南京市生态足迹与可持续发展浅析
1. 华中农业大学 湖北武汉 430000； 2. 南京审计大学 南京 211815
摘要：
为对南京可持续发展能力进行评价，基于生态足迹模型视角，统计计算南京市2005年、2010年、2018年的生态足迹和生态承载力，并采用生态足迹的评估体系对南京市的可持续发展程度进行粗略评估。利用生态足迹指数、生态足迹多样性指数、生态经济系统发展能力指数、万元GDP生态足迹、生态协调系数五个评价指标来对南京市的可持续发展能力进行定性评价。最后对南京市的可持续发展提出建议。
关键词：生态足迹；可持续发展；南京；生态承载力
1研究背景和区域
作为度量可持续发展程度的一种方法，生态足迹法由生态经济学家Ree［1］于1992年提出，其从需求面计算生态足迹，从供给面计算生态承载力，通过对二者的比较，衡量一个地区的生态环境是否处于可持续发展的状态［2］。
近年来，城市大量的生态用地被用来进行开发建设，出现了土地资源浪费、生态失调、环境恶化加剧、土地质量降低等问题［3］。如何量化人类对自然资本的需求以及自然资本的供给能力，是可持续发展研究领域的优先课题［4］，生态足迹模型的提出为可持续发展提供了一个度量的指标。
南京市是长江经济带最具经济活力的城市之一，也是长三角地区和扬子江城市群的重要组成部分，是我国经济水平较为发达、人地矛盾较为尖锐的代表性城市。南京市的可持续发展要合理配置城市资源，有必要通过生态足迹的空间化引导和约束城市空间的发展。
2研究方法
2.1生态足迹模型及参数设置
生态足迹分析法首先引入具有生态生产力的土地概念即生态生产性土地，实现了对各种自然资源的统一描述，其将生态生产性土地划分为耕地、林地、牧草地、水域、建筑用地和能源用地6类。生态足迹(Ecological Footprints，EF)，指给定人口和经济条件下，维持资源消费和吸收废弃物所需的生物生产性土地面积，其计算公式如下:
式中:EF：生态足迹总量；
：人均生态足迹；N：总人口数；
：第i种消费项目的人均生态足迹分量；
：第i种消费项目的年人均消费量；
：第i种消费项目的世界平均产量；
：均衡因子，用于调节不同类型土地生态生产力的差异。
生态承载力(Ecological Capacity，EC)，又称生态足迹供给，指一个地区所能提供给人类的生态生产性土地的面积，其计算公式如下:
式中：EC：生态承载力总量；
：人均生态承载力；
：第i类生态生产性土地的人均面积；
：产量因子，用于调节不同地区土地生态生产力的差异；N：总人口数； ：均衡因子，用于调节不同类型土地生态生产力的差异。
此外，依据世界环境与发展委员会报告，计算生态承载力还应扣除12%的生物多样性保护面积。
通过计算生态承载力与生态足迹的差值可以得到生态盈余(Ecological Remainder，ER)和生态赤字(Ecological Deficit，ED)。当差值为正时称为为生态盈余，表示区域内生产消费活动在土地生态系统可承受范围之内;当差值为负时则为生态赤字，表明区域内生产消费活动对土地生态系统生产能力进行了透支。其计算公式如下:
式中：ER: 生态盈余；ED：生态赤字；N：总人口数； ：人均生态承载力； ：人均生态足迹。
在生态足迹模型的应用中，消费账户的建立和均衡因子、产量因子的确定尤为关键。本文参考学界通用办法[5]建立生态足迹账户并选取均衡因子和产量因子的参考平均值用于计算，且在计算过程中不考虑未利用地，消费账户见表2.1。
均衡因子方面，采用《LivingPlantReport2012》所提供的2010年全球均衡因子，其取值为耕地(2．51)、林地(1．26)、牧草地(0．46)、水域(0．37)，建设用地主要由耕地转换而来，故其因子值与耕地相同(2．51)，化石能源产生的废物主要靠林地吸收，故其因子值与林地相同(1．26);产量因子方面，采用净初级生产力(NPP)确定各类用地的产量因子，将南京市各土地类型NPP与全球NPP作比值，得到南京市各土地类型的产量因子，见2.1。
表2.1南京市消费账户
土地利用类型 | 消费项目 | 均衡因子 | 产量因子 |
耕地 | 粮食(谷物、豆类、薯类等)，棉花，油料，麻类，烟叶，蔬菜，瓜类等 | 2.51 | 1.58 |
林地 | 干果(核桃、栗子等)，园林水果(苹果、梨、桃、葡萄、红枣、柿子、杏等) | 1.26 | 0.59 |
牧草地 | 肉类(猪肉、牛肉、羊肉等)，禽蛋，奶类等 | 0.46 | 0.79 |
水域 | 水产品(鱼、虾等) | 0.37 | 1.15 |
建设用地 | 电力，热力 | 2.51 | 1.58 |
