基于生態(tài)足跡模型的漢源縣可持續(xù)發(fā)展動態(tài)分析

何淑勤，宮淵波，鄭子成，雷文文，李賢偉

（1.四川農業(yè)大學 林學院，四川 雅安625014；2.四川農業(yè)大學 資源環(huán)境學院，四川 雅安 625014）

可持續(xù)發(fā)展是當前學術研究的熱點，對可持續(xù)程度的量化評價是可持續(xù)發(fā)展研究的重要內容。生態(tài)足跡分析，就是一種根據(jù)人類社會對自然資源的依賴性來定量測度區(qū)域可持續(xù)發(fā)展狀態(tài)的新理論與方法［1］。生態(tài)足跡是由加拿大生態(tài)經濟學家 Willam－Rees等［2］在1992年提出的，通過估算維持人類的自然資源消費和同化人類產生的廢棄物所需要的生物生產性土地面積大小，并與給定人口區(qū)域的生態(tài)承載力進行比較，來衡量區(qū)域的可持續(xù)發(fā)展。隨后，該模型在我國得到了一定的應用［3－10］，但多集中于大尺度的區(qū)域，對小尺度的單個縣域研究較少［11］。漢源縣山高坡陡，地表破碎，中低山植被稀疏，河溝短促狹窄，河床河岸陡峻。由于受地形、地質、水文、氣象、植被等自然因素和人們過度開發(fā)經營的影響，水土流失十分嚴重。近年來，天然林保護工程和退耕還林工程的實施，有力地推進了漢源縣生態(tài)經濟的迅速發(fā)展。但隨著人口的增加以及人為活動的作用，區(qū)域生態(tài)環(huán)境及生態(tài)系統(tǒng)造成的壓力不斷變化。因此，本文擬將生態(tài)足跡的理論與方法引入到縣域尺度生態(tài)系統(tǒng)中，對漢源縣近5 a的生態(tài)足跡和生態(tài)承載力分別進行了動態(tài)分析，以縣域尺度生態(tài)足跡定量表示當?shù)氐慕洕顒訉ψ匀簧鷳B(tài)系統(tǒng)造成的壓力及其程度，以便服務于該縣的生態(tài)環(huán)境建設。

1 研究區(qū)域概況

漢源縣位于大渡河中游，四川省雅安市西南部，地處東經102°16′－103°01′，北緯29°05′－29°43′。東鄰樂山市金口河區(qū)和眉山市的洪雅縣，南連涼山彝族自治州的甘洛縣，西靠甘孜藏族自治州的瀘定縣和雅安的石棉縣。全境東西長71.45 km，南北寬70.1 km，幅員面積2 382 km2。該縣屬川西南亞熱帶氣候區(qū)，光熱資源豐富，日照充分，氣候溫和。年平均氣溫17.9℃，年降水量730.8 mm。全縣有8個鎮(zhèn)，6個辦事處，45個鄉(xiāng)，2007年末總人口349 931人［12］。2007年底，耕地面積為24 982.03 hm2，林地面積為162 222.85 hm2，草地面積為1 607.3 hm2，水域面積為5 445.5 hm2，建筑用地面積為2 969.4 hm2。農業(yè)產值58 002萬元，林業(yè)產值3 997萬元。

2 研究方法

本文采用生態(tài)足跡理論及其計算方法對研究區(qū)的可持續(xù)發(fā)展現(xiàn)狀進行動態(tài)分析，生態(tài)足跡分析的重點是生態(tài)足跡需求和供給。在對研究區(qū)進行分析時，生物生產性土地主要考慮如下6種類型：化石燃料土地、耕地、林地、草地、建筑用地和水域［13］。

2.1 均衡因子與產量因子

在分析可持續(xù)發(fā)展現(xiàn)狀時，需要引入均衡因子和產量因子，將資源供給和消耗統(tǒng)一到全球一致的面積指標層面上，從而使可持續(xù)發(fā)展的衡量具有真正的區(qū)域可比性［6］。均衡因子可消除不同土地類型土地生產力之間的差異；產量因子可消除不同地區(qū)相同土地類型土地生產力之間的差異。本文所采用的均衡因子分別為：化石能源地1.14、建筑用地2.82、耕地2.82、牧草地0.54、林地1.10及水域0.20；產量因子分別為：建筑用地1.66、耕地1.19、牧草地0.74、林地0.11及水域1.00［14］。

2.2 生態(tài)足跡

生態(tài)足跡是指在一定的人口和經濟規(guī)模條件下維持資源消費和廢棄物吸收所必需的生物生產性土地面積。生態(tài)足跡需求分為生物資源消費生態(tài)足跡需求和能源消費生態(tài)足跡需求。在計算生物資源凈消費生態(tài)足跡需求時，需要經過均衡因子折算。計算模型為：式中：EF——區(qū)域總生態(tài)足跡；ef——區(qū)域人均生態(tài)足跡；ci——i種商品的人均凈消費量；pi——i種商品平均生產能力；aai——i種商品折算的生物生產性土地面積；ri——i種商品折算對應土地類型的均衡因子；i——消費商品和投入的類型。

