基于生態(tài)足跡的陜西省適度人口研究

徐 坡,韓新海

(1.西北大學(xué) 城市與環(huán)境學(xué)院,710127中國西安;2.陜西省寶雞市勘察測繪院,陜西 寶雞 721000)

所謂適度人口,一般是指在一定目標(biāo)和條件下區(qū)域能夠供養(yǎng)的最優(yōu)人口數(shù)量。它的大小不僅取決于區(qū)域各種自然經(jīng)濟(jì)承載力和區(qū)域人口對這些承載力的需求水平之間的平衡,也取決于不同的研究目標(biāo)[1]。在我國最早提出適度人口的是南京大學(xué)的孫本文[2],他從我國 1957年的糧食生產(chǎn)水平和勞動就業(yè)角度,提出 8億人口是我國最適宜的人口數(shù)量。從此之后開啟了適度人口研究的先河,不同學(xué)者分別從不同角度對適度人口進(jìn)行了研究,有的以經(jīng)濟(jì)發(fā)展為出發(fā)點(diǎn),探求最適合經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展的人口規(guī)模,即為經(jīng)濟(jì)適度人口;有的從國防需要和提升國家競爭力角度來考慮一個國家合理的人口規(guī)模,可以稱之為軍事適度人口;也有研究從保證充分就業(yè),防止人口嚴(yán)重老齡化出發(fā),探討維持社會協(xié)調(diào)發(fā)展的適度人口;同時還有大量研究側(cè)重從資源供給的角度來確定區(qū)域適度人口[3]。而隨著人類社會的發(fā)展,人地關(guān)系變得越來越緊張,從區(qū)域可持續(xù)發(fā)展和生態(tài)安全方面考慮的適度人口即生態(tài)適度人口的研究越來越受到人們的關(guān)注,對此彭希哲等在介紹生態(tài)足跡模型的基本概念和計算方法的基礎(chǔ)上,對中國西部 12省市的生態(tài)適度人口進(jìn)行了估算[1]。徐丹[4]應(yīng)用生態(tài)足跡模型對崇明島的人口承載力進(jìn)行了測算和分析,并提出相應(yīng)的措施提升人口承載力。王麗曄[5]根據(jù)生態(tài)足跡分析方法通過對生態(tài)足跡、生態(tài)承載力和生態(tài)盈虧的分析,構(gòu)建人口容量的計算模型,并以金華市為例估算其人口容量。馬曉鈺[6]應(yīng)用生態(tài)足跡理論對經(jīng)濟(jì)快速增長下的生態(tài)過剩人口進(jìn)行研究,從橫截面和時間序列分析生態(tài)過剩人口情況,反映了我國生態(tài)人口過剩的普遍性,說明經(jīng)濟(jì)的快速增長付出了巨大的生態(tài)代價,并提出相應(yīng)措施來緩解生態(tài)人口過剩問題。王靜懿[7]運(yùn)用生態(tài)足跡、碳足跡、水足跡的概念計算了中國的生態(tài)適度人口規(guī)模,并通過對影響模型的要素及其他相關(guān)因子的分析,探討了中國未來的人口發(fā)展戰(zhàn)略,以及貿(mào)易、科技、制度、文化等各種因素對于適度人口規(guī)模的影響。韓申山[8]以咸陽市為例利用生態(tài)足跡分析方法,對咸陽市 1999～2006年的生態(tài)適度人口進(jìn)行了測算,指出咸陽市具有相對較大的人地矛盾,出現(xiàn)生態(tài)赤字,并提出一些可持續(xù)發(fā)展的途徑。盛亦男[9]從土地資源承載力、水資源承載力和生態(tài)承載力角度分析東北地區(qū)人口承載力狀況,對東北地區(qū)的生態(tài)適度人口進(jìn)行估算,最后提出一些提高東北地區(qū)人口承載力的政策建議。本文在參考相關(guān)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上,利用生態(tài)足跡分析模型和陜西省 1991～2005年統(tǒng)計年鑒數(shù)據(jù),對陜西省 1990～2004年的生態(tài)足跡進(jìn)行計算分析,并在此基礎(chǔ)上估算了陜西省生態(tài)適度人口,以期為陜西省社會經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展提供相應(yīng)的借鑒。

