基于生态足迹法的禄丰县可持续发展研究
[韩韦笑1 
, 赵俊三1, * , 王淼2 ]
, 赵俊三, 王淼引用本文
韩韦笑, 赵俊三, 王淼. 基于生态足迹法的禄丰县可持续发展研究[J]. 浙江农业科学, 2017,(9):1667-1670
Doi:10.16178/j.issn.0528-9017.20170952
Permissions
Copyright©2017, 《浙江农业科学》编辑部
《浙江农业科学》编辑部 所有
基于生态足迹法的禄丰县可持续发展研究
作者简介:韩韦笑(1992—),女,河南嵩县人,硕士研究生,研究方向为GIS与土地利用,E-mail:584555266@qq.com。
摘要
简要介绍生态足迹的概念与计算方法,将基于“国家公顷”的生态足迹模型、生态承载力模型与生态压力指数模型结合起来,研究区域可持续发展状况。同时以禄丰县为例,对其2009年、2011年和2013年的生态足迹与生态承载力变化规律及特征进行分析,并通过生态压力指数对禄丰县可持续发展状况作出评价。研究结果表明,禄丰县2009年处于弱可持续发展状态,2011年与2013年呈现弱不可持续发展状态。禄丰县在发展经济的同时,对环境造成的影响已超出其生态所能承载的范围,人们的需求对自然资源的供给带来压力,难以支撑该区域的可持续发展。
关键词:
生态足迹; 生态承载力; 生态压力指数; 可持续发展; 禄丰县
中图分类号:S181.3
文献标志码:A
文章编号:0528-9017(2017)09-1667-04
随着我国近几十年来人口激增和经济快速发展, 导致人地关系紧张、资源严重浪费等环境问题日益突出, 人类的生存以及社会可持续发展面临着严重的威胁。据《地球生命力报告· 中国2015》, 2010年中国人均需要2.2全球公顷生产性土地, 来满足社会经济发展需求。中国的人均生态足迹是可用人均生态承载力1.0全球公顷的两倍以上, 这意味着中国的生物生产性土地无法供应其人口消耗的可再生能源与服务。因此, 面对目前社会资源和生态环境压力的日趋增大情况, 区域可持续发展成为各行各业极为关注的问题, 然而没有一种科学有效的方法来衡量社会可持续发展程度。
科学家们从20世纪60年代为了量化人类对地球资源的利用状况, 一直在努力创新研究一些测度人类对自然生态系统所产生压力的方法[1]。生态足迹法由加拿大生态经济学家Rees[2]在1992年提出, Wilson等[3]利用生态足迹、生态承载力盈余、人文发展、福利发展和环境可持续状况6个指标, 对世界132个国家6个指标的原始数据进行分析以评价世界各国的可持续发展状况。生态足迹法在我国的首次研究是在1999年, 之后很快引起了国内各界研究者的重视, 并开始进行该方面的研究[4]。周静等[5]应用生态足迹法研究南京市1999— 2009年生态足迹及生态承载力, 并采用Mann-kendall模型来分析南京市生态足迹突变点, 运用灰色关联法对社会、经济和生态方面不同阶段生态足迹变化的原因进行探讨; 赵卉卉等[6]将生态足迹法与物质流模型相结合, 建立可持续发展指标体系, 运用因子分析法研究并评价了安徽省铜陵市2000— 2010年的可持续发展情况。生态足迹是指所能支持一定数目人口或经济消费群体的全部资源需要具有一定生物生产力的土地面积[7]。生态足迹法是一种探索区域可持续发展的定量分析方法, 被广泛应用于区域生态安全、土地利用规划、社会可持续发展等各个研究领域。
1 生态足迹理论与方法
1.1 基于“ 国家公顷” 的生态足迹模型
生态足迹指一定数目的人群按某样生活方式所消费的自然生态系统提供的各种资源, 以及在这一过程中所产生需环境吸收的废弃物, 并以生物生产性土地(或水域)面积来表现的一种具有可操作性的定量方法[8]。基于“ 国家公顷” 的生态足迹计算方法与全球足迹网络(WWF)《国家生态足迹账户计算基本方法和框架》(2011版)的计算思路与公式是近似一致的。而此模型中是以全国平均生产力为计算因子, 不是以全球平均生产力为计算因子, 单位为国家公顷(nhm2)。1国家公顷代表了全国平均生产力下1 hm2土地的生产水平。不少研究者应用计量单位“ 国家公顷” 来进行省、市级较小区域生态足迹的计算和分析, 使结果更加可靠、精确[9]。
生物资源生态足迹的计算公式:
ef=∑
式中, ef为人均生态足迹; i为消费项目的不同类型; ci为不同种类消费项目的人均消费量; pi为不同种类消费项目的全国平均产量; N为人口数量。
建设用地的生态足迹研究采用水电耗费的生态足迹, 我国1 kW· h水电所需的土地面积为0.020 6 m2, 以此来计算禄丰县建筑用地的生态足迹[10]。本文采用基于碳循环化石能源生态足迹方法, 以森林能够吸收二氧化碳的面积来表示禄丰县的化石能源用地, 并计算得到人均生态足迹[11]。
