商丘市生态足迹分析.docx

1、商丘市生态足迹分析商丘市居民生活消费生态足迹的时间序列分析 闵庆文 , 余卫东 , 成升魁 1 2 1 ( 1.中国科学院地理科学与资源研究所 ,北京 100101 ; 2.河南省商丘市气象局 ,商丘 476000) 摘要 : 该文以河南省商丘市为例 ,定量探讨 1986 年2001 年的居民生活消费生态足迹的变化和城乡生 态足迹情况的差异 ,为该区域城市化的健康发展提供科学依据 。研究结果表明 : 商丘市人均生活消费生态 足迹在 1986 年2001 年的 16 年中 ,呈现出较明显的平稳上升趋势 。这种上升趋势可以分成明显的两个阶 段 :1996 以前增加幅度不大 ,从 1986 年的 0

2、1469增加到 1996 年的 01570 ,年递增 118 % ;1996 年2001 年 ,上 足迹变化趋势基本一致 ,但城镇的生态足迹始终大于农村的生态足迹 ,而农村人均生态足迹增加速率大于 城镇 。人均生态足迹中耕地的占用面积所占的比例一直比较高 ,14 年平均值为 8218 % ,耕地的生态占用变 化基本上决定了总生态足迹的变化趋势 。根据生态足迹和生态空间的比较分析说明 , 人均生态赤字和总 生态赤字呈现逐渐增大的趋势 。因此 ,商丘市的发展已经超出了本市所能够提供的生态空间 ,需要外部的 输入来维持 ,而且对外部输入的需求在不断增大 。 关键词 : 生活消费 ; 生态足迹 ; 可

3、持续发展 ; 时间序列分析 ; 城市化 ; 商丘市 中图分类号 :X321 (613SQ) 文献标识码 :A 文章编号 :1007 - 7588 (2004) 05 - 0125 - 07 13 5 ,6 1 引言 康运行的标准 ,而可持续发展的定量评价方法研究一直是这一领域的热点和难点 。目前对可持续的 研究主要从经济学 、 生态学 、 社会学和系统学等 4 个方向来揭示可持续发展的内涵与实质 ,建立各类 指标体系 ,然后对各种空间尺度和时间尺度上的可持续发展状况进行了实证和理论两方面的探讨 。 不管从何种角度 ,建立怎样的指标体系 ,其核心都是试图确定人类是否生存干受人类强烈干预下的自 然

4、环境生态系统的承载力范围之内 ,是否实现了人与自然 、 人与人之间的和谐共存 。 ( Ecological Footprint) 的研究方法是 William Rees 和他的学生 Wackernagel 提出并于 1996 生态足迹 年完善的 。它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消纳所必 需的生物生产面积 。生态足迹是每种消费资源的生物生产面积的总和 ,是人口数和人均物质消费的 函数 。生态足迹测量了人类维持一定的消费水平所必需的生物生产面积 ,将其同国家或区域范围所 能提供的生物生产面积 ( 即生态空间) 进行比较 ,就能为判断一个国家或区域的生产消费活动是

5、否处 于当地生态系统承载范围内提供定量的依据 。 区域或国家的生态系统占用 居民消费差异分析 11 2001 年的居民消费生态足迹的变化情况和城乡生态足迹差异的情况 ,为该区域城市化的健康发展 提供科学依据 。 收稿日期 :2003 - 10 - 30 ; 修订日期 :2004 - 02 - 20 基金项目 : 中国科学院知识创新工程重大项目 ( 编号 : KZCX22SW2318202204) 。 E2mail : Minqw 作者简介 : 闵庆文 (1963) ,男 ,江苏沛县人 ,博士 ,研究员 ,主要从事生态经济 、 资源生态与区域可持续发展研究 。 升速度明显加快 ,从 1996

