薛若晗

(閩江學(xué)院地理科學(xué)系，福建福州350108)

1 前言

生態(tài)安全一般是指在外界不利因素的作用下，人與自然不受損傷、侵害或威脅，人類社會(huì)的生存發(fā)展能夠持續(xù)，自然生態(tài)系統(tǒng)的健康和完整能夠保持［1］。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外學(xué)者一直在研究衡量生態(tài)安全的各種方法。生態(tài)足跡分析法以其簡(jiǎn)潔和普適性，而被經(jīng)常使用。該方法最早是于1992年由加拿大生態(tài)經(jīng)濟(jì)學(xué)家William Rees及其博士生Wackernagel提出［2］，它通過(guò)核算人類對(duì)自然生態(tài)服務(wù)的需求與自然所能夠提供的生態(tài)服務(wù)之間的差距，評(píng)價(jià)人類對(duì)自然資源的利用情況，進(jìn)而判斷評(píng)價(jià)區(qū)域的可持續(xù)發(fā)展和生態(tài)安全狀況［3］。自從生態(tài)足跡分析法引入中國(guó)后，國(guó)內(nèi)學(xué)者也運(yùn)用它對(duì)不同地域空間尺度和社會(huì)領(lǐng)域進(jìn)行生態(tài)安全相關(guān)研究。如，楊開(kāi)忠等系統(tǒng)地介紹了生態(tài)足跡分析法的理論框架、指標(biāo)體系和計(jì)算方法，對(duì)其應(yīng)用前景作出評(píng)價(jià)［4］;郭躍、卞曉慶、徐玉霞等分別運(yùn)用生態(tài)足跡分析法對(duì)江蘇省、合肥市、寶雞市的生態(tài)安全進(jìn)行評(píng)價(jià)與分析［1，5，6］。陳世發(fā)也基于生態(tài)足跡，對(duì)福州的經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)進(jìn)行生態(tài)安全分析［7］。本文擬用生態(tài)足跡分析法，結(jié)合福州倉(cāng)山區(qū)2010年數(shù)據(jù)，對(duì)倉(cāng)山區(qū)生態(tài)安全狀況進(jìn)行評(píng)價(jià)。

2 生態(tài)足跡和生態(tài)安全指數(shù)計(jì)算模型

2.1 生態(tài)足跡計(jì)算模型

生態(tài)足跡分析生態(tài)安全要從需求和承載力兩方面考慮，即計(jì)算生態(tài)足跡和生態(tài)承載力。生態(tài)足跡是指用來(lái)提供人類使用的可再生資源的生物生產(chǎn)性土地和水域面積，包括建設(shè)用地和吸收人類活動(dòng)產(chǎn)生的二氧化碳用地［8，9］。各類土地類型的生態(tài)生產(chǎn)力不同，引入均衡因子，將某類土地利用面積轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的具有全球平均生物生產(chǎn)力的面積當(dāng)量。均衡因子為某類土地利用類型的最大生產(chǎn)潛力與全球所有生物生產(chǎn)性土地平均生產(chǎn)力之比［8，9］。

生態(tài)承載力是指具有生物生產(chǎn)力的能提供可再生資源和吸收二氧化碳的陸地和水域面積的總和［8，9］。不同國(guó)家或地區(qū)相同土地類型單位面積的土地生產(chǎn)能力存在差異，轉(zhuǎn)化成生物生產(chǎn)面積需要乘一個(gè)產(chǎn)量因子。產(chǎn)量因子是一個(gè)國(guó)家或地區(qū)的某類型土地的平均生產(chǎn)力與世界平均生產(chǎn)力的比率［8，9］。世界環(huán)境與發(fā)展委員會(huì) 《我們共同的未來(lái)》建議，計(jì)算生態(tài)承載力，應(yīng)扣除12%的生物多樣性保護(hù)面積［10］。

