基于生態(tài)足跡模型的湖南攸縣可持續(xù)發(fā)展研究

王文婕 葛大兵 周 雙 黃靜虹

(湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)生物科學(xué)技術(shù)學(xué)院/生態(tài)科學(xué)與工程研究所/洞庭湖區(qū)農(nóng)村生態(tài)系統(tǒng)健康湖南省重點實驗室，湖南長沙 410128)

中國作為最大的發(fā)展中國家，經(jīng)濟社會發(fā)展取得了舉世矚目的成績，但也付出了資源浪費、環(huán)境污染的沉重代價，甚至影響中國經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展，特別是資源能源短缺成為中國經(jīng)濟發(fā)展的瓶頸，為此中國經(jīng)濟社會能否持續(xù)發(fā)展成為中國偉大復(fù)興和實現(xiàn)中國夢的關(guān)鍵［1］。

攸縣屬于湖南省經(jīng)濟較發(fā)達(dá)的縣，近年來，隨著攸縣經(jīng)濟更加快速增長，資源環(huán)境供給不足的矛盾更為突出，生態(tài)建設(shè)和環(huán)境保護(hù)問題日益嚴(yán)峻，總的來看資源和環(huán)境問題已成為制約經(jīng)濟社會持續(xù)、快速、健康發(fā)展的重要因素。本文研究了2000年、2011年攸縣縣域范圍內(nèi)的生態(tài)足跡和生態(tài)承載力，以期對其維護(hù)生態(tài)系統(tǒng)平衡和更好地實現(xiàn)生態(tài)攸縣建設(shè)提供參考的決策依據(jù)。

1 研究區(qū)域概況

攸縣位于湖南東部，羅霄山脈中段武功山西南端，東、西兩面群山環(huán)繞，丘陵相嵌;中部成崗地、平原。東部叢迭山群，地勢自東向西中山向低山、丘陵遞降;西部，地勢自西向東由低山向丘陵、崗地遞降;中部，地勢低平。全縣土地總面積2648 平方公里。地理座標(biāo)是:東經(jīng)113°09'09″至113°51'30″，北緯26°46'34″至27°26'30″。2000年全縣總?cè)丝?6.93 萬人，GDP 總量89404 億元，2011年攸縣總?cè)丝?9.11 萬人，全縣GDP總量471564 億元。

2 理論與方法

2.1 生態(tài)足跡理論模型

生態(tài)足跡就是用一種定量的方法來研究人類對區(qū)域生態(tài)環(huán)境的利用程度，即在當(dāng)時平均生產(chǎn)技術(shù)水平和資源管理配置下，能夠保證生活在一定區(qū)域的人口發(fā)生的消費和產(chǎn)生的廢棄物能夠處理的生態(tài)生產(chǎn)性土地的面積和水域。采用William Rees 和Wackernagel 的生態(tài)足跡理論模型和方法對湖南攸縣社會經(jīng)濟可持續(xù)性進(jìn)行分析［2］。該生態(tài)足跡模型為:

式中:EF——總生態(tài)足跡;

EPi——生態(tài)生產(chǎn)力;

Ci——i 種資源消費量(i 為生態(tài)生產(chǎn)性土地類型);

EQi——等量因子(化石能源用地1.1、耕地2.8、草地0.5、森林1.1、建設(shè)用地2.8、水域0.2)［3－5］;

ef——人均生態(tài)足跡;

N——區(qū)域總?cè)丝跀?shù)。

2.2 生態(tài)承載力理論模型

生態(tài)承載力是指在一個特定區(qū)域生產(chǎn)生命所需的可用的土地和水域，即在不破壞區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)功能的大前提下，區(qū)域能夠提供的生態(tài)生產(chǎn)性土地和水域的總面積，其計算模型為:

式中:EC——生態(tài)承載力;

Ai——第i 種生態(tài)生產(chǎn)性土地面積;

EQi——等量因子;

Yi——第i 種類型生態(tài)生產(chǎn)性土地產(chǎn)量調(diào)整系數(shù);

ec——人均生態(tài)承載力;

N——總?cè)丝跀?shù)。

2.3 生態(tài)承載度模型

生態(tài)承載度:

式中:D——生態(tài)承載度;

