基于生態(tài)足跡的西南山區(qū)資源可持續(xù)利用研究

摘要 生態(tài)足跡模型是由加拿大生態(tài)經(jīng)濟(jì)學(xué)家William Rees于20世紀(jì)90年代提出的一種對全球范圍、國家范圍乃至區(qū)域和城市范圍的可持續(xù)發(fā)展?fàn)顩r進(jìn)行定量測度的方法。文章利用生態(tài)足跡模型，對黔東南苗族侗族自治州1997-2006年的生態(tài)足跡、生態(tài)承載力進(jìn)行了計算。結(jié)果表明:黔東南苗族侗族自治州人均生態(tài)足跡由1997年的0.727 hm²增加至2006年的1.200 hm²，人均生態(tài)承載力由1997年的1.003 hm²下降至2006年的0.879 hm²，同期的人均生態(tài)赤字由1997年的-0.277 hm²上升至2006年的0.321 hm²，表明該州的社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式經(jīng)歷了由可持續(xù)狀態(tài)向不可持續(xù)狀態(tài)的轉(zhuǎn)變。為了更好地分析自治州資源利用的效率情況，文章對1997-2006年自治州的萬元GDP生態(tài)足跡進(jìn)行計算，結(jié)果表明:自治州的萬元GDP生態(tài)足跡值逐年下降，由1997年的4.948hm²降低至2006年的3.212hm²。說明黔東南苗族侗族自治州資源利用效率提高較快，伴隨著國家西部大開發(fā)政策的實施，地區(qū)的經(jīng)濟(jì)增長方式在逐步向良性發(fā)展。通過分析，文章最終從5個方面總結(jié)出在黔東南苗族侗族自治州實現(xiàn)資源可持續(xù)利用的方法和措施。

關(guān)鍵詞 生態(tài)足跡模型;西南山區(qū);資源可持續(xù)利用;黔東南苗族侗族自治州

中圖分類號 X24 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A

文章編號 1002-2104(2009)05-0058-06

20世紀(jì)中葉以來，全球性的資源短缺、環(huán)境惡化、失業(yè)危機(jī)和貧困蔓延，使得人類社會的可持續(xù)發(fā)展面臨嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)[1]。可持續(xù)發(fā)展問題的實質(zhì)就是人口與資源、環(huán)境之間的矛盾，其能力關(guān)系到一個國家和地區(qū)的未來發(fā)展?jié)摿头较?，因此世界各國在不同的領(lǐng)域和范圍內(nèi)就可持續(xù)發(fā)展能力的定量測度展開了多方面的研究。加拿大生態(tài)經(jīng)濟(jì)學(xué)家William Rees在1992年[2]提出的生態(tài)足跡模型就是定量測度可持續(xù)發(fā)展能力的方法之一，具有可操作性強(qiáng)，可復(fù)制性強(qiáng)的特點。結(jié)合生態(tài)足跡模型對地區(qū)可持續(xù)性發(fā)展能力的定量評價，可以更好地實現(xiàn)對地區(qū)資源的可持續(xù)利用。生態(tài)足跡的概念于1999年引入我國，楊開忠和張志強(qiáng)等分別介紹了生態(tài)足跡的理論、方法和概念及計算模型[3，4]，生態(tài)足跡指標(biāo)的有關(guān)應(yīng)用研究也同時展開。國家層面的生態(tài)足跡研究有徐中民等進(jìn)行的中國1999年生態(tài)足跡計算與發(fā)展能力分析，區(qū)域生態(tài)足跡研究的實踐成果最早見于2000年，徐中民等計算了甘肅省1998年的生態(tài)足跡，謝高地等研究了中國的生態(tài)空間占用，魯春霞等對青藏高原自然資產(chǎn)利用的生態(tài)空間占用作出了評價[5～8]。目前，亦有針對校園范圍展開的生態(tài)足跡及生態(tài)承載力的研究。但針對西部地區(qū)而進(jìn)行的生態(tài)足跡的分析主要集中在西北部[9]或是西部各省份[10]，而并未具體對西南山區(qū)進(jìn)行可持續(xù)發(fā)展能力的具體研究和分析。同時，該部分的應(yīng)用也主要集中在對地區(qū)可持續(xù)發(fā)展能力的評價，并未就如何實現(xiàn)資源的可持續(xù)利用進(jìn)行更為深入的研究。本文結(jié)合西南山區(qū)的黔東南苗族侗族自治州展開相關(guān)研究，對該地區(qū)實現(xiàn)資源可持續(xù)利用進(jìn)行了分析和研究。

