重庆市生态足迹时间序列动态特征及其驱动因子分析

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生态足迹的概念自 1999 年引入中国后,应用 生态足迹法对国内各地区的可持续发展评价研究 也逐渐展开。如徐中民等对中国和部分省(市)1999 年的生态足迹进行了较为细致的测算与分析[5];张 志强[6]和张桂宾[7]等分别对中国西部和中部地区的 生态足迹进行了案例实证分析。为动态追踪各时间 点的可持续程度及其演化规律,弥补生态足迹指标
静态性的缺憾,近年来国内许多学者开始尝试进行 长时间序列的生态足迹计算与分析[8-11]。但总体而 言,目前国内在纵向时间序列上就区域生态足迹动 态演变的研究尚处于起步阶段,尤其是对驱动生态 足迹演变的社会经济因素的研究则更为少见[12-13]。
为此,本文拟以 1998-2006 年的统计数据为基础,
却在增长,这导致该地区人均生态赤字逐年扩大。 到 2005 年重庆市人均生态赤字已ห้องสมุดไป่ตู้达 1.025 1 hm2, 生态足迹是生态承载力的 3.2 倍,表明重庆市经济 发展所占用的生态服务已严重超出了区域自身所 能提供的生态服务,呈相对不可持续发展状态,且 不可持续程度有进一步扩大的趋势。
2 生态足迹的驱动因子分析
2005
1.490 3
0.465 2
*已扣除 12%的生物多样性保护面积
0.616 9 0.620 8 0.646 5 0.663 2 0.654 2 0.713 5 0.763 7 0.875 0 1.025 1
生态环境学报 第 18 卷第 4 期(2009 年 7 月)
生态足迹/(hm2•cap-1)
国统计年鉴》以及联合国粮农组织(FAO)统计数 据库资料,根据生态足迹理论与方法[14-15],计算
1997-2005 年重庆市生态足迹的时间序列。人类的
生产、生活消费由两部分组成,即生物资源及能源 的消费。因此,相应的生态足迹计算也可采取分帐 户形式,即生物资源消费和能源消费两部分。生物 资源消费帐户主要分为农产品、动物产品、林产品 和水产品 4 大类,其对应的生物生产性土地类型为 耕地、草地、林地和水域。在进行生物资源消费帐 户核算时,采用联合国粮农组织 1993 年公布的有 关生物资源的世界平均产量资料,将重庆市的生物
减少到 2005 年的 0.465 2 hm2,导致该地区人均生态赤字逐年扩大,呈相对不可持续发展状态。驱动力分析模型表明:重庆
市社会经济发展对人均生态足迹增长具有强烈的驱动作用。直辖以来,一方面随着工业化、城镇化进程的加快以及消费水平
的提升,人均生态足迹也相应同步增长;而另一方面,由于目前的产业和工业结构调整力度有限,因此它们尚未有效发挥降
计算并分析直辖以来重庆市生态足迹的动态演变 特征,并利用主成分回归分析方法建立人均生态足 迹的社会经济驱动模型,以揭示人类社会经济发展 对生态足迹的驱动作用,进而为城市生态建设和可 持续发展规划提供科学参考。
1 重庆市生态足迹时间序列计算与分析
1.1 计算说明
利用 1998-2006 年的《重庆市统计年鉴》、《中
基金项目:国家环保公益性行业科研专项项目(200709009) 作者简介:方建德(1964 年生),男,研究员,主要研究方向为环境化学、城市生态。E-mail: fangjiande@ 收稿日期:2009-05-31
1338
资源消费量统一折算为提供这类消费所需要的生 物生产性土地面积。能源消费帐户主要核算原煤、 洗精煤、焦碳、电力、天然气、煤油、柴油、汽油 等能源。由于在统计年鉴中,已将各种形式的能源 消费品种折算成以标煤为计量单位的煤炭、油料、 天然气和电力 4 大类,故本文直接采用这 4 大类能 源消费品种来计算生态足迹。在计算时,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。需要说明的是:因火电消费部分 已纳入煤炭消费中考虑,故电力消费部分只计算水 电消费,其热量折算系数为 0.003 6 GJ/kW·h,与其 对应的生物生产性土地类型为建筑用地。此外,为 评价重庆市目前的可持续发展状态,还进一步计算 了直辖以来重庆市的生态承载力和生态赤字时间 序列,具体的计算方法详见文献[16]和[17]。 1.2 生态足迹时间序列分析
生态环境学报 2009, 18(4): 1337-1341 Ecology and Environmental Sciences
E-mail: editor@
重庆市生态足迹时间序列动态特征及其驱动因子分析
方建德1,杨扬1,叶堤2,周谐2,陈晓燕1
