淮南市生态足迹演变分析*

高乐红，董洪光，耿家营

(安徽理工大学 经济与管理学院，安徽 淮南 232007)



淮南市生态足迹演变分析*

高乐红，董洪光，耿家营

(安徽理工大学 经济与管理学院，安徽 淮南 232007)

为了了解淮南市生态随经济社会发展的演变特征，为淮南市制定生态可持续发展对策提供依据，依据生态足迹模型、运用时间序列分析法对淮南市2007—2014年间的生态足迹进行研究。研究表明：生态赤字逐年增加，淮南市生态处于加剧不可持续发展状态。建议采取以下管控措施：通过转变能源利用方式、优化产业结构、适当控制人口规模、提倡低碳生活等途径减少生态足迹，通过保护自然资源、提高各类资源的生产效率等途径提高生态承载力，加强生态教育，加强机制建设等。

时间序列分析；生态足迹；生态承载力；生态赤字；可持续发展

一、概述

(一) 研究目的

党的“十八大”提出了建设生态文明的发展战略，为“美丽中国”建设指明了方向。安徽省淮南市是我国典型的煤炭资源型城市，是我国规划建设的14大煤炭生产基地——两淮煤炭基地的所在地之一，多年的煤炭开采和利用，导致淮南市生态环境破坏严重，给淮南地区的生态文明建设带来了巨大的挑战。

为了了解淮南市生态环境随国民经济发展的破坏情况，为淮南市生态治理和可持续发展提供相关依据，本文拟采用生态足迹理论和时间序列分析法，对淮南市生态足迹的相关指标进行计算分析，找出淮南生态足迹的发展演变特征，为淮南市制定生态经济可持续发展对策服务。

(二)淮南市概况

淮南市为安徽省辖市，位于安徽省中北部的淮河之滨，1950年依矿建市，是合肥经济圈的主要成员，安徽省重要的工业城市，国家规划建设的14大煤炭生产基地之一。目前辖有大通、田家庵、谢家集、八公山、潘集5个市辖区，凤台县1个县，1个社会发展综合实验区(毛集实验区)，共7个县级行政区。

淮南市辖区总面积2 596.4平方公里，2014年末耕地保有量140 930公顷，基本农田保护面积118 284公顷，园地面积3 246.7公顷，林地面积11 011.4公顷，牧草地面积1 180.4公顷，建设用地总规模49 929.2公顷，水域面积23 500.6公顷[1]，拥有人口243.289万人[2]。

2014年全年完成地区生产总值819.4亿元，三大产业结构比例为8.1∶62.0∶29.9，人均GDP达34 897元(折合5 635美元)[2]。

目前淮南市的城市定位为：国家大型能源基地、皖北重要的中心城市、工业城市。

二、理论基础

(一) 研究方法

生态足迹理论由加拿大的William教授和Wackernagel博士于20世纪90年代提出[3]，用于定量评价某一地区的生态经济可持续发展水平，是近年来区域生态可持续发展的有效度量工具。该理论的核心思想是：通过计算某一地区的生态足迹、生态承载力、生态赤字/生态盈余三个指标，进而判断该地区的可持续发展水平。

如果某地区生态承载力大于生态足迹，判定该地区处于“生态赢余”状态，表明该地区生态处于可持续发展状态；如果某地区生态承载力小于生态足迹，判定该地区处于“生态赤字”状态，表明该地区目前处于不可持续发展状态。

(二)生态足迹模型的计算

1.生态足迹指标

生态足迹是指某一地区人们对各类物品的消费量所需要的生物生产性土地面积。其计算公式如下：

(1)

式中，EF为总的生态足迹，N为人口数，ef为人均生态足迹，ci为第i种商品的人均消费量，pi为第i类商品的世界平均生产能力，ri为当量因子，i为消费商品和投入的类型。

当量因子的取值依据Wakernagel对中国生态足迹的计算取值[4-5]，具体取值为耕地2.8，牧草地0.5，林地1.1，水域0.2，建筑用地2.8，化石能源用地1.1。

2.生态承载力指标

生态承载力是一个地区所能提供给人类的生物生产性土地面积的和，可以用此来衡量该地区的生态容量。其计算公式如下：

(2)

式中，EC为区域总生态承载力，N为人口数，ec为人均生态承载力，aj为人均生物生产性土地面积，yj为产量因子，rj为当量因子，j为生物生产性土地的类型。

本文中产量因子的取值依据Wakernagel对中国生态足迹的计算取值[5-7]，具体取值为：耕地1.66，牧草地0.19，林地0.91，水域1，建筑用地1.66，化石能源用地为0。

3.生态盈余/生态赤字指标

某一地区的生态盈余/生态赤字为该地区生态承载力与生态足迹的差值。其计算公式为：

ED=EC-EF

(3)

