陳章, 劉艷中,*, 孫榮澤, 陳勇, 張祚

基于消費(fèi)—產(chǎn)出賬戶分類的開放系統(tǒng)生態(tài)足跡研究及應(yīng)用

陳章1, 劉艷中1,*, 孫榮澤1, 陳勇1, 張祚2

1. 武漢科技大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院, 武漢 430081 2. 華中師范大學(xué)公共管理學(xué)院, 武漢 430079

針對現(xiàn)有生態(tài)足跡模型缺乏系統(tǒng)的區(qū)域生態(tài)可持續(xù)程度分級標(biāo)準(zhǔn)和區(qū)域生態(tài)產(chǎn)出狀態(tài)判別標(biāo)準(zhǔn)的問題, 文章基于“消費(fèi)—產(chǎn)出”賬戶分類的方法, 建立并整合生態(tài)可持續(xù)程度分級指標(biāo)與生態(tài)產(chǎn)出狀態(tài)判別標(biāo)準(zhǔn), 構(gòu)建適用于開放系統(tǒng)的生態(tài)足跡模型, 并以臨湘市2005—2013發(fā)展?fàn)顩r為例開展實(shí)證分析。結(jié)果表明: (1)改進(jìn)后的生態(tài)足跡模型較傳統(tǒng)生態(tài)足跡模型和區(qū)域生態(tài)可持續(xù)判別準(zhǔn)則在區(qū)域生態(tài)可持續(xù)性評價(jià)中的結(jié)果更具可比性和完整性。(2)臨湘市總體生態(tài)承載潛力得到充分釋放, 產(chǎn)出效率較高, 可出口生態(tài)生產(chǎn)性土地, 但后期部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)由于土地利用強(qiáng)度過大, 土地質(zhì)量下降, 抑制了生態(tài)產(chǎn)出效率的提升。(3)北部江湖平原區(qū)各鄉(xiāng)鎮(zhèn)的可持續(xù)利用程度相對最高, 而處于中心城區(qū)的鄉(xiāng)鎮(zhèn)消費(fèi)足跡增長過快, 出現(xiàn)不可持續(xù)狀態(tài)。(4)臨湘市耕地、牧草地和水域處于可持續(xù)利用狀態(tài), 但后期由于盲目增加產(chǎn)出, 出現(xiàn)地力下降、生態(tài)失衡等問題。

生態(tài)足跡模型; 消費(fèi)—產(chǎn)出; 開放系統(tǒng); 生態(tài)可持續(xù)程度; 生態(tài)產(chǎn)出狀態(tài)

0 前言

隨著社會經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展和人口迅速增長, 生態(tài)、社會及經(jīng)濟(jì)之間的矛盾日益加重, 并引發(fā)了資源短缺、環(huán)境污染和生態(tài)破壞等重大問題, 嚴(yán)重地威脅著人類未來的生存與發(fā)展。我國于1994年通過《中國21世紀(jì)議程》, 提出了促進(jìn)經(jīng)濟(jì)、社會、資源和環(huán)境相互協(xié)調(diào)的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略目標(biāo)[1], 當(dāng)前, 我國已成為世界第二大經(jīng)濟(jì)體和最大的能源消費(fèi)國與碳排放國, 對全球生態(tài)環(huán)境的影響舉足輕重, 世界自然基金會(WWF)2016年發(fā)布的《地球生命力報(bào)告》指出[2], 地球需要提供1.6倍的生態(tài)承載力才能承載目前人類的生態(tài)足跡, 而中國以30億hm2的生態(tài)足跡總量位居全球第一, 生態(tài)環(huán)境壓力巨大。在此背景下, 黨的十九大報(bào)告中明確提出要加快生態(tài)文明體制改革, 建設(shè)美麗中國, 為人民創(chuàng)造良好生產(chǎn)生活環(huán)境, 為全球生態(tài)安全做出貢獻(xiàn)。繼續(xù)實(shí)施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略是開展生態(tài)文明建設(shè)的基本途徑, 而如何正確評價(jià)人類活動對區(qū)域開放生態(tài)系統(tǒng)的壓力以及承載力等系統(tǒng)狀態(tài), 分析生態(tài)與發(fā)展的關(guān)系機(jī)理, 是實(shí)現(xiàn)社會經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展面臨的重要問題, 因此, 對區(qū)域生態(tài)性指標(biāo)與定量化評價(jià)方法的探討成為當(dāng)前研究的熱點(diǎn)。

