基于生态足迹模型的区域生态经济可持续发展研究

基于生态足迹模型的区域生态经济可持续发展研究

【摘要】生态足迹是一种定量评估国家或地区可持续发展的有效方法，通过计量模型比较生态足迹和生态承载力的大小，可以判定区域是否处于可持续发展状态及其偏离程度。文章运

用生态足迹理论和模型，以枣庄市2010年统计数据为基础，对东部地区唯一的资源枯竭转

型试点城市枣庄的区域生态经济可持续发展进行研究，运用产量因子、均衡因子结合统计数

据得出生态足迹与生态承载力数据，最终得出人均生态赤字为2.986538 h㎡。说明该区域生

态经济处于不可持续发展状态，文章通过模型计算结合实际分析得出枣庄市应当摆脱经济发

展严重依赖资源的情况，加快城市发展方式转型，实现生态经济可持续发展。

【关键词】生态足迹模型；可持续发展；枣庄市

一、引言

全球经济的快速发展和人口的迅猛增长，使得人类活动对地球生态系统的影响越来越大，正

确评价人类活动对区域自然环境的压力以及区域生态系统的承载力等系统状态，是实现社会

经济可持续发展面临的重要基本问题。生态足迹最早由加拿大生态经济学家Rees于1992年

提出，1996年由Wackernagel完善的一种衡量人类对自然资源利用程度以及自然界为人类提

供生命支持服务功能的方法。生态足迹是指不断地生产人们所消费的资源和不断地吸纳人们

所产生的废物所需要的生产性陆地和水域的面积。

生态足迹分析方法是近年来较为流行的测度生态发展的定量方法，生态足迹是基于土地面积

量化可持续发展的指标之一。该方法自提出以来便引起强烈的反响，国际已有的研究主要从

全球尺度、国家尺度、区域和城市尺度3个空间尺度开展研究，国内不少学者就不同地域空

间尺度和社会领域进行相关应用和研究，并促使其理论方法和计算模型不断发展和完善。本

文应用生态足迹模型对山东省枣庄市2010年生态足迹和生态承载力进行计算，定量评价研

究生态足迹和生态承载力，揭示区域生态环境压力状况，以及影响区域可持续发展的重要因子，分析资源及经济发展转型对枣庄市的重要影响，为区域可持续发展提供参考。

二、研究综述

生态足迹可以归入生态承载有限论的范畴，其典型观点如1798年Thomas.R.Malthus发表的《人口原理》，便集中阐述了人口增长和土地供养能力的关系，为土地（环境）是经济的内

生基础要素埋下了伏笔。德国地理学家F.Ratzel在1891年曾提出“生存空间”的概念，意指“活的有机物在其范围内发展的地理区域”。1902年L.P.faundler计算出地球每公顷土地的生态生

产力约可供养5个人，并据此得出这就是地球容受力上限的结论。1949年美国学者W.Vogt

在其专著《生存之路》中明确指出，土地承载能力是生物潜力与环境阻力之比，即C=B/E

（式中C为土地承载力，B为生物潜力，E为环境阻力）。近代以来涉及生态足迹的研究始

于20世纪70年代，如能值理论研究先驱OdumE.P（1975、1989）探讨了一个城市在能值意

义上的“影子面积”，Jasson A.M（1978）分析了波罗的海某地渔业的海洋生态系统面积，Vitousek（1986）对于测算人类利用自然系统的净初级生产力做出了尝试。后经由其博士生Wackemagel进一步完善推广而为世人所熟知。生态足迹由Rees于1992年提出，1996年由Wackernagel完善的一种分析人类对自然界的方法。

我国学者于1999年将生态足迹概念引入国内，随后关于生态足迹模型的研究也得到了迅速

开展。在生态足迹理论介绍和分析层面上，张志强等（2000）介绍了生态足迹的概念及其计

算模型，分析总结了模型的优缺点；杨开忠等（2000）介绍了生态足迹分析理论与方法。刘

德威等（2001）介绍了生态足迹的概念、计算模型、生态足迹模型中使用的生物生产面积类型，阐述了生态足迹指标的合理性及其与可持续发展的相关性和可度量性。王书华等（2002）对生态足迹方法产生的背景、理论、计算方法和近期成果作了简要介绍，详尽综述了该方法

