荆门市生态足迹与生态承载力动态分析

张治会　李全新

摘要：运用生态足迹模型动态评估湖北省荆门市2006-2014年生态环境压力。结果表明，荆门市人均生态承载力持续上升，城镇和农村居民人均生物资源生态足迹趋同，人均生态足迹、人均生态赤字先上升后下降，于2012年达到峰值，荆门市的发展在生态上处于强不可持续状态。提出应以资源为定位器，以市场为导航，实现三次产业融合，加强科技支撑，发展循环经济，转变发展方式、消费方式和生活方式等减少赤字的对策，以引领长江经济带健康发展。

关键词：生态足迹；生态承载力；可持续发展；荆门市

中图分类号：F127；X22 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2017）11-2041-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2017.11.010

Abstract： The ecological bearing capacity of Jingmen city in Hubei province from 2006 to 2014 was dynamically analyzed using the ecological footprint model. The results showed that per capita ecological bearing capacity increased continually， rural and urban residents per capita ecological footprint of biological resources and per capita ecological carrying capacity was converged， the per capita ecological footprint and per capita ecological deficit increased at first， then decreased， and the peak appeared in 2012. During 2006 to 2014， the development of Jingmen city was in the strong unsustainable ecological state. According to resource endowment and current situation of Jingmen， the following counter measures were put forward. Jingmen should keep resource as the locator and change the development mode earnestly to realize industry convergence， continue to develop the circular economy vigorously to realize green development， strengthen the support of science and technology and enhance the bearing capacity to realize innovative development， and change the mode of consumption and life style to reduce the deficit， in order to lead the Yangtze river economic belt to develop healthily.

Key words： ecological footprint； ecological capacity； sustainable development； Jingmen city

自然資本管理是可持续发展的核心，有效的管理依赖于对自然资本的准确度量[1]。生态足迹（Ecological footprint，EF）模型作为一种衡量自然资本定量评价工具，吸引众多中国学者运用加拿大生态经济学家Rees[2]提出的生态足迹理论评价可持续发展程度，分别从生态安全、适度人口规模、生态脆弱性以及可持续发展能力等方面测度不同时空尺度区域生态足迹和生态承载力，并进行客观评价分析，主要包括以下3个特征，研究尺度主要集中在省级行政区域，地市、县级尺度的成果较少；研究区域主要集中在东中部平原地区，西部山区特别是平原和山区接合带研究成果较少；以静态分析为主，动态分析成果较少。湖北省荆门市在地理位置上处于中国“心脏”，为长江经济带之“腰”，在“中部崛起”战略中作为国家承接产业转移示范区，自然资源得天独厚，其发展在长江中上游地区极具代表性。本研究运用生态足迹模型，选取荆门市作为研究对象，对2006-2014年的生态足迹与生态承载力进行动态分析，研究经济社会发展对生态环境的“压力”，测算荆门市“承担产业转移重任”实现可持续发展的阈值，有利于荆门市主动适应新常态，实施“生态立市”战略，积极转变发展方式，为荆门市实现可持续发展提供决策依据，以引领长江经济带中上游地区健康发展。

1 研究区域概况与方法

1.1 研究区域概况

荆门市位于湖北省中部，由荆山余脉和大洪山南麓向江汉平原过渡，位于111°51′-113°29′E，30°28′-31°36′N。东接孝感，眺武汉；南连荆州、潜江、天门，望潇湘；西靠宜昌，临三峡；北邻襄阳、随州，通川陕。辖三市县、三区，南北长131 km，东西宽155 km。汉江自北向南贯穿全境，将全市分为东西两半。全市国土面积12 404 km2，地貌多样，山地、丘陵、平原水网呈阶梯状分布，山地3 313.1 km2，丘陵7 473.4 km2，平原湖区1 613.8 km2。属北亚热带季风气候区，境内土壤类型多样，适合各种农作物生长。荆门市常住人口288.91万人（2014年），人口密度为233.0人/km2，其中乡村人口136.48万人，乡村从业人员108.46万人，2014年GDP总值1 310.59亿元。

