楊冰清，馬俊麗

（1.阜陽師范學(xué)院信息工程學(xué)院，安徽 阜陽 236041；2.四川大學(xué)經(jīng)濟學(xué)院，四川 成都 610065）

城市化進(jìn)程有力推動區(qū)域經(jīng)濟增長和社會進(jìn)步，但同時對自然環(huán)境、生態(tài)系統(tǒng)也產(chǎn)生負(fù)面影響。土地是人類賴以生存的基本條件，隨著城市化的快速發(fā)展，人口大量涌入，帶來一系列耕地面積銳減，土地利用浪費嚴(yán)重，生態(tài)失調(diào)、環(huán)境惡化加劇土地質(zhì)量降低等問題。以影響自然環(huán)境、破壞生態(tài)系統(tǒng)為代價的城市化發(fā)展模式難以為繼，土地安全是生態(tài)安全的重要組成部分，直接關(guān)系到區(qū)域經(jīng)濟與環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。如何正確評估城市化進(jìn)程中的土地安全，已成為城市化研究中的重要課題。

一、研究背景

（一）生態(tài)足跡、土地安全與城市化概念

1、生態(tài)足跡理論。加拿大生態(tài)經(jīng)濟學(xué)家Rees WE在1992年首先構(gòu)建生態(tài)足跡概念，生態(tài)足跡又稱生態(tài)占用，指生產(chǎn)一定區(qū)域內(nèi)人口活動所消費的資源和吸納這些人口活動產(chǎn)生的廢棄物所需要的生態(tài)生產(chǎn)性土地的總面積[1]。生態(tài)足跡分析方法以生產(chǎn)維持人類基本生活需求和吸收人類所產(chǎn)生廢棄物的土地（或水域）面積來估量人類對環(huán)境產(chǎn)生的影響，并進(jìn)行定量分析，采取統(tǒng)一數(shù)值標(biāo)示為具有全球可比性的單位——全球公頃（Global hectare，簡稱 Gha）。

2、土地安全概念。土地安全（Land Security）是生態(tài)安全的重要組成部分，被歸結(jié)為一個國家或者地區(qū)內(nèi)土地資源的持續(xù)狀態(tài)和能力。土地安全主要包含三方面內(nèi)容：一是按照人類生產(chǎn)、生活需要持續(xù)提供土地資源；二是土地存在狀況健康，能夠保證生物群體長久續(xù)存；三是人類可充分利用土地完成高效能生產(chǎn)和高質(zhì)量生活。1995年，世界銀行、聯(lián)合國糧農(nóng)組織、聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署及聯(lián)合國開發(fā)計劃署共同發(fā)起《土地質(zhì)量指標(biāo)》，作為評價土地安全的標(biāo)準(zhǔn)。

3、城市化概念。城市化（urbanization）一詞由西班牙工程師A.Serda(1987)首先使用[1]，不同學(xué)者對城市化的界定各有差異，羅西在《社會科學(xué)辭典》中的城市化定義更為普遍接受：

其一，人口由農(nóng)村向城市轉(zhuǎn)移，城市人口占比逐漸提高；其二，主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)由第一產(chǎn)業(yè)向二、三產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)變，以及相應(yīng)經(jīng)濟關(guān)系轉(zhuǎn)變；其三，居民的生活、工作、思維方式及相應(yīng)文化逐步轉(zhuǎn)變?yōu)槌鞘械姆绞胶臀幕?；最后，地理風(fēng)貌由農(nóng)村地區(qū)轉(zhuǎn)變?yōu)槌鞘械貐^(qū)[1]。

（二）生態(tài)足跡、土地安全與城市化內(nèi)在聯(lián)系

1、生態(tài)足跡與城市化相關(guān)性。生態(tài)足跡指標(biāo)為定量測算城市化進(jìn)程中人類活動對資源環(huán)境的影響，提供了一個區(qū)域尺度的簡明框架。因而提倡生態(tài)城市化，就需要引入對生態(tài)足跡的考量。