的优缺点。易光斌等（2003）对生态足迹的提出、基本理论、计算方法和研究实践现状作了

系统的介绍，讨论了生态足迹的作用。对于国际研究方面，Cole V和Colin Hunrer（2002），

分别从不同的角度，计算分析了旅游业的生态足迹及其可持续性；而Marla等则通过对美国

洛斯阿拉斯国家实验室的生态足迹的计算分析，希望借此深入分析常规实验室活动度环境的

影响情况。2003年以来，生态足迹的研究运用得到了进一步的发展，Mariano Torras（2003）借用“生态债务”概念，运用生态足迹法计算穷国与富国的生态债务平衡关系，建议富国通过

减免穷国的货币债务来补偿其对穷国欠下的生态债务；John Barrett（2003）等通过计算英格

兰默西赛德郡客运业的生态足迹，研究分析了客运业对全球生态环境的影响情况；Manfred Lenzen等（2003）则通过对悉尼水泥公司生态足迹的计算，探讨了企业的生态足迹问题。目前，主要工业国家应经把生态足迹指标纳入官方可持续发展评价指标体系，而这一经验也正

在向发展中国家普及。

三、生态足迹模型的构建

（一）生态足迹模型的基本概念

（1）生态足迹

“生态足迹”也称“生态占用”，是指定的人口单位内(一个人、一个城市、一个国家或全人类)

需要多少具备生物生产力的土地和水域来生产所需资源和吸纳所衍生的废物。Wackernagel

形象地比喻成“一只负载着人类与人类所创造的城市、工厂的巨脚踏在地球上留下的脚印”。

生态足迹定量测量了人类生存所必需的真实生物生产面积，将其同国家或区域范围内所能提

供的生物生产面积进行比较，能为判断一个国家或区域的生产消费活动是否处于当地生态系

统承载力范围内提供定量的依据。所测区域不同，时间不同，生态足迹的大小也有差异。它

与人口多少、生活水平、技术水平和生态生产力呈相关性。

（2）生态承载力

早在1921年，Park和Burgess在人类生态学领域中首次应用了生态承载力的概念，即在某

一特定环境条件下(主要指生存空间、营养物质、阳光等生态因子的组合)，某种个体存在数

量的最高极限。1991年Hardim也对其定义为，在不损害有关生态系统的生产力和功能完整

性的前提下，可持续利用的最大资源量和废物产生率。

（3）生态赤字/生态盈余

即是生态足迹与生态承载力的差值。当差值为正时，则表现为生态盈余，表明该地区的发展

可利用自身资源维持可持续发展；当差值为负时，则表现为生态赤字，表明需消耗该区的自

然资本或借用该区以外的资源来维持其发展，即处于不安全不可持续的发展的状态。

（4）生物生产性土地

“生物生产性土地”是生态足迹分析法为各类自然资本提供的统一度量基础。所谓生物生产性

土地是指具有生态生产能力的土地或水体。生物生产也称生态生产，是指生态系统中的生物

从外界环境中吸收生命过程所必需的物质和能量转化为新的物质，从而实现物质和能量的积累。根据生产力大小的差异，地球表面的生物生产性土地可分为6大类:(1)化石能源用地，用于吸收化石能源燃烧后排放的温室气体的森林；(2)耕地，生物生产性土地中最有生产能力的

一类土地；(3)牧草地，用于发展畜牧业的土地；(4)林地，指可产出木材产品、防止土壤流失

等的人工林或天然林；(5)建筑用地，包括各类人居设施及道路所占用的土地；(6)水域，包括

可以提供生物产出的淡水水域和海洋。

（二）生态模型的计算

（1）生态足迹需求的计算方法

由于各类生物生产性土地的生物生产力具有很大差异性,要将它们转化成具有相同生产力的土地面积 ,需要将计算得到的各类生物生产性土地面积乘以一个均衡因子进行均衡化处理 ,然后