由加拿大生態(tài)經(jīng)濟(jì)學(xué)家Rees[3]1992年提出的生態(tài)足跡法以其理論思想的新穎性、概念的形象性、可操作性、全球可比性等優(yōu)點(diǎn)為生態(tài)系統(tǒng)的定量分析研究開拓了新途徑, 但其在應(yīng)用于區(qū)域開放系統(tǒng)的過程中仍存在以下缺陷[4]: 傳統(tǒng)EF模型是基于靜態(tài)封閉系統(tǒng)假設(shè)的評價(jià), 忽略了開放性以及不同系統(tǒng)之間生態(tài)生產(chǎn)性土地的置換[5–7]; 傳統(tǒng)EF模型忽視區(qū)域功能差異, 是偏生態(tài)的弱可持續(xù)性評價(jià)方法[8–10]; 傳統(tǒng)EF模型忽略了社會經(jīng)濟(jì)因素對土地生產(chǎn)力的影響, 在應(yīng)用于區(qū)域尺度研究時(shí)沒有充分考慮土地質(zhì)量、技術(shù)水平、生產(chǎn)方式等因素的差異性和動態(tài)性[11]。

已有學(xué)者[12–21]針對上述傳統(tǒng)EF模型的缺陷展開了相關(guān)研究, 其中趙志強(qiáng)等[18]將城市生態(tài)系統(tǒng)還原為開放系統(tǒng), 考慮了本地區(qū)產(chǎn)品產(chǎn)出的生態(tài)承載力; 張雪花等[19]建立能值—生態(tài)足跡整合模型, 豐富了自然生態(tài)承載力和人工生態(tài)承載力等概念。上述生態(tài)足跡改進(jìn)模型雖然考慮了區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)的開放性, 但其直接將產(chǎn)出賬戶定義為區(qū)域生態(tài)承載力范疇, 會出現(xiàn)生態(tài)占用強(qiáng)度過大, 生態(tài)穩(wěn)定性受損的問題, 因?yàn)楫a(chǎn)出賬戶不論是本地消費(fèi)還是用于出口, 均屬于生態(tài)占用, 與生態(tài)承載力的內(nèi)涵應(yīng)為對立關(guān)系。劉艷中等[20]在消費(fèi)—產(chǎn)出生態(tài)足跡分類核算的基礎(chǔ)上, 構(gòu)建了可持續(xù)承載生態(tài)虧損指標(biāo), 反映區(qū)域生態(tài)可持續(xù)利用狀態(tài); 周蘭蘭等[21]進(jìn)一步以可持續(xù)承載生態(tài)虧損額為評價(jià)指標(biāo), 構(gòu)建了區(qū)域生態(tài)可持續(xù)性定量判別準(zhǔn)則。此類研究雖然初步揭示了消費(fèi)生態(tài)足跡與產(chǎn)出生態(tài)足跡以及生態(tài)承載潛力的內(nèi)涵, 但由于評價(jià)指標(biāo)單一, 評價(jià)結(jié)果一方面缺乏對產(chǎn)出足跡和生態(tài)承載潛力的內(nèi)在關(guān)系機(jī)理的反映, 易產(chǎn)生盲目提高產(chǎn)量的錯誤觀念, 另一方面也不便于對不同研究區(qū)域作橫向?qū)Ρ确治觥?/p>

上述EF模型改進(jìn)研究, 都將資源產(chǎn)出賬戶納入到生態(tài)足跡或生態(tài)承載力的核算中, 雖然考慮了區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)的開放性, 但對于產(chǎn)出賬戶的內(nèi)涵及其與生態(tài)承載潛力的內(nèi)在關(guān)系沒有深入挖掘, 缺乏系統(tǒng)的區(qū)域生態(tài)可持續(xù)程度分級標(biāo)準(zhǔn)和區(qū)域生態(tài)產(chǎn)出狀態(tài)判別標(biāo)準(zhǔn), 這往往嚴(yán)重影響了區(qū)域生態(tài)可持續(xù)性評價(jià)的完整性、準(zhǔn)確性和可比性?；谏鲜龇治? 文章構(gòu)建基于消費(fèi)—產(chǎn)出賬戶的開放系統(tǒng)生態(tài)足跡模型, 并以臨湘市為例開展區(qū)域生態(tài)可持續(xù)性評價(jià)實(shí)證研究。