EC——生態(tài)承載力。

2.4 生態(tài)經(jīng)濟多樣性指數(shù)和生態(tài)經(jīng)濟系統(tǒng)的發(fā)展能力

生態(tài)經(jīng)濟多樣性指數(shù)可用Shanon－Leave 公式計算:

式中:H——多樣性指數(shù);

Pi——第i 種土地類型在區(qū)域系統(tǒng)中的比例。

生態(tài)經(jīng)濟系統(tǒng)的發(fā)展能力就是生態(tài)經(jīng)濟的多樣性指數(shù)與生態(tài)足跡相乘而得到，依據(jù)Ulanowicz 的公式:

3 攸縣生態(tài)足跡研究結(jié)果與分析

3.1 生態(tài)足跡需求計算和分析

根據(jù)生態(tài)足跡模型要求，并結(jié)合研究區(qū)域攸縣具體情況，主要計算3 個參數(shù)賬戶。

3.1.1 生物資源消費

依據(jù)攸縣2001、2012年統(tǒng)計年鑒的數(shù)據(jù)，對攸縣2000、2011年產(chǎn)生的生物消費所占用的生態(tài)供給用生態(tài)足跡模型統(tǒng)一轉(zhuǎn)化為生態(tài)生產(chǎn)性土地面積。

世界平均產(chǎn)量數(shù)據(jù)來源于聯(lián)合國糧農(nóng)組織1993年計算的有關(guān)生物資源的世界平均產(chǎn)量。計算結(jié)果見表1。

由表1 可以看出，2011年攸縣的生物資源生產(chǎn)占用各類生態(tài)生產(chǎn)性土地的人均生態(tài)足跡均增加，生物資源消費占用總的人均生態(tài)足跡為1.807034hm2。

表1 攸縣2000、2011年生態(tài)足跡生物資源消費帳戶(hm2/人)

可以看出，林地、水域占生物資源總生態(tài)生產(chǎn)性土地的比例增加幅度較小，均為0.5%左右，草地占生物資源總生態(tài)生產(chǎn)性土地的比例增加了4.5%，幅度較大，而耕地占生物資源總生態(tài)生產(chǎn)性土地的比例降低了4 個百分點，說明了攸縣人民生活食物消費結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，對林產(chǎn)品、肉類等高價值食物需求量增大，人民生活水平有所提高。

圖1 不同種類生物資源占總生態(tài)生產(chǎn)性土地面積的比例

3.1.2 能源消費

能源消費部分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)，將攸縣2011年的能源消費所消耗的熱量折算成一定的化石能源土地面積［7］。能源消費生態(tài)足跡計算結(jié)果見表2。

從表2 可以看出，攸縣2000 到2011年能源消費人均生態(tài)足跡從0.635524hm2上升為1.032444hm2，這11年攸縣工業(yè)快速發(fā)展，經(jīng)濟總量持續(xù)上漲，人民生活水平不斷提高，使得攸縣能源消費人均生態(tài)足跡上升，且煤炭消耗的生態(tài)足跡所是能源生態(tài)足跡中所占比例最大的，煤炭是攸縣經(jīng)濟發(fā)展、社會生產(chǎn)和人民生活中最關(guān)鍵的能源物質(zhì)，需求量不斷增加，且能源循環(huán)利用率不高、清潔能源使用量少，這成為能源消費生態(tài)足跡極速增長的主要因素。逐年增高的生態(tài)赤字和污染物生態(tài)足跡的增加，成為攸縣經(jīng)濟社會發(fā)展與資源環(huán)境的巨大威脅，不可持續(xù)發(fā)展導(dǎo)致經(jīng)濟發(fā)展與資源環(huán)境矛盾突出。

表2 2011年攸縣能源消費帳戶生態(tài)足跡(hm2/人)

3.1.3 污染物生態(tài)足跡

在經(jīng)濟發(fā)展、城市化發(fā)展的進(jìn)程中，產(chǎn)生的污染物質(zhì)越來越多，用來直接或間接處理污染物質(zhì)的土地就越多，這些污染物質(zhì)對生態(tài)環(huán)境造成了不良影響，它們占用的生態(tài)足跡不容忽視，因此在生態(tài)足跡計算中考慮加入污染物生態(tài)足跡的計算。