2、生態(tài)足跡與土地安全相關(guān)性。生態(tài)足跡承載了人類活動消耗，與對地球環(huán)境影響之間的關(guān)系，土地安全源于近年國際上所興起的 “生態(tài)安全”研究。土地安全內(nèi)涵包括土地總量和人均占有量的充裕、土地資源產(chǎn)出質(zhì)量的持續(xù)穩(wěn)定及供給渠道的多樣，最終是為了實現(xiàn)區(qū)域供給均衡?；谏鷳B(tài)足跡理論，通過各類土地類型的生態(tài)足跡供需狀況，結(jié)合生態(tài)安全評價指標(biāo)，可對區(qū)域土地安全狀態(tài)進(jìn)行時序動態(tài)分析，深化了土地安全測度的研究層次。

二、基于生態(tài)足跡理論的土地安全評價

生態(tài)足跡計算基于6點假設(shè)：人類社會消費的大部分資源和生產(chǎn)的廢棄物是可能被跟蹤記錄的；大多數(shù)資源和廢棄物流量，可根據(jù)其生物生產(chǎn)性土地面積進(jìn)行度量；各類生物生產(chǎn)性土地，可折算成標(biāo)準(zhǔn)化的全球公頃；這些土地用途互斥，因此它們可以疊加組合成人類消費需求；生態(tài)服務(wù)供應(yīng)亦可用生物生產(chǎn)性土地表示，其度量單位同為全球公頃；生態(tài)足跡可以大于生態(tài)承載力[1]。

（一）生物生產(chǎn)性土地類型及均衡化處理

1、生物生產(chǎn)性土地

生物生產(chǎn)性土地。根據(jù)生產(chǎn)力大小，生物生產(chǎn)性土地分為耕地、草地、水域、林地、化石燃料用地和建筑用地六種類型[2]。首先，耕地是所有生物生產(chǎn)性土地中生產(chǎn)力水平最高的一類，它能廣泛聚集大量生物，生產(chǎn)人類賴以生存的必須資源。但由于工業(yè)化水平迅猛發(fā)展及人口不斷增多，耕地的數(shù)量和質(zhì)量呈持續(xù)下降趨勢，全球人均耕地僅為0.37hm2。草地是指以生長草本植物為主，未經(jīng)改良開發(fā)的放牧地，是最適合畜牧的土地類型，目前全球人均草地面積約為0.6 hm2。但植物能量積累能力遠(yuǎn)低于動物能量積累，再轉(zhuǎn)化為人類能使用的能量還要損失約10%，所以草地的生產(chǎn)力水平遠(yuǎn)不及耕地。水域通常包括淡水和非淡水兩類，比如江河、湖泊、運河、水庫、海洋等，全球人均6hm2左右。人們通常從淡水水域獲取的資源較多，但由于技術(shù)有限，人類對于海洋等水域還處于探索階段，能獲取的生物產(chǎn)品總量很有限。林地包括天然林、次生林和人工林三類，除了可以提供各種林產(chǎn)品外，還能提供如防風(fēng)固沙、防治水土流失、改善氣候、保護生物多樣性等生態(tài)功能。在生態(tài)足跡計算中，由于條件限制，只選取林地的生物產(chǎn)量，不考慮其防治功能?；剂嫌玫氐闹饕饔檬俏杖祟愥尫诺腃O2，理論上這部分土地面積可以理解為儲備面積，用來補償由于化石燃料消耗而導(dǎo)致的自然資源損失。但實際情況是并未預(yù)留CO2的補償用地，因此人類并沒有儲備補償能源消耗的土地資源，而是直接消耗自然資源。此外，建筑用地是人類利用土地自身承載能力建造住宅、道路、通信等公共設(shè)施的基礎(chǔ)用地，還包括旅游用地、軍事用地等。按使用土地性質(zhì)的不同，可劃分為農(nóng)業(yè)建設(shè)用地和非農(nóng)業(yè)建設(shè)用地兩種。

