安徽省生态足迹时空特征及经济发展脱钩效应分析

郭珍珍

（河海大学公共管理学院，南京 211100）

近年来，安徽省在中部崛起战略中表现优异，人均生产总值从2005年的9 193 元增长为2020年的63 426 元，十几年间人均生产总值增长了6.9 倍，取得了显著的发展成绩，与此同时生态资源与经济发展之间的矛盾也变得越来越不可调和。从更长远的角度出发，要想实现经济发展的长期稳定与繁荣，必须加强对生态资源的保护，不能超过生态系统自身承载力的上限。因此，怎样处理经济发展与生态资源消耗的关系是安徽省今后必须解决的问题。

生态足迹分析法就是用于衡量地区可持续发展能力的方法，该方法最早是由国外学者提出，在国际诸多领域引起广泛关注和应用［1］。自2000年中国引入这个概念以来，得到许多学者的关注与研究，杨开忠［2］、翁伯琦等［3］、张可云等［4］进行了理论与实践的探究，目前研究主要集中于以下3 个方面：一是理论层次的研究；二是将模型应用于不同地区的生态评估；三是在不同维度进行扩展实践，比如水资源、能源资源等方面的研究，经过不断的研究，生态足迹模型在空间、时间研究尺度等方面取得了很大改进［5］。“脱钩”一词最早是用于物理学领域，形容变量之间的关系不复存在，2002年OECD 将脱钩理论引入到生态与经济领域［5］，许多学者也开始用该模型测算地区经济发展对资源的依赖程度，研究内容主要集中以下方面：一是研究方法的创新［6］；二是研究区域经济与生态的可持续发展［7，8］；三是研究领域的扩展，主要集中在水资源［9］、碳排放［10］等领域。生态足迹模型可以直观地反映一个地区的生态状况，但是不能看出生态资源与经济发展之间的协调状况，同时从时空角度研究区域的生态足迹差异变化也较为少见，脱钩理论恰好可以判断地区经济发展与生态资源之间的协调关系，因此将生态足迹模型与脱钩理论相结合能够较为全面地对一个地区的经济可持续发展做出评价。

本研究以安徽省为例，利用生态足迹模型对其2005—2020年的生态足迹时空变化进行定量分析，同时采用Tapio 脱钩模型科学评价该省经济发展与生态资源之间的脱钩关系，并在此基础上为安徽省可持续发展提出相应的建议。

1 数据来源与研究方法

1.1 数据来源

所需的人口数、各土地类型面积以及生产消费资源数量主要来自2006—2021年的《安徽省统计年鉴》《中国统计年鉴》和安徽省土地利用总体规划等资料；全球平均产量来自2013年的《国际粮农组织统计年鉴》。由于2011年安徽省行政区划调整，将原巢湖市划归合肥市管理，为了保证数据的一致性，对于2011年之前的巢湖地级市数据不予以计算，统一计算安徽省目前16 个地级市的数据。

1.2 生态足迹计算方法

生态足迹分析法最早是由Rees［11］及其学生Wackernagel［12］于20世纪90年代提出，是一种衡量生态可持续发展的定量方法［13］。通过计算生态足迹和生态承载力来分析地区经济可持续发展状况，该理论认为生态足迹包括2 个组成部分，即生物资源消费账户和能源消费账户［14］，具体见表1。

应用生态足迹分析法需要满足以下条件：一是各土地类型的空间分布和作用是互斥的，二是用各土地类型的面积来量化代替该土地类型下的消费量［15］。生态足迹是指人类对生态资源的消耗，生态承载力是指生态能够为经济发展提供的容纳能力，通过对比二者之间的差额，来了解地区的生态盈亏情况，通过借鉴不同学者［16，17］的研究成果，确定如下计算公式。

