西江下游流域生态经济与承载力研究
摘 要：生态足迹分析作为衡量世界各区域的环境生态可承载状况的测量工具，在短短十年的时间内，被世界各国政府机构和组织所接受和应用。本文基于生态足迹理论，构造了西江下游流域的生态承载力模型，对西江下游流域的生态足迹和生态承载力进行了定量研究。本文对生态足迹研究方法进行了创新和改进，解决了能源账户重复计算、进出口贸易在区域内核算等问题。对西江下游流域生态的研究，为地方政府制定区域产业生态政策提供参考依据，为广东省环境生态经济研究和生态发展区建设研究提供重要的参考资料。
关键词：生态足迹，生态经济，产业经济
引言
西江是珠江的主干流，发源于云南省曲靖市乌蒙山脉的马雄山，全长2074.8千米，流经中国广西东部、广东西部、云南东部、贵州北部及越南北部，至广东省思贤滘进入珠江三角洲河网区。其中梧州至思贤滘为西江下游，位于广东省境内。西江下游流域生态区包括广州、珠海、佛山、中山、江门、肇庆、云浮、澳门八个城市。
西江流域面积35.5万平方千米；占珠江流域总面积45.2万平方千米的78.5%。西江流域有丰富的自然资源，是沿江流域各城市经济快速发展的重要基础；随着西江沿岸城市的发展，已形成了西江产业带。但是随着西江流域生产规模的扩大和经济的增长，西江的生态压力越来越大，特别是西江下游流域水土资源保护的形势越来越严峻。开展西江下游流域生态经济研究，提高区域的产业生态承载力，对于西江下游流域可持续发展有着重要的意义。
关于承载力的研究，最早可追溯到1758年法国经济学家奎士纳（Francois Quesnay）的《经济核算表》。奎士纳（1758）讨论土地生产力与经济财富的关系，认为土地要素是承载财富的源泉。马尔萨斯（1798）的承载力研究基本框架是根据限制因子的状况，推论出研究对象的极限数量。1921年，Park和Burgess在人类生态学领域中首次应用了生态承载力的概念，即在某一特定环境条件下（主要指生存空间、营养物质、阳光等生态因子的组合），某种个体存在数量的最高极限。
自20世纪60年代以来，世界各国的研究人员相继采用不同的方法对环境生态系统承载力进行定量分析。Meadows等（1972，1992）的世界资源动态模型、Whittaker（1975）对全球生态系统净初级生产力的计算、Odum（1994）的能值分析理论、Christian等（1996）的可持续发展的社会一生态指标、Wackernagel等（1997）的生态足迹分析等等。
生态足迹（Ecological Foot print，简称EF）是由加拿大生态经济学家William Rees和其学生Mathis Wackernagel在上世纪九十年代初提出的一种度量环境生态系统承载力的方法。区域的生态承载力小于生态足迹时，出现生态赤字，其大小等于生态承载力减去生态足迹的差数；生态承载力大于生态足迹时，则产生生态盈余，其大小等于生态承载力减去生态足迹的余数。
由世界自然基金会（WWF）和联合国环境规划署共同完成的《2004地球生态报告》，采用“生态足迹”这一指标，并开列了一份“大脚黑名单”。在这份“大脚黑名单”上，阿联酋以人均生态足迹达9.9公顷（是全球平均水平2.2公顷的4.5倍）“荣登榜首”；美国、科威特紧随其后，以人均生态足迹9.5公顷位居第二。贫困的阿富汗则以人均0.3公顷的生态足迹位居最后。中国排名第75位，人均生态足迹为1.5公顷，低于2.2公顷的全球平均水平。从全球范围而言，人类的生态足迹已超过了全球生态承载力，人类现今的消费量已超出自然系统的再生产能力，即人类正在逐渐耗尽全球的自然资产存量。
一、生态承载力模型
生态足迹分析将人类的各种最终消费，量化为提供生产该消费的原始物质与能量的生物生产性的土地面积，从需求角度计算占用生态生产性土地面积的大小。定义生态生产性土地面积核算的方法，须要建立生态承载力模型。
