基于生态足迹法的长江干线武汉至安庆段航道整治工程评价
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【摘 要】 为对长江干线武汉至安庆段航道整治工程进行评价，介绍整治工程项目概况，建立基于生态足迹法的评价模型，通过计算该航段生态足迹和生态承载力数值，认为整治工程促进了区域经济发展，产生了一定的生态盈余。得出结论：该航道的生态足迹远小于生态承载力，说明整治工程对生态环境造成的影响可以忽略不计;使用生态足迹法评价整治工程效果具有一定的优势;整治工程的实施推动了船舶大型化进程。
【关键词】 航道整治工程;生态足迹法;生态承载力;生态盈余;生态生产性
0 引 言
长江干线武汉至安庆段在长江航运中发挥着重要作用。但是，这段航道深度仅有3.5～4.5 m，在一定程度上阻碍了吃水较深船舶的通过。对长江干线武汉至安庆段进行航道整治，可以有效提高此航段船舶通过能力。航道整治工程会对区域内生态环境产生影响。
目前生态足迹法多应用于评价城市部分区域的环境状况，较少应用于评价航道整治工程。本文介绍长江干线武汉至安庆段航道整治工程（以下简称“整治工程”）的概况，并建立基于生态足迹法的内河航道整治工程评价模型对整治工程進行评价，从而确定整治工程是否超出了生态承载，为长江干线武汉至安庆段的发展提出建设性意见。
1 整治工程项目概况
长江干线武汉至安庆段自天兴洲长江大桥起至安庆皖河口止，全长386.5 km，约占长江干线航道总长度的1/7。2014年前，该航段枯水期最低维护规模为水深4.0 m、宽100 m、弯道半径1 050 m。近年来，为改善该航段的通航条件，航道部门对航道内一些重要浅险碍航区域进行了整治，改善了航行条件。2015年该航段枯水期最低维护规模增加至水深4.5 m、宽200 m、弯道半径1 050 m，达到了航道规划建设的目标，但部分航道未达到“十三五”规划要求的6 m通航水深标准。因此，在现有和在建的航道整治工程的基础上，有必要实施长江干线武汉至安庆段6 m水深航道整治工程。该整治工程计划分9段航道实施，分别是湖广―罗湖洲段、沙洲水道、戴家洲水道、牯牛沙水道、鲤鱼山水道、张家洲水道、东北水道、马当水道、东流水道。航道等级设计标准为Ⅰ级，航道尺度为水深6.0 m、宽200 m、弯道半径1 050 m，部分重点碍航滩段航宽不低于100 m，通航保证率不低于98%。
武汉至安庆段位于长江中游，地理位置十分重要，不仅满足了当地经济社会发展的需求，还是长江中上游地区连接下游中东部地区和沿海地区的通道。目前，武汉至安庆段货物通过量在3.5亿～4.7亿t，以建筑材料、煤炭、金属矿石为主，集装箱货物所占比例不断增加。该航道在外贸运输尤其是集装箱运输中发挥着重要作用。
2 基于生态足迹法的内河航道 整治工程评价模型
生态足迹法将全球关于人口、收入、资源应用和资源有效性汇总为一种简单、通用、可进行国家间比较的量化指标。该方法通过将维持人类正常生产生活所消耗的自然资源数量和自然环境可以提供的自然资源数量按比例折算成生态生产空间区域的面积大小，与单位给定人口生态承载力进行比较，来衡量区域可持续性发展的能力。[1] 加拿大生态经济学家REES于1992年提出该方法后，各国学者对该方法进行了研究与完善，目前已形成了较为系统的理论方法与计算步骤。
生态承载力是指生态系统自我维持、自我调节的能力，资源与环境子系统的供容能力及其可维育的社会经济活动强度和具有一定生活水平的人口数量。[2]生态承载力既反映了生态系统整体承载能力，也是绿色可持续发展理论的基础。生态承载力不仅包含区域内土地所能供养的最大人口数，还包含了生态系统所能提供的最大生态功能，是进行生态足迹法研究过程中不可或缺的部分。
生态生产性土地是衡量生态足迹法的一种标准。生态生产性是指生物在维持自身正常生存的过程中从外界吸收物质和能量并转换为新物质的能力。生态生产性土地包括具有生态生产性的土地和水体。某地区土地的生态生产性越强，则说明该地区的自然环境对生物生存的支持能力越强。将生态足迹转换为生态生产性土地进行计算的优点是将人类生产生活所消耗的自然资源和自然环境可提供的自然资源具体化。理论上一般把生态生产性土地分为可耕地、牧草地、林地、化石能源地、建设用地、水域等6类。
这6类土地和自然资源项目可以构建生态足迹模型指标体系（见图1）。
由于6类土地的生态生产性能力不同，所以土地面积不能直接相加。采用世界平均生产力，通过生态生产性土地的均衡因子、产量因子和化石能源足迹转换因子将所有的生态生产性土地统一折算成“以世界平均生产力为基础的生物生产土地面积”，作为基础的度量单位运用于转换计算。
