基于生態(tài)足跡的海南省自然生態(tài)承載力研究

王詩雨, 崔鴻鵬, 王勝男

(1.三亞學(xué)院 社會發(fā)展分院, 海南 三亞 572000; 2.黑龍江省水利水電勘測設(shè)計研究院, 哈爾濱 150000)

基于生態(tài)足跡的海南省自然生態(tài)承載力研究

王詩雨1, 崔鴻鵬2, 王勝男1

(1.三亞學(xué)院 社會發(fā)展分院, 海南 三亞 572000; 2.黑龍江省水利水電勘測設(shè)計研究院, 哈爾濱 150000)

以海南省為例，基于生態(tài)足跡模型，計算海南省2012年生態(tài)足跡與生態(tài)承載力，分析其生態(tài)足跡和生態(tài)承載力的關(guān)系，力求為處理海南省的經(jīng)濟發(fā)展與生態(tài)環(huán)境保護的關(guān)系提供科學(xué)依據(jù)。分析表明：海南省2012年人均生態(tài)足跡為1.574 7 hm2/人，人均生態(tài)承載力為1.153 6 hm2，生態(tài)足跡是其生態(tài)承載力的1.37倍左右。對區(qū)域生態(tài)供需平衡關(guān)系進行分析，生態(tài)承載力供需平衡指數(shù)處于1.1～1.5區(qū)間，存在赤字問題，生態(tài)承載狀況超載,并提出了海南省可持續(xù)發(fā)展過程中應(yīng)采取的對策措施。

生態(tài)足跡; 生態(tài)承載力; 供需平衡; 海南省

生態(tài)足跡也稱為生態(tài)空間占用，該理論最早是由加拿大生態(tài)經(jīng)濟學(xué)家William Rees在1992年提出的，博士生Wackernagel進行完善的。生態(tài)足跡是根據(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?fàn)顟B(tài)的一種理論與方法,它形象地反映了人類經(jīng)濟活動對環(huán)境影響的程度[1-3]。由于生態(tài)足跡方法將可持續(xù)發(fā)展理念上升到定量測度的可操作層面,并且該方法簡明、合理，很快成為生態(tài)安全和可持續(xù)發(fā)展定量評價研究的熱點[4]，被廣泛應(yīng)用在國家、區(qū)域以及公司和個人等不同的尺度范圍，同時也被應(yīng)用于旅游、能源、國際貿(mào)易、城市化等具體應(yīng)用領(lǐng)域[5]。

海南省位于中國最南端，是僅次于臺灣的全國第二大島。作為中國最大的“熱帶寶地”，加之光、熱、水等條件優(yōu)越，使得海南農(nóng)產(chǎn)品資源較豐富，開發(fā)潛力較大。但是近年來，由于人為及氣候變化等因素的影響導(dǎo)致水土流失、崩塌、泥石流等自然災(zāi)害頻發(fā)，使海南省生態(tài)系統(tǒng)本來就比較脆弱的的生態(tài)環(huán)境面臨嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。在目前正處由傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)過渡和由粗放經(jīng)營向集約經(jīng)營發(fā)展的新階段，經(jīng)濟社會發(fā)展面臨著人口與糧食、資源與環(huán)境、科技與發(fā)展等新問題[6]。因此，本文對海南省的生態(tài)足跡和自然生態(tài)承載力進行了研究，試圖用生態(tài)足跡的理論評價海南省可持續(xù)發(fā)展的問題，以期為相關(guān)決策部門提供參考依據(jù)。

1 研究區(qū)概況與研究方法

1.1 研究區(qū)概況

海南省位于東經(jīng)108°37′—111°05′，北緯3°30′—20°18′，行政區(qū)域包括海南島、三沙群島(西沙、中沙、南沙)的島礁及其海域。設(shè)有3個地級市、6縣級市、4個縣、6個民族自治縣，一個經(jīng)濟開發(fā)區(qū)。全省陸地(主要包括海南島和三沙群島)總面積3.54萬km2，其中海南島陸地面積3.39萬km2；海域面積約200萬km2，森林覆蓋率達(dá)60.2%。海南分熱帶與亞熱帶區(qū)域，以陵水縣為界，陵水以南為熱帶、以北為亞熱帶,年平均氣溫23～27℃。2012年末全省總?cè)丝跒?86萬人。是中國最美麗的島嶼，也是世界最美麗的島嶼之一。

