全 文 ：中国生态农业学报 2009年 5月 第 17卷 第 3期
Chinese Journal of Eco-Agriculture, May 2009, 17(3): 588−592
* 通讯作者, E-mail: liucunqi@sina.com.cn
孙衍芹(1971~)，女，汉族，硕士研究生，主要从事生态恢复与资源可持续利用研究。E-mail: syq0073@yahoo.com.cn
收稿日期: 2008-07-21 接受日期: 2008-11-14
DOI: 10. 3724/SP.J.1011.2009.00588
河北省 2006年生态足迹和生态承载力分析
孙衍芹 刘存歧*
(河北大学生命科学学院 保定 071002)
摘 要 利用生态足迹模型对河北省 2006年的生态足迹、生产足迹、生态承载力进行了计算和比较。结果表
明, 2006年河北省人均生态承载力为 0.468 3 ghm2, 人均生态足迹为 2.189 7 ghm2, 人均生态赤字为 1.721 4
ghm2, 人均生产足迹为 3.436 3 ghm2, 生态足迹强度指数为 4.675 8, 基于消费的河北省生态足迹多样性
为 0.837 4, 基于生态承载力的河北省生态足迹多样性为 0.988 0, 基于生态承载力的河北省社会发展指数为
0.462 7, 基于生产消费的河北省社会发展指数为 1.833 8, 万元 GDP生态足迹为 1.290 9 ghm2, 河北省的生态
贸易赤字为－1.246 6 ghm2, 生态耗竭值为 2.794 3 ghm2。表明河北省生态经济系统处于生态耗竭、不可持续
状态, 生态多样性低, 生态经济发展能力较差, 经济发展属于高能源消费型。河北省只有改革产业结构, 转变
经济发展方式, 建立节能降耗机制, 才能实现可持续发展及对自然资源的合理利用。
关键词 河北省 生态足迹 生态承载力 生态赤字 生态足迹多样性 生态耗竭
中图分类号: F062.2 文献标识码: A 文章编号: 1671-3990(2009)03-0588-05
Analysis of ecological footprint and capacity of
Hebei Province for the year 2006
SUN Yan-Qin, LIU Cun-Qi
(College of Life Sciences, Hebei University, Baoding 071002, China)
Abstract By using ecological footprint model and data on Hebei Province for 2006, the ecological footprint, production and eco-
logical capacity of the province were calculated. From the study, per-capita ecological capacity, ecological footprint, production foot-
print, ecological deficit and ecological footprint intensity of the province are estimated to be 0.468 3 ghm2, 2.189 7 ghm2, 3.436 3
ghm2, 1.721 4 ghm2, 4.675 8 respectively. Ecological footprint diversity indexes on the basis of ecological footprint and ecological
capacity for Hebei Province are respectively 0.837 4 and 0.988 0. Also social development indexes based on ecological footprint and
ecological capacity for the study area are 1.833 8 and 0.462 7 respectively. Ecological footprint for 104 yuan GDP is 1.290 9 ghm2.
Ecological trade deficit and ecological overshot in the region are respectively −1.246 6 ghm2 and 2.794 3 ghm2. The findings suggest
that the ecological and socio-economic systems of Hebei Province are under ecological overshot and deficit, meaning that current
development strategies in the province are unsustainable. Inner industrial structures must be adjusted and new energy consumption
mechanisms developed for the realization of ecological sustainability and healthy economy.
