037 127279.833 0.006 可耕地

鲜瓜果 18000 1242360 63651 1306011 72556.167 0.003 可耕地

鲜乳 502 609000 19820.5 628820.5 1252630.478 0.054 牧草地

上海市的能源消费主要有原煤、焦炭、燃料油、汽油、柴油、其他石油制品、热力和电力等，以世界上单位化石能源生产土地面积的平均发热量为折算系数，将上海市能源消费所消耗的热量折算成一定的化石能源土地面积或建筑用地面积，数据采用Wackernagel等所确定的全球平均土地产出率。具体结果如表3所示。

表3 上海市2012年能源资源消费生态足迹

能源 消费量/t 折算系数/（GJ/t） 全球平均能源足迹/（GJ/hm2） 人均生态足迹/（hm2/人） 生产土地类型

原煤 9580300 20.934 55 0.158541 化石能源用地

焦炭 7063400 28.47 55 0.158968 化石能源用地

石油制品 1878300 41.868 93 0.036765 化石能源用地

燃料油 6588400 50.2 71 0.202534 化石能源用地

汽油 4728700 43.124 93 0.095334 化石能源用地

煤油 4005000 42.705 93 0.07996 化石能源用地

柴油 5320500 43.124 93 0.107266 化石能源用地

液化气 338330 50.2 71 0.010401 化石能源用地

电力 12691300* 11.84 1000 0.006533 建筑用地

以上对上海市的生物资源消费和能源资源消费进行了分账户的计算，但由于各类型生物生产性土地的生产力水平各不相同，因此，必须将各账户的生态足迹通过均衡因子进行标准化处理，方便进一步的加总和比较。这里的均衡因子使用联合国粮农组织1993年计算的有关生物资源的世界平均产量资料。表4显示了上海市2012年各生态足迹分量换算后得到的最终生态足迹结果。

表4 上海市2012年生态足迹计算结果

土地类型 人均面积/（hm2/人） 均衡因子 人均均衡面积/（hm2/人） 总均衡面积/ hm2

耕地 0.505 2.82 1.4241 32754300

草地 0.149 0.54 0.08046 1850580

建筑用地 0.007 2.82 0.01974 454020

水域 0.640 0.22 0.1408 3238400

化石能源用地 0.850 1.14 0.969 22287000

生态足迹 2.6341 60584300

3.适度人口规模

用生态承载力代表上海市所能提供的资源环境条件，生态足迹代表该地区人口的平均消费水平。在生态承载力内，按照一定人均生态足迹计算的人口可以说是一个区域的生态适度人口，也可认为是该地区的可持续人口容量。

基于生态足迹的适度人口规模的计算公式可以表示为：

（4）

式（4）中，P即为该地区的适度人口规模。通过上述计算可以发现，上海市目前的生态足迹呈现出十分严重的赤字状态，其人均生态承载力为0.056，而人均生态足迹为2.6341，二者的差值为-2.5781。

将上海市的生态数据代入式（4）中可得到上海市的适度人口规模约为488972人，即符合上海市目前人均生态足迹并在上海市生态承载力范围之内的适度人口规模应该是48.89万人。

▲▲三、结果与建议

显然，上述结果与现实的差距是十分巨大的。2012年，上海市常住人口早已突破2300万，是适度人口规模的47倍，即至少还需要46个相当于上海版图大小的生物生产面积才能使得上海市整体达到生态盈亏平衡，实现人与生态的可持续发展。上海市作為我国最大的城市，其本身自然资源匮乏，生态环境薄弱。但由于其特殊的政治、经济、地理位置条件，其城市的人口规模一直处于不断的上升趋势，当前的人口规模已经远超过生态足迹的适度人口规模，长期以往，上海将面临生态资源严重短缺的困境。解决这一问题的关键就在于缩减上海市的生态赤字，其主要的方法路径有两条：一是降低上海的人均生态足迹，另一个就是提高上海的区域生态承载力。

