戚曉芳

（福建三明林業(yè)學(xué)校，福建三明 365001）

城市的生存和發(fā)展依賴巨大而分散的生態(tài)系統(tǒng)，城市居民需要從城市外的生態(tài)系統(tǒng)獲取所需的各類物質(zhì)，如水資源、糧食、水產(chǎn)品、礦產(chǎn)等，同時又將生活中的廢棄物排放到生態(tài)系統(tǒng)當(dāng)中。國外許多學(xué)者的研究結(jié)果表明，維持城市可持續(xù)發(fā)展，需要從外界不斷獲取資源和能量，而城市本身往往不能滿足自身要求，就需要從城市以外獲取資源和能量，生態(tài)足跡大于其生態(tài)承載力，生態(tài)系統(tǒng)壓力劇增[1-2]。Willian Ress教授首先提出生態(tài)足跡的概念以及計算方法，對世界52個國家和地區(qū)的生態(tài)足跡進(jìn)行估算，此后生態(tài)足跡被國內(nèi)外學(xué)者大量研究[3]，國內(nèi)外學(xué)者對生態(tài)足跡的研究既有靜態(tài)研究也有動態(tài)研究。筆者借鑒前人研究方法，對三明市2020年生態(tài)足跡進(jìn)行靜態(tài)研究，以期為相關(guān)決策部門提供參考依據(jù)。

一、研究區(qū)概況

三明市是福建省下轄地級市，位于福建省中部連接西北隅，25°30′～27°07′N、116°22′～118°39′E之間，全市面積22 965km2，2020年全市地區(qū)生產(chǎn)總值2 702.19億元。三明市常住人口為2 878 600人，2016年9月被國家林業(yè)和草原局授予“國家森林城市”的稱號。本文利用生態(tài)足跡計算模型，估算三明市2020年消費水平下人均生態(tài)足跡與人均生態(tài)承載力，分析三明市生態(tài)足跡的狀況。

二、生態(tài)足跡概念及相關(guān)計算方法

（一）生態(tài)足跡概念

生態(tài)足跡的概念是由加拿大Willian Ress教授于1991年首先提出的，又稱生態(tài)占用或生態(tài)足跡[1]。人類維持生存必然會消耗各類物質(zhì)，每一種消耗最終都可換算為提供各種消耗的生態(tài)生產(chǎn)性土地面積[1]。在一定技術(shù)條件下，要維持某一物質(zhì)消費水平下人口可持續(xù)生存的生態(tài)生產(chǎn)性土地面積即為生態(tài)足跡[1]。

（二）生態(tài)足跡的計算方法

Willian Ress教授提出生態(tài)足跡具體的計算方法，在計算過程中涉及人均消費量、總消費量、各類土地供給總面積，因此生態(tài)足跡可反映人口規(guī)模與人均消費對環(huán)境的需求，以及環(huán)境所能提供的最大生態(tài)承載力[2]。

1.生態(tài)足跡需求的計算模型

其計算公式為：

式中：EF為總的生態(tài)足跡，N為人口數(shù)，ef為人均生態(tài)足跡，ci為第i種商品的人均消費量，pi為人均i種商品折算的生物生產(chǎn)面積（i為消費商品和投入的類型），aai為人均i種商品折算的生物生產(chǎn)面積（i為消費品和投入的類型），rj為均衡因子。

在本文的生態(tài)足跡計算中，主要考慮化石燃料、可耕地、林地、草地、建筑用地和水域共6種類型[2]。

（1）化石燃料。用于吸收人類排CO2的土地[1]。CO2排放量的多少對氣候變化有著重要影響，影響人類生存發(fā)展。城市人口眾多，是人口密集區(qū)，也是CO2集中排放區(qū)，因此城市用于吸收CO2的土地面積較大[4]。

（2）可耕地。用于耕作的土地。城市的快速發(fā)展，必然會占據(jù)大量的可耕地，可耕地面積的減少致使可耕地提供的物質(zhì)和能量減少，就需要從外地輸入糧食等產(chǎn)品。

（3）草地。適合發(fā)展畜牧養(yǎng)殖及生產(chǎn)的土地。中國的草地面積占國土面積的40%，主要集中在北方，而城市中的草地多為觀賞性綠地，生產(chǎn)力比較低，由于城市需要大量的畜牧產(chǎn)品，缺口較大，則需要從城市外大量輸入畜牧產(chǎn)品。

（4）林地。用于發(fā)展林業(yè)的土地，包括天然林和人工林。森林具有涵養(yǎng)水源、保持水土、調(diào)節(jié)氣候、凈化空氣、增加生物多樣性等功能。城市中的森林覆蓋率不高，現(xiàn)在很多城市提出生態(tài)城市的概念，并大力推廣生態(tài)城市建設(shè)。

