趙文洋，程會強(qiáng)

（北京工業(yè)大學(xué)循環(huán)經(jīng)濟(jì)研究院，北京100124）

基于生態(tài)足跡理論的北京市生態(tài)盈虧平衡分析

趙文洋，程會強(qiáng)

（北京工業(yè)大學(xué)循環(huán)經(jīng)濟(jì)研究院，北京100124）

利用生態(tài)足跡計算方法對北京市生態(tài)安全狀況進(jìn)行定量分析評價。以生態(tài)足跡計算模型為方法指導(dǎo)，計算出2005及2010年北京市生態(tài)足跡值、生態(tài)承載力值及生態(tài)赤字盈余值，進(jìn)而對北京市生態(tài)盈虧狀況進(jìn)行全面分析，對北京市可持續(xù)發(fā)展生態(tài)能力作出評價?？偨Y(jié)“十一五”期間北京市實施的可持續(xù)發(fā)展政策所取得的顯著成效，著重分析優(yōu)化其能源消費結(jié)構(gòu)及提高能源利用效率方面的成效，以及對彌補(bǔ)能源生態(tài)赤字所作的貢獻(xiàn)。最后分析北京市生態(tài)赤字形成的主要原因，并針對各因素提出彌補(bǔ)北京市生態(tài)赤字的對策建議。

北京；生態(tài)足跡；生態(tài)承載力；生態(tài)赤字

隨著全球經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，資源能源過度消耗，環(huán)境污染問題日益突出，可持續(xù)發(fā)展愈益成為緊迫任務(wù)。隨之，一系列衡量和評價全球、國家和地區(qū)資源能源消耗程度及可持續(xù)發(fā)展能力的分析方法和計算模型被紛紛創(chuàng)建。其中，生態(tài)足跡作為定量測度人類對自然資本利用程度和可持續(xù)性發(fā)展的綜合指標(biāo)，已被廣泛應(yīng)用到世界各國、地區(qū)或城市、個人及各種活動的生態(tài)評價和可持續(xù)性評價中。

1 國內(nèi)外學(xué)者研究綜述

Wackernagel等[1]在《國家生態(tài)足跡》中提出生態(tài)足跡的概念、指標(biāo)及計算方法，同時對世界上52個國家和地區(qū)1997年的生態(tài)足跡進(jìn)行了實證計算。結(jié)果表明，涵蓋世界80%人口的52個國家和地區(qū)的生態(tài)足跡需求超過其生態(tài)承載力1/3以上。而根據(jù)WWF（世界自然基金會）最新發(fā)布的《地球生命力報告2010》[2]，2007年，人類生態(tài)足跡達(dá)到180億ghm2，人均為2.7ghm2，而地球的生物承載力是119億ghm2，人均生物承載力是1.8 ghm2，這意味著全球生態(tài)系統(tǒng)已超載50%。

我國生態(tài)足跡的實證分析應(yīng)用研究起步較晚，徐中民等[3]計算了1999年中國各省份的人均生態(tài)足跡，結(jié)果表明中國大部分省區(qū)都處于不可持續(xù)的狀態(tài)。王亞非等[4]將投入產(chǎn)出表引入生態(tài)足跡模型，計算得到北京市2005年生態(tài)足跡總需求為35 853.8×104hm2，是北京市土地面積的23倍，人均生態(tài)足跡2.51 hm2，超出人均生態(tài)容量1.30 hm2，此部分為依賴貿(mào)易輸入及跨區(qū)占用周邊欠發(fā)達(dá)地區(qū)生物承載力來彌補(bǔ)。高君等[5]計算了2002—2007年間北京市生態(tài)足跡狀況，得出結(jié)果，此5年間北京市生態(tài)足跡和生態(tài)赤字?jǐn)?shù)值呈逐年遞增的狀態(tài)，且人均生態(tài)足跡幾乎都是人均生態(tài)容量的10倍以上。

根據(jù)上述文獻(xiàn)對生態(tài)足跡及生態(tài)承載力的研究，各種觸目驚心的數(shù)字讓人們揪心于城市經(jīng)濟(jì)以生態(tài)破壞為代價的高速發(fā)展，更擔(dān)憂人類現(xiàn)在及未來的生存環(huán)境。事實上，隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，人口的不斷增多，城市生態(tài)、環(huán)境問題，特別是資源能源的過度消耗已從隱性蔓延發(fā)展到切實地影響到人類生活的衣食住行，對于生態(tài)環(huán)境問題的譴責(zé)聲不絕于耳，對于環(huán)境保護(hù)和資源利用的關(guān)切度已不容怠慢。

