生态足迹模型的改进及其在战略环境评价中的应用

【摘要】：生态足迹法通过引入均衡因子和产出因子实现各国各地区各类生物生产性土地的可加性和可比性,这些土地面积的量化指标直观明了地反映经济系统作用于生态系统的压力程度,以此衡量人类发展对可持续标准的偏离程度,其概念一经提出便在世界各国引起了强烈的反响。然而,生态足迹法在实际运用中更适用于全球、国家层次的评估,难以推广和较好地运用至较小地域范围的评估,如“进口型”和“出口型”地区的生态足迹可能被低估或被高估、经济越发达的地区生态赤字越严重,从而造成生态足迹测算模型在小区域范围内的评价失真。因此,如何提取和分析生态足迹账户中背后所包含的大量信息、以及需要结合哪些测度指标修正生态足迹测算模型运用于小区域尺度,更好地为战略环境评价提供有价值的数据值得深入研究。 本文回顾了国内外生态足迹研究进展,通过对国内外生态足迹相关理论及实证研究进行分析和总结,探讨了生态足迹模型在战略环境评价中的局限性,提出了基于目标生态足迹约束机制的生态足迹模型在战略环境评价中的应用流程；以2000-2010年间上海市生态足迹与相关影响指标为数据源,基于SPSS统计软件通过相关性分析识别生态足迹模型的影响因素,并运用多元线性回归模型拟合生态足迹与其影响因子的预测模型；并基于相关性研究选取能源、技术与贸易关键性指标、重新构建改进后的生态足迹模型；运用该改进后的生态足迹模型以《上海市国民经济和社会发展第十二个五年规划》为例,对其进行现状评价、零方案评价和规划影响评价等实例研究和替代方案的情景模拟,并提出减少上海市生态足迹的措施,以此完善和优化规划方案。该实证研究表明： (1)生态足迹的现状：上海市2010年生态足迹为38794763.86公顷,生态承载力为2110748.642公顷,生态足迹是生态承载力的18倍之多；人均化石能源用地所占比例最大、占80%以上,其次是耕地、水域、草地,建筑用地、林地占比例很小。 (2)基于生态足迹改进模型的现状评价：根据上海市200-2010年生态足迹与各影响指标的相关性分析,选择单位生产总值能耗、研究与试验发展经费支出相当于上海市生产总值比例和出口总额相当于生产总值的比例作为E、S、T三个关键性指标建立改进后的生态足迹测算模型,并基于该改进模型测算上海市2010年总生态足迹为788.81万公顷,人均生态足迹为0.55852公顷/人,能源、科技和贸易影响因子对生态足迹的影响系数分别为0.879、0.629、0.368,即出口贸易对削减生态足迹的影响最大。 (3)生态承载力的现状：2010年上海的生态承载力仅为2110748.642公顷,其构成中耕地、林地、水域和建设用地分别占53.25%、1.53%、2.37%和56.49%；能源是构成上海生态赤字的最主要部分且逐年呈递增的趋势,其次是水域和耕地,建设用地面积呈现生态盈余的态势,不过盈余量逐年减少。 (4)零方案评价：规划年末2015年上海市生态赤字为4335.21万公顷,人均生态赤字为2.9304公顷,人,基于改进模型的生态赤字为715.78万公顷,人均生态赤字为0.4838公顷/人,以此作为规划的背景值,规划的实施不应该加剧区域内的生态赤字。 (5)规划影响评价：基于传统测算模型2015年规划年末的生态足迹为4030.03万公顷,高于2010年的3879.48万公顷；基于改进后的测算模型2015年规划年末的生态足迹为643.99万公顷,反而低于2010年的788.81万公顷,这是由于能源、科技和贸易影响因子对生态足迹的削减程度分别为0.859、0.667、0.279,较2010年这三者的修正因子有所减小,说明其对生态足迹的削减程度大。改进后的生态足迹测算模型较传统生态足迹测算模型更能真实地反映规划对生态足迹的影响程度,且能定量地分析能源、科技和贸易三大影响因子对削减生态足迹程度的变化,为基于生态足迹定量化约束机制下的规划目标的修定提供依据。 (6)替代方案的情景模拟和选择：为了进一步减少生态足迹,规划可调整农业总产值、贸易进口额、单位产值能耗(E)、研究与试验发展经费支出相当于国内生产总值比例(S)和出口总额相当于生产总值比例(T)的规划目标,从而实现贸易进出口的合理化、能源利用效益的提高以及科学技术的进步。情景分析表明,最优方案为农业总产值增加10%、进口额减少5%、EF为386516万公顷,T为71.63,S为3.5,E降低20%,EF’为599.47万公顷。