1 生態(tài)足跡模型

1.1 生態(tài)足跡模型的概念和內(nèi)涵

生態(tài)足跡的定義為“生產(chǎn)人們所消費的所有資源和消納這些人所產(chǎn)生的所有廢物所需要的生態(tài)生產(chǎn)性土地的總面積”[2，11～12]。該理論把人類的生產(chǎn)、生活活動對自然生態(tài)環(huán)境的影響形象的比喻為人類在自然生態(tài)環(huán)境中留下的“足跡”，而“足跡”的大小是可以通過一系列的的指標(biāo)來計算。通過這一定量化計算的結(jié)果，人們更直觀的了解自身活動對自然生態(tài)環(huán)境的影響。生態(tài)承載力容量亦稱為生態(tài)容量，指的是在不損害區(qū)域生產(chǎn)力的前提下，一個區(qū)域有限的資源能供養(yǎng)的最大人口數(shù)。當(dāng)生態(tài)容量大于生態(tài)足跡時，表現(xiàn)為生態(tài)盈余，表明地區(qū)的消費模式具有相對可持續(xù)性，可持續(xù)程度用生態(tài)盈余來表示;當(dāng)生態(tài)容量小于生態(tài)足跡時，表現(xiàn)為生態(tài)赤字，表明地區(qū)的發(fā)展模式處于相對不可持續(xù)狀態(tài)，不可持續(xù)程度用生態(tài)赤字來衡量。

1.2 生態(tài)足跡的計算方法

任何已知人口(某個個人、一個城市或一個國家)的生態(tài)足跡就是其占用的生產(chǎn)這些人口所消費的資源和消納這些人口所產(chǎn)生的廢棄物所需要的生物生產(chǎn)土地和海洋的總面積[11～12]。生態(tài)生產(chǎn)性土地是指具有生態(tài)生產(chǎn)能力的土地或水域[11～12]。根據(jù)生產(chǎn)力大小的差異，地球表面的生態(tài)生產(chǎn)性土地可分為:化石能源地、可耕地、牧草地、森林、建成地和水域6大類。

生態(tài)足跡的計算公式如下:

EF = Nef = N∑aai×R_j= N∑(C_i/P_i) ×R_j(i=1、2、3……6)(j=1、2、3……n) (1)

式中，i為消費商品和投入的類型;P_i為i種消費商品的平均生產(chǎn)能力，C_i為i種水平的人均消費量;aai為i種交易商品折算的人均生物生產(chǎn)面積;R_j為均衡因子;N為評價區(qū)人口數(shù);ef為人均生態(tài)足跡;EF為總的生態(tài)足跡。

1.3 生態(tài)承載力計算

在生態(tài)承載力的計算中，由于不同國家和地區(qū)的資源稟賦不同，因此單位面積的土地或水域的生態(tài)生產(chǎn)能力差異很大，而且單位面積同類生物生產(chǎn)面積類型的生態(tài)生產(chǎn)力也差異很大。為了使不同國家或地區(qū)的某類生物生產(chǎn)面積能夠直接對比，需要引入一個“產(chǎn)量因子”(Y_i)參數(shù)進(jìn)行修正，即將某個國家或地區(qū)的某類土地面積乘以產(chǎn)出因子進(jìn)行不同面積的標(biāo)準(zhǔn)化。這里，某個國家或地區(qū)某類土地的產(chǎn)量因子是其平均生產(chǎn)力與世界同類土地的平均生產(chǎn)力的比率。同時出于謹(jǐn)慎性的考慮，根據(jù)世界環(huán)境與發(fā)展委員會(WECD)的報告，至少要留12%的生態(tài)容量來保護(hù)生物多樣性。

