基于生態(tài)足跡的寧夏生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展研究

韓文文,劉小鵬,裴銀寶,安 瓊,李永紅

(寧夏大學(xué) 資源環(huán)境學(xué)院,銀川 750021)

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基于生態(tài)足跡的寧夏生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展研究

韓文文,劉小鵬,裴銀寶,安 瓊,李永紅

(寧夏大學(xué) 資源環(huán)境學(xué)院,銀川 750021)

基于修正后的生態(tài)足跡模型測(cè)度了寧夏2000—2013年生態(tài)足跡和生態(tài)承載力的變化趨勢(shì)，引入足跡深度和足跡廣度模型，探討寧夏自然資本利用狀況，加入萬(wàn)元GDP生態(tài)足跡、生態(tài)足跡多樣性指數(shù)和發(fā)展能力指數(shù)作為補(bǔ)充，對(duì)寧夏的可持續(xù)發(fā)展能力進(jìn)行測(cè)算。結(jié)果表明：(1)研究期內(nèi)，寧夏全區(qū)人均生態(tài)足跡由1.601 8增長(zhǎng)到2.915，人均生態(tài)承載力由1.175平穩(wěn)下降到1.005，生態(tài)赤字增長(zhǎng)了2.58倍，寧夏的生態(tài)承載力已超負(fù)荷；(2)人均足跡深度從1.833上升到3.294，人均足跡廣度維持在0.608 5～0.852 9，資本流量已經(jīng)不能滿(mǎn)足人們?nèi)粘Ｏ模Y本存量的利用已然成為寧夏社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的必需。2013年，寧夏需要約3.29倍的國(guó)土面積才能維持自身的發(fā)展。(3)萬(wàn)元GDP生態(tài)足跡由3.009降到0.743 6，發(fā)展能力指數(shù)由2.630 7上升到4.748 2，表明寧夏的自然資本利用效率正逐步提高，具備一定發(fā)展空間，但是生態(tài)足跡多樣性指數(shù)數(shù)值較低，說(shuō)明寧夏的自然資本利用方式不均衡，生態(tài)系統(tǒng)處于不穩(wěn)定狀態(tài)。未來(lái)應(yīng)通過(guò)加快產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級(jí)、降低能源消耗率、提高耕地利用效率、合理規(guī)劃城鎮(zhèn)土地利用等方式來(lái)優(yōu)化自然資本利用狀況，減少生態(tài)環(huán)境壓力。

生態(tài)足跡; 生態(tài)承載力; 可持續(xù)發(fā)展; 寧夏

可持續(xù)發(fā)展是人類(lèi)發(fā)展的核心議題，在眾多可持續(xù)發(fā)展的定量化研究中，生態(tài)足跡方法為人類(lèi)利用自然資源狀況提供了更為直觀和簡(jiǎn)潔的途徑，被稱(chēng)為近20年來(lái)可持續(xù)發(fā)展量化領(lǐng)域最重要的進(jìn)展[1-2]。

生態(tài)足跡的概念最初是由加拿大學(xué)者Rees[3]提出，隨后由Wackernagel對(duì)其進(jìn)行完善。該方法旨在通過(guò)衡量人類(lèi)為了滿(mǎn)足自身的生存和發(fā)展所消耗的自然資本量來(lái)評(píng)估對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的影響。自1999年生態(tài)足跡理論和方法傳入我國(guó)[4]之后，我國(guó)學(xué)者對(duì)不同尺度和不同領(lǐng)域的生態(tài)足跡做了大量的研究。從研究尺度來(lái)看，既有基于全球[5]、國(guó)家等大空間尺度的，又有省級(jí)[6]、城市[7]等中尺度區(qū)域和家庭[8]、學(xué)校[9]等小尺度層面的研究。從研究領(lǐng)域來(lái)看，由綜合的生態(tài)足跡研究發(fā)展到具體的土地[10]、水資源[11]、旅游[12]、能源[13]等足跡的探討。隨著對(duì)足跡模型的深入研究，生態(tài)足跡方法的缺陷和不足日漸顯現(xiàn)。針對(duì)不同區(qū)域產(chǎn)量因子不同，用實(shí)際單產(chǎn)法取代全球產(chǎn)量因子[14]準(zhǔn)確計(jì)算各個(gè)地區(qū)的實(shí)際生態(tài)足跡，來(lái)衡量對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響；針對(duì)生態(tài)足跡的評(píng)估具有靜態(tài)性特征，相關(guān)學(xué)者[15-16]運(yùn)用較長(zhǎng)時(shí)間序列來(lái)預(yù)測(cè)某個(gè)區(qū)域的生態(tài)足跡發(fā)展趨勢(shì)和變化規(guī)律。

