2001—2011年江西省生态足迹分析及预测

 社会的发展依托于生态资源的利用，随着社会的快速发展，人类对生态系统索取的资源越来越多，生态足迹不断增加，环境的压力也随之加大，导致社会发展逐渐步入不可持续的状态，江西省也不例外。通过文献分析发现，关于江西省生态足迹研究的文献并不多，且多数文献主要从静态角度进行分析，动态分析及预测方面较少；研究时间区间较早，未对近期江西省的生态足迹进行分析，如叶长盛、刘平辉等[1]运用生态足迹模型分析了江西省2000-2004年生态足迹的变化；黄国勤，祝志辉[2]则对江西省1949-2004年生态足迹、生态承载力以及生态赤字产生的原因进行分析。
基于上述原因，本文运用生态足迹模型对江西省2001-2011年的生态足迹进行动态分析，并对2012-2019年的人均GDP生态足迹进行预测，为江西可持续发展以及建设和谐、绿色生态江西提供相关建议，与此同时也能为类似区域的可持续发展提供参考建议。
1 数据问题
1.1 数据来源与说明 本文计算的生态足迹包含生物资源消费和能源消费，因为年鉴给出的只有贸易金额数据，没有相应的贸易量数据，且贸易部分影响较小，所以未对贸易部分数据进行调整。在计算能源生态足迹时，由于能源的消费量大于生产量，且其消费量更能体现出生态足迹真实情况，因此，本文将能源消费量数据代入计算。相关数据来源如下：①农、林、水产品等生物资源消费和能源消费、GDP、人口、城市化以及居民消费水平的原始数据来源于《江西统计年鉴2002-2012》[3]；各类型生产性土地现有面积原始数据主要来源于江西省国土资源厅。对某些年份缺失数据本文采用均值填补法进行填补。②全球生物资源平均产量采用联合国粮农组织1993年的全球平均产量数据；能源折算系数采用世界上单位化石燃料生产土地平均发热量为标准[4]；全球平均能源足迹数据来源于世界自然基金会（WWF）相关资料整理[5]。
1.2 均衡因子与产量因子的选取 为了将生态足迹与生态承载力转换成统一的可比面积，所以在计算时要分别乘以相应的均衡因子和产量因子。均衡因子指全球某类生产性土地面积的平均生产力与全球所有各类生产性土地面积的平均生产力的比值。产量因子指某国家或区域的某类生产性土地平均生产力与全球同类生产性土地平均生产力的比值。本文采用的均衡因子和产量因子如表1所示。
2 生态足迹结果分析
2.1 生态足迹计算结果分析 依据William和Wackernagel的提出的生态足迹账户，江西省生态足迹生物资源消费包括农、林、畜及水产品，如谷物、豆类、木材等25项生物资源消费项目；能源消费主要包括煤炭、焦炭、原油等8项能源消费项目。参考已有相关文献研究成果，本文各项生物资源和能源对应的土地类型情况如表2所示。
在计算生态足迹时，采用全球平均产量将生物资源消费量转换为统一的生物生产性土地面积，并乘以相应的均衡因子，便以不同年份进行比较；利用世界上单位化石燃料生产土地平均发热量为标准以及各项能源的全球平均能源足迹，将全省各项能源消费量转化为对应的化石能源用地面积和建设用地面积。根据生态足迹计算公式EF=N*ef=N*rj*∑aai=N*rj*∑ci/Pi得2001-2011年江西人均生态足迹结果如图1所示。
从图1可知，江西省人均生态足迹呈不断上升的发展趋势且增速较快，即江西发展对生态资源利用在不断的增加。2001年人均生态足迹为1.3309hm2，到2011年该值增长到2.2366hm2/人，增幅为68.05%，即表示2011年每人需要2.2366公顷生产性土地为其提供所有资源和消纳其所产生的废物。2001-2011年人均生态足迹均在全国平均水平1.2hm2之上，说明从2001年以来江西省为了保持现有的生产和生活水准，很大程度上要依赖外部输入。
图2是江西省生态足迹的内部结构分布情况，从图中易知，耕地、草地和化石能源用地生态足迹占总生态足迹的比重较大，2001至2011年三者合计均占总生态足迹的90%以上；建筑用地生态足迹占总生态足迹最小，这种格局在研究的时间区间内尚未发生改变。
2001年耕地生态足迹为0.4424hm2/人，占总生态足迹的33.23%，2011年该值增至0.5267hm2/人，但占总生态足迹比重下降为23.55%，这是因为耕地生态足迹绝对量增速小于总生态足迹的增速造成的。化石能源用地生态足迹由2001年的0.3638hm2/人增至2011年的0.9129hm2/人，其占总生态足迹比重由27.33%增加为40.82%，并于2002年超过了耕地生态足迹的比重，居于各类生产性土地生态足迹之首，说明江西的经济快速发展依赖于能源，促使化石能源用地生态足迹占总生态足迹比重逐年增加。草地、水域及建筑用地生态足迹比重变化较小；林地生态足迹比重呈先升高后下降的趋势，2008年林地生态足迹比重达到最高，为4.55%，到2011年则下降为2.15%，表明对林地资源消费比重有所下降。
江西省生态足迹内部结构的所表现出的变化不仅折射出它对生态资源利用结构的变化，还反映出江西省产业结构和居民消费结构的变化。
