2001—2011年江西省生態(tài)足跡分析及預(yù)測

 社會的發(fā)展依托于生態(tài)資源的利用，隨著社會的快速發(fā)展，人類對生態(tài)系統(tǒng)索取的資源越來越多，生態(tài)足跡不斷增加，環(huán)境的壓力也隨之加大，導(dǎo)致社會發(fā)展逐漸步入不可持續(xù)的狀態(tài)，江西省也不例外。通過文獻(xiàn)分析發(fā)現(xiàn)，關(guān)于江西省生態(tài)足跡研究的文獻(xiàn)并不多，且多數(shù)文獻(xiàn)主要從靜態(tài)角度進(jìn)行分析，動態(tài)分析及預(yù)測方面較少；研究時間區(qū)間較早，未對近期江西省的生態(tài)足跡進(jìn)行分析，如葉長盛、劉平輝等[1]運(yùn)用生態(tài)足跡模型分析了江西省2000-2004年生態(tài)足跡的變化；黃國勤，祝志輝[2]則對江西省1949-2004年生態(tài)足跡、生態(tài)承載力以及生態(tài)赤字產(chǎn)生的原因進(jìn)行分析。
基于上述原因，本文運(yùn)用生態(tài)足跡模型對江西省2001-2011年的生態(tài)足跡進(jìn)行動態(tài)分析，并對2012-2019年的人均GDP生態(tài)足跡進(jìn)行預(yù)測，為江西可持續(xù)發(fā)展以及建設(shè)和諧、綠色生態(tài)江西提供相關(guān)建議，與此同時也能為類似區(qū)域的可持續(xù)發(fā)展提供參考建議。
1 數(shù)據(jù)問題
1.1 數(shù)據(jù)來源與說明 本文計算的生態(tài)足跡包含生物資源消費(fèi)和能源消費(fèi)，因為年鑒給出的只有貿(mào)易金額數(shù)據(jù)，沒有相應(yīng)的貿(mào)易量數(shù)據(jù)，且貿(mào)易部分影響較小，所以未對貿(mào)易部分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)整。在計算能源生態(tài)足跡時，由于能源的消費(fèi)量大于生產(chǎn)量，且其消費(fèi)量更能體現(xiàn)出生態(tài)足跡真實情況，因此，本文將能源消費(fèi)量數(shù)據(jù)代入計算。相關(guān)數(shù)據(jù)來源如下：①農(nóng)、林、水產(chǎn)品等生物資源消費(fèi)和能源消費(fèi)、GDP、人口、城市化以及居民消費(fèi)水平的原始數(shù)據(jù)來源于《江西統(tǒng)計年鑒2002-2012》[3]；各類型生產(chǎn)性土地現(xiàn)有面積原始數(shù)據(jù)主要來源于江西省國土資源廳。對某些年份缺失數(shù)據(jù)本文采用均值填補(bǔ)法進(jìn)行填補(bǔ)。②全球生物資源平均產(chǎn)量采用聯(lián)合國糧農(nóng)組織1993年的全球平均產(chǎn)量數(shù)據(jù)；能源折算系數(shù)采用世界上單位化石燃料生產(chǎn)土地平均發(fā)熱量為標(biāo)準(zhǔn)[4]；全球平均能源足跡數(shù)據(jù)來源于世界自然基金會（WWF）相關(guān)資料整理[5]。
1.2 均衡因子與產(chǎn)量因子的選取 為了將生態(tài)足跡與生態(tài)承載力轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一的可比面積，所以在計算時要分別乘以相應(yīng)的均衡因子和產(chǎn)量因子。均衡因子指全球某類生產(chǎn)性土地面積的平均生產(chǎn)力與全球所有各類生產(chǎn)性土地面積的平均生產(chǎn)力的比值。產(chǎn)量因子指某國家或區(qū)域的某類生產(chǎn)性土地平均生產(chǎn)力與全球同類生產(chǎn)性土地平均生產(chǎn)力的比值。本文采用的均衡因子和產(chǎn)量因子如表1所示。
2 生態(tài)足跡結(jié)果分析