本研究從可持續(xù)發(fā)展角度，在生態(tài)足跡模型的基礎(chǔ)上，采用方愷[17]改進(jìn)的區(qū)域足跡廣度和足跡深度兩項(xiàng)指標(biāo)對(duì)寧夏自然資本存量和流量利用進(jìn)行分類(lèi)測(cè)度，通過(guò)對(duì)寧夏近14年的生態(tài)足跡的演變特征、存量和流量利用強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)進(jìn)行探討，揭示出寧夏的自然資本利用現(xiàn)狀與特點(diǎn)，利用萬(wàn)元GDP生態(tài)足跡、發(fā)展能力指數(shù)等來(lái)評(píng)估寧夏的可持續(xù)發(fā)展能力，以期為政府及相關(guān)部門(mén)制定區(qū)域發(fā)展政策提供理論依據(jù)。

1　研究區(qū)概況

寧夏回族自治區(qū)位于35°14′—39°23′N(xiāo)，104°17′—107°39′E，總面積5.19萬(wàn)km2。從自然地理位置來(lái)看，寧夏深居我國(guó)西北內(nèi)陸，黃河中上游由南向北穿越而過(guò)，三面由騰格里、烏蘭布和和毛烏素沙漠環(huán)繞。按自然地理特征，可分為北部引黃灌區(qū)、中部干旱帶和南部黃土丘陵區(qū)。從行政區(qū)劃來(lái)看，寧夏現(xiàn)轄銀川市、石嘴山市、吳忠市、中衛(wèi)市和固原市5個(gè)地級(jí)市，22個(gè)縣(區(qū))，首府為銀川。截止到2013年年底，寧夏全區(qū)總?cè)丝谶_(dá)到654.19萬(wàn)人，人口自然增長(zhǎng)率8.62‰，人口密度達(dá)98.5人/km2。全年糧食播種面積80.16萬(wàn)hm2，糧食總產(chǎn)量373.40萬(wàn)t，種植業(yè)產(chǎn)值269.00億元，達(dá)到當(dāng)年農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值的62.56%。地區(qū)生產(chǎn)總值2 565.06億元，三次產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)比重達(dá)8.7∶49.3∶42。工業(yè)中高耗能行業(yè)實(shí)現(xiàn)增加值503.0億元，占全年全部工業(yè)增加值的53.26%。該區(qū)生態(tài)環(huán)境脆弱，歷年重視生態(tài)恢復(fù)工程，年末實(shí)有封山(沙)育林面積32.62萬(wàn)hm2。

2　數(shù)據(jù)來(lái)源與研究方法

2.1數(shù)據(jù)來(lái)源及說(shuō)明

本研究的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)主要來(lái)源于《寧夏統(tǒng)計(jì)年鑒》(2000—2013年)和《中國(guó)城市統(tǒng)計(jì)年鑒》(2000—2013年)。生態(tài)足跡和生態(tài)承載力的計(jì)算包括耕地、林地、草地、建設(shè)用地、化石燃料用地以及污染物用地共6類(lèi)基礎(chǔ)用地。由于資料的有限性以及相關(guān)數(shù)據(jù)較難獲取，生物資源賬戶(hù)中的數(shù)據(jù)以產(chǎn)量取代消費(fèi)量，部分?jǐn)?shù)據(jù)經(jīng)過(guò)計(jì)算處理得到(大豆、蔬菜和薯類(lèi)由于沒(méi)有2001年的數(shù)據(jù)，采取2000年和2003年的加和平均值)；化石能源類(lèi)的生態(tài)足跡采用張恒義等[18]的碳匯法來(lái)計(jì)算CO2吸納的土地占用。污染物生態(tài)足跡的計(jì)算包括廢氣排放(工業(yè)SO2和生活SO2排放、工業(yè)煙塵排放)、廢水排放(工業(yè)廢水、居民生活用水排放)和固體廢氣物的排放(工業(yè)固體廢棄物)，計(jì)算吸收這些污染物所占用的生物生產(chǎn)性面積時(shí)，采用劉樂(lè)冕[19]提出的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行換算