2 北京市生態(tài)足跡、生態(tài)承載力核算及生態(tài)盈虧平衡分析

2.1 生態(tài)足跡的核算

生態(tài)足跡與生物承載力核算包括6類生物生產(chǎn)性土地利用類型：

耕地：指支持糧食、牲畜飼料、油料作物與橡膠等農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)的土地利用。

草地：指支持畜牧業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)的土地利用（不包括牲畜飼料種植用地）。

林地：包括天然林地與人工林地。

建設(shè)用地：指支持交通、住房、工廠與水電站等基礎(chǔ)設(shè)施的土地利用。

化石能源用地：也稱碳吸收用地、碳足跡，指吸收化石燃料燃燒產(chǎn)生的廢物（主要指CO2）所需的林地面積。由于在城市規(guī)劃中沒有規(guī)定專門的土地作為CO2吸收地，因此在計算生態(tài)承載力時，此部分面積為零。

采用的生態(tài)足跡計算公式如下：

式中：Aj——生產(chǎn)各產(chǎn)品折算的生物生產(chǎn)性土地面積，hm2；

Ci——各產(chǎn)品產(chǎn)量，t；

Pi——各產(chǎn)品的全球平均生產(chǎn)力，t/hm2；

rj——均衡因子，j=1，2，3，4，5，6分別為六類生物生產(chǎn)性土地類型；

EF——總的生態(tài)足跡，hm2；

EFj——各類生物生產(chǎn)性土地的生態(tài)足跡，hm2；

ef——人均生態(tài)足跡；

N——總?cè)丝跀?shù)。

其中：能源產(chǎn)品部分的生態(tài)足跡，需將均衡因子變?yōu)楦鳟a(chǎn)品的能源折算系數(shù)進(jìn)行核算；文中采用的各類土地均衡因子引自世界自然基金會（WWF）《地球生命力報告2008》[6]；全球平均生產(chǎn)力（生物資源）利用聯(lián)合國糧農(nóng)組織[7]1993年生物資源的世界平均產(chǎn)量；全球平均能源足跡取自世界自然基金會（WWF）《中國生態(tài)足跡報告1999》[8]，各能源折算系數(shù)利用我國能源統(tǒng)計使用的發(fā)熱量折算系數(shù)。

文中選取北京市各資源和能源的消費量數(shù)據(jù)進(jìn)行核算，數(shù)據(jù)來源均為《北京市統(tǒng)計年鑒2010》，對北京市2010年的生態(tài)足跡核算結(jié)果見表1和表2。

2.2 生態(tài)承載力的核算

生態(tài)承載力計算公式如下：

式中：ecj——各類型土地的人均生態(tài)承載力；

Bj——人均實際占有的生物生產(chǎn)性土地面積；

yj——產(chǎn)量因子；

EC——總的生態(tài)承載力；

N與rj意義同上。

文中產(chǎn)量因子利用1993年Waekemagel對中國生態(tài)足跡計算時的取值，采用《北京市統(tǒng)計年鑒2011》中有關(guān)土地面積的數(shù)據(jù)，對2010年北京市的生態(tài)承載力做計算，結(jié)果見表3。

2.3 生態(tài)盈虧狀態(tài)的計算

比較生態(tài)足跡和生態(tài)承載力的計算結(jié)果，若區(qū)域的生態(tài)足跡如果超過了區(qū)域所能提供的生態(tài)承載力，就出現(xiàn)生態(tài)赤字；如果小于區(qū)域的生態(tài)承載力，則表現(xiàn)為生態(tài)盈余。區(qū)域的生態(tài)赤字或生態(tài)盈余，反映了區(qū)域人口對自然資源的利用狀況，具體計算公式為：

表1 2010年北京市生態(tài)足跡賬戶（生物資源）

式中：當(dāng)ED>0時，產(chǎn)生生態(tài)盈余，有利于可持續(xù)發(fā)展；當(dāng)ED<0時，出現(xiàn)生態(tài)赤字，不利于可持續(xù)發(fā)展。

生態(tài)赤字表明該地區(qū)人類對環(huán)境資源的消耗超過了生態(tài)承載力,環(huán)境負(fù)荷超過了其環(huán)境容量,生態(tài)安全受到脅迫。該地區(qū)處于不可持續(xù)發(fā)展的狀態(tài)，要么通過輸入欠缺資源以平衡人類的需求,要么過度消耗自身的資源以降低需求的強(qiáng)度。生態(tài)盈余表明該地區(qū)資源可以滿足人類的需求,區(qū)域內(nèi)的資源在一定的保護(hù)下可以得到增加,使得生態(tài)承載力供給擴(kuò)大,發(fā)展具有相對可持續(xù)性。對2010年北京市的生態(tài)盈虧狀態(tài)的計算結(jié)果見表3。