（一）生态足迹函数
生态足迹是人口数和人均物质和能源消费的一个函数，可以用每种消费商品所折合的生物生产面积来汇总。
生态足迹公式如下：
EF=N×ef=N∑(Ai)=∑(Ci/Pi)
式中，EF为总的生态足迹（Ecological Footprint），ef为人均生态足迹；N为人口数；i为消费商品和投入的类型；Ai为人均i种消费商品折算的生物生产土地面积；Ci为i种商品的人均消费量；Pi为i种消费商品的平均生产能力。
定义各生物生产性土地的“折算标准”为“均衡因子”（Equivalence Factor）。均衡因子表示某类生物生产面积的世界平均潜在生产力，数值上等于全球某类生态生产面积的平均生态生产力除以全球所有各类生态生产面积的平均生态生产力，在含义上反映环境本身所具有的内在生产力，不包含现行的管理水平和生物生产效率。
通过均衡因子这一折算标准，可以将6类生物生产性土地面积换算为标准生物生产面积。修正的计算公式如下：
ef=∑(rjAi)=∑rj(Ci/Pi)
式中，rj为均衡因子，ef为经过标准化处理后的人均生态足迹。Ci为i种商品的人均消费量；Pi为i种消费商品的平均生产能力。
（二）生态承载力函数
生态承载力受生态生产性土地面积、均衡因子及产量因子的共同影响，区域生态承载力函数为：
EC＝∑（rjyjBj）
式中，EC为区域生态承载力（Ecological Carrying Capacity）；Bj为j种生物生产土地面积。rj为均衡因子，yj为产量因子；Bj为j种生物生产土地面积。
由于不同区域的国土面积大小不同，不能通过比较生态承载力的总量来观察。采用人均生态承载力比较更有实际意义。人均生态承载力的计算模型为：
式中，ec为人均生态承载力；rj为均衡因子，yj为产量因子；Bj为j种生物生产土地面积。
为了反映同类土地与世界平均生态生产力之间的差异，引入产量因子。本文为了便于在国内跨区域进行比较研究，产量因子采用我国生物生产土地产量因子计算。产量因子依据Wackernagel等（1997，1999）对中国生态足迹计算的取值，即：耕地为1.66、牧草地0.19、林地0.91、水域1.00、建筑用地1.66。
根据世界环境与发展委员会（WCBD）的报告建议，人类应当留出12%的生物生产土地面积以保护生物多样性，以保护地球上的其他3000万个物种。因此，在生态承载力计算时还应扣除12%的生物多样性的保护面积。
（三）区域贸易调整
由于贸易的拓展，一个国家或地区的生态足迹可以跨越地区界限。所以，在生物资源和能源的消费额中应考虑贸易调整。调整部分主要是考虑贸易对生物资源和能源消费的影响而对当前的消费额进行调整，计算净消费额。
在实际计算净消费额时，以国家为研究对象时可以用进出口商品的差额来计算净消费额。以地区（城市）为研究对象时，由于商品流通的广泛性，进出口商品在区域间的流动难以准确计算；此外，在我国并非每个城市都有相应商品的进出口口岸，实际消费地区未必是进出口地区，因此须要对区域贸易的计算方法进行调整。
区域贸易调整假定前提条件：第一，区域之间的商品自由流通；第二，区域之间进出口商品可以从任一口岸进行通关，而销售则面向各区域。
定义αik为进出口足迹系数，则：
αik＝Ni×λk
式中，αik为k地区i种商品进出口足迹系数；Ni为i种商品携带的生态足迹量，λk为k地区进出口商品比重。进出口足迹系数较好地解决了地区之间进出口商品自由流通所带来的生态足迹计算问题。
商品携带的生态足迹量的计算公式为：
式中，N为全部进出口商品携带的生态足迹量。
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