生態(tài)足跡計算包括生物資源賬戶和能源賬戶兩部分，根據(jù)安徽省統(tǒng)計年鑒分類和實際核算需要，本研究將生物資源賬戶分為：糧食、大豆、蔬菜、食糖、卷煙、茶葉、水果、植物油、動物油、豬肉、禽類、禽蛋、奶類、水產(chǎn)品和原木[3]。這些資源是由相應(yīng)的耕地、草地、水域和林地這[4]類生物生產(chǎn)性土地[4]生產(chǎn)出來，可計算得到對應(yīng)的耕地、草地、水域和林地生態(tài)足跡。能源賬戶大體分為：煤炭、焦炭、原油、汽油、煤油、柴油、燃料油、液化石油氣和電力[5]，這些資源是由相應(yīng)的化石燃料用地、建設(shè)用地產(chǎn)生的，由此計算得到化石燃料用地、建設(shè)用地生態(tài)足跡。根據(jù)能源折算系數(shù)，將不同類型能源的消耗量轉(zhuǎn)化為統(tǒng)一單位，并以對應(yīng)的世界平均能源足跡為標(biāo)準(zhǔn)[6]，計算化石燃料用地和建筑用地面積。

表1 生態(tài)足跡計算能源折算系數(shù)[6]

2、均衡因子和產(chǎn)量因子

產(chǎn)量因子指一個國家或地區(qū)的某一種類型土地的生產(chǎn)力與同期該類土地的世界平均生產(chǎn)力的比率，用以矯正區(qū)域生產(chǎn)力差異[5]。由于不同類型土地的生物生產(chǎn)能力差異很大，為了可比較，需要在每種生物生產(chǎn)性土地面積前乘以均衡因子[7]。

表2 生態(tài)足跡計算中的土地類型產(chǎn)量因子和均衡因子[8]

（二）生態(tài)足跡分析模型

1、生態(tài)足跡模型

生態(tài)足跡模型綜合測算資源利用對環(huán)境影響程度，可定量評價國家或區(qū)域的可持續(xù)發(fā)展能力。其公式為：

（1）式中EF為區(qū)域總生態(tài)足跡，N為區(qū)域常駐人口總數(shù)，ef為人均生態(tài)足跡，aai為人均i種消費商品折算的生物生產(chǎn)性土地面積，i為消費商品和投入的類型，ci表示第i種商品的人均消費量，pi為i種商品的全球平均產(chǎn)量，rj為均衡因子[9]。

2、生態(tài)承載力模型

生態(tài)承載力是指國家或區(qū)域能提供給人類的生物生產(chǎn)性土地面積總和[9]，它表示在物質(zhì)能量持續(xù)流動下，該區(qū)域內(nèi)生物生產(chǎn)性土地所能承受的最大生態(tài)足跡量。其公式為：

（2）式中EC為區(qū)域生態(tài)承載力，N為區(qū)域常駐人口總數(shù)，ec為人均生態(tài)承載力，ai為i種商品的人均生產(chǎn)面積 （hm2/人），i為消費商品和投入的類型，rj為均衡因子，yj為產(chǎn)量因子。

3、生態(tài)赤字或生態(tài)盈余模型

通過生態(tài)承載力與生態(tài)足跡的差值，可判定該區(qū)域?qū)θ祟惢顒拥呢?fù)荷程度。若小于零，即體現(xiàn)為生態(tài)赤字，該區(qū)域發(fā)展模式不可持續(xù)，須從區(qū)域外進(jìn)口匱乏資源；若大于零，則體現(xiàn)為生態(tài)盈余，該區(qū)域發(fā)展模式可持續(xù)，自然資源總量有可能增加。根據(jù)WCED發(fā)布的《我們共同的未來》，生態(tài)承載力計算時，應(yīng)扣除12%的生物生產(chǎn)面積用于生物多樣性保護[10]。其公式為：

（3）式中ED為區(qū)域生態(tài)赤字，N為區(qū)域常駐人口總數(shù)，ed為人均生態(tài)赤字，ec為人均生態(tài)承載力，ef為人均生態(tài)足跡。

（三）土地安全評價指標(biāo)

1、生態(tài)壓力指數(shù)

生態(tài)壓力指數(shù)是指一個國家或區(qū)域可更新資源的人均生態(tài)足跡與生態(tài)承載力的比率，它表示了該國家或區(qū)域生態(tài)環(huán)境的承壓程度[11]。其公式為：

（4）式中，ETI為生態(tài)壓力指數(shù)，ef`為人均生物資源生態(tài)足跡，ec為人均生態(tài)足跡。

2、生態(tài)占用指數(shù)

