城市化进程中的土地自然资本利用动态分析
方恺1,2, 吴次芳1, 董亮2,3
1. 浙江大学公共管理学院,中国 杭州 310058
2. 荷兰莱顿大学环境科学研究所,荷兰 莱顿 2333CC
3. 日本国立环境研究所,日本 筑波 305-8506

第一作者简介:方恺(1986- ),男,浙江杭州人,研究员,博士生导师,中国自然资源学会会员(S300001140M),主要从事资源环境管理研究。E-mail: fangk@zju.edu.cn

摘要

论文聚焦城市化进程中的土地自然资本利用演变,从生产性视角定义了土地足迹和土地承载力的核算方法,在此基础上运用一个区分自然资本流量与存量、可以进行“产品—地类—区域”尺度转换的三维足迹模型,对2000—2014年贵阳市的土地自然资本利用状况进行了系统分析。结果表明:过去15 a贵阳市的土地自然资本流动性提高了39.4%,存量消耗强度降低了15.7%。耕地自然资本的流量占用规模和存量消耗强度均为最大,农业生产结构逐渐由粮食主导型向蔬果主导型转变;林地取代草地成为自然资本利用第二大地类,其生态盈余是区域自然资本流量增加的主要来源;草地自然资本的存量-流量利用比虽有大幅回落,但仍存在较大的反弹风险;建设地对自然资本流量的占用规模超越草地仅次于林地,并与城市化率在1%的水平上显著正相关;水域的自然资本利用占比最小,且由以存量消耗为主过渡到以流量占用为主。论文从区域和地类两个层面揭示了城乡土地利用变化与自然资本流量占用和存量消耗之间的关系,为提升足迹核算与分析方法的科学性和标准化提供了参考依据。

关键词: 自然资本; 城市化; 土地足迹; 三维模型; 贵阳市
中图分类号:F062.2 文献标志码:A 文章编号:1000-3037(2018)01-0001-13
The Use of Land Natural Capital in the Context of Urbanization
FANG Kai1,2, WU Ci-fang1, DONG Liang2,3
1. School of Public Affairs, Zhejiang University, Hangzhou 310058, China
2. Institute of Environmental Sciences, Leiden University, Leiden 2333CC, The Netherlands
3. Center for Social and Environmental Systems Research, National Institute for Environmental Studies, Tsukuba 305-8506, Japan
Abstract

The paper focused on the changes in natural capital use of urban and rural lands. It redefined the land footprint and land carrying capacity from the production perspective, and applied a revised 3D land footprint model which can differentiate the flows and stocks of natural capital between the scales of product, land and region. Then, the land natural capital use of Guiyang City in 2000-2014 was investigated. The results show that the mobility of natural capital flows increased by 39.4% while the depletion intensity of natural capital stocks decreased by 15.7%. There was a significant change in the composition of land natural capital use, as proven by the growing diverse sources of natural capital flows. Specifically, the largest appropriation of flows and depletion of stocks of land natural capital was found in cropland. However, the gap between cropland and other four land types was shrinking as a result of the reform of the supply front. The dietary supply patterns in Guiyang transformed from crop-dominated to vegetable-dominated. The expanding flows of natural capital benefitting from ecological surplus allowed the forest to have the second-largest share of natural capital use. The stock-flow utilization ratio of natural capital declined remarkably when it comes to the grassland, irrespective of the considerable risk of rebound. The built-up land attracted many of the natural capital flows and thus replaced grassland to be the third-largest land type in terms of natural capital use. There was a significant positive correlation between the magnitude of natural capital use in built-up land and the urbanization rate of Guiyang. The water body accounted for the least amount of natural capital use, and its natural capital use shifted from stock depletion-dominated to flow appropriation-dominated. The research to some extent exposited the nexus between the land use change and the flow-stock dynamics of natural capital in Guiyang City, and thus provided a reference for further scientific discussions on improving the robustness and standardization of footprint methodologies.

