中国的生态服务消费与生态债务研究，本文主要内容关键词为：生态论文,债务论文,中国论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
修订日期：2009-10-06
中图分类号：F205 文献标志码：A 文章编号：1000-3037(2010)01-0043-09
20世纪人类社会的快速发展、经济的全球化和运输能力的显著提升，以及人口增长和个人消费的不断增加，导致人类对资源的需求超出了地球的供应能力。人类正在消耗至少超出地球可更新能力30％的资源。全球生态超载意味着人类正在耗竭人类所依赖的生物资本，并造成其退化。21世纪将与以往不同，全球生态超载将持续卷入人类日常生活，生态信贷紧缩成为全球性的挑战。全球大多数地区都在通过利用或者日益透支异地生态资本，来维持现有的生活方式和经济增长。人类生存与发展均依赖于地球自然系统所提供的生态服务。正如无节制的支出造成经济衰退，无节制的消费也在耗尽世界的资本，进而危及未来的繁荣[1]。目前，中国消耗全球生物承载力的15％，在21世纪的生态背景下，提高生物承载力和降低生态足迹，维护一个可接受的生态环境基础，是中国面临的一个严峻挑战。本文采用生态足迹方法，评估中国25年来对生态服务的消耗，进而度量所形成的生态债务，揭示生态债务的本质，提出扭转生态信贷紧缩、遏止不可逆转的生态衰退的方法。
1 方法与数据来源
1.1 改进的生态足迹核算模型
生态系统是一个由有限资源构成的服务能力有限的地球生命支持系统。只有把人类社会经济代谢的生态服务需求限制在地球生命系统的环境容纳量和资源最大可持续产出量范围内，才能保证人类持久地从自然获得生态服务。
在本文的生态足迹模型中，在生产端以生物承载力为指标度量研究区拥有的生物生产性空间的多少[2-3]。由于地球生命系统的大多数生态系统服务都与NPP密切相关[4]，并具有面积依赖的特征[5]，所以，以生物生产性空间为媒介度量的生物承载力在本质上可以反映研究区供给生态系统服务的能力。基于全球平均生物生产力度量的研究区生物承载力(BC)是区域生物资本的产品流
、全球平均生物净初级生产力
与区域产品-生物资源转化系数k的函数，且它与成正比，与成反比，其中是区域不同土地利用的净初级生产力Y与面积A的乘积的和函数[式(1)]。在消费端，以生态足迹为指标度量生产一定人口消费的生物资本及吸纳社会经济代谢排放的废弃物所需要的生物生产性空间的面积。根据区域社会经济代谢对生态服务的需求本质，研究将之分解为“实态”生态足迹与“虚态”生态足迹两大类[式(2)]，前者系指区域社会经济代谢真实占用的区域生物承载力空间，包括耕地、草地、生产性水域、林地与建筑用地等5类组分；后者指化石能源足迹，这是一种基于生态服务利用权利与保护义务完全对等的假想下专门用于吸收生产、生活部门燃烧化石能源产生的温室气体的碳足迹。地球上碳循环的全球性特征客观上决定碳足迹具有“公地”属性。
化石能源足迹可以基于碳排放发生地原则核算，也可以基于碳消费目的地原则核算。本研究拟核算社会经济代谢的总生态服务消费需求，采用碳排放发生地原则核算碳足迹。
如果研究区的生态足迹大于其生物承载力，则区域处于生态负债即生态赤字状态，生态负债的程度用二者的差值表示，该值越大，生态债务越多。反之，则区域处于生态盈余状态，表明区域生态系统提供的生态服务在满足地区社会经济代谢所需的生态消费后还有所富余。
狭义上，研究区生态系统的压力主要来自“实态”生态足迹。对于大城市及其他从界外大量输入产品的区域，其“实态”生态足迹远小于综合生态足迹，这类区域的相当一部分生态服务消费压力溢出给贸易伙伴方与全球公地，这是贸易(包括区际贸易与代际贸易)的生态外部性造成的。由于贸易作用，一些所谓的高生态债务地区的生态系统可能并非真正超载了，而所谓的生态盈余区可能面临诸多生态退化问题。鉴此，研究将生态债务区分为软债务与硬债务，前者指研究区生物承载力小于其综合生态足迹但大于其“实态”生态足迹的情形，后者指研究区生物承载力小于其“实态”生态足迹进而也小于其综合生态足迹的情形。
1.2 研究基本单元与数据来源
研究以省(包括省、直辖市与自治区，下同)为基本单元，国家尺度的生物承载力与生态足迹计算采用自下而上的方法加权计算，权重系各省人口数量占全国总人口的比重。
研究所需的各省基本数据(生产量、消费量、贸易量、人口、土地利用面积及生产力)主要来自各省统计年鉴，全球平均生产力来自FAO数据库。
2 结果与分析
2.1 生态足迹的时空格局变化
1980-2005年中国生态服务消费倍增有余，人均生态足迹由0.98gh
