基于生態(tài)足跡方法的遠(yuǎn)安縣可持續(xù)發(fā)展動(dòng)態(tài)研究

陳 濤，程 暢，張?chǎng)┠?，宮留留

(湖北大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院，湖北武漢430062)

生態(tài)承載力是承載力在生態(tài)學(xué)方面的應(yīng)用，指自然生態(tài)系統(tǒng)所提供的資源和環(huán)境對(duì)人類社會(huì)系統(tǒng)良性發(fā)展的支持能力，是自然體系調(diào)節(jié)能力的客觀反映［1-2］。生態(tài)足跡方法目前廣泛應(yīng)用于度量生態(tài)承載力，最初是由加拿大生態(tài)經(jīng)濟(jì)學(xué)家William及其博士Wackernagel提出的，該方法通過測(cè)定現(xiàn)今人類為了維持自身及其生存而利用自然量來評(píng)估人類對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的影響［3-4］，是基于土地面積的指標(biāo)，包括生態(tài)足跡和生態(tài)承載力兩部分［5-6］。世界環(huán)境與發(fā)展委員會(huì)(WCED)發(fā)表的研究報(bào)告《我們共同的未來》中，將可持續(xù)發(fā)展定義為既滿足當(dāng)代人的需要，又不對(duì)后代人滿足其需要的能力構(gòu)成危害的發(fā)展［7-9］。生態(tài)承載力和可持續(xù)發(fā)展兩者之間的本質(zhì)和相互關(guān)系聯(lián)系緊密，要想實(shí)現(xiàn)人類社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展，必須處在生態(tài)系統(tǒng)的承載力范圍內(nèi)，不應(yīng)超越生態(tài)系統(tǒng)的承載力閾值［4，9］。

縣域是我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)格局的重要組成部分，隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，縣域范圍內(nèi)面臨的資源與環(huán)境問題也日益凸顯，但其受重視程度遠(yuǎn)不及城市［10］。遠(yuǎn)安縣作為宜昌市典型的資源型縣域，經(jīng)濟(jì)的發(fā)展也帶來了一些環(huán)境問題，所以衡量和評(píng)價(jià)遠(yuǎn)安縣當(dāng)前的生態(tài)資源承載情況顯得尤為重要，但是目前關(guān)于遠(yuǎn)安縣生態(tài)承載力方面的研究尚未見報(bào)道。因此，利用生態(tài)足跡方法來計(jì)算生態(tài)承載力，從而為遠(yuǎn)安縣今后的可持續(xù)發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)，就顯得意義重大。

1 資料與方法

1.1 研究區(qū)概況 遠(yuǎn)安縣是黃帝之妻嫘祖的故里，是楚文化發(fā)祥地之一，位于湖北省西部、居宜昌市之東北。地理坐標(biāo)為111°14＇～111°52＇E，30°53＇～31°22＇N。東距省會(huì)武漢市 355 km，西南距宜昌市117 km?？h域之東、東南與荊門市、當(dāng)陽市毗鄰，西南、西與夷陵區(qū)為鄰，北與?？悼h、南漳縣接壤。境內(nèi)東西橫距61.3 km，南北縱距54 km，國(guó)土面積1 752 km2。遠(yuǎn)安地勢(shì)西北高、東南低，高山、丘陵、河谷沖積平原兼而有之;氣候?qū)儆诒卑肭騺啛釒?，屬大陸季風(fēng)性氣候區(qū)，雨量充沛，年平均降水量1 000～1 100 mm;遠(yuǎn)安縣地表水資源較豐富，沮河、漳河、西河為縣內(nèi)3條較大的水系;境內(nèi)森林植被極為豐富，森林覆蓋率高達(dá)74%，礦產(chǎn)資源也較為豐富，品種多，儲(chǔ)量大。2013年，全縣人口共193 837人，GDP為152.1億元，三產(chǎn)業(yè)比例為11.5∶64.8∶23.7，固定資產(chǎn)投入148.12億元，旅游業(yè)增長(zhǎng)較快，全年的旅游綜合營(yíng)業(yè)收入達(dá)11.6億元。