1.2 數(shù)據(jù)來源與研究方法

1.2.1 數(shù)據(jù)來源 本文所涉及的數(shù)據(jù)來源為《海南省統(tǒng)計年鑒2012》[7]、《海南省統(tǒng)計年鑒2013》的統(tǒng)計數(shù)據(jù)[8]；有關(guān)部門的調(diào)查；海南省及其他有關(guān)的研究成果。

1.2.2 生態(tài)足跡的計算方法 生態(tài)足跡是生產(chǎn)一定人口消費的資源及吸納其產(chǎn)生的廢棄物所需要的生物生產(chǎn)性土地面積[9]。生態(tài)足跡的計算方法有2種：國家層次上的生態(tài)足跡計算，使用綜合法，即自上而下利用國家級的數(shù)據(jù)歸納；而區(qū)域(省、市)、行業(yè)、公司、學(xué)校、個人生態(tài)足跡采用Simmons的成分法，自下而上的利用當(dāng)?shù)財?shù)據(jù)，但兩種的計算公式相同。生態(tài)足跡的一般計算公式為[10]。

Ef=N×ef=N×∑(Aai)=N×∑(ci/pi)

(1)

式中：i——消費商品和投入的類型；pi——i種消費商品的平均生產(chǎn)能力；ci——i種商品的人均消費量；Aai——i種交易商品折算的人均生物生產(chǎn)面積；N——人口數(shù)；ef——人均生態(tài)足跡；Ef——總生態(tài)足跡。

1.2.3 生態(tài)承載力的計算方法 對于生態(tài)承載力的計算,由于各個國家或地區(qū)的資源占有量不同,不僅耕地、草地、林地、建筑用地、水域之間存在生態(tài)生產(chǎn)力差異，而且不同地域同類型生物生產(chǎn)土地的的生態(tài)生產(chǎn)力也有差異。因此，不同國家或地區(qū)的同類生物生產(chǎn)土地的實際面積不能進行直接的對比,需要對不同類型的面積進行調(diào)整。Wackernagel等[2]引入了均衡因子和產(chǎn)量因子的概念來解決這個問題。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%的生物多樣性保護面積。計算生態(tài)承載力的公式為[11]:EC=N×ec=N×∑aj×rj×yj(j=1,2,3…,6)

(2)

式中：EC——區(qū)域總承載力；ec——區(qū)域人均生態(tài)承載力；aj——某種人均生物生產(chǎn)性土地面積；rj——不同土地類型的均衡因素；yj——某種生產(chǎn)性土地的產(chǎn)量系數(shù)。

1.2.4 生態(tài)承載力供需平衡指數(shù) 生態(tài)承載力供需平衡指數(shù)計算公式如下：

(3)

式中：ECCI——生態(tài)承載力供需平衡指數(shù)；ef——人均生態(tài)足跡；ec——區(qū)域人均生態(tài)承載力。

當(dāng)efec時，人對生態(tài)系統(tǒng)的需求大于生態(tài)系統(tǒng)自身的供給，表現(xiàn)為生態(tài)赤字；當(dāng)ef=ec時，人對生態(tài)系統(tǒng)需求等于生態(tài)系統(tǒng)供給，表現(xiàn)為生態(tài)平衡[12]。生態(tài)承載力供需平衡分類評價標(biāo)準(zhǔn)如表1所示。

表1 生態(tài)承載力供需平衡分類評價標(biāo)準(zhǔn)