Keyword: natural capital; urbanization; land footprint; 3D model; Guiyang City

改革开放以来, 中国的城市化率从1978年的17.9%跃升到2014年的54.8%, 速度之快世所罕见[1]。在“ 新型城镇化” 上升为国家战略的背景下, 如何走出一条符合生态文明与绿色发展理念的城市化道路, 成为各方热议的焦点[2]。国内外经验表明, 快速城市化过程往往伴随着生态系统格局与过程的剧烈改变, 而由此引发的生态系统产品与服务的变化反过来又会影响人们利用土地的方式, 并对社会发展进程产生深远影响[3, 4]。因此, 城市化与土地利用之间的关系已成为地学、资源科学、环境科学、生态学、经济学、管理学、社会学等学科共同关注的前沿课题[5]

在学术界, 一个广泛的共识是自然资本已取代人造资本成为人类福祉的首要限制性因素[6]。生态系统服务价值理论常被用于评估城乡土地利用变化所导致的自然资本损益[7], 然而价值量评估不可避免地存在主观性、片面性、简单化、静态化等问题, 这也是该理论备受诟病的主要原因[8]。而生态足迹理论则可在一定程度上避免货币化核算的弊端。从资本转换的角度来看, 生态足迹方法的实质是将负载在不同土地利用类型上的自然资本供需状况, 通过生产力因子重新投影到地球表面, 成为确切的土地自然资本数量, 本质上属于生物物理评估方法[9]。但是经典的生态足迹模型无法有效区分流量与存量, 未能体现生态赤字在时间维度上的累积效应, 故很少用于自然资本利用实例研究。为了解决这一问题, Niccolucci等[10, 11]提出了三维生态足迹的概念, 通过足迹广度和足迹深度两项新指标, 对过去数十年全球土地利用所引发的自然资本流量和存量变化进行了初步测度。方恺[9, 12, 13, 14]最早将三维生态足迹研究引入中国, 并针对不同地类间生态赤字与生态盈余可相互抵消的缺陷, 提出了一个改进的三维足迹模型, 用于分析省际、国家和国际等尺度的自然资本利用时空特征。这一改进模型已被一些学者所采纳, 如杜悦悦等[15]用其比较了华北13个城市的人均区域足迹深度、足迹广度及其影响因素, 揭示了京津冀城市群的自然资本利用格局; 张星星等[16]用其分析了珠江三角洲城市群的自然资本利用变化, 并基于偏最小二乘法探寻了经济社会驱动力。

上述研究均同时将土地利用对应的“ 实态” 生态足迹(又称土地足迹)与能源碳排放对应的“ 虚态” 生态足迹(又称能源足迹)[17]纳入核算账户, 其本意是尽可能全面地涵盖支撑人类社会的关键自然资本类型。但后者没有对应承载力, 故不得不并入前者计算足迹深度, 这样一来往往导致土地足迹深度奇高。事实上, 实态足迹与虚态足迹之间存在诸多本质差异, 将两者加总非但无助于反映区域自然资本利用的实际状况, 反而会损害生态足迹的科学性与合理性[18]。因此, 本文聚焦实态的土地足迹, 通过一个改进的三维足迹模型, 对2000— 2014年贵阳市土地利用所导致的自然资本流量与存量变化进行分析, 以期为协调推进城市化与可持续发展战略提供政策参考。

1 研究区与研究方法
1.1 研究区概况

贵阳市(106° 07′ ~107° 17′ E, 26° 11′ ~26° 55′ N)地处黔中山原丘陵中部, 长江与珠江分水岭地带, 是贵州省省会和西南地区重要的枢纽城市, 下辖6区1市3县, 总面积8 034 km2, 2015年人口4.62× 106人, 国内生产总值(GDP)2.89× 1011元。贵阳市在环境保护和生态文明建设方面一直走在全国前列, 2010年被列入全国首批低碳试点城市, 2014年成为首批通过验收的国家循环经济试点示范单位之一, 2016年又提出了建设全国生态文明示范城市的发展新目标。此外, 贵阳生态文明国际论坛是中国唯一以生态文明为主题的国家级、国际性高端峰会, 迄今已成功举办了8届。