污染物質(zhì)的排放類型大體分為三大類:廢水、廢氣、固體廢物。計算處理污染物處理部分需要消耗的生態(tài)生產(chǎn)性土地面積和污染物未處理部分對生態(tài)生產(chǎn)性土地破壞的面積。攸縣2000、2011年污染物質(zhì)排放情況見表3。

表3 攸縣2000、2011年污染生態(tài)足跡(hm2/人)

從表3 可以看出，2000年到2011年污染生態(tài)足跡從0.124227hm2上升到0.160603hm2，在經(jīng)濟發(fā)展的同時污染生態(tài)足跡也在上升，其中固體廢棄物生態(tài)足跡上升過快，攸縣工業(yè)發(fā)達(dá)，工業(yè)固體廢棄物產(chǎn)生量大。

匯總生態(tài)足跡計算中的生物資源帳戶生態(tài)足跡、能源消費生態(tài)足跡、污染排放生態(tài)足跡，結(jié)果見表4。

攸縣生態(tài)足跡計算的結(jié)果表明，生物資源帳戶生態(tài)足跡比重占絕對優(yōu)勢，能源消費生態(tài)足跡較小，但是有增長趨勢，污染物消納足跡有所上升。表明從全局上來看攸縣第二產(chǎn)業(yè)為經(jīng)濟發(fā)展帶動的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)，且發(fā)展迅速，同時作為基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)的農(nóng)業(yè)，發(fā)展程度較低，技術(shù)含量低，高投入低產(chǎn)出的發(fā)展現(xiàn)狀明顯存在。

表4 攸縣2000、2011年人均生態(tài)足跡匯總(hm2/人)

3.2 攸縣生態(tài)承載力計算

攸縣2011年的人均生態(tài)承載力結(jié)果見表5。攸縣生態(tài)承載力計算中產(chǎn)量調(diào)整因子的選取參考全球平均生產(chǎn)水平。由表5 可以看出，攸縣林地生態(tài)承載力最大，其次為耕地。

表5 攸縣2000、2011年生態(tài)承載力(hm2/人)

攸縣生態(tài)承載力評價結(jié)果表明，2000年至2011年攸縣生態(tài)承載力逐年減小，其供給作用沒有得到充分的發(fā)揮。

3.3 生態(tài)足跡動態(tài)分析

可持續(xù)發(fā)展是經(jīng)濟、社會、環(huán)境三個子系統(tǒng)的協(xié)調(diào)發(fā)展，生態(tài)足跡指標(biāo)與其他一些經(jīng)濟、社會測度指標(biāo)相結(jié)合，能綜合反映更完整意義上的可持續(xù)程度。匯總以上對攸縣2000、2011年生態(tài)足跡的計算結(jié)果見表6。

表6 生態(tài)足跡分析表(hm2/人)

通過對攸縣2000年、2011年生態(tài)足跡與生態(tài)承載力的分析可知，攸縣社會經(jīng)濟發(fā)展處于生態(tài)赤字狀態(tài)，意味著攸縣對資源的需求超過了區(qū)域的生態(tài)供給，隨著攸縣經(jīng)濟發(fā)展和城市化進(jìn)程的加快，攸縣不可持續(xù)發(fā)展?fàn)顟B(tài)仍在加劇。2000年、2011年區(qū)域的生態(tài)足跡均超過了區(qū)域所能提供的生態(tài)承載力，生態(tài)安全受到威脅，攸縣只有通過輸入其它地區(qū)的自然資源或是對該區(qū)域后續(xù)資源進(jìn)行掠奪式開采來平衡對自然生態(tài)資源的需求。從總體上看，攸縣經(jīng)濟發(fā)展處于不可持續(xù)的狀態(tài)，且生態(tài)經(jīng)濟多樣性指數(shù)下降，表明攸縣經(jīng)濟不可持續(xù)發(fā)展，經(jīng)濟結(jié)構(gòu)不科學(xué)使得攸縣經(jīng)濟發(fā)展與環(huán)境承載不匹配。

4 攸縣可持續(xù)發(fā)展對策建議

4.1 充分利用自身優(yōu)勢，優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，促進(jìn)經(jīng)濟發(fā)展