(4)恩格尔系数。恩格尔系数是指居民家庭食 品消费支出占家庭消费总支出的比重。在统计资料 中,恩格尔系数分为城镇居民家庭恩格尔系数和农 村居民家庭恩格尔系数,这里以城镇化率为加权因 子,得到城乡居民家庭综合恩格尔系数,用于考察 城乡居民家庭消费结构对生态足迹的影响。
(5)第二产业比重(%)。这里的第二产业比重 是指第二产业产值占全市生产总值的比重,它是 表征地区产业结构的一个重要指标。由于第二产 业的产值综合能耗远高于第一、第三产业,因此 该指标实质上也隐含了能源综合利用效益对生态 足迹的影响。
将人均生态足迹与所选取的 6 个社会经济指标 进行相关性分析,可以看出(见表 2):(1)人均生 态足迹与人均 GDP、城镇化率、城乡居民消费水平、 第二产业比重以及重工业率均呈正相关。其中,人 均 GDP、城镇化率、城乡居民消费水平、第二产业 比重与人均生态足迹呈显著正相关,说明随着经济 的发展,工业化、城镇化进程的加快以及消费水平 的提升,重庆市的人均生态足迹亦在同步增大。(2) 人均生态足迹与城乡居民家庭恩格尔系数呈显著 负相关。城乡居民家庭恩戈尔系数是居民消费结构 和层次的反映,一般而言,恩戈尔系数越低,说明
生态承载力*
生态赤字
1997
1.124 4
0.507 5
1998
1.125 5
0.504 7
1999
1.146 6
0.500 1
2000
1.159 5
0.496 3
2001
1.148 0
0.493 8
2002
1.198 8
0.485 3
2003
1.238 9
0.475 2
2004
1.344 7
0.469 7
根据生态足迹的计算原理,结合上述 4 个方面 的社会经济驱动力,本文选择了以下 6 个社会经济 指标纳入分析,分别为:
(1)人均 GDP(元)。人均 GDP 评价的是一个 国家或地区的富裕程度。在经济学界,人们更多地 拿人均 GDP 作为划分经济发展阶段的重要指标, 表征区域经济发展的水平与阶段。
(2)城镇化率(%)。城镇化率反映的是人口向 城市聚集的过程和聚集程度,用城镇人口占全部人 口的百分比来表示,是区域经济社会发展进步的主 要反映和重要标志,同时也暗示着城乡居民消费和
表 1 重庆市 1997-2005 年的生态足迹和生态承载力时间序列
Table 1 The time series of ecological footprint and ecological
capacity of Chongqing during 1997-2005 hm2·cap-1
年份
生态足迹
2.1 社会经济指标选择及相关分析 虽然生态足迹模型具有生态偏向性特征,但实
质上生态足迹的时间序列演变与社会经济发展仍 是紧密联系的。直辖以来,重庆市社会经济发展迅 猛,人口、资源、社会、经济等众多要素全方位变 革,主要体现在:(1)经济发展迅速,城镇化水平 显著提高;(2)居民消费水平明显提高,消费结构 有所变化;(3)工业规模扩大,资源和能源消费剧 增,综合能源利用效益发生变化;(4)产业、工业 结构发生调整变化等等。在这些社会经济要素的共 同驱动作用下,直辖以来重庆市人均生态足迹呈增 长态势,自身的生态承载力难以持续支撑社会经济 高速发展的需要。因而必须找出驱动生态足迹变化 的主要因素,以寻求相宜的调整方式,实现建设生 态文明型社会的目标。
1. 国家环境保护部华南环境科学研究所,广东 广州 510655;2. 重庆市环境科学研究院,四川 重庆 401147
摘要:生态足迹是近年来广泛用于评价区域发展可持续性的重要方法。基于生态足迹计算模型,利用自然资源和能源消费的
统计数据,对重庆市 1997-2005 年的人均生态足迹序列进行了计算;在此基础上,根据区域社会经济发展与生态足迹变化
耕地
草地
1.60
化石燃料地 建设用地
1.40
水域
林地
1.20
1.00
0.80
0.60
0.40
0.20
0.00 年 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005
图 1 重庆市 1997-2005 年不同土地类型的生态足迹变化
Fig.1 Temporal variation of ecological footprint of different biologically productive area in Chongqing