表2 2010年北京市生態(tài)足跡賬戶（能源部分）

2.4 生態(tài)盈虧平衡的分析

表3 2010年北京市生態(tài)盈虧總賬戶

由表3可以看出，2010年北京市人均生態(tài)承載力為0.14 ghm2，而人均生態(tài)足跡卻高達(dá)2.63 ghm2，造成的人均生態(tài)赤字為2.49 ghm2，約為人均承載力的18倍。也就是說，北京的生態(tài)赤字是18個北京所能提供的生態(tài)資源，一個北京需要18個北京大小且生產(chǎn)力水平相當(dāng)?shù)牡胤讲拍芄B(yǎng)得起它的消費。可見，北京市的生態(tài)平衡狀態(tài)不利于可持續(xù)發(fā)展。

從生態(tài)足跡需求來看，2010年北京市的人均生態(tài)足跡為2.63 ghm2，其中能源部分的人均生態(tài)足跡需求為1.21 ghm2，生物資源的生態(tài)足跡需求為1.42 ghm2，能源部分的生態(tài)足跡所占比重為46%。生物資源消耗的生態(tài)足跡最主要部分來自肉類和奶類的消費，合計達(dá)到1.26 ghm2，占總?cè)司鷳B(tài)足跡的48%，這和北京市人民的生活水平和飲食習(xí)慣有很大關(guān)系。從生態(tài)承載力供給來看，北京市建筑用地承載力最大，占整個生態(tài)承載力供給的43%，這說明北京市轄區(qū)內(nèi)的建筑用地對生態(tài)承載力的貢獻(xiàn)最大。

從土地利用類型分析，如圖1所示，只有林地的生態(tài)需求在其承載力范圍之內(nèi)，表現(xiàn)為生態(tài)盈余，其余5種土地類型均呈現(xiàn)不同程度的生態(tài)赤字。其中，除CO2吸收地外，草地以最小的生態(tài)承載力承擔(dān)著最大的生態(tài)足跡需求，人均生態(tài)赤字高達(dá)1.28 ghm2，占總?cè)司鷳B(tài)赤字的一半以上。造成這種現(xiàn)象的主要原因是北京作為中國的政治文化中心，其第一產(chǎn)業(yè)并不作為主要的發(fā)展產(chǎn)業(yè)，大部分食物來源為其他第一產(chǎn)業(yè)發(fā)達(dá)的地區(qū)，因此，這部分生態(tài)壓力又被轉(zhuǎn)移到內(nèi)蒙古、河北等主要供給北京市肉類及奶類食物的地區(qū)。此外，能源消費所轉(zhuǎn)化成的CO2吸收用地和建筑用地生態(tài)足跡僅次于草地，是北京市生態(tài)赤字的主要貢獻(xiàn)者。整體上看，北京市的生態(tài)足跡在各種土地類型之間出現(xiàn)了極不均衡的狀態(tài)，僅碳足跡和草地兩項就占據(jù)了94%的資源消耗量。

3 北京市為彌補(bǔ)生態(tài)赤字所作的努力及成果

3.1 “十一五”期間北京市的節(jié)能減排成效

近年來，按照黨中央、國務(wù)院建設(shè)“資源節(jié)約型與環(huán)境友好型社會”的戰(zhàn)略部署，北京市積極推進(jìn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，為促進(jìn)城市經(jīng)濟(jì)社會可持續(xù)發(fā)展、提高生態(tài)文明水平、改善生態(tài)環(huán)境惡化、緩解資源能源供應(yīng)緊張等問題作了大量工作，下大力氣調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，加強(qiáng)技術(shù)推廣力度，加大重點工程投入，加快機(jī)制體制創(chuàng)新，健全完善保障體系，節(jié)能減排工作取得好成效。

在能源的利用效率方面，萬元GDP能耗由2005年的0.792 t標(biāo)準(zhǔn)煤下降到2010年的0.582 t標(biāo)準(zhǔn)煤（按2005年可比價格），年均下降5.99%，累計下降26.59%，下降幅度位居全國首位。在能源消費結(jié)構(gòu)方面，煤炭消費比重大幅降低，占一次能源的比重由2005年的42.7%下降到2010年的30%左右；電力、油品、天然氣等優(yōu)質(zhì)能源消費比重2010年達(dá)到70%，比2005年提高了12.7個百分點；太陽能、風(fēng)能等可再生能源利用開發(fā)利用總量占能源消費總量的比重達(dá)到3.2%。同時低能耗服務(wù)業(yè)得到快速發(fā)展，2010年，北京全市第三產(chǎn)業(yè)增加值占GDP比重由2005年的69.6%提高到75%，第三產(chǎn)業(yè)萬元增加值能耗0.35 t標(biāo)準(zhǔn)煤左右，約為全市能耗水平的60%。工業(yè)萬元增加值能耗由2005年的1.52 t標(biāo)準(zhǔn)煤下降為2010年的0.93 t標(biāo)準(zhǔn)煤左右，累計下降38.7%，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整對北京市節(jié)能工作的貢獻(xiàn)率達(dá)80%左右。