1 研究區(qū)概況

陜西省位于東經(jīng) 105°29′～ 111°15′和北緯 31°42′～ 39°35′之間,土地面積 20.58萬 km2,地勢南北高,中間低,西部高、東部低,地形復(fù)雜多樣,北部為陜北黃土高原,中部為號稱“八百里秦川”的關(guān)中平原,南部為陜南秦巴山地。陜西省屬大陸性季風(fēng)氣候,年平均氣溫 13℃,積溫 421℃,無霜期150～270 d,年均降水量 996 mm,年均蒸發(fā)量 1 608 mm。2004年末全省人口 3 762萬人。

2 研究方法

2.1 生態(tài)足跡的計算方法

生態(tài)足跡指標(biāo)是通過測定現(xiàn)今人類為了維持自身生存而利用自然的量來評估人類對生態(tài)系統(tǒng)的影響[10]。生態(tài)足跡的計算首先是確定某國家(地區(qū))在某一時段消費(fèi)的絕大多數(shù)資源、能源以及所產(chǎn)生廢棄物的數(shù)量,其次是將消廢的資源和產(chǎn)生的廢棄物折算成資源及消納廢棄物生產(chǎn)所需的生物生產(chǎn)面積。依據(jù) Wackernagel的國家足跡報告[11]本文將生物生產(chǎn)面積主要考慮化石能源用地、耕地、林地、草地、建設(shè)用地和水域等 6個方面。

生態(tài)足跡的計算可以用以下公式來表示[11-15]：

式中：EF為總的生態(tài)足跡;N為區(qū)域總?cè)丝跀?shù);ef為人均生態(tài)足跡;i為消費(fèi)項(xiàng)目的類型;ri為第 i項(xiàng)消費(fèi)項(xiàng)目的均衡因子;Ai為第 i項(xiàng)消費(fèi)項(xiàng)目人均占用的實(shí)際生態(tài)生產(chǎn)性土地面積;ci為 i項(xiàng)的人均年消費(fèi)量;pi為第 i項(xiàng)消費(fèi)項(xiàng)目的全球單位面積年平均產(chǎn)量。均衡因子的選取來自世界各國生態(tài)足跡的報告[11]。目前采用的均衡因子分別為：林地和化石能源用地為 1.14,耕地和建筑用地為 2.82,草地為 0.54,水域?yàn)?0.22。

2.2 生態(tài)承載力的計算方法

生態(tài)承載力是與生態(tài)足跡需求相對應(yīng)的概念,是指區(qū)域能夠提供給人類的生態(tài)生產(chǎn)性土地總和,計算公式為：

其中,yi為產(chǎn)量因子;ri為均衡因子;ai為人均生物生產(chǎn)性面積;N為人口數(shù);ec為人均生態(tài)承載力;EC為總的生態(tài)承載力。

由于不同國家或地區(qū)同類型生物生產(chǎn)面積的生態(tài)生產(chǎn)力存在差異,化石能源地、耕地、草地、林地、建筑用地、水域等之間的生態(tài)生產(chǎn)力存在很大的差異,因此,不同國家或地區(qū)同類生物生產(chǎn)土地的實(shí)際面積不能進(jìn)行直接對比,需要對不同類型的面積進(jìn)行調(diào)整。產(chǎn)出因子就是一個將各國各地區(qū)同類生態(tài)生產(chǎn)性土地轉(zhuǎn)化為可比面積的參數(shù),是一個國家或地區(qū)某類土地的平均生產(chǎn)力與世界同類平均生產(chǎn)力的比率。本文采用的產(chǎn)出因子的選取同樣來自世界各國生態(tài)足跡的報告,具體為耕地 1.66,林地 0.91,草地 0.19,園地2.94,水域 1,建設(shè)用地 1.66。同時,根據(jù)世界環(huán)境與發(fā)展委員會(WCED)的建議,扣除了 12%的生物多樣性保護(hù)面積,即可得到實(shí)際利用的生態(tài)承載力。

2.3 生態(tài)適度人口的計算

生態(tài)適度人口,通常也稱為可持續(xù)人口容量,其主要受區(qū)域社會經(jīng)濟(jì)、自然等多種因素的影響。區(qū)域光熱水土等自然條件及土地利用方式與技術(shù)決定了區(qū)域土地數(shù)量和土地生產(chǎn)力,從而也決定了森林、農(nóng)業(yè)用地、草地、水域、建設(shè)用地等生產(chǎn)性土地的承載力,它們構(gòu)成了區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)的總承載力;而產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、消費(fèi)習(xí)慣方式、收入水平等決定了區(qū)域的消費(fèi)規(guī)模,構(gòu)成了對自然資源的需求[1]。對于生態(tài)適度人口的研究有助于正確理解人對自然生態(tài)系統(tǒng)的依賴,協(xié)調(diào)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與保護(hù)生態(tài)系統(tǒng)之間的關(guān)系,從而保證人類發(fā)展的可持續(xù)性。