1.2 數(shù)據(jù)來源 以《遠(yuǎn)安縣統(tǒng)計(jì)年鑒》(2009～2013)為基礎(chǔ)資料，實(shí)地考察過程中收集的相關(guān)土地、交通、能源、自然資源等資料作為參考，均衡因子、產(chǎn)量因子兩個(gè)參數(shù)均為2009～2013年的估算平均值。

1.3 研究方法 采用傳統(tǒng)的生態(tài)足跡模型法，結(jié)合遠(yuǎn)安縣的實(shí)際情況，指標(biāo)體系盡量選取消費(fèi)量比重較大的，由于遠(yuǎn)安縣草地所占面積較小，對(duì)人的生活生產(chǎn)影響較小，在此未將草地計(jì)入，這里生物生產(chǎn)面積類型包括耕地、水資源用地、林地、建筑用地、化石能源土地和水域等6種。生態(tài)足跡和生態(tài)承載力的計(jì)算中涉及到均衡因子和產(chǎn)量因子兩個(gè)參數(shù)，為了更好地反映出小區(qū)域自然資源利用的實(shí)際情況，引入了“市公頃”［11］。其中，均衡因子rj為某類型土地的均衡因子，等于遠(yuǎn)安縣該類型土地的平均生態(tài)生產(chǎn)力與遠(yuǎn)安縣所有各類生物生產(chǎn)性土地的平均生態(tài)生產(chǎn)力之比;產(chǎn)量因子yj為遠(yuǎn)安縣某類型土地平均生產(chǎn)力與宜昌市同類土地平均生產(chǎn)力的比率。由于部分統(tǒng)計(jì)資料的缺乏，這里均衡因子和產(chǎn)量因子均為估算值(表1)。

表1 各土地利用類型的均衡因子和產(chǎn)量因子的估算值

1.3.1 生態(tài)足跡計(jì)算。生態(tài)足跡是指在一定的人口和規(guī)模條件下維持資源消費(fèi)和廢棄物所必需的生物生產(chǎn)土地面積，其計(jì)算公式為:

式中，EF為總的生態(tài)足跡(hm2);N為人口總數(shù);ef為人均生態(tài)足跡(hm2/人);i為消費(fèi)商品和投入的類型;rj為均衡因子;j為生物生產(chǎn)性土地類型，j=1，2，3，4，5，6;Ci為i種商品的人均消費(fèi)量;Pi為i種消費(fèi)商品的平均生產(chǎn)能力［5-6］。

遠(yuǎn)安縣的生態(tài)足跡計(jì)算包括生物資源賬戶、能源賬戶、建設(shè)用地賬戶和水資源賬戶4個(gè)方面。生物資源賬戶中，小麥、水稻、玉米、油料、油菜籽、茶葉、蔬菜等7項(xiàng)農(nóng)產(chǎn)品劃入耕地用地類型，由于遠(yuǎn)安縣的豬和家禽主要用飼料養(yǎng)殖，屬于間接農(nóng)產(chǎn)品，故將豬肉、牛肉、羊肉、禽蛋、禽肉等5項(xiàng)動(dòng)物產(chǎn)品劃入耕地用地類型。水果、油桐籽、香菇、核桃、木耳、板栗等6項(xiàng)林產(chǎn)品劃入林地用地類型。能源賬戶主要計(jì)算煤、石油、電力等的足跡，折算成標(biāo)準(zhǔn)煤進(jìn)行計(jì)算，從而得到人均能源消費(fèi)的生態(tài)足跡。建設(shè)用地賬戶使用實(shí)際占用法計(jì)算，計(jì)算居民點(diǎn)、工礦占地、交通占地和水利設(shè)施用地等。水資源賬戶的計(jì)算包括生產(chǎn)、生活和生態(tài)三大方面［5］。

