2010年第08期（总第195期）
武汉城市圈生态足迹分析
生态足迹也称“生态占用”，指维持一个人、地区、国家或者全球的生存所需要的或者能够容纳人类所排放废物的、具有生物生产力的地域面积。生态足迹以定量的方法来评价经济系统和资源环境系统相互关系，它是衡量区域可持续发展的一个较好表征量。生态足迹模型由加拿大的生态学家William Rees和Wackernagel于1992年提出，随后被广大学者所接受和应用，生态足迹模型不仅成功运用于国家层面和地区，而且其研究也转向更微观的企业和行业层面。该模型在生产端，以生态承载力为指标，度量研究区拥有的生物生产空间的多少；在消费端，以生态足迹为指标，度量生产一定人口消费的资源吸纳其排放废弃物所需要的生物生产空间（包括生产性陆地和水域生态系统）的面积。国内众多学者运用应用生态足迹模型对我国各地区的生态足迹进行了相关研究，张桂宾和王安周计算出中部6省2004年人均生态足迹1.793hm2，生态承载力为0.488hm2/人，生态足迹需求与供给的比例为3.677：1，人均生态赤字为1.305hm2，从而得出中部地区处于一种不可持续发展的结论。王辉等运用生态足迹模型研究了中国32个地区的旅游环境承载力，并阐述了建立旅游生态足迹模型的出发点和今后的研究发展方向。陈惠雄等以浙江省为例实证了经济增长、生态足迹与可持续发展能力的相关性，对浙江省经济可持续发展能力构成重大威胁并导致浙江省模式的经济－生态悖论乃至收入－幸福悖论的主要原因，是由企业规模小、技术含量低、要素使用权交易不公平以及受GDP中心发展观主导的末端治理型工业化模式等因素造成的。纵观以上研究成果笔者发现：国内少有学者研究武汉城市圈的生态足迹问题，以上研究均是以全球土地和水域的平均生产力为基准来确定模型的参数，这种大尺度的口径标准在研究中小规模的区域生态足迹时可能存在局限性，因此本文采用“省公顷”标准来计算武汉城市圈的生态足迹，以探究武汉城市圈的可持续发展。
一、生态足迹模型简介
该模型有两个基本假设：（1）消费的绝大多数资源及其所产生的废物的量是可以追踪、获知的；（2）能将这些资源和废物的量转换为相应的生态生产性面积。因此，既定人口区域的生态足迹即是生产这些人口所消费的资源和这些人口产生废弃物所需要的生物生产面积。生物生产性面积主要的6种类型是：可耕地（arable land）、林地（for2est）、草地（pasture）、化石燃料用地（fossil energy land）、建筑用地（build-up areas）和水域（water area）。
（一）生态足迹计算
生态足迹（Eeological Footprint，EF）可以表示为：
在（1）式中，ai为均衡因子；Ai为第i种消费项目折算的人均占有的生物生产面积（人均生态足迹分量）；Pi为第i种消费项目的年生产量；Ii为第i种消费项目的年进口量；Ei为第i种消费项目的年出口量；Yi为第i种消费项目的生物生产土地平均产量；EF为总生态足迹。其中均衡因子基于“省公顷”口径计算得来，计算方法如下：
在（2）式中，αi指省域内第i类土地的均衡因子；指第i类土地的平均生产力；指省域内全部土地的平均生产力；Qi是指第i类土地的总生物产量；Si是指第i类土地的生物生产面积；Pik指第i类土地的第k种生物产品产量；λik指第i类土地上第k种生物产品的单位热值。经典的全球公顷模型中以全球公顷的大口径进行计算忽略了在国家层面上的区域经济、生态内部的差异性，特别是对单个省份和城市的生态足迹分析时运用全球公顷的大口径具有很大的局限性，另外武汉城市圈的资源禀赋、产业结构、生态类型等基本可以代表湖北省的整体情况，因此文中采用省域公顷口径。
（二）生态承载力计算
