基于生態(tài)足跡的巫山縣土地承載力研究

譚波,傅瓦利

（西南大學(xué) 地理科學(xué)學(xué)院,重慶 400715）

隨著人口、資源、環(huán)境和發(fā)展的問(wèn)題日益突出,土地承載力的研究不再局限于探討某一區(qū)域“養(yǎng)活多少人”[1-2]這一問(wèn)題,而是涉及生態(tài)、經(jīng)濟(jì)、科技等更多領(lǐng)域的綜合考慮。巫山縣是典型的山區(qū)縣城,地處三峽庫(kù)區(qū)的腹心地帶,人多地少,山高坡陡,土地資源貧瘠,水土流失嚴(yán)重。1996年,巫山縣的移民搬遷工作正式啟動(dòng),作為三峽庫(kù)區(qū)重慶境內(nèi)的首淹首遷縣,巫山縣移民任務(wù)艱巨,需要移民10萬(wàn)余人。除了外遷移民外,還有相當(dāng)大部分移民的安置方式是就地后靠,這無(wú)疑加重了土地承載壓力,對(duì)庫(kù)區(qū)持續(xù)發(fā)展造成了巨大的負(fù)擔(dān),如何在保護(hù)生態(tài)環(huán)境的前提下挖掘土地生產(chǎn)潛力,進(jìn)行土地資源的合理開發(fā)利用,對(duì)庫(kù)區(qū)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展有著至關(guān)重要的影響。近年來(lái),已經(jīng)有學(xué)者注意到研究庫(kù)區(qū)的土地承載力對(duì)庫(kù)區(qū)土地資源的合理利用和人地關(guān)系協(xié)調(diào)發(fā)展的重要性[3-5],并開始對(duì)移民安置區(qū)的土地承載力問(wèn)題進(jìn)行了初步的研究[6-7],也有較少部分的學(xué)者[8-9]開始對(duì)庫(kù)區(qū)土地承載力進(jìn)行初步研究,但沒(méi)有形成十分系統(tǒng)和清晰完整的庫(kù)區(qū)土地綜合承載力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。為了定量分析移民搬遷10 a后的巫山縣土地承載力狀況,參考以上研究,運(yùn)用生態(tài)足跡模型對(duì)巫山縣2006年的土地資源承載力進(jìn)行分析,以期為巫山縣的生態(tài)建設(shè)和可持續(xù)發(fā)展規(guī)劃作參考。

1 研究區(qū)概況

巫山縣位于重慶市東部邊緣,跨越東經(jīng)109°33′-110°11′、北 緯 30°45′-31°28′,全境幅員 面積2 958.21 km2,海拔高度2 606.9 m。巫山縣地處亞熱帶濕潤(rùn)區(qū),年平均氣溫為18.2℃,年平均降水總量為1 056.8 mm,年平均日照總時(shí)數(shù)為1 570.9 h,無(wú)霜期為305 d。全縣土壤有7個(gè)土類,以水稻土、潮土、紫色土、黃壤土、石灰?guī)r土、山地棕壤土為主;地貌以山地為主,占土地面積95.98%,丘陵平壩僅占4.02%。土地資源瘠薄,耕地質(zhì)量差,坡耕地比重大,水土流失嚴(yán)重。2006年末,全縣坡度15°以下耕地面積9 372.98 hm2,占耕地總面積的22.42%;15°～25°的耕地面積20 053.31 hm2,占 47.96%;25°以上的坡耕地12 384.30 hm2,占耕地總面積的29.62%。三峽水庫(kù)達(dá)正常蓄水位 175 m后,全縣受淹面積49.3 km2,淹沒(méi)線下耕園地及河灘地1 800 hm2。2006年末,全縣總?cè)丝跒?07 814人,國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值226 569萬(wàn)元。

