生态足迹、产业结构与区域经济可持续发展
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[摘 要]应用生态足迹模型测算了重庆1997年～2009年的生态足迹，应用发展能力公式对重庆可持续发展能力进行了评估，以及采用产业—生态和谐指数分析了产业结构与生态环境的协调性。实证研究表明：1997年～2009年重庆人均生态足迹不断增加，人均生态赤字逐年扩大；可持续发展能力有所提高，但仍然具有潜在的不可持续性；产业—生态和谐指数逐步下降，产业发展超出生态环境承载能力的势头逐步加强。在生态问题的背后，产业结构是影响重庆可持续发展的关键，对产业结构与生态环境关系的认识与解决程度有助于减少重庆生态赤字，推动重庆经济可持续发展。
[中图分类号] F062.2 [文献标识码]A [文章编号]1673-0461（2013）11-0052-06
一、引 言
重庆作为我国中西部地区唯一的直辖市和西南地区最大的工业重镇，直辖以来国家看好重庆以及重庆积极争取政策为重庆经济发展提供了强大的政策支撑，经济保持高速增长。然而，这样的高速增长却付出了很大的生态环境代价。当前，重庆仍处在工业化和城市化进程加快推进的双重过程中，如何在经济高速增长的同时，实现生态环境与经济的可持续发展，是重庆在未来发展中面临的关键问题。基于此，本文将应用生态足迹模型测算重庆1997年～2009年的生态足迹，应用发展能力公式对重庆可持续发展能力进行评估，以及采用产业—生态和谐指数分析产业结构与生态环境的协调性，这对于推进重庆市“大城市、大农村”和“大山区、大库区”的典型生态脆弱区的生态文明建设、转变发展观念、创新发展模式，指导全市乃至全国的可持续发展具有较好的现实意义。
二、重庆生态足迹的动态]变和可持续发展能力分析
区域经济可持续发展以一定区域的自然资源为基础，同环境承载力相协调，旨在寻求一种最佳的生态系统以支持生态的完整性和区域可持续发展的实现，使经济发展与区域环境容量相协调[1]。生态足迹指标是一种测算人类对自然利用程度、衡量区域可持续发展能力的有效工具。近年来，生态足迹与经济发展关系研究受到学术界广泛关注[2-6]，实证结果表明，我国各省市均存在不同程度的生态赤字。直辖10多年来，重庆的生态足迹与生态承载力状况究竟发生了怎样的变化，其经济发展是否与区域环境容量相协调是有待研究的问题。本文运用生态足迹模型对1997年～2009年间重庆的生态足迹变化状况进行分析，生态足迹效率（单位生态足迹的生产总值）的分析以及经济可持续发展能力的评价，可以较全面地评估重庆的生态承载力与生态系统]化状况、经济增长的资源利用情况及其潜在的生态安全风险。
1. 生态足迹计算模型
生态足迹是用来测定在一定的人口与经济规模条件下，维持区域资源消费及废弃物吸收所必需的6类生物生产的土地面积（森林、草地、耕地、水域、化石燃料用地、建筑用地）。鉴于生态足迹分析方法操作性较强，是分析生态状况变化，以及评估可持续发展能力的有效工具。具体来说，首先，计算一定区域内消费与废弃物排放所需要的生态生产性面积来，即生态足迹，然后，计算该区域所提供的生态生产性土地面积，即生态承载力，然后将两者加以比较[7]。如果人均生态承载力大于人均生态足迹，则表明该区域的经济社会发展正处于自然生态系统的承载范围内，生态经济系统处于可持续发展状态；反之，则表明该区域的经济社会发展不具有持续性[8]。在生态足迹模型中，采用耕地、草地、水域、林地、建筑用地，以及化石燃料用地等6类基本生态生产性土地面积来折算各种资源和能源消费量。生态足迹、生态承载力的计算公式分别如公式（1）和（2）所示：
EF=N×ef=N×■aai=N×■（ci/pi） （1）
式（1）中，EF为总生态足迹；N为区域总人口数；ef为人均生态足迹；i为消费商品的类别；aai为i种商品折算的生物生产面积；ci为第i种商品的人均消费量；pi为第i种消费商品的世界平均生产能力。
EC=N×ec=N×■aj×rj×yj （2）
式（2）中，EC为总生态承载力；N为区域总人口数；ec为人均生态承载力；j为生物生产性土地类型；aj为人均第j类生态生产性土地面积；rj为第j种土地的类型的均衡因子；yj为第j种土地类型的产量因子。