由于不同城市的资源禀赋和产业结构的空间分布有所不同，因此单位的可耕地、林地、草地、化石燃料用地、建筑用地和水域的生态生产能力差异较大，并且同类的生产性土地单位面积生态生产能力也有一定的差异。因此各地的同类生物生产性土地的实际面积也不能直接对比，需要乘以一个转换系数——产量因子，在这里产量因子（βji）描述的是各地市的某类土地的平均生产力与省域同类土地的平均生产力水平的差异，综合反应了特定地域的环境和社会经济因素。产量因子的具体计算方法如下：
在（3）式中，βji指，i市第i类土地的产量因子；指j市第i类土地的平均生产力；Qji指j市第i类土地的总生物产量；（Pik）j指j市第i类土地的第k种生物产品产量；Sji是指j市第i类土地的生物生产面积。一般出于谨慎性考虑，生态承载力的计算需要扣除12%的生物多样性保护面积。
在（4）式中EC为总生态承载力。
二、武汉城市圈生态足迹实证分析
（一）研究区域基本概况
武汉城市圈，又称“1＋8”城市圈，是指以武汉市为圆心，包括黄石、鄂州、黄冈、孝感、咸宁、仙桃、天门、潜江周边8个城市所组成的城市圈。以武汉市为城市圈中心城市，黄石市为城市圈副中心城市。2005-2007年武汉城市圈人口数分别达到3080万、3112万、3141万，同期湖北省总人口数是6031万、6050万、6070万。2005-2007年武汉城市圈人口占湖北省总人口的比重分别是51.1%、51.4%、51.7%，呈逐年增加趋势。目前，武汉城市圈经济总量连续3年保持15%左右的增幅，占湖北省GDP总量稳定在60%左右，武汉城市圈无论是经济规模还是经济发展质量，在全省社会经济发展中都占有举足轻重的地位，是湖北省产业和生产要素最密集、最具活力的地区，是中国中部地区最具发展潜力的区域之一。其中武汉市是中部6省中唯一的副省级城市，其经济总量、生产规模、发展质量和体制基础，在中部6省省会城市中均具有明显优势，综合经济实力在中部地区城市中居于首位。但是，随着武汉城市圈经济实力的快速提升，经济发展与环境资源之间的矛盾也日益突出，武汉城市圈普遍存在资源短缺现象，资源浪费和环境日益恶化等问题日益严重，资源、环境和经济三者之间的协调发展面临巨大的压力。2007年12月14日，国务院正式批准武汉城市圈成为“两型社会”建设综合配套改革试验区，要求武汉城市圈创建资源节约型和环境友好型的两型社会，实现区域协调发展。
（二）武汉市2008年人均生态足迹分析
根据“省公顷”标准计算出武汉市2008年人均生态足迹如表1所示。从人均生态足迹需求结构来看，土地需求空间最大的是耕地和化石原料用地及草地，分别占到总需求的26.4%、21.1%和35.9%，其他需求只占16.6%，这表明武汉市的生态消费主要以草地、耕地和化石原料为主，草地占到35.5%说明武汉市的总体消费水平相对较高，但表明这种较高的生活质量是以消费资源存量为代价的。显然，2008年武汉市的生态环境存在较大的压力风险，六种不同类型的可生产性土地生态需求（人均生态足迹）与生态供给（生态承载力）比分别为：2.51：1；1.08；1：1061.57：1；2.20：1；0.04：1；5.22：1，总需求与总供给比为2.73：1。这表明：2008年武汉市草地和水域资源生态供需比最为突出，武汉市作为中国水资源最为丰富的城市之一却面临水域生产性土地的严重供给不足；另一方面猪肉等畜牧产品的强劲需求和草地生产性土地的严重不足之间的矛盾突出。虽然近年来武汉市在环境保护方面突入了大量的资金，但随着人口膨胀、环境污染、城市拥挤等现象的出现，武汉市的5大类生产性土地（除建筑用地外）均出现供不应求的状况，经济发展与环境的不协调关系依然存在，虽然这一关系近年来已经有所改善。