式中，ED>0，表明该地区生态表现为盈余，ED<0，表明该地区生态表现为赤字。

三、淮南市生态足迹时间序列分析

(一)研究方法的选取

在生态足迹模型中，各指标的计算是基于现有的经济统计数据，是一种静态的分析方法，它能做到的仅是“反馈”，而不是“前瞻”，无法预测研究区域未来的发展趋势，因此加强生态足迹模型的动态研究非常必要。

采用时间序列分析法对淮南市生态足迹进行研究，可以有效规避生态足迹模型“静态”分析的不足，发现生态足迹各指标随时间变化的趋势和演变的特征，为制定淮南市生态可持续发展服务，因此本文选用时间序列分析法进行研究。

(二)数据采集说明

1.指标选取依据

生态足迹的计算分为3个部分：生物资源消费账户、建筑消费账户、能源消费账户。在历年的《淮南统计年鉴》[8]上可以查阅各类生物账户的名称和年消费量。

查阅发现：各类生物账户的类别主要包括大米、面粉、薯类、干豆及制品、其他粮食及制品、蔬菜(鲜菜)、瓜类、食用植物油、茶叶、鲜果类、水产品、猪肉、禽肉、禽蛋、牛肉、羊肉、奶等17类产品；建筑账户的消费包括居民住房、电力等基础设施占地面积的消费；能源账户消费主要包括原煤、焦炭、其他焦化产品、发生炉煤气、天然气、液态天然气、汽油、煤油、柴油、润滑油、热力、电力等12类产品。

对应淮南市各类商品消费量的世界各类产品的产量来源于世界粮农组织数据库(http://faostat3.fao.org/home/E)。由于世界粮农组织数据库能查寻到的最新产量数据为2014年的，故淮南市生态足迹时间序列分析的数据期间选用2007—2014年。

2.指标计算说明

在生态足迹指标的计算过程中，部分生物账户项目的计算直接采用生态足迹理论公式进行，如大米、面粉、薯类、干豆及制品、其他粮食及制品、蔬菜(鲜菜)、瓜类、食用植物油、茶叶、鲜果类、水产品等消费品的计算；对猪肉、禽肉、禽蛋、牛肉、羊肉、奶等生态足迹的计算，采用谢鸿宇等学者的部分研究成果，转化为单位商品需要消耗的农产品和牧草进行转化计算[9-11]；化石能源账户的计算，根据学者谢鸿宇、陈贤生、杨木壮、晓兰、王洪波等众多学者的研究[10]，可以得到消耗单位化石能源产生的森林足迹、草地足迹数据，在此基础上计算淮南市化石能源产生的人均生态足迹。

生态承载力、生态赤字/盈余指标的计算依据公式进行。

(三)计算结果分析

1.生态足迹指标分析

根据生态足迹的计算公式，用采集到的淮南市2007—2014年的各项数据[7-11]，对淮南市的生态足迹进行计算，得到的结果如图1所示。

图1 2007—2014年淮南市人均生态足迹变化趋势图

根据图1可知： 2014年淮南市人均生态足迹为3.612 1Ha/Cap，表明满足淮南人的消费需要，需要3.612 1全球公顷的土地产出做支撑； 2007—2014年，淮南市人均生态足迹呈缓慢上升趋势，表明淮南市人均消费量所需要的生物生产性面积逐年增加；淮南市人均生态足迹与年份之间的函数关系表达式为：

y=0.6029Ln(x)+2.389

该函数方程拟合优度为R2=0.9402表明拟合程度较好，用此函数预测淮南市未来的生态足迹可信度非常高；根据预测函数，预计到2020年生态足迹达到4.081 9Ha；2025年达到4.281 9Ha；2030年达到4.434 9 Ha，这种不断扩大的生态足迹应该引起当地管理者的高度重视。

2.生态承载力指标分析

根据生态承载力的计算公式，用采集到的淮南市2007—2014年的各项数据[8-12]，对淮南市的生态承载力进行计算，得到2007—2014年淮南市生态承载力。具体如图2所示。

图2 淮南市2007—2014年生态承载力时间序列图

由图2分析可得： 2014年，淮南市人均生态承载力为0.312 8Ha/Cap，表明淮南市能够提供给当地每个人生存的最大面积为0.312 8全球公顷； 2007—2014年人均生态承载力总体上呈下降趋势。表明淮南市人民平均占有的生态资源在逐年减少；根据2007—2014年的生态承载力数据，可以得到淮南市人均生态承载力预测函数表达式为

y=-0.003Ln(x)+0.3193

该预测函数的拟合优度R2=0.9173，拟合程度较高，表明预测具有较高的可靠性；根据淮南市人均生态承载力预测函数，预计2020年、2025年、2030年淮南市人均生态承载力分别为：0.312 7 Ha、0.312 0 Ha、0.311 5 Ha，生态承载力将越来越弱。