1.2 研究方法

1.2.1 生态足迹模型原理 生态足迹是指维持特定地域人群现有生活水平所消耗的资源以及消纳所排废弃物需要的具有生物性生产能力的土地面积[3]。生态承载力是指自然提供的能为人类所利用的生态生产性土地面积[4]。很显然该模型基本前提一是能够确定消费的绝大多数资源及所排废弃物的数量，二是所耗资源和所排废弃物能转换成相应的生物性生产土地面积。这两个基本前提通过均衡因子和产量因子来实现，使生物生产性土地面积这个指标量化后具有可比可加性，生态足迹和生态承载力相比得到生态赤字/盈余。在计算生态承载力时，扣除生物性生产土地面积的12%用于生物多样性保护[5]。

1.2.2 具体计算模型 人均生态足迹计算公式[6]：

EF=∑ri（ci/pi）=∑ri×ai=∑aai （i=1，2，…，6）

式中，EF为人均生态足迹（hm2）；ri为第i类生物生产性土地的均衡因子；ci为第i种消费项目的人均消费量（kg）；pi为第i种消费项目的年平均生产能力（kg/hm2）；ai为第i种消费项目实际生物生产性土地面积；aai为第i种消费项目折算的生物生产性土地面积。

人均生态承载力的计算公式[6]：

EC=ri×yi×∑ai （i=1，2，…，6）

式中，EC为人均生态承载力；ai为实际人均占有第i类生物生产性土地面积；ri为第i类生物生产性土地的均衡因子；yi为第i类生物生产性土地的产量因子。

人均生态赤字或盈余计算公式：

ED=EC-EF

1.2.3 数据来源及参数选取 核算荆门市生态足迹、生态承载力所采用的基础数据，来源于历年《中国城市统计年鉴》、《中国农村统计年鉴》、《湖北省统计年鉴》、《荆门市统计年鉴》，部分数据来源于荆门市政府相关部门的报告、调查资料及实地调研数据整理。均衡因子变化幅度很小，在计算时采用联合国粮食及农业组织1993年计算中国生态足迹时的标准，其中，耕地和建筑用地为2.8，林地为1.1，草地为0.5，化石能源地为1.1，水域为0.2；根据荆门市各类土地单位面积产量计算得到荆门市产量因子[7]，耕地和建筑用地为2.24，林地为3.29，牧草地为1.20，水域为1.00。

2 结果与分析

2.1 荆门市人均生态足迹计算与动态分析

根据2006-2014年《荆门市统计年鉴》，荆门市生物资源账户包括农作物产品、动物产品、水产品、林产品4大类；能源资源账户主要有原煤、焦炭、汽油、柴油、燃料油、热力、电力、其他燃料等。研究特定区域可持续发展能力，直接获取荆门市的消费数据，不需考虑贸易影响。生物资源消费的计算采用联合国1993年计算世界平均产量资料；化石能源足迹的计算以全球平均能源生态足迹为标准。根据生态足迹的计算公式得到荆门市人均生态足迹（表1）。由表1知，荆门市生物资源人均生态足迹总体上略呈下降趋势。其中，耕地资源人均生态足迹在波动中下降，由2006年的0.219 5 hm2下降到2014年的0.156 8 hm2，降幅达28.56%；草地人均生态足迹总体呈上升趋势，由2006年的为0.193 3 hm2上升到2014年的0.209 9 hm2，上升8.59%；水域人均生态足迹由0.080 1 hm2上升到0.095 2 hm2，增幅18.85%；林地人均生态足迹在波动中小幅下降后基本稳定在0.05 hm2左右。从生物资源生态足迹的变化可以透视出区域经济发展、消费取向和生态变化，荆门市人均GDP正处在6 000～10 000美元阶段，人们生活水平提高，消费结构升级，对肉蛋奶等食品需求增加。

城乡居民人均生物资源生态足迹均呈下降趋势，农村居民人均生态足迹高于城镇居民人均生态足迹，然后逐步趋同，2006年农村居民生物资源人均生态足迹比城镇居民高33.60%，到2014年，这种差距缩小到0.92%，城乡居民物质生活消费方式趋同，物质生活水平差距缩小，城乡协调发展、共享发展取得了一定成效。荆门市化石能源人均生态足迹先明显增加后下降，人均生物资源生态足迹变化较小，因此人均生态足迹与人均化石能源生态足迹变化趋势一致，随化石能源生态足迹波动而波动。2006-2012年，化石能源人均生态足迹由2.091 1 hm2增加到6.735 1 hm2，后者是前者的3.22倍，到2012年出现拐点，2014年化石能源人均生态足迹降到4.361 6 hm2，比2012年下降了35.23%。GDP由346.54亿元增长到1 310.59亿元，后者是前者的3.78倍，2006-2012年，GDP和化石能源足迹同向变动，高度正相关，荆门市经济发展高度依赖化石能源消耗，反映了同期长江中上游地区经济发展依靠拼资源、拼环境的发展方式。