在計算人口承載力時,用生態(tài)承載力代表一個地區(qū)所能提供的資源環(huán)境條件,生態(tài)足跡代表人口的消費(fèi)水平。在生態(tài)承載力內(nèi),按照一定人均生態(tài)足跡計算的人口可以說是一個區(qū)域的生態(tài)適度人口,也可以說是一個區(qū)域的可持續(xù)人口容量[1,8]可以用公式表示為：

式中：P為區(qū)域的生態(tài)適度人口,N為區(qū)域的實(shí)際人口,ec為人均實(shí)際利用的生態(tài)承載力,ef為人均生態(tài)足跡。

3 陜西省 1990～2004年生態(tài)適度人口計算

3.1 人均生態(tài)足跡的計算

根據(jù)以上計算生態(tài)足跡的方法,對陜西省 1990～2004年的人均生態(tài)足跡進(jìn)行計算,此次計算的生態(tài)足跡只包括生物文只采用生物資源消費(fèi)和化石能源消費(fèi)兩部分。生物資源的消費(fèi)包括農(nóng)產(chǎn)品,動物產(chǎn)品,水產(chǎn)品,林產(chǎn)品,水果產(chǎn)品等,能源消費(fèi)包括原煤、焦炭、原油、汽油、煤油、柴油、天然氣、電力等,具體數(shù)據(jù)來自 1991～2009年《陜西省統(tǒng)計年鑒》。生物資源中的各類產(chǎn)品的全球平均產(chǎn)量,采用聯(lián)合國糧農(nóng)組織(FAO)發(fā)布的各年每種作物的全球平均產(chǎn)量數(shù)據(jù),能源部分中的全球平均能源足跡和折算系數(shù)參考相關(guān)文獻(xiàn)[11-15]。運(yùn)用以上的計算方法對陜西省 1990～2004年的生態(tài)足跡進(jìn)行計算結(jié)果,具體見表 1

表1 陜西省 1990～2004年人均生態(tài)足跡 hm2/人

3.2 人均生態(tài)承載力的計算

依據(jù)生態(tài)承載力理論和計算方法,將陜西省 1990～2004年實(shí)際提供的生物生產(chǎn)性土地面積與均衡因子、產(chǎn)量因子相乘,轉(zhuǎn)化為以全球平均生物生產(chǎn)性土地面積表示的陜西省生態(tài)承載力,同時,根據(jù)世界環(huán)境與發(fā)展委員會(WCED)的建議,扣除了 12%的生物多樣性保護(hù)面積,即可得到實(shí)際利用的生態(tài)承載力。各個年份的生物生產(chǎn)性土地面積來自1991～2009年《陜西省統(tǒng)計年鑒》。具體計算結(jié)果如表2 所示：

表2 陜西省 1990～2004年人均生態(tài)承載力 hm2/人

3.3 生態(tài)適度人口的計算

所謂適度人口,一般是指在一定目標(biāo)和條件下區(qū)域能夠供養(yǎng)的最優(yōu)人口數(shù)量。它的大小不僅取決于區(qū)域各種自然經(jīng)濟(jì)承載力和區(qū)域人口對這些承載力的需求水平之間的平衡,也取決于不同的研究目標(biāo)[1]。根據(jù)以上求出的陜西省人均生態(tài)足跡和人均生態(tài)承載力,運(yùn)用生態(tài)適度人口的計算方法,求取陜西省 1990～2004年的生態(tài)適度人口,其中總?cè)丝跀?shù)據(jù)來自于 1991～2009年《陜西省統(tǒng)計年鑒》。具體計算結(jié)果見表3 。

表3 陜西省 1990～2004年生態(tài)適度人口

4 結(jié)果與分析

根據(jù)表3 得出陜西省 1990～2004年生態(tài)適度人口變化圖(圖 1),由圖 1以及表3 的數(shù)據(jù)可以看出,陜西省 1990～2004年的生態(tài)適度人口變化主要分三個階段：