2.2 生态足迹与社会经济发展关系分析 由生态足迹的计算公式EF=N*rj*∑ci/Pi可知，某地区的人口数量，生态资源消费量等对其生态足迹产生影响，而经济的发展、城镇化等社会经济因素会通过影响消费需求进而影响该区域的生态足迹。但是生态足迹模型不能反映这方面的影响，因此，本文选取了人口数量、GDP、居民消费水平和城镇化率与生态足迹进行相关分析，结果表明：生态足迹与居民消费水平、城镇化率、人口及GDP均呈正向的线性相关关系，且相关关系是显著的；生态足迹与人口的相关程度最高，为0.99，其次是城镇化率，为0.989，其他两个的相关系数也都大于0.94。这说明居民消费水平的上升、城镇化进程的加快、人口数量的增长及GDP的增长都会加大生态足迹的压力。为探究江西资源利用效率情况，本文计算了万元GDP足迹，该结果是用总生态足迹除以万元GDP所得。计算结果显示：万元GDP足迹呈逐年下降的趋势，2001年万元GDP足迹是2.5605hm2，到了2011年该值下降为0.8578hm2，下降了66.5%，这说明每万元GDP所消耗的生态资源量在减少，即江西的资源利用率正在不断的提高，资源利用方式逐步由消耗型、粗放型向节约型、集约型转变。
2.3 可持续发展状况分析 生态足迹反映人类对生态资源的需求，而生态承载力反映生态系统的资源供给。因此，通过比较两者间的关系，可判断江西省的发展是否可持续。从图3可看出生态足迹与生态赤字在不断上升，而生态承载力变化很小。2001年人均生态足迹为1.3309hm2，而可利用的人均生态承载力却只有0.5478091hm2，人均生态赤字为0.7831hm2；2010年人均生态足迹增加到2.1149hm2，人均生态承载力变化较小，为0.5736hm2，人均生态赤字扩大为1.5412hm2，是2001年的近2倍。这表明生态足迹与生态承载力间的关系严重不协调，且这种不协调程度在逐年的扩大，江西对生态资源需求严重超过了其自然生态系统的供给能力。
2001-2010年江西的GDP由2175.68亿元增至9451.26亿元，增长了约3.34倍；2001江西的城镇化率为30.41%，十年后城镇化率增加为45.7%；居民消费水平也由2001年的2500元增至2010年的7989元。这表明随着经济、城镇化快速发展以及居民的消费水平不断提高，生态足迹在逐年上升。但是生态承载力的增速远不及生态足迹的增速，江西的发展是不可持续的，它是以消耗生态资本和从外部输入生态足迹取得当前的发展。
3 人均GDP生态足迹的预测
本文欲分析江西各年发展水平对其生态系统压力的变化情况并预测其未来几年的变化趋势。由于本文数据时间区间较短，用计量模型进行预测可能会造成较大的偏差，而灰色预测模型适用于数据量较小情况的预测而具备良好的预测精度。所以本文选用灰色预测模型GM（1，1）对2012-2019年江西的人均GDP生态足迹进行预测，以此研究其动态变化。灰色预测模型理论与构建的运算过程及模型检验详见相关参考文献[7]。通过运算得到灰色预测模型如下：
■■（t+1）=-104257.8447e■+114927.8209
■■（t）=■■（t）-■■（t-1）（1）
预测前须对该模型进行残差检验、关联度检验和后验差检验，若这3项检验都通过了，才可以进行预测，否则要进行残差修正。通过对模型（1）进行检验发现其残差检验得到的相对误差较大，即没有通过残差检验，所以需要对模型（1）进行修正，提高预测精度。修正后的预测模型为：
■■（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）对江西2001-2019年的人均GDP生态足迹进行预测，结果如图4所示。预测所得2001-2011年人均GDP生态足迹结果曲线与实际值曲线比较吻合，说明模型的预测精度较高，预测结果较为准确、可信；预测得出2012-2019年人均GDP生态足迹将继续逐年下降，但从预测人均GDP生态足迹曲线弧度可知其下降的速度呈逐年减缓的趋势；到2019年人均GDP生态足迹预计将下降为1798.4273hm2，相较于2012年的3659.247hm2减少了50.85%，平均每年下降幅度为6.36%。
通过模型预测所得人均GDP生态足迹的变化趋势和万元GDP生态足迹的变化趋势较相近，均呈下降趋势，表明随着工业技术的提高、能源利用率的上升，人口增长率的下降以及环保力度与意识的增强，江西未来发展水平给自然生态系统的压力将不断地减小；另一方面体现了江西政府日益重视经济与环境的协调发展及发展模式的转变，即摒弃以牺牲环境为代价换取经济增长的发展模式，转为经济与环境协调、可持续的发展模式。
4 结论与建议
通过分析得出江西的生态足迹呈逐年上升的态势，生态足迹的内部组成结构变化不大；江西生态足迹与人口、居民消费水平、城镇化、经济存在显著的高度正向线性相关，尤其是与人口的相关度最高，但资源利用率在逐步提高；通过对2012至2019年的人均GDP生态足迹进行预测，得出江西的人均GDP生态足迹在持续下降，即江西所面临发展与生态环境不协调的状况正在逐步得到改善。
为了减小生态足迹对江西省环境的压力，居民应转变消费观念，提倡适度、绿色消费，如出门选乘公共交通工具，少开私家车等绿色、低碳出行方式，以降低化石能源的消费；企业应引进先进的科学技术，提高资源的利用效率和生产率，降低各产业的单位能耗，进而减缓生态赤字的增长；政府在实施城镇化战略过程中严格监控土地或资源的利用，杜绝土地及相关资源的浪费，有序地、持续进行“绿色城市”的建设。