2 生態(tài)足跡的理論及計(jì)算方法

2.1 生態(tài)足跡的概念和原理

生態(tài)足跡是指支持一定地區(qū)人口所需的生態(tài)生產(chǎn)性土地和水域的面積,以及吸納這些人口所產(chǎn)生的廢棄物所需要的土地總和。William E.R.曾將其形象地比喻為“一只負(fù)載著人類與人類所創(chuàng)造的城市、工廠的巨腳踏在地球上留下的腳印”[10];生態(tài)足跡模型主要用來(lái)計(jì)算在一定的人口和經(jīng)濟(jì)規(guī)模條件下,維持資源消費(fèi)和廢棄物吸收所必需的生物生產(chǎn)面積[11]?！吧鷳B(tài)生產(chǎn)性土地”是生態(tài)足跡分析法為各類自然資本提供的統(tǒng)一度量基礎(chǔ)[12],生態(tài)足跡模型的所有指標(biāo)都是基于這一模型而定義的。

生物生產(chǎn)性土地是指具有生物生產(chǎn)能力的土地和水域,主要包括6種土地利用類型:化石燃料土地、可耕地、林地、草場(chǎng)、建筑用地和水域。由于這6類生物生產(chǎn)面積的生態(tài)生產(chǎn)力不同,因此,需要引入均衡因子,將具有不同生態(tài)生產(chǎn)力的生物生產(chǎn)面積轉(zhuǎn)化為具有相同生態(tài)生產(chǎn)力的面積,再對(duì)其進(jìn)行比較。不僅如此,不同國(guó)家或地區(qū)的各種自然和社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素不同,從而使得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。因此,不同國(guó)家和地區(qū)同類生物生產(chǎn)面積類型的實(shí)際面積是不能進(jìn)行直接對(duì)比的,需要對(duì)不同類型的面積進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化。于是引入“產(chǎn)量因子”,即某個(gè)國(guó)家或地區(qū)某類土地的平均生產(chǎn)力與世界同類土地的平均生產(chǎn)力的比率。同時(shí),在生態(tài)承載力計(jì)算時(shí)還應(yīng)扣除12%的生物多樣性保護(hù)面積。

生態(tài)承載力(即生態(tài)足跡供給)為地球生態(tài)系統(tǒng)所能提供的、滿足人們活動(dòng)需要的土地面積。如果一個(gè)地區(qū)的生態(tài)承載力小于生態(tài)足跡,則出現(xiàn)生態(tài)赤字(Ecological Deficit);反之,則出現(xiàn)生態(tài)盈余(Ecological Remainder);如果生態(tài)承載力等于生態(tài)足跡,則出現(xiàn)生態(tài)均衡(Ecological Balance),生態(tài)系統(tǒng)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展相對(duì)均衡。

2.2 生態(tài)足跡的計(jì)算公式

生態(tài)足跡法的計(jì)算包括兩個(gè)部分:生態(tài)足跡(需求)和生態(tài)承載力(供給)。

生態(tài)足跡具體計(jì)算公式:

式中:EF——總的生態(tài)足跡;N——人口數(shù);ef——人均生態(tài)足跡;ci——第i種商品的人均消費(fèi)量;pi——第i種消費(fèi)商品的平均生產(chǎn)能力;aai——人均第i種交易商品折算的生物生產(chǎn)面積;i——消費(fèi)商品和投入的類型;rj——均衡因子。

生態(tài)承載力的計(jì)算公式:

式中:EC——區(qū)域總生態(tài)承載力;N——人口數(shù);ec——人均生態(tài)承載力(hm2/人);aj——人均生物生產(chǎn)面積;rj——均衡因子。

3 巫山縣生態(tài)承載力評(píng)價(jià)

3.1 參數(shù)的選取與確定

關(guān)于均衡因子的選取,參照國(guó)際統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),耕地和建筑用地均衡因子為2.8,草地為0.5,水域?yàn)?.2,林地和化石燃料用地為1.1[13]。某一區(qū)域某類土地的產(chǎn)量因子是其平均生產(chǎn)力與世界同類土地平均生產(chǎn)力的比率[14]。Wackernagel等人在計(jì)算中國(guó)生態(tài)足跡時(shí)所采用的產(chǎn)量因子為:耕地和建筑用地均為1.66,草地 0.19,林地 0.91,化石燃料用地為 0[15]。由于巫山縣范圍較之整個(gè)中國(guó)要小得多,加之其本身土地生產(chǎn)力不強(qiáng),故有必要對(duì)計(jì)算巫山縣生態(tài)足跡所用的產(chǎn)量因子進(jìn)行修正。在不同的土地利用類型中,耕地所占的比例最大(占了絕大多數(shù)),所以只對(duì)耕地的產(chǎn)量因子進(jìn)行修正,具體修正過(guò)程如下:

首先,分別算出各類作物的產(chǎn)量因子,即某種作物在某個(gè)地區(qū)的平均產(chǎn)量與全球平均產(chǎn)量之比。然后,將各種作物的產(chǎn)量因子乘以權(quán)重(各類作物種植面積占總耕地面積的比重)便得到了耕地的產(chǎn)量因子。詳細(xì)數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。

表1 2006年巫山縣耕地產(chǎn)量因子計(jì)算結(jié)果

建筑用地多為耕地轉(zhuǎn)化而來(lái)[16],所以兩者的產(chǎn)量因子相同,都為1.06。

3.2 巫山縣生態(tài)足跡的計(jì)算方法與過(guò)程

利用所收集的《2007年重慶統(tǒng)計(jì)年鑒》和《2007年巫山統(tǒng)計(jì)年鑒》的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),采用上述生態(tài)足跡的理論和計(jì)算方法對(duì)巫山縣2006年的生態(tài)足跡進(jìn)行計(jì)算和分析。生態(tài)足跡的計(jì)算主要涉及三個(gè)部分:生物資源消費(fèi)、能源消費(fèi)和貿(mào)易調(diào)整部分。由于統(tǒng)計(jì)年鑒中沒(méi)有貿(mào)易調(diào)整部分的明細(xì)表,所以巫山縣生態(tài)足跡的計(jì)算只包括兩部分,即生物資源消費(fèi)和能源消費(fèi)。

生物資源消費(fèi)包括農(nóng)產(chǎn)品、動(dòng)物產(chǎn)品、林產(chǎn)品和水產(chǎn)品等,各大類的細(xì)分項(xiàng)目與統(tǒng)計(jì)年鑒資料保持一致。為了讓計(jì)算結(jié)果更具可比性,在計(jì)算生物資源消費(fèi)時(shí),生物資源折算面積采用聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織1993年計(jì)算的有關(guān)生物資源的世界平均產(chǎn)量資料標(biāo)準(zhǔn)[17],將巫山縣2006年的生物資源消費(fèi)量統(tǒng)一轉(zhuǎn)化為提供這類消費(fèi)所需的生物生產(chǎn)性土地面積。

據(jù)統(tǒng)計(jì)資料顯示,巫山縣能源消費(fèi)部分主要包括原煤和電力,計(jì)算能源消費(fèi)足跡時(shí),以世界單位化石燃料生產(chǎn)土地面積的平均發(fā)熱量為標(biāo)準(zhǔn),將巫山縣能源消耗的熱量折算成化石燃料用地面積。

巫山縣2006年生態(tài)足跡計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表2-3,乘以均衡因子折算后的生態(tài)足跡結(jié)果見(jiàn)表5,再將各類型生物生產(chǎn)性土地的生態(tài)足跡相加就得到巫山縣2006年人均生態(tài)足跡為1.296 9 hm2。

3.3 土地承載力的計(jì)算方法與過(guò)程

利用巫山縣2006年的土地利用變更數(shù)據(jù),運(yùn)用上述的生態(tài)承載力計(jì)算模型,將各類生物生產(chǎn)性土地面積乘以均衡因子和產(chǎn)量因子,再減去12%的生物多樣性保護(hù)面積后,得到巫山縣2006年的土地承載力為0.559 2 hm2。

根據(jù)表2-4的計(jì)算結(jié)果,進(jìn)一步計(jì)算巫山縣2006年的生態(tài)承載力,并將其生態(tài)足跡與生態(tài)承載力進(jìn)行比較,分析其生態(tài)盈余/赤字狀況(見(jiàn)表5)。