生態(tài)占用指數(shù)是指一個國家或地區(qū)的人均生態(tài)足跡與全球人均生態(tài)足跡的比率，它代表該國家或地區(qū)的生態(tài)足跡占全球同類資源的比重[12]，反映該地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展程度和人均消費水平[11]。其公式為：

3、生態(tài)經(jīng)濟協(xié)調(diào)指數(shù)

生態(tài)經(jīng)濟協(xié)調(diào)指數(shù)是指生態(tài)占用指數(shù)與生態(tài)壓力指數(shù)比率，它代表區(qū)域社會經(jīng)濟發(fā)展與生態(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào)程度[4]。其公式為：

為保證評價指標(biāo)的合理性，野生動物基金會（WWF）根據(jù)全球數(shù)據(jù)，制定了生態(tài)安全可持續(xù)發(fā)展指標(biāo)和等級劃分標(biāo)準(zhǔn)：

表3 生態(tài)壓力指數(shù)、生態(tài)占用指數(shù)和生態(tài)經(jīng)濟協(xié)調(diào)指數(shù)的等級劃分標(biāo)準(zhǔn)[11]

三、安徽省城市化進(jìn)程中土地安全應(yīng)用分析

安徽省位于中國大陸東部，隸屬華東地區(qū)，地處長江、淮河中下游，長三角腹地。下轄宿州、淮北、阜陽、蚌埠、蕪湖、銅陵等16個地級市，東西寬約450公里，南北長約570公里，面積14.01萬平方公里，2017年常住人口6254.8萬人。

自2014年被列為國家新型城鎮(zhèn)化試點以來，安徽省不斷加快提高戶籍人口城鎮(zhèn)化率，增強轉(zhuǎn)移農(nóng)業(yè)人口進(jìn)城落戶的意愿和能力，完善新型城鎮(zhèn)化保障機制，取得積極成效。截至2017年，全省常住人口城鎮(zhèn)化率、戶籍人口城鎮(zhèn)化率分別由2014年的 49.2%、22.7%提升到 53.5%、31%，生產(chǎn)總值27518.7億元，比上年同比增長8.5%[13]。

（一）安徽省土地資源利用現(xiàn)狀

安徽省地貌復(fù)雜多樣，包括淮北平原、江淮丘陵、皖西大別山區(qū)、沿江平原和皖南山區(qū)等區(qū)域。2017年末，全省耕地590.71萬公頃，水資源總量585.59億立方米。礦產(chǎn)資源種類齊全，其中煤炭占絕對比重。2004年后，安徽省人均耕地面積由降而升，2010年達(dá)到頂峰后又逐年下降。隨著城市化推進(jìn)，耕地復(fù)墾速度難以跟上耕地資源的不斷需求以及城市人口的持續(xù)攀升。平原面積大，土地利用程度高，農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量大而生產(chǎn)力水平不均。同時，耕地面積持續(xù)減少，人地矛盾突出，復(fù)墾數(shù)量高但質(zhì)量低，后備土地資源不足。

（二）基于生態(tài)足跡理論的土地安全計算

1、生態(tài)足跡與生態(tài)承載力計算。以2017年數(shù)據(jù)為例 （2017年末，安徽省常住人口數(shù)6254.8萬人，城鎮(zhèn)居民3345.7萬人，鄉(xiāng)村居民2909.1萬人），安徽省生態(tài)足跡與生態(tài)承載力計算結(jié)果如下：

表4 安徽省2013-2017年人均生態(tài)足跡 單位：hm2/人

表5 安徽省2013-2017年人均生態(tài)承載力 單位：hm2/人

表6 安徽省2017年生態(tài)足跡與生態(tài)承載力需求計算結(jié)果

2、土地安全計算。從可持續(xù)性角度，時間序列數(shù)據(jù)比單一時段能提供更多參考信息，通過比較安徽省2013～2017年生態(tài)足跡和生態(tài)承載力相關(guān)結(jié)果，可分析土地安全評價指標(biāo)。

