南京市生态足迹测算与可持续发展研究

杨庆礼 魏湖滨

摘 要：在长江经济带可持续发展与“共抓大保护，不搞大开发”的背景下，为合理衡量南京市经济建设对生态环境的影响和可持续发展程度，本文基于生态足迹模型对南京市2005—2018年3期的生态足迹进行测算，并使用系统聚类法将南京市及其11个设区（县）生态足迹予以划分。研究表明：2005—2018年间南京市的生态足迹远大于生态承载力，生态赤字严重，耕地和建设用地的变动相对较大;玄武、浦口等区生态足迹较高，六合、江宁等地整体生态足迹较小。据此，提出合理开发和有效保护资源和环境，应加大科技创新和人力资本培育力度，高效利用现有的资源存量，提倡发展循环经济挖掘城市自身的生产潜力等可促进南京市可持续发展的对策。

关键词：生态足迹;生态承载力;聚类分析;可持续发展;南京

中图分类号：S181       文献标识码：A

DOI：10.19754/j.nyyjs.20200330038

改革开放以来，我国城镇化水平从1978年的17.9%提高到2019年的60%以上，发展成就显著。然而，过去几十年间粗放式的发展为生态环境带来了较大的压力，不利于社会经济的进一步发展。在这种背景下，党的十九大报告明确指出要尊重自然、顺应自然、保护自然，习总书记在调研时更是多次强调长江经济带“共抓大保护，不搞大开发”的发展战略。因此，如何衡量城市的生态环境现状，评估土地利用现状的承载能力，缓解人地间的矛盾以实现可持续发展，是学界关注的焦点，也是政策创新的难点。

生态足迹可以表现人类对自然资本的利用情况，并结合生态承载力和生态盈余的计算结果判断当前状态下的人类活动是否在生态系统的承载范围之内，进而评估相关地区发展的可持续性。近年来，已有多位学者对生态足迹方法的改进[1-3]和应用领域的扩展[4-7]做出了有益的研究，从地域层次上来说，既有徐中民等对全国生态足迹的分析[8]，也有张志强等对特定城市群的生态足迹测算[9];更多的则是任彩凤等学者对单个城市或更小单元系统的生态足迹[10]的评价。

南京市是长江经济带最具经济活力的城市之一，也是长三角地区和扬子江城市群的重要组成部分，是我国经济水平较为发达、人地矛盾较为尖锐的代表性城市。改革开放以来，南京市地区生产总值不断提升，但飞速的经济增长也带来资源消耗过快、生态环境快速恶化等问题。因此，如何掌握环境中需求资源的客观变化并协调经济增长与资源环境承载能力之间的关系，走出一条属于南京自己的可持续发展道路，是当前面临的一个重要问题。然而，当前研究中基于整个城市系统的生态足迹静态测量不能反映城市内部的空间差异。在从无序向有序发展的过渡时期，要合理配置城市资源，有必要通过生态足迹的空间化引导和约束城市空间的发展。

本文以可持续发展为背景，以生态足迹模型为测度方法，以“国家公顷”为计量单位，对南京市及其11个设区（县）2005年、2010年、2018年3期的生态足迹、生态承载力和生态盈亏进行测算，旨在分析南京市区域生态足迹时空特征的基础上，进一步掌握影响南京市内各区生态足迹变化情况，进而为南京市生态文明建设和可持续发展方案的提出提供依据。

1 研究方法

1.1 生态足迹计算方法

生态足迹的计算方法有如下2个前提：人类可以确定自身生活生产所消耗的资源与产生的废弃物数量;上述耗费的资源与产生的废弃物可以折合成用于生产或承载相关资源或者废弃物的土地的面积。其具体计算公式如下所示：