1.3.2 生態(tài)承載力計(jì)算。生態(tài)承載力是一個(gè)區(qū)域?qū)嶋H所能提供給人類生活的生物生產(chǎn)性面積，根據(jù)世界環(huán)境與發(fā)展委員會(huì)的報(bào)告，生態(tài)承載力計(jì)算時(shí)應(yīng)扣除12% 的生物多樣性保護(hù)面積，所以在生態(tài)承載力的計(jì)算中，最后的結(jié)果扣除了12%的生物多樣性保護(hù)面積［12-13］。其計(jì)算公式為:

式中，EC為區(qū)域總生態(tài)承載力(hm2);N為人口數(shù);ec為人均生態(tài)承載力(hm2/人);aj為人均生物生產(chǎn)面積;rj為均衡因子;yj為產(chǎn)量因子［5，12］。

2 結(jié)果與分析

2.1 生態(tài)赤字(盈余)分析 當(dāng)生態(tài)承載力大于生態(tài)足跡時(shí)，為生態(tài)盈余，表明該地區(qū)的發(fā)展處于生態(tài)可承載的范圍之內(nèi)，生態(tài)系統(tǒng)是安全的;當(dāng)生態(tài)承載力小于生態(tài)足跡時(shí)，為生態(tài)赤字，表明該地區(qū)的發(fā)展超過了生態(tài)可承載的范圍，生態(tài)系統(tǒng)是不安全的［14］。由表2可知，2009～2013年，遠(yuǎn)安縣整體呈現(xiàn)生態(tài)盈余，生態(tài)系統(tǒng)是安全的，處于可持續(xù)的發(fā)展?fàn)顟B(tài)。人均生態(tài)足跡、人均生態(tài)承載力呈現(xiàn)逐年上升，但是人均生態(tài)足跡逐年上升的速度較人均生態(tài)承載力要大一些，從2009年的1.238 1 hm2/人升至2013年的1.472 6 hm2/人，這也直接導(dǎo)致人均生態(tài)盈余的逐年下降。說明隨著遠(yuǎn)安縣經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，對(duì)生態(tài)資源的索取日益增加，對(duì)生態(tài)環(huán)境的破壞也在不斷擴(kuò)大。在今后經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)生態(tài)資源的保護(hù)，減少破壞，避免生態(tài)環(huán)境的持續(xù)惡化。

表2 2009～2013年遠(yuǎn)安縣生態(tài)盈余匯總 hm2

2.2 6類生物生產(chǎn)土地類型生態(tài)赤字(盈余)趨勢(shì)分析

2.2.1 化石能源用地。由于化石能源用地的生態(tài)承載力為0，所以其呈現(xiàn)生態(tài)赤字，且赤字額逐年增加，由2009年的0.021 1 hm2/人增至2013年的0.053 8 hm2/人。隨著遠(yuǎn)安縣經(jīng)濟(jì)尤其是工業(yè)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，對(duì)能源的需求呈現(xiàn)高速增長(zhǎng)，年增速達(dá)40%以上。這表明為了更好地保護(hù)生態(tài)環(huán)境，遠(yuǎn)安縣當(dāng)前經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)需要轉(zhuǎn)型，應(yīng)當(dāng)合理調(diào)整當(dāng)前的三產(chǎn)業(yè)比例，提高能耗的綜合利用效率，避免能源消耗量的高速增長(zhǎng)。

2.2.2 耕地。由圖1可知，2009～2013年，遠(yuǎn)安縣生態(tài)赤字呈倒V型變化，由2009年的0.023 4 hm2/人降至2010年的0.015 4 hm2/人;到2011年，隨著耕地面積的增加，耕地則是呈現(xiàn)生態(tài)盈余，這主要得益于當(dāng)?shù)氐母乇Ｗo(hù)工作到2011年顯有成效;但2012年，呈現(xiàn)生態(tài)赤字，且赤字額由0.020 2 hm2/人增至2013年的0.063 6 hm2/人。這表明耕地保護(hù)工作需進(jìn)一步加強(qiáng)，特別是基本農(nóng)田的保護(hù)，合理地進(jìn)行城市建設(shè)規(guī)劃，減少建筑用地對(duì)耕地的侵占。