EC=Nec=N∑(aai)R_jY_i=N∑(C_i/P_i)R_jY_i (i=1、2、3……n)(j=1、2、3……n)(2)

式中ec為人均生態(tài)承載力，EC為總生態(tài)承載力，Y_i為產(chǎn)量因子。

2 研究區(qū)概況

我國西南山區(qū)是一個地形和地質(zhì)條件極為復(fù)雜的區(qū)域，地區(qū)內(nèi)資源豐富，但地質(zhì)環(huán)境脆弱，一些地區(qū)喀斯特石漠化嚴(yán)重，土地退化已成該地區(qū)的生態(tài)景觀之一，限制了區(qū)域經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展。從全球范圍來看，中國西南山區(qū)位于熱帶與亞熱帶、印度洋季風(fēng)與中國季風(fēng)的過渡帶，屬于季風(fēng)氣候。5～9月的降水占全年平均降水量的70%，整個山區(qū)隨海拔高度的變化形成了很多氣候帶，素有“十里不同天”之說。我國的西南山區(qū)還是多民族聚居區(qū)，經(jīng)濟(jì)發(fā)展相對落后，如何實現(xiàn)合理利用資源、進(jìn)行環(huán)境保護(hù)的同時，促進(jìn)地區(qū)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，成為學(xué)科內(nèi)討論的熱點。

因此，有必要對地區(qū)的資源利用現(xiàn)狀進(jìn)行分析，并提出可持續(xù)發(fā)展的措施，以實現(xiàn)對地區(qū)環(huán)境保護(hù)、資源的可持續(xù)利用。黔東南苗族侗族自治州，位于云貴高原東南部，地處東經(jīng)107°17′～109°35′，北緯25°19′～27°31′。全州土地總面積為3027805.89hm²。該州依靠貴州腹地，東鄰湖南省懷化地區(qū)，南接廣西壯族自治區(qū)柳州、河池地區(qū)，西連黔南布依族苗族自治州，北抵遵義、銅仁兩地區(qū)。

黔東南苗族侗族自治州地處云貴高原向湘西和廣西丘陵過度的斜坡地帶，境內(nèi)山嶺縱橫，河流深切，山高坡陡，自然坡度大，森林覆蓋率為53.68%，屬中亞熱帶季風(fēng)濕潤氣候區(qū)。自治州地理位置獨特，州境內(nèi)群山疊翠，森林資源豐富，是全國重要的林區(qū)之一，也是長江三角洲、珠江三角洲的生態(tài)保護(hù)綠色屏障，選擇該地區(qū)作為西南山區(qū)的研究對象具有典型意義。

3 黔東南苗族侗族自治州1997-2006年生態(tài)足跡的計算

依據(jù)生態(tài)足跡模型，對黔東南自治州生態(tài)足跡的計算從兩個部分進(jìn)行:生物資源的消耗足跡和能源消耗足跡。生物資源的消費分為農(nóng)產(chǎn)品、林產(chǎn)品、動物產(chǎn)品和水產(chǎn)品等共24項消費品種進(jìn)行計算。能源消費部分根據(jù)資料計算煤炭、液化石油氣、汽油、煤油、柴油、焦炭和電力7種能源的足跡，計算時將能源消費轉(zhuǎn)化為化石能源土地面積。采用世界上單位化石能源土地面積的平均發(fā)熱量為標(biāo)準(zhǔn)，將當(dāng)?shù)啬茉聪M所消耗的熱量折算成一定的化石能源土地面積。根據(jù)黔東南自治州1997-2006年的統(tǒng)計年鑒并結(jié)合聯(lián)合國糧農(nóng)組織2002年有關(guān)生物資源的世界平均產(chǎn)量資料，最終得出黔東南自治州1997-2006年的人均生態(tài)足跡(見表1)。