3.2 節(jié)能措施對彌補(bǔ)北京市生態(tài)赤字的貢獻(xiàn)

在提高能源利用率、優(yōu)化能源消費結(jié)構(gòu)等方面所取得的成效，使“十一五”期間北京市人均能源生態(tài)足跡由2005年的1.27 ghm2下降到2010年的1.21 ghm2，降幅為2.4%，其占總?cè)司鷳B(tài)足跡比重由71%直降為46%。雖然目前能源消費仍是造成北京市生態(tài)赤字的主要因素，但同食物消費的剛性需求相比，其比重的下降意味著能源部分的生態(tài)赤字可通過合理的政策措施以及對消費者進(jìn)行綠色消費的宣傳引導(dǎo)等方法加以改善彌補(bǔ)。

4 研究結(jié)論與發(fā)展建議

4.1 北京市生態(tài)足跡、生態(tài)承載力及生態(tài)盈虧狀態(tài)

2010年北京生態(tài)足跡的人均水平為2.63 ghm2，其中草地占用的生態(tài)足跡為1.28 ghm2，建筑用地是0.87 ghm2，碳吸收用地為 0.35 ghm2，耕地是 0.075 ghm2，水域是 0.046 ghm2，林地是 0.016 ghm2。

同時，計算得到北京市人均生物承載力僅為0.14 ghm2。北京的生態(tài)赤字是18個北京所能提供的生態(tài)資源，北京市的生態(tài)處于不可持續(xù)發(fā)展的狀態(tài)。

4.2 北京市生態(tài)赤字的影響因素

綜上分析，造成北京市生態(tài)赤字的主要原因是食物與能源兩部分的過度需求。食物消費對應(yīng)于居民的生活消費需求，能源消費主要來源于產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求，另外，來源于居民日常生活的能源需求也不容小視。

其中，影響居民生活消費的主要因素有以下3個。

（1）北京龐大的人口基數(shù)。北京的城市發(fā)展成就有目共睹，其社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展程度己經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于全國各地的平均水平，大量的工作機(jī)會、發(fā)展機(jī)會吸引來大量外來人口的聚集，其中也包括很多北京周邊各省市的務(wù)工人員。龐大的人口基數(shù)將北京市生態(tài)資源消耗的數(shù)量推到極高的水平，又將生物承載力的人均水平拉低到極低的水準(zhǔn)，使本來就不足以支撐過快城市發(fā)展的生態(tài)環(huán)境更加惡化。

（2）增長較快的消費需求。隨著城市的高速發(fā)展，人民的生活水平日漸提高。近年來居民消費對資源消耗的增長速度要遠(yuǎn)高于三次產(chǎn)業(yè)的增長速度，而居民消費在北京市生態(tài)足跡核算中占有著較高的比例，因此增長較快的消費需求對北京市的生態(tài)占用有很大威脅。

（3）粗放浪費的消費習(xí)慣。雖然北京市近年來一直在倡導(dǎo)“低碳生活”的生活態(tài)度，但要想徹底改變根深蒂固的粗放浪費式的消費習(xí)慣，要做的努力還有很多。

影響產(chǎn)業(yè)能源消費的主要因素有兩個：不合理的能源結(jié)構(gòu)和不平衡的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。

長期以來，以煤炭為主要能源的不合理能源結(jié)構(gòu)使得北京二氧化碳排放量居高不下，碳吸收用地的占用也隨之?dāng)U大;以能源消耗水平最高且能源利用效率最低的第二產(chǎn)業(yè)，在三次產(chǎn)業(yè)中仍然占據(jù)很大的比例，導(dǎo)致北京市經(jīng)濟(jì)發(fā)展對能源的依賴度仍然很高。

如前文所述，“十一五”期間北京市不斷出臺政策和措施，調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，大力發(fā)展低耗能的第三產(chǎn)業(yè)，改善能源消費結(jié)構(gòu)，努力提高能源的利用效率，對彌補(bǔ)生態(tài)赤字已初見成效。由此可見，不合理的能源結(jié)構(gòu)與不平衡的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)是造成北京市生態(tài)赤字的重要因素。