2 海南省生態(tài)足跡及生態(tài)承載力分析

2.1 生態(tài)足跡計算

海南省的生態(tài)足跡計算主要包括2部分：生物資源的消費量；化石能源的消費量。本文生物資源消費量分為農(nóng)產(chǎn)品、動物產(chǎn)品、水產(chǎn)品、水果和木材5大類，各大類下設(shè)有一些小類；能源消費主要包括煤炭、石油、天然氣、電力。生物生產(chǎn)土地類型分為耕地、草地、林地、水域、建筑用地5大類。通過生態(tài)足跡計算公式可得出海南省生物資源消費量的生態(tài)足跡和能源消費量的生態(tài)足跡(見表2，表3)。

表2 2012年海南省生物資源生態(tài)足跡帳戶

表3 2012年海南省能源消費的生態(tài)足跡帳戶

2.2 生態(tài)承載力計算

計算海南省各類土地產(chǎn)量因子的方法為：耕地產(chǎn)量因子是谷物單產(chǎn)與全球耕地平均單產(chǎn)的比值；草地產(chǎn)量因子是牛肉、羊肉和奶類的生產(chǎn)量之和除以海南省草地總面積得到海南省草地平均單產(chǎn)，再除以牛肉的單位面積全球均衡產(chǎn)出；林地產(chǎn)量因子為海南林地平均單位面積產(chǎn)量與世界林地的單位面積全球均衡產(chǎn)出之比；水域產(chǎn)量因子為單位產(chǎn)量與其對應(yīng)的單位面積全球均衡產(chǎn)出之比；國際生態(tài)足跡計算的一般方法為，建設(shè)用地的產(chǎn)量因子等同于耕地，因為建設(shè)用地被認(rèn)為是占用了最好的土地資源[13]。能源用地供給沒有進行生態(tài)承載力的計算，主要是按照目前國際慣例，都沒有證據(jù)證明有哪個國家拿出專門土地用于吸收化石燃料燃燒排放的CO2和氣體[14]。海南省各類土地的均衡因子采用WWF2004年計算的數(shù)據(jù)[15],計算結(jié)果見表4。

表4 海南省2012年自然生態(tài)承載力計算結(jié)果

3 計算結(jié)果與分析

3.1 生態(tài)足跡

3.1.1 生物資源帳戶 海南省的人均生態(tài)足跡生物資源部分結(jié)果如表2所示，表中包括了耕地、草地、林地等土地利用方式，比較了12種生物資源類型的人均生態(tài)足跡?？偵鷳B(tài)足跡為1 373.19 hm2，林地、草地、耕地、水域的人均生態(tài)足跡分別為0.008 4，0.138 5，0.301 3，1.101 9 hm2/人，總量為1.550 1 hm2，各部分比例達(dá)到1∶16.5∶35.9∶131.2。

3.1.2 能源資源帳戶 海南省能源資源帳戶主要計算了煤炭、石油、天然氣、電力4種能源的生態(tài)足跡，分別為0.012 6，0.007 2，0.004 7，0.000 1(表3)。4種能源的人均生態(tài)足跡之和為0.024 6 hm2，4者之間的比例為1∶47∶72∶126。

3.2 生態(tài)承載力與生態(tài)足跡供求分析

2012年海南省人均生態(tài)承載力總和為1.153 6 hm2，總生態(tài)承載力為912.459 0 hm2，從人均生態(tài)承載力構(gòu)成看，林地、耕地和淡水水域分別位于第一、第二和第三位，其人均生態(tài)承載力分別為0.592 7，0.291 3和0.137 4 hm2/人,分別占總量的51.38%，25.25%和11.91%,它們之和達(dá)到總量的88.54%；建筑用地、草地的人均生態(tài)承載力分別為0.128 1，0.004 1 hm2/人,分別占11.10%，0.36%(表3)。耕地的生態(tài)足跡與生態(tài)承載力基本平衡，而草地、水域都存在生態(tài)赤字問題；林地和建筑用地的人類活動對自然的影響未超出其生態(tài)承載能力的范圍，存在盈余(如圖1和圖2所示)。

