何利

（湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙 410128）

可持續(xù)發(fā)展作為一種新的發(fā)展理念和模式，是由布倫特蘭夫人1987在世界環(huán)境與發(fā)展委員會(huì)上發(fā)表的《我們共同的未來(lái)》專題報(bào)告中提出的。報(bào)告將可持續(xù)發(fā)展定義為:既滿足當(dāng)代人的需要，又不損害后代人滿足需要的能力。有效地對(duì)世界各國(guó)的可持續(xù)發(fā)展程度進(jìn)行客觀的度量，是全球性可持續(xù)發(fā)展合作的重要基礎(chǔ)[1]。目前世界各國(guó)普遍接受并廣泛應(yīng)用的量化測(cè)定可持續(xù)發(fā)展程度的是生態(tài)足跡分析方法[2]。生態(tài)足跡是由加拿大生態(tài)經(jīng)濟(jì)學(xué)家William和其博士生Wackernagel于1992年提出并完善的，是目前研究區(qū)域生態(tài)承載力的有效工具之一[3-7]。其計(jì)算模型能夠比較直觀地反映出區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展對(duì)自然資源的消耗程度，測(cè)定人類的消費(fèi)需求是否處于生態(tài)承載范圍之內(nèi)。生態(tài)城市是應(yīng)用生態(tài)學(xué)的原理和方法來(lái)指導(dǎo)建設(shè)理想中的21世紀(jì)城市的發(fā)展模式[3]。國(guó)內(nèi)外對(duì)生態(tài)城市的模式，規(guī)劃建設(shè)的理論和方法進(jìn)行了廣泛的研究[4]。近年來(lái)我國(guó)也開(kāi)展了生態(tài)城市建設(shè)規(guī)劃的探索性研究[5-6]，約有20多座城市如廣州、上海、寧波、昆明、成都、貴陽(yáng)、長(zhǎng)沙、揚(yáng)州、威海、深圳、廈門、銅川、十堰等都先后提出建設(shè)生態(tài)城市的奮斗目標(biāo)[7]。

本文以長(zhǎng)沙市1999～2008年的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，分析了長(zhǎng)沙市1999～2008年的生態(tài)足跡和生態(tài)承載力的變化，并在此基礎(chǔ)上評(píng)估了長(zhǎng)沙市的可持續(xù)發(fā)展情況，預(yù)測(cè)了長(zhǎng)沙市2009～2013年的生態(tài)足跡變化趨勢(shì)；尋求長(zhǎng)沙市城市生態(tài)可持續(xù)發(fā)展的對(duì)策和模式，進(jìn)而提出該市可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的對(duì)策和建議。

1 研究區(qū)域概況

長(zhǎng)沙位于中國(guó)東南部，湖南省東部偏北，湘江下游和長(zhǎng)瀏盆地西緣。地域范圍為東經(jīng)111°53′～114°15′，北緯27°51′～28°41′?，F(xiàn)設(shè)有芙蓉、天心、開(kāi)福、岳麓、雨花5個(gè)市轄區(qū)，長(zhǎng)沙縣、瀏陽(yáng)市、望城縣、寧鄉(xiāng)縣4個(gè)市轄縣。東西長(zhǎng)約230 km，南北寬約88 km。到2008年，全市土地面積11819.5 km2，其中市區(qū)面積556.3 km2，建成區(qū)面積181.23 km2。地下礦藏種類多，以非金屬礦具特色。到2008年，長(zhǎng)沙市生產(chǎn)總值首次突破3000億元大關(guān)。據(jù)核算，全年實(shí)現(xiàn)地區(qū)生產(chǎn)總值（GDP）3000.98億元，比上年增長(zhǎng)15.1%，人均GDP達(dá)45765元。同時(shí)，經(jīng)濟(jì)質(zhì)量得到明顯提高；農(nóng)業(yè)生產(chǎn)穩(wěn)步增長(zhǎng)，產(chǎn)業(yè)化步伐加快；工業(yè)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)在調(diào)整中進(jìn)一步得到優(yōu)化。

2 研究方法

2.1 生態(tài)足跡模型

任何已知社區(qū)的人口（某個(gè)個(gè)人、一個(gè)城市或一個(gè)國(guó)家）的生態(tài)足跡是生產(chǎn)該社區(qū)人口消費(fèi)的資源和吸納這些人口產(chǎn)生的廢棄物所需要的生物生產(chǎn)地域總面積（包括陸地和水域），其計(jì)算公式如下[8]:

式中:EF為總的生態(tài)足跡（hm2）；rj為均衡因子，j為生物生產(chǎn)性土地類型；aai為第i種交易商品折算的生物生產(chǎn)地域面積（hm2），i為消費(fèi)品和投入的類型；ci為第i種消費(fèi)品的消費(fèi)量；pi為第i種消費(fèi)品的平均生產(chǎn)能力。

本文采用2006年世界自然基金會(huì)（WWF）提出的土地均衡因子，森林和化石能源地為1.34，可耕地和建設(shè)用地為2.21，牧草地為0.49，水域?yàn)?.36。

2.2 生態(tài)承載力模型

特定人口或區(qū)域所擁有的具有生態(tài)生產(chǎn)性土地總面積稱為生態(tài)承載面積。將耕地、草地、林地、建筑用地、海洋的面積乘以相應(yīng)的均衡因子和當(dāng)?shù)氐漠a(chǎn)量因子，就可以得到生態(tài)承載力（EC）:

式中:EC為生態(tài)承載力（hm2），j為生物生產(chǎn)性土地類型，aj為j種土地類型的實(shí)際面積（hm2），rj為均衡因子，yj為產(chǎn)量因子。

生態(tài)足跡減去生態(tài)承載力得到生態(tài)赤字。生態(tài)赤字＞0時(shí)，表明研究區(qū)域生態(tài)超載，處于不可持續(xù)發(fā)展?fàn)顟B(tài)；生態(tài)赤字＜0時(shí)，表明研究區(qū)域生態(tài)盈余，處于可持續(xù)發(fā)展?fàn)顟B(tài)。

3 結(jié)果與分析

3.1 長(zhǎng)沙市人均生態(tài)足跡動(dòng)態(tài)分析

長(zhǎng)沙市1999～2008年人均生態(tài)足跡計(jì)算如表1所示。1999～2008年間，長(zhǎng)沙市人均生態(tài)足跡呈上升趨勢(shì)，從0.846 hm2/人上升到1.245 hm2/人，10 a內(nèi)增長(zhǎng)率為47%。這可以看出，6類用地的生態(tài)足跡變化的總體趨勢(shì)是增加趨勢(shì)。其中增長(zhǎng)最快的是化石燃料用地，從1999年的0.149 hm2/人上升到2008年的0.472 hm2/人，增長(zhǎng)率為68%；其次是牧草地，從1999年的0.093 hm2/人上升到2008年的0.108 hm2/人，增長(zhǎng)率為16%，這是由于長(zhǎng)沙市市民對(duì)于牛肉、羊肉以及奶制品的需求日益增多引起的?？筛卣伎偵鷳B(tài)足跡的比例較大，近10 a呈現(xiàn)出緩慢上升的趨勢(shì)。水域及森林在長(zhǎng)沙市生態(tài)足跡中所占比例較小，變化不是特別的明顯，但總體上也是呈整體上升的趨勢(shì)，這是因?yàn)槭忻駥?duì)于水產(chǎn)品以及林產(chǎn)品的消費(fèi)呈現(xiàn)上升的趨勢(shì)所致。由于受到政府的嚴(yán)格控制，建筑用地呈現(xiàn)出緩慢下降的趨勢(shì)，從1999年的0.099 hm2/人，下降到2008年的0.088 hm2/人。