表7 安徽省生態(tài)足跡與生態(tài)承載力比較及土地安全指標(biāo)計算結(jié)果

3、數(shù)據(jù)分析結(jié)果。第一，人均生態(tài)足跡持續(xù)增加，生態(tài)承載力緩慢遞減，生態(tài)赤字逐年擴大

表4、表5結(jié)果顯示，安徽省人均生態(tài)足跡由2013年的 1.5502 hm2增至2017年的 1.9862 hm2，上漲44.3%,資源和能源消耗增加趨勢明顯，環(huán)境負(fù)荷持續(xù)加重。而人均生態(tài)承載力自2013年至2017年，小幅下降0.0087hm2，資源供給能力雖逐漸下降，仍相對穩(wěn)定，但若不加以合理調(diào)控，其經(jīng)濟與環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展程度將受到制約。2013～2017年安徽省生態(tài)赤字從1.1895 hm2增至1.6342 hm2，平均每年增加0.0889hm2。由此可預(yù)見安徽省生態(tài)赤字狀態(tài)將進(jìn)一步延續(xù)，對生態(tài)安全造成沉重壓力。第二，土地資源入不敷出，能源、水域、草地供需矛盾突出。表4、表6顯示，化石燃料用地、耕地和草地對安徽省生態(tài)足跡貢獻(xiàn)最大，說明該區(qū)域這三種類型土地消耗強度大，面臨需求壓力。從構(gòu)成看，各種類型土地的生態(tài)足跡多呈上升趨勢，其中建設(shè)用地從2013年的0.0328hm2增至 2017年的 0.0562hm2，漲幅71.4%，說明安徽省在城市化發(fā)展過程中，居民住宅、工廠、交通用地等基礎(chǔ)設(shè)施占地面積高速增長。而耕地、水域、草地的人均生態(tài)承載力與生態(tài)足跡相比，明顯入不敷出。由此可見安徽省土地資源供給能力不斷萎縮，而城市化和工業(yè)化的急速發(fā)展，阻礙了土地資源的恢復(fù)與補償，進(jìn)入惡性循環(huán)。第三，生態(tài)壓力指數(shù)上升，生態(tài)承壓能力下降。由表3可知，安徽省從2013～2017年的生態(tài)壓力指數(shù)ETI持續(xù)處于第6級——極不安全，說明近年來城市化發(fā)展所帶來的生態(tài)環(huán)境破壞程度加劇。同時生態(tài)赤字逐年增加，其中化石燃料用地的生態(tài)赤字尤為嚴(yán)重，2017年生態(tài)赤字為2013年的近1.44倍，土地資源安全性差，甚至有惡化趨勢。如果極不安全的狀態(tài)一直延續(xù)，那么土地安全會成為阻礙安徽省可持續(xù)發(fā)展的巨大障礙。第四，生態(tài)占用指數(shù)上升，生態(tài)占用程度下降，由表7計算結(jié)果顯示，安徽省的生態(tài)占用指數(shù)EOI呈上升趨勢，從2013年的0.81589上漲到2017年的1.32413，增加1.6倍。而2013～2014年，生態(tài)占用指數(shù)為第二等級——較貧窮；2015～2017年，生態(tài)占用指數(shù)為第三等級——稍富裕，說明安徽省的經(jīng)濟發(fā)展程度和人均消費水平有所提高，而同期人均生態(tài)足跡平均每年增加0.0872 hm2，相較于全球人均生態(tài)足跡以每年約0.1 hm2的速度遞減，安徽省對各類生物生產(chǎn)性土地的需求不僅大于全球平均水平，也不符合全球遞減趨勢，進(jìn)一步說明該區(qū)域土地資源貧瘠，安全狀況堪憂。第五，生態(tài)經(jīng)濟協(xié)調(diào)指數(shù)上升，生態(tài)協(xié)調(diào)性差。由表7可知，近年安徽省生態(tài)經(jīng)濟協(xié)調(diào)指數(shù)EECI由 2013年的 0.18983增至 2017年的 0.23465，但上升趨勢緩慢，平均每年僅增加0.00896，而且生態(tài)經(jīng)濟協(xié)調(diào)指數(shù)五年間均處于第1階段——協(xié)調(diào)性很差。化石燃料用地、水域、耕地等對安徽省的生態(tài)足跡貢獻(xiàn)很大，但其供給情況不甚理想，尤其是能源用地，供需差距極大，且赤字狀態(tài)約每年增長9.6%。土地利用的極不協(xié)調(diào)，嚴(yán)重影響了該區(qū)域的土地安全狀態(tài)。