圖1 2012年海南省生態(tài)承載力構(gòu)成

圖2 2012年海南省生態(tài)足跡構(gòu)成

通過上述對海南省生物資源消費和能源消費的生態(tài)足跡的計算結(jié)果可得出2012年海南省人均生態(tài)足跡總量為1.574 7 hm2/人，而當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)承載力總量為1.153 6 hm2/人，生態(tài)足跡是其生態(tài)承載力的1.37倍左右。對區(qū)域生態(tài)供需平衡關(guān)系進行分析，生態(tài)承載力供需平衡指數(shù)處于1.1

4 結(jié)論與討論

海南省的人均生態(tài)足跡總量為1.574 7 hm2/人，高于中國平均生態(tài)足跡水平，但低于全球生態(tài)足跡水平。海南省當(dāng)?shù)氐淖匀簧鷳B(tài)系統(tǒng)隨著經(jīng)濟與人口增長逐漸比較脆弱，自身的生物資源和能源資源消費量對外部環(huán)境的需求量很高，依賴性很大，自身的自然資源消耗量也在不斷增加。

有研究證明，發(fā)達(dá)國家中的居民生態(tài)足跡面積普遍較高，這種情況的產(chǎn)生與其生活方式和消費習(xí)慣有很大的關(guān)系，高消費的生活方式直接導(dǎo)致了人均生態(tài)足跡的擴大。與此同時到2020年海南省欲打造世界一流海島休閑度假旅游勝地，眾多游客的到來在一定程度上都增加了生態(tài)足跡占有量，對生產(chǎn)承載力造成很大壓力。在這種情況下如何保護資源的同時發(fā)展經(jīng)濟成為亟待解決的問題。因此，在生態(tài)承載力供給不斷減少的趨勢下，及時引導(dǎo)人們合理消費，改變?nèi)藗兊纳a(chǎn)和生活消費方式，減少不必要的消費需求是降低生態(tài)足跡和保持可持續(xù)發(fā)展的有效措施。

考慮到近些年資源開發(fā)利用過程中的問題，如城市化占用耕地、污染、交通問題、土地退化等問題都會對減小生態(tài)承載力。因此，本文研究結(jié)果中對生態(tài)承載力的計算是較為保守、樂觀的估算，在一定程度上低估了生態(tài)環(huán)境赤字問題，這不可避免的缺陷也是生態(tài)足跡方法不斷完善和本文有待提高的地方。

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StudyoftheEcologicalCarryingCapacityoftheHainanProvinceBasedonEcologicalFootprintModel

WANG Shi-yu1, CUI Hong-peng2, WANG Sheng-nan1

(1.CollegeofSocialDevelopment,SanyaUniversity,Sanya,Hainan572000,China; 2.ResearchInstituteofInvestigationandDesignofWaterConservancyandHydropowerofHeilongjiangProvince,Harbin150000,China)

In this study, we investigated the relationship between ecological footprint and ecological carrying capacity of Hainan province by using a ecological footprint model, calculating the ecological footprint and ecological carrying capacity of Hainan Province in the year 2012, which can provide meaningful reference for coordinating the interaction between economic development and eco-environment protection of Hainan province. Results indicated that the ecological footprint of the Hainan Province was 1.574 7 hm2per capita, the ecological capacity was 1.153 6 hm2per capita, ecological footprint was about 1.37 times of the ecological carrying capacity. Through analysis of supply and demand balance in the region, the index of supply and demand balance in terms of ecological carrying capacity is found to be within the range of 1.1～1.5, which means there is a deficit and the ecological carrying status is overloaded. Above all, we discussed the weaknesses and proposed the policies and measures in the process of sustainable development of Hainan province in the last section of this paper.

ecological footprint; ecological carrying capacity; supply and demand balance; Hainan Province

2014-01-16

：2014-02-14

海南省自然科學(xué)基金(411095)

王詩雨(1988—),女,黑龍江省哈爾濱人,碩士,助教,主要研究方向為土地利用規(guī)劃。E-mail:flyshiyu@163.com

崔鴻鵬(1987—),男,黑龍江省哈爾濱人,學(xué)士,助理工程師,主要研究方向為地質(zhì)勘測。E-mail:cuihongpengye@sina.com

F026.2

：A

：1005-3409(2014)06-0218-04