薛若晗

(闽江学院地理科学系，福建福州350108)

1 前言

生态安全一般是指在外界不利因素的作用下，人与自然不受损伤、侵害或威胁，人类社会的生存发展能够持续，自然生态系统的健康和完整能够保持［1］。近年来，国内外学者一直在研究衡量生态安全的各种方法。生态足迹分析法以其简洁和普适性，而被经常使用。该方法最早是于1992年由加拿大生态经济学家William Rees及其博士生Wackernagel提出［2］，它通过核算人类对自然生态服务的需求与自然所能够提供的生态服务之间的差距，评价人类对自然资源的利用情况，进而判断评价区域的可持续发展和生态安全状况［3］。自从生态足迹分析法引入中国后，国内学者也运用它对不同地域空间尺度和社会领域进行生态安全相关研究。如，杨开忠等系统地介绍了生态足迹分析法的理论框架、指标体系和计算方法，对其应用前景作出评价［4］;郭跃、卞晓庆、徐玉霞等分别运用生态足迹分析法对江苏省、合肥市、宝鸡市的生态安全进行评价与分析［1，5，6］。陈世发也基于生态足迹，对福州的经济技术开发区进行生态安全分析［7］。本文拟用生态足迹分析法，结合福州仓山区2010年数据，对仓山区生态安全状况进行评价。

2 生态足迹和生态安全指数计算模型

2.1 生态足迹计算模型

生态足迹分析生态安全要从需求和承载力两方面考虑，即计算生态足迹和生态承载力。生态足迹是指用来提供人类使用的可再生资源的生物生产性土地和水域面积，包括建设用地和吸收人类活动产生的二氧化碳用地［8，9］。各类土地类型的生态生产力不同，引入均衡因子，将某类土地利用面积转化成相应的具有全球平均生物生产力的面积当量。均衡因子为某类土地利用类型的最大生产潜力与全球所有生物生产性土地平均生产力之比［8，9］。

生态承载力是指具有生物生产力的能提供可再生资源和吸收二氧化碳的陆地和水域面积的总和［8，9］。不同国家或地区相同土地类型单位面积的土地生产能力存在差异，转化成生物生产面积需要乘一个产量因子。产量因子是一个国家或地区的某类型土地的平均生产力与世界平均生产力的比率［8，9］。世界环境与发展委员会 《我们共同的未来》建议，计算生态承载力，应扣除12%的生物多样性保护面积［10］。

生态足迹和生态承载力的单位为全球公顷(ghm2)。1全球公顷代表全球平均生产水平下1 hm2土地的生产能力［9］。若区域生态承载力大于生态足迹，称为生态盈余。反之，称为生态赤字。

生态足迹计算公式为:

生态承载力的计算公式为:

式中:EF为区域总生态足迹;N为人口数;ef为人均生态足迹;i为消费商品和投入的类型;j为生物生产性土地类型;ci为第i种商品的人均消费量;pi为第i种消费商品的平均生产力;EQFj为第j种生物生产性土地的均衡因子。EC为区域总生态承载力;ec为人均生态承载力;aj为人均实际占有第j种生物生产性土地面积;YFj为第j种生物生产性土地产量因子［8，9］。

2.2 生态安全指数计算

目前学术界对生态安全的评价有很多种方法，在国内较普遍使用的是通过生态压力指数、生态占用指数和生态经济协调性指数来进行评价［11］。生态压力指数表示区域生态环境所承受的压力程度。由于某一国家或地区所消费的化石能源足迹所带来的生态压力并非仅仅由消费国或地区所承担，更多是由全球来负担，所以生态压力指数定义为一个国家或地区可更新资源的人均生态足迹与可利用的人均生态承载力的比率。生态占用指数定义为某一国家或地区人均生态足迹与全球人均生态足迹的比率，反映了一个国家和地区占全球生态足迹的份额。生态经济协调指数定义为生态占用指数与生态压力指数的比率，代表区域社会经济发展与生态环境的协调性［11］。

3 研究区域概况

仓山区位于福建省会福州市城区南部，闽江下游南岸，东经119°32'，北纬26°05'。辖闽江入海口处整个南台岛，分别与鼓楼、台江、晋安、马尾和闽侯、长乐隔江相望。面积142km2，下辖5镇8街、81个社区和 102个行政村，2010年人口45.97万人［12］。仓山区是历史悠久的文教区，区内名胜古迹众多，旅游资源丰富，闽江、乌龙江四周环绕，水路运输十分便利。