1 研究區(qū)與研究方法

1.1 研究區(qū)概況

臨湘市位于湘鄂兩省交界處, 屬大陸性季風(fēng)濕潤氣候, 年平均氣溫16.4℃, 日照率41%, 降水量1469.1 mm, 有利于農(nóng)作物生長, 境內(nèi)有黃蓋湖、冶湖等16個大小湖泊, 是全國著名的“魚米之鄉(xiāng)”、“竹木之鄉(xiāng)”、“茶葉之鄉(xiāng)”以及“有色金屬之鄉(xiāng)”。土地總面積為171860.78 hm2, 其中農(nóng)用地的面積為145351.05 hm2, 占臨湘市土地總面積的84.57%; 建設(shè)用地的面積為12688.24 hm2, 占臨湘市土地總面積的7.38%; 其他土地的面積為13821.49 hm2, 占臨湘市土地總面積的8.04%。2013年12月, 國務(wù)院正式發(fā)布《全國資源型城市可持續(xù)發(fā)展規(guī)劃(2013—2020年)》, 首次界定了262個資源型城市, 臨湘市被界定為成熟型資源城市。近年來, 按照湖南省和岳陽市關(guān)于發(fā)展開放型經(jīng)濟(jì)的決策部署, 臨湘市充分發(fā)揮臨湘市地處“湘北門戶”的區(qū)位優(yōu)勢, 扎實(shí)推進(jìn)外資、外貿(mào)、外經(jīng)一體聯(lián)動, 有力促進(jìn)了臨湘市開放發(fā)展步伐。臨湘市作為我國成熟型資源性城市, 在享受本地區(qū)資源優(yōu)勢帶來的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會發(fā)展的同時(shí), 大力推進(jìn)開放型經(jīng)濟(jì)工作, 全面提高對外開放水平, 文章以臨湘市為例開展實(shí)證研究, 研究成果具有可驗(yàn)性、代表性和應(yīng)用前景。

1.2 基于消費(fèi)-產(chǎn)出賬戶的開放系統(tǒng)生態(tài)足跡模型

1.2.1 生態(tài)生產(chǎn)性土地類型分類

根據(jù)我國土地規(guī)劃用途分類特點(diǎn)并結(jié)合研究區(qū)實(shí)際, 將其生態(tài)生產(chǎn)性土地劃分為七類: 耕地、林地(含園地)、牧草地、水域、建設(shè)用地、化石能源地和自然保留地(包括鹽堿地、其他草地、裸地、沼澤地、沙地等未利用地)。

1.2.2 消費(fèi)—產(chǎn)出足跡賬戶介紹

1.2.3 區(qū)域開放系統(tǒng)的生態(tài)可持續(xù)性綜合評價(jià)框架

(1)可持續(xù)承載生態(tài)虧損額計(jì)算方法

(2)區(qū)域生態(tài)可持續(xù)程度分級標(biāo)準(zhǔn)的構(gòu)建

表1 可持續(xù)承載生態(tài)虧損額計(jì)算公式

(3)區(qū)域生態(tài)產(chǎn)出狀態(tài)判別標(biāo)準(zhǔn)的構(gòu)建

2 數(shù)據(jù)來源與參數(shù)選取

根據(jù)臨湘市統(tǒng)計(jì)年鑒(2005—2013年)、土地利用變更數(shù)據(jù)(2005—2013年), 計(jì)算2005—2013年臨湘市的消費(fèi)—產(chǎn)出生態(tài)足跡和可利用生態(tài)承載力。將臨湘市的各類消費(fèi)—產(chǎn)出項(xiàng)目折算成7類生態(tài)生產(chǎn)性土地面積, 其中, 耕地對應(yīng)項(xiàng)目包含豆類、谷物、油料、薯類等; 林地對應(yīng)項(xiàng)目包含茶葉、油桐籽和木材等; 牧草地對應(yīng)項(xiàng)目包含肉類和禽蛋; 水域?qū)?yīng)項(xiàng)目以水產(chǎn)品為主; 建設(shè)用地對應(yīng)項(xiàng)目主要為電力; 化石能源用地對應(yīng)項(xiàng)目包含液化石油氣、煤炭和汽油。生態(tài)足跡法核算中涉及的產(chǎn)量因子和均衡因子主要采用傳統(tǒng)EF模型中的取值[3]。自然保留地的均衡因子和產(chǎn)量因采用賴力對未利用地的算法, 取值為0.12和1[25]。具體取值如表4所示。