根據(jù)公式(2)計算黔東南自治州1997-2006年的生態(tài)承載力，同時出于謹(jǐn)慎考慮，生態(tài)承載力扣除12%的生物多樣性保護(hù)面積(見表2)。

將1997-2006年黔東南自治州的生態(tài)足跡與生態(tài)承載力匯總得到該州的生態(tài)盈余情況(見表3)。

4 黔東南苗族侗族自治州生態(tài)可持續(xù)性分析及評價

長期的研究表明，人類社會要取得發(fā)展的可持續(xù)性，就必須維持自然資產(chǎn)的存量及其可持續(xù)利用，即人類對自然系統(tǒng)的壓力處于地球生態(tài)系統(tǒng)的承載力范圍內(nèi)[13～15]。因此，可持續(xù)發(fā)展評估研究的核心是定量了解人類對自然的利用狀況，定量測量人類的需求是否處于自然的再生產(chǎn)能力之內(nèi)。將區(qū)域生態(tài)足跡的計算結(jié)果與生態(tài)容量進(jìn)行比較，可以對區(qū)域范圍的生態(tài)可持續(xù)發(fā)展?fàn)顩r進(jìn)行相關(guān)評價。

當(dāng)兩者的差值為負(fù)時(efec)，表現(xiàn)為生態(tài)赤字，表明地區(qū)的發(fā)展模式處于相對不可持續(xù)狀態(tài)，不可持續(xù)程度用生態(tài)赤字來衡量。

由表3，黔東南自治州的生態(tài)可持續(xù)性經(jīng)歷了兩個階段:可持續(xù)的發(fā)展過程和不可持續(xù)的發(fā)

展過程?？沙掷m(xù)的發(fā)展過程:1997-2000年四年內(nèi)，地區(qū)的人均生態(tài)足跡均小于人均生態(tài)承載力，其差值分別為-0.276 206 hm²/人、-0.223 044 hm²/人、-0.174 841 hm²/人和-0.065 516 hm²/人。由此得出在這四年里，黔東南自治州的經(jīng)濟(jì)社會活動對該地區(qū)生態(tài)環(huán)境的影響仍在其生態(tài)承載力的范圍之內(nèi)，即該州的社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式在這四年里仍處于可持續(xù)的狀態(tài)。但結(jié)合這四年的差值來看，生態(tài)盈余值呈逐年下降的趨勢，其可持續(xù)發(fā)展能力也在逐年下降。

不可持續(xù)的發(fā)展過程:從2001年開始，黔東南自治州的地區(qū)生態(tài)足跡開始高于其生態(tài)承載力，兩者的差值開始以正值呈現(xiàn)，并且逐年上升，其值分別為0.011 429 hm²/人、0.006 059 hm²/人、0.00 805 hm²/人、0.087 515 hm²/人、0.238 656 hm²/人和0.320 988 hm²/人。表明該州的社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式已由可持續(xù)發(fā)展的狀態(tài)演變到不可持續(xù)發(fā)展的狀態(tài)。貴州省2001年的人均生態(tài)足跡需求為1.495 25 hm2，而實際可供給的面積為0.341 817 hm²，人均生態(tài)赤字1.153 433 hm²[16]，人均生態(tài)需求為生態(tài)供給的4.37倍。1999年中國的人均生態(tài)足跡為1.326 hm²、人均生態(tài)承載力為0.681 hm²。與中國的相關(guān)數(shù)據(jù)相對比，黔東南苗族侗族自治州人均生態(tài)承載力高于全國水平，人均生態(tài)赤字低于全國水平。在貴州省內(nèi)，黔東南苗族侗族自治州的生態(tài)足跡低于省內(nèi)的水平，生態(tài)承載力高于省內(nèi)水平，人均生態(tài)赤字遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于貴州省的水平。因此，黔東南苗族侗族自治州在貴州省乃至于全國范圍內(nèi)仍屬可持續(xù)發(fā)展的地區(qū)。