4 计算结果

4.1 人均生态足迹计算

生态足迹计算包括生物资源消费和能源消费。仓山区2010年居民各类生物资源消费主要是粮食、油料、鲜菜、水果、木材、动物产品、水产品等12个项目，将人均消费量转化为提供这些消费所需的生物生产性土地面积，见表1。仓山区2010年能源消费主要有原煤、焦炭、汽油、煤油、柴油、燃料油、液化石油气和电力共8个项目，将所消耗热量折算成生物生产性土地面积，见表2。由于基础数据是生物资源消费量，而非生物量数据，所以不用进出口贸易量调整。

4.2 人均生态承载力计算

表1 仓山区2010年生物资源生态足迹

表2 仓山区2010年能源生态足迹

参考福州统计年鉴中的各种生物生产性土地的人均占有量，通过均衡因子和产量因子调整，再扣除12%生物多样性保护面积，得到仓山区可利用人均生态承载力，见表4。

4.3 生态盈亏和生态压力指数计算

将仓山区2010年生态足迹和生态承载力加以比较，并计算生态安全指数，见表5。

5 数据分析

5.1 人均生态足迹数据分析

据世界自然基金 (WWF)的《地球生命力报告2012》和《中国生态足迹2010》，世界人均生态足迹2.7 ghm2，亚洲人均消费生态足迹1.78 ghm2，中国人均生态足迹2.2ghm2以及福建人均生态足迹2.2ghm2［8，9］。对比上述数字，仓山区 2010年人均生态足迹0.845255g hm2还是较低的。其中，生物生产性土地面积的生态足迹所占比例由大到小为:水域足迹37.21%、耕地28.51%、林地足迹15.64%、草地足迹10.34%、化石能源足迹6.40%、建设用地足迹1.90%。由计算结果可知，仓山区生物资源消费以水产最高，加上鲜乳品、肉类、粮食、家禽、禽蛋等构成了生物资源消费的主要部分，油料、蔬菜等的足迹比重相对较小，这反应了人们生活水平的提高，也和市民长期消费习惯有关。虽然能源消费在仓山区总消费中所占比重不大，但仍是以原煤、焦炭所占足迹比重最高，而液化石油气、煤油所占的足迹比重最小。可知当前能源结构中，煤炭仍然占大部分。天然气基本没有消费，这是因为，福州虽然正在进行能源结构的改变，家庭用煤气改LNG天然气的工程前几年就已经在全市启动，但位于闽江以南的仓山区还未推广天然气。若能更快改进能源结构，推广清洁能源，则可降低自然生态系统所受压力。由于本研究对消费项目的列举不够完全，因此计算生态足迹会有一定误差。

5.2 人均生态盈亏数据和生态安全分析

仓山区2010年的人均生态承载力为0.293740ghm2。人均生态足迹为人均生态承载力的2.88倍。人均生态赤字为0.551515ghm2。其中，最大的生态赤字来自水域足迹，其次是耕地足迹，说明仓山区的生物资源消费以水产品和农产品为主，主要从区外输入。再次是来自草地和化石能源足迹，而建设用地略有盈余。随着社会经济的发展，能源的消耗速度会加快，尤其是仓山区近年来经济发展的速度一直位于福州的中上水平，居民汽车拥有量也逐年上升，化石能源用地人均生态赤字将进一步扩大。虽然当前生态赤字不大，但仍旧反映仓山区人口规模和消费模式给生态带来的压力。如果当前生态赤字扩大的趋势得不到遏制，就会影响长期发展。

表3 仓山区2010年人均生态足迹

表4 仓山区2010年人均生态承载力

表5 仓山区2010年人均生态盈亏和生态安全指数

根据赵先贵等通过对全球147个国家3项生态安全指数的计算结果进行聚类分析，结合不同国家和地区的生态环境状况和社会经济发展水平，制定出的生态压力指数、生态占用指数和生态经济协调指数的等级划分标准［11］，对比仓山区2010年的3项指数:生态压力指数为2.693，说明生态安全等级较低，生态环境的承压程度比较大;生态占用指数为0.313，可见人均生态足迹占全球人均生态足迹的比例还是比较小的，说明社会经济发展的程度和人均消费水平低于全球平均水平，且差距不小;生态经济协调指数为0.116，说明社会经济发展与生态环境的协调性不太好，应该考虑生态环境保护与经济发展之间的关系。