未利用地 | / | / |
|
2.2评价指标补充
1、生态足迹指数( Ecological Footprint Index，EFI)。生态足迹指数指区域生态赤字/盈余与生态承载力的比值，可视为区域为今后保留的可持续发展能力的占比，也体现了区域生态环境的承压程度。其计算公式为［6］:
式中: EFI：生态足迹指数；EC：生态承载力总量；EF：生态足迹总。
2、生态足迹多样性指数。生态足迹多样性指数体现了区域内各种消费所需生物生产性土地面积的均衡程度，其值越高表明各类生态足迹分配越均衡，则生态系统多样性越高，结构越稳定。其利用 Shannon － Weaver［7］公式计算:
式中:H：生态足迹多样性指数； ：第i类土地生态足迹在总生态足迹总所占比例。
根据该公式，生态经济系统中生态足迹的分配越接近平等，对给定系统组分的生态经济系统来说，其多样性就越高，该系统就越稳定，这正符合生态学中“多样性导致稳定性”的理念。
3、生态经济系统发展能力指数。生态经济系统发展能力指数综合系统产出的大小与系统组织结构构(多样性)来衡量生态经济系统的发展能力。研究其值与GDP呈正相关，在生态足迹一定的情况下，生态足迹多样性指数越大，生态经济系统发展能力越强。其利用Ulanowic［8］公式计算:
C = ef × H
式中: C ：生态经济系统发展能力指数； ：人均生态足迹；H：生态足迹多样性指数。
4、万元GDP生态足迹。万元ＧＤＰ生态足迹是将传统的ＧＤＰ指标与生态足迹相结合，万元GDP生态足迹衡量区域经济发展过程中对生态资源的利用效率，其值越高表明区域资源利用效率越低，越不利用区域经济可持续发展，反之则资源利用效率越高，越利于区域经济可持续发展。其计算公式为［9］:
式中:F：万元GDP生态足迹；EF：生态足迹总值；GDP：区域生产总值(单位为万元)。
5、生态协调系数。生态赤字／盈余并不能很好地反映不同区域的资源禀赋条件，在区域间进行横向比较时，容易造成结果偏差。在区域生态足迹评价中，可以引入区域人均生态协调系数（ＤＳ）以弥补利用生态赤字／盈余进行评价的不足，其计算公式为：
式中：DS：区域人均生态协调系数； ：人均生态足迹； ：人均生态承载力。
ＤＳ越接近１，协调性越差；ＤＳ越接近１.４１４，协调性越好；当ＤＳ＝１.４１４时，区域生态需求和供给平衡，处于最佳协调状态；当１≤ＤＳ＜１.４１４时：若ｅｆ＞ｅｃ，区域生态需求大于供给，发展是通过消耗自然资本存量来弥补生态承载力的不足，区域处于生态不协调状态；若ｅｆ＜ｅｃ，区域生态需求小于供给，自然资本未能得到最有效的利用，区域尚待开发。
3结果与分析
3.1生态足迹结果
按南京市现有的耕地、林地、草地、化石能源用地、水域、建设用地面积总量和不同年份的总人口数量(户籍人口数量)，计算出各类生物生产的人均占有面积，以此累加得出南京市人均生态足迹，再根据生态承载力公式计算出2005年、2010年和2018年南京市年人均生态承载力，其计算结果如下：
南京市2005年的人均生态足迹为2.231276，2010年的人均生态足迹为4.159935，2018年的人均生态足迹为5.472343。即
2.231276；
4.159935；
5.472343。
南京市2005年的人均生态足迹为0.498816，2010年的人均生态足迹为0.322559，2018年的人均生态足迹为0.260927。即
0.498816；
0.322559；
0.260927。
从人均生态足迹的数据来看，南京市的人均生态足迹是不断上升的，根据人均生态足迹的定义，南京市的人均生态足迹远远超过全国的平均水平1.50hm²。这说明,大都市对于生态自然资源和能源的依赖很大,随着城市的经济发展,南京的生态足迹将继续增加,这必将导致城市生态环境的崩溃,与可持续发展的理念完全相冲突。
表3.1人均生态承载力结果（单位：hm²/人）
土地利用类型 | 2005年 | 2010年 | 2018年 | ||||||
EC | EF | ED | EC | EF | ED | EC | EF | ED | |
耕地 | 0.416856 | 0.705432 | -0.28858 | 0.170175 | 0.302764 | -0.13259 | 0.099697 | 0.173041 | -0.07334 |
林地 | 0.011133 | 0.013010 | -0.00188 | 0.006291 | 0.009037 | -0.00275 | 0.004838 | 0.007214 | -0.00238 |