4.3 對策與建議

（1）控制城市人口數(shù)量。北京市政府應(yīng)采取有效措施將人口總量維持在一個適度水平，在保證自身經(jīng)濟(jì)充分發(fā)展的前提下，并在經(jīng)濟(jì)發(fā)展能力允許的范圍內(nèi)，將北京市里的勞動密集型產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移到其他不發(fā)達(dá)地區(qū)，一方面可以限制當(dāng)?shù)貏趧尤丝诖罅坑咳氡本?，另一方面甚至還可以分擔(dān)北京市外來務(wù)工人口的就業(yè)壓力。

（2）倡導(dǎo)綠色生活方式。教育市民努力改變現(xiàn)有的消費模式，建立可持續(xù)消費的理念，提倡科學(xué)合理、高效地使用各類資源，從節(jié)電、節(jié)氣和回收3個環(huán)節(jié)來改變生活細(xì)節(jié)。提倡公共交通和地鐵，減少小汽車、私家車的用量，鼓勵自行車和步行等，這樣可以減少化石能源的消費，從而減少生態(tài)足跡。

（3）優(yōu)化能源消費結(jié)構(gòu)。減少一次性能源的使用；研究和開發(fā)創(chuàng)新技術(shù)，提高電力、油品、天然氣等優(yōu)質(zhì)能源的使用效率；充分利用北京市自然地理環(huán)境，大力發(fā)展自身蘊(yùn)藏的地?zé)豳Y源和風(fēng)能、太陽能等新型清潔能源。

（4）適度調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。當(dāng)下北京市已經(jīng)進(jìn)入城市化發(fā)展的后期階段，也是高耗能的第二產(chǎn)業(yè)發(fā)展勢頭逐漸回落的階段，此時通過制定和執(zhí)行積極的能源政策，加速擴(kuò)大低能耗的第三產(chǎn)業(yè)規(guī)模，對于減少生態(tài)赤字可以得到更為明顯的效果。

[1] Wackernagel M，Rees W.Perceptual and structural barriers to investing in natural capital economics from an ecological footprint perspective[J].Ecological economics，1997，20(1)：3-24.

[2]WWF(世界自然基金會).地球生命力報告2010(下)[J].世界環(huán)境，2011(02)：50-53.

[3] 徐中民，張志強(qiáng).中國1999年生態(tài)足跡計算與發(fā)展能力分析[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報，2003(02)：280-285.

[4] 王亞菲，陳長.北京市生態(tài)足跡的投入產(chǎn)出分析[J].城市發(fā)展研究，2009(04)：129-134.

[5] 高君，程會強(qiáng).基于生態(tài)足跡方法的北京市可持續(xù)發(fā)展分析[J].資源與產(chǎn)業(yè)，2010(01)：101-108.

[6]WWF(世界自然基金會).地球生命力報告2008[R].WWF，2009.

[7] 聯(lián)合國糧農(nóng)組織(FAO)統(tǒng)計數(shù)據(jù)庫[Z/OL].http：//www.fao.org.

[8]WWF(世界自然基金會).中國生態(tài)足跡報告1999[R].WWF，2000.

Analysis on ecological balance in Beijing based on ecological footprint theories

ZHAO Wenyang,CHENG Huiqiang
（Beijing Institute of Recycling Economy,Beijing University of Technology,Beijing 100124,China）

The ecological security situation was analyzed and evaluated with ecological footprint method.It calculated the value of ecological footprint,ecological carry capability,ecological surpluses and deficits in Beijing in 2005 and 2010,and made a comprehensive analysis on ecological balance in Beijing,in order that provided an evaluation on ecological capability for sustainable development.It also summarized the significant achievement of sustainable development policies implemented in Beijing during the Fifteenth Five-year Period,especially focusing on the measures to optimize the energy consumption structure and improve energy utilization efficiency,as well as the contribution for covering ecological and energy deficit.Finally,the cause of ecological deficit in Beijing was analyzed,and some suggestions were put forward.

Beijing;ecological footprint;ecological carry capability;ecological deficit

F124.5；X826

A

1674-0912（2012）06-0018-05

2012－04－10）

北京市重點學(xué)科：資源、環(huán)境及循環(huán)經(jīng)濟(jì)項目資助（033000541212002）；北京工業(yè)大學(xué)第九屆研究生科技基金項目：基于生態(tài)足跡理論的北京市生態(tài)盈虧平衡分析（ykj-2011-6088）

趙文洋（1987-），女，吉林白山人，碩士研究生，研究方向：循環(huán)經(jīng)濟(jì)理論、再生資源理論與實踐。