攸縣的經(jīng)濟發(fā)展必須在產(chǎn)業(yè)機制調(diào)整中全面貫徹可持續(xù)發(fā)展的理念，加強產(chǎn)業(yè)政策的引導(dǎo)，對現(xiàn)有的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化。結(jié)合攸縣自身的特點，進(jìn)行產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，其結(jié)構(gòu)的調(diào)整不能局限于經(jīng)濟領(lǐng)域，而應(yīng)擴展到社會、環(huán)境與經(jīng)濟結(jié)構(gòu)的大調(diào)整，既調(diào)整經(jīng)濟結(jié)構(gòu)，社會結(jié)構(gòu)，更要優(yōu)化社會、環(huán)境與經(jīng)濟的結(jié)構(gòu)比例關(guān)系。

4.2 提倡循環(huán)經(jīng)濟，加強技術(shù)創(chuàng)新，提高工業(yè)企業(yè)的資源利用效率

堅持開發(fā)與節(jié)約并舉，把節(jié)約放在首位。實行嚴(yán)格的土地管理制度，強化規(guī)劃和年度計劃管控、加強用途管制，切實保護(hù)耕地特別是基本農(nóng)田。大力推行土地儲備形式的開發(fā)，積極盤活存量土地，促進(jìn)土地資源的節(jié)約利用和集約利用。合理開發(fā)和利用林木資源，保持林木資源持續(xù)增長。推進(jìn)示范工程，支持礦山企業(yè)、煤矸石、礦山固體廢棄物等開展綜合利用，發(fā)揮示范引導(dǎo)作用。根據(jù)“減量化、再利用、資源化”的原則，促進(jìn)資源循環(huán)式利用，鼓勵企業(yè)循環(huán)式生產(chǎn)，倡導(dǎo)社會循環(huán)式消費。加大節(jié)能減排力度，抓好工程減排、結(jié)構(gòu)減排、管理減排，全面實現(xiàn)節(jié)能減排預(yù)期目標(biāo)。

4.3 重視科技投入，科學(xué)管理和使用生物生產(chǎn)土地，提供最大的生態(tài)承載力，促進(jìn)農(nóng)業(yè)發(fā)展

在攸縣今后的發(fā)展中，一定要加大對科技創(chuàng)新的投入力度，深化科技體制改革，特別是農(nóng)業(yè)科技的發(fā)展，提高單位面積生物生產(chǎn)量，整合全社會科技資源，以企業(yè)為主體，全面提高科技整體實力。鼓勵企業(yè)進(jìn)行技術(shù)的原始創(chuàng)新、集成創(chuàng)新和引進(jìn)消化再創(chuàng)新，提高企業(yè)技術(shù)水，加快科技成果轉(zhuǎn)化。

4.4 提倡健康正確的消費方式

隨著區(qū)域經(jīng)濟的快速發(fā)展，人們生活水平不斷提高，人民的消費結(jié)構(gòu)發(fā)生了明顯改變，由之前的以谷物為主的單一飲食結(jié)構(gòu)向現(xiàn)如今的多元化飲食結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變。為了有效減少生物生產(chǎn)性土地面積的壓力，合理健康的消費結(jié)構(gòu)顯得尤為重要。因此，在攸縣今后發(fā)展過程中，在控制人口的增長的基礎(chǔ)上，引導(dǎo)人們正確健康的消費觀念和消費方式，強化消費機制的適度性。

4.5 提高人們環(huán)保意識，加強環(huán)境保護(hù)宣傳，促進(jìn)社會經(jīng)濟環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展

生態(tài)環(huán)境是攸縣社會發(fā)展的主要優(yōu)勢，其森林覆蓋率平均水平達(dá)到了57.58%，但是在社會經(jīng)濟發(fā)展的同時，社會監(jiān)管不力，人們環(huán)保意識薄弱，給攸縣的生態(tài)環(huán)境提出了巨大挑戰(zhàn)。生態(tài)環(huán)境保護(hù)的宣傳工作不能停滯，要讓最廣大人們認(rèn)識到環(huán)境保護(hù)的重要性，提高大家的環(huán)保意識，在生態(tài)環(huán)境可持續(xù)的前提下發(fā)展經(jīng)濟。

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