EF=N×ef=N×∑（ri×ci÷pi）

式中，EP为总生态足迹，N为人口数，ef为人均生态足迹;i为消费品类别，ri为均衡因子，ci为第i种商品人均消费量，pi为第i种消费品平均生產能力。

1.2 生态承载力计算方法

生态承载力又称生态足迹供给，是指一个区域所能提供给人类的生态生产性土地的面积的总和表示。其具体计算公式如下：

ECC=N×ec=N×∑（ai×ri×yi）

式中，ECC为总生态承载力;N为人口数，ec为人均生态承载力;i为消费品类别，ai为人均生物生产面积，ri为均衡因子，yi为产量因子。

1.3 计算结果说明

生态足迹计算结果用生态赤字或者生态盈余来表示，其具体计算方法为生态承载力减去生态足迹。若计算结果为负则称为“生态赤字”，可用于衡量地区发展的不可持续程度;结果为正则称为“生态盈余”，可用来衡量地区发展的可持续程度。

2 研究区域概况与数据

2.1 研究区域概况

南京是江苏省省会，位于长江下游沿岸，总面积6597km2，属亚热带季风气候，雨量充沛，四季分明。南京是长江经济带、长三角地区和扬子江城市群的重要组成部分。南京市现辖11个区，2018年末全市常住人口为843.62万人，地区生产总值12730.80亿元。

2.2 数据来源与计算方法

2.2.1 数据来源

本研究数据来源于2006年、2011年和2019年的《南京市统计年鉴》，为统一数据口径，采用2013年南京市行政区划调整区域。

2.2.2 生态足迹账户构建方法

人类消费行为由生物资源消费和能源消费2部分组成，生态足迹的计算也由这2类消费类型组成。其中，生物资源的消费主要包括农产品、林产品、水产品和动物产品;能源的消费主要包括热力、电力等。本文参考学界通用办法[11-13]建立生态足迹账户并选取均衡因子和产量因子的参考平均值用于计算，且在计算过程中不考虑未利用地。

3 结果与分析

按南京市现有的耕地、林地、草地、化石能源用地、水域、建设用地面积总量和不同年份的总人口数量（户籍人口数量），计算出各类生物生产的人均占有面积，以此累加得出南京市人均生态足迹，再根据生态承载力公式计算出南京市年人均生态承载力，其计算结果见表1～3。聚类分析操作使用SPSS软件完成，采用系统聚类分析，聚类方法使用组间连接，度量标准为平方Euclidean距离，输出结果依南京市各区生态足迹值的大小分为3类。

3.1 人均生态足迹与生态承载力时间序列变化

由表1可见，2005—2018年南京市人均生态足迹总体呈增长趋势。2018年南京市人均生态足迹为2005年人均生态足迹的2.37倍，与此同时，人均生态承载力面积不断下降，减小了45.6%。由于经济飞速增长造成的生态环境负担日益增大。由不同土地类型的均衡因子可以看出，10余年来对生态足迹影响最大的是耕地和建设用地，林地次之，水域和草地造成的影响相对较小。耕地面积的不断缩小造成粮食产量的下降，由于土地利用的整体性和外部性，在没有外界资源补充的情况下，南京市内耕地所能养活的人口数不断下降。又因为南京市近年来加快了城市建设的步伐，部分地区建设用地“野蛮”扩张，对生态环境造成相当大的压力。

从生态盈余和生态赤字来看，2005年除林地为生态盈余外，其余各种土地利用类型皆为生态赤字，到2010年以后所有土地的生态状态皆为生态赤字。从不同的土地利用类型上看，耕地尽管10多年来皆处于生态赤字状态，但生态赤字的值不断减小，生态承载力的增加速度高于生态足迹的增加速度。这表明南京市近年来保护耕地和基本农田成果显著，注重耕地的保护、整理与开发利用，提升耕地的生态水平。但林地、水域、草地的生态足迹增加速度远远大于生态承载力增加速度，生态赤字逐渐扩大，相关地类的保护工作迫在眉睫。而建设用地生态赤字一直处于高速增加状态，体现了南京城市化进程的飞速扩展已构成了对生物生产生活和环境承载的基本土地的侵占。