表1 1999～2008年長(zhǎng)沙市人均生態(tài)足跡（hm2/人）

3.2 長(zhǎng)沙市人均生態(tài)承載力計(jì)算

長(zhǎng)沙市人均生態(tài)承載力計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表2。長(zhǎng)沙沒(méi)有牧草地以及可供占用的建筑用地，這兩項(xiàng)均為0。在計(jì)算中，扣除了12%的生物多樣性面積。如表中所示，長(zhǎng)沙市1999～2008年人均可利用生態(tài)承載力呈現(xiàn)出上升的趨勢(shì)，從1999年的0.561 hm2/人上升到2008年的0.599 hm2/人，增長(zhǎng)了6%。其中可以看出，可耕地的人均生態(tài)承載力對(duì)總體人均生態(tài)承載力的貢獻(xiàn)率最大，所占比例高達(dá)80%以上，呈現(xiàn)穩(wěn)步上升的趨勢(shì)，說(shuō)明長(zhǎng)沙市的市民居住條件在這10 a中得到了一定程度的改善。其中以森林的人均生態(tài)承載力變化的幅度最大，從1999年的0.002 hm2/人上升到2008年的0.006 hm2/人，增長(zhǎng)了2倍，這是由近年來(lái)人們對(duì)于林產(chǎn)品的需求不斷增加引起的。但水域和森林人均承載力占總體人均生態(tài)承載力的比率很小。化石能源地的人均生態(tài)承載力呈現(xiàn)出緩慢下降的趨勢(shì)，從1999年的0.194 hm2/人下降到2008年的0.177 hm2/人，這是因?yàn)橛糜谖誄O2的森林面積改變較小，而人口卻在不斷增加。

表2 長(zhǎng)沙市1999～2008年人均生態(tài)承載力（hm2/人）

3.3 生態(tài)赤字

為了更加直觀地了解長(zhǎng)沙市近10 a生態(tài)發(fā)展的變化趨勢(shì)，對(duì)長(zhǎng)沙市1999～2008年的各類土地人均生態(tài)赤字以及總的人均生態(tài)赤字進(jìn)行了計(jì)算，結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 長(zhǎng)沙市1999～2008年人均生態(tài)赤字（hm2/人）

從表3中可以看出，長(zhǎng)沙市耕地從1999年到2008年都是處于生態(tài)盈余的狀態(tài)，其中有幾年生態(tài)盈余減少，但總體上長(zhǎng)沙市的耕地目前處于可持續(xù)發(fā)展?fàn)顟B(tài)。這表明市民食品消費(fèi)結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，耕地生產(chǎn)力水平提高，能促進(jìn)耕地生態(tài)發(fā)展，這樣的發(fā)展趨勢(shì)將有利于長(zhǎng)沙市食品安全。

長(zhǎng)沙市的牧草地近10 a一直為生態(tài)赤字，這是因?yàn)殚L(zhǎng)沙市沒(méi)有牧草地，而隨著生活水平的提高，人們對(duì)畜牧產(chǎn)品的需求卻在上升，所以生態(tài)赤字處于上升狀態(tài)。

長(zhǎng)沙市的森林也是一直處于生態(tài)赤字狀態(tài)，說(shuō)明近年來(lái)市民對(duì)于水果、果用瓜以及木材的消費(fèi)增加了，因此，長(zhǎng)沙市應(yīng)該采取增加森林面積和提高單位林產(chǎn)品產(chǎn)量的方式來(lái)維持森林的可持續(xù)發(fā)展的狀態(tài)。

長(zhǎng)沙市的水域從1999～2008年一直處于生態(tài)赤字狀態(tài)，并穩(wěn)定緩慢上升，但變化不大。

長(zhǎng)沙市建筑用地10 a來(lái)也一直為生態(tài)赤字，這是因?yàn)殚L(zhǎng)沙市沒(méi)有提供建筑用地。但由于近年來(lái)政府的有效控制，基本上建筑用地還是控制在一定的范圍內(nèi)，生態(tài)赤字有減少的趨勢(shì)。

化石燃料用地從1999年到2002年處于生態(tài)盈余的狀態(tài)，但是在2002年以后化石燃料用地增長(zhǎng)迅速，在2003變?yōu)樯鷳B(tài)赤字，并且上升速度很快，到2008年化石燃料用地的生態(tài)赤字已達(dá)0.295 hm2/人?；剂现饕獊?lái)源于能源物質(zhì)的燃燒，化石燃料燃燒排放的CO2越多，化石燃料用地的需求量也就越大。而長(zhǎng)沙市用來(lái)吸收CO2的森林面積變化較小，所以化石燃料用地的生態(tài)赤字越來(lái)越大，反映了其發(fā)展的不可持續(xù)性。能源的消耗量與日俱增是經(jīng)濟(jì)發(fā)展的必然要求，化石燃料用地的短缺必然制約長(zhǎng)沙市未來(lái)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

由以上分析可知，長(zhǎng)沙市1999～2008年人均生態(tài)赤字在逐步的擴(kuò)大，呈現(xiàn)出穩(wěn)步上升的趨勢(shì)，說(shuō)明該地區(qū)自然資源的需求已經(jīng)超出其承載力范圍，生態(tài)承載力已經(jīng)不能支持生態(tài)足跡的需求，該地區(qū)已處于不可持續(xù)的發(fā)展?fàn)顟B(tài)。