生態(tài)足跡和生態(tài)承載力的單位為全球公頃(ghm2)。1全球公頃代表全球平均生產(chǎn)水平下1 hm2土地的生產(chǎn)能力［9］。若區(qū)域生態(tài)承載力大于生態(tài)足跡，稱為生態(tài)盈余。反之，稱為生態(tài)赤字。

生態(tài)足跡計(jì)算公式為:

生態(tài)承載力的計(jì)算公式為:

式中:EF為區(qū)域總生態(tài)足跡;N為人口數(shù);ef為人均生態(tài)足跡;i為消費(fèi)商品和投入的類型;j為生物生產(chǎn)性土地類型;ci為第i種商品的人均消費(fèi)量;pi為第i種消費(fèi)商品的平均生產(chǎn)力;EQFj為第j種生物生產(chǎn)性土地的均衡因子。EC為區(qū)域總生態(tài)承載力;ec為人均生態(tài)承載力;aj為人均實(shí)際占有第j種生物生產(chǎn)性土地面積;YFj為第j種生物生產(chǎn)性土地產(chǎn)量因子［8，9］。

2.2 生態(tài)安全指數(shù)計(jì)算

目前學(xué)術(shù)界對(duì)生態(tài)安全的評(píng)價(jià)有很多種方法，在國(guó)內(nèi)較普遍使用的是通過(guò)生態(tài)壓力指數(shù)、生態(tài)占用指數(shù)和生態(tài)經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)性指數(shù)來(lái)進(jìn)行評(píng)價(jià)［11］。生態(tài)壓力指數(shù)表示區(qū)域生態(tài)環(huán)境所承受的壓力程度。由于某一國(guó)家或地區(qū)所消費(fèi)的化石能源足跡所帶來(lái)的生態(tài)壓力并非僅僅由消費(fèi)國(guó)或地區(qū)所承擔(dān)，更多是由全球來(lái)負(fù)擔(dān)，所以生態(tài)壓力指數(shù)定義為一個(gè)國(guó)家或地區(qū)可更新資源的人均生態(tài)足跡與可利用的人均生態(tài)承載力的比率。生態(tài)占用指數(shù)定義為某一國(guó)家或地區(qū)人均生態(tài)足跡與全球人均生態(tài)足跡的比率，反映了一個(gè)國(guó)家和地區(qū)占全球生態(tài)足跡的份額。生態(tài)經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)指數(shù)定義為生態(tài)占用指數(shù)與生態(tài)壓力指數(shù)的比率，代表區(qū)域社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與生態(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào)性［11］。

3 研究區(qū)域概況

倉(cāng)山區(qū)位于福建省會(huì)福州市城區(qū)南部，閩江下游南岸，東經(jīng)119°32'，北緯26°05'。轄閩江入?？谔幷麄€(gè)南臺(tái)島，分別與鼓樓、臺(tái)江、晉安、馬尾和閩侯、長(zhǎng)樂(lè)隔江相望。面積142km2，下轄5鎮(zhèn)8街、81個(gè)社區(qū)和 102個(gè)行政村，2010年人口45.97萬(wàn)人［12］。倉(cāng)山區(qū)是歷史悠久的文教區(qū)，區(qū)內(nèi)名勝古跡眾多，旅游資源豐富，閩江、烏龍江四周環(huán)繞，水路運(yùn)輸十分便利。

4 計(jì)算結(jié)果

4.1 人均生態(tài)足跡計(jì)算

生態(tài)足跡計(jì)算包括生物資源消費(fèi)和能源消費(fèi)。倉(cāng)山區(qū)2010年居民各類生物資源消費(fèi)主要是糧食、油料、鮮菜、水果、木材、動(dòng)物產(chǎn)品、水產(chǎn)品等12個(gè)項(xiàng)目，將人均消費(fèi)量轉(zhuǎn)化為提供這些消費(fèi)所需的生物生產(chǎn)性土地面積，見(jiàn)表1。倉(cāng)山區(qū)2010年能源消費(fèi)主要有原煤、焦炭、汽油、煤油、柴油、燃料油、液化石油氣和電力共8個(gè)項(xiàng)目，將所消耗熱量折算成生物生產(chǎn)性土地面積，見(jiàn)表2。由于基礎(chǔ)數(shù)據(jù)是生物資源消費(fèi)量，而非生物量數(shù)據(jù)，所以不用進(jìn)出口貿(mào)易量調(diào)整。