1.2 生态承载力模型
生态承载力是指区域在一定经济、技术发展状况的前提下, 同时确保生态平衡, 所能为人类提供的最大生态生产性土地面积[12]。其值等于耕地、牧草地、林地、水域、建设用地、化石能源用地六类生物生产性土地的面积、均衡因子、产量因子的乘积之和。在计算过程中要除掉12%的生态多样性土地。
ec=∑ ajrjyj/N。
其中, ec为人均生态承载力; j为不同的土地利用类型; aj为不同土地类型人均生物生产性土地面积; rj为均衡因子; yj为产量因子; N为人口数量。
1.3 均衡因子与产量因子
均衡因子是由各类生物生产性土地的平均生产力占全国所有土地平均生产力的比例计算得到的[11]。均衡因子的提出是为了各类生产性土地的统一标准化, 本文采用《中国生态足迹报告2012》中的均衡因子。
产量因子是给定区域某一类土地面积的生产能力与对应的整体平均水平的差异[13], 产量因子是为了使生态生产力进行统一标准化。禄丰县的产量因子是禄丰县各土地类型的生产力除以全国相对应土地类型的生产力得出的。为了计算方便, 将各类产品的消费量转化为热值, 热值数据统一来源于《技术经济手册(农业卷)》。其中, 建设用地多数是在耕地上建成的, 故建设用地的产量因子与耕地数值一致。而林地吸收二氧化碳的这一生态能力不会随着区域的变化而变化, 所以化石能源用地的生产能力与全国是相同的, 因此化石能源用地的产量因子取值为1。
1.4 生态压力指数模型
衡量生态足迹和生态承载力的指标, 都是生物生产性土地的土地面积, 因此生态足迹与生态承载力可以直接用来比较[14]。赵先贵等[15]基于生态足迹法, 提出了生态压力指数概念, 将生态压力指数定义为某一区域的生态足迹与生态承载力的比值, 该指数反映了区域生态环境的承压能力, 改进了区域可持续发展研究中的不足。该指数值越大, 表明区域的可持续发展性越差。可持续发展包括经济、社会和生态可持续发展[5], 因此本文从经济、社会和生态三个方面选取测度因子, 以生态压力指数为指标, 定量研究区域可持续发展程度。
T=ec/ef。
其中, T为生态压力指数; ec为人均生态承载力; ef为人均生态足迹。
评价标准:T< 0.50, 可持续发展, 等级1; T=0.51~0.80, 弱可持续发展, 等级2; T=0.81~1.00, 弱不可持续发展, 等级3; T> 1.00, 不可持续发展, 等级4。
2 禄丰县实证研究
2.1 研究区域概况
禄丰县位于滇中楚雄彝族自治州的东部, 距省会昆明市97 km, 距州府楚雄市85 km, 是滇西通往楚雄彝族自治州的咽喉要道。禄丰县地处滇中湿润区与半湿润区的交汇地带, 具有充沛的日照和水分, 立体气候特性明显, 森林覆盖率达70%, 耕地作业机械化程度达51%, 农业产业化发展具备较好的发展基础。
截至2013年底止, 禄丰县总人口达429 822人, 自然增长率0.403%, 人口密度达120.14人· km-2。全年粮食播种面积74 135.067 hm2, 粮食总产量2.02亿kg, 农业产值41.8亿元, 全县生产总值达128.5亿元。2013年, 实现工业总产值增长12.7%、工业增加值40.47亿元, 推进滇中产业新区建设, 全面落实扶持中小微企业政策。
近年来全县人口迅速增加, 工业化进程持续加快, 耕地不断减少, 且在耕地急剧减少的同时, 土地资源浪费现象也不同程度地存在。本文运用生态足迹法对禄丰县的生态资源现状进行定量研究, 对于禄丰县的可持续发展具有科学、现实的意义。
2.2 生态足迹与生态承载力
根据生态足迹的理论, 生物生产性土地包含六大类:耕地、牧草地、林地、水域、建设用地、化石能源用地。本文在计算禄丰县生态足迹时, 选取2009年、2011年、2013年的相关数据, 其中生物资源消费项目主要包含耕地产品(谷物、薯类、豆类、蔬菜、油菜籽、烟叶)、牧草地产品(牛奶、牛肉、羊肉)、林地产品(苹果、梨、柑桔)、水域产品(淡水产量)共13项; 能源消费项目主要包含建设用地消费项目(电力)、汽油、煤油、柴油、原煤共5类。上述数据主要来源于《禄丰县统计年鉴》《中国统计年鉴》《国家统计局年度数据》《中国农村统计年鉴》。
根据公式计算得到禄丰县2009年、2011年、2013年的生态足迹与生态承载力如表1。
 | 表1 禄丰县2009、2011、2013年生态足迹与生态承载力 |
如表1所示, 禄丰县生态足迹在2009— 2013年总体呈上升的趋势, 说明随着禄丰县人口的增加和经济的发展, 人们对生态系统的依赖性逐渐提升, 对自然资源的耗费需求也不断加大。同时由表2可以看出, 禄丰县的人均生态足迹从2009年的0.733 87 hm2增长至2013年的0.779 18 hm2, 同比增长了6.17%, 特别是2009— 2011年人均生态足迹增幅较大, 由此表明2009— 2013年禄丰县经济快速发展期间, 生产活动对生态环境造成了很大的压力。