5 黔東南苗族侗族自治州萬元GDP生態(tài)足跡分析

為了更好的分析自治州資源利用現(xiàn)狀，合理提出在該地區(qū)實現(xiàn)資源可持續(xù)利用的方法和措施，在此引入萬元GDP生態(tài)足跡進(jìn)行計算和分析。黔東南自治州1997-2006年每年的總?cè)丝?人均)生態(tài)足跡除以該地區(qū)每年總?cè)丝?人均)的生產(chǎn)總值(GDP)，所得結(jié)果即為萬元GDP的生態(tài)足跡占用值。每萬元GDP的生態(tài)足跡需求越大，反映資源的利用效率越低，反之，則表示資源的利用效率越高[17]。結(jié)合自治州統(tǒng)計年鑒計算得出1997-2006年自治州的萬元GDP值(見表4)。

黔東南自治州1997-2006年萬元GDP呈現(xiàn)了三個變化的趨勢:1997-1999年，萬元GDP的生態(tài)足跡值逐年下降，在這三年間，伴隨著黔東南自治州的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，資源的利用效率也在不斷提高;而到了1999-2001年，萬元GDP的生態(tài)足跡值逐年上升，并在2001年時達(dá)到頂峰，其值基本等同于1997年的值，在這一期間，黔東南自治州經(jīng)歷了以大量消耗資源謀求經(jīng)濟(jì)發(fā)展的階段;自2001年后，萬元GDP的生態(tài)足跡值逐年下降，而這一期間正是國家提出西部大開發(fā)的時期，黔東南自治州的科學(xué)技術(shù)實力和經(jīng)濟(jì)都得到了大力的發(fā)展，對于資源的利用效率也在逐步提高，從而促使萬元GDP的生態(tài)足跡值逐年下降。

黔東南自治州1999年的萬元GDP的生態(tài)足跡值是4.534 hm²，徐中民計算的我國1999年的平均萬元GDP生態(tài)足跡值為2.037 8 hm²[18]，黔東南自治州的資源利用效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于全國的水平。而與我國東部經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)的萬元GDP生態(tài)足跡值相比，資源利用率存在著很大的差距，例如高麗峰等[19]計算上海市1999年萬元GDP生態(tài)足跡值為0.89，是黔東南自治州萬元GDP生態(tài)足跡值的1/5左右，也就是說上海市在1999年時資源利用的效率是黔東南自治州的5倍多。東西部的經(jīng)濟(jì)條件和生產(chǎn)技術(shù)水平的差距導(dǎo)致了資源利用效率的差異。

6 黔東南苗族侗族自治州資源可持續(xù)利用的方法和措施

2007年6月，黔東南自治州編制了貴州省第一個州級生態(tài)建設(shè)規(guī)劃——《貴州省黔東南州環(huán)境保護(hù)與生態(tài)建設(shè)規(guī)劃》，并已通過省、州級專家的評審，很快將全面啟動該項工作。結(jié)合本文對自治州生態(tài)承載力和萬元GDP的計算與分析，本文認(rèn)為在黔東南自治州要實現(xiàn)生態(tài)可持續(xù)發(fā)展，目前仍有很多工作需要進(jìn)一步展開:在不降低人們生活水平，保證經(jīng)濟(jì)發(fā)展的前提下，同時減少黔東南自治州的生態(tài)足跡，減緩生態(tài)赤字的增長，提高區(qū)域的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量;并需要改善經(jīng)濟(jì)條件、改進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)水平，提高資源的利用效率。即:(1)加大對林地的保護(hù)力度，促進(jìn)退耕還林和植樹造林。雖然黔東南自治州林地資源的生態(tài)足跡值小于生態(tài)承載力值，但是黔東南自治州境內(nèi)山高坡陡，喀斯特地貌明顯，水土流失嚴(yán)重，石漠化威脅大。同時，如前所述，黔東南自治州是長江三角洲、珠江三角洲的生態(tài)保護(hù)綠色屏障。因此，對于該地區(qū)林地資源采取的措施仍然是加大保護(hù)力度，促進(jìn)退耕還林和植樹造林。但與此同時，政府應(yīng)采取相應(yīng)的補(bǔ)償措施，對農(nóng)民退耕還林的損失予以補(bǔ)償。(2)合理利用土地資源。黔東南自治州境內(nèi)耕地資源人均生態(tài)盈余。但耕地作物產(chǎn)量不高，因此為了保護(hù)生態(tài)環(huán)境，在該地區(qū)更應(yīng)集中在對已利用土地的整理挖潛，提高土地的產(chǎn)出率。同時，避免能源、交通等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)對耕地的占用。限制建筑用地資源的開發(fā)。由于大部分居民點都集中在全球最肥沃的土地地帶，建筑用地的增加意味著生物生產(chǎn)量的損失。