城乡居民家庭恩戈尔系数是居民消费结构和层次的反映一般而言恩戈尔系数越低说明人均生态足迹与社会经济指标的相关系数分析tablecorrelationsbetweenecologicalfootprintpercapitaregionalsocioeconomicindices主成分657098109810982087301870507主成分889007501460013043809110582222多元回归分析19972005年重庆市的生态足迹时间序列为因变量运用多元回归方法建立其与上述提取人均城镇化率城乡居民消城乡居民第二产重工业的主成分因子之间的线性回归模型以此来量化诸指标gdp费水平家庭恩格业比重相关系数096808760963068508340558显著性000000020000004200050150person相关系数在005水平显著person相关系数在001水平显著结果见表可知回归模型拟合效果较好且具有显著性证明重庆市社会经济发展对人均生态足迹增长具有强烈的驱动作用
低区域生态足迹的作用。
关键词:生态足迹;时间序列;主成分;驱动因子
中图分类号:F062.2
文献标识码:A
文章编号:1674-5906(2009)04-1337-05
生态足迹法是由加拿大生态经济学家 William Rees 于 1992 年首先提出,并由其学生 Wackernagel 于 1996 年完善的,它从具体的生物物理角度研究 自然资本的消耗问题,并通过生物生产性面积实现 了对区域发展可持续性的定量测度[1]。自提出以来, 生态足迹法以其较为科学、简单的理论基础,清晰 的概念框架,相对统一的指标体系及方法本身的普 遍适用性得到了有关国际机构、政府部门、非政府 组织和研究机构的广泛关注,成为当前国际上较为 流行的定量测度可持续发展的重要方法[2]。2000 年 以来,世界自然基金会(WWF)每 2 年都以《生 命行星报告》的形式发布有关研究机构对全球近 150 个国家生态足迹的核算结果,以期引起全人类 对地球可持续发展问题的关注[3]。发展重定义组织 (Redefining Progress)最近也发布了《国家生态足 迹 2005 版》,系统比较了全球 140 余个国家目前的 生态足迹和生态承载力,并分析了各类型生态足迹 的时间序列动态演变特征[4]。
计算结果显示(见表 1),直辖以来,重庆市 的人均生态足迹总体呈增长趋势,从 1997 年的 1.124 4 hm2 上升到了 2005 年的 1.490 3 hm2,9 年时 间增长了 32.5%。从多年来重庆市生态足迹的构成 来看(见图 1),耕地、草地和化石燃料地所比重 重较大,三者之和约占总生态足迹的 95%。2005 年,耕地、草地和化石燃料地在总生态足迹中的比 例分别为 30.0%、27.1%和 38.0%。从这 3 种分类型 生态足迹的年变化来看,2001 年前人均耕地足迹一 直在减少,而后又有所增加,但总的趋势是在减少; 而与此同时,人均草地和化石燃料地足迹却在逐年 增加,尤其是化石燃料地足迹增长最快,2004 年以 后化石燃料地足迹已开始超出耕地足迹,成为我市 生态足迹中的最大贡献者。将计算得到的生态足迹 与生态承载力进行对比分析还可以看出(见表 1): 重庆人均生态承载力逐年减少,从 1997 年 0.507 5 hm2 减少到 2005 年的 0.465 2 hm2,而人均生态足迹
的作用机理选择了 6 个社会经济发展相关指标作为自变量,运用主成分回归方法,建立了人均生态足迹的驱动因子分析模型,
揭示了驱动生态足迹序列变化的主要因素。计算结果显示,直辖以来,重庆市人均生态足迹总体呈上升趋势,由 1997 年的
1.124 4 hm2 增加到 2005 年的 1.490 3 hm2,而由于耕地占用等原因,人均生态承载力却在逐年减少,从 1997 年的 0.507 5 hm2
方建德等:重庆市生态足迹时间序列动态特征及其驱动因子分析
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生产、生活的差异。 (3)城乡居民消费水平(元)。城乡居民消费
水平指平均每个居民实现的消费额,即居民在物质 文化生活中所消费的消费资料和劳务的数量及其 货币表现,它是居民家庭生活水平最明显的标志。 一般来说,居民家庭消费生活的变化,更直接地体 现在消费水平的变迁上。
(6)重工业率(%)。重庆是我国的老工业基地 之一。过去,在优先发展重工业的赶超战略的决策 指导下,重庆建立了大量的重工业企业。相对于轻 工业而言,重工业具有资源、能源消耗量大的特征, 区域资源生态环境压力同区域重工业程度密切相 关。这里以重工业产值占全部工业产值的比重,来 表征重工业率,以考察工业结构特征对当地生态足 迹的影响。
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