3.4 長(zhǎng)沙市未來(lái)5年生態(tài)足跡趨勢(shì)預(yù)測(cè)

假設(shè)長(zhǎng)沙市未來(lái)5 a內(nèi)的人口增長(zhǎng)率、消費(fèi)模式、土地資源等客觀的狀況保持1999～2008年的發(fā)展態(tài)勢(shì)。根據(jù)前面得出的生態(tài)赤字的結(jié)論，可以利用線性回歸模型預(yù)測(cè)長(zhǎng)沙市2009年到2013年的人均生態(tài)足跡以及人均生態(tài)赤字的情況（圖1）。如圖所示，2009～2013年長(zhǎng)沙市人均生態(tài)足跡、人均生態(tài)赤字呈現(xiàn)穩(wěn)步增長(zhǎng)的趨勢(shì)。人均生態(tài)足跡的增長(zhǎng)較為快速，導(dǎo)致了人均生態(tài)赤字增長(zhǎng)較快。到2013年，人均生態(tài)足跡可能超過(guò)1.4 hm2/人，人均生態(tài)赤字約達(dá)0.8 hm2/人。

圖1 長(zhǎng)沙市2009～2013年人均生態(tài)足跡/人均生態(tài)赤字發(fā)展趨勢(shì)

4 實(shí)施可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略建議與對(duì)策

長(zhǎng)沙市作為中國(guó)中部經(jīng)濟(jì)發(fā)展較快的地區(qū)之一，生態(tài)赤字日益加重，因此探討長(zhǎng)沙市如何走出自己的可持續(xù)發(fā)展道路具有極為重要的現(xiàn)實(shí)意義和示范作用。根據(jù)生態(tài)承載力和生態(tài)足跡分析結(jié)果以及當(dāng)前的發(fā)展趨勢(shì)，提出以下建議:

（1）增強(qiáng)科技綜合實(shí)力，提高土地生產(chǎn)力。為減少全球資源消耗，走可持續(xù)發(fā)展道路，長(zhǎng)沙市必須盡可能減少其自身占有的生態(tài)足跡面積，提高資源利用效率，才能減少其對(duì)自身資源的消耗，緩解長(zhǎng)沙市的生態(tài)壓力，只有依靠科技進(jìn)步才有助于提高各類土地的生產(chǎn)力。

（2）調(diào)整能源結(jié)構(gòu)，提高能源利用效率。能源是人類賴以生存和發(fā)展的不可缺少的物質(zhì)基礎(chǔ)，很大程度地制約著人類社會(huì)的發(fā)展。長(zhǎng)沙市能源消費(fèi)一直處于高位水平，而長(zhǎng)沙市又是一個(gè)能源非常缺乏的城市，能源消費(fèi)長(zhǎng)期以來(lái)依靠省外調(diào)入和國(guó)外進(jìn)口。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，長(zhǎng)沙市應(yīng)提高水資源的利用效率，加快潔凈煤技術(shù)的開(kāi)發(fā)利用，提高煤炭在發(fā)電中的效率；大力開(kāi)發(fā)生物質(zhì)能、地?zé)崮?、太?yáng)能、風(fēng)能、核能、天然氣等清潔能源、新能源和可再生能源。

（3）提高保護(hù)環(huán)境意識(shí)，積極保護(hù)生態(tài)環(huán)境。長(zhǎng)沙市要實(shí)現(xiàn)建成生態(tài)城市的發(fā)展戰(zhàn)略目標(biāo)，除了要具備社會(huì)經(jīng)濟(jì)各項(xiàng)特征外，同時(shí)大家也應(yīng)具備環(huán)保節(jié)能的生態(tài)意識(shí)；另外，還應(yīng)大力提高公眾的環(huán)境保護(hù)意識(shí)，倡導(dǎo)可持續(xù)消費(fèi)模式，減少環(huán)境污染，使公眾逐步認(rèn)識(shí)到環(huán)境對(duì)人類的重要性，積極參與保護(hù)環(huán)境，這樣才能創(chuàng)造良好的生態(tài)環(huán)境，走可持續(xù)發(fā)展的道路。

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