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Ecological footprint for sustainable development of Chongqing City

重庆市可持续发展的生态足迹测度



全 文 :    收稿日期 :2006唱02唱28   改回日期 :2006唱05唱10
重庆市可持续发展的生态足迹测度
郑钦玉  何再超
(西南大学农学与生命科学学院   重庆   400716)
摘   要   从供需平衡状况 、供需结构等方面定量分析了重庆市生态系统可持续发展的状况 ,结果表明 :2004 年重庆
市人均生态赤字 1畅2806hm2/人 ,人类活动对区域生态经济系统的影响已超出其生态承载力 ,区域生态经济系统的
结构和功能亟需调整 ;重庆市人均生态足迹的供需结构具有明显不对称性 ,可用于人类消费的可供生态空间类型
结构较为单一 ,重庆市生态赤字的存在 ,进一步揭示了当前人地关系紧张的现状 。
关键词   生态足迹   可持续性   生态承受力   生态赤字
Ecological footprint for sustainable development of Chongqing City .ZHENG Qin唱Yu ,HE Zai唱Chao(College of Agricul唱
ture and Life Sciences ,Southwest University ,Chongqing 400716 ,China) ,CJEA ,2007 ,15(6) :143 ~ 147
Abstract   Based on demand and supply balance analysis ,an ecological footprint(EF)model of Chongqing City was estab唱
lished .The results show per capita EF deficit to be 1 .2806 hm2 in 2004 ,meaning that eco唱economic system demand from
human activities exceeds the region’s natural system supply limit .The structure and function of the regional eco唱economic
system needs urgen t readjustment as it already proves to be st rongly asymmetric .Human consumption exhibits a simplex
trend in ecological space .There is an in tensification of relationship between the human element and the land element of the
ecosystem .
Key words   Ecological footprint ,Sustainable development ,Ecological capacity ,Ecological deficit
(Received Feb .28 ,2006 ;revised May 10 ,2006)
自 1987 年 Broundland G .H .在枟我们共同的未来枠报告中正式提出“可持续发展”的概念以来 ,人们逐步
认识到人类要实现可持续发展 ,就必须生存于生态系统的承载力范围内 。 并从不同的学科角度解释其内涵
及实质[1] 。 随着研究的深入 ,可持续发展定量评价方法也随之成为当前可持续发展研究的前沿和热点[2] 。
国际上提出了一些直观的 、易于操作的可持续发展定量评价方法 。 如世界银行的“国家财富”指标体系[3] ,
联合国可持续发展委员会 UNCSD 建立的“驱动力唱状态唱响应”(DSR)指标体系[4] ,Daly 制定的可持续发展
经济福利模型 WMDS[5] ,Prescott Alle的“可持续性的晴雨表”模型(Barometer sustainability)[6] ,Christian 等
的“可持续性的社会生态指标” ,Constnza等的“生态系统服务价值的评估”等[7] ,Rees 和 Wackernagel 提出并
加以发展的生态足迹(Ecological footprin t)模型[8 ,9] 。 上述几类模型各有优缺点 ,其中生态足迹模型通过引
入生物生产面积为自然资产核算提供了一条有益途径 ,提供了测量和比较人类经济系统对自然生态系统服
务的需求和自然生态系统的承载力之间差距的生物物理测量方法 ,具有易于理解和可操作性强的优点 。