4.2 人均生態(tài)承載力計(jì)算

表1 倉(cāng)山區(qū)2010年生物資源生態(tài)足跡

表2 倉(cāng)山區(qū)2010年能源生態(tài)足跡

參考福州統(tǒng)計(jì)年鑒中的各種生物生產(chǎn)性土地的人均占有量，通過(guò)均衡因子和產(chǎn)量因子調(diào)整，再扣除12%生物多樣性保護(hù)面積，得到倉(cāng)山區(qū)可利用人均生態(tài)承載力，見(jiàn)表4。

4.3 生態(tài)盈虧和生態(tài)壓力指數(shù)計(jì)算

將倉(cāng)山區(qū)2010年生態(tài)足跡和生態(tài)承載力加以比較，并計(jì)算生態(tài)安全指數(shù)，見(jiàn)表5。

5 數(shù)據(jù)分析

5.1 人均生態(tài)足跡數(shù)據(jù)分析

據(jù)世界自然基金 (WWF)的《地球生命力報(bào)告2012》和《中國(guó)生態(tài)足跡2010》，世界人均生態(tài)足跡2.7 ghm2，亞洲人均消費(fèi)生態(tài)足跡1.78 ghm2，中國(guó)人均生態(tài)足跡2.2ghm2以及福建人均生態(tài)足跡2.2ghm2［8，9］。對(duì)比上述數(shù)字，倉(cāng)山區(qū) 2010年人均生態(tài)足跡0.845255g hm2還是較低的。其中，生物生產(chǎn)性土地面積的生態(tài)足跡所占比例由大到小為:水域足跡37.21%、耕地28.51%、林地足跡15.64%、草地足跡10.34%、化石能源足跡6.40%、建設(shè)用地足跡1.90%。由計(jì)算結(jié)果可知，倉(cāng)山區(qū)生物資源消費(fèi)以水產(chǎn)最高，加上鮮乳品、肉類、糧食、家禽、禽蛋等構(gòu)成了生物資源消費(fèi)的主要部分，油料、蔬菜等的足跡比重相對(duì)較小，這反應(yīng)了人們生活水平的提高，也和市民長(zhǎng)期消費(fèi)習(xí)慣有關(guān)。雖然能源消費(fèi)在倉(cāng)山區(qū)總消費(fèi)中所占比重不大，但仍是以原煤、焦炭所占足跡比重最高，而液化石油氣、煤油所占的足跡比重最小?？芍?dāng)前能源結(jié)構(gòu)中，煤炭仍然占大部分。天然氣基本沒(méi)有消費(fèi)，這是因?yàn)?，福州雖然正在進(jìn)行能源結(jié)構(gòu)的改變，家庭用煤氣改LNG天然氣的工程前幾年就已經(jīng)在全市啟動(dòng)，但位于閩江以南的倉(cāng)山區(qū)還未推廣天然氣。若能更快改進(jìn)能源結(jié)構(gòu)，推廣清潔能源，則可降低自然生態(tài)系統(tǒng)所受壓力。由于本研究對(duì)消費(fèi)項(xiàng)目的列舉不夠完全，因此計(jì)算生態(tài)足跡會(huì)有一定誤差。