6、年的 01570 增加到 2001 年的 01867 ,年递增 712 % 。城镇 、 农村和全市平均的生态 可持续发展一方面成为全球或国家的战略目标选择 ,另一方面又成为诊断区域开发及其是否健 生态足迹的概念 1999年引入我国 ,一些研究者利用这一方法对生态足迹的理论与方法介绍 、 区域可持续发展 7 ,8 4 、 、 区域生态资产 9 、 城市生态系统占用 10 、 城乡 等方面进行了研究 。本文以商丘市这个中等城市为例 ,定量探讨商丘市 1986 年 ? 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd.All rights reser

7、ved.126 资 源 科 学 26 卷第 5 期 2 资料来源与计算方法 城镇居民消费资料采用 1986 年2001 年商丘市统计局城调队的统计资料 ,农村居民消费资料来 自 1990 年2001 年 商丘市统计年鉴 中农村居民生活用品消费量 。由于 1990 年以前没有农村居 民消费资料 ,因此 1986 年1989年的农村人均生态足迹按当年城镇人均生态足迹的 50 %进行计算 。 主要消费项目包括食物 、 、 衣着 生活用品 、 生活用能和住地 。 食物消费主要包括小麦 、 谷物 、 薯类 、 豆及豆制品 、 食用植物油 、 肉蛋奶类 、 水产品 、 食糖 、 水果蔬 菜、 、 卷烟 酒

8、类等 。对于食品项目 ,用人均消费量直接除以生产该消费的生物生产性土地的全球平均 产量 8 12 ,就可以得到对应的生态足迹量 。 衣着包括衣 、 、 。计算中 ,将这些消费量转换成棉布 、 鞋 帽等 化纤布料 、 皮革的消费量 ,并统一换算 成重量单位 ,然后用人均消费量除以全球平均产量 。 生活用品主要计算了家庭耐用消费品 ( 如家具 、 家用电器 、 家用交通工具等 ) 。对于耐用品的消 费 ,假设每单件耐用品平均重量 20kg ,并假定使用年限为 5 年 。根据工业经济技术指标 ,棉布 、 皮鞋 、 化纤等可根据能量强度指标计算固化在生活用品中的能量值 ,由此计算出生产原料和消纳废物所

9、需 要的生态空间大小及类型 。 生活用能源主要包括煤炭 、 液化石油气 、 天然气 、 电力等 。计算时将能源的具体消耗量折算为统 一的能量单位 ,然后根据世界上单位化石能源土地面积的平均发热量为标准 ,就可以将当地能源消费 所消耗的热量折算成一定的化石能源土地面积 。在计算电力能源的生态足迹时 ,要先把千瓦时按照 能源转化系数 1kW? = 316MJ 换算成能量单位 ,然后再折算成一定的土地面积 ,并将其归入建筑用地 h 的生态足迹 。 人口的方法得到城镇 、 农村的人均建成区面积 。 为草地面积 ; 电力消耗和建成区面积归属建筑用地 ; 剩下的食品消费和生活消费项目全归入耕地面 积。 由

10、于生态足迹计算中 ,耕地 ,草地 ,林地 ,建筑用地 ,化石能源土地和海洋 ( 水域) 等 6 种生物生产 衡值 。最后把这 6 类土地的均衡值相加则得到人均生活消费的生态足迹 。 的基础上 ,再根据城镇人口数和乡村人口数进行加权平均 ,得出全市的人均生态足迹 。 2 对于建成区 ,由于统计年鉴上并未细分城镇 、 农村的建成区面积 ,所以采用总建成区面积除以总 把对应同一生物生产性土地的生态足迹分项汇总 : 水产归为水域面积 ; 水果 、 木材归为林地面 积 ; 能源消耗 ( 煤 、 、 木材 液化气 、 天然气) 和耐用品拥有量归为化石用地 ; 奶及奶制品 、 牛羊肉 、 皮鞋归 面积的生态

11、生产力各不相同 ,要将这些具有不同生态生产力的生物生产面积转化为具有相同生态生 产力的面积 ,以加总计算生态足迹 ,还需要对计算得到的各类生物生产面积再乘以一个均衡因子 。目 前用的均衡因子分别为 : 耕地 、 建筑用地为 218 ,森林 、 化石能源土地为 111 ,草地为 015 ,海洋 ( 水域) 为 由于城乡消费水平 、 消费习惯存在很大差别 。为了更好的反映出城镇 、 乡村不同消费水平下生态 足迹的差异 ,对城镇居民和农村居民消费的生态足迹分别计算 。在城镇 、 乡村人均生态足迹计算结果 也稳定增长 ( 图 1) ,其中城镇人均消费性支出从 1990 年的911 元增加到 2001