表2 全球平均產(chǎn)量下巫山縣2006年生物資源消費(fèi)生態(tài)足跡

表3 巫山縣2006年能源消費(fèi)生態(tài)足跡

表4 巫山縣2006年生物生產(chǎn)性土地面積

3.4 結(jié)果分析

上述計(jì)算結(jié)果表明:2006年巫山縣的人均生態(tài)足跡為1.296 9 hm2,可利用的人均生態(tài)承載力僅為0.559 2 hm2,人均生態(tài)赤字高達(dá)0.737 7 hm2。其中,生態(tài)赤字部分主要來(lái)源于耕地產(chǎn)品、草地類產(chǎn)品和能源消費(fèi)。巫山縣的人均生態(tài)赤字較高,自然資源消費(fèi)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)生態(tài)承受力,區(qū)域的發(fā)展處于不可持續(xù)狀態(tài),令人堪憂。

從生物資源消費(fèi)看(表2),在各種生物資源消費(fèi)項(xiàng)目中,人均豬肉的消費(fèi)占用的生產(chǎn)性土地面積最大,其次是牛羊肉,三者占到總生物資源消費(fèi)生態(tài)面積的92.91%。麻類、棉花、茶葉、油桐子的人均消費(fèi)占用生產(chǎn)性面積較小。可見(jiàn),巫山縣人民的日常消費(fèi)結(jié)構(gòu)中,肉類生產(chǎn)占用了較多的土地面積,說(shuō)明人們生活質(zhì)量較高。

從能源消費(fèi)來(lái)看(表3),據(jù)可得數(shù)據(jù)反映,巫山縣的能源消費(fèi)中煤炭消費(fèi)人均占用生物生產(chǎn)性土地面積占了所有能源消費(fèi)生態(tài)面積的絕大部分?；茉吹倪^(guò)度消費(fèi),不僅在一定程度上浪費(fèi)了資源,而且也造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染,甚至引發(fā)一些自然災(zāi)害和生態(tài)災(zāi)害發(fā)生。這種以煤炭為主的能源結(jié)構(gòu)特征給巫山縣的生態(tài)環(huán)境造成了巨大壓力,這種能源消費(fèi)方式需要改變,應(yīng)該向清潔能源轉(zhuǎn)變。

表5 巫山縣2006年人均生態(tài)足跡與人均生態(tài)承載力計(jì)算匯總

從生態(tài)足跡組成結(jié)構(gòu)來(lái)看(表5),在各種生物生產(chǎn)性土地面積中,巫山縣草地生態(tài)占用的面積最大,占人均生態(tài)足跡的45.1%;其次是耕地,占人均生態(tài)足跡的33.4%。這說(shuō)明,巫山縣人民的消費(fèi)結(jié)構(gòu)中,高能量的肉類消費(fèi)已經(jīng)占了很大的比例,也表明其產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)主要在一、二產(chǎn)業(yè)。

4 結(jié)論

由上述計(jì)算得知,2006年巫山縣的人均生態(tài)足跡為1.296 9 hm2,可利用的人均生態(tài)承載力僅為0.559 2 hm2,人均生態(tài)赤字高達(dá)0.737 7 hm2?？梢?jiàn),巫山縣人口規(guī)模和人們生活消費(fèi)模式已經(jīng)超過(guò)巫山縣土地生態(tài)系統(tǒng)的承受能力,生態(tài)壓力巨大,可持續(xù)狀況令人堪憂。隨著人們生活水平的提高,對(duì)生態(tài)環(huán)境的壓力將會(huì)越來(lái)越大。若要保證在人民生活水平提高的前提下,庫(kù)區(qū)的土地資源得到可持續(xù)利用,就必須加強(qiáng)農(nóng)業(yè)科技投入,充分挖掘土地生產(chǎn)潛力,健全移民機(jī)制,緩解人口壓力,切實(shí)保護(hù)現(xiàn)有耕地?cái)?shù)量,加強(qiáng)人們國(guó)土觀念的教育,提高公民珍惜耕地資源,自覺(jué)保護(hù)和合理利用土地資源,保護(hù)好生態(tài)環(huán)境,實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境相結(jié)合的可持續(xù)發(fā)展。

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