（5）建筑用地。用于建設(shè)的土地，包括人居設(shè)施和道路。城市人口密集，建筑用地需求較大，建筑用地的擴大，必然意味著其他類型土地面積減少，可提供的生物產(chǎn)量下降。

（6）水域。水域中生物產(chǎn)量較大，特別是海洋當(dāng)中的生物產(chǎn)量。而在干旱地區(qū)的城市當(dāng)中，水域較少，可提供的生物產(chǎn)量不高。

2.生態(tài)足跡供給的計算模型

生態(tài)承載力計算公式：

（1）生態(tài)赤字的計算方法

計算公式為：

ED=EF-EC

式中，ED為生態(tài)赤字，EF為生態(tài)足跡，EC為生態(tài)承載力，如果ED＞0，表明為生態(tài)盈利，如果ED＜0，表明為生態(tài)赤字。

三、三明市生態(tài)足跡計算

（一）數(shù)據(jù)獲取

表1 三明市土地利用現(xiàn)狀（2020 年）

消費量的數(shù)據(jù)獲取有兩個方法，一是“消費量=產(chǎn)出量+進(jìn)口量-出口量”，二是根據(jù)統(tǒng)計年鑒獲取數(shù)據(jù)[1]。本文消費量數(shù)據(jù)獲取來自2021年三明市統(tǒng)計年鑒。

（二）計算結(jié)果與分析

獲得生物資源與能源消費量的準(zhǔn)確數(shù)據(jù)后，依據(jù)生態(tài)足跡計算公式，將生物資源與能源消費量轉(zhuǎn)化為提供這些消費的生物生產(chǎn)性土地面積[1]，結(jié)果見表2和表3。

表2 三明市生物資源消費生態(tài)足跡（2020 年）

表3 三明市能源消費生態(tài)足跡（2020 年）

三明市2020年生態(tài)足跡的需求與供給總結(jié)果見表4。其中生態(tài)足跡的需求部分是生物資源與能源消費生態(tài)足跡的匯總。筆者查閱資料獲得中國生態(tài)足跡數(shù)值及產(chǎn)量因子，通過三明市統(tǒng)計年鑒數(shù)據(jù)估算，認(rèn)為三明市土地生產(chǎn)力約為全國的2.2倍，因此產(chǎn)量因子取值是中國生態(tài)足跡產(chǎn)出因子取值的2.2倍。同時出于謹(jǐn)慎考慮，在計算三明市生態(tài)承載力扣除12%的生物多樣性保護(hù)土地。

表4 三明市生態(tài)足跡的需求與供給（2020 年）

三明市2020年的人均生態(tài)足跡是2.53hm2/人，生態(tài)承載力是1.09hm2/人，其中化石燃料的需求均衡面積是1.73hm2/人，占比68%，所占比重較大；其次是耕地，需求均衡面積0.43hm2/人，占比17%；草地、林地、建筑用地、水域需求均衡面積總和為0.37hm2/人，占比15%；人均生態(tài)承載力是1.09hm2/人，生態(tài)赤字為1.44hm2/人。

四、結(jié)論與建議

上述研究表明，三明市的生態(tài)需求大于生態(tài)承載力，生態(tài)壓力增加，生態(tài)系統(tǒng)處于不安全的狀態(tài)，這與國外學(xué)者Willian Resss對世界部分城市足跡的研究結(jié)果一致，幾乎所有城市的生態(tài)足跡比生態(tài)承載力大得多，城市級別越高其生態(tài)足跡就越大，是生態(tài)承載力（城市面積）的數(shù)倍乃至幾十倍[1]。

這與三明市城市的發(fā)展現(xiàn)狀相符合，三明市屬于福建省下轄地級市，位于福建省西北部，是一座新型的工業(yè)城市，具有“國家森林城市”的稱號，林業(yè)資源豐富，林地生態(tài)足跡供給均衡面積是0.99hm2/人。福建省最大的鋼鐵生產(chǎn)基地和化肥生產(chǎn)基地——福建省三鋼（集團）有限責(zé)任公司坐落于三明城區(qū)，煤炭資源消耗量巨大，化石燃料生態(tài)足跡需求的均衡面積為1.73hm2/人。

減少生態(tài)赤字，實現(xiàn)三明市的可持續(xù)發(fā)展，可采取以下幾個措施：一是采用高新技術(shù)，提高化石能源的利用率，三明市生態(tài)赤字存在的主要原因是化石能源的大量使用，提高化石能源利用率可大幅度減少生態(tài)赤字；二是開發(fā)新能源代替化石能源，可開發(fā)的新能源有風(fēng)能、太陽能、水能等；三是采用生物高新技術(shù)，提高單位面積產(chǎn)量；四是發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟，減少中間廢棄物產(chǎn)生，實現(xiàn)廢棄物循環(huán)利用。