12、年的 4 059元 , 年递增 ? 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd.All rights reserved.3 商丘市居民生活消费概况 4 4 012 。因此 ,把分项汇总后的各类生态足迹再各自乘以各自的均衡因子 , 得到各种类型生态足迹的均 人 ,其中农业人口 69514 人 ,约占总人口的 83 % ,是一个农业占主要地位的地区 。 10 10 商丘市位于河南省最东部 ,苏鲁豫皖四省结合部 ,土地面积10 704km ,2001 年全市总人口 80217790 年代以来 ,随着社会 、 经济的发展 ,商丘市城乡居民收入渠道

13、扩大 ,收入来源增多 ,消费性支出 26 卷第 5 期 闵庆文等 : 商丘市居民生活消费生态足迹的时间序列分析 127 4 生态足迹计算结果分析 411 生态足迹变化趋势 1415 % ; 农村居民消费性支出从 380 元增加到1 127 2 043157元 。 受性资料 , 食品消费支出所占比重逐年下降 。食 品消费由温饱转向讲营养 、 讲质量 、 重搭配 。衣着 消费由单一向多样化 、 个性化 、 时装化 、 高档化转 变。 家用 电 器 及 耐 用 消 费 品 的 支 出 继 续 上 升 。 2001 年末 ,商丘市城镇居民家庭每百户拥有电视 135 台 ,电冰箱 78 台 ,洗衣机 1

14、07 台 ,摩托车 36 辆 。 城镇居民人均消费支出达 4 059元 , 基本达到了当 年全省的平均水平 ( 4 110元) 。但是总体消费水平 仍然 明 显 低 于 全 国 和 全 省 的 平 均 状 况 ( 图 2 ) 。 2001 年商丘市人均消费性支出1 618111元 , 而同期 全国 和 全 省 人 均 消 费 支 出 分 别 为 3 084176 元 和 图 3 和图 4 分别为 1986 年以来商丘市人均生 活消费生态足迹的变化动态 。由图 3 中可以看 出 ,商丘市的人均生活消费足迹在 1986 年 2001 年的 16 年中 ,虽然不同年份之间存在一定的波动 , 及与河南

15、 、 全国的比较 Fig.2 Comparison of urban and rural 但总的来说则呈现出较明显的平稳上升趋势 。利 residents living expenditure 用五年滑动平均消除年际间的一些波动后 , 这种 趋势可以更明显的显示出来 。从图 4 中可以看出 ,1996 以前商丘市居民消费人均生态足迹虽然不断 上升 ,但是总的来说 ,生态足迹增加幅度不大 ,趋势线变化比较平稳 。从 1986 年的 01469增加到 1996 年的 01570 ,年递增 118 % ;1996 年2001 年 ,趋势线上升的速度加快 ,从 1996 年的 01570 增加到 20

16、01 年的 01867 ,年递增 712 % ,消费生态足迹在增加明显 。 另外从图 3 中还可以看出 ,商丘市全市人均消费生态足迹的变化趋势和农村的变化趋势基本是 一致的 ,这是由于商丘市农村人口占的比例较大造成的 。1999年以前商丘市的农村人口比例都在90 %以上 ,2000 年和 2001 年农村人口比例虽然有所下降 ,但是也在 83 %以上 。所以商丘市全市的人 均消费生态足迹主要受农村居民消费生态足迹的影响 。 生态足迹的增加可以反映出人民生活水平的不断提高 。从人均消费支出情况来看 ,商丘市人均 消费支出 1986 年为 26112 元 ,2001 年人均支出为1 68517元

