基于生态足迹的芜湖市近6年可持续发展研究

叶 婷，胡 雷

(西南民族大学青藏高原研究院，四川 成都 610065)

芜湖作为长江下游一座重要的港口城市和华东水陆交通枢纽，是华东地区一座新起的工业城市.近年来，芜湖市的经济迅猛发展，区域综合竞争力不断提高，伴随而来的是芜湖市面临的环境压力，以及由于人口众多引发的人地矛盾尖锐、建设用地不合理，土地利用效率不高等问题层出不穷.研究芜湖市在各个经济发展时期的环境承载力对整个生态保护和芜湖市的经济可持续发展意义重大.

生态足迹的出现为人类面临的环境问题提供了一个解决方案.生态足迹是对生物承载力指标的结合，用于识别某个地区的经济发展模式是否在其生态系统的可再生能力范围内[1].国内已有研究者对生态足迹模型展开了深入研究，也有人对某一地区的各个领域进行了分析，如魏洁茹等人以生态足迹视角研究中国省域渔业资源可持续发展测度，揭示了我国渔业资源可持续发展差异的演变趋势，发现我国渔业资源生态赤字呈现逐年增高后降低变化[2]；宋艳华等人在基于开放式生态足迹模型的土地生态承载力研究黄河河南地段的生态承载力状况，并为黄河流域生态保护与高质量发展提供科学依据[3]；邵骏等人通过对长江流域水资源生态足迹的变化来反映长江流域用水结构的变化，其地区分布规律在一定程度上反映了区域GDP状况[4].许典舟等人针对安徽省耕地生态补偿进行生态足迹分析得出安徽省耕地生态环境整体向好，但是利用的可持续性较低[5].综上可知，随着生态足迹模型日趋研究的成熟，生态足迹模型开始广泛运用于对不同城市或地区生态环境与城市建设发展状态的评估，为区域内生态环境的可持续发展提供了科学支撑[6].

近年来，由于芜湖市在发展中的环境问题不断浮现，芜湖市生态环境保护的研究开始受到许多学者的重视，但是基于生态足迹模型的可持续发展研究分析还比较缺乏，现有针对芜湖市的生态足迹研究距离现在间隔时间较远[7-8]，关于对芜湖市近几年的生态压力变化趋势及其治理措施的研究几乎呈空缺状态.本研究以芜湖市为例，利用生态足迹模型对芜湖市2015～2020年的生态足迹、承载力、生态赤字等各项指数进行计算，并通过对芜湖市的可持续发展指数和万元GDP生态足迹变化来剖析生态指数变化趋势的原因以及社会经济发展对生态环境的影响，以期发现芜湖市当前发展中可能存在的问题并提出相应对策，为芜湖市生态环境和城市建设的可持续发展提供参考.

1 材料与方法

1.1 研究区概况

芜湖位于东经117°58′～118°43′，北纬30°38′～31°31′属于中国华东地区长江下游，南倚皖南山系，北望江淮平原[9].研究区气候为北亚热带湿润季风气候，年平均气温15℃～16℃[10].芜湖市地势整体为南高北低，海拔最高点为132 m.地形地貌较为丰富，平原洼地广布其间，云开见树，江静听潮，水源充足.年平均气温17℃～18℃，白天日照时间较长[11].全市总面积60.26万hm2，根据2021年最新数据显示其中耕地22.59万hm2，园地0.55万hm2，林地12.35万hm2，草地2.94万hm2，水利设施用地13.13万hm2，居民点及独立工矿用地9.5万hm2，交通运输用地0.85万hm2，未利用地4.2万hm2，耕地、林地和水利设施用地占总面积比重较大，分别占总面积的37.6%、20.6%和21.9%.第二产业始终为芜湖市的主力产业.

1.2 研究方法

生态足迹面积，指人类在一定的人口数量和一定的物质消费水平条件下，在进行自然资源消费和吸收废弃物时所需要的自然生产性用地面积.在进行核算时，生态生产性用地一般主要分为农田、森林、草原、水体、工业建筑用地和化石能源生产用地等[12].