然而长期以来, 贵阳市过于依赖资源密集型产业拉动经济增长, 形成了高投入、高消耗、高排放、低效率的资源型经济特征。随着城市化持续推进, 人口增长、城市膨胀与资源环境有限承载之间的矛盾日益尖锐, 对经济社会发展的刚性约束作用逐渐显现。2000— 2014年, 贵阳市的人口城市化率年均递增3.4%, 按王洋等[19]的界定属于“ 低速” 扩张; 土地城市化率年均递增16.0%, 属于“ 极高速” 扩张。在土地城市化明显超前于人口城市化的背景下, 系统分析贵阳市土地足迹的动态变化趋势, 对于明晰土地自然资本的损益和收支情况、合理规划城市的可持续发展路径具有重要意义。

1.2 研究方法

全球足迹网络(GFN)最初给出的生态足迹和生物承载力核算方法过于简略, 加之后来又对参数不断进行修正, 从而导致不同版本并存的混乱局面[20], 削弱了方法的标准化和结果的可比性。此外, 生物承载力大小取决于区域实际的土地资源禀赋, 属于“ 生产性” 指标, 与常规“ 消费性” 生态足迹存在核算视角不一致的问题[21]。鉴于此, 本文基于生产性视角重新定义足迹和承载力指标, 将扣除化石能源之后的生产性生态足迹称为土地足迹, 将对应生物承载力称为土地承载力(土地承载力的量化方法有很多, 本文仅从与土地足迹对应的角度进行研究), 在此基础上, 推导出统一的土地足迹和土地承载力核算方法。针对Niccolucci等的三维足迹模型只适用于单一地类或所有地类均呈现生态赤字的局限, 通过明确“ 产品— 地类— 区域” 之间的尺度转换原则, 提出适用于三重尺度的足迹广度、深度计算公式。

1)土地足迹核算

土地足迹定义为支撑区域生物产品(农产品、畜牧产品、林产品和水产品)生产和城镇用地扩张所需的生物生产性土地面积, 计算公式如下:

LF=j=1ni=1mPijAPw, ijrj(1)

其中:

rj=i=1mAPw, ijAw, ijAw, jj=1ni=1mAPw, ijAw, ijAw(2)

式中:LF为土地足迹(hm2); n为土地类型数; m为产品类型数; Pijj类土地的i类产品产量(t); APw, ijj类土地的i类产品的全球平均产量(t· hm-2); rjj类土地的均衡因子, 等于该类土地的全球平均生物生产力与各类土地的全球平均生物生产力之比; Aw, ij为生产i类产品的全球j类土地面积(hm2); Aw, j为全球j类生产性土地面积(hm2); Aw为全球生产性土地总面积(hm2)。

2)土地承载力核算

土地承载力定义为区域实际可提供的生物生产性土地面积, 且需要扣除12%用于生物多样性保护, 计算公式如下:

LC=0.88j=1nAjrjyj(3)

其中:

yj=i=1mPijAijAji=1mAPn, ijAn, ijAn, j(4)

式中:LC为土地承载力(hm2); Ajj类生产性土地面积(hm2); yjj类土地的产量因子, 等于该类土地的区域平均生物生产力与全球或国家平均生物生产力之比(本文采用区域与国家平均生物生产力之比计算产量因子); Aij为生产i类产品的j类土地面积(hm2); APn, ijj类土地的i产品的国家平均产量(t· hm-2); An, ij为生产i类产品的国家j类土地面积(hm2); An, j为国家j类生产性土地面积(hm2)。

3)足迹广度核算

足迹广度定义为土地承载力限度内的生物生产性土地年际占用面积, 用于表征人类利用自然资本流量的规模。足迹广度在地类和区域尺度的计算公式分别如下:

LFsiz, j=min{LFj, LCj}(5)

LFsiz, reg=j=1nmin{LFj, LCj}(6)

式中:LFsiz, jj类土地的足迹广度(hm2); LFjj类土地足迹(hm2); LCjj类土地承载力(hm2); LFsiz, reg为各地类所组成区域的足迹广度(hm2)。

4)足迹深度核算

足迹深度定义为生态赤字情形下土地足迹相当于土地承载力的倍数, 用于表征人类消耗自然资本存量的强度。足迹深度在地类和区域尺度的计算公式分别如下:

LFdep, j=1+max{LFj-LCj, 0}LCj(7)