17、, 年平均递增 1214 %消费支出的增长和生 态足迹的增加具有相同的变化趋势 。 ? 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd.All rights reserved.元 ,年递增 1014 % 。城镇居民年人均消费性支出 12 的增幅大于农村 。 城乡居民消费结构进一步优化 , 消费质量不 断提高 。消费已由基本生存资料转向发展性和享 农村居民家庭每百户拥有电视 105 台 , 洗衣机 11 台 ,摩托车 12 辆 。另外在城市 ,录像机 、 空调器 、 家 用电脑 、 组合音响拥有量也不断增多 。 商丘市居民消费虽然有了很大提高

18、,2001 年 图1 商丘市城乡居民消费支出增长情况 Fig.1 increase tendencv of urban and rural The residents living expenditure 图2 商丘市城乡居民消费支出增长 128 412 城乡变化趋势对比分析 2 资 源 科 学 26 卷第 5 期 从图 3 的足迹变化来看 ,城镇足迹 , 全市人 均足迹 ,农村足迹三者的走向基本是一致的 , 城 镇的足迹始终大于农村的足迹 , 这与人均收入 和支出情况是相吻合的 。城镇居民消费人均生 态足迹由 1986 年的 01882hm 人增加到 2001 年 2 的 11057hm ,

19、年递增 111 % ; 农村人均生态足 人 2 2 迹由 01441 hm 人增加到 01828 hm , 年递增 人 410 % ,农村人均生态足迹增加速率大于城镇 。 另外 ,1990 年以前城乡人均生态足迹的差 别没有大的变化 ;1991 年 1996 年间城乡差别 有扩大的趋势 ;1997 年 2001 年城乡差别迅速 缩小 。说明从 1997 年以后商丘市居民人均足迹 提高的同时 ,农村人均足迹的增长更快 , 城乡差 距逐渐减少 ,城市化程度进一步提高 。 413 耕地面积占用分析 图3 商丘市 1986 年2001 年生活消费支出 与生态足迹变化趋势 Fig.3 Tendency

20、of consumption expenditure and EF from 1986 to 2001 作为一个以农业为主的地区 , 耕地面积的 变化对于保持土地资源安全和粮食安全都具有 十分重要的意义 。为了进一步揭示该市生态系 统占用变化所隐含的意义 , 我们进一步分析了 对耕地占用面积的变化情况及其在总的生态系 统占用中的比例变化情况 ( 图 5) 。显然 ,商丘市 人均生态足迹中耕地的占用面积所占的比例一 直比较高 ,14 年平均值为 8218 % ,大部分年份都 在 80 %以上 , 个别年份甚至接近90 % 。因此耕 图 4 商丘市 1986 年2001 年人均生态足迹 5 年滑动

21、平均 地的生态占用变化趋势也基本上决定了总的生 Fig.4 Average tendency of per capita EF from 1986 to 2001 态足迹的变化趋势 。 2 另外 ,商丘市居民消费对耕地的生态占用一直处于上升趋势 , 从 1986 年的 0136hm 人增长到 2 2 2001 年的 0178hm 。而占用的其余类型的总土地面积基本维持在 011 hm 人 人左右 ,所以人均生态 足迹的增加主要是由于对耕地的占用面积增加所引起的 。这一情况充分说明 ,该地的经济的发展目 前仍然是以对于耕地的占用为主 。如何保护耕地资源的安全 ,并通过产业结构的调整等 ,适当改变

22、生 从表 1 中可以看出 , 商丘市的人均生态空间在 1986 年 2001 年间变化不大 , 人均生态空间在 2 2 012hm 013hm 之间浮动 ,而人均生态赤字和总生态赤字呈现逐渐增大的趋势 。因此商丘市的发展 在全市的尺度上处于不可持续状态并且不可持续程度在逐渐增大 。 ? 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd.All rights reserved.态系统占用的结构 ,是需要注意的一个问题 。 414 生态盈亏分析 根据商丘市的耕地 、 、 、 、 草地 林地 水域 建筑用地等各种生态生产性土地资料 ,以及各种土地类型

