基于改进的生态足迹模型对循环经济发展水平的测度研究

陈薇 孙静

摘要 通过对传统的生态足迹模型进行改进，计算了2014年威县各消费项目的生态足迹、生态承载力。并以生态足迹度作为循环经济发展水平的判定依据，对其进行客观、科学的量化分析。结果表明：首先，威县的人均生态足迹是1.001 5 hm2/人，人均承载力是0.303 1 hm2/人，最终人均生态赤字为0.698 4 hm2/人，赤字的主要原因是耕地、化石燃料地和草地的生态足迹超出了其生态承载力的范围。其次，威县循环经济发展水平的生态足迹度测度结果（EFD）为3.3，表明威县的循环经济处于劣性循环阶段，对于威县发展农牧结合循环经济而言，如何在满足现有水平的消费需求情况下保持生态的可持续发展是当前需要解决的重要问题。

关键词 生态足迹；循环经济；生态足迹度；生态承载力；威县

Research on the Development Level of Circular Economy Based on Improved Ecological Footprint Model

CHEN Wei，SUN Jing （School of Economics and Management，Hebei University of Science and Technology，Shijiazhuang，Hebei 050000）

Abstract On the basis of improving the traditional ecological footprint model，this paper calculated the ecological footprint and ecological carrying capacity of Weixian County in 2014.It made an objective and quantitative analysis of the development level for circular economy by Ecological Footprint Degree（EFD）.The result indicated that Weixian County's ecological footprint per capita was 1.001 5 hm2/people，ecological capability per capita was 0.303 1 hm2/people，ecological deficit per capita was 0.698 4 hm2/people.The main reason for the deficit was that the ecological footprint of arable land，fossil fuel and grassland was beyond the scope of its ecological carrying capacity.Secondly，the measurement results of the Ecological Footprint Degree of Weixian County circular economy development level was 3.3.It showed that the Weixian County circular economy was in a inferior circulation stage.How to meet the current level of consumer demand，and maintain the sustainable development of ecology is an important problem to be solved for the development of circular economy in Weixian County.

Key words Ecological footprint；Circular economy；Ecological footprint degree；Ecological carrying capacity；Weixian County

生态足迹法最初是由William Rees和他的学生Wackernagel在20世纪90年代提出的一种依据人类对土地的连续依赖性来定量测度可持续发展状态的方法[1]。该研究在传统的生态足迹模型上作了两点改进，首先是把传统模型中的“全球公顷”改进为“国家公顷”，主要因为各国的自然资源和经济发展水平差别较大，所以来源于WWF（世界自然基金会）的数据并不能反映我国的实际情况，因此根据我国实际情况计算国家平均生产力和基于国家生产力均衡因子，更能真实反映我国对自然资源的利用情况和可持续发展状态[1-2]。其次是在计算生物资源账户生态足迹时，选择其生产量而不是消费量，主要因为一个区域土地上的生态足迹并不仅仅是由发生在本区域内的消费产生的，其中也有其他地方的消费。所以选择区域生产量更能体现本地生态足迹的概念。

1 生態足迹法的计算模型与方法

1.1 生态足迹计算 生态足迹作为一个国家或地区在发展中对生态环境的占用是否处于生态承载力范围内的判断依据，它是一种资源利用分析工具，通过精确的计算和分析来比较国家或区域范围内自然资源的产出与人类的消费情况。由于不同生物生产性土地的生产能力不同，必须通过均衡因子转化为相同生态生产能力的面积，进而比较[3]。各种消费项目人均生态足迹的计算公式：

EF=N×（ef）=N×γj×Ai=N×γj×CiPi （1）

式中，EF为总生态足迹；N为区域总人口数量；ef为人均生态足迹；γj为均衡因子；Ai为第 i种消费项目的生产性土地面积；Ci为第i项的人均年消费量；Pi为相应的生态生产性土地生产第i项消费项目的年平均生产力。

1.2 生态承载力计算 生态承载力是指以不损害区域的生产力为前提，一个区域有限的资源能供养的最大人口数量。由于不同国家或地区的同类型生物生产土地的生产能力也不同，因此在计算生态承载力时，不仅要通过均衡因子转化为相同生态生产能力的面积，还需乘以产量因子来调节，产量因子指一个区域某类土地的平均生产力与全国同类土地的平均生产力的比值[4]，将现有的6种生态生产性土地乘以相应的均衡因子和当地的产量因子，就可以得到生态承载力（EC），计算公式如下：

EC=ni=1AiEQiYi，ec=EC/N（2）

式中，EC为生态承载力；EQi为均衡因子；Yi为第i种消费项目产量系数；N为总人口数；ec为人均生态承载力。

2 循环经济发展水平的生态测度

2.1 循环经济发展水平的生态账户测度 区域的可持续发展状况可通过生态足迹与生态承载力进行比较获得。如果一个地区的生态足迹超过了生态承载力，则为生态赤字，表明该区域人类活动对生态环境的压力超过其承载力，生态足迹的供给不足，这种情况就说明该区域是不可持续发展的。反之，则为生态盈余，区域是可持续发展的[5]。其计算公式为：