式中，i表示消费商品的类别；EF表示总生态足迹；ef表示人均生态足迹；Pi表示第i种商品的平均生产能力；N表示人口数；Ci表示第i种商品的人均消费量［18］；EC表示生态承载力总量；ec表示人均生态承载力；ri表示均衡因子；yi表示产量因子；ai表示人均生物生产性土地面积［19］，ED表示生态盈亏；若ED＞0 则为生态盈余；若ED＜0 则为生态赤字，生态承载力计算需要注意的是，往往扣除其中的12%作为保护生物多样性的预留面积［20，21］，最终结果应是88%EC［22］，计算所需的均衡因子和产量因子［23］见表2。

表2 安徽省各土地类型的均衡因子和产量因子

1.3 脱钩计算方法

脱钩是指两个变量之间脱离联系，也即一个变量的发展对另一个变量不产生影响，通过研究生态变化量与经济变化量之间的脱钩系数，来评估地区经济发展对生态资源的依赖程度，经济发展与生态之间最完美的状态就是在生态资源压力减小的基础上实现经济的稳步增长，称为绝对脱钩发展状态。为了保证计算的准确性与规范性，本研究采用在OECD 提出脱钩模型的基础上改进的Tapio［24］脱钩模型来分析安徽省生态足迹与经济发展之间的脱钩关系，具体计算公式如下。

式中，Cn为第n年脱钩指数；EFn、EFn-1分别为第n、n-1年的总生态足迹；GDPn、GDPn-1分别为第n、n-1年的总生产总值。根据Tapio 的划分依据，以1.2、0.8、0为分界值，划分为以下8 种脱钩类型（表3）。

表3 脱钩指数与脱钩状态

2 研究区域概况

安徽省位于中国的中部，介于东经114°54′—119°37′，北纬29°41′—34°38′，拥有丰富的自然资源和矿产资源，是中国重要的农业生产基地和工业生产基地，总面积14.01 万km2，截至2020年末，安徽省常住人口6 105 万人，城镇化率逐步提升。研究期间安徽省经济生产总值由2005年的5 675.85 亿元增长到2020年的38 680.63 亿元，人均生产总值也从9 193 元增长到63 426 元，整体经济发展比较迅速。

3 结果与分析

3.1 2020年安徽省生态足迹计算结果

3.1.1 生态足迹 生物资源消费账户生态足迹计算，根据安徽省的自然特点，农产品主要选取谷物、大豆、油类、薯料等消费项目，林产品主要选取茶叶、园林水果、木材等消费项目，畜牧产品主要选取牛羊肉和禽蛋等消费项目，以及水域提供的水产品。根据式（1）以及参考刘某承等［23］研究的均衡因子，具体计算结果见表4。

表4 2020年安徽省生态足迹（生物资源账户）

能源资源账户生态足迹计算，选取原煤、焦炭、原油、燃料油等消费项目作为化石燃料用地和建设用地计算指标，根据式（1）进行计算，具体计算结果见表5。通过对结果进行汇总得出总生态足迹为120 016 024 hm2。

表5 2020年安徽省生态足迹（能源资源账户）

3.1.2 生态承载力 由于中国目前没有为二氧化碳的吸收提供专门用地，因此化石燃料用地的生态承载力为0，而且安徽省牧草地资源较少，人均面积几乎为0，实际生态承载力也几乎为0，根据式（2）以及参考表刘某承等［23］研究的产量因子，具体计算结果见表6。通过汇总得出2020年安徽省总生态足迹为120 016 024 hm2，总生态承载力为11 203 462 hm2，人均生态赤字为-1.315 883 hm2。

表6 2020年安徽省生态承载力

3.2 安徽省生态足迹时间变化分析

从时间变化趋势看（图1），2005—2020年安徽省生态承载力变化幅度较小，整体呈上升趋势，一方面主要是因为各土地类型的生产能力比较稳定，而且各土地类型的面积和常住人口总数变化波动幅度较小，导致生态承载力波动比较平稳，另一方面也反映出近年来安徽省不断加强耕地和林地等资源的保护，努力提升地区生态承载力。而与此同时，生态足迹与生态赤字呈现出相似的波动规律，即出现先增后减的发展趋势，在2014年均达到了峰值状态，人均生态足迹从2005年的0.812 hm2/人增长为2020年的1.487 hm2/人，增长率为45.3%，增长了1.88 倍，人均生态赤字也从2005年的0.662 hm2/人增长为2020年的1.315 hm2/人，增长率为49.7%，增长了1.99 倍。