荆门市人均生态足迹从2006年的2.635 3 hm2增加到2012年的7.215 0 hm2，出现拐点，2014年荆门市人均生态足迹下降到4.876 1 hm2，反映出2012年荆门市开始转变经济发展方式，运用生态协调、共生、再循环和能流、物流双流通原理，坚持“生态、环保、高效、可持续”发展理念，采用现代生态农业平面和垂直设计的方法，探讨出27种循环经济模式，大力发展循环经济，2013年，荆门市被纳入全国循环经济示范城市，降低化石能源消耗初见成效，实现了创新发展、开放发展，开始转向绿色发展。

2.2 荆门市人均生态承载力计算与动态分析

由表2可知，2006-2014年荆门市人均生态承载力小幅上升，各土地类型呈小幅波动，继1995-2005年[8]以来，荆门市人均生态承载力20年持续上升。荆门市长期严格执行耕地保护政策并加强土地整理开发，耕地数量有所上升；长防林工程实施，森林覆盖率大幅增加；农业科学技术逐步得到应用。2006年人均生态承载力为1.384 7 hm2，2014年上升至1.486 2 hm2，提高了7.3%。荆门市人均生态承载力持续上升，离“全球生态标杆”1.6 hm2还有一定距离[5]，生态足迹大幅增加，人均生态赤字逐年增大，从2006年的1.250 6 hm2增加到2012年的5.760 5 hm2，2013年开始下降，2014年為3.389 9 hm2。

2.3 万元GDP生态足迹计算及动态分析

万元GDP生态足迹反映特定区域资源利用效度，并与利用效度负相关。荆门市在近十年间，万元GDP生态足迹（表3）呈明显下降趋势，除2007、2009年有所增加外，其余年份逐年下降，2014年降到1.074 9 hm2，比2006年下降了50.19%，年均下降6.27%。近十年经济发展中，荆门市产业结构得到了一定程度的优化，节能减排初见成效，人力、技术、资本作用日益增强，资源利用方式逐步向集约型转变，利用效益有很大提高，与全国平均水平0.706 7 hm2（2010年数据）[9]还有差距。

3 结论

人均生态承载力小幅波动中呈上升趋势，耕地和林地对生态承载力的贡献最大，其次为建设用地，三者累计超过98%。耕地和林地一直处于生态盈余状态，2014年水域和草地两项共计赤字0.275 3 hm2。比较生物资源人均生态足迹与人均生态承载力可知，荆门市一直处于生态盈余状态，2014年盈余0.971 7 hm2，其發展是可持续的。荆门市作为国家商品粮基地和长江中游生态屏障，担负着国家粮食安全和长江中下游生态保护重任，应继续加大耕地林地保护力度，防止不合理的开发和利用，突破生态承载力阈值。

荆门市人均生态足迹超出人均生态承载力，发展处于生态强不可持续状态。人均生态足迹与人均生态承载力的比例由2006年的1.90倍增至2012年的4.53倍，2013开始降低，但2014年比例仍高达2.94倍，人均生态赤字3.389 9 hm2。根据蒂斯德尔等的观点，将“可持续晴雨表”不可持续性分为4级：较弱不可持续（ED>0.55）、弱不可持续（0.56≤ED<1.05）、中等不可持续（1.06≤ED<1.55）、强不可持续（ED≤1.56），除2006年属于中等不可持续外，其余年份荆门市的发展属于生态强不可持续型。

荆门市处于粗放发展向集约发展转型初期。化石能源生态足迹是荆门市生态赤字的根本原因，其贡献率基本达到100%，荆门市经济增长高度依赖化石能源消耗，依然处于拼资源、拼环境时期；万元GDP生态足迹逐步下降，荆门市在发展中已经树立了绿色发展理念，开始转变发展方式，还有很大的提升空间。