23、 相对应的产量因子和当地的均衡因子 ,计算出商丘市 1986 年2001 年的生态空间 ; 另外 ,还根据生态 足迹和人口资料计算分析了人均生态赤字和总赤字情况 ( 表 1) 。 26 卷第 5 期 闵庆文等 : 商丘市居民生活消费生态足迹的时间序列分析 1295 结论与讨论 利用生态足迹的方法 , 根据商丘市 统计局城调队和统计年鉴的数据资料 , 计算了商丘市 1986 年至 2001 年居民生 活消费生态足迹的变化趋势 , 分析了城 镇和农村居民生活消费生态足迹的差异 以及不同土地类型生态足迹的变化特 征 。结果表明 : (1) 商丘市居民生活消费的生态足 迹随时间呈增加趋势 , 生态足迹

24、的增加 主要是由于对耕地占用的增加所引起 的。 (2) 居民生活消费生态足迹的增加 和生活消费支出的增长存在明显的正相 关 。生活消费生态足迹的增加表明了居 民生活水平的提高 。 (3) 城镇和农村居民生活消费生态 足迹虽然都存在增加的趋势 , 但城镇居 民生态足迹增加的速率小于农村 。另 外 ,1997 年以后 , 农村居民生态足迹增 加较快 ,而城镇居民生态足迹增长不明 显 ,城乡差别进一步缩小 。 ( 4) 由于缺少 1990 年以前的农村居 民生活消费资料 ,因此 1986 年1989年 农村居民生态足迹只能根据城镇居民生 态足迹进行概算 。另外 , 由于年鉴中所 列消费项目并未完全涵

25、盖实际消费内 容 ,例如没有木材消费量 ,缺少住房建筑 用材 、 、 玻璃 鲜花等 。这使得居民生活消 费的生态足迹计算结果相对保守 。计算 中世界平均产量采用联合国粮农组织公 布的数据 。对于不同的年份本应采用该 年的世界平均产量 ,但由于受资料所限 , 统一采用了 1998 年的数值 , 这也将使 1998 年以前的生态足迹计算结果有所 偏小 。但从总体上看 , 最终的计算结果 图5 商丘市耕地生态足迹及其占总足迹的比例变化趋势 Fig.5 Arable appropriation and its proportion in total EF 表1 商丘市 1986 年2001 年居民消费

26、生态足迹与生态承载力 Table 1 EF and ecological carry capacities from 1986 to 2001 年份 1986 1987 1988 19891990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 19992000 2001 总人口 人均生态 人均生态承载 人均生态盈余 总的生态赤 力 (hm2 ) 人 01238 01233 0125901254 01250 01247 01242 01268 01268 01264 01258 0128901293 01287 01272 01252 是合理的 , 能够较好的从

27、客观上反映出 商丘市 1986 年至 2001 年人均生活消费生态足迹的实际情况和变化情况 。 ( 5) 要实现居民生活质量不断提高同时又不出现过多的生态赤字 ,就必须促进人与自然生态的协 调发展 ,对于商丘市而言主要应减少耕地生态足迹的增加 。因此 ,通过技术创新提高生物生产性土地 ? 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd.All rights reserved.( 4 人) 足迹 (hm2 ) 10 人 623142 634139647103 660163 712153 720121 735163 744119752106 76

28、6106 777115 787171 795190 803156 803117 802177 0146901472 01441 01533 01502 01556 01554 01551 01575 01544 01570 01571 01636 01740 01797 01867 赤字 (hm2 ) 字 ( 4 hm2 ) 人 10 - 01231 - 01239- 01182 - 01279- 01251 - 01309- 01311 - 01283 - 01307 - 01280 - 01312 - 01282 - 01343 - 01454 - 01526 - 01614 - 144104 - 151187 - 117171 - 184152 - 179115 - 222182 - 229101 - 210125 - 230188 - 214167 - 242135 - 221199- 272190 - 364145 - 422124 - 493113 130 资 源 科 学 26 卷第 5 期 的生产力 ,增加单位面积产量 ,提高农业生产效率 。另外 ,改进工业生产 ,提高资源利用效率 ,同时也 应倡导新式的生态生活方式和消费概念 。