增长至2.17gh，年均指数增长率3.2％，是同期世界增长水平的3倍。旺盛的增长势头使中国人均生态足迹与世界平均水平的差距缩小了55％，2005年为0.5gh，照此趋势，中国将在2015年前后达到世界人均生态足迹平均水平。从图1、表1描述的中国人均生态足迹的组分构成变化可以看出，自1995年起
吸收用地已占去中国综合生态足迹的一半以上，而且日益成为决定中国生态服务消费大小与增长速度的首要要素。1995-2000年中国能源消费总量变化不大，增幅仅为0.6×
tec(吨标准煤)，期间中国人均生态足迹水平也基本一致(图1)；2000-2005年中国能源消费总量增长了63％，2005年达到22.5×tec，同期中国人均生态足迹增长了约0.7 gh，其中75％的新增生态足迹源于化石能源消费。
图1 中国生态足迹组分构成
Fig 1 Ecological footprint component in China
中国幅员辽阔，社会经济发展水平和消费习惯不一，人均生态占用存在明显的区域差异。1980-2005年，尽管各省人均综合生态足迹的大小不同，但总体表现为增大趋势(表2)，而且分布格局发生了明显的变化。期初，人均生态足迹分布的高值区主要集中在东北地区与京、津、沪三个直辖市，由于人均生态足迹的不均衡增长与高值区的不断扩展，人均生态足迹目前呈“华北、东北高，华东、华南居中，华中、西北与西北低”的整体格局。
1980-2005年，中国各省的能源足迹总体呈增长趋势。2000年及以前，除华北、东北省份和上海外，其他省的人均能源足迹普遍低于0.8 gh。2005年，只有江西、广西和海南三省的人均能源足迹低于0.8 gh，北京、天津、上海、宁夏、山西、内蒙古的人均能源足迹高达2.5 gh及以上。与国家尺度的情形类似，化石能源消费也日益成为决定各省生态足迹增长幅度与速度的主要因素。2000年及以前，能源足迹占总生态足迹的百分份额在50％以上的区域主要是华北省份和上海，截至2005年，只有江西、广西、海南、重庆等四省的能源足迹百分份额低于50％。该年，北京、上海、天津、山西、内蒙古、河北、辽宁、山东、江苏、宁夏、青海等11个省份的能源足迹百分份额超过70％。
2.2 生物承载力的时空格局变化
1980-2005年，中国总生物承载力空间“扩增”了1.5倍，由5.8×gh扩大到15×gh，人均生物承载力增长了近1倍，由0.59 gh增长到1.15 gh，同期世界人均生物承载力呈萎缩状态。但是，中国仍是一个低生物承载力的国家，目前人均生物承载力仅为世界平均水平的1/2强。用全球1/11的耕地支撑全球近1/4人口的客观现实决定未来中国的人均生物承载力依然相对较低。
由于生物资源分布与生产力的地域性，中国省际间人均生物承载力具有明显的地域差异。人均生物承载力结算结果(表2)可以表明，1980-2005年中国省际间人均生物承载力分布区间由0.17～8.25gh逐渐减缩为0.32～7.06gh，高极值发生于西藏，低极值发生在天津或上海。期间，除上海与大部分西部省份的人均生物承载力或略有增长或有所下降外，其他省份的人均生物承载力均明显增长，尤以东部省份与西部地区的新疆增幅为最，人均增幅0.6～1.3 gh，是全国同期人均水平的2～4倍多。总量水平上，山东、广东、福建、内蒙古、河南与辽宁等6省份提供了全国1/3左右的生物承载力，而北京、上海、宁夏、天津、青海、山西等6省份提供的生物承载力不足全国总量的5％；人均水平上，生物承载力的差异高达1个数量级(表2)，省际空间分布的总特点是：高值区主要分布在西南、西北与东北的沿边或邻沿边省份，而低值区集中在中部与东部地区。
2.3 生态债务的时空格局变化
中国人均生物承载力空间天然偏低，而且既要保障新增人口的生活需求，又要满足不断增长的经济发展与人民福利提高的需要，生态服务的供需矛盾十分突出。1980-2005年，中国人均生态债务由0.21 gh扩增到1.02 gh(表3)。土地资源的天然赋存约束使中国长期以来面临着较世界平均水平更为严重的生态债务问题(图2)。作为世界经济增长的引擎，中国正处于能源消费快速扩增的时期，由之导致的生态债务增长在未来一段时期内难以改变。
生态服务供需矛盾是中国各省普遍面临的矛盾。1980-2005年，85％以上的省份长期处于生态债务状态，且大多数省份的生态债务是波动扩大的。2005年，中国仅海南、福建与西藏三省是生态盈余的。该年，有40％的省份需要2倍于自己的生物生产性空间才能达到生态服务供需平衡，研究将这类省份划分为A、B、C三组，其中A组包括北京、天津、上海、重庆四大直辖市，B组包括贵州、宁夏、四川、陕西4个经济落后的西部省份，C组包括河北、江苏、河南、湖南4个人口稠密的中东部省份。它们的生态债务形成的主要原因有所区别，A组与C组主要是发展规模与资源约束矛盾造成的，而B组是生态环境脆弱与经济发展能力不足共同作用造成的。有40％的省份需要1.5～2倍于自己的生物承载力空间方能满足生态服务消费需求。与1980年相比，全国有11个省份的生物承载力与生态足迹之比有所下降，说明它们的生态供需差距虽然可能拉大了，但相对矛盾有所缓解。