本研究使用国际通用的生态足迹模型，计算公式如下:

1.2.1 生态足迹计算

式中，EF为该市总的生态足迹(hm2)；N为该市总人口数；ef为该市人均生态足迹(hm2)；i为核算中消费类型；a ai为第i项消费项目人均占用的实际生态生产性土地面积(hm2)；Ci为第i项的人均年消费量；pi为第i项消费商品的年全球平均产量(kg·hm-2)；rj为土地利用均衡因子；j为生产性空间的类型(j＝1，2，3，4，5，6).

1.2.2 生态承载力计算

式中，ec为人均生态承载力(hm2)；EC为该市实际总生态承载力(hm2)；aj为第j类型生产性空间的人均实际占有面积(hm2)；i、j、rj、yj、N含义同公式(1)(2).

1.2.3 生态盈亏与可持续发展指数计算

式中，eb为人均生态盈亏；eb＞0时为生态赤字；eb＜0时则为生态盈余.

式中，SDI(sustainable development index)表示可持续发展指数.当SDI等于0.5时，ef和ec相等，说明每块生产用地所能提供的可再生资源量等于人类从该类生产用地实际获得的资源量，两者处于平衡状态，是可持续发展与不可持续发展的临界点[9].

1.2.4 GDP生态足迹(GE)计算

万元GDP生态足迹即产生一万元GDP所消耗的资源生态足迹多少，通常用来体现该区域资源利用效率.万元GDP生态足迹的数值越小，资源利用效率就越高，在无其他外部影响因素的情况下，一般认为生态越安全；反之则生产效率越低，认为生态越不安全[13].

1.3 数据来源与分析

本文中所使用的数据均来自于《芜湖市统计年鉴2016～2021》[14]，基于上述生态足迹计算公式(1)～(7)，本研究将采用2015～2020年芜湖市各年的耕地、林地、草地、水域、建筑和化石能源的土地面积以及人口数量等基础数据.在计算芜湖市生态足迹时仅考虑:生物资源消费和能源消费，其中生物资源消费主要考虑农林牧渔资源的产量，能源消费主要为芜湖市的原煤、洗精煤、煤炭、焦炭、汽油、天然气、热力、电力、等12项化石能源消费量；同时将能源消费消耗的能量转化为化石燃料土地生产面积.

研究中的均衡因子采用国际生态足迹计算中的权重，其中耕地2.8、草地0.5、林地1.1、建筑用地2.8、化石能源用地1.1和水域0.2.产量因子以组织对中国1996年生态足迹计算中取值，分别为:耕地1.66、草地0.19、林地0.91、建筑用地1.66、化石能源用地0.61和水域1.00.此外，在人均生态承载力的计算中，按世界环境与发展委员会的报告《我们共同的未来》建议，须预留出12%的部分作为该地区保护多样性的特别区域，为可利用人均生态承载面积[12].

1.4 数据统计与分析

使用MicrosoftExcel 2021进行数据计算，并绘制曲线图.

2 结果与分析

2.1 生态足迹分析

图1显示了近6年来芜湖市生态足迹的变化情况.根据芜湖市的物质生产特点和能源消费结构，主要选取稻谷、甘蔗、棉花、林产品、水产品、原煤等生产或消费项目分别对应六类生态生产性土地类型.

由图1可知2015～2020年芜湖市的生态足迹总体呈下降趋势.芜湖市人均生态足迹从2015年的3.39 hm2/人减少到2020年的2.90 hm2/人，减少幅度达14.45%.研究区域内人均生态承载力有较小差异，总体起伏变化不大，从2015年的0.54 hm2/人减少到2020年的0.52 hm2/人，总体下降3.7%.根据芜湖市各年数据计算得出芜湖市近几年均处于生态赤字状态，从2015年的-2.84 hm2增长到2020年的-2.39 hm2，上升率为18.82%.区域赤字变化在不断减小，尤以2018～2020年下降明显.由此得出芜湖市生态环境处于脆弱状态，土地供给远不能满足需求量.