2. 1997年～2010年重庆市生态足迹的动态]变趋势
一个地区的生态足迹由各种生物资源与能源消费的足迹构成。农产品、动物产品、林产品和水产品等构成了生物资源生产部分，本文具体包括粮食、油料、麻类、甘蔗、烟叶、蔬菜、蚕茧、水果、牛奶、禽蛋、水产品、猪肉、牛肉、羊肉和禽肉共15种。在计算生物资源生产面积折算中，采用联合国粮农组织1993年计算的有关生物资源的世界平均产量资料。另外，根据资料计算原油、原煤以及天然气和电力4类主要能源的足迹，采用世界单位化石能源土地面积的平均发热量为标准，将能源生产转化为化石能源土地面积。在计算中，均衡因子和产出因子采用Wackernagel等的研究成果[9]。根据1997年～2009年土地变更调查资料和重庆1998年～2010年统计年鉴数据，以及相关社会经济统计资料对重庆历年生态足迹进行计算，计算结果见图1。
从图1可以看出，1997年～2009年重庆人均生态足迹的]变可分为4个阶段。第一阶段：1997年～2001年，我国开始了以通货紧缩为主导的宏观调控，国民消费逐渐回归，重庆的人均生态足迹与人均生态承载力的差距，即人均生态赤字保持相对恒定，基本保持在0.89 hm2左右。第二阶段：2002年～2005年，伴随着我国加入世贸组织，汽车关税逐渐降低，这助推了重庆汽车产业的进一步发展。而且，由于受到国家积极财政政策、货币政策，以及城市化政策的影响，重庆房地产业迅速发展，使得市场消费不断扩大，从而重庆市的人均生态足迹迅速扩大，2005年达到该阶段的一个峰值，为1.786175hm2，在此期间，随着城市化的推进，大量耕地被占用，从而使得人均生态承载力有所下降，人均生态赤字不断增大，2005年人均生态赤字达到1.327516hm2。第三阶段：2006年，重庆的人均生态足迹从2005年的峰值陡然下降到1.140757hm2，下降了56.58%。这主要由于国家在2003年开始了新一轮旨在强调转变经济增长方式的宏观调控，通过节能减排建设资源节约型、环境友好型社会，但由于政策时滞，其效应在2006年才开始慢慢显现，在生态承载力变化幅度不大的情况下，使得生态赤字也相应下降。第四阶段：2007年～2009年，随着重庆区域经济协调发展的增强，城乡统筹综合改革试验区、两路寸滩保税港区的成立，以及国务院出台第3号文件的出台等，一系列制度变迁又使得重庆经济发展向好，生态足迹出现新一轮的扩大，2009年人均生态足迹达到1.970237hm2，人均生态承载力也降低到0.445671hm2，生态占用已远远超过生态承载力，处于不可持续发展状态。从图1可以看出，生态赤字有不断扩大的趋势。
3. 重庆1997年～2009年生态足迹效率分析
生态足迹效率越高表明产生一单位生态足迹的产值越高，经济发展效率也越高；生态足迹效率越低则表明产生一定产值的消耗越大，经济发展效率越低[10]。根据《重庆市统计年鉴》历年GDP数据，以及上文得到的重庆市历年人均生态足迹数据，计算了1997年～2009年的人均生态足迹效率。从图2可以看出，除了第一产业在2003年前，人均生态足迹效率有小幅下降，第二、三产业以及全市的生态足迹效率都在逐年上升。人均生态足迹效率的逐年上升的原因可归结为资源利用效率的提高及更多对技术要素在经济生产过程的运用，减少了对资源的消耗，说明了重庆在朝着可持续方向发展。然而，生态足迹的明显增长表明了重庆区域生态赤字呈现扩大之势。
4. 重庆可持续发展能力分析
重庆可持续发展能力，可采用Ulanowicz发展能力公式进行计算，即发展能力等于人均生态足迹与生态足迹的多样性指数的乘积，如式（3）所示：
DC=ef×H=ef×（-■Pi ln pi） （3）
其中，DC为发展能力（Development Capacity），ef为人均生态足迹，H为多样性指数，表示各种土地类型在生态足迹中的数值，用以评价经济生态系统的稳定性。Pi为i种土地类型在总生态足迹中的比例，即丰裕度；lnPi为i种土地类型在总生态足迹中的分配状况，即公平度。如果在一个生态经济系统中，其生态足迹的分配越平等，那么对于给定系统组分的生态经济系统而言，多样性就越高[11]。根据式（3）及上文得到的重庆历年生态足迹数据，计算得到1997年～2009年重庆市生态足迹的多样性指数与发展能力指数（见图3）。从图3可以看出，重庆生态足迹的多样性指数有所上升，从1997年的1.076600上升到2009年的1.139278。对于生态经济发展能力，则由1990年的1.472300上升到2009年2.244647，增加了52.46%。耕地生态足迹基本上保持平衡，而多样性指数逐渐下降；林地、草地、水域、建筑用地、化石燃料用地的生态足迹及其多样性指数有所增加。从实证结构来看，由于人均生态足迹的扩大、多样性指数的增加，尤其是建筑用地、化石燃料用地使得重庆生态经济发展能力提高。