（一）转变生活方式，全面降低生态足迹

从表4中可以看出，上海市的生态足迹主要体现在耕地和化石能源用地这两项。降低生态足迹可以主要从这两项入手。上海市人口众多，食品消费引起的生物生产资源的消耗是生态赤字的一个重要方面。食品消费原本属于刚性需求，无法降低。但是，随着社会经济的不断发展，“大摆筵席”、“讲排场”等奢侈性消费越来越普遍。饭桌上的铺张浪费逐渐成为生态足迹快速增长的主要原因。因此，政府应当发挥表率作用，严控“三公”消费，禁止公款大吃大喝。同时，还应当宣传和倡导市民理性消费，避免饮食上不必要的浪费。

化石能源的消费是导致碳足迹增长的重要原因。上海市本身几乎没有化石能源用地，基础能源全靠外来输送，能源资源消费的生态赤字严重。因此，必须对当前的产业结构进行适当的调整，改变现有的粗放型的增长方式，减少经济增长对资源消费的需求。大力发展高科技产业，依靠科技进步和工艺的改进提高工业能源的利用效率。

另一方面，应当倡导居民合理用能，减少生活用能浪费。比如，政府应当鼓励居民更多的选择公共交通方式出行，为居民选择公共交通出行提供便利和优惠，减少不必要的碳排放。更加积极地发展新能源汽车取代传统能源汽车，利用高新科技降低对传统化石能源资源的使用。

（二）转变发展方式，努力提升区域生态承载力

通过上面的叙述，我们可以知道，构成区域生态承载力的主要包括耕地、草地、林地、水域、建筑用地和化石能源用地。其中，草地、林地以及湿地对生态环境效益的贡献最大。

土地资源是有限的，而城市扩张的需求是相对无限的。上海作为国际大都市，城市建设用地的需求数量极为可观。要在保证城市发展用地的同时，尽可能节约土地资源尤其是耕地资源，就必须在两者之间寻找到一个平衡点。尤其是要科学合理地规划用地，对空置土地、废弃工业工地、烂尾楼等进行优化整合。城市各方面的用地需求要通盘考虑，尽量减少优质耕地资源的浪费。应该以最高效的方式加强对草地、林地以及湿地的保护和建设，提升上海市的综合生态承载力。

近几年来，上海市的土地开发程度不断加大，耕地面积不断减小。虽然因受制于国家的农地保护红线制度约束，总的耕地面积的降幅相对较小，但是水田的面积依然在快速下降。目前，地方政府在面临用地指标限制时，往往采取“拆东墙，补西墙”的策略，城市建设占用大量的可耕种农田后，往往又在周边地区开垦荒地作为“补偿”。从表面来看，总的耕地数量没有发生大的变化，但是开垦的荒地的生产力要远远低于被占有的农田，从而造成整体的产量下降。为了杜绝这种现象，有必要完善耕地保护指标体系，如将水田面积等能够更加准确反映区域生态承载力的指标纳入其中。

此外，在农业用地的管理上，必须杜绝占用基本农田的行为，保证可耕种基本农田的生产力；应当发展现代高效农业，关注农业生产的效率，通过规模经营、产业化的生产方式达到高效农业的目标。

▲▲四、结论与讨论

我国当前正处于快速城市化的移民潮时代，大量的农民从经济不发达地区的农村地区转移到了东部沿海的经济发达地区。上海市的常住人口2300万已经远远超出了其生态承载力所能够容纳的适度人口规模，上海市的生态环境的可持续发展面临严重的挑战。

面对严重的生态赤字，我们应当从降低生态足迹和提高生态承载力两个方面入手。通过倡导理性的消费方式、绿色环保的消费理念、低碳的生活方式来降低上海市的生态足迹；此外，通过发展现代高效农业、重视科技生产力、保护山林湿地等生态环境，提高上海市的生态承载力。希望我们对区域生态承载力和生态足迹的研究，能够提高人们对生态赤字的关注，从而更加重视环境保护与可持续发展这一重要议题。

参考文献：

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[6] 刘某承，李文华等. 基于净初级生产力的中国生态足迹产量因子测算[J].生态学杂志.2010，29（3）：592-597；

[7] 钟义，程欢等. 珠三角城市群生态足迹分析[J].安徽农业科学.2012，40（27）：13522-13525.

【作者简介】戚颖颖（1988-），女，复旦大学社会发展与公共政策学院硕士研究生，研究方向：人口政策与社会保障；陶玉龙（1988-），男，复旦大学社会发展与公共政策学院硕士研究生，研究方向：公共政策与社会管理。