5.2 人均生態(tài)盈虧數(shù)據(jù)和生態(tài)安全分析

倉(cāng)山區(qū)2010年的人均生態(tài)承載力為0.293740ghm2。人均生態(tài)足跡為人均生態(tài)承載力的2.88倍。人均生態(tài)赤字為0.551515ghm2。其中，最大的生態(tài)赤字來(lái)自水域足跡，其次是耕地足跡，說(shuō)明倉(cāng)山區(qū)的生物資源消費(fèi)以水產(chǎn)品和農(nóng)產(chǎn)品為主，主要從區(qū)外輸入。再次是來(lái)自草地和化石能源足跡，而建設(shè)用地略有盈余。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，能源的消耗速度會(huì)加快，尤其是倉(cāng)山區(qū)近年來(lái)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的速度一直位于福州的中上水平，居民汽車擁有量也逐年上升，化石能源用地人均生態(tài)赤字將進(jìn)一步擴(kuò)大。雖然當(dāng)前生態(tài)赤字不大，但仍舊反映倉(cāng)山區(qū)人口規(guī)模和消費(fèi)模式給生態(tài)帶來(lái)的壓力。如果當(dāng)前生態(tài)赤字?jǐn)U大的趨勢(shì)得不到遏制，就會(huì)影響長(zhǎng)期發(fā)展。

表3 倉(cāng)山區(qū)2010年人均生態(tài)足跡

表4 倉(cāng)山區(qū)2010年人均生態(tài)承載力

表5 倉(cāng)山區(qū)2010年人均生態(tài)盈虧和生態(tài)安全指數(shù)

根據(jù)趙先貴等通過(guò)對(duì)全球147個(gè)國(guó)家3項(xiàng)生態(tài)安全指數(shù)的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行聚類分析，結(jié)合不同國(guó)家和地區(qū)的生態(tài)環(huán)境狀況和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平，制定出的生態(tài)壓力指數(shù)、生態(tài)占用指數(shù)和生態(tài)經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)指數(shù)的等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)［11］，對(duì)比倉(cāng)山區(qū)2010年的3項(xiàng)指數(shù):生態(tài)壓力指數(shù)為2.693，說(shuō)明生態(tài)安全等級(jí)較低，生態(tài)環(huán)境的承壓程度比較大;生態(tài)占用指數(shù)為0.313，可見(jiàn)人均生態(tài)足跡占全球人均生態(tài)足跡的比例還是比較小的，說(shuō)明社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的程度和人均消費(fèi)水平低于全球平均水平，且差距不小;生態(tài)經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)指數(shù)為0.116，說(shuō)明社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與生態(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào)性不太好，應(yīng)該考慮生態(tài)環(huán)境保護(hù)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展之間的關(guān)系。

6 結(jié)論

生態(tài)安全已成為中國(guó)未來(lái)發(fā)展的戰(zhàn)略選擇，生態(tài)盈虧、生態(tài)壓力指數(shù)、生態(tài)占用指數(shù)和生態(tài)經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)性指數(shù)都基于生態(tài)足跡與生物承載力的對(duì)比關(guān)系，是衡量生態(tài)安全的指標(biāo)。從本文計(jì)算和分析的結(jié)果來(lái)看，雖然倉(cāng)山區(qū)的生態(tài)足跡數(shù)值不算高，但是仍然超過(guò)生態(tài)承載力，呈現(xiàn)生態(tài)赤字。可見(jiàn)，當(dāng)前的人口規(guī)模和生活消費(fèi)模式所帶來(lái)的生態(tài)消費(fèi)已超過(guò)土地生態(tài)系統(tǒng)的承受能力。生態(tài)壓力指數(shù)較大而生態(tài)協(xié)調(diào)指數(shù)較低，進(jìn)一步說(shuō)明倉(cāng)山區(qū)當(dāng)前的生態(tài)壓力大，可持續(xù)發(fā)展?fàn)顩r嚴(yán)峻，生態(tài)處于不安全狀況。倉(cāng)山區(qū)的人民生活和經(jīng)濟(jì)發(fā)展都位于福州市的中上水平，隨著海西建設(shè)的深入，福州經(jīng)濟(jì)將會(huì)更加迅速地發(fā)展，人們生活水平不斷提高，倉(cāng)山區(qū)生態(tài)赤字極有可能快速加劇，生態(tài)壓力指數(shù)會(huì)進(jìn)一步加大，生態(tài)安全前景不容樂(lè)觀。結(jié)合此形勢(shì)，本文提出以下建議:第一，嚴(yán)格控制人口數(shù)量并強(qiáng)化民眾的生態(tài)環(huán)境意識(shí)，改變生活消費(fèi)方式，倡導(dǎo)綠色生活消費(fèi)，建立節(jié)約、高效的消費(fèi)體系。第二，大力倡導(dǎo)循環(huán)經(jīng)濟(jì)和清潔生產(chǎn)，調(diào)整能源結(jié)構(gòu)，高效利用現(xiàn)有的資源，降低資源與能源消耗，使得經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式向生態(tài)化轉(zhuǎn)型。第三，加大對(duì)環(huán)境的監(jiān)管力度，控制“三廢”，實(shí)施減量化排放，推進(jìn)生態(tài)型居住環(huán)境建設(shè)。避免不必要的生態(tài)足跡，縮小生態(tài)赤字，改變生態(tài)不安全的現(xiàn)狀，逐步建立起資源節(jié)約型、環(huán)境友好型的社會(huì)體系。