LFdep, reg=1+j=1nmaxLFj-LCj, 0j=1nLCj(8)

式中:LFdep, jj类土地的足迹深度; LFdep, reg为各地类所组成区域的足迹深度。

5)自然资本流量收益率

当自然资本流量未被完全占用时, 足迹深度处于原长1。引入自然资本流量收益率指标UEflo, 以表征人类利用流量的实际效率, 计算公式如下:

UEflo=LFsizLC×100%(LFLC)(9)

6)自然资本存量-流量利用比

当自然资本流量被完全占用时, 资本存量也开始消耗。由于足迹广度与深度的维度和量纲不同, 无法直接进行比较, 引入资本存量-流量利用比指标 URflosto, 以表征实际利用自然资本中的存量与流量比例关系, 计算公式如下:

URflosto=LF-LFsizLFsiz=LFdep-1(LF> LC)(10)

7)自然资本利用多样性指数

自然资本在不同地类上分布的多样性对于生态系统的结构和功能具有重要意义, 有助于提升土地利用的整体效益。借鉴Shannon-Wiener多样性指数[22], 提出自然资本流量多样性指数和存量多样性指数, 计算方法分别如下:

IDsiz=-j=1n(PLFsiz, jlnPLFsiz, j)(11)

IDdep=-j=1n(PLFdep, jlnPLFdep, j)(12)

式中:IDsiz为自然资本流量多样性指数; PLFsiz, jj类土地的足迹广度在区域足迹广度中的比例; IDdep为自然资本存量多样性指数; PLFdep, jj类土地的足迹深度在各地类足迹深度之和中的比例。

1.3 数据来源与处理

基于数据可得性和权威性等因素综合考虑, 本研究选取的基础数据主要来自《贵阳统计年鉴(2001— 2015)》[23]和相关数据库:1)土地利用类型包括耕地、草地、林地、水域和建设地, 分别对应耕地足迹、草地足迹、林地足迹、水域足迹和建设地足迹; 2)生物产品包括农产品、畜牧产品、林产品和水产品等4大类数十小项, 将其产量数据与土地利用数据构成产品-地类矩阵; 3)各类生物产品的全球平均产量来自联合国粮农组织数据库FAOSTAT[24]; 4)产量因子根据代表性生物产品的实际产量与全国产量之比进行计算, 均衡因子采用GFN提供的2016版最新数据[25], 结果如表1所示。土地足迹、土地承载力、足迹广度和足迹深度的核算框架如图1所示。

图1 土地足迹、承载力、足迹广度和足迹深度核算框架Fig. 1 Accounting framework for the land footprint, carrying capacity, and footprint size and depth

表1 贵阳市主要土地利用类型的产量因子和均衡因子 Table 1 Yield and equivalence factors for major land use types in Guiyang
2 结果与分析
2.1 耕地自然资本利用状况

耕地是贵阳市居民食物供给的主要来源。2000— 2014年, 贵阳市的人均耕地足迹呈现波动变化, 最高为2008年的0.440 ghm2, 最低为2002年的0.326 ghm2, 总体变化不大(图2)。过去15 a间, 贵阳市农业生产由粮食主导型向蔬果主导型转变, 谷物类食物稻谷、玉米和小麦足迹分别从0.134、0.073、0.020 ghm2减少到0.060、0.043、0.005 ghm2, 在耕地足迹中的占比合计由55.9%降至27.3%; 而同期蔬菜和水果足迹分别增长了1.6倍和3.6倍, 在耕地足迹中的占比合计由18.3%上升至51.5%, 蔬菜取代稻谷成为耕地足迹的首要组分; 油脂类食物油菜籽、大豆和花生足迹的占比合计由16.6%降至13.6%。贵阳市的耕地足迹深度呈现先降后升的变化趋势, 最高为2013年的4.18, 最低为2005年的2.89, 均大幅超出原长1。由于贵阳市的人均耕地面积呈现下降趋势, 加之新增耕地主要分布在山地丘陵区, 因此耕地产量因子相对于全国均值始终处于较低水平(表1)。在生态赤字的背景下, 耕地足迹广度与耕地承载力两者始终相等, 从2000年的0.106 ghm2减少到2014年的0.097 ghm2, 仅为同期土地足迹的23.9%~34.6%, 表明透支耕地自然资本存量已成为贵阳市农业发展的常态。