四、安徽省城市化發(fā)展中土地安全管理對策

（一）加大教育投入，提高人口質(zhì)量

安徽省人口總數(shù)大，密度高。人口增長速度遠(yuǎn)超耕地補償幅度，始終是造成土地資源供需矛盾的主要因素，一旦對自然資源的索取超過其再生能力，難免出現(xiàn)“竭澤而漁”。同時全省15歲及以上常住人口中，大學(xué)文化程度人口占15.3%，高中文化程度人口占16.6%，人口總體教育水平不樂觀。而人口質(zhì)量是制約城市化發(fā)展水平的重要因素，勞動力文化素質(zhì)直接影響生產(chǎn)率水平，并對資源利用率有間接作用。政府應(yīng)加大教育投入，尤其是對農(nóng)村地區(qū)的扶持力度，改善辦學(xué)條件，鼓勵人才流動，帶動教育水平提升。

（二）用地養(yǎng)地結(jié)合，加強環(huán)境保護

在人均土地資源匱乏，人地矛盾激化的嚴(yán)峻情況下，如何合理規(guī)劃、利用土地成為迫在眉睫的難題。政府部門應(yīng)控制建設(shè)用地總量，嚴(yán)格審批用地計劃，根據(jù)不同類型土地特質(zhì)，充分挖掘潛能，提高土地使用質(zhì)量。高產(chǎn)地，可通過改良品種、提高技術(shù)來增加單產(chǎn)，改善經(jīng)濟效益；中低產(chǎn)地，合理調(diào)整作物布局，通過作物自身相互作用，提高土壤肥力，同時注意用養(yǎng)結(jié)合，緩沖恢復(fù)土地肥力。最重要的是進(jìn)行土地生態(tài)功能區(qū)劃，保證各種類型土地利用的合理比例，必須要留有足夠的生態(tài)保護用地，明確生產(chǎn)用地、生活用地、生態(tài)用地或混合用地區(qū)域，合理規(guī)劃經(jīng)濟布局。

（三）建立科學(xué)有效的土地補償機制

全面落實耕地補償制度，嚴(yán)格執(zhí)行占補平衡原則，盡可能保證耕地面積不小于建筑用地開發(fā)占用面積，適度推行退耕還林政策，加大補償力度。提高科技投入，重視被污染土地的恢復(fù)工作；拓寬資金來源渠道，不妨向占用耕地、林地較大面積建廠的企業(yè)，進(jìn)行生態(tài)補償金募集。環(huán)保、農(nóng)林部門應(yīng)聯(lián)手規(guī)范畜禽業(yè)，對省內(nèi)現(xiàn)存不符合環(huán)保要求的14低、小、散等畜禽養(yǎng)殖場開展專項整治，以全面實現(xiàn)生態(tài)、環(huán)保、循環(huán)為目標(biāo)，發(fā)展綠色養(yǎng)殖。同時引導(dǎo)水域上游區(qū)開展生態(tài)保護和防治工作，嚴(yán)格限制高能耗、重污染企業(yè)進(jìn)駐數(shù)量，控制工業(yè)園區(qū)擴張速度，加大對企業(yè)排污的監(jiān)管力度；并充分發(fā)揮市場調(diào)節(jié)，提高排污成本。推行節(jié)能減排，補償化石燃料用地，政府應(yīng)優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)和產(chǎn)業(yè)布局，引導(dǎo)和發(fā)展綠色經(jīng)濟，尤其是引領(lǐng)熱電企業(yè)加快以煤改氣的步伐，盡快完成脫硫脫硝改造。拓寬各類建筑用地補償方式，首先是貨幣補償，對占用土地承包者收取一次性或協(xié)議多次的貨幣補貼；其次是土地置換，對被占用承包耕地的群眾，從政府預(yù)留田中劃分相同土地進(jìn)行對換；最后是共同租賃，由政府統(tǒng)一租用公共土地給被征地群眾，彌補損失。