Key words Hebei Province, Ecological footprint, Ecological capacity, Ecological deficit, Ecological footprint diversity,
Ecological overshot
(Received July 21, 2008; accepted Nov. 14, 2008)
生态足迹最早由加拿大生态经济学家 Rees等[1]
提出并由 Wackernagel 完善成为生态足迹模型[2−5]。
生态足迹是指在一定技术条件下, 维持某一物质消
费水平下的一定区域人口持续生存提供所需资源、
吸纳其废弃物所必需的生态生产性土地面积, 是基
于土地面积的量化指标。生态足迹模型是通过测算
人类对自然资源的利用程度和自然界为人类提供的
生命支持服务, 来考察自然资本的供给与需求之间
的差距, 反映人类对自然资源的利用程度和生产消
费活动给自然环境带来的压力, 以揭示不同区域内
第 3期 孙衍芹等: 河北省 2006年生态足迹和生态承载力分析 589
人类生存和发展所面临的危机或潜力。目前, 世界
自然基金会和全球生态足迹网每两年公布 1 份全球
生态足迹报告, 其中包括世界平均生态足迹、各个
国家生态足迹以分析全球的生态安全和可持续发展
状况。很多国家也利用生态足迹来审视自己的生态
经济发展状况并以此来考量其生态经济发展政策。
在 2008 年中国环境与发展国际合作委员会和世界
自然基金会共同发布了中国生态足迹报告[6]。指出
自从 20 世纪 60 年代以来, 中国人均生态足迹持续
增长了约两倍。中国消耗了全球生物承载力的 15%,
尽管生物承载力不断增加, 中国的需求仍是其自身
生态系统可持续供应能力的 2 倍多。作为中国的一
部分, 每个省的生态经济系统可持续发展状况也很
重要, 我国的很多学者在国家和省层次做了很多这
方面的工作[7−19]。
但是鉴于统计数据的可获得性, 各省生态足迹
的计算年份都较早。本文利用官方公布的最新且最
具权威性的数据对 2006 年河北省的生态足迹及相
关指标进行了计算和分析, 有针对性地对河北省的
可持续发展和生态安全现状提供了一些可参考的
对策。
1 研究区域概况和研究方法
1.1 研究区域概况
河 北 省 地 处 东 经 113°27′~119°50′ 、 北 纬
36°05′~42°40′之间, 总面积 187 693 km2。河北省地
处中纬度沿海与内陆交接地带, 地势西北高、东南
低, 从西北向东南呈半环状逐级下降。河北省处于
环渤海地区的核心区域, 有 487 km海岸线。气候属
温带大陆性季风气候 , 四季分明。全年平均气温
−0.5~14.2 ℃, 年极端最高气温多出现在 6、7月份。
年日照时数在 2 355~3 062 h, 坝上及北部山区和渤
海沿岸是河北省稳定的多日照区。年无霜期 120~240
d, 年均降水量 300~800 mm, 主要集中在 7、8月份。
新中国成立以前, 河北经济以农业为主, 农业以小
农经济为主 , 耕作技术落后 , 经营粗放 , 农作物产
量很低, 到 1994 年全省农业产值仅为 20.74 亿元,
但却占了工农业总产值的 77.1%。20世纪 90年代中
期前, 河北省走的是以京秦线和京广线为积聚点的
传统产业内循环型走廊式发展道路, 特点是资源密
集型和资源推动型, 资源消耗大, 效益支持指数低,
对生态环境造成了严重的破坏和污染, 使得河北省
的可持续发展受到严重威胁。近年来, 河北省农业、
工业均有较大发展, 资源、能源的消费急剧增长, 对
生态环境的影响也日益增加。
1.2 研究方法
根据《河北经济年鉴 2007》[20]、《河北农村统
计年鉴 2007》 [21]和中国统计局官方网站 [22]提供的
2006 年社会和经济发展数据, 应用生态足迹模型,
分别采用以下公式计算河北省的生态足迹、生产足
迹和生态承载力。
生态足迹模型:
EF Nef= (1)
1
/
n
i i i i i
i
ef r A r c Y
=
= × = ×∑ (2)
式中, EF为总生态足迹(全球公顷, ghm2), N为总人
口, ef 为人均生态足迹(ghm2), i 为消费项目类型, ri
为均衡因子(某生态生产性土地面积的均衡因子等
于全球该生态生产性土地面积的平均生产力除以全