(1)1990～1998生態(tài)適度人口波動中下降,實(shí)際人口上升,過剩人口波動中上升的過程。這一時期實(shí)際人口由 1990年的 3 275.02萬人增加到 1998年的 3 596萬人,9年增加了320.98萬人;生態(tài)適度人口由 1990年的 2 898.9萬人減少到 1993年的 2 415.92萬人,1994年略微增加到 2 572.85萬人,1996年又減少到 2 107.49萬人,1997年又增加到2 162.41萬人,直到 1998年減少到 2 104.32萬人,9年間減少 794.58萬人,總體上在波動中呈減少的趨勢;過剩人口則表現(xiàn)出與生態(tài)適度人口相反的趨勢。陜西省實(shí)際人口和生態(tài)適度人口之間的比例也由 1.13增加到 1.71。在此期間,人均生態(tài)足跡也由 1990年的 0.91 236 hm2/人波動增長到1998年的 1.21 892 hm2/人,人均增加 0.30 153 hm2/人,人均生態(tài)承載力由 1999年的 0.8 076減少到 1998年的0.71 329,人均減少 0.09 342 hm2/人。人均生態(tài)足跡增加量是人均生態(tài)承載力減少量的 3.28倍。由此可見陜西省生態(tài)可持續(xù)發(fā)展逐步惡化的主要原因是總需求的不斷增大,導(dǎo)致生態(tài)適度人口的不斷減少。出現(xiàn)這一變化的主要原因是這一時期各類生產(chǎn)性土地的人均生態(tài)足跡都在不斷地增加,尤其是草地和化石燃料用地的足跡增加較快,這說明隨著生活水平的提高,人們消費(fèi)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,對肉蛋類的需求上升,化石燃料的足跡增加說明陜西省經(jīng)濟(jì)的發(fā)展主要以資源的消耗為主,對資源的需求不斷增大。

(2)1999～2000年生態(tài)適度人口和實(shí)際人口增加,過剩人口減少的過程。這一時期陜西省實(shí)際人口由 1999年的3 618萬人增加到 2000年的 3 644萬人,生態(tài)適度人口由1999年的 3 086.35萬人增加到 2000年的 3 113.48萬人,過剩人口則由 1999年的 531.65萬人減少到 2000年的 530.52萬人。人均生態(tài)足跡由 1.12 264 hm2/人下降到1.08421 hm2/人,人均下降 0.03 843 hm2/人,人均生態(tài)承載力由 0.95 767 hm2/人 下降 到 0.92 637,人 均下 降0.0 313 hm2/人,前者是后者的 1.23倍。由此可見陜西省生態(tài)可持續(xù)發(fā)展逐步好轉(zhuǎn)的主要原因是生態(tài)足跡總需求的不斷下降,從而引起生態(tài)適度人口的增加,但總體上還處于不可持續(xù)的范圍之內(nèi)。出現(xiàn)這一變化的主要原因是化石燃料足跡的減少,雖然在這一時期其它的生物資源的足跡都在增加,但其增加的幅度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于化石燃料減少的幅度。

圖1 陜西省 1990～2004年生態(tài)適度人口變化情況

(3)2001～2004年生態(tài)適度人口逐漸減少,實(shí)際人口和過剩人口逐漸增加的過程。這一時期,陜西省實(shí)際人口由2001年的 3 659萬人,增加到 2004年的 3 762萬人,8年間增加了 103萬人;生態(tài)適度人口則由 2001年的 3030.57萬人減少到 2004年的 1 439.39萬人,8年間減少 1 591.18萬人;過剩人口則由 2001年的 628.43萬人增加到 2004年的2 322.61萬人,8年間增加 1 694.18萬人。陜西省實(shí)際人口和生態(tài)適度人口的比例也呈不斷上升的趨勢,從 2001年的1.21增加到 2004年的 1.68。此段時間,人均生態(tài)足跡增加0.33 150 hm2/人,人均生態(tài)承載力則減少 0.06 243 hm2/人,前者是后者的 5.31倍。由此可見,這一時期陜西省生態(tài)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展逐步惡化的主要原因是生態(tài)足跡總需求的不斷增加,從而引起生態(tài)適度人口的不斷減少。出現(xiàn)這一變化的主要原因是耕地、草地、林地、建設(shè)用地和化石燃料用地生態(tài)足跡的不斷增大。耕地的人均生態(tài)足跡從 2001年的0.30 560 hm2/人增加到 2004年的 0.35986 hm2/人,耕地足跡的增加說明隨著人口的增加,人們對最基本的農(nóng)產(chǎn)品需求開始增加。草地的人均生態(tài)足跡由 2001年的 0.24 824 hm2/人增加到 2003年的 0.30 286 hm2/人,2004年雖然有所下降,但總整個時期來看草地的生態(tài)足跡依然呈現(xiàn)增長的趨勢。草地足跡的增加反映了隨著人們生活水平的提高,消費(fèi)結(jié)構(gòu)變的多元化,對肉蛋奶類需求的不斷增大。林地的人均生態(tài)足跡由 2001年的 0.04 495 hm2/人增加到 2004年的0.06 657 hm2/人。林業(yè)足跡的增大則是以蘋果為主的果業(yè)加工的蓬勃發(fā)展和退耕還林的結(jié)果。建設(shè)用地的人均生態(tài)足跡 由 2001年 的 0.00 872 hm2/人 增 加到 2004年 的0.01 246 hm2/人。建設(shè)用地足跡的增加說明了隨著城市的擴(kuò)張人們對住房和基礎(chǔ)設(shè)施的需求不斷增大。化石燃料的人均生態(tài)足跡由 2001年的 0.49 293 hm2/人增加到 2004年的 0.75 860 hm2/人?；茉从玫匦枨蟮脑黾?表明以機(jī)械、石化、能源為主導(dǎo)的資源密集型產(chǎn)業(yè)在陜西省產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)中所占比例較大。因此,陜西省應(yīng)大力發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì),以提高能源利用率。