从土地利用来看，尽管耕地、草地的丰裕度不断下降，林地、水域、建筑用地和化石燃料用地的丰裕度逐年提高，但生态足迹的增加幅度远远超过丰裕度，尤其是建筑用地和化石燃料用地。建筑用地的生态足迹从1997年的0.002374上升到2009年的0.006622，增加了近1.79倍，而丰裕度从1997年的0.000066上升到2009年的0.000078，仅仅增加了0.17倍。化石燃料用地的生态足迹从1997年的0.258044上升到2009年的0.763810，增加了近2倍，而丰裕度从1997年的0.001736上升到2009年的0.003361，增加了仅0.94倍。这表明重庆市生态经济发展能力提高的背后仍然具有潜在的不可持续性。
三、重庆市产业结构与生态环境的协调性分析
1. 产业结构对重庆市生态环境的影响
产业结构作为人类作用于生态环境的主要环节，它的组合类型和强度在很大程度上决定了经济效益、资源利用效率和对环境的胁迫，与区域资源、环境存在着显著的互动关系[12]，影响着人均生态足迹、生态足迹效率以及多样性指数，进而影响着区域经济的可持续发展。产业结构变化的动态过程是资源得到更有效配置的过程，是经济增长的中心，也是经济社会全面、协调、持续发展的客观要求。
重庆产业结构对生态环境的影响主要表现在以下4个方面：一是重庆作为西部地区重工业和制造业基地，能耗高、污染大的产业比重偏高、轻重工业比重悬殊。从2000年以后，重工业比重一直都保持在60%以上，2010年重工业比例更是达到69.9%，比起轻工业多出39.8个百分点。重工业往往依赖于对矿产、能源的开发利用，高能耗、高污染不可避免。二是工业结构比较单一，优势不显著，特色不明显，尤其诸如IT业、生物工程与生化制药、新材料现代环保制造业等尚未形成规模与品牌的新兴加工业。对于汽车、摩托车等传统优势行业，在生产能力过剩的挤压下，其生存空间也变得日益狭小。三是第三产业发展滞后，内部结构和质量问题非常突出。重庆2010年第三产业增加值占总产值的36.4%，低于全国平均水平6.6个百分点。第三产业中基础性行业和传统行业所占的比重过大，在交通运输、批发零售业、仓储邮政业，以及住宿餐饮业方面，新兴行业、高增加值行业如金融业、房地产业、信息传输、计算机服务和软件业等方面，其比重较其他直辖市来讲，也处于比较劣势。四是产业技术水平落后，创新能力薄弱。从科技活动产出来看，2010年重庆市专利申请和专利授权为22 825件和12 080件，分别比上海少48 371件和36 135件，专利授权中发明专利仅占9.5%，低于上海5.3%的比重水平。产业发展存在着重引进，不注重消化吸收与再创新，以及过于依赖国外的技术和装备等严重问题，产业自主创新能力极其有限。
2. 产业结构效益与产业—生态和谐指数
为了进一步描述重庆产业结构与生态环境的关系，本文通过建立产业—生态和谐指数来定量描述重庆产业结构与生态环境之间的耦合程度。产业—生态和谐指数表示单位生态容量（承载力）的产业结构效益，即比较劳动生产率与人均生态承载力之比，用以描述产业结构在发展过程中与生态环境彼此和谐共融的可持续发展状态，是区域生态经济系统得以健康发展的根本保证。产业—生态和谐指数的计算公式如下所示。
IEHI=■=■=■×■ （4）
其中，IEHI为产业—生态和谐指数，ec为人均生态承载力，ISB为产业结构效益，以第一产业比较劳动生产率X1与第二、三产业比较劳动生产率X2之比表示。其中，比较劳动生产率又称相对国民收入，其等于产业国民收入的相对比重除以产业劳动力的相对比重，y1和l1分别表示第一产业国民收入比重和劳动力比重，y2和l2分别表示第二、三产业国民收入比重和劳动力比重。
3. 重庆产业结构与生态环境的协调性分析