在国内外 ,William 等 1997 年应用生态足迹方法对世界 52 个国家和地区的生态盈余与赤字进行了研
究[10] ,Folke等应用该方法研究得出波罗的海流域 29 个大城市的生态足迹至少是这些城市面积的 565 ~
1130 倍 ;Wackernagel等改进了生态足迹与承载力的计算方法 ,并应用于研究瑞典区域生态足迹[11] 。 Vu唱
uren 等分析了贝宁 、布丹 、哥斯达黎加和荷兰等国的生态足迹[12] 。 在国内 ,生态学 、生态经济学方面研究人
员对我国部分省市 、流域的区域生态足迹进行了研究 ,本文研究了重庆市可持续发展的生态足迹 。
1   研究地区概况与研究方法
1畅1   研究地区概况
重庆市位于东经 105°17′ ~ 110°11′ 、北纬 28°10′ ~ 32°13′之间青藏高原与长江中下游平原的过渡地带 ,
属亚热带季风性湿润气候 ,年均气温 18 ℃ 左右 ,年日照时数 1000 ~ 1200h ,常年降雨量 1000 ~ 1400mm ,森林
覆盖率 20畅49 % 。 重庆市幅员面积 8畅24 万 km2 ,2004 年末全市总人口 3130畅30 万 。 区内江河纵横 ,峰峦叠
第 15卷第 6 期 中 国 生 态 农 业 学 报 Vol .15   No .6
2 0 0 7年 1 1月 Chinese Journal of Eco唱Agriculture Nov .,  2007
翠 ,地貌以丘陵 、山地为主 ,坡地面积较大 ,成层性明显 ,分布着典型的石林 、峰林 、溶洞 、峡谷等喀斯特景观 。
全市有栽培植物 560 多种 ,主要是水稻 、玉米 、小麦 、红薯 4 大类 ,除粮 、油 、蔬菜等农作物外 ,还有油菜 、花生 、
油桐 、乌桕 、茶叶 、蚕桑 、黄红麻 、烤烟等名优经济作物 ,有金丝猴 、华南虎 、峰猴 、黑鹳等近 100 种国家重点珍
稀保护动物 。 重庆也是全国大中城市中矿产资源最富集的地区之一 ,已发现矿产 75 种 ,初步探明的矿产 40
多种 ,探明矿藏产地 353 处 ,储量矿产潜在价值 3882 亿元[9] 。
1畅2   研究方法
生态足迹模型 。 生态足迹是指能够提供或消纳废物的具有一定生产能力的生态生产性土地面积 。 生
态生产性土地是指具有一定生态生产能力的土地及水体 ,包括化石能源地 、可耕地 、牧草地 、森林 、建设用
地 、水域 6 大类 。 生态足迹的计量是以生态生产性土地为基础 ,将生态资源的消费折算成具有一定生产能力
的生态生产性土地 。 生态足迹计算的数学模型为 :
                        EF = ∑
n
i = 1
CiEPiEQi = ∑
n
i = 1
Pi + Ii - EiEPi EQi (1)
式中 ,EF为总生态足迹 ,EPi 为生态生产力(全球平均) ,Ci 为资源消费量 ,Pi 为资源生产量 ,I i为资源进
口量 ,Ei为资源出口量 ,i 为生态生产性土地类型 ,可分为 6 大类 ,EQi 为等量化因子 ,一般化石能源地为
1畅1 ,可耕地为 2畅8 ,牧草地为 0畅5 ,森林为 1畅1 ,建设用地为 2畅8 ,水域为 0畅2 。 森林的等量化因子为 1畅1 ,即表
示森林生态系统生物生产量为全球生态系统平均生物生产量的 1畅1 倍 。 总生态足迹除以区域总人口 ,即为
人均生态足迹 。
生态承载力模型 。 生态承载力是指区域所能提供给人类的生态生产性土地总和 ,计算方法是将区域内
各类生态生产性土地面积乘以等量化因子及产量调整系数后 ,求和得到总生态承载力或总生态足迹供给 ,
除以总人口数 ,即为人均生态承载力或人均生态足迹供给 。 计算公式为 :
                          EC = ∑
n
i = 1
A iEQiγ i/ N (2)
式中 ,EC为人均生态承载力 ,Ai为不同类型生态生产性土地面积 ,EQi为等量化因子 ,N 为总人口数 ,ri 为不同
    表 1   重庆市 2004年土地利用结构
Tab .1   The instruction of land use in Chongqing in 2004
土地类型
Land type
面积 /hm 2
Area
占全市总面积 / %
Percent o f to tal a rea
人均面积 /hm 2
Area per capi ta
耕   地 2347600 0畅2849 0畅07500
林   地 3190200 0畅3872 0畅00501
草   地 238400 0畅0289 0畅00762
水   域 267700 0畅0325 0畅00999
建设用地 540000 0畅0655 0畅01725
合   计 6583900 0畅7990 0畅11487