(3)增加土地利用類型的多樣化，減少草地資源的利用，均等利用各種不同類型的土地資源，提高生態(tài)足跡多樣性和生態(tài)系統(tǒng)的發(fā)展能力。由表1可以看出，黔東南自治州1997-2006年資源的需求結(jié)構(gòu)具有不對稱性。資源的需求基本以耕地、草地和化石能源地三類為主，三者基本占每年總需求的80%，具有資源利用的偏向性。草地的生成能力比耕地要低得多，從植物轉(zhuǎn)化為動物生物量也使人類損失了10%的生物量，而在黔東南苗族侗族自治州，草地資源的需求已大大超出了其供給的能力，因此，在該地區(qū)應(yīng)考慮減少對草地資源的利用，并可以通過提高耕地的產(chǎn)出率，來彌補(bǔ)減少草地資源利用所帶來的不足。

(4)保護(hù)水資源。生態(tài)足跡的計算中未包含人類利用水資源足跡的生態(tài)容量，其原因在于目前人們還不能確定國民經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)中各種商品中的水資源含量。但從目前全球的發(fā)展趨勢看，水資源在今后將成為制約地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一個關(guān)鍵因子，因此，在黔東南自治州對水資源應(yīng)進(jìn)行保護(hù)，同時通過各種有效的途徑，對水資源的貢獻(xiàn)進(jìn)行分析和計算，以實現(xiàn)對該項資源的有效利用。

(5)控制人口增長，進(jìn)行勞務(wù)輸出，調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，改變生產(chǎn)生活方式，建立資源節(jié)約型的社會生產(chǎn)和消費體系，減少人口負(fù)荷和生態(tài)足跡需求。同時，結(jié)合本地區(qū)的地理環(huán)境特點，發(fā)展適合本地區(qū)的產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式，實現(xiàn)社會、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展，資源的有序利用。該州旅游資源豐富，有著豐富多彩的原生態(tài)民族文化，以“無煙工業(yè)”著稱的旅游產(chǎn)業(yè)可以成為該州今后產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重點。

7 結(jié) 語

西南山區(qū)在我國的西部具有重要的地理位置[20]，其生態(tài)環(huán)境敏感，生態(tài)功能顯著，因此對該地區(qū)的生態(tài)可持續(xù)研究很有必要。生態(tài)足跡模型是一種計算人類的生態(tài)消費、衡量生態(tài)可持續(xù)性的測量工具，是測量可持續(xù)性的生態(tài)底線的衡量標(biāo)準(zhǔn)，將其應(yīng)用于西南山區(qū)，可以更好的分析、評價該地區(qū)的生態(tài)可持續(xù)性發(fā)展。從定量的基礎(chǔ)得出地區(qū)的可持續(xù)發(fā)展程度，為實現(xiàn)地區(qū)資源可持續(xù)利用相關(guān)政策、措施的研究和實施提供依據(jù)，更好的實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)、社會和環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展。

(編輯:田 紅)

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