3.淮南市生态赤字/盈余分析

(1)整体分析

根据生态盈余/生态赤字的计算公式，用采集到的淮南市2007—2014年的各项数据，对淮南市的生态盈余/生态赤字进行计算，具体结果如图3所示。

图3 淮南市2007—2014年人均生态赤字发展趋势图

由图3可得知： 2014年，淮南市人均生态状况表现为赤字，赤字额为3.299 3Ha/Cap，表明淮南市人均消费产生的生态足迹超过了人均生态承载力，淮南市处于生态不可持续发展状态； 2007—2014年的生态赤字呈现逐渐加剧趋势，表明淮南市人均消费所需要的生物土地面积越来越大于淮南市所能提供的生物土地面积，淮南市生态的发展处在持续恶化的不可持续发展状态； 根据2007—2014年的人均生态赤字数据，可以得到淮南市人均生态赤字的预测函数表达式为：

y=-0.6059Ln(x)-2.0698

拟合优度R2=0.940 8，拟合优度好，表明预测具有很高的可靠性；据淮南市生态赤字的预测函数，预计到2020年、2025年、2030年淮南市生态赤字将达到3.769 1 Ha、3.969 8 Ha、4.123 4 Ha，淮南市人均生态赤字呈逐年增多的趋势，表明淮南市处于加速不可持续的发展状态，应引起淮南市政府相关管理部门的高度重视。

(2)分类指标分析

根据生态足迹理论，在生态足迹核算中，根据生产力大小差异，生物生产面积主要考虑以下 6 种类型：可耕地、林地、牧草地、建筑用地、水域和化石能源用地。在淮南市生态足迹演变研究中，将生态足迹、生态承载力、生态赤字/盈余三个指标按照生物生产性面积分别进行计算，得到各类生物生产性面积的生态状况如图4所示。

图4 按生物生产面积分类的淮南市生态演变图(A)

图5 按生物生产面积分类的淮南市生态演变图(B)

由图4可知： 2007—2014年，淮南市林地、水域、建筑用地处于生态盈余状态，而耕地、牧草地、化石能源用地处于生态赤字状态；耕地和化石能源用地赤字呈进一步扩大趋势。耕地的减少与淮南市采煤导致的土地塌陷，改变土地资源利用方式有关；而化石能源消费赤字的扩大，则与淮南市处于工业化进程中、化石能源消费扩大有关。耕地和化石能源赤字的扩大符合淮南的实际，同时应引起政府相关管理部门的高度重视。

四、结论与建议

(一) 研究结论

通过对淮南市生态可持续发展问题进行动态演变分析可以得到如下结论： 2007—2014年淮南市人均生态足迹呈缓慢上升趋势；2007—2014年淮南市人均生态承载力总体上呈下降趋势；2007—2014年淮南市人均生态状况总体呈赤字状态，且生态赤字呈线性加剧趋势，表明淮南市在研究期间内一直处于不可持续发展状态，且这种不可持续发展状态在加剧；从生物生产性面积构成上分析：虽然淮南市生态状况总体上表现为生态赤字，但淮南市林地、水域、建设用地的人均生态状况表现为盈余，而耕地、牧草地、化石能源用地的人均生态状况表现为赤字，且呈加剧趋势。

(二)相关建议

为促进淮南市生态的可持续发展，改善逐步恶化的生态赤字现状，应主要从减少生态足迹和增加生态承载力两个方面着手采取措施。主要建议如下：

1.减少生态足迹的产生

为减少淮南市的生态足迹，可以采取的主要措施包括：第一，转变能源利用方式。淮南市应逐步减少经济社会发展对煤炭、石油等化石能源的依赖，开发使用清洁低碳的新能源，倡导资金在低碳能源领域的投入，最大程度地减少淮南市生态足迹的产生。第二，优化产业结构。目前淮南市三大产业的比例为：8.1∶62.0∶29.9，经济发展过度依赖工业的发展。因此淮南市应加大产业结构和产业布局的战略性调整，努力发展生态工业。引导传统企业向高新企业转移，对那些能源消耗大、经济效益差、环境污染重的企业采取关、停、并、转等相关措施。第三，适当控制人口规模，提倡低碳生活。应继续提倡晚婚晚育，少生优生政策，宣传计划生育的重要性。要引导人民采用绿色低碳的生活方式，减少对化石能源的日常消费，促进淮南经济社会绿色可持续发展。