球所有生态生产性土地面积的平均生产力), Ai为第 i
种消费项目人均占有的生态生产性土地面积(hm2),
ci为第 i种消费项目的人均消费量, Yi为生态生产性
土地生产第 i 种消费项目的世界年平均生物生产单
位面积产量。
区域总生态承载力:
1
n
i i i
i
EC r y a
=
= × ×∑ (3)
式中, EC为区域总生态承载力, ri为均衡因子, yi为
产量因子, ai为区域内第 i种生态生产性土地面积。
生态盈余(赤字)/生态足迹强度指数:
ER或 ED= EC−EF (4)
/EFI EF EC= (5)
式中, ER、ED为生态盈余和生态赤字; EFI为生态足
迹强度指数, EFI>1 表明所研究地区处于生态超载
状态, EFI=1表明处于生态平衡状态, EFI<1表明处
于生态盈余状态, 即处于可持续发展状态。
生产足迹(Production footprint)[23]是资源生产量
与土地平均生产能力的比值, 即在不考虑进出口时
的生态足迹。其表达式为:
1
/
n
i i i i i
i
pf r A r p Y
=
= × = ×∑ (6)
式中, pf为生产足迹(ghm2), ri为均衡因子, Ai为第 i
种生产项目人均占有的生态生产性土地面积(hm2),
Pi为区域内第 i 种产品生物生产总量, Yi为第 i 种商
品的世界平均生物生产单位面积产量。
生态足迹多样性指数和社会发展指数: 利用 Shan-
non-Weiner 指数计算基于消费和生态承载力的生态
足迹多样性指数, 并利用生态足迹和生态足迹多样
性指数计算社会发展指数:
590 中国生态农业学报 2009 第 17卷
1
ln
n
i i
i
H P P
=
= −∑ (7)
D ef H= × (8)
式中, H 为生态足迹多样性指数, Pi为第 i种生态生
产性土地类型在总生态足迹或生态承载力中所占比
例, D为社会发展指数。
2 结果与分析
2.1 河北省的生态足迹、生产足迹和生态承载力
均衡因子为世界各类土地的平均主要生物量生
产力与全球所有生产性土地面积的平均生产力的比
值[24]。人均生物承载力留出了 12%的生态生产性土
地面积以保护生物多样性。
表 1 2006年河北省生态足迹计算结果
Tab. 1 Ecological footprint (ef) of Hebei Province in 2006
项目
Item
人均面积
Average area (hm2·cap−1)
均衡因子
Equivalence factor
均衡面积
Equivalent area (ghm2·cap−1)
比例
Percentage (%)
耕地 Cropland 0.229 6 2.21 0.507 4 23.17
草地 Pasture 0.131 1 0.49 0.064 2 2.93
林地 Forestland 0 1.34 0.014 7 0.67
水域 Fisheries 0.160 7 0.36 0.057 9 2.64
建设用地 Build-up area 0.003 0 2.21 0.006 6 0.30
能源用地 Fossil fuels 1.148 4 1.34 1.538 9 70.28
人均生态足迹 ef 2.189 7 100.00
表 2 2006年河北省生产足迹计算结果
Tab. 2 Production footprint (pf )of Hebei Province in 2006
项目
Item
人均面积
Average area (hm2·cap−1)
均衡因子
Equivalent factor
均衡面积
Equivalence area (ghm2·cap−1)
比例
Percentage (%)
耕地 Cropland 0.925 6 2.21 2.045 5 59.53
草地 Pasture 0.887 7 0.49 0.435 0 12.66
林地 Forestland 0.045 7 1.34 0.061 2 1.78
水域 Fisheries 0.603 8 0.36 0.217 4 6.33
建设用地 Build-up area 0.002 4 2.21 0.005 3 0.16
能源用地 Fossil fuels 0.501 4 1.34 0.671 9 19.55
人均生产足迹 pf 3.436 3 100.00