3 結(jié)果與分析

3.1 3 種生態(tài)足跡評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的評價(jià)結(jié)果對比分析

將傳統(tǒng)生態(tài)足跡模型、區(qū)域生態(tài)可持續(xù)生態(tài)判別準(zhǔn)則和基于消費(fèi)—產(chǎn)出賬戶的開放系統(tǒng)生態(tài)足跡模型3種方法應(yīng)用于臨湘市各鄉(xiāng)鎮(zhèn)2013年生態(tài)足跡評價(jià)。

表2 生態(tài)可持續(xù)指數(shù)分級標(biāo)準(zhǔn)

表3 生態(tài)產(chǎn)出狀態(tài)類型判別標(biāo)準(zhǔn)

表4 各類生態(tài)生產(chǎn)性土地的均衡因子和產(chǎn)量因子取值

3.1.1 2013年臨湘市整體的生態(tài)可持續(xù)性評價(jià)結(jié)果對比

由表5可知: ①按照傳統(tǒng)生態(tài)足跡模型評價(jià)標(biāo)準(zhǔn), 計(jì)算得出臨湘市2013年的生態(tài)赤字為-25422.94hm2,即區(qū)域呈生態(tài)不可持續(xù)狀態(tài); ②按照區(qū)域生態(tài)可持續(xù)生態(tài)判別準(zhǔn)則計(jì)算得出臨湘市2013年的可持續(xù)承載生態(tài)虧損額為388270.07hm2, 表明臨湘市處于生態(tài)可持續(xù)狀態(tài); ③按照基于消費(fèi)—產(chǎn)出賬戶的開放系統(tǒng)生態(tài)足跡模型, 計(jì)算得出臨湘市2013年的生態(tài)可持續(xù)指數(shù)為0.68, 生態(tài)產(chǎn)出類型為Ⅱ, 說明區(qū)域處于弱可持續(xù)狀態(tài), 且生態(tài)承載力消耗強(qiáng)度過大, 土地質(zhì)量出現(xiàn)下降。

現(xiàn)實(shí)表明, 臨湘市是全國著名的“魚米之鄉(xiāng)”、“竹木之鄉(xiāng)”、“茶葉之鄉(xiāng)”以及“有色金屬之鄉(xiāng)”, 且資源開發(fā)處于穩(wěn)定階段、資源保障能力強(qiáng)、經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展水平較高, 而傳統(tǒng)生態(tài)足跡模型評價(jià)結(jié)果為臨湘市目前處于生態(tài)不可持續(xù)狀態(tài), 這顯然與實(shí)際不符; 區(qū)域生態(tài)可持續(xù)生態(tài)判別準(zhǔn)則評價(jià)結(jié)果雖基本符合實(shí)際, 但缺乏對生態(tài)可持續(xù)程度和生態(tài)產(chǎn)出狀態(tài)的判別; 開放系統(tǒng)生態(tài)足跡模型評價(jià)結(jié)果則更為完整和實(shí)用。