2.2研究方法

2.2.1生態(tài)足跡模型生態(tài)足跡算法是指在一定的人口和經(jīng)濟(jì)規(guī)模下，計(jì)算人類(lèi)對(duì)自然資源的消耗、產(chǎn)生的廢棄物和自然環(huán)境提供的供給，并將各種消費(fèi)和供給按照一定的換算比例折算為相應(yīng)的生物生產(chǎn)性土地面積，通過(guò)測(cè)度人類(lèi)利用的生物生產(chǎn)性面積的大小來(lái)評(píng)價(jià)人類(lèi)活動(dòng)對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響，以此來(lái)判斷區(qū)域的發(fā)展是否處于自然環(huán)境合理的生態(tài)承載力范圍內(nèi)[20]。其計(jì)算公式為：

(1)

式中：n為全區(qū)人口總數(shù)；ef為人均生態(tài)足跡；aj為第j種消費(fèi)項(xiàng)目折算出的人均生物生產(chǎn)土地面積(j =1,2,3,…,7)；cj為第j種項(xiàng)目的人均消費(fèi)數(shù)；pj為第j種消費(fèi)項(xiàng)目的平均生產(chǎn)能力；EF為總的生態(tài)足跡。

生態(tài)承載力即一個(gè)區(qū)域的生態(tài)足跡供給量[3]，在數(shù)值上相當(dāng)于區(qū)域所能提供給人類(lèi)的資源、能源和吸納廢棄物排放的所有生物生產(chǎn)性土地面積的總和。其計(jì)算公式為：

EC=n·ec=n∑(ajrjyj)

(2)

式中：n為人口數(shù)；ec為人均生態(tài)承載力；aj為人均實(shí)際占有的生物生產(chǎn)性土地面積；rj為均衡因子；yj為產(chǎn)量因子；EC為生態(tài)承載力。

由于均衡因子和產(chǎn)量因子是影響生態(tài)足跡和生態(tài)承載力計(jì)算結(jié)果的關(guān)鍵性因子[21]。采用楊屹等[22]根據(jù)生態(tài)足跡提出者Wackernagel的研究成果、世界自然基金會(huì)(WWF)和全球足跡網(wǎng)絡(luò)(GFN)等組織提供的近40年來(lái)的均衡因子均值的辦法作為全球生態(tài)足跡均衡因子值；全球平均產(chǎn)量主要采用1993年聯(lián)合國(guó)糧食及農(nóng)業(yè)組織所提供的數(shù)據(jù)，由于藥材全球平均產(chǎn)量在聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織網(wǎng)站和Wackernagel等相關(guān)文獻(xiàn)中并沒(méi)有數(shù)據(jù)，因此，將寧夏全區(qū)2000—2012年的產(chǎn)量平均值即3 955.657 kg/hm2代替全球平均產(chǎn)量值。

生態(tài)赤字是某區(qū)域的生物承載力與生態(tài)足跡之差。其計(jì)算公式為：

ed=ef-ec

(3)

式中：ed為該區(qū)域的人均生態(tài)赤字。為謹(jǐn)慎起見(jiàn)，計(jì)算ec時(shí)扣除12%的生物多樣性保留面積。若ed<0則為生態(tài)盈余，表明該區(qū)域的生態(tài)環(huán)境仍處在生態(tài)承載力范圍內(nèi)；若ed>0，則為生態(tài)赤字，表示該區(qū)域生態(tài)環(huán)境已經(jīng)超載，數(shù)值越小，生態(tài)環(huán)境狀況越堪憂。

2.2.2區(qū)域足跡廣度和深度模型為了全面地分析區(qū)域的自然資本利用現(xiàn)狀以及區(qū)域可持續(xù)發(fā)展?fàn)顟B(tài)，運(yùn)用足跡深度和足跡廣度來(lái)表征對(duì)區(qū)域資本存量和流量的耗用程度。區(qū)域足跡深度和足跡廣度的計(jì)算公式為：