［1］郭躍，程曉昀，朱芳，等.基于生態(tài)足跡的江蘇省生態(tài)安全動(dòng)態(tài)研究［J］.長(zhǎng)江流域資源與環(huán)境，2010，19(11):1327－1332.

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

［3］孫凡，孟令彬.重慶市生態(tài)足跡與生態(tài)承載量研究［J］.應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)，2005，(7):1370－1374.

［4］楊開(kāi)忠，楊詠，陳潔.生態(tài)足跡分析理論與方法 ［J］.地球科學(xué)進(jìn)展，2010，15(6):630－636.

［5］卞曉慶，徐麗，張慶國(guó).基于生態(tài)足跡的合肥市生態(tài)安全分析與評(píng)價(jià) ［J］.安徽農(nóng)學(xué)通報(bào)，2010，16(14):185－187.

［6］徐玉霞.基于生態(tài)足跡的城市生態(tài)安全評(píng)價(jià)——以寶雞市為例 ［J］.中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào)，2010，26(21):286－290.

［7］陳世發(fā).基于生態(tài)足跡模型的經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)的生態(tài)安全分析——以福州市為例［J］.亞熱帶水土保持，2010，22(2):5－9.

［8］World Wide Fund for Nature.LIVING PLANET REPORT 2012［EB/OL］.http://www.wwfchina.org/wwfpress/publication/shift/2012LPREN.pdf，2012－05－18.

［9］李琳謝，高地，曹淑艷，等.世界自然基金會(huì) (WWF)中國(guó)生態(tài)足跡報(bào)告2010［EB/OL］.http://www.wwfchina.org/wwfpress/publication/shift/2010LPR_cn.pdf，2010－11－15.

［10］王之佳，柯金良譯.我們共同的未來(lái)［M］.長(zhǎng)春:吉林人民出版社，1997:100－200.

［11］趙先貴，韋良煥，馬彩虹.西安市生態(tài)足跡與生態(tài)安全的動(dòng)態(tài)研究 ［J］.干旱區(qū)資源與環(huán)境，2007，21(1):1－5.

［12］倉(cāng)山區(qū)統(tǒng)計(jì)局.倉(cāng)山統(tǒng)計(jì)年鑒2011［M］.北京:中國(guó)統(tǒng)計(jì)出版社，2012:163－252.

［13］Food and Agriculture Organization of the United Nations(FAO)Statistical Databases.［EB/OL］.http://faostat3.fao.org/home/index.html.

［14］GB2589－2008，綜合能耗計(jì)算通則 ［S］.

［15］Global Footprint Network.Accounting for demand and supply of the Biosphere’s regenerative capacity:the National Footprint Accounts’ underlying methodology and framework.2011 Edition.Oakland.［EB/OL］.http://www.footprintnetwork.org/images/uploads/Methods_Paper_Draft_2011.pdf，2012－2－20.

［16］福州市統(tǒng)計(jì)局.福州統(tǒng)計(jì)年鑒2011［M］.北京:中國(guó)統(tǒng)計(jì)出版社，2012:24－345.