3.2 分区域生态足迹时间序列变化

使用系统聚类分析方法对南京市11区3a生态足迹的聚类分析显示，3期各區的生态足迹保持稳中有变的态势。玄武区、浦口区、栖霞区、溧水区和高淳区保持较高的生态足迹，资源耗费量较大，环境负担较重;六合区和江宁区整体生态足迹较小，生态环境治理效益显著;建邺区和雨花台区自2005年以来生态足迹显著增长，分别增加了461%和356%，推测与其地处市区，近年来开发速度较快有关;而秦淮区和鼓楼区生态足迹排名在南京11区中呈现倒U形分布，在2010年间生态足迹较高，在2005和2018年生态足迹较低，其转方式、调结构、降能耗、治理污染工作成效显著。

总体而言，自2005年以来，南京城市化进程不断加快，耕地面积不断减少，建设用地侵占现象日益突出。南京市人均生态足迹不断扩大的同时，人均生态承载力急剧缩小，二者比例不断扩大。2018年南京市人均生态足迹约是其生态承载力的19倍，由于统计数据的不完整性和滞后性，南京市的生态赤字可能比计算得出的还要严重。无论从哪一种标准来看，南京均属于“地区—全球非可持续性发展区域”，对地区、对全球而言均属于不可发展状态，且将产生较大的外部性，应尽快采取必要措施改变这种局面。

4 结论与讨论

通过观察南京市分地类人均生态足迹的不同权重，南京市高生态赤字存在的主要原因在于高能源消耗、人口过于密集、可耕地的减少以及化石燃料的极大消耗等。在不降低当地居民现有的生活水平的前提下，要减少生态赤字，实现南京市可持续发展应努力做到以下几点。

合理开发和有效保护资源和环境，严格控制非农业占地，建立永久性的基本农田保护区制度，切实保护好耕地资源，提高土壤肥力。

加大科技创新和人力资本培育力度，南京市高校密集，科研单位众多，人力资源丰富，应进一步发展高新技术产业，加速新技术的研发与应用过程以提高自然系统资源利用率和单位面积生物产量。

有效地利用现有资源存量，重视可再生能源的开发和利用，提倡发展循环经济挖掘城市自身的生产潜力。

始终坚持“生态惠民、生态利民、生态为民”的原则，提升人居环境，加速形成绿色生活方式，从工业文明的消费模式走向现代化生态文明的城镇模式，逐步建立资源节约型社会生产体系和合理健康的消费体系。

参考文献

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

[2]徐中民，张志强，程国栋.可持续发展定量研究的几种新方法评介[J].中国人口·资源与环境，2000（02）：61-65.

[3]杨开忠，杨咏，陈洁.生态足迹分析理论与方法[J].地球科学进展，2000（06）：630-636.

[4]李兵，张建强，权进民.企业生态足迹和生态效率研究.环境工程，2007，25（6）：85-88.

[5]郭秀锐，杨居荣，毛显强.城市生态足迹计算与分析——以广州为例[J].地理研究，2003，22（5）：654-662.

[6]Lenzen M，Murray S A.A modified ecological footprint method and its application to Australia[J].Ecological Economics，2001，37（2） ： 229-255.

[7] Scotti M，Bondavalli C，Bodini A. Ecological footprint as a tool for local sustainability： the municipality of Piacenza （ Italy） as a case study[J].Environmental Impact Assessment Review，2008，29（1） ： 39-50.

[8]徐中民，陈东景，张志强，程国栋.中国1999年的生态足迹分析[J].土壤学报，2002（03）：441-445.

[9]张志强，徐中民，程国栋，陈东景.中国西部12省（区市）的生态足迹[J].地理学报，2001（05）：598-609.

[10]任彩凤，程艳妹，郑欣，周立志.基于生态足迹模型的淮北市自然资本利用研究[J].生态科学，2019，38（06）：106-114.

[11]MathisWackernagel，William Rees.Our Ecological Footprint： Reducing Human Impact on the Earth[M]. Gabriela Island： New Society Publishers，1996： 61-83.

[12]谢高地，鲁春霞，冷允法，郑度，李双成.青藏高原生态资产的价值评估[J].自然资源学报，2003（02）：189-196.

[13]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.

（责任编辑 贾灿）