2.1 生態(tài)足跡計算結(jié)果分析 依據(jù)William和Wackernagel的提出的生態(tài)足跡賬戶，江西省生態(tài)足跡生物資源消費(fèi)包括農(nóng)、林、畜及水產(chǎn)品，如谷物、豆類、木材等25項生物資源消費(fèi)項目；能源消費(fèi)主要包括煤炭、焦炭、原油等8項能源消費(fèi)項目。參考已有相關(guān)文獻(xiàn)研究成果，本文各項生物資源和能源對應(yīng)的土地類型情況如表2所示。
在計算生態(tài)足跡時，采用全球平均產(chǎn)量將生物資源消費(fèi)量轉(zhuǎn)換為統(tǒng)一的生物生產(chǎn)性土地面積，并乘以相應(yīng)的均衡因子，便以不同年份進(jìn)行比較；利用世界上單位化石燃料生產(chǎn)土地平均發(fā)熱量為標(biāo)準(zhǔn)以及各項能源的全球平均能源足跡，將全省各項能源消費(fèi)量轉(zhuǎn)化為對應(yīng)的化石能源用地面積和建設(shè)用地面積。根據(jù)生態(tài)足跡計算公式EF=N*ef=N*rj*∑aai=N*rj*∑ci/Pi得2001-2011年江西人均生態(tài)足跡結(jié)果如圖1所示。
從圖1可知，江西省人均生態(tài)足跡呈不斷上升的發(fā)展趨勢且增速較快，即江西發(fā)展對生態(tài)資源利用在不斷的增加。2001年人均生態(tài)足跡為1.3309hm2，到2011年該值增長到2.2366hm2/人，增幅為68.05%，即表示2011年每人需要2.2366公頃生產(chǎn)性土地為其提供所有資源和消納其所產(chǎn)生的廢物。2001-2011年人均生態(tài)足跡均在全國平均水平1.2hm2之上，說明從2001年以來江西省為了保持現(xiàn)有的生產(chǎn)和生活水準(zhǔn)，很大程度上要依賴外部輸入。
圖2是江西省生態(tài)足跡的內(nèi)部結(jié)構(gòu)分布情況，從圖中易知，耕地、草地和化石能源用地生態(tài)足跡占總生態(tài)足跡的比重較大，2001至2011年三者合計均占總生態(tài)足跡的90%以上；建筑用地生態(tài)足跡占總生態(tài)足跡最小，這種格局在研究的時間區(qū)間內(nèi)尚未發(fā)生改變。
2001年耕地生態(tài)足跡為0.4424hm2/人，占總生態(tài)足跡的33.23%，2011年該值增至0.5267hm2/人，但占總生態(tài)足跡比重下降為23.55%，這是因為耕地生態(tài)足跡絕對量增速小于總生態(tài)足跡的增速造成的?；茉从玫厣鷳B(tài)足跡由2001年的0.3638hm2/人增至2011年的0.9129hm2/人，其占總生態(tài)足跡比重由27.33%增加為40.82%，并于2002年超過了耕地生態(tài)足跡的比重，居于各類生產(chǎn)性土地生態(tài)足跡之首，說明江西的經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展依賴于能源，促使化石能源用地生態(tài)足跡占總生態(tài)足跡比重逐年增加。草地、水域及建筑用地生態(tài)足跡比重變化較?。涣值厣鷳B(tài)足跡比重呈先升高后下降的趨勢，2008年林地生態(tài)足跡比重達(dá)到最高，為4.55%，到2011年則下降為2.15%，表明對林地資源消費(fèi)比重有所下降。
江西省生態(tài)足跡內(nèi)部結(jié)構(gòu)的所表現(xiàn)出的變化不僅折射出它對生態(tài)資源利用結(jié)構(gòu)的變化，還反映出江西省產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和居民消費(fèi)結(jié)構(gòu)的變化。