EA=EF-EC （3）

2.2 循环经济发展水平的生态足迹度测度 参考张杰等[6]提出的生态足迹度（Ecological Footprint Degree，EFD）的测度方法，通过把地区的各种资源消耗量与该地区的环境承载力联系起来，既不受生态账户余额的绝对量影响，又能比较准确地测度循环经济的发展水平[6]，就可以对地区的循环经济发展阶段做出相对准确的测评。所谓生态足迹度就是一个区域的生态足迹与生态承载能力的比值，即：

EFD=EF/EC （4）

3 生态足迹分析——以威县为例

3.1 生物国家平均产量和均衡因子 由于各国的自然资源和经济发展水平差别较大，该研究把传统模型中的“全球公顷”改进为“国家公顷”，与传统的全球生物平均产量的主要区别是，它计算的是本国范围内的产量和面积数据，因此所得计算结果相比全球的更符合本国实际情况，也更适合本国区域生态足迹的计算[1-2]。为了便于加总，将各类生物产品转化为热值单位，并将属于相同土地类型的热值加总与全国水平比较得出均衡因子。公式为：

qj=pjp=QjSj/Qj∑Sj=pjk×γjkSj/jkpjk×γjkSj （5）

式中，qj为全国第j类土地的均衡因子；Pj为第j类土地的平均生产力；p为全国全部土地的平均生产力；Qj为第j类土地的总生物产量；Si为第j类土地的生态生产性土地面积；pjk为第j类土地的第k种生物产品产量；γjk为第j类土地上第k种生物产品的单位热值。

全国平均产量和均衡因子两个参数上直接引用了张宇鹏[1]的计算结果，各类土地的均衡因子分别为耕地3.908，林地0.671，水域0.095，草地0.048，化石能源地0.191，建设用地3.908。

3.2 威县产量因子计算 威县各类型土地的产量因子是各类生态生产性土地相对于全国各类生态生产性土地的产出能力。在耕地计算中，除了农作物和猪肉、禽肉、禽蛋属于消耗耕地之外，相关研究表明，我国的牛肉、羊肉和牛奶也有部分是消耗耕地，比例分别为86%、57%和72%，为避免重复计算，在产量因子的计算中不计入在内。在林地的计算中，生物产品主要包括苹果、梨、葡萄。在草地产品的计算中，只考虑产自草地的牛肉、羊肉和牛奶的产量，即计算时减去来自耕地的产量（表1）。

根据各类生产性土地的面积以及总热值计算出威县各类型土地的生产力，通过与全国相对应类型土地的比值即可得出威县各类型土地的产量因子。从计算结果可得出威县耕地的产量因子为0.677 7，林地为2.426 8，水域为10.261 9，草地为19.327 7，化石能源地的生产力等于全国平均生产力，产量因子取1。建设用地等于耕地的产量因子为0.677 7。

3.3 威县生态足迹计算

3.3.1 生物资源账户生态足迹计算。生物资源生态足迹反映了经济對生态系统资源供给能力的需求。结合威县的生物资源消费情况，该县的生物资源消费主要包括农产品、动物产品、林产品和水产品，2015年《威县年鉴》中统计的2014年威县总人口为628 936人，根据上文对应的土地均衡因子，利用公式（1）计算出对应的均衡人均生态足迹分别为耕地0.740 23 hm2/人，林地0.005 77 hm2/人，草地0.036 46 hm2/人，水域0.000 02 hm2/人。

3.3.2 能源账户生态足迹计算。在化石能源足迹的计算中，生产力按照前面计算的森林和草地的总热值和面积，化石能源地的产出采用森林和草地吸收温室气体的实际面积[2]，根据《邢台统计年鉴2015》中威县2014年化石能源的消耗量，计算出威县化石能源生态总足迹为709 889.342 hm2，其中分别包括原煤、焦炭、汽油、煤油、柴油、燃料油、液化天然气。能源账户另外一个土地类型是建筑用地，据谢鸿宇等[7]的研究，全国水电占总电力的百分比为14.79%，单位水电占用的建筑用地为0.021 m2/kW·h，威县2014年电力消费量为180 107.392万kW·h，计算得出威县建筑用地的生态足迹为548.740 hm2。

根据以上计算结果，可以得出威县总的消费项目生态足迹。2014年威县消费项目总的人均生态足迹为1.001 5 hm2/人。其中耕地的生态足迹占整个消费项目生态足迹的73.912%，约为0.740 23 hm2/人，其次是化石燃料地，其生态足迹为0.215 58 hm2/人，占整个消费项目生态足迹的21.526%，草地为0.036 463 hm2/人，林地为0.005 773 hm2/人，建设用地为0.003 413 hm2/人，水域为0.000 023 hm2/人。