图1 2005—2020年安徽省人均生态足迹、人均生态承载力、生态赤字变化

2005—2014年生态足迹和生态赤字呈直线上升状态，主要因为这一时期是国家“十一五”和“十二五”规划发展阶段，安徽省抓住“中部崛起”“皖江城市带”“泛长三角”等重大国家发展战略，不断推进经济建设和城镇化扩张，此阶段安徽省大力发展第二产业，工业化进程比较迅速，加大了对化石能源的消耗，促使生态足迹不断攀升。由于生态承载力变化幅度较小，生态足迹的攀升引起了生态赤字的逐

年攀升，使得生态赤字和生态足迹同步增长。随着国家对生态的日益重视，安徽省也充分贯彻落实绿色发展理念，出台了一系列环境保护政策，2014年之后生态足迹和生态赤字呈波动下降趋势，安徽省在2014年出台了《2014—2015年节能减排低碳发展行动方案》，全面落实节能减排任务，力图打造生态强省的发展目标，2014年至今安徽省生态足迹和生态赤字呈现出较为稳定的波动状态。

从生态足迹构成类型看（图2），化石能源始终占据较大比例，从2005年的0.555 hm2/人增长到2014年的1.240 hm2/人，增长率达55.2%，增长了2.23 倍，而且与生态足迹和生态赤字有着相同的增长规律，在2014年达到峰值，也印证了生态足迹的增长大部分都是由化石能源的消耗造成的，主要是此阶段安徽省贯彻落实了前述重大发展战略，加剧了对化石能源的消耗；耕地和草地以及水域也构成了生态足迹的重要部分，耕地虽然一直占据一部分生态足迹，但总趋势是下降的，体现出安徽省积极落实耕地保护政策，严守耕地安全红线，努力减少对耕地资源的消耗，同时草地和水域生态足迹的增长反映了民众对该土地类型下的消费项目需求较多，也即对牛羊肉以及水产品的需求较多，反映出安徽省近年来人民生活水平得到了很大改善。

图2 2005—2020年安徽省人均生态足迹结构变化

3.3 生态足迹空间变化分析

区域之间经济发展状况不同，会导致生态面临不同的压力，安徽省以淮河和长江为界限划为皖北、皖中和皖南3 个地区，就经济发展程度而言，皖北地区经济发展比较落后，主要是依靠农业发展，皖中和皖南经济相对比较发达，主要以二三产业发展为主。由于数据年份较多，而且考虑到国家发展战略对地区经济的影响，选取五年计划的时间节点，以2005年、2010年、2015年、2020年这4 个时期的生态状况来反映安徽省内部各区域的生态发展空间变化，采用自然断点法绘制安徽省2005—2020年生态足迹、生态承载力、生态赤字的空间变化图。

将人均生态足迹与节点的4年各市的人口数相乘得到安徽省2005—2020年各市的生态足迹变化（图3）。结果显示，安徽省整体的生态足迹呈西北高东南低的特点。2005—2020年皖北的阜阳、亳州、宿州和皖中的六安生态足迹始终保持较高状态，而皖南的黄山、池州、铜陵生态足迹则保持较低水平，2005—2020年合肥、马鞍山、芜湖生态足迹变化较为明显，呈不断增大的趋势，2015—2020年合肥生态足迹增长最为明显。人口因素是影响安徽省生态足迹空间分布较为明显的一个因素，皖北地区由于人口密度大、经济发展比较落后导致生态足迹始终比较高；而皖南地区由于人口基础小，而且依靠黄山、天柱山、九华山等丰富的旅游资源大力发展旅游业，减少了对耕地、化石资源的需求，从而使其生态足迹始终保持较低水平；而合肥、芜湖、马鞍山生态足迹的变化离不开经济发展政策的导向，2010年安徽省提出皖江城市带建设规划，充分发挥芜湖、马鞍山、合肥的区位优势及资源优势承接产业转移，2016年这3 市都加入了长三角城市群，使得芜湖、马鞍山第二产业发展迅速，加大了对资源的需求与消耗，使生态足迹不断增大，而省会合肥城镇化率的逐步提升，吸引了大量人口积聚，导致生态足迹连年攀升。