图1 2015～2020年人均生态足迹和生态承载力变化Fig.1 Changes in per capita ecological footprint and ecological carrying capacity from 2015 to 2020

2.2 各类地生态足迹供需平衡状况分析

芜湖市各土地类型的人均生态足迹波动大小不一，其中人均生态承载力整体变化幅度较小，研究区土地类型结构较为完整.从人均生态足迹构成组分看，化石能源用地＞耕地＞水域＞草地＞建筑用地＞林地.其中化石能源用地6年间平均人均生态足迹占总人均生态足迹的69.27%，说明芜湖市的经济发展主要来自能源消耗，能源消费结构很不合理.林地人均生态足迹6年内均小于0.01 hm2几乎可以忽略不计，但为了确保数据的完整性，取其最大值保留.从各类地人均生态承载力构成占比看，耕地＞建筑用地＞林地＞水域＞草地.化石能源用地在计算时转化为CO2，可以忽略不计，耕地占总人均承载力的51.01%，并且在2015～2020年呈下降趋势，草地的生态承载力 无明显变化且始终低于0.001，可忽略不计.

由图2可知芜湖市的耕地人均生态足迹与承载力总体表现为下降趋势.需求量从2015年的0.533 hm2下 降 到2020年 的0.466 hm2，降 低 了12.57%；2015年耕地人均承载力由0.324 hm2减少到2020年的0.27 hm2，下降了16.87%，虽然耕地呈下降趋势，很大原因是人口增长，城市不断向外扩张，导致耕地被征用.但芜湖市耕地仍为生态盈余状态.作为全国“四大米市”之首，芜湖市的耕地面积始终占有最大比重[10].水域整体变化不大，但水域生态承载力远小于其生态足迹，虽然芜湖市的水域面积占比较多，但是全市的水污染形势严峻以及水产养殖方式不合理等因素的影响，芜湖市的河流生态处于极脆弱状态，需要立即实施保护措施.相比于耕地，林地和建筑用地虽然同处于盈余状态，不同的是后者呈增长状态.林地的人均生态承载力由2015年的0.025 hm2增加到2020年的0.033 hm2，上升了32%.近5年来芜湖市持续推进林长制改革，积极展开造林绿化工作.建筑用地的人均足迹和承载力均有明显的增长趋势，其人均生态足迹从2015年的0.034 hm2增长到2020年的0.055 hm2，增长幅度为61.76%；建筑用地的人均生态承载力提高了48.5%，从2015年的0.268 hm2增加到2020年的0.281 hm2.由此可看，耕、林、建筑用地这三种用地类型可以满足芜湖市的经济发展需求.草地和化石能源用地的人均足迹变化为显著的下降趋势，可以看出芜湖市正在针对其经济结构做出调整，减少对草地和能源用地的需求量，但是其生态环境仍旧处于极度脆弱状态.

图2 芜湖市2015～2020年各组分人均生态足迹与承载力变化Fig.2 Changes in per capita ecological footprint and carrying capacity of each component of Wuhu City from 2015 to 2020

2.3 可持续性发展能力分析

2015年至2020年芜湖市人口持续增长，从2015年384.79万人增加到2020年388.47万人.人均生态足迹远大于人均生态承载力，芜湖市连续6年间处于生态赤字和不可持续发展状态生态赤字从2015年的-2.84 hm2增长到2020年的-2.39 hm2，增长了18.83%.其中，在2019～2020年生态赤字增长速度最快.芜湖市可持续发展指数(SDI)没有明显变化，从2015年到2020年均处于强不可持续状态(表1).

表1 2015～2020年芜湖市人均生态足迹、生态承载力、生态赤字及可持续发展Table 1 Per capita ecological footprint，ecological carrying capacity，ecological deficit，and sustainable development of Wuhu City from 2015 to 2020

由图3可知芜湖市2015～2020年的资源利用效率情况.2015年芜湖市的万元GDP为0.55 hm2/万元到2020年下降到0.3 hm2/万元.这表明芜湖市的社会生产水平在不断提高，资源利用效率也在不断提高.