表 3 2006年河北省生态承载力计算结果
Tab. 3 Ecological capacity (ec) of Hebei Province in 2006
项目
Item
人均面积
Average area (hm2·cap−1)
均衡因子
Equivalent factor
产量因子
Yield factor
人均生态承载力
Average ecological capacity
(ghm2·cap−1)
比例
Percentage (%)
耕地 Cropland 0.092 1 2.21 1.66 0.338 0 63.53
草地 Pasture 0.065 2 0.49 0.19 0.006 1 1.14
林地 Forestland 0.072 9 1.34 0.91 0.088 9 16.71
水域 Fisheries 0.013 7 0.36 1.00 0.004 9 0.93
建设用地
Build-up area
0.025 7 2.21 1.66 0.094 2 17.70
CO2吸收用地
Carbon land
0 1.34 0 0
人均生态承载力 ec 0.468 3 100.00
表 4 2006年河北省生态足迹的相关指标
Tab. 4 Ecological footprint related indexes of Hebei Province in 2006
多样性指数
Diversity index
社会发展指数
Social development index 生态赤字
Ecological
deficit
(ghm2)
生态足迹强度
Ecological
footprint
intensity
生态足迹
Ecological
footprint
生态承载力
Ecological
capacity
生态足迹
Ecological
footprint
生态承载力
Ecological
capacity
万元 GDP生态足迹
Ecological footprint
of ten thousand yuan
GDP (ghm2)
生态贸易
赤字
Ecological
trade deficit
(ghm2)
生态耗竭值
Ecological
overshoot
(ghm2)
1.721 4 4.675 8 0.837 4 0.988 0 1.833 8 0.462 7 1.290 9 −1.246 6 2.794 3
第 3期 孙衍芹等: 河北省 2006年生态足迹和生态承载力分析 591
从表 1~表 4可以看出, 2006年河北省人均生态
承载力为 0.468 3 ghm2, 人均生态足迹为 2.189 7
ghm2, 人均生态赤字为 1.721 4 ghm2, 生态足迹强度
指数为 4.675 8, 基于消费的生态足迹多样性为
0.837 4, 基于生态承载力的生态足迹多样性为
0.988 0, 基于生态承载力的社会发展指数为 0.462 7,
基于生产消费的社会发展指数为 1.833 8, 万元 GDP
生态足迹为 1.290 9 ghm2, 生态贸易赤字为−1.246 6
ghm2, 生态耗竭值为 2.794 3 ghm2。上述数据表明,
河北省生态经济发展状况非常严峻: (1)人均生态承
载力、人均生态足迹、人均生态赤字和生态足迹强
度指数显示, 河北省生态经济系统处于严重生态超
载和不可持续发展状态。(2)根据《生命星球报告
2006》[24]和《中国生态足迹报告》[6](2003)中的数据
计算得到世界和中国的生态足迹多样性 , 基于生
态足迹计算的多样性世界平均为 1.394 8, 中国为
1.463 8, 基于生态承载力的多样性世界平均为
1.205 6, 中国为 1.215 9, 相比而言, 河北省的生态
足迹多样性很低, 意味着河北省的生态经济系统中
生态空间的分配很不均等。从表 1 也可以看出, 河
北省生态足迹中能源足迹占较大比例, 占据了相当
一部分生态空间, 说明河北省产业结构属于高能源
消费型。(3)基于生态承载力的社会发展指数低于基
于生产消费的社会发展指数, 说明河北省的生态经
济系统发展程度大大超过了本省的发展潜力, 只能
从系统外界来输入物质和能量, 以维持本系统的稳
定性; 同时根据《生命星球报告 2006》[24]计算得到
基于生态足迹的社会发展指数世界平均为 3.068 5,