类型生态生产性土地产量调整系数 ,是区域单位
面积生物生产力与全球生物生产力的比值 。
本研究所涉及的数据资料的获取主要基于
2004 年重庆市国民经济与社会发展统计资料汇
编 、重庆市国土资源局 2004 年土地利用变更调查
资料 、重庆市 2005 年 ~ 2020 年土地利用总体规
划 。根据生态足迹的概念及其计算方法 ,结合土
地利用现状分类 ,将研究区划分为耕地 、林地 、草
地 、水域 、建设用地 5 种土地利用类型 ,其结构构
成见表 1 。
2   结果与分析
2畅1   生物资源足迹
    生物资源消费分为农产品 、动物产品 、林产品和水果等大类 ,各大类下又有一些细分类 。 生物资源生产
面积折算的具体计算中采用联合国粮农组织 2003 年计算的有关生物资源的世界平均产量资料[5] (采用这
一公共标准可使计算结果进行国与国 、地区和地区之间的比较) ,将重庆市 2004 年的消费转化为提供这类消
费需要的生物生产面积(表 2) 。
2畅2   能源足迹
能源平衡帐户部分根据资料统计了原煤 、焦炭 、焦炉煤气 、燃料油 、原油 、汽油 、柴油 、天然气和电力 9 种
能源 。 计算足迹时将能源的消费转化为化石燃料生产土地面积 。 采用世界上单位化石燃料生产土地面积
的平均发热量为标准 ,将当地能源消费所消耗的热量折算成一定的化石燃料土地面积(表 3) 。
144  中 国 生 态 农 业 学 报 第 15 卷
表 2  重庆市 2004 年生态足迹计算中生物资源帐户组分
Tab .2   The ecological footprint ledger of biotic resources in Chongqing in 2004
项   目
I t em
全球平均产
量/kg·km - 2
Global average
y ield
区域生物量 / t
Regional
b iolo gical
y ield
总生态足迹/h m2
To tal ecological
footprint
人均生态足迹/hm2
Footprin t
pe r capita
等量化因子
Equivalence
fac to r
调整后人均生态
足迹 /hm 2
Adjusted per
capi ta foo tprin t
生态系统类型
T ype o f ecosyst em
稻   谷 2744 4942900 1801348畅4 0畅05755 2畅8 0畅16114 耕地
小   麦 2744 938300 341946畅1 0畅01093 2畅8 0畅03061 耕地
玉   米 2744 2024800 737900畅8 0畅02358 2畅8 0畅06602 耕地
豆   类 1865 277800 148954畅4 0畅00476 2畅8 0畅01333 耕地
薯   类 12607 2639200 209344畅0 0畅00669 2畅8 0畅01873 耕地
高   粱 2744 54050 19697畅5 0畅00063 2畅8 0畅00176 耕地
油   料 1865 382700 205201畅1 0畅00656 2畅8 0畅01837 耕地
芝   麻 1865 5024 2693畅8 0畅00008 2畅8 0畅00022 耕地
麻   类 1500 9620 6413畅3 0畅00021 2畅8 0畅00059 耕地
甘   蔗 18000 113500 630畅6 0畅00002 2畅8 0畅00006 耕地
烟   叶 1548 86000 55555畅6 0畅00177 2畅8 0畅00496 耕地
蔬   菜 18000 8562421 475690畅1 0畅01529 2畅8 0畅04281 耕地
蜂   蜜 5060 4911 970畅6 0畅00003 1畅1 0畅00003 林地
水   果 3500 1285900 367400畅0 0畅01174 1畅1 0畅01291 林地
猪   肉 74 1274843 17227608畅1 0畅55040 0畅5 0畅27520 草地
牛羊肉 33 73993 2242212畅1 0畅07164 0畅5 0畅03582 草地
兔   肉 15 12588 839200畅0 0畅02681 0畅5 0畅01341 草地
禽   肉 457 160891 10726066畅7 0畅34269 0畅5 0畅17135 草地
禽   蛋 400 353600 884000畅0 0畅02824 0畅5 0畅01412 草地
奶   类 502 90608 180494畅0 0畅00577 0畅5 0畅00289 草地
水产品 29 212489 7327206畅9 0畅23410 0畅2 0畅04682 水域
油桐籽 1600 48976 30610畅0 0畅00098 1畅1 0畅00108 林地
