重庆市工业生产的生态足迹分析

重庆市工业生产的生态足迹分析
摘要：基于生态足迹理论和计算模型，根据工业生产的特点，构建了计算工业生态足迹的思路和方法。

文章计算了1997-2004年重庆市人均工业生态足迹，分析其动态变化，以此说明工业生产活动对重庆市自然生态系统造成的压力及其程度。

关键词：生态足迹；生态效率；工业；可持续发展
生态足迹的概念是由加拿大William Rees教授于1992 年首先提出的,随后他和学生Wackernagel博士提出具体的计算方法，并估算了52个国家和地区的生态足迹。

我国于1999年引入生态足迹概念,当前我国的研究工作多集中于区域（省、市、县等）的生态足迹，对单个行业的生态足迹研究较少。

重庆是我国重要的老工业基地，地处长江上游、三峡库区，加强重庆市的环境保护和生态建设,对重庆以及整个长江流域实现经济社会可持续发展都具有重要意义。

本文拟将生态足迹的理论与方法引入到重庆市工业生产的研究中,以工业生态足迹定量表示工业生产活动对重庆市自然生态系统造成的压力及其程度,由此为重庆市工业经济与生态环境的持续协调发展提供科学依据。

1 生态足迹理论与方法
1.1 生态足迹理论
生态足迹(ecological footprint)是指能够持续地向一定人口提供他们所消耗的所有资源和消纳他们所产生的所有废物的土地和水体的总面积[1]。

生态足迹分析基于以下两个基本事实:第一，人类可以确定自身消费的绝大多数资源及其所产生的废弃物的数量；第二，这些资源和废弃物能转换成相应的生物生产面积（biologically productive area）[2]。

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六大类:(1)化石燃料土地，用于吸收因化石能源消耗而排放的CO2；
(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，指可生产林业产品的人造林或天然林；(5)建筑用地，包括各类生产生活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。

为了将这些具有不同生产潜力的土地类型汇总为区域的生物生产力和生态足迹,各类土地面积需要乘以一个均衡因子。

[3]均衡因子是在对不同类型生态系统的生物生产量进行比较的基础上得到的,单位面积的生产量越大,其均衡因子也越大。

生态足迹分析法先从需求方面计算生态足迹的大小，再从供给方面
计算生态承载力（bioligical capacity），通过比较两者之间的差距（赤字\盈余），以评价研究对象的生态可持续发展状况。

1.2 生态足迹计算方法
生态足迹模型主要用来计算在一定的人口和经济规模条件下, 维持资源消费和废弃物吸收所必需的生物生产面积。

生态足迹的计算公式为：
式中, EF 为总的生态足迹；N为人口数；ef为人均生态足迹；i为消费商品和投入的类型；pi 为i种消费商品的平均生产能力；ci 为i种商品的人均消费量；aai为人均i种商品折算的生物生产面积。

由上式可知生态足迹其实是每种消费商品的生物生产面积的总和。

2 工业生产的生态足迹计算方法
2.1 生物资源消费的生态足迹
工业对粮食、蔬菜、瓜果等生物资源的消费,除了将生物资源直接作为原材料投入生产以外,还包括工人的生活消费。

由于无法获得工业生产直接消耗的生物资源数据，本文根据重庆市2004年的统计资料，用重庆市实际消费的生物资源乘以工业对农业的直接消耗系数（参照2002年的数据）可近似得到工业生产中作为原材料投入的生物资源消费的数量。

工人生活消费对生物资源的占用可参照重庆市城镇居民的平均消费水平。

然后将生物资源的消转化为提供这类消费所需要的生物生产面积。

具体计算方法如下:
式中，EFi 为i种资源消费的足迹；Pi为i种生物资源的总生产量；Ii、Ei 为i种资源的进口和出口量；Yaverage为世界上i种生物资源的平均产量,在计算中使用1993 年世界生物生产面积的平均水平作为标准, 其目的主要是为了使计算结果可以进行区域之间的比较。

2.2 能源消费的生态足迹
在计算工业对能源消费的生态足迹时,仍分成两个部分,首先计算工业对能源的直接消耗,然后计算工人生活消费对能源的消耗。

能源平衡帐户根据重庆实际处理了如下几种能源:煤、焦炭、燃料油、原油、汽油、柴油和电力。

计算足迹时将能源的消费转化为化石燃料生产土地面积。

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[4]，将重庆市工业能源消费所消耗的热量折算成一定的化石燃料土地面积。

工业对能源的直接消耗数据从重庆市统计年鉴获得，工人生活消费对能源的消耗数据可参考1999年重庆市城镇居民的平均消费水平[5]。

2.3 工业废弃物的生态足迹
对于工业产生的废弃物，本文参考了生态价值评估技术中的市场价值法，将吸纳区域内工业废弃物需要价值转化为一定的生物生产面积（耕地）[6]。