| 表2 禄丰县生态足迹与生态承载力的计算结果 |
禄丰县生态承载力在2009— 2013年总体呈逐年下降的趋势, 由0.922 74降至0.901 45, 下降了0.021 29, 年变化率为1%左右。可以看出, 禄丰县的自然生态系统遭到破坏, 生态系统的压力逐渐加大。通过以上分析, 说明了禄丰县的生态系统和自然资源对人们生产活动的承受能力在逐年降低, 可持续发展状况令人堪忧。
从表1中各土地类型生态足迹的演变来看, 禄丰县牧草地、水域、林地和建设用地的生态足迹总体趋于稳定, 变化幅度较小。相较而言, 2009— 2013年耕地和化石能源用地的生态足迹呈上升态势。究其原因可能是:一方面随着人口的不断增加和粮食产量连年下降, 导致耕地所能提供正常人类活动的能力逐年下降; 另一方面随着禄丰县的快速发展, 能源资源的消费量也日趋增长。据统计, 汽油、煤油、柴油、原煤的总消费量由2009年的955 078.61 t增加至2013年的1 076 659 t。因此, 2009— 2013年耕地和化石能源用地的生态足迹呈现出不断上升的趋势。
由表1可以看出, 禄丰县2009— 2013年期间各种土地类型的人均生态承载力中, 耕地和化石能源用地均呈逐年下降的趋势。根据ec公式, 人均生态承载力与生物生产性土地面积成正比, 这说明禄丰县在经济快速增长的同时, 耕地占用和化石能源用地的面积逐年扩大, 生态资源的依赖性增强, 造成了禄丰县生态承载力的降低。此外, 牧草地、水域、林地和建设用地的人均生态承载力变化较小, 处于稳定状态。
2.3 可持续发展情况
根据公式计算得到禄丰县2009年、2011年、2013年的生态压力指数分别为0.795 32、0.853 66、0.864 36。禄丰县2009年的生态足迹与生态承载力分别为0.733 87、0.922 74 hm2, 人口密度较小, 生态压力指数为0.795 32, 生态压力不大, 由生态可持续发展程度评价标准, 禄丰县2009年处于弱可持续发展状态。禄丰县2011年与2013年的生态压力指数分别为0.853 66和0.864 36, 呈现弱不可持续发展状态。同时, 可以从表2看出, 禄丰县的生态压力指数从2009年至2013年持续上升, 可持续发展状况连年下降, 表明禄丰县的生态环境愈加脆弱, 可利用的土地资源不断减少, 经济生产活动与生态压力的矛盾也日益突出。
3 小结
本文通过生态足迹法对禄丰县2009— 2013年可持续发展能力的分析表明:禄丰县在研究期内生态足迹逐年加大, 生态承载力不断降低, 可持续发展性较弱, 生态系统状况不容乐观。近些年, 禄丰县不仅人口递增, 耕地减少, 土地有效利用率低, 而且部分山区生态环境脆弱, 存在水土流失问题, 这些情况都严重影响了禄丰县社会生态经济的可持续发展。针对以上研究结果, 为了减小禄丰县生态环境压力, 缓解经济增长与资源环境承载能力的矛盾, 保证禄丰县的可持续发展, 现提出以下措施:
保护现有耕地资源, 减少耕地占用面积。严格控制禄丰县新增建设用地规模, 降低新增建设占用耕地, 加强禄丰县耕地保护, 把优质耕地划入基本农田, 调高基本农田耕地比例。
控制人口数量, 加强人口管理。通过建立人口与计划生育行政管理机制和制度, 保证禄丰县计划生育工作的开展, 同时制定人口与计划生育法律、法规、规章和规范性文件, 以规范禄丰县公民的生育行为, 调节公民生育子女的数量。
高效利用自然资源, 构建资源节约型社会。加强禄丰县土地宏观调控和用途管制, 促进节约与集约生态资源, 统筹禄丰县区域发展与经济、产业和人口发展的战略相适应。
循序渐进, 促进禄丰县新型特色城镇化质量并重发展。优化配置区域资源, 营造禄丰县良性循环、可持续发展、完整合理的生态网络系统, 实现内部分工协作和城乡统筹发展。
生态足迹法实现了对区域可持续发展的量化研究, 是判断一个地区的生产消费活动是否在生态可承受能力之内的有效度量方法, 对于禄丰县制定相关产业政策和经济政策具有科学性的指导意义, 为禄丰县衡量地区经济环境协调发展程度提供依据。
The authors have declared that no competing interests exist.
参考文献:
| [1] |
|
| [2] |
|
| [3] |
|
| [4] |
|
| [5] |
|
| [6] |
|
| [7] |
|
| [8] |
|
| [9] |
|
| [10] |
|
| [11] |
|
| [12] |
|
| [13] |
|
| [14] |
|
| [15] |
|