生态生产性土地的均衡因子是指全球该生态生产性土地的平均生产力与所有的生态生产性土地的平均生产力相除所得的数值。各类生态生产性土地的均衡因子见表1。
3 基于生态足迹法的整治工程评价
以长江干线武汉至安庆段的整治工程为例，为了突出整治工程对交通运输的促进作用，选取整治工程的占地面积作为需求生态足迹，以该航段提高的货物运量作为生态承载力进行计算。
3.1 土地利用情况
整治工程占用施工地附近的居民住房作为施工用房，所以占用土地种类主要是护岸占地，共占用土地面积76.2 hm2，造成植被损失生物总量达621 t。土地利用情况见表2。
长江干线武汉至安庆段运输的大宗货物主要是以矿建材料、煤炭、金属矿石为主。2015年，该航段货物通过总量为45 884万t，其中占比最大的货物是矿建材料，在“其他”货物中仅有311万TEU的集装箱货物。结合未来长江干线货物通过量需求、三峡枢纽过坝需求和长江中游主要港口的货物吞吐量发展需求，利用回归分析法预测2020年长江干线武汉至安庆段货物通过量，并计算货物通过量的增长情况（见表3）。 随着长江经济带建设进程的推进，沿江区域经济加快转型升级，煤炭等干散货通过量增长的速度逐步下降，而集装箱通过量增长的速度逐步上升。整治工程大幅提高了长江干线武汉至安庆段的通过能力，尤其是集装箱通过量的增加。
将表3数据代入式（4）、式（5），可计算出该区域的生态承载力，见表4。由表4可知，长江干线武汉至安庆段区域总的生态承载力为12 366.2万hm2。化石能源地对应的能源折算系数和世界平均足迹都比林地的大，原因是化石能源地产生的污染较大。在货物种类中，其他货物的生态承载力最大，这也从侧面反映了其他货物增长的趋势，其中集装箱货物占较大比例。
3.4 生态盈余或生态赤字计算
长江干线武汉至安庆段的生态足迹是638.21 hm2，生态承载力为12 366.2万hm2。可见生态足迹远小于生态承载力，生态盈余约为12 366.1万hm2。
通过以上计算可以认为，整治工程的影响在自然环境的承受范围之内，对长江流域的发展有着积极的促进作用，体现在有数量较大的生态盈余。整治工程也产生了较好的经济效益，货运量连年增长，船舶大型化趋势明显，航运成本将进一步降低，促进区域经济的发展。整治工程完成后，当年可产生包括节约船舶运输费用等在内的直接经济效益约6.57亿元，整治工程拉动区域GDP增长约474亿元，产生社会综合经济效益约亿元。在环境效益方面，整治工程实施过程始终坚持生态优先原则，推进绿色可持续发展，促进节能减排。经测算，整治工程完成后，预计到2021年可节约能源换算标准煤约30.4万t，相当于减少污染气体排放量约为96.8万t。因此，整治工程在经济效益和环境效益方面是可行的。
4 结 语
本文在分析长江干线武汉至安庆段6 m航深整治工程经济效益的基础上进一步分析环境效益，将该区域内的各种生态资源转化为统一的生态生产性土地，通過计算得出该区域的生态足迹和生态承载力。结论如下：
（1）该地区的生态足迹小于生态承载力，说明整治工程对生态环境造成的影响在环境的承受范围之内。生态盈余达到12 366.1万hm2，说明整治工程不仅带来一定的经济效益，还产生一定的环境效益，起到促进节能减排的作用，满足流域地区建设资源节约型和环境友好型社会的需要。
（2）利用生态足迹法评价整治工程效果具有一定的优势。首先，生态足迹法具有可操作性强的特点;其次，与目前常用的其他评价方法相比，生态足迹法步骤相对简单，数据相对较易获得，所以生态足迹法的应用越来越广泛。
（3）整治工程的实施会推动船舶大型化进程，促进长江干线武汉至安庆段货物运输结构的优化，进一步降低运输成本，发挥长江黄金水道的水运优势，促进长江内河水运与沿江铁路、公路运输结合，形成沿江综合交通运输体系。
在使用生态足迹法对整治工程进行评价时也发现了一些问题。由于航道环境复杂，水深的变化会使影响生态环境的众多因素发生改变，而生态足迹法作为一种静态的分析方法，无法全盘考虑这些变化因素，只能进行单一的静态评价，这一缺点需要在今后的研究中改进。
参考文献：
[1] 王书华，毛汉英，王忠静.生态足迹研究的国内外近期进展[J].自然资源学报，2002（6）：776-782
[2] 高吉喜.可持续发展理论探索――生态承载力理论、方法与应用[M].北京：中国环境科学出版社，2001.
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