图2 中国与世界人均生态债务对比
Fig.2 A contrast of ecological deficit per capita between China and the world
本质上，中国的生态债务属于软债务。从表4可见，1980-2005年中国生态系统供给生物承载力的能力持续高于生物质消费的需求，就“实态”生态服务供需关系而言，是生态盈余的。中国生态债务的形成及不断扩大主要系林地资源天然匮乏，难以抵消化石能源消费导致的碳足迹增长的结果。这部分债务主要由现在及未来的全球公地共同承担。同时，非再生资源替代与贸易生态服务转移也发挥了重要的作用[6-9]。就满足“实态”生态服务消费需求而言，2005年中国仅有北京、上海、湖南、贵州与重庆等5省有生态债务(表4)。据此视角，将各省份划归为持续生态硬负债区(Ⅰ区)、生态硬负债扭盈区(Ⅱ区)和持续生态盈余区(Ⅲ区)三类。其中，Ⅰ类区包括北京、上海、湖南、贵州与重庆等5省，人均硬生态赤字0.1～0.6 gh；Ⅱ类区在研究期初的一段时间内存在过生态硬赤字，目前是生态盈余的，包括天津、辽宁、河北、江苏、安徽、江苏、河南、广东、四川与新疆；Ⅲ类区在研究期间一直是生态盈余的，且其人均生态盈余幅度总体较Ⅱ类区大。
上述分析表明，中国国家及省份尺度上的生态服务供需矛盾主要系结构性矛盾，表现在空间结构、时间结构与组分结构三个方面。其中，空间结构矛盾的缓解主要依靠区际贸易途径解决，时间结构矛盾的缓解以占用未来全球公地为主要途径，而组分结构矛盾的解决可能依靠跨区占用，也可能依靠跨代占用或二者的结合。
3 结论与讨论
3.1 主要结论
生态服务具有面积依赖特征，区域社会经济代谢对生态服务的消费及消费的满足程度可以借助生态足迹、生物承载力与生态债务3个指标来衡量。研究表明，由于社会经济代谢对生态服务需求的不断增加，1980-2005年中国生态服务消费倍增有余，人均生态足迹由0.98 gh增长至2.17 gh，同期尽管通过生物生产力提高途径中国取得了人均生物承载力由0.59 gh倍增至1.15 gh，但由于化石能源消耗的快速增长，人均生态债务持续扩大，2005年已经达到1.02gh。我们的生态足迹已经超出生物承载更新能力的89％。省份尺度上，中国85％以上的省份长期处于生态负债状态，目前仅海南、福建与西藏三省是生态盈余的。中国及大多数省份的生态债务在本质上属于软债务，主要系生态服务供需存在空间的、时间的以及组分结构的矛盾造成的。这部分债务可通过跨区贸易与跨时(超前)占用的途径得以缓解。与全球大多数国家与地区一样，中国“处理”生态债务的主要途径也是占用全球现在及未来的公地，这也是发展的外部不经济性导致的一种必然结果。
土地资源天然赋存约束与世界经济增长引擎的发展驱动共同作用，使生态信贷紧缩已成为中国的一个全国性挑战。在未来相当长的一段时期内，中国将面临较世界平均水平更为严重的生态债务问题。这意味着我们日益透支未来的生态资本来维持现有生活方式和经济增长。在全球化时代，中国生态赤字持续增加，使国家更加依赖国外的生物承载力，面临更多的国际环保舆论压力，也使本国生态系统面临退化和崩溃的风险。在自然资本普遍成为世界各国发展限制因子的背景下，向外国生态借贷的可能日益缩减，而“向子孙生态借贷”的发展方式也是不可持续的和不负责任的。中国政府已经深刻意识到这一问题，明确将可持续发展列入全面建设小康社会的奋斗目标，提出和全面推进科学发展观。在增强可持续发展能力、改善生态环境、提高资源利用效率等多领域积极行动，以促进社会层面的循环经济体系的建立与发展，促进节约型社会建设，推动整个社会走生态文明的发展道路。
3.2 模型性能评价
用生态足迹模型度量生态系统服务具有许多优点，主要表现为：①用面积单位直观度量区域生态系统服务的供给和消费；②以物理量度量生态系统服务收支的合理性，判断生态负债大小；③有效度量区域社会经济代谢的对外界(包括跨地与跨时的)生态系统服务的依赖与占用程度，识别生态负债的本质。
同时，生态足迹模型在核算生态系统服务收支时也存在一定的局限性，主要表现为：①模型对生态系统服务的核算是不完全的；②由于数据来源等的限制，核算结果具有一定的不确定性；③基于核算的生产力基准直接决定不同研究结果的可比性。