图3 2005—2020年安徽省各市总生态足迹空间分布

依据各市的生态土地面积数据和人口数据，并按照式（2）计算出安徽省2005—2020年总生态承载力空间分布（图4）。结果显示，安徽省生态承载力总体呈西北向东南方向递减的趋势，2005—2015年阜阳市的生态承载力供给最大，2020年阜阳、合肥生态承载力供给最大，2005—2020年池州、铜陵、黄山生态承载力供给始终保持较低水平。由2020年安徽省生态承载力计算结果显示，安徽省的生态承载力主要是来自耕地和林地的供给，草地和水域供给较少，而安徽省的西北部地形以平原为主，因此耕地资源较为丰富，而皖南地区更多的是山地、丘陵的地形，生态承载力供给较少。整体上2005—2020年安徽省生态承载力变化幅度较小，2010—2020年合肥的生态承载力不断增加，反映出合肥市政府近年来不断加大对生态环境的保护，通过不断引导新型城镇化与生态、人口的适度发展来提升地区的生态承载力。

图4 2005—2020年安徽省各市总生态承载力空间分布

将生态足迹与生态承载力进行叠加得到2005—2020年安徽省各市的生态赤字空间变化（图5）。结果显示，安徽省各市均面临不同程度的生态赤字，基本和生态足迹保持相似的空间变化。2005—2020年阜阳、亳州、宿州、六安生态赤字较为严重，黄山、池州、铜陵生态赤字较为舒缓，2010—2020年合肥、芜湖、马鞍山生态赤字不断扩大，2015—2020年合肥生态赤字较为严重，2015—2020年安庆生态赤字有所缓解。尽管阜阳、亳州、宿州、六安这几个城市的生态供给能力较强，而且合肥生态承载力也在不断提升，但生态承载力供给依旧不能满足对生态足迹的消耗，因此安徽省生态建设仍有很长的路要走。

图5 2005—2020年安徽省各市生态赤字空间分布

3.4 生态足迹与经济增长脱钩分析

根据表7、表8 可以看出，安徽省2005—2020年全省生态足迹和经济发展之间脱钩状态比较良好，弱脱钩和强脱钩的频率分别是73.3%、26.7%，由于安徽省各市的经济基本上都是正增长的发展趋势，只有个别年份的个别市出现经济衰退现象，因此安徽省生态足迹与经济发展之间的脱钩关系主要取决于生态足迹变化量，大致可以分为2005—2014年和2015—2020年这2 个脱钩阶段。2005—2014年安徽省全省生态脱钩处于弱脱钩发展状态，即随着经济的增长，生态资源逐渐消耗，生态压力也呈正增长的状态，比较符合安徽省发展的实际，2005—2014年处于“十一五”和“十二五”发展阶段，此时的安徽省紧紧抓住“中部崛起”“皖江城市带”及“合芜蚌自主创新实验区”等重大发展战略，不断推进工业化和城镇化建设，导致生态资源压力随着经济的增长不断增大；2015—2020年安徽省经济与生态之间出现强弱交替的脱钩现象，随着经济的增长，生态环境压力出现负增长的现象，说明这个阶段安徽省注重生态环境和资源的保护，努力朝着可持续发展方向前进，生态环境与经济发展之间逐渐走向协调。2015年党的十八届五中全会提出五大发展理念，为各省市经济发展提供了指引，安徽省也贯彻落实绿色可持续发展理念，落实节能减排的发展要求，努力维持生态环境和经济增长之间强脱钩的发展状态，争取实现生态强省的建设目标。