在計算能源凈消費生態(tài)足跡需求時，已經是標準土地，因此在計算時，既無需均衡因子，也無需產量因子折算［15］。計算模型為

2.3 生態(tài)承載力

生態(tài)承載力是指區(qū)域能夠提供給人類的生物生產性土地面積總和，即生態(tài)足跡供給能力。在計算生態(tài)足跡供給時，由具體地類折算應同時乘均衡因子和產量因子。計算模型為

式中：EC——區(qū)域總生態(tài)承載力；ec——區(qū)域人均生態(tài)承載力；aj——人均生物生產面積；yj——產量因子；rj——均衡因子。

世界環(huán)境與發(fā)展委員會（WCED）的報告《我們共同的未來》指出，人類應將12%的生物生產性土地面積用于生物多樣性的保護。因此，在計算生態(tài)承載力時，應從總數(shù)中扣除這一部分。

2.4 生態(tài)赤字或盈余

一個地區(qū)的生態(tài)承載力小于生態(tài)足跡時，出現(xiàn)生態(tài)赤字。其大小等于生態(tài)承載力減去生態(tài)足跡產生的差額；生態(tài)承載力大于生態(tài)足跡時，則產生生態(tài)盈余。其大小等于生態(tài)承載力減去生態(tài)足跡產生的余數(shù)［16］。

3 結果與分析

根據(jù)《雅安年鑒（2004－2008）》［12］，采用本文所述研究方法，計算漢源縣2003－2007年的生態(tài)足跡與生態(tài)承載力。

3.1 生態(tài)足跡需求分析

從表1可以看出，漢源縣人均生態(tài)足跡呈逐年上升趨勢，5 a間增加了0.173 8 hm2，年均增長3.48%。說明消費各種生物產品、農業(yè)資源和服務的絕對數(shù)量相應增加，對生態(tài)系統(tǒng)的壓力越來越大，不利于漢源縣的可持續(xù)發(fā)展。

從生態(tài)足跡結構來看，在生態(tài)生產性土地中，耕地的生態(tài)占用最大。5 a中雖然略微有所下降，但仍然分別占到人均生態(tài)足跡的62.21%，55.66%，53.33%，53.73%和50.96%。其次為化石能源用地、草地和林地，建筑用地、水域對生態(tài)足跡的貢獻率較低，說明漢源縣經濟的發(fā)展是典型的以農為主的發(fā)展模式，人民生產生活需求仍以農產品為主，主要依賴的土地資源是耕地。

表1 漢源縣近5 a生態(tài)足跡動態(tài) hm2／人

2003－2007年，草地、林地、化石能源用地足跡都呈現(xiàn)出增加的趨勢。其中，化石燃料用地足跡增長最快，主要是因近年來尤其是2007年工業(yè)產品的市場價格飚升刺激生產所致；草地需求增長說明對高檔生物性消費需求量增加；耕地、建筑用地足跡增長相對較小，這與漢源縣近年的移民有關系。從以上分析可知，漢源縣耕地和化石燃料用地足跡所占比例比較大，共占到總生態(tài)足跡的73.44%。這說明該地區(qū)主要依靠消耗本地的自然資源來維持區(qū)域的發(fā)展，從而加重了土地的承載壓力。

3.2 生態(tài)承載力分析

漢源縣2003－2007年的平均總承載力為0.353 7 hm2／人（表2），扣除用于保護生物多樣性12%的面積，則人均可利用生態(tài)承載力僅剩下0.311 2hm2，僅為生態(tài)足跡需求的近1／3。從表2可以看出，2003－2007年，只有林地足跡供給呈現(xiàn)出增加趨勢，其增長率為10.93%。林地、草地足跡供給大幅度增加與漢源縣近5 a來退耕還林、還草直接相關。耕地、水域、建筑用地則呈現(xiàn)減少趨勢但幅度不大，年均減少率分別為1.05%，1.54%，0.94%。耕地供給減少是由于退耕還林、還草導致耕地面積減少，以及水土流失等原因所致；人均水域供給減少與漢源縣人口增加及生態(tài)環(huán)境的變化有關，而建筑面積的減少與漢源縣移民有很大關系。

另外，從總體上來看，近5 a來漢源縣的生態(tài)足跡總供給略有下降，但降幅不大，5 a來下降了2.71%。這與當?shù)乜焖僭鲩L的生態(tài)足跡需求極不相稱。

