基于生态足迹模型的石嘴山市生态经济可持续性评价，本文主要内容关键词为：石嘴山市论文,生态论文,持续性论文,足迹论文,模型论文，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。
中图分类号：F127.433 文献标识码：A 文章编号：1671-0169(2008)03-0041-05
自1987年世界环境与发展委员会(WCED)在《我们共同的未来》报告中首次提出可持续发展的概念以来，生态经济学界就一直热衷于可持续发展测度指标的设计与开发(Costanza,1995)[1](P193)。生态足迹（Ecological Footprint，简称EF）模型作为可持续性测度方法(Rees,Wackernagel,1996)[2](P61-83)于1999年被引入国内，因其理论易于理解、操作性强、结构明晰且具一定指导意义而备受关注。但国内关于EF的动态研究较少，本文力图以EF模型为基础，对宁夏石嘴山市生态经济可持续性进行动态评价，以期为制定该地区的可持续发展政策提供科学依据。
一、研究方法
（一）生态足迹模型
EF是指某区域人口占用的用于生产所消费的资源与服务以及利用现有技术消纳其所产生的废弃物的生物生产性土地或海洋的总面积。EF模型就是将各种生物产出或消费折算为相应的土地面积，以此评估人类为维持自身生存而利用自然的量或本身消费的物质量，并应用土地面积形象地定量评估人类对生态系统影响的一种方法(Wackernagel,1997)[3](P10-21)。其具体计算公式如下：
其中：EF为总生态足迹；ef为人均生态足迹；N为区域人口数；aa[,i]为i种交易商品折算的生物生产面积；
为i种消费商品的世界平均生产能力；
为i种消费项目的年生产量。
与生态足迹相对应的是生态承载力（Ecological Capacity，简称EC）：表示一个区域所能提供给人类生活的生物生产性空间（谢高地，周海林，鲁春霞，2005）[4](P93)。计算中各类型土地面积分别乘以当地相应类型的产量因子，将研究区耕地、草地、林地、水域和建设用地等不同类型的土地合计转化成为以世界平均生物生产面积为比较标准的生态承载力(Wackernagel,1999)[5](P375-390)。其具体计算公式如下：
人均生态承载力计算结果为扣除了12%的生物多样性保护面积的生态承载力（徐中民，程国栋，2002）[6](P1484-1493)。根据人均生态足迹（生态占用需求）与人均生态承载力（生态足迹供给）计算结果，求取人均生态足迹和人均生态承载力的差，即为人均生态赤字。其具体计算公式如下：
ed=ef-ec(3)
其中：ed为人均生态赤字，ed为正表示出现生态超载，为负表示生态承载力富余。
（二）生态经济持续性的判别方法
EF模型虽已成为较流行的生态经济可持续性测度方法，但对可持续性的判别标准尚不统一，本文采用赵先贵等人提出的生态压力指数(ETI)判别标准（赵先贵，韦良焕，马彩虹，2007）[7](P1-3)。生态足迹可分为可更新资源的生态足迹和不可更新资源（能源）的生态足迹，考虑到EF模型中没有对应的能源生态承载力，同时由于研究区石嘴山市为典型的煤炭资源型城市，其人均煤炭产量和消费量虽然较高，但能源型产品大部分输往区外，加之化石能源具有贸易流通性和所排放气体的扩散性，化石能源足迹产生的生态压力不应该由该地区独自承担，因此在计算生态足迹产生的生态压力指数时，不能计入能源足迹。所以将生态压力指数定义为某一地区可更新资源的人均生态足迹与生态承载力的比率，该指数能够比较准确地代表区域生态环境的承压程度，其公式为：
ETI=ef[,o]/ec(4)
其中：ETI为区域生态压力指数；ef[,o]为区域可更新资源的人均生态足迹，不妨简称为生物生态足迹，其余符号同前。
根据赵先贵等人对全球147个国家或地区及中国部分省、市、县的生态压力指数的研究结果，可初步制定生态经济可持续性的判别标准（如表1所示）。
二、石嘴山市生态足迹计算
根据上面的计算模型可知，评价石嘴山生态经济可持续性，需要计算该市人均生物生态足迹和人均生态承载力。计算人均生物生态足迹需要以下数据：历年生物产品总生产量、总人口数和相应产品的全球单位面积产量。历年生物产品总生产量和总人口数可从历年《石嘴山市统计年鉴》中获得，相应产品的全球单位面积产量可从联合国粮农组织提供的年度报告和已有相关研究成果（秦松，李易麟，南忠仁，2007；李宇，2004）[8](P12-16)[9]中获得。2005年数据见下表（如表2所示）。
计算人均生态承载力所需的原始数据是历年全市土地利用类型变化数据，可从历年《石嘴山市统计年鉴》中获得。同时还需要各类土地的均衡因子和产量因子，均衡因子采用国际比较通用的数值，即耕地2.8，林地1.1，草地0.5，建设用地2.8，水域0.2；产量因子通过计算石嘴山市与全球同类土地资源生产率的比值得到，其中，耕地2.02，林地0.10，水域1.00；参照同类地区甘肃白银市的产量因子确定牧草地产量因子为0.74，建设用地为1.66（秦松，李易麟，南忠仁，2007）[8](P13-14)。将数据代入公式(1)-(4)得到2005年人均生物生态足迹和人均生态承载力，结果列表如下（如表3所示）。