计算公式为:
式中：B 为工业废弃物处理折算的生物生产面积,Q 为区域内处理工业废弃物的费用，P 为单位耕地面积的产值。

运用此模型估计出重庆市2004工业废弃物的生态足迹为:
2.4 工业建设用地的生态足迹
工业建设用地的生态足迹包括工业建设实际用地面积和工人的住房面积。

工人人均住房面积参照城镇居民的平均水平。

2004年重庆市工业建成地面积为10535.0000公顷。

城镇居民人均住房面积为0.0023公顷,当年在工业部门就业的人数为1859200人。

因此2004年重庆市工业建设用地的生态足迹为14811.16公顷。

3 计算结果与讨论
3.1 重庆市2004年工业生产的生态足迹分析
上述各种生物资源和能源消费的足迹构成了重庆市2004年工业生产的生态足迹(表1）。

由于单位面积耕地、化石燃料土地、牧草地、林地和水域等的生物生产能力差异很大，为了使计算结果转化为一个可比较的标准，有必要在每种生物生产面积前乘上一个均衡因子（权重），以转化为统一的、可比较的生物生产面积。

均衡因子的选取来自世界各国生态足迹的报告。

由以上计算可得,2004年重庆市工业生产的人均生态足迹为0.4534hm2,根据
张志强、徐中民等学者的计算，重庆市1999年的人均生态足迹和人均生态承载力分别为1.042hm2和0.303hm2。

如果不考虑近几年重庆市人均生态足迹和人均生态承载力的变化，重庆市工业生产的生态足迹已占到重庆市总生态足迹的43.51%，远远高于工业产值占重庆市总产值的比例34.8%，仅工业生产的生态足迹就已超出了重庆市生态承载能力的范围。

从资源利用的角度来看，能源用地占整个工业生产足迹的84.45%，反映重庆市工业生产对能源的消费处于较高的水平。

3.2 重庆市工业生产生态足迹的动态变化
采用同样的计算方法和步骤,分别计算了自1997年直辖以来重庆市工业生产的人均生态足迹，结果如图1。

从图1可知:随着工业化进程不断向前推进，重庆工业生产的人均生态足迹需求呈现出持续上升的趋势,工业生产的人均生态足迹从1997年的0.3043hm2增加到2004年的0.4534hm2，短短的7年间增加了0.1073hm2,增幅达35.26%,年均增长速度为5.03%，2002年以后增长速度呈加快趋势。

目前重庆正处于重化工业阶段，工业仍是重庆经济的支柱，可以预测,重庆工业生产生态足迹需求在一个较长时期仍将继续保持增长态势。

3.3 重庆市工业生产的生态效益分析
工业生产的生态效益可用创造单位工业产值所占用的生态足迹来表示。

单位工业产值占用的生态足迹需求越大,表明工业生产的生态效益越低。

为考察重庆市工业生产的生态效益,按1997年可比价计算了从1997年到2004年重庆市每万元工业产值的生态足迹,结果见图2。

虽然重庆市历年的工业生态足迹占用不断增加,但万元工业产值的生态足迹在1999年后呈现出明显的下降趋势(见图2) ，说明重庆市近几年来大力推行循环经济发展战略，在资源集约利用方面取得了较好成效，工业生产的生态效益不断提高。

河北省的土地生产效率和产出水平在逐年提高。

刘建兴等人曾计算了2000年中国工业生产的生态足迹为5.18亿hm2[7]，
当年中国的工业总产值为25146亿元,因此中国2000年每万元工业产值的生态足迹 2.219hm2，当年重庆市平均每万元工业产值的生态足迹占用为1.9963hm2，由此可以看出，重庆市工业生产的生态效益略高于全国平均水平。

上述结果及分析表明，虽然重庆市工业生产生态效率略高于全国平均水平，但人均工业生产的生态足迹呈现出明显的上升趋势，并且仅工业生产的生态足迹占用就超出了重庆市总的生态承载力，因此,可认为重庆市目前的工业发展模式处于一种不可持续的状态。

为了改善重庆市工业生产中生态不可持续状况，应积
极调整工业内部的产业结构，提升高新技术在工业中的比例，转变能源消费结构，逐渐减少直接消费原煤的比重，大力发展循环经济，进一步提高资源的产出率。

重庆市单位工业产值生态占用足迹的下降趋势表明通过转变工业发展模式，在不降低生产能力的条件下，减少工业生态足迹可大有作为。

参考文献：
[1] [2] Wacdenagel M,William E R.Our Ecological Footprint:Recucing Human Impact on the Earth[M]. Gabriola Island,New Society Publishers,1996.
[3]徐中民程国栋张志强.生态足迹方法: 可持续性定量研究的新方法-以张掖地区1995 年的生态足迹计算为例[J].生态学报,2001,(9),1491～1492.
[4] Wackernagel M,Onisto L,Bello Petal.National natural capital accounting with the Ecological footprint concept[J].Ecological Economics,1999,29:375～390.
[5]中国能源统计年鉴(1997-1999)[Z].北京:中国统计出版社,2001.418～419.
[6]李金昌,娄文来,靳乐山,等.生态价值论[M].重庆:重庆大学出版社,1999.43～69.
[7]刘建兴顾晓薇,等.中国经济发展与生态足迹的关系研究[J].资源科学,2005(5):37.
注：本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文。