中国为 2.342 1, 基于生态承载力的社会发展指数世
界平均为 2.170 1, 中国为 0.972 7, 均明显高于河北
省的社会发展指数, 说明河北省的发展是以耗竭将
来的自然资源为代价的。(4)河北省的万元 GDP生态
足迹为 1.290 9 ghm2, 我国 2003年万元 GDP生态足
迹为 1.517 7 ghm2, 根据我国万元 GDP生态足迹一
直降低的趋势推算, 河北省 2006 年万元 GDP 生态
足迹与全国平均水平相当。(5)河北省的生态贸易赤
字为−1.246 6 ghm2, 生态耗竭值为 2.794 3 ghm2, 通
常当生态赤字不能通过贸易弥补, 而本地资源过度
利用时会出现生态耗竭, 说明河北省已经过度利用
当地自然资源, 必然会导致草原及森林退化, 渔业
资源枯竭, 以及积累的碳排放量向全球排放, 生物
资源利用更为迅速, 超过生物圈更新速度, 产生超
过生物圈吸纳能力的废弃物。生态过度的情况下 ,
要扭转生态贸易赤字虽然从理论上是可能的, 但实
际上不大可能发生, 只能通过过度变现自然资本来
实现[23,25]。
2.2 河北省可持续发展的主要影响因素及应对策略
虽然影响生态足迹的因素有很多, 诸如人口、
政策、产业结构等。但本研究表明, 导致河北省生
态足迹偏大的主要原因是产业结构。河北省的人均
生态足迹中能源足迹所占比例达 70.28%, 具有明显
偏向性, 说明河北省目前的经济发展属于资源密集
型、资源推动型和高能源消费型, 这种经济增长模
式必然会对生态环境产生恶劣的影响, 产生高的生
态赤字。如果不采取行之有效的能源策略, 高能耗
生产必将制约河北省的经济增长及可持续发展。节
能降耗的根本措施和途径是转变经济发展方式, 建
立节能降耗长效机制。从 2006年全国按行业分能源
消费量数据[22]可知, 煤炭开采和选洗业、黑色金属
冶炼及压延加工业、电力、煤气及水生产和供应业
能源消费量为多, 而河北省的煤炭开采和选洗业、
黑色金属冶炼及压延加工业在工业产业中占有很大
比重, 这必然造成河北省高能源消费的生态赤字。
所以从投入产出角度看, 河北省应着力于产业结构
调整, 节能降耗, 加快经济增长, 加大服务业比重,
从而为 GDP能耗下降提供空间; 优化工业内部结构,
提高轻工业、高新技术产业在整个工业中的比重 ,
实现单位 GDP能耗和单位工业增加值能源下降。从
能源核算角度看, 河北省应着力于回收利用与节能
替代。从生态系统物质循环和能量流动的特点来看,
应发展循环经济, 推进资源综合利用。在能源统计
核算中能源的回收利用应从能耗总量中扣除。从长
期的能源结构优化和社会效益来看, 河北省不仅应
着力于技术改造和生产工艺的改进, 加大能源回收
利用以降低能耗, 而且需要开展节能替代和能源结
构调整, 大力发展清洁能源, 尤其是核能、风能、太
阳能、生物质能等, 通过利用新能源节能, 优化能源
结构, 提高能源利用效率, 形成“低投入、低消耗、
高效益”的节能体系, 从而达到节能降耗和减排的
目的。
降低生态赤字的手段一是减少生态足迹, 另外
就是增加生态承载力。运用科学合理的方法、引进
先进的农林牧渔业管理技术, 提高耕地单产, 提高
林产品数量和质量, 在草场不退化的前提下提高牧
场载畜量, 增加水产养殖业产量, 都可以提高河北
省的生态承载力, 降低生态赤字。《中国生态足迹
报告》 [6]中为降低中国的生态赤字向中国推荐了
“CIRCLE”综合发展策略, 即紧缩化策略(Compact)、
个人责任化策略(Individual)、减量化策略(Reduce)、
碳策略 (Carbon)、土地策略 (Land)、高效化策略
(Efficiency), 这些策略对中国实现可持续发展目标
至关重要, 河北省同样可以用作参考。
592 中国生态农业学报 2009 第 17卷
3 结论
河北省 2006年生态赤字是全国平均水平的 2倍,
河北省年消耗资源超过其自身生态系统所能提供资
源的 4 倍以上, 意味着河北省的生态系统面临着巨
大的压力。河北省只有改革产业结构, 切实转变经
济发展方式, 建立起节能降耗的长效机制, 增加环
境保护力度, 才能实现可持续发展, 实现长期对自
然资源的合理利用。
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