5 結(jié)論與建議

在 1990～1998年,陜西省年生態(tài)適度人口由 2 898.9萬人下降到 2 104.32萬人,陜西省實(shí)際人口由 3275.02萬人增加到 3 596萬人;1999～2000年,陜西省生態(tài)適度人口由3086.35萬人增加到 3 113.48萬人,陜西省實(shí)際人口由3 618萬人增加到 3 648萬人;2001～2004年,陜西省生態(tài)適度人口由 3 030.53萬人下降到 2 204.76萬人,陜西省實(shí)際人口由 3 659萬人增加到 3 705萬人。

要實(shí)現(xiàn)陜西省生態(tài)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展,就必須不斷減少生態(tài)足跡的總需求,提高自身的生態(tài)承載力。對此W ackernagel[16]等提出通過采用高新技術(shù),提高自然資源單位面積的生物產(chǎn)量;高效利用現(xiàn)有資源存量;減少人口,以減少消費(fèi)以及減少人均消費(fèi),改變?nèi)藗兊纳a(chǎn)和生活消費(fèi)方式,建立資源節(jié)約型的社會生產(chǎn)和消費(fèi)體系。這些措施對于任何地區(qū)都具有普遍性,但考慮到各個地區(qū)的特殊性,應(yīng)根據(jù)各地的實(shí)際情況采取適合本地區(qū)措施來實(shí)現(xiàn)生態(tài)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。

因此針對陜西省的實(shí)際情況應(yīng)在以上措施的基礎(chǔ)上大力發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì),減少對生態(tài)環(huán)境的破壞,陜北作為陜西省的能源基地,應(yīng)注重生態(tài)工業(yè)園區(qū)的建設(shè),提高化石能源利用率和改善能源消費(fèi)結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)資源的可持續(xù)利用,同時陜北地處黃土高原地區(qū),水土流失嚴(yán)重,應(yīng)加強(qiáng)基本農(nóng)田保護(hù),在水土流失嚴(yán)重地區(qū)應(yīng)以植樹種草為主,防止過度開荒,坡度較高的丘陵地區(qū)應(yīng)將耕地轉(zhuǎn)變?yōu)楣麍@或發(fā)展林業(yè),限制畜牧業(yè)發(fā)展超過草原的承載量;關(guān)中地區(qū)作為全省的農(nóng)業(yè)基地,應(yīng)積極開展土地的整理和復(fù)墾強(qiáng)化節(jié)約用地意識,加強(qiáng)耕地保護(hù)和基本農(nóng)田建設(shè),加強(qiáng)建設(shè)用地管理,提高土地的使用效率,同時應(yīng)該調(diào)整農(nóng)業(yè)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),增加林業(yè)和畜牧業(yè),滿足人們對肉、蛋、水果、奶和林產(chǎn)品的需求;在城市建設(shè)方面,應(yīng)加強(qiáng)城市的生態(tài)建設(shè),加強(qiáng)城市的環(huán)境治理,優(yōu)化城市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展;陜南地區(qū)應(yīng)充分發(fā)揮秦嶺的資源優(yōu)勢,積極發(fā)展中草藥,加快藥材基地建設(shè),建立生態(tài)環(huán)保型的中草藥加工產(chǎn)業(yè)體系,同時與旅游業(yè)相結(jié)合,實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的重組和升級。

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