3.1.2 2013年臨湘市各鄉(xiāng)鎮(zhèn)生態(tài)可持續(xù)性評價(jià)結(jié)果對比

由表5分析可知: ①按照傳統(tǒng)生態(tài)足跡模型評價(jià)標(biāo)準(zhǔn), 計(jì)算得出長安辦、詹橋鎮(zhèn)、長塘鎮(zhèn)、桃林鎮(zhèn)、和忠防鎮(zhèn)均出現(xiàn)生態(tài)赤字, 即處于不可持續(xù)狀態(tài), 而現(xiàn)實(shí)表明, 上述鄉(xiāng)鎮(zhèn)除長安辦外均是以特色農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)和礦產(chǎn)開采加工為主導(dǎo)的重點(diǎn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展鄉(xiāng)鎮(zhèn), 其生態(tài)生產(chǎn)性土地不僅能滿足自身發(fā)展, 還能緩減其他鄉(xiāng)鎮(zhèn)的生態(tài)壓力, 正是由于傳統(tǒng)生態(tài)足跡方法只考慮區(qū)域內(nèi)部的資源消耗, 忽視了區(qū)域資源的進(jìn)出口, 使評價(jià)結(jié)果與實(shí)際產(chǎn)生偏差; ②按照區(qū)域生態(tài)可持續(xù)生態(tài)判別準(zhǔn)則計(jì)算得出, 詹橋鎮(zhèn)、長塘鎮(zhèn)、桃林鎮(zhèn)、和忠防鎮(zhèn)均處于生態(tài)可持續(xù)狀態(tài)，其評價(jià)結(jié)果相對貼近實(shí)際，但由于各鄉(xiāng)鎮(zhèn)自身土地面積大小、人口和資源稟賦的不同，無法直接通過生態(tài)可持續(xù)承載生態(tài)虧損額對各鄉(xiāng)鎮(zhèn)的生態(tài)可持續(xù)程度做橫向?qū)Ρ确治觯瑫r(shí)該判別準(zhǔn)則沒有進(jìn)一步分析區(qū)域的生態(tài)產(chǎn)出狀態(tài)，缺乏對土地利用方式的理論指導(dǎo)，易出現(xiàn)盲目增加產(chǎn)出而破壞生態(tài)穩(wěn)定性的問題；③按照開放系統(tǒng)生態(tài)足跡模型, 計(jì)算出了2013年臨湘市各個鄉(xiāng)鎮(zhèn)的生態(tài)可持續(xù)程度及生態(tài)產(chǎn)出狀態(tài), 其中詹橋鎮(zhèn)和忠防鎮(zhèn)處于“可持續(xù)→不可持續(xù)性臨界狀態(tài)”, 長塘鎮(zhèn)和桃林鎮(zhèn)處于弱可持續(xù)狀態(tài), 評價(jià)結(jié)果便于對不同區(qū)域間的生態(tài)可持續(xù)程度進(jìn)行對比分析, 同時(shí)補(bǔ)充了對各鄉(xiāng)鎮(zhèn)生態(tài)產(chǎn)出狀態(tài)的分析, 因此該評價(jià)方法更合理、更實(shí)用、更完善。

表5 基于3種評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的2013年臨湘市生態(tài)足跡評價(jià)結(jié)果對比

3.2 臨湘市生態(tài)可持續(xù)程度及生態(tài)產(chǎn)出狀態(tài)分析

3.2.1 生態(tài)可持續(xù)程度及生態(tài)產(chǎn)出狀態(tài)變化趨勢分析

由表6可知, 2005—2013年期間, 臨湘市整體保持可出口生態(tài)生產(chǎn)性土地狀態(tài), 總消費(fèi)足跡和總產(chǎn)出足跡呈波動上升的趨勢; 臨湘市的總產(chǎn)出足跡始終大于當(dāng)年的總可利用生態(tài)承載力, 其年均增長速率為2.42%, 也高于總可利用生態(tài)承載力的年均增長速率0.19%, 因此總產(chǎn)出盈虧始終大于零, 且總產(chǎn)出盈余不斷增長; 總消費(fèi)足跡的年均增長速率較快, 為4.78%, 導(dǎo)致總消費(fèi)足跡逐漸超過總可利用生態(tài)承載力, 總消費(fèi)盈虧也由最初的生態(tài)盈余于2012年開始轉(zhuǎn)為生態(tài)赤字; 至2013年, 臨湘市呈生態(tài)產(chǎn)出狀態(tài)Ⅰ轉(zhuǎn)為生態(tài)產(chǎn)出狀態(tài)Ⅱ的趨勢, 生態(tài)承載潛力消耗強(qiáng)度過大, 土地質(zhì)量下降, 雖然其可持續(xù)承載生態(tài)虧損額始終大于零, 且較2005年成增長趨勢, 但生態(tài)可持續(xù)指數(shù)則由0.71降低為0.68, 生態(tài)可持續(xù)程度也由中等可持續(xù)轉(zhuǎn)為弱可持續(xù)狀態(tài),與生態(tài)產(chǎn)出狀態(tài)的變化相契合, 由此可見, 生態(tài)可持續(xù)指數(shù)能夠更加準(zhǔn)確地反映研究區(qū)的生態(tài)可持續(xù)程度。

