生态足迹在两型社会的运用

生态足迹计算主要由３个部分组成：即生物资源足迹、能源资源足迹以及贸易调整部分。由于缺乏武汉市贸易资料，且考虑到进出口部分在一定生态足迹模型自提出以来便被广泛应用于定量估算区域的可持续性状况。但由于传统生态足迹模型计算时需用到全球平均产量、均衡因子等不稳定参数，从而影响了计算结果的准确性。而基于能值改进的生态足迹模型，计算时使用太阳能作为中间转换参数，参数较固定，从而使计算结果更准确。两型社会指的是“资源节约型、环境友好型社会”。资源节约型社会是指整个社会经济建立在节约资源的基础上，核心是节约资源，提高资源利用效率，尽可能地减少资源消耗和环境代价、满足人们日益增长的物质文化需求的发展模式。环境友好型社会是一种人与自然和谐共生的社会形态［１］。武汉城市圈于２００７年１２月被国务院批准为资源节约型和环境友好型社会建设综合配套改革实验区。它包括以武汉市为中心，由武汉及周边１００ｋｍ范围内的黄石、鄂州、孝感、黄冈、咸宁、仙桃、潜江、天门９市构成的区域经济联合体［２］。武汉城市圈区位条件优越，产业基础好，发展潜力大，是湖北省“两圈一带”发展战略的重要组成部分。本文以武汉市为例，从能量角度探讨人类物质需求与生态系统资源供应的关系，采用能值转换率、能值密度等更加稳定的参数计算资源节约和环境友好型城市的生态足迹，以克服传统生态足迹方法的缺陷，为判断武汉市以及类似城市的可持续发展能力提供依据和参考。

一、研究回顾

区域的可持续发展必须以生态环境的可持续发展作为前提和保障。由于生态足迹不仅体现了人类活动对生态环境的压力，而且也体现了人类所依赖的生态环境的承载力，所以广泛应用于区域可持续发展的定量评价领域［３］。

生态足迹概念于１９９２年由Ｒｅｅｓ提出，之后Ｗａｃｋｅｒｎａｇｅｌ等协助完善了其内涵和方法，并应用生态足迹指数理论对世界上５２个国家和地区１９９７年的生态足迹进行了实证研究［４－５］。生态足迹模型在国外广泛应用于区域可持续发展度量和生态经济中的多个领域，对生态足迹的探讨不再停留于理论阶段，而同时为辅助政府政策和公司制定决策提供强有力的分析评价基础。生态足迹的概念于１９９９年引入我国，很多学者对生态足迹的理论、方法和计算模型进行了介绍和相关研究［６－７］。

近年来，生态足迹模型在国内外得到了进一步研究和讨论，主要涉及生态足迹模型的应用和改进。其中，生态足迹模型的应用不仅体现在从全球到国家到区域等的时空尺度上［８－１０］，而且更体现在不同领域的应用上，如：中国木材进口［１１］、以色列谷物供给［１２］、棉花生产和消费［１３－１４］、交通系统的评估［１５］、相关产品生命周期的评估［１６］等诸多领域的应用。此外，还有对生态足迹变化的原因分析［１７］，利用生态足迹指标进行基于消费方法的环境库兹涅兹曲线研究等［１８］。

对生态足迹模型的改进研究主要有：利用能量净初级生产量计算生态足迹［１９］、基于生态足迹和能值分析集成法对秘鲁的可持续性研究［２０］、利用自我组织图的国家生态足迹的聚类分析［２１］、利用生产土地利用矩阵计算国际贸易中嵌入式生态足迹［２２］、使用热力学方法的改进生态足迹评估方法评估不可更新资源的消费量等［２３］。

纵观国内外生态足迹研究的进展，由于传统生态足迹模型存在一些缺陷，目前对生态足迹的应用已经拓展为对改进模型的应用，而基于能值改进的研究尚较少［２０，２４－２７］。

二、研究区概况与数据来源

１．研究区概况

２００８年末，武汉城市圈总面积（５．８１万ｋｍ２）占湖北省总面积（１８．５９万ｋｍ２）的３１．２５％，是湖北省人口、城市最为密集的地区；总人口（２９９４．３０万）占全省人口（５７１１．００万）的５２．４３％；ＧＤＰ（６９７２．１０亿元）占全省ＧＤＰ（１１３３０．３８亿元）的６１．５０％［２８］。武汉城市圈是湖北省产业和生产要素最密集、最具活力的地区，但工业结构偏重（４５．５０％），高强度开发消耗了大量资源。此外，圈内湖泊湿地萎缩严重，省控湖泊出现富营养化趋势；大气环境质量难以稳定达到二级标准；水土流失、地质灾害等生态环境问题频发；局部地区污染严重。武汉城市圈环境形势严峻，已经成为制约未来发展的重要因素［２９］。

武汉市是湖北省省会，位于１１３°４１′－１１５°０５′Ｅ，２９°５８′－３１°２２′Ｎ，境内以平原为主，中部散列东西向残丘。有冬温夏热、四季分明，降水丰沛的气候特点。境内河湖众多，有长江和汉江、东荆河、滠水河等１０条长江支流，且有“百湖之城”之美誉。２００８年武汉总面积（８４９４ｋｍ２）、总人口（８３３．２４万人）与ＧＤＰ（３９６０．０８亿元）分别占武汉城市圈的１．４６％、２８．０６％与５６．８０％。武汉市不仅是湖北省省会，又是武汉城市圈的核心城市，华中地区最大都市和中心城市，中国重要的工业基地和综合交通枢纽。据有关资料，２００８年，在全国２７３个城市中，武汉ＧＤＰ居第１５位，绿色ＧＤＰ居第２６位。武汉第二产业中重化工业比重达７３％，比全国平均水平高６个百分点。武汉全境面积达８４９４ｋｍ２，为武汉城市圈内的特大城市。２００９年，武汉市常住人口９１０万，其中城镇人口５３７万，人口密度达１０７１．３人／ｋｍ２，人地矛盾突出，资源环境破坏较大，水域污染严重，加之气候变化异常，研究武汉市可持续发展能力对于武汉市健康发展具有重要意义，而采用能值改进的生态足迹模型方法进行可持续性分析具有一定的创新价值，同时可为圈内其他城市的可持续发展分析提供一定参考［２９］。

２．数据来源

本研究中，社会、经济、人口、资源与环境的原始数据均来自于《武汉市统计年鉴（２００９年）》；传统生态足迹模型中所用的产量因子及均衡因子参考Ｗｉｌｌｉａｍ等人提出的能值；在计算生物资源账户生态足迹时，采用ＦＡＯ１９９３年公布的有关生物资源的世界平均产量；计算能源资源账户所使用的全球平均能源足迹采用Ｗａｃｋｅｒｎａｇｅｌ等确定的值［６］；产量因子取中国的平均值［３０］；均衡因子的选取采用Ｗａｃｋｅｒｎａｇｅｌ等的研究成果［５］；耕地、林地、草地、化石燃料用地、水域及建筑用地的均衡因子分别为２．８０、１．１０、０．５０、１．１０、０．２０、２．８０，改进模型中的能值转换等数据具体可参考张延安、张芳怡、王闰平等［２５－２６，３１］的研究。