2.2 生態(tài)足跡與社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展關(guān)系分析 由生態(tài)足跡的計算公式EF=N*rj*∑ci/Pi可知，某地區(qū)的人口數(shù)量，生態(tài)資源消費(fèi)量等對其生態(tài)足跡產(chǎn)生影響，而經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、城鎮(zhèn)化等社會經(jīng)濟(jì)因素會通過影響消費(fèi)需求進(jìn)而影響該區(qū)域的生態(tài)足跡。但是生態(tài)足跡模型不能反映這方面的影響，因此，本文選取了人口數(shù)量、GDP、居民消費(fèi)水平和城鎮(zhèn)化率與生態(tài)足跡進(jìn)行相關(guān)分析，結(jié)果表明：生態(tài)足跡與居民消費(fèi)水平、城鎮(zhèn)化率、人口及GDP均呈正向的線性相關(guān)關(guān)系，且相關(guān)關(guān)系是顯著的；生態(tài)足跡與人口的相關(guān)程度最高，為0.99，其次是城鎮(zhèn)化率，為0.989，其他兩個的相關(guān)系數(shù)也都大于0.94。這說明居民消費(fèi)水平的上升、城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加快、人口數(shù)量的增長及GDP的增長都會加大生態(tài)足跡的壓力。為探究江西資源利用效率情況，本文計算了萬元GDP足跡，該結(jié)果是用總生態(tài)足跡除以萬元GDP所得。計算結(jié)果顯示：萬元GDP足跡呈逐年下降的趨勢，2001年萬元GDP足跡是2.5605hm2，到了2011年該值下降為0.8578hm2，下降了66.5%，這說明每萬元GDP所消耗的生態(tài)資源量在減少，即江西的資源利用率正在不斷的提高，資源利用方式逐步由消耗型、粗放型向節(jié)約型、集約型轉(zhuǎn)變。
2.3 可持續(xù)發(fā)展?fàn)顩r分析 生態(tài)足跡反映人類對生態(tài)資源的需求，而生態(tài)承載力反映生態(tài)系統(tǒng)的資源供給。因此，通過比較兩者間的關(guān)系，可判斷江西省的發(fā)展是否可持續(xù)。從圖3可看出生態(tài)足跡與生態(tài)赤字在不斷上升，而生態(tài)承載力變化很小。2001年人均生態(tài)足跡為1.3309hm2，而可利用的人均生態(tài)承載力卻只有0.5478091hm2，人均生態(tài)赤字為0.7831hm2；2010年人均生態(tài)足跡增加到2.1149hm2，人均生態(tài)承載力變化較小，為0.5736hm2，人均生態(tài)赤字?jǐn)U大為1.5412hm2，是2001年的近2倍。這表明生態(tài)足跡與生態(tài)承載力間的關(guān)系嚴(yán)重不協(xié)調(diào)，且這種不協(xié)調(diào)程度在逐年的擴(kuò)大，江西對生態(tài)資源需求嚴(yán)重超過了其自然生態(tài)系統(tǒng)的供給能力。
2001-2010年江西的GDP由2175.68億元增至9451.26億元，增長了約3.34倍；2001江西的城鎮(zhèn)化率為30.41%，十年后城鎮(zhèn)化率增加為45.7%；居民消費(fèi)水平也由2001年的2500元增至2010年的7989元。這表明隨著經(jīng)濟(jì)、城鎮(zhèn)化快速發(fā)展以及居民的消費(fèi)水平不斷提高，生態(tài)足跡在逐年上升。但是生態(tài)承載力的增速遠(yuǎn)不及生態(tài)足跡的增速，江西的發(fā)展是不可持續(xù)的，它是以消耗生態(tài)資本和從外部輸入生態(tài)足跡取得當(dāng)前的發(fā)展。
3 人均GDP生態(tài)足跡的預(yù)測
本文欲分析江西各年發(fā)展水平對其生態(tài)系統(tǒng)壓力的變化情況并預(yù)測其未來幾年的變化趨勢。由于本文數(shù)據(jù)時間區(qū)間較短，用計量模型進(jìn)行預(yù)測可能會造成較大的偏差，而灰色預(yù)測模型適用于數(shù)據(jù)量較小情況的預(yù)測而具備良好的預(yù)測精度。所以本文選用灰色預(yù)測模型GM（1，1）對2012-2019年江西的人均GDP生態(tài)足跡進(jìn)行預(yù)測，以此研究其動態(tài)變化?；疑A(yù)測模型理論與構(gòu)建的運(yùn)算過程及模型檢驗詳見相關(guān)參考文獻(xiàn)[7]。通過運(yùn)算得到灰色預(yù)測模型如下：