干   果 3000 1543 514畅3 0畅00002 1畅1 0畅00002 林地
蚕   茧 1000 27802 27802畅0 0畅00089 1畅1 0畅00098 林地
茶   叶 566 14320 25300畅4 0畅00081 1畅1 0畅00089 林地
木材 倡 1畅99 727畅9 365778畅9 0畅01169 1畅1 0畅01285 林地
    倡 木材全球平均产量单位为 m 3/km 2 ,区域生物量单位为 m 3 。
表 3   重庆市 2004年生态足迹计算能源帐户部分
Tab .3   The ecological footprint ledger of energ y in Chongqing in 2004
项目
I t em
全球平均能源
足迹/G J·h m - 2
Global average
energ y f ootprin t
折算系
数 /GJ· t - 1
Conversion
coef ficien t
消费量 / t
Consumed
quantit y
总消费量/ GJ
T otal consumed
quantit y
人均消费量 /GJ
Consumed quantit y
per capit a
人均生态足迹/ hm 2
Footprin t
pe r capita
生态系统类型
T ype o f
ecosystem
煤炭 55 20畅934 14126316 295720299畅1 9畅44793 0畅17178 化石燃料地
焦炭 55 28畅470 1472519 41922615畅9 1畅33938 0畅02435 化石燃料地
汽油 93 43畅124 40139 1730954畅2 0畅05530 0畅00059 化石燃料地
煤油 93 43畅124 4146 178792畅1 0畅00571 0畅00006 化石燃料地
柴油 93 42畅705 45627 1948501畅0 0畅06223 0畅00067 化石燃料地
天然气 93 38畅978 3318700 129356288畅6 4畅13279 0畅04444 化石燃料地
电力 1000 3畅600 3484400 12543840畅0 0畅40076 0畅00040 建筑用地
2畅3   贸易足迹
由于贸易的影响 ,一个地区的生态足迹可以跨越地区界限 ,在生物资源和能源的消费额中进行贸易调
整[7] ,能源部分贸易调整采用如下公式 :
Ni = Mi × HiGi × Wi (3)
第 6期 郑钦玉等 :重庆市可持续发展的生态足迹测度 145 
表 4  重庆市生态足迹贸易调整部分
Tab .4   Trade adjustment of footprin t in Chongqing
调整项目
Adjusted i tem
进口
I mport
出口
Export
耕地面积 0畅00024 0畅00007
林地面积 0畅11082 0畅00236
草地面积 0畅00000 0畅00423
进出口能源足迹 0畅10331 0畅24146
式中 ,Wi 为重庆市第 i种商品贸易的净价值量 ,Hi 、Gi 分别
为该类商品净贸易的实物量和价值量 ,Mi 为该类商品的能
源密度 ,Ni 为第 i种商品的能源携带量 。 由于能源部分贸
易调整表格太长 ,这里仅将计算结果列出 ,计算中所用的统
计资料来自重庆市统计局(表 4) 。
2畅4   生态承载力
重庆市生态承载力包括耕地 、草地 、林地 、建筑用地和
水域面积承载能力 ,各种类型土地承载力见表 5 。
表 5   重庆市生态承载力
Tab .5   Ecological capacity in Chongqing
项   目
I tem
总面积 /hm 2
T otal area
人均面积 /hm 2
Area per capi ta
等量化因子
Equivalent fact or
人均生态足迹供给/hm2
Footprin t supply
per capi ta
产量调整系数
Yield adjust
coef ficien t
调整后人均生态足迹供给/ hm 2
Adjust ed fo otprin t
supply per capita
耕   地 2347600 0畅07500 2畅8 0畅21000 1畅92 0畅40322
草   地 238400 0畅00762 1畅1 0畅00837 2畅19 0畅01835
林   地 3190200 0畅10193 0畅5 0畅05097 0畅91 0畅04638
建筑用地 540000 0畅01725 2畅8 0畅04831 1畅66 0畅08019
水   域 267700 0畅00855 0畅2 0畅00171 1畅00 0畅00171