图2 2000— 2014年贵阳市耕地自然资本利用变化及耕地足迹构成比较Fig. 2 Changes in cropland’ s natural capital use and compositions of cropland footprint in Guiyang

2.2 草地自然资本利用状况

草地产出的畜牧产品提供了大量的动物蛋白, 是贵阳市居民食物消费的重要来源之一。2000— 2014年, 贵阳市的人均草地足迹呈现先升后降的变化趋势, 2006年达到0.022 ghm2的历史高位, 2007年由于猪、牛、羊肉和禽蛋产量大幅减少, 导致当年草地足迹仅为0.013 ghm2, 为15 a间最低(图3)。份额最大的猪肉足迹从0.012 ghm2减少到0.010 ghm2, 占比由81.5%降至65.2%; 除猪、羊肉外, 其他组分占比均有所提高, 禽肉、禽蛋、奶制品和牛肉分别由7.4%、6.7%、2.3%、1.6%上升至15.4%、12.1%、5.2%、2.0%, 反映出畜牧业生产向精细化、品质化方向发展的特点。贵阳市的草地足迹深度呈现先升后降再企稳的变化趋势, 最高为2006年的7.69, 最低为2011年的2.74。近年来, 草地足迹处于0.015 ghm2左右的低位, 而人均草地面积保持稳定, 草地产量因子有所提高(表1), 导致草地足迹深度明显回落。同时也应看到, 贵阳市的草地面积仅为耕地面积的1/5, 人均草地承载力远低于全国平均水平, 未来随着城乡居民对肉、蛋、奶等产品的需求进一步增大, 草地足迹深度存在较大的反弹风险。

图3 2000— 2014年贵阳市草地自然资本利用变化及草地足迹构成比较Fig. 3 Changes in grassland’ s natural capital use and compositions of grassland footprint in Guiyang

2.3 林地自然资本利用状况

林地除了供给板栗、核桃等食用林产品外, 还是油桐籽、油茶籽和木材等原材料的来源。2000— 2014年, 贵阳市的人均林地足迹呈现先升后降的变化趋势, 最高为2009年的0.071 ghm2, 最低为2000年的0.013 ghm2[图4(a)]。人均林地承载力呈现波动变化, 先从2000年的0.049 ghm2快速增加到2006年的0.104 ghm2, 再减少到2010年的0.061 ghm2, 又缓慢回升到2014年的0.091 ghm2。林地承载力除了受人均林地面积变化影响外, 林产品产出率的贡献也不容小觑。林地承载力最高的2006、2014年, 对应的林地产量因子也达到历史高位(表1)。贵阳市的林地始终处于生态盈余, 林地足迹深度保持原长1。2000— 2014年, 贵阳市的森林覆盖率由34.8%增至45.0%, 远高于2014年全国21.6%的平均水平, 同期林地自然资本流量收益率由27.0%增至56.6% [图4(b)], 尚有一定的生态空间用于发展山地特色林产品。特别需要指出的是, 如果按Niccolucci等的做法将能源足迹并入林地计算足迹深度, 2014年贵阳市林地足迹深度竟高达13.22!该数值显然过于悲观, 无法反映当地森林生态系统的良好现状。

图4 2000— 2014年贵阳市林地自然资本利用变化 (a) 及资本流量收益率 (b)Fig. 4 Changes in forest’ s natural capital use (a) and unilization efficiency of capital flows (b) in Guiyang