2.2.3 林地。由圖2可知，2009～2013年，遠(yuǎn)安縣生態(tài)盈余呈直線式上升，由2009年的0.231 2 hm2/人升至2013年的0.224 4 hm2/人。這本身得益于遠(yuǎn)安縣得天獨(dú)厚的林地資源的巨大優(yōu)勢(shì)，另一方面也表明當(dāng)?shù)卣诹值丶訌?qiáng)保護(hù)、推動(dòng)植樹造林方面取得成功。

2.2.4 水域。由圖3可知，2009～2013年，遠(yuǎn)安縣水域基本呈現(xiàn)生態(tài)赤字，并維持在一個(gè)平衡狀態(tài)，且赤字額相對(duì)來說比較小，維持在0.001 0 hm2/人左右。這表明當(dāng)?shù)貙?duì)于水產(chǎn)品的需求已日益飽和。

2.2.5 建筑用地。由圖4可知，2009～2013年，遠(yuǎn)安縣建筑用地呈現(xiàn)生態(tài)盈余，基本趨于穩(wěn)定，2011年的盈余量最小，這也直接導(dǎo)致了2011年耕地出現(xiàn)生態(tài)盈余?？偟膩碚f，當(dāng)?shù)卣诮ㄖ嫉胤矫?，政策相?duì)來說比較寬松，保證了足夠的建筑用地。

2.2.6 水資源用地。由圖5可知，2009～2013年，遠(yuǎn)安縣水資源呈現(xiàn)生態(tài)盈余，盈余量相對(duì)較大，這得益于遠(yuǎn)安縣境內(nèi)豐富的水系帶來了大量的水資源。但是，水資源的盈余處于逐年下降的趨勢(shì)，由2009年的0.807 1 hm2/人降至2013年的0.746 5 hm2/人，這表明當(dāng)?shù)貙?duì)于水資源利用程度的逐年加大，直接導(dǎo)致了水資源盈余減少，這應(yīng)當(dāng)引起足夠的重視。今后的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和生產(chǎn)生活中應(yīng)注重水資源的保護(hù)，提高節(jié)水意識(shí)，提升農(nóng)田灌溉用水和工業(yè)回水的利用效率，做好水資源的保護(hù)工作。

3 結(jié)論

2009～2013年，遠(yuǎn)安縣總體呈現(xiàn)生態(tài)盈余，2013年總盈余量為145 024.878 9 hm2，人均生態(tài)盈余量為0.748 3 hm2/人，高于我國(guó)平均水平(-0.4 hm2/人)，也高于世界平均水平(-0.7 hm2/人)，這主要得益于遠(yuǎn)安縣極高的林木覆蓋率和豐富的水系現(xiàn)狀。然而，伴隨經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展與生活水平的不斷提高，生態(tài)需求將不斷上升，目前的生態(tài)盈余勢(shì)必不斷縮減，總體形勢(shì)不容樂觀。因此，在遠(yuǎn)安縣經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，居民生活水平不斷提高的同時(shí)，應(yīng)當(dāng)提高現(xiàn)有資源的利用效率，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(huì)生產(chǎn)和綠色消費(fèi)體系，從而盡可能減少自身對(duì)生態(tài)足跡面積的需求，進(jìn)一步增加生態(tài)用地面積，尤其是耕地、草地等產(chǎn)出因子較大的土地類型，從而增加供給量，減少不同生態(tài)用地類型供需之間的缺口，只有這樣才能減少對(duì)自身資源的消耗。同時(shí)，通過科學(xué)技術(shù)水平的提高，提高各類土地的質(zhì)量，提高生態(tài)足跡的供給。

圖1 2009～2013年遠(yuǎn)安縣耕地生態(tài)盈余變化趨勢(shì)

圖2 2009～2013年遠(yuǎn)安縣林地生態(tài)盈余變化趨勢(shì)

圖3 2009～2013年遠(yuǎn)安縣水域生態(tài)盈余變化趨勢(shì)

圖4 2009～2013年遠(yuǎn)安縣建筑用地生態(tài)盈余變化趨勢(shì)

圖5 2009～2013年水資源用地生態(tài)盈余變化趨勢(shì)

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