1997年～2009年重庆ISB、IEHI的变化趋势如图4所示。从图4可以看到，直辖以来，重庆ISB呈下降趋势，从1997年的0.187下降到2009年的0.131，下降了31.6%，这主要由于重庆集大城市、大农村于一体，城乡二元结构显著，仍然有大量剩余劳动未脱离农村，加之农业发展不力使得第一产业比较劳动生产率较低，而重庆的主导产业集中在第二、三产业，增长效应和就业效应较大，比较劳动生产率较大，因此第一产业与第二、三产业之间的比较劳动生产率差距越来越大，两者的比值就越来越小。IEHI也从1997年的0.374降到2009年的0.293，下降了21.6%，说明了单位生态面积所承载的产业，其结构效益在下降，表明重庆的产业发展尚未充分发挥生态环境的承载潜力，产业发展超出生态环境承载能力的势头逐步加强。另外，第二、三产业对生态承载力的占用表现为化石燃料用地和建筑用地，第一产业对生态承载力的占用主要表现为耕地、林地、草地、水域，在化石燃料用地和建筑用地（第二、三产业占用）人均生态足迹较耕地、林地、草地和水域（第一产业占用）大幅提升，而化石燃料用地人均生态承载力为0及建筑用地人均承载力仅小幅上升的情况下，第二、三产业较第一产业而言，较高的比较劳动生产率必然以牺牲生态环境为代价、超越生态环境容量而增长，即在X1与X2的变动逐步拉大情况下，加之生态承载力的不断下降，使得产业—生态和谐指数出现下降。
四、结论与启示
本文基于重庆1997年～2009年相关数据，对重庆生态足迹、可持续发展能力及生态环境与产业结构的协调性进行了实证研究。研究结果显示：重庆人均生态足迹不断增加，人均生态赤字逐年扩大；重庆可持续发展能力有所提高，但仍然具有潜在的不可持续性；产业—生态和谐指数逐步下降，产业发展超出生态环境承载能力的势头逐步加重。具体而言，①重庆市1997年～2009年间的人均生态足迹需求不断增大，从1997年的1.367546hm2增加到2009年的1.970237hm2，增加了44.07%。生态赤字逐年增大，2009年生态赤字达到1.524566hm2，比1997年增加了75.90%。这说明，重庆市在直辖以来，生态安全性持续下降，经济的可持续发展能力日益面临生态承载力的严峻约束。②人均生态承载力有所下降，从1997年的0.500844hm2下降到2009年的0.445671hm2，下降了12.38%。这表明，重庆市在直辖以来，在提高单位生态面积的生物产量以提高生态承载力方面，还需要增加力度。③生态赤字逐年增大，但生态足迹效率则逐年上升，全市生态足迹效率从1997年的1 103.98亿元/hm2增加到2009年的每公顷3 314.33亿元/hm2，这主要是由于资源利用效率的提高和技术进步、制度创新在经济生产过程中的更多运用，从而减少了资源的消耗。④重庆市的经济可持续发展能力由1997年的1.472300上升到2009年的2.244647，增加了52.46%，然而这主要得益于人均生态足迹以及多样性指数的增加。从重庆市土地利用来看，生态足迹的增加幅度远远超过丰裕度，尤其是建筑用地和化石燃料用地。建筑用地的生态足迹从1997年～2009年增加了近1.79倍，而丰裕度仅仅增加了0.17倍，化石燃料用地的生态足迹从1997年～2009年增加了近2倍，而丰裕度增加了仅0.94倍，这表明重庆市经济可持续发展能力提高的背后仍然具有潜在的不可持续性。⑤产业—生态和谐指数也有所下降，从1997年的0.374降到2009年的0.293，下降了21.6%，说明了单位生态面积所承载的产业，其结构效益在下降，表明重庆市的产业发展尚未充分发挥生态环境的承载潜力，产业发展超出生态环境承载能力的势头有所加强。