2.4 水域自然资本利用状况

水域自然资本利用主要通过淡水捕捞和养殖等水产品生产来实现。2000— 2014年, 贵阳市的人均水域足迹呈现先升后降的变化趋势, 最高为2006年的0.000 28 ghm2, 最低为2007年的0.000 18 ghm2, 明显低于其他生物生产性土地足迹 [图5(a)]。这一方面是因为当地居民传统饮食习惯和地理位置导致水产品需求不旺; 另一方面, 贵阳市人均水资源占有量仅为991 m3/a, 属于临界重度缺水区域, 水产品产量因子始终很低(表1)。过去15 a间, 贵阳市的人均水域承载力(足迹广度)从0.000 05 ghm2缓慢增加到0.000 16 ghm2, 水域足迹深度从2000年的3.82逐渐回落到2014年的1.18, 水域自然资本存量下降的势头得到遏制。由于喀斯特地貌的生态脆弱性和水资源短缺的刚性约束, 今后贵阳市水域面积将难以扩大, 因此要着重从提高渔业产出率入手, 发展规模化水产养殖业和以稻田养鱼为代表的贵州山地特色生态农业, 为优化城乡居民膳食结构提供物质基础。

图5 2000— 2014年贵阳市水域 (a) 和建设地 (b) 自然资本利用变化Fig. 5 Changes in the natural capital use of water (a) and built-up land (b) in Guiyang

2.5 建设地自然资本利用状况

建设地包括城镇用地、工矿用地、交通运输用地等土地类型, 与人们日常的生产和生活关系最为密切。2000— 2014年, 贵阳市的人均建设地足迹从0.007 ghm2大幅增加到0.043 ghm2, 年均递增13.8% [图5(b)]。人均建设地承载力在2005年以前年均递增36.9%, 2005年以后基本稳定在0.025 ghm2左右。同期建设地足迹深度从1.49波动增加到1.56, 最高为2011年的1.91, 最低为2003年的1.32, 通过消耗资本存量来弥补资本流量不足是贵阳市建设地自然资本利用的基本特征。相关分析表明(表2), 无论是人口还是土地城市化率, 都与人均和区域总建设地足迹、承载力在1%的水平上显著正相关, 说明建设地自然资本流量占用规模与城市化水平的关联度高。建设地足迹深度与两种城市化率之间的R2则要小很多, 说明建设地自然资本存量消耗强度与城市化水平的关联度低。

表2 贵阳市城市化率与建设地足迹、承载力和足迹深度之间的相关性分析 Table 2 Correlations between Guiyang’ s urbanization rate and built-up land footprint, carrying capacity and footprint depth
2.6 贵阳市自然资本利用的总体状况

2000— 2014年, 贵阳市的人均土地足迹呈现先增后减再增的波动变化, 趋势与耕地足迹较为一致, 但后者占比从92.0%减少到78.4%(表3), 反映出农业“ 供给侧” 结构正在发生深刻变化; 除前2 a外, 林地是土地足迹的第二大地类, 占比3.0%~14.4%, 总体保持增长; 草地足迹占比2.6%~4.6%, 变化不大; 建设地足迹占比从1.7%增加到8.5%, 取代草地成为第三大地类; 水域在土地足迹中的份额极小, 仅为0.03%~0.06%。过去15 a间, 贵阳市的土地承载力小幅增长了0.058 ghm2, 耕地和林地分别具有第一、二大土地承载力, 两者占比逐渐接近。土地承载力仅为同期土地足迹的36.9%~52.5%, 且两者之间的绝对差距有所扩大, 从而导致土地生态赤字从2000年的0.279 ghm2增加到2014年的0.285 ghm2

值得注意的是, 前面分析的5种地类在研究期内一直稳定处于生态赤字(或盈余)状态, 因此其足迹广度分别等于各自的土地承载力(或土地足迹)。而在加总计算区域指标时, 地类之间生态盈亏状态的不同会引发区域整体生态效率的折损, 表现为土地足迹广度与土地足迹和承载力的背离。例如, 贵阳市土地足迹广度最低为2002年的0.125 ghm2, 最高为2008年的0.217 ghm2, 均比同期土地足迹和承载力的较小值还要低。因此, 过去15 a间, 自然资本流量收益率实际为74.6%~99.1%, 土地足迹深度从2.93减少到2.47, 自然资本存量快速下降的趋势得到遏制。

图6 2000— 2014年贵阳市及其各地类自然资本的存量-流量利用比Fig. 6 Stock-flow utilization ratio of natural capital of Guiyang and different land types

表3 2000— 2014年贵阳市土地足迹、承载力和足迹广度的地类构成 Table 3 Compositions of Guiyang’ s land footprint, carrying capacity and footprint size (%)