未利用土地 733000
合   计 0畅42785 0畅54985
2畅5   生态足迹计算
生态足迹结果由生态足迹的需求和
生态承载力两部分组成 。 由于单位面积耕
地 、化石燃料土地 、牧草地 、林地等的生物
生产能力差异很大 ,为使计算结果转化为
一个可比较的标准 ,有必要在每种生物生
产面积前乘以一个均衡因子(权重) ,以转
化为统一的 、可比较的生物生产面积(表
6) 。由表 6 可知 ,重庆市 2004年人均生态
足迹为 1畅2806hm2 ,而实际人均生态承受
能力为 0畅48387hm2 ,人均生态赤字为
0畅79673hm2 ,为生态承载能力的 164畅66 % ,
生态需求面积是自然承受面积的 2畅65倍 。
从人均生态足迹供需平衡角度看 ,
生态赤字的存在表明人类对自然的影响
超出了其生态承载能力的范围 ,可认为
重庆市处在不可持续发展趋势中 。
表 6   重庆市 2004 年生态足迹计算
Tab .6   Summary on ecological footprint ,ecological capacity in Chongqing in 2004
生态足迹需求
Demand o f ecological
f ootprin t(EF)
生态承载力供给
Supply of eco lo gical
car rying capacit y
生态盈亏
Ecological profits
o r losses
土地类型
Type of land
均衡面积 /hm 2
Equilibrium area
土地类型
T ype of land
均衡面积/hm2
Equilibrium area
耕   地 0畅49570 耕   地 0畅40322 - 0畅09248
草   地 0畅49056 草   地 0畅01835 - 0畅47221
林   地 0畅14338 林   地 0畅04638 - 0畅09700
化石燃料 0畅10374 CO 2 吸收 0畅000000
建设用地 0畅00040 建筑用地 0畅08019 0畅07979
水   域 0畅04682 水   域 0畅00171 - 0畅04511
总生态足迹 1畅2806 生态承载力 0畅54985
生物多样性保护
面积(12 % )
0畅06598
可利用生态
承载力
0畅48387 - 0畅79673
    从人均生态足迹供需结构看 ,重庆市生态经济系统中生物生产性土地供给结构与社会经济发展的需求
结构之间明显不对称 。 主要原因是 CO2 吸收用地没有保留 ,对化石燃料的需求没能得到供给 ,同时耕地 、草
地 、林地和水域的供需矛盾突出 ,建设用地人均生态足迹为 0畅00040hm2 ,生态供给却为 0畅08019hm2 ,比需求
高 0畅07979hm2 ;而草地的生态需求是 0畅49056hm2 ,生态供给仅 0畅01835hm2 ,生态需求为生态供给的 26畅73
倍 ;水域生态需求为 0畅04682hm2 ,而供给只有 0畅00171hm2 。 造成草地和水域供需矛盾尖锐的客观原因是其
生产性土地面积的计算主要基于世界平均水平折算 。 然而现实情况并非如此 ,当地的畜牧业生产并不仅仅
依靠天然草地 ,而主要是通过农业内部结构调整 ,发展饲料 ,建立专业养殖厂 ,每年农户饲养出售猪肉量占
较高比重 ,这部分畜牧产品并不全由草地提供 ,基于当地具体情况草地的生态供需比例的严重失衡有所失
真 ;而水产品的生产并不需要靠大面积的水域 ,而是依靠集约化的人工繁殖 ,通过资源利用率来解决水域的
146  中 国 生 态 农 业 学 报 第 15 卷
供给不足 。 其主要问题是 ,自然生态系统退化 ,土地利用结构不合理 ,种植业结构的不合理及产业结构单
一 。 当地的建设用地人均供给超过生态需求 ,同时还在通过土地利用规划的修编方式 ,大量占用农田 ,特别
是耕地 。
从人均生态承受面积供给结构看 ,其供给的人均生态足迹中耕地达 0畅40322hm2 ,占总量的 83畅33 % 。
另外 ,为保护生物多样性的 12 % 的生态土地空间也没有留出 。 总的来看 ,重庆市可用于人类消费的可供生
态空间类型结构较为单一 。
以上分析表明 ,重庆市生态赤字存在的主要原因是草地和耕地需求过大 ,林地 、草地和水域供给不足 。
进一步深化农业结构调整 、采用高新技术 、实行人工集约化生产是减少草地和水域生物生产面积需求的有
效途径 ;只有从真正意义上留出生态公益林草地 ,改变人们的生产和生活消费方式 ,建立资源节约型的社会
生产和消费体系 ,才能保证区域生态经济的可持续发展 。
参   考   文   献
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第 6期 郑钦玉等 :重庆市可持续发展的生态足迹测度 147