6 结论

生态安全已成为中国未来发展的战略选择，生态盈亏、生态压力指数、生态占用指数和生态经济协调性指数都基于生态足迹与生物承载力的对比关系，是衡量生态安全的指标。从本文计算和分析的结果来看，虽然仓山区的生态足迹数值不算高，但是仍然超过生态承载力，呈现生态赤字。可见，当前的人口规模和生活消费模式所带来的生态消费已超过土地生态系统的承受能力。生态压力指数较大而生态协调指数较低，进一步说明仓山区当前的生态压力大，可持续发展状况严峻，生态处于不安全状况。仓山区的人民生活和经济发展都位于福州市的中上水平，随着海西建设的深入，福州经济将会更加迅速地发展，人们生活水平不断提高，仓山区生态赤字极有可能快速加剧，生态压力指数会进一步加大，生态安全前景不容乐观。结合此形势，本文提出以下建议:第一，严格控制人口数量并强化民众的生态环境意识，改变生活消费方式，倡导绿色生活消费，建立节约、高效的消费体系。第二，大力倡导循环经济和清洁生产，调整能源结构，高效利用现有的资源，降低资源与能源消耗，使得经济增长方式向生态化转型。第三，加大对环境的监管力度，控制“三废”，实施减量化排放，推进生态型居住环境建设。避免不必要的生态足迹，缩小生态赤字，改变生态不安全的现状，逐步建立起资源节约型、环境友好型的社会体系。

［1］郭跃，程晓昀，朱芳，等.基于生态足迹的江苏省生态安全动态研究［J］.长江流域资源与环境，2010，19(11):1327－1332.

［2］Wackernagel M，Rees W E.Perceptual and structural barriers to investing in natural capital:Economics from an ecological footprint perspective［J］.Ecological Economics，1997，20(1):3 －24.

［3］孙凡，孟令彬.重庆市生态足迹与生态承载量研究［J］.应用生态学报，2005，(7):1370－1374.

［4］杨开忠，杨咏，陈洁.生态足迹分析理论与方法 ［J］.地球科学进展，2010，15(6):630－636.

［5］卞晓庆，徐丽，张庆国.基于生态足迹的合肥市生态安全分析与评价 ［J］.安徽农学通报，2010，16(14):185－187.

［6］徐玉霞.基于生态足迹的城市生态安全评价——以宝鸡市为例 ［J］.中国农学通报，2010，26(21):286－290.

［7］陈世发.基于生态足迹模型的经济技术开发区的生态安全分析——以福州市为例［J］.亚热带水土保持，2010，22(2):5－9.

［8］World Wide Fund for Nature.LIVING PLANET REPORT 2012［EB/OL］.http://www.wwfchina.org/wwfpress/publication/shift/2012LPREN.pdf，2012－05－18.

［9］李琳谢，高地，曹淑艳，等.世界自然基金会 (WWF)中国生态足迹报告2010［EB/OL］.http://www.wwfchina.org/wwfpress/publication/shift/2010LPR_cn.pdf，2010－11－15.

［10］王之佳，柯金良译.我们共同的未来［M］.长春:吉林人民出版社，1997:100－200.

［11］赵先贵，韦良焕，马彩虹.西安市生态足迹与生态安全的动态研究 ［J］.干旱区资源与环境，2007，21(1):1－5.

［12］仓山区统计局.仓山统计年鉴2011［M］.北京:中国统计出版社，2012:163－252.

［13］Food and Agriculture Organization of the United Nations(FAO)Statistical Databases.［EB/OL］.http://faostat3.fao.org/home/index.html.

［14］GB2589－2008，综合能耗计算通则 ［S］.

［15］Global Footprint Network.Accounting for demand and supply of the Biosphere’s regenerative capacity:the National Footprint Accounts’ underlying methodology and framework.2011 Edition.Oakland.［EB/OL］.http://www.footprintnetwork.org/images/uploads/Methods_Paper_Draft_2011.pdf，2012－2－20.

［16］福州市统计局.福州统计年鉴2011［M］.北京:中国统计出版社，2012:24－345.