图3 芜湖市2015～2020年万元GDP生态足迹变化特征Fig.3 Characteristics of the ecological footprint of Wuhu City′s GDP of 10 000 RMB from 2015 to 2020

2.4 芜湖市自我分析法(SWOT)

基于以上研究结果，本文尝试利用自我分析法对芜湖市的可持续发展进行分析(表2).芜湖市目前的优势在于其交通枢纽的区位优势.其次为旅游资源优势，芜湖历史文化深厚，旅游资源丰富.同时，芜湖市政府大力支持企业创新，鼓励人才引进是政策支持优势.较高的市场影响力，为芜湖市奠定了清晰的旅游城市形象，芜湖市正在为自己打造一个产业特色鲜明的品牌优势.

表2 芜湖市SWOT分析Table 2 The SWOT(strengths，weaknesses，opportunities，and threats)analysis of Wuhu City

而芜湖市发展的缺点也较为明显，主要为转型劣势，转型发展任务道阻且长.其次，招商力度持续减弱，招商引资层次不高，缺乏大项目入驻.同时，人口增长缓慢，近年呈现净流出状态，尤其是近几年人口增长缓慢且常住人口数呈下降趋势.人才力量薄弱，人才稀缺也是抑制技术发展的关键因素.

因此，芜湖市发展面临着一系列发展现状和挑战.芜湖市经济总量与合肥市的经济总量差距逐年拉大，距离滞后于“标兵”合肥市的发展，而“追兵”滁州市逐渐拉近.无论是GDP总量或是发展节奏等“硬”指标上，还是城市的功能性、服务设施等“软”实力上，都还有一定的差距.其次滁州作为一匹黑马发展迅速，步步逼近，芜湖市面临的竞争压力较大.芜湖市生态环境的强不可持续状态也给生态环境保护和城市建设的矛盾带来了新的挑战.

尽管如此，芜湖市也具有较强的发展机遇，中部崛起和长三角区域一体化发展等国家战略为芜湖市的发展提供政策保障，而自身的交通区位优势也为芜湖市的发展带来了新的机遇；尤其可以将文化旅游大融合作为新发展方向机遇，潜在游客市场潜力巨大.

3 结论与建议

3.1 结论

基于芜湖市2015年至2020年生态足迹结果分析，本文认为:(1)芜湖市生态足迹总体呈下降趋势，在6年期间下降了14.45%.化石能源消耗量最大，耕地次之，林地的人均足迹最低.(2)生态承载力起伏变化不大，6年间下降了3.7%.其中耕地下降了16.87%，林地和建筑用地呈上升趋势，分别增加了32%和48.5%.这3个土地类型为生态盈余状态.(3)芜湖市生态赤字持续增长，6年增长了18.83%.2015～2020年可持续发展指数均＜0.2，属于强不可持续状态.(4)万元GDP人均足迹呈下降趋势，降幅达45.45%，说明芜湖市资源利用效率逐年增强.

3.2 建议

(1)打造经济发展新引擎，优先发展区域经济，由点及面，辐射全市发展是芜湖市眼下的主要发展方式.及时把握机遇，重点抓长三角一体化式发展，增强全芜湖市经济活力和竞争力.利用互联网等媒体工具多元化发展电商直播，丰富消费渠道.

(2)聚焦全产业链招商和企业成本降低.引入优质社会资本合作，发挥自身优势吸引各方人才加入，将提高人口数量转变为提升人口质量，实行芜湖市的“紫云英”人才、“鸠兹英才”等人才引流计划，建成全市优质量高素养人才服务体系[15].

(3)继续建设创新型城市，坚定创新发展的核心地位.提高产业创新意识和技术.不断优化支柱产业.加快发展现代服务业，促进养老、教育等服务业发展.

(4)持续抓好污染防治和生态建设，重点是针对污染防治的相关工作，对重点水域施行严禁捕捞行为，并在接下来的治理工作中将提高水资源的利用效率放在首要位置[16].

(5)转变粗放式经济结构，优化区域布局，将资源合理化、有效化.大力发展环保经济型的新兴绿色产业，构建绿色低碳的能源网络，持续推进绿色矿山建设.倡导高效环保、绿色低碳理念，引导消费者树立绿色生活模式[17].