■■（t+1）=-104257.8447e■+114927.8209
■■（t）=■■（t）-■■（t-1）（1）
預(yù)測前須對該模型進(jìn)行殘差檢驗、關(guān)聯(lián)度檢驗和后驗差檢驗，若這3項檢驗都通過了，才可以進(jìn)行預(yù)測，否則要進(jìn)行殘差修正。通過對模型（1）進(jìn)行檢驗發(fā)現(xiàn)其殘差檢驗得到的相對誤差較大，即沒有通過殘差檢驗，所以需要對模型（1）進(jìn)行修正，提高預(yù)測精度。修正后的預(yù)測模型為：
■■（t+1）=-104257.8447e■+114927.8209+
61.3567e0.1128（t-1）δ（t-1）；
■■（t）=■■（t）-■■（t-1）
δ（t-1）=1，t？叟20，t<2，t=0，1，2，...，n
利用修正后的模型（2）對江西2001-2019年的人均GDP生態(tài)足跡進(jìn)行預(yù)測，結(jié)果如圖4所示。預(yù)測所得2001-2011年人均GDP生態(tài)足跡結(jié)果曲線與實際值曲線比較吻合，說明模型的預(yù)測精度較高，預(yù)測結(jié)果較為準(zhǔn)確、可信；預(yù)測得出2012-2019年人均GDP生態(tài)足跡將繼續(xù)逐年下降，但從預(yù)測人均GDP生態(tài)足跡曲線弧度可知其下降的速度呈逐年減緩的趨勢；到2019年人均GDP生態(tài)足跡預(yù)計將下降為1798.4273hm2，相較于2012年的3659.247hm2減少了50.85%，平均每年下降幅度為6.36%。
通過模型預(yù)測所得人均GDP生態(tài)足跡的變化趨勢和萬元GDP生態(tài)足跡的變化趨勢較相近，均呈下降趨勢，表明隨著工業(yè)技術(shù)的提高、能源利用率的上升，人口增長率的下降以及環(huán)保力度與意識的增強(qiáng)，江西未來發(fā)展水平給自然生態(tài)系統(tǒng)的壓力將不斷地減小；另一方面體現(xiàn)了江西政府日益重視經(jīng)濟(jì)與環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展及發(fā)展模式的轉(zhuǎn)變，即摒棄以犧牲環(huán)境為代價換取經(jīng)濟(jì)增長的發(fā)展模式，轉(zhuǎn)為經(jīng)濟(jì)與環(huán)境協(xié)調(diào)、可持續(xù)的發(fā)展模式。
4 結(jié)論與建議
通過分析得出江西的生態(tài)足跡呈逐年上升的態(tài)勢，生態(tài)足跡的內(nèi)部組成結(jié)構(gòu)變化不大；江西生態(tài)足跡與人口、居民消費(fèi)水平、城鎮(zhèn)化、經(jīng)濟(jì)存在顯著的高度正向線性相關(guān)，尤其是與人口的相關(guān)度最高，但資源利用率在逐步提高；通過對2012至2019年的人均GDP生態(tài)足跡進(jìn)行預(yù)測，得出江西的人均GDP生態(tài)足跡在持續(xù)下降，即江西所面臨發(fā)展與生態(tài)環(huán)境不協(xié)調(diào)的狀況正在逐步得到改善。
為了減小生態(tài)足跡對江西省環(huán)境的壓力，居民應(yīng)轉(zhuǎn)變消費(fèi)觀念，提倡適度、綠色消費(fèi)，如出門選乘公共交通工具，少開私家車等綠色、低碳出行方式，以降低化石能源的消費(fèi)；企業(yè)應(yīng)引進(jìn)先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，提高資源的利用效率和生產(chǎn)率，降低各產(chǎn)業(yè)的單位能耗，進(jìn)而減緩生態(tài)赤字的增長；政府在實施城鎮(zhèn)化戰(zhàn)略過程中嚴(yán)格監(jiān)控土地或資源的利用，杜絕土地及相關(guān)資源的浪費(fèi)，有序地、持續(xù)進(jìn)行“綠色城市”的建設(shè)。