表2 漢源縣近5 a生態(tài)承載力動態(tài) hm2／人

從生態(tài)承載力結構來看，耕地供給所占比例最大，為81.09%；其次為建筑用地、林地，兩者分別占13.73%，17.17%；草地和水域供給很小，僅占1.64%；由于沒有專門用于吸收CO2的土地，所以CO2吸收用地供給為零。漢源縣的生態(tài)足跡供給比較少，而且主要以耕地為主，結構比較單一。

3.3 生態(tài)赤字分析及動因

5 a來，漢源縣各年生態(tài)承載力變化不大，僅降低了0.008 6 hm2／人。2007年的生態(tài)承載力為0.308 5 hm2／人；而生態(tài)足跡則呈現(xiàn)出明顯的增加趨勢，2007年的生態(tài)足跡為0.956 7 hm2／人，比2002年增加了0.173 8 hm2／人，年均增長率為4.76%。從表3可以看出，5 a間平均赤字0.513 hm2，歷年人均生態(tài)赤字分別為：0.422 6，0.479 6，0.535 1，0.606 2 hm2，增加趨勢非常明顯，年均增長率為8.69%。

表3 漢源縣人均生態(tài)足跡供需分析 hm2／人

上述分析可知，漢源縣的生態(tài)足跡供需嚴重失衡，人類負荷超過了其生態(tài)容量，人地矛盾比較突出，說明漢源縣的發(fā)展是以對自然資源的過度掠奪為代價的。從另外一個方面也可以反映出土地的供給能力不能適應經濟發(fā)展對土地的需求。因此，漢源縣的發(fā)展模式處于一種相對不可持續(xù)的狀態(tài)。另外，與2007年全國人均生態(tài)承載力底線0.652 hm2／人相比，漢源縣近5 a的生態(tài)足跡均超過了全國的人均生態(tài)承載力，因此，在國家尺度上漢源縣經濟社會也處于不可持續(xù)發(fā)展狀態(tài)。漢源縣的土地生態(tài)供給已不能滿足經濟發(fā)展和人們生活水平的需求，而且生態(tài)赤字也有進一步加大的趨勢，土地利用處于一種不可持續(xù)的狀態(tài)。該縣高生態(tài)赤字存在的主要原因在于：高能源消耗、人口過于密集、對自然資源的過度開發(fā)和低效利用及農業(yè)生產條件改善滯后等。近年來，在水電開發(fā)上雖有一定進展，但在礦產資源開采、化石能源消耗方面數(shù)量較高。雖全縣總人口密度146人／km2，但由于一些區(qū)域生態(tài)環(huán)境脆弱，導致局部人口密度大；此外，全縣有17個少數(shù)民族，人口占總人口的60.2%，生態(tài)環(huán)境意識薄弱，人為破壞作用加劇，是造成高生態(tài)赤字的主要原因。

4 結論及建議

要想減少生態(tài)赤字，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，同時不降低人們的生活水平，除通過實行計劃生育控制人口增長、堅持最嚴格的耕地保護制度外，還可以考慮如下對策：

（1）高效利用現(xiàn)有資源存量，建立資源節(jié)約型的社會生產和消費體系。漢源縣要減少生態(tài)赤字，勢必要高效利用現(xiàn)有資源存量，建立高效節(jié)約的社會生產體系，鼓勵發(fā)展循環(huán)經濟，提高能源利用效率。同時，要進行廣泛的生態(tài)文化宣傳，增強人們的節(jié)約意識，引導其生態(tài)消費。

（2）開發(fā)水電能源，節(jié)約能源消費。從資源利用的角度來看，化石能源用地平均占整個生態(tài)足跡的18.06%，僅次于草地和耕地。因此，若既要遏制能源生態(tài)足跡增長不斷加快的勢頭，又要滿足經濟社會發(fā)展的需要，就必須調整能源結構，減少化石能源的份額，加大水電等可再生資源的比例。漢源縣水能資源十分豐富，全縣水資源總量407.75億m3，水能理論蘊藏量35萬k W，截至2007年已開發(fā)量僅56 105 k W［12］。因此，充分挖掘自身的水資源潛力，大力發(fā)展水電能源是降低生態(tài)赤字的一條有效途徑。

（3）改善農業(yè)生產條件，發(fā)展高效生態(tài)農業(yè)。漢源縣地處亞熱帶，氣候溫和、濕潤，年平均氣溫17.9℃，年平均降水量730.8 mm，水熱同季，農業(yè)生產環(huán)境具有多宜性，生物生長量大、發(fā)育快、成熟早，農作物可種兩至三季。目前，漢源縣2／3以上耕地為中低產耕地，1／2以上耕地無灌溉條件，單位面積平均產量僅為生產潛力的1／2左右。因此，通過改善水利設施等農業(yè)生產條件，改造中低產田，推廣先進農業(yè)技術，發(fā)展高效生態(tài)農業(yè)，以提高土地的產出效率，以減少生態(tài)赤字。

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