表7 2005—2020年安徽省全省及各市生态足迹和经济增长的脱钩指数

表8 2005—2020年安徽省生态脱钩类型

从空间上看，皖北地区出现强脱钩、弱脱钩、扩张负连接、扩张连接的频率分别是25.0%、65.6%、5.8%、3.6%，皖中地区出现强脱钩、弱脱钩、扩张负连接、扩张连接的频率分别是25.0%、68.3%、5.0%、1.7%，皖南地区出现强脱钩、弱脱钩、扩张负连接、扩张连接的频率分别是28.8%、57.7%、7.7%、5.8%。皖南地区的强脱钩比率大于皖北和皖中地区，主要是与地区经济发展结构以及人口密度有关，皖南地区依托当地生态资源发展旅游业，实现经济增长的同时较好地兼顾了自然资源的保护，而且皖南地区人口总数不如皖北地区人口多，总生态足迹累计消耗较少，因此经济发展与生态资源脱钩能力较强，而皖北地区更多的是以农业发展为主，大量的耕地资源被消耗，同时人民活水平的改善加剧了对牛羊肉等资源的消耗，加上人口众多必然使得生态足迹增加，因此经济发展与生态资源之间的脱钩不如皖南地区强。

4 小结与建议

4.1 小结

1）2005—2020年安徽省生态足迹和生态赤字呈先增后减的变化趋势，在2014年达到峰值，生态承载力变化幅度较小。2005—2014年安徽省在中部崛起战略中表现优异，大力发展第二产业加剧了能源的消耗，使生态足迹从2005年的0.812 hm2/人增长为2014年的1.542 hm2/人，增长了近2 倍，2014年后通过一系列绿色发展措施，使得生态足迹和生态赤字出现下降趋势；2005—2020年生态承载力增幅比较平缓，从2005年的0.150 hm2/人增加到2020年的0.208 hm2/人，2014—2020年生态承载力略微有所增加，离不开这个时期安徽省加强对耕地、林地资源的保护。

2）从空间变化角度看，安徽省生态足迹和生态赤字呈由西北向东南递减的趋势，整体上看皖北地区生态压力比皖南和皖中地区较高，这与安徽省整体的经济发展水平比较符合，皖北地区经济远不如中南部地区经济发达，尽管安徽省西北部的生态承载力远大于东南部，因为生态足迹消耗远大于生态承载力供给，使其依然面临严峻的生态赤字。

3）从生态足迹与经济发展脱钩关系看，安徽省整体的脱钩状态还是比较理想，主要是强脱钩和弱脱钩的状态，尤其是2015年后，出现强弱交替的现象，能够在实现经济增长的基础上尽可能地减少生态资源的消耗。

4）从生态足迹结构看，能源资源账户始终占据较大部分，原煤、焦炭又是其中消耗最多的能源，给生态环境保护带来了很大的压力；草地和水域的生态足迹也不断增加，反映出人民对肉蛋奶、水产品的需求不断增加。

4.2 建议

1）努力提高地区生态承载力。安徽省要继续严守耕地红线，通过加强技术资金投入，提高土地的生产力；通过人工造林以及保护天然林的方式，要加大对林业资源的保护力度，提升林地的生态承载力供给；通过合理的城市建设规划，提高建设用地的使用效率；政府要引导企业和个人进行合理的水产养殖以及加强对水资源的保护，提高水域的生态供给能力，通过退牧还草等方式，加强对草地资源的保护，从整体上提高区域生态承载力。

2）提高能源利用效率，优化地区能源结构。原煤焦炭等化石燃料在安徽省生态足迹中占比较高，要想实现经济发展与生态环境的强脱钩，一方面，必须要积极落实“节能减排”政策要求，提升资源利用效率，另一方面，积极开发和利用化石能源的替代能源，提倡清洁能源的使用，切实降低煤炭的比重，推动能源结构的优化。

3）培养低碳、绿色的消费生活习惯，减少个人生态足迹。皖北地区生态足迹远高于皖南地区生态足迹与人口基数有很大关系。人们日常的各种生活消费实际上是对各种资源不断消耗的过程，安徽省人口基数大，人均消费的粮食、能源不断累积必然会增大生态足迹的消耗，导致生态赤字问题。因此要提倡节约、绿色、环保的生活方式，在满足自己生活需求的基础上不浪费资源、不过度消费。