得益于耕地占比下降、其他地类占比上升, 贵阳市自然资本流量的多样性指数从0.60显著增加到1.08, 各地类对区域足迹广度的贡献度更加均衡。与此同时, 自然资本存量的多样性指数变化不大(保持在1.45左右), 但仍高于自然资本流量的多样性。贵阳市及其各地类的自然资本存量-流量利用比的计算结果见图6。2000— 2014年, 区域及草地和水域的该项指标均呈现下降趋势, 分别减少了23.8%、53.8%、93.6%; 与此相反, 耕地和建设地的该项指标分别增长了8.6%、14.5%; 林地因为没有自然资本存量消耗而一直为0。如果以自然资本存量-流量利用比等于1为分界线(图6红色虚线), 则除了水域的后4 a和建设地外, 其他地类乃至贵阳市的自然资本利用形式均以存量消耗为主, 2014年耕地、草地和区域的存量消耗量分别达到流量占用量的3.1、2.0、1.5倍。

3 结论与讨论

本文运用改进的三维土地足迹模型, 从地类和区域两个层面系统揭示了贵阳市在城市化进程中的土地自然资本利用状况及其演变趋势。从区域层面上看, 2000— 2014年贵阳市的土地足迹广度扩大了39.4%, 自然资本的流动性不断增加; 土地足迹深度从2.93减少到2.47, 自然资本存量快速下降的趋势得到初步遏制。从地类层面上看, 土地自然资本利用结构发生了明显改变:耕地自然资本流量和存量利用均远超其他地类, 但是随着贵阳市因地制宜推进农业“ 供给侧” 改革, 蔬菜逐渐取代稻谷成为耕地足迹的首要组分, 这一领先优势有所缩小; 位居第二的林地是唯一保持生态盈余的地类, 对区域自然资本流量的贡献度不断增大; 建设地对自然资本特别是资本流量具有很强的吸引力, 其占用规模已经超越草地位居第三, 并与城市化水平显著正相关(P< 0.01); 草地自然资本的存量-流量利用比虽有大幅回落, 但足迹深度仍存在较大的反弹风险; 水域自然资本的利用规模最小, 流量占用取代存量消耗成为其自然资本利用的主要方式。

除了对足迹广度和深度两项计算指标进行改进外, 本文还从生产性视角统一了土地足迹和土地承载力的核算方法。新方法采用了GFN 2016版报告的均衡因子[25], 同时纠正了该报告在诸如建设地的足迹恒等于承载力、产量因子缺乏本地化等缺陷, 一定程度上提升了核算方法的科学性和标准化程度。核算得到的贵阳市人均土地足迹为0.369~0.550 ghm2, 从目前为数不多的研究文献来看, 这一结果略低于全国同期0.430~0.680 ghm2的平均水 平[26], 与贵阳市经济社会的发展实际较为一致。对此, 建议将提高资本流量的流动性和收益率、降低资本存量的消耗速度、增加自然资本来源的多样性作为贵阳市实施可持续发展战略的优先方向。

土地足迹作为连接“ 土地利用变化” 与“ 自然资本” 两大研究领域的桥梁, 如果只是呈现区域加总的最终结果, 不仅不能反映各地类载体上的自然资本供需关系, 忽视流量与存量之间的细微变化, 而且对区域土地利用结构和产出效率是否合理等问题也难以作出判断。相比于常规的区域生态足迹加总核算, 本文通过一系列衍生指标从不同侧面揭示了自然资本与土地利用之间的复杂关系, 有助于克服生态足迹单一指标以偏概全的不足。诚然, 本文仍存在一些局限性, 主要是未能从区县尺度进一步分析贵阳市自然资本的供给与消费格局、揭示不同地区发展潜力与生态定位差异。最后还应指出, 只要合理确定对应承载力的核算方法, 三维足迹模型理论上同样适用于包含各种环境议题的“ 足迹家族” 研究[27, 28], 这将有助于在更大范围内评估和比较不同类型自然资本的利用状况, 因而具有广阔的发展前景。

The authors have declared that no competing interests exist.

参考文献
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