同理，重复上面的计算步骤，可以得到其他年份的人均生物生态足迹和承载力，由于资料所限，本文只收集到了以下9个年份的数据进行了计算，结果见下表（如表4所示）。
三、石嘴山市生态经济可持续性评价
（一）生态经济可持续性总体上呈恶化趋势
从石嘴山市相关年份的生态赤字和生态压力指数的变化来看，自改革开放以来，该市生态经济可持续性呈恶化趋势（如图1所示）。
图1 石嘴山市生态压力指数与人均生存赤字变化
数据显示，上世纪80年代中期以前，石嘴山市尚存在生态承载力富余，生态压力指数较小，处于较弱的可持续发展阶段；到了80年代后期开始出现生态赤字，生态压力指数逐渐提高，80年代末期以后便处于较弱的不可持续性发展状态；到了90年代中后期，生态赤字迅速加大，生态压力指数上升到很高的水平，生态经济处于较强的不可持续性状态；2002年生态压力指数曾达到1.994 5的高峰，2003年后由于国家退耕还林还草政策作用开始显现，生态压力指数有所下降，但仍处于较高的水平，生态经济发展的不可持续性依然较强。
（二）石嘴山市生态足迹总供需不平衡
石嘴山市人均生物生态足迹与人均生态承载力呈现明显的“分叉”趋势（如图2所示），即1978-2005年全市人均生物生态足迹总体呈现上升趋势，而人均生态承载力总体呈下降趋势（如图2所示）。
图2 石嘴山市部分年份生物生态足迹和生态承载力对比
数据显示，此期间石嘴山市人均生物生态足迹年平均增长率为3.1%，从人均0.757 3hm[2]增长到了1.390 4 hm[2]。相反同期人均生态承载力年平均下降幅度为0.63%，从人均0.919 1 hm[2]下降到人均0.764 0 hm[2]。由此导致生态足迹供需出现极度不平衡，生态赤字不断增大。
人均生态赤字的持续增加说明该地区需要从区外进口资源，形成区域间的不公平；或者通过占用后代人的资源满足当代人的需要，形成代际不公平[9](P59)。在中小尺度的区域内，通过更大的区域范围间协调，以贸易流入合理补偿生态赤字是可以实现可持续发展的。而从石嘴山市的实际来看，该市生物资源型产品总体处于贸易输出的地位，可从其作为国家商品粮基地每年约30%富余粮食输出得到印证。因此从生态足迹的总供需情况来看，石嘴山市生态经济发展是不可持续的。
（三）石嘴山市生态足迹供需结构性矛盾突出
石嘴山市生态足迹供给主要依赖耕地生态承载力，全市草地面积虽然较大，但草地的生物生产能力远低于耕地，所以草地生态承载力较小。从需求来看，耕地生态足迹和草地生态足迹很大，两项之和占总生态足迹的90%以上，结构性问题十分突出。从供需结构内部来看，耕地资源生产力从上世纪末开始便已超过其生态阈值，出现了生态赤字，并有扩大趋势，退耕还林还草政策一定程度上起到了抑制耕地生态足迹进一步扩大的作用，但耕地生态赤字仍较大，近几年都保持在0.1 hm[2]以上（如图3所示）。
图3 石嘴山市部分年份人均耕地生态足迹和生态承载力对比
草地资源生产力从改革开放之初起就已远超过其生态阈值，进入上世纪90年代后期呈现不稳定增长趋势，近年来草地生态足迹保持在其生态承载力的8倍左右（如图4所示）。
图4 石嘴山市部分年份人均草地生态足迹和生态承载力对比
畜牧业的过快发展已经成为草地生态赤字过大的首要原因，以对草地生态足迹占用最大的肉类产品为例，肉类（包括猪肉、牛肉、羊肉和禽肉等）产品总量在过去的10年中增加了近3倍。耕地资源和草地资源生态足迹严重超过其承载力，这对石嘴山市十分脆弱的生态环境形成了巨大压力，也对社会经济发展形成了瓶颈制约。
四、结论与讨论
石嘴山市处于黄河上游，贺兰山脚下，是关系国家贺兰山自然生态保护、内蒙古草原保护和风沙治理、黄河水源保护的重要生态敏感脆弱地区，其生态承载力空间有限。从生态压力指数来看，石嘴山市当前生态经济发展已经呈现出较强的不可持续性，核心问题是耕地和牧草地生态足迹的扩大远远超过了其生态承载力，相应的生态赤字呈增大趋势，尤其是畜牧业的过度发展给本来就十分脆弱的草原生态环境带来了巨大的生态压力。要扭转石嘴山这种不可持续的发展态势，今后一方面要控制经济发展对生物性资源的过度占用，控制生物生态足迹的过快增长；另一方面要通过优化结构、提高效率来增强生态承载力。具体可采取以下措施。
1.进一步落实国家退耕还林还草政策，减少对生物资源的过度占用。
2.压缩普通农作物种植面积，控制畜牧业发展规模，发展高效优质节水型农业；进一步推进城市化进程，弱化国家商品粮基地概念，减轻农业发展对生态的破坏；畜牧发展要由畜牧养殖向畜牧产品精深加工方向发展；通过引入技术密集型产业，减轻生态压力。
3.进一步加强生态环境建设和管理力度，提高农田水利建设水平，加快该地区大量盐碱化土地的改良，逐步提高单位面积土地生产承载力，从而提高总生态承载力。
4.提高资源利用效率，走超常规的生态经济发展模式。即在综合提高资源利用效率和生产性土地单位承载力的基础上，发展生态经济，建立资源节约型的社会生产和消费体系；优化产业结构，建立与生态环境和资源相协调的循环生态经济系统。
收稿日期：2007-06-05