3.2.2 臨湘市各項(xiàng)鄉(xiāng)鎮(zhèn)生態(tài)可持續(xù)指數(shù)及生態(tài)產(chǎn)出狀態(tài)空間分布分析

生態(tài)可持續(xù)程度方面, 由圖1(a)可知, 2005年生態(tài)可持續(xù)程度較強(qiáng)的鄉(xiāng)鎮(zhèn)主要分布于臨湘市北部和中部, 生態(tài)可持續(xù)指數(shù)均高于0.8, 且北部和南部部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)可利用生態(tài)承載力未充分釋放, 由圖1(b)和1(c)可知, 臨湘市北部各鄉(xiāng)鎮(zhèn)生態(tài)可持續(xù)水平保持相對穩(wěn)定, 而中部部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)生態(tài)可持續(xù)指數(shù)降低。北部的江南鎮(zhèn)和黃蓋鎮(zhèn)是以特種水產(chǎn)和蔬菜生產(chǎn)加工為主導(dǎo)的江湖平原經(jīng)濟(jì)重點(diǎn)鄉(xiāng)鎮(zhèn), 儒溪鎮(zhèn)是以特色農(nóng)業(yè)和農(nóng)藥生產(chǎn)以及礦產(chǎn)開采加工等工業(yè)為主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)的市域經(jīng)濟(jì)重點(diǎn)發(fā)展鄉(xiāng)鎮(zhèn), 源潭鎮(zhèn)是典型的湖區(qū)鄉(xiāng)鎮(zhèn), 是水產(chǎn)品生產(chǎn)基地, 中部的五里牌鄉(xiāng)是以特色農(nóng)業(yè)為主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟(jì)區(qū)重點(diǎn)鄉(xiāng)鎮(zhèn), 羊樓司是以茶葉和竹器生產(chǎn)加工為主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)的邊境城鎮(zhèn), 高產(chǎn)量是以上鄉(xiāng)鎮(zhèn)處于強(qiáng)可持續(xù)狀態(tài)的主要原因。而長安辦的消費(fèi)足跡始終遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其產(chǎn)出足跡和可利用生態(tài)承載力, 導(dǎo)致其一直處于中度不可持續(xù)狀態(tài), 靠進(jìn)口域外的生態(tài)生產(chǎn)性土地來減緩自身生態(tài)生產(chǎn)性土地供不應(yīng)求的壓力。

表6 2005—2013年臨湘市生態(tài)可持續(xù)指數(shù)及生態(tài)產(chǎn)出狀態(tài)

生態(tài)產(chǎn)出狀態(tài)方面, 由圖1(a)可知, 2005年臨湘市除詹橋鎮(zhèn)、江南鎮(zhèn)和忠防鎮(zhèn)外, 其余鄉(xiāng)鎮(zhèn)生態(tài)承載潛力均充分釋放, 部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)的生產(chǎn)方式和技術(shù)水平處于逐步優(yōu)化階段, 土地質(zhì)量相對穩(wěn)定; 由圖1(b)可知2010年, 隨著臨湘市社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展, 詹橋鎮(zhèn)、江南鎮(zhèn)和忠防鎮(zhèn)的生態(tài)承載潛力完全釋放, 且臨湘市大部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)生產(chǎn)方式和技術(shù)水平不斷提高, 緩解了消費(fèi)足跡增長的壓力; 由圖1(c)可知至2013年, 部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)由于產(chǎn)出強(qiáng)度過大, 出現(xiàn)土地質(zhì)量下降問題。

3.2.3 各地類可持續(xù)利用程度及生態(tài)產(chǎn)出狀態(tài)分析

通過基于消費(fèi)—產(chǎn)出賬戶的開放系統(tǒng)生態(tài)足跡模型, 對臨湘市各地類的生態(tài)可持續(xù)程度及生態(tài)產(chǎn)出狀態(tài)進(jìn)行評價(jià)(由于區(qū)域無化石能源用地, 自然保留地不能直接為人類消費(fèi)提供產(chǎn)品, 不討論其生態(tài)產(chǎn)出狀態(tài)), 由表7分析可知:

各地類中牧草地和水域分別處于中等可持續(xù)和強(qiáng)可持續(xù)狀態(tài), 但牧草地的生態(tài)可持續(xù)指數(shù)稍有下降趨勢, 水域的生態(tài)可持續(xù)指數(shù)前期保持相對穩(wěn)定, 后期略有增長。林地生態(tài)可持續(xù)指數(shù)增長較為明顯, 由2005年的0.83增加到了2013年的0.88。以上三類生態(tài)生產(chǎn)性土地可利用生態(tài)承載潛力已完全釋放,土地利用率高、產(chǎn)出效率好, 都處于較強(qiáng)的可持續(xù)狀態(tài), 且土地質(zhì)量穩(wěn)定, 可以適當(dāng)?shù)某隹诋a(chǎn)品以緩解區(qū)域外的生態(tài)壓力, 并促進(jìn)自身的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

圖1 臨湘市各鄉(xiāng)鎮(zhèn)生態(tài)可持續(xù)指數(shù)及生態(tài)產(chǎn)出狀態(tài)空間分布圖

Figure 1 The spatial distribution of ecological sustainability index and ecological output status of each town in Linxiang

表7 臨湘市各地類生態(tài)可持續(xù)指數(shù)及生態(tài)產(chǎn)出狀態(tài)

耕地歷年的生態(tài)可持續(xù)指數(shù)呈逐步加快的下降趨勢, 由2005年的0.67下降到2013年的0.59, 生態(tài)可持續(xù)程度也由弱可持續(xù)轉(zhuǎn)為“可持續(xù)→不可持續(xù)臨界狀態(tài)”, 耕地消費(fèi)生態(tài)足跡的快速增長和產(chǎn)出強(qiáng)度過大導(dǎo)致耕地質(zhì)量下降是制約臨湘市耕地可持續(xù)利用水平的主要因素。建設(shè)用地的消費(fèi)足跡呈增長趨勢, 并超過其產(chǎn)出足跡, 但始終低于其可利用生態(tài)承載力, 需要通過提高建設(shè)用地的利用率來彌補(bǔ)生態(tài)虧損。

4 結(jié)論與討論

①臨湘市大部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)生態(tài)承載潛力得到充分釋放, 產(chǎn)出效率較高, 且可出口生態(tài)生產(chǎn)性土地, 但在2005—2013年期間, 部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)生態(tài)產(chǎn)出狀態(tài)呈狀態(tài)Ⅰ轉(zhuǎn)為狀態(tài)Ⅱ的趨勢, 其生態(tài)資源利用強(qiáng)度過大抑制了生態(tài)產(chǎn)出效率的提升; 另外由于各鄉(xiāng)鎮(zhèn)的資源依托和功能定位不同, 位于北部江湖平原區(qū)的鄉(xiāng)鎮(zhèn)的可持續(xù)利用程度相對最高, 而處于中心城區(qū)的鄉(xiāng)鎮(zhèn)出現(xiàn)了不可持續(xù)狀態(tài)。臨湘市應(yīng)注重產(chǎn)業(yè)布局優(yōu)化和城鄉(xiāng)統(tǒng)籌發(fā)展, 加快科技投入與轉(zhuǎn)化生產(chǎn)力速度, 以維持土地生物性生產(chǎn)能力的穩(wěn)定提升能源資源利用率, 改變粗放的經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式, 建立集約節(jié)約型及生態(tài)型的生產(chǎn)模式; 向企業(yè)征收與生態(tài)地租等值的生態(tài)稅用于治理生態(tài)環(huán)境促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與資源、環(huán)境相協(xié)調(diào)[24]。②臨湘市當(dāng)前耕地、牧草地和水域處于生態(tài)可持續(xù)利用狀態(tài), 但如果人類為了滿足消費(fèi)而無節(jié)制地增加產(chǎn)量, 會導(dǎo)致地力下降、生態(tài)失衡等問題。為保持生態(tài)生產(chǎn)性土地較好的生態(tài)產(chǎn)出狀態(tài), 應(yīng)適當(dāng)實(shí)施間歇性休耕、休漁等政策。建設(shè)用地雖處于生態(tài)可持續(xù)利用狀態(tài), 但其利用率較低, 應(yīng)逐步提升建設(shè)用地的集約利用水平, 同時(shí)為防止建設(shè)用地?zé)o序擴(kuò)張, 必須嚴(yán)格落實(shí)規(guī)劃用地面積指標(biāo)控制和用途、空間管制制度, 從而保護(hù)耕地及其他具有生態(tài)生產(chǎn)性功能的土地面積, 促進(jìn)各類土地的可持續(xù)利用。③基于消費(fèi)—產(chǎn)出賬戶的開放系統(tǒng)生態(tài)足跡模型充分考慮了區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)的開放性, 實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品消費(fèi)與產(chǎn)出的銜接, 兼顧了區(qū)域的發(fā)展動態(tài)性和生態(tài)穩(wěn)定性。改進(jìn)后的模型建立并整合了生態(tài)可持續(xù)程度和生態(tài)產(chǎn)出狀態(tài)兩項(xiàng)判別標(biāo)準(zhǔn), 能夠?qū)Σ煌瑓^(qū)域間的生態(tài)可持續(xù)程度進(jìn)行橫向?qū)Ρ确治? 便于對土地利用方式進(jìn)行科學(xué)有效的指導(dǎo), 避免出現(xiàn)盲目增加產(chǎn)出而破壞生態(tài)穩(wěn)定性的問題, 在區(qū)域開放生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)可持續(xù)性評價(jià)的實(shí)用性、合理性、完整性等方面, 相比傳統(tǒng)EF模型和現(xiàn)有改進(jìn)模型均有較大提升。