在生态环境开始成为区域经济可持续发展制约因素的背景下，高能耗的发展方式已不再适应发展需求。从经济发展的阶段和趋势看，重庆还不能跨越重化工业发展阶段，工业发展对能源的依赖性还比较强，煤、电等要素等需从外购入，要想在“十二五”时期内实现工业经济可持续发展，就必须进行产业结构优化升级。基于此，本文提出如下政策建议：①以创建国家环保模范城市为契机，以循环经济为模式，以节能减排为突破口，淘汰落后产能，推动产业结构朝多元化、轻量化发展，扎实推进传统工艺转型升级，着力打造高端化、高质化、高新化的产业集群；坚持工业与服务业并举、新兴产业和传统产业共进。②以主体功能区为划分依据，辅以不同县域的资源、环境承载力进行生态产业构建，引导形成建立在自身的资源禀赋上的产业结构，促进形成低碳的生产方式和绿色的消费模式，稳固、强化人与自然和谐相处的自然基础，构建安全的生态屏障。通过不断调优、调高、调轻产业结构，全面改善老工业基地“傻、大、黑、粗”形象，通过大力发展电子、信息、物流等低污染产业，逐步提升经济发展的质量和水平。③有机结合市场的基础性作用与政府的引导作用，明晰生态资源保护的产权关系，利用多种形式的生态补偿机制来发展经济，切实保护生态资源，提高单位森林、绿化、湿地面积的生态产出量。④不断促进土地资源利用节约集约化，提高生态足迹多样性指数，不断增强生态经济系统的稳定性。
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Study on Industrial Structure， Ecological Footprint
and Regional Economy Sustainable Development
——Take Chongqing as an Example
Cheng Li
（ Southwestrn University of Finance and Economics，Chengdu 611130，China）
Abstract：This paper calculates the ecological footprint of Chongqing from 1997 to 2009 based on the ecological footprint model，evaluates the sustainable development capability by applying development capability formula and analyzes the compatibility between industrial structure and ecological environment with the industry-ecological harmony index （IEHI）. The empirical study indicates： Firstly，Chongqing per capita ecological footprint gets increasingly increased from 1997 to 2009 and the ecological deficit grows year by year. Secondly， the ability of sustainable development of Chongqing rises to some extent， but it still has potential un-sustainability. Thirdly，the IEHI gradually declines and the trend that industry develops beyond the environmental carrying capacity gradually become strong. Behind the ecological problems，the industrial structure is the key factor that influence the sustainable development of regional economy，thus the identification of and the solution to the relationship between them could contribute to reducing the ecological deficit and promote the sustainable development of regional economy.
Key words：industrial structure； ecological footprint； regional economy； sustainable development