2.增加生态承载力

为增加淮南市的生态承载力，可以采取的措施有：第一，保护自然资源。应加强基本耕地、牧草地、林地、水域保护，并采取科学手段，改善各类自然资源的比重。由于淮南市的耕地、牧草地表现为赤字，所以更应该加强对耕地和牧草地的保护。淮南是典型的煤炭资源型城市，随着时间的推移采煤塌陷区面积将不断增大，对耕地和牧草地的破坏严重，淮南应加大对采煤塌陷区的重点治理利用工作，最大限度地保护自然资源，提高生态承载力。第二，提高各类资源的生产效率。通过保护环境、科技开发等手段，提高耕地、林地、渔业、建筑用地等各类生物性土地的利用效率，不断增加淮南市生态可持续发展能力。

3.其他建议

为促进淮南市生态可持续发展，还可以采取的对策包括：第一，加强生态教育。可以通过多种渠道宣传生态文明的重要性，帮助人们提高生态道德素质，将生态文明的理念渗透到人民生产、生活的方方面面，形成人与自然和谐相处的生产方式和生活方式。第二，建立和完善生态文明建设的政策体系和法律体系。政府各级部门在制定规划、计划和重大经济行为决策时，应充分发挥政府的综合决策功能，将生态目标和决策目标结合起来统筹考虑，从源头上解决生态危机问题，不断加强生态建设方面的立法，用法律的手段引导人们在生态文明建设方面做出合规的动作。

[1] 淮南市国土资源局. 淮南市土地利用总体规划(2006—2020年)[EB/OL].(2013-10-30)[2015-01-15]. http://www. hngt. gov. cn/new/tdlygh/2013/10/30/474. htm.[2] 安徽省淮南市人民政府. 2014年淮南年鉴：市情综述[EB/OL](2014-12-01)[2015-10-07]. http://www.huainan.gov.cn/content/detail/556406f965c66efdcf3

94b9b.html.

[3] 徐中民，张志强， 程国栋. 甘肃省1998年生态足迹计算与分析[J]. 地理学报，2000， 55(5)：607-616.

[4] 杨屹，加涛. 21世纪以来陕西生态足迹和承载力变化[J]. 生态学报，2015，35(24)：7987-7997.

[5] WACKERNAGEL M，KITZES J，Asia pacific：the ecological footprint and natural wealth[R]. Switzerland：World Wide Fund for Nature，2005.[6] 姬艳梅，王小文，梁宝翠，等. 陕北地区土地利用与生态承载力动态变化分析[J]. 中国人口·资源与环境，2011，21(S1)：271-274.

[7] 徐中民，张志强.可持续发展定量指标体系的分类和评价[J]. 西北师范大学学报(自然科学版)，2000，36(4)：82-87.

[8] 淮南市统计局.淮南统计年鉴(2008—2015)[M]. 北京：中国统计出版社，2015.

[9] 谢鸿宇，陈贤生，杨木壮. 中国单位畜牧产品生态足迹分析[J] .生态学报，2009，29(6)：3264-3270.

[10] 谢鸿宇，王羚哪，陈贤生，等. 生态足迹评价模型的改进与应用[M]. 北京：化学工业出版社，2008.

[11] 晓兰，延军平. 畜牧产品生态足迹分析：以安康市为例[J]. 江西农业学报，2010，22(3)：184-190.

Evolution of Ecological Footprint of Huainan

GAO Lehong，DONG Hongguang，GENG Jiaying

(School of Economics and Management, Anhui University of Science and Technology, Huainan 232007, China)

In order to figure out evolutional characteristics of ecosystem of Huainan along with its economic and social development and provide a basis for ecological and sustainable development of the city, this paper adopted ecological footprint model and the method of time series analysis and studied ecological footprint of Huainan from 2007 to 2014. The results show that: the city’s ecological deficit increased by years, and its ecological system was deteriorating and in a state of unsustainable development. Accordingly, it is necessary to reduce ecological footprint of the city by changing the way of energy utilization, optimizing industrial structure, controlling population size appropriately, and advocating a low-carbon life style. Besides, it is also essential to improve ecological carrying capacity and reinforce ecological education and mechanism construction by protecting natural resources and enhancing production efficiency of all kinds of resources.

time series analysis; ecological footprint; ecological carrying capacity; ecological deficit; sustainable development

2015-07-07

安徽省博士后研究人员科研活动经费资助项目(皖人社秘[2013]227号：《基于生态足迹的“两淮”煤炭基地可持续发展长效机制研究》)；安徽省哲学社会科学规划项目(AHSKY2015D38：《新常态下安徽省生态经济发展特征、趋势及管控对策研究》)

高乐红(1972-)，女，江苏连云港人，安徽理工大学经管学院讲师，硕士。

董洪光(1974-)，男，江苏连云港人，安徽理工大学经管学院副教授，博士。

F062.2

A

1009-2463 (2016)06-0043-05

耿家营(1981-)，男，河南周口人，安徽理工大学经管学院讲师，硕士。