理論上, 無論計(jì)算消費(fèi)生態(tài)足跡還是產(chǎn)出生態(tài)足跡, 都應(yīng)該包括區(qū)域所消費(fèi)或生產(chǎn)的所有產(chǎn)品, 但由于數(shù)據(jù)資料的局限, 文章用到的原始資料數(shù)據(jù)大部分都來源于臨湘市歷年的統(tǒng)計(jì)年鑒, 對于各種資源產(chǎn)品的分類還有待在后續(xù)的研究中加以進(jìn)一步細(xì)化; 其次, 有待深入開展改進(jìn)模型與生態(tài)地租理論相結(jié)合的實(shí)證研究。

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Ecological footprint accounting and application to open eco-economic system based on consumption-output account classification

CHEN Zhang1, LIU Yanzhong1,*, SUN Rongze1, CHEN Yong1, ZHANG Zuo2

1. Collage of Resources and Environment Engineering, Wuhan University of Science and Technology, Wuhan 430081, China 2. Collage of Public Administration, Central China Normal University, Wuhan 430079, China

Existing ecological footprint models lack criteria of ecological sustainability and status of ecological output for regions, we construct and integrate the above two criteria based on consumption-output account classification, ultimately propose an ecological footprint model suitable for open eco-economic system. To validate the proposed model, we take the Linxiang City as an example to conduct empirical analysis. The results are as follows. (1) The modified ecological footprint model is more comparable and complete than either the traditional ecological footprint model or existing ecological sustainability criteria for region. (2) The potential of ecological carrying capacity has been fully released in Linxiang City, with efficient output and exportable productive land. However, due to excessive land use intensity in some villages and towns, the quality of land has declined, which inhibits the improvement of output efficiency. (3) The degree of sustainable use of areas in the northern plains of Linxiang City is relatively high, while the ecological footprint of consumption in the urban areas has grown too fast where unsustainability appears gradually. (4) Linxiang City's cultivated land, grassland and waters are in a state of sustainable use, but due to blindly increasing output, there has been a drop in fertility of land, ecological imbalances and other issues.

ecological footprint model; consumption-output; open eco-economic system; ecological sustainability; status of ecological output

10.14108/j.cnki.1008-8873.2019.06.023

X24

A

1008-8873(2019)06-156-09

2018-12-02;

2019-01-16

國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(41201600,71774066)

陳章(1994—), 男, 湖北恩施人, 碩士研究生, 主要從事土地資源和可持續(xù)發(fā)展研究, E-mail: 1216318337@qq.com

劉艷中, 男, 博士, 教授, 主要從資源環(huán)境與區(qū)域可持續(xù)發(fā)展等研究, E-mail: Liuyanzhong@wust.edu.cn

陳章, 劉艷中, 孫榮澤, 等. 基于消費(fèi)—產(chǎn)出賬戶分類的開放系統(tǒng)生態(tài)足跡研究及應(yīng)用 [J]. 生態(tài)科學(xué), 2019, 38(6): 156-164.

CHEN Zhang, LIU Yanzhong, SUN Rongze,et al. Ecological footprint accounting and application to open eco-economic system based on consumption-output account classification[J]. Ecological Science, 2019, 38(6): 156-164.