4 建议

1）资源定位，市场导航，产业深度融合，实现协调发展。荆门市农业资源得天独厚，继续挖掘其资源优势，从传统农业向高效生态农业转变，把特色农产品有效供给和质量安全作为建设的首要任务，利用好国际、国内两个市场，重点发展国家所需的粮食作物和市场需求的地方特色优势产业，夯实主导产业发展水平，打造区域品牌和优质农产品品牌，持续提高农民收入，做实第一产业；全力推进新型工业化，摒弃高投入、高能耗、低效益的老路，从粗放增长转向质量效益集约型增长，从以增量扩能为主转向调存量、做优增量，与第一产业和第三产业深度融合，提高工业经济效率和工业生态效率，做强第二产业；挖掘农耕文化，大力拓展农业功能，带动旅游等第三产业发展。推动“泛农化”发展，实现三次产业深度融合，推进产业结构优化升级，实现产业协调和城乡协调发展。

2）坚持转变发展方式，继续大力发展循环经济，实现绿色发展。坚持“绿水青山”、“金山银山”服务人的全面发展的宗旨，在农业生产中，依据生物链法则，实现整个植物、动物、微生物之间的生态平衡，形成由农、林、牧、渔组成的多元生态农业模式，建立比较完善的生态循环经济产业模式，把种植业、养殖业、农产品加工物流、休闲观光旅游等产业构建成为相互依存、相互转化、互为资源的循环系统，每个产业内部单元之间相互关联和循环转化，相互依赖促进，实现体系内部的双向循环，系统之间形成供给与支撑互动的发展关系，形成区域内集群式发展、对外开放的经营体系，实现人与自然和谐共生，经济社会持续发展，减少化石能源生态足迹。

3）转变消费方式和生活方式。加强生态文化宣传，树立和谐自然观，引导人们形成节俭的消费观念，杜绝浪费，构建节约型社会，减少生物资源生态足迹；全面提高人们的低碳环保意识，改变人们旧有的能源消费模式，继续大力推进清洁能源入户工程，开发可替代新能源，减少化石能源生态足迹。

4）加强科技支撑，提高承载力，实现创新发展。以体制机制创新、科技创新作为经济发展的动力，从传统增长点转向新的经济增长点，发展智慧高效农业，加速推进农业科技落地，推广先进农业技术，开发土地生产潜力，提高单位面积产量；应用现代信息技术特别是3S技术建立土地资源动态监测管理系统，加强对土地资源生态演变动态监测，严格实施土地用途管制制度，促进土地资源可持续利用；秉持大农业理念，继续提高荆门市林地生态承载力。

参考文献：

[1] WACKERNAGEL M，MONFREDA C，SCHULZ N B，et al. Calculating national and global ecological footprint time series：Resolving conceptual challenges[J].Land Use Policy，2004，21（3）： 271-278.

[2] REES W E. Ecological footprints and appropriated carrying capacity：What urban economics leaves out[J].Environment and Urbanization，1992，4（2）：121-130.

[3] 谢高地，鲁春霞，成升魁，等.中国的生态空间占用研究[J].资源科学，2001，23（6）：20-23.

[4] 周 嘉，尚金城.绥化市可持续发展状况的生态足迹分析[J].地理科学，2004，24（3）：333-338.

[5] 杨开忠，杨 咏，陈 洁，等.生态足迹分析理论与方法[J].地球科学进展，2000，15（6）：630-636.

[6] 翁伯琦，王义祥，黄毅斌，等.福建省生态足迹和生态承载力的动态变化[J].应用生态学报，2006，17（11）：2153-2157.

[7] 高 练，周 勇，李 清，等.基于生态足迹理论的湖北省耕地可持续利用分析[J].国土与自然资源研究，2008（4）：45-47.

[8] 刘某诚，李文华.基于净初级生产力的中国各地生态足迹均衡因子测算[J].生态与农村环境学报，2010，26（5）：401-406.

[9] 王晓磊，王 成，贾宝全，等.2000-2010年鹤壁市生态足迹动态分析[J].中国城市林业，2013，11（5）：14-19.