生態足跡計算主要由３個部分組成：即生物資源足跡、能源資源足跡以及貿易調整部分。由于缺乏武漢市貿易資料，且考慮到進出口部分在一定生態足跡模型自提出以來便被廣泛應用于定量估算區域的可持續性狀況。但由于傳統生態足跡模型計算時需用到全球平均產量、均衡因子等不穩定參數，從而影響了計算結果的準確性。而基于能值改進的生態足跡模型，計算時使用太陽能作為中間轉換參數，參數較固定，從而使計算結果更準確。兩型社會指的是“資源節約型、環境友好型社會”。資源節約型社會是指整個社會經濟建立在節約資源的基礎上，核心是節約資源，提高資源利用效率，盡可能地減少資源消耗和環境代價、滿足人們日益增長的物質文化需求的發展模式。環境友好型社會是一種人與自然和諧共生的社會形態［１］。武漢城市圈于２００７年１２月被國務院批準為資源節約型和環境友好型社會建設綜合配套改革實驗區。它包括以武漢市為中心，由武漢及周邊１００ｋｍ范圍內的黃石、鄂州、孝感、黃岡、咸寧、仙桃、潛江、天門９市構成的區域經濟聯合體［２］。武漢城市圈區位條件優越，產業基礎好，發展潛力大，是湖北省“兩圈一帶”發展戰略的重要組成部分。本文以武漢市為例，從能量角度探討人類物質需求與生態系統資源供應的關系，采用能值轉換率、能值密度等更加穩定的參數計算資源節約和環境友好型城市的生態足跡，以克服傳統生態足跡方法的缺陷，為判斷武漢市以及類似城市的可持續發展能力提供依據和參考。

一、研究回顧

區域的可持續發展必須以生態環境的可持續發展作為前提和保障。由于生態足跡不僅體現了人類活動對生態環境的壓力，而且也體現了人類所依賴的生態環境的承載力，所以廣泛應用于區域可持續發展的定量評價領域［３］。

生態足跡概念于１９９２年由Ｒｅｅｓ提出，之后Ｗａｃｋｅｒｎａｇｅｌ等協助完善了其內涵和方法，并應用生態足跡指數理論對世界上５２個國家和地區１９９７年的生態足跡進行了實證研究［４－５］。生態足跡模型在國外廣泛應用于區域可持續發展度量和生態經濟中的多個領域，對生態足跡的探討不再停留于理論階段，而同時為輔助政府政策和公司制定決策提供強有力的分析評價基礎。生態足跡的概念于１９９９年引入我國，很多學者對生態足跡的理論、方法和計算模型進行了介紹和相關研究［６－７］。

近年來，生態足跡模型在國內外得到了進一步研究和討論，主要涉及生態足跡模型的應用和改進。其中，生態足跡模型的應用不僅體現在從全球到國家到區域等的時空尺度上［８－１０］，而且更體現在不同領域的應用上，如：中國木材進口［１１］、以色列谷物供給［１２］、棉花生產和消費［１３－１４］、交通系統的評估［１５］、相關產品生命周期的評估［１６］等諸多領域的應用。此外，還有對生態足跡變化的原因分析［１７］，利用生態足跡指標進行基于消費方法的環境庫茲涅茲曲線研究等［１８］。

對生態足跡模型的改進研究主要有：利用能量凈初級生產量計算生態足跡［１９］、基于生態足跡和能值分析集成法對秘魯的可持續性研究［２０］、利用自我組織圖的國家生態足跡的聚類分析［２１］、利用生產土地利用矩陣計算國際貿易中嵌入式生態足跡［２２］、使用熱力學方法的改進生態足跡評估方法評估不可更新資源的消費量等［２３］。

縱觀國內外生態足跡研究的進展，由于傳統生態足跡模型存在一些缺陷，目前對生態足跡的應用已經拓展為對改進模型的應用，而基于能值改進的研究尚較少［２０，２４－２７］。

二、研究區概況與數據來源

１．研究區概況

２００８年末，武漢城市圈總面積（５．８１萬ｋｍ２）占湖北省總面積（１８．５９萬ｋｍ２）的３１．２５％，是湖北省人口、城市最為密集的地區；總人口（２９９４．３０萬）占全省人口（５７１１．００萬）的５２．４３％；ＧＤＰ（６９７２．１０億元）占全省ＧＤＰ（１１３３０．３８億元）的６１．５０％［２８］。武漢城市圈是湖北省產業和生產要素最密集、最具活力的地區，但工業結構偏重（４５．５０％），高強度開發消耗了大量資源。此外，圈內湖泊濕地萎縮嚴重，省控湖泊出現富營養化趨勢；大氣環境質量難以穩定達到二級標準；水土流失、地質災害等生態環境問題頻發；局部地區污染嚴重。武漢城市圈環境形勢嚴峻，已經成為制約未來發展的重要因素［２９］。

武漢市是湖北省省會，位于１１３°４１′－１１５°０５′Ｅ，２９°５８′－３１°２２′Ｎ，境內以平原為主，中部散列東西向殘丘。有冬溫夏熱、四季分明，降水豐沛的氣候特點。境內河湖眾多，有長江和漢江、東荊河、灄水河等１０條長江支流，且有“百湖之城”之美譽。２００８年武漢總面積（８４９４ｋｍ２）、總人口（８３３．２４萬人）與ＧＤＰ（３９６０．０８億元）分別占武漢城市圈的１．４６％、２８．０６％與５６．８０％。武漢市不僅是湖北省省會，又是武漢城市圈的核心城市，華中地區最大都市和中心城市，中國重要的工業基地和綜合交通樞紐。據有關資料，２００８年，在全國２７３個城市中，武漢ＧＤＰ居第１５位，綠色ＧＤＰ居第２６位。武漢第二產業中重化工業比重達７３％，比全國平均水平高６個百分點。武漢全境面積達８４９４ｋｍ２，為武漢城市圈內的特大城市。２００９年，武漢市常住人口９１０萬，其中城鎮人口５３７萬，人口密度達１０７１．３人／ｋｍ２，人地矛盾突出，資源環境破壞較大，水域污染嚴重，加之氣候變化異常，研究武漢市可持續發展能力對于武漢市健康發展具有重要意義，而采用能值改進的生態足跡模型方法進行可持續性分析具有一定的創新價值，同時可為圈內其他城市的可持續發展分析提供一定參考［２９］。

２．數據來源

本研究中，社會、經濟、人口、資源與環境的原始數據均來自于《武漢市統計年鑒（２００９年）》；傳統生態足跡模型中所用的產量因子及均衡因子參考Ｗｉｌｌｉａｍ等人提出的能值；在計算生物資源賬戶生態足跡時，采用ＦＡＯ１９９３年公布的有關生物資源的世界平均產量；計算能源資源賬戶所使用的全球平均能源足跡采用Ｗａｃｋｅｒｎａｇｅｌ等確定的值［６］；產量因子取中國的平均值［３０］；均衡因子的選取采用Ｗａｃｋｅｒｎａｇｅｌ等的研究成果［５］；耕地、林地、草地、化石燃料用地、水域及建筑用地的均衡因子分別為２．８０、１．１０、０．５０、１．１０、０．２０、２．８０，改進模型中的能值轉換等數據具體可參考張延安、張芳怡、王閏平等［２５－２６，３１］的研究。