牧草地 | 0.021678 | 0.074049 | -0.05237 | 0.015377 | 0.320074 | -0.3047 | 0.013978 | 0.346771 | -0.33279 |
水域 | 0.038746 | 0.189341 | -0.1506 | 0.006015 | 0.173310 | -0.16729 | 0.001226 | 0.181447 | -0.18022 |
建设用地 | 0.010403 | 1.249445 | -1.23904 | 0.124700 | 3.354750 | -3.23005 | 0.141187 | 4.763870 | -4.62268 |
未利用地 | / | / | / | / | / | / | / | / | / |
总值 | 0.498816 | 2.231276 | -1.73246 | 0.322559 | 4.159935 | -3.83738 | 0.260927 | 5.472343 | -5.21142 |
从生态盈余和生态赤字来看，南京市2005年、2010年和2018年的生态足迹都大于生态承载力，且查具越来越大，这说明南京市的处于不可持续发展状态，且不可程序发展的程度越来越严重。这和南京市的经济高速发展有关，在发展经济的同时不断消耗生态资源，如果不加以控制，南京市的生态问题会越来越严重，可持续发展能力也会越来越弱。
3.2评价指标结果
用已经计算得出的生态足迹和生态承载力的数据来依次计算生态足迹指数、生态足迹多样性指数、生态经济系统发展能力指数、万元GDP生态足迹、生态协调系数，并将各个评价指标的结果统计在表3.2。
表3.2人均生态承载力结果（单位：hm²/人）
年份 指标 | 2005年 | 2010年 | 2018年 |
生态足迹指数 | -3.47315 | -11.8967 | -19.9727 |
生态足迹多样性指数 | 1.041113 | 0.707254 | 0.526425 |
生态经济系统发展能力指数 | 2.323012 | 4.469079 | 5.726764 |
万元GDP生态足迹 | 9.983027 | 9.152335 | 5.629536 |
生态协调系数 | 1.194081 | 1.074315 | 1.046492 |
生态足迹指数小于-1的时候处于严重不可持续，而南京市的生态足迹指数一直小于-1，且不断在减小，这说明南京市一直处于不可持续状态，且不可持续程度在不断加深。南京市的生态足迹多样性指数不断下降，这说明在2005-2018年期间，南京市的生态足迹分配更加不均衡，生态多样性有所下降，生态结构更加不稳定。南京市的生态经济系统发展能力指数不断上升，它的值与GDP呈正相关，在生态足迹一定的情况下，生态足迹多样性指数越大，生态经济系统发展能力越强。这说明南京市在2005-2018年期间生态经济系统的发展能力越来越强。南京市的万元GDP生态足迹数值不断降低，它的值越高表明区域资源利用效率越低，越不利用区域经济可持续发展，反之则资源利用效率越高，越利于区域经济可持续发展。这说明在2005-2018年期间南京市的资源利用效率不断提高，越来越有利于城市经济的可持续发展。南京市的生态协调指数（DS）有所下降，越来越接近1；结合ef和ec数据，我们知道2005到2018年期间南京市的生态足迹一直大于生态承载力，因此南京市区域生态需求大于供给，发展是通过消耗自然资本存量来弥补生态承载力的不足，区域处于生态不协调状态。
4结论与建议
对于南京市存在的不可持续、不协调的发展问题，应该在不降低当地居民现有的生活水平的前提下，要减少生态赤字，为此要努力做到以下几点：
①合理开发和有效保护资源和环境，严格控制非农业占地，建立永久性的基本农田保护区制度，切实保护好耕地资源，提高土壤肥力。②加大科技创新和人力资本培育力度，加速新技术的研发与应用过程以提高自然系统资源利用率和单位面积生物产量。③有效地利用现有资源存量，重视可再生能源的开发和利用，提倡发展循环经济挖掘城市自身的生产潜力。④始终坚持“生态惠民、生态利民、生态为民”的原则，提升人居环境，加速形成绿色生活方式，逐步建立资源节约型社会生产体系和合理健康的消费体系。
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作者简介：
郭美辰(1999-)，女，汉族，四川米易人，华中农业大学，本科在读，土地资源管理研究方向
金逸帆(1998-)，汉族，江苏苏州人，南京审计大学，本科在读，会计研究方向