(4)

(5)

式中：EFdepth,region為區(qū)域足跡深度，EFdepth,region=1時(shí)，表明人類(lèi)占用的自然資本存量為0，僅靠消耗自然資本流量即可滿(mǎn)足自身發(fā)展需求；當(dāng)EFdepth,region>1時(shí)，表明人類(lèi)已經(jīng)開(kāi)始啟用存量資本來(lái)滿(mǎn)足自身的消耗，其值越小，動(dòng)用自然資本存量越少，發(fā)展?fàn)顟B(tài)越良好。反之，則發(fā)展越不可持續(xù)；EFsize,region為區(qū)域足跡廣度，EFsize,region∈(0，EC]，EFsize,region越大，表明可持續(xù)性越強(qiáng)。

2.2.3區(qū)域綜合發(fā)展能力模型由于區(qū)域的發(fā)展，技術(shù)進(jìn)步等社會(huì)人文因素會(huì)促進(jìn)和改變?nèi)祟?lèi)利用資源效率的水平和方式，為表征人類(lèi)對(duì)某區(qū)域資源利用效率的高低，引入萬(wàn)元GDP生態(tài)足跡公式[23]，即將某區(qū)域單位末端所耗費(fèi)的資源量折算為生物生產(chǎn)性土地面積。該指標(biāo)越小，說(shuō)明區(qū)域內(nèi)系統(tǒng)資源的利用程度越高，反之，利用程度越低。其計(jì)算公式為：

(6)

生態(tài)足跡多樣性指數(shù)采用Shannon-Weaver[24]的公式，計(jì)算某個(gè)區(qū)域內(nèi)的各類(lèi)資源消耗所需的生物生產(chǎn)性面積的分配均衡度。

(7)

式中：H為生態(tài)足跡多樣性指數(shù)；Mj為j類(lèi)土地類(lèi)型所占總生態(tài)足跡的比例。H值越高，表示生態(tài)足跡多樣性越高，系統(tǒng)越穩(wěn)定，生態(tài)足跡類(lèi)型分配越平等，反之，系統(tǒng)越不穩(wěn)定，分配越不均衡[25]。

發(fā)展能力指數(shù)C可采用Ulanowicz[26]的方法通過(guò)生態(tài)足跡和生態(tài)足跡多樣性的乘積得出。其計(jì)算公式如下：

(8)

生態(tài)足跡模型側(cè)重對(duì)一個(gè)區(qū)域的經(jīng)濟(jì)發(fā)展能力的度量，而衡量某個(gè)區(qū)域的可持續(xù)發(fā)展能力則是受經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和生態(tài)等綜合因素的影響[27]。采用萬(wàn)元GDP生態(tài)足跡、生態(tài)足跡多樣性指數(shù)和發(fā)展能力指數(shù)彌補(bǔ)單純依靠生態(tài)足跡來(lái)衡量區(qū)域可持續(xù)發(fā)展的不足，多方位的評(píng)價(jià)區(qū)域可持續(xù)發(fā)展能力。

3　結(jié)果與分析

3.1生態(tài)足跡基本狀況

根據(jù)公式(1)—(3)分別計(jì)算出2000—2013年寧夏省人均生態(tài)足跡、人均生態(tài)承載力和生態(tài)赤字。由圖1可知，寧夏人均生態(tài)足跡在波動(dòng)中持續(xù)上升，由2000年的1.601 8 hm2增加到2011年的3.056 0 hm2，達(dá)到研究期內(nèi)的歷史最高位，年均增速6.13%，增長(zhǎng)了1.9倍；之后出現(xiàn)緩慢增長(zhǎng)階段，直到2013年年末人均生態(tài)足跡為2.915 8 hm2。與此同時(shí)，人均生態(tài)承載力平緩下降，從2000年的1.173 9 hm2下降到1.005 6 hm2，平均下降速度為1.17%。人均生態(tài)承載力的平穩(wěn)下降和生態(tài)足跡的快速增長(zhǎng)，導(dǎo)致生態(tài)赤字逐年增加，2013年生態(tài)赤字高達(dá)2.031 3 hm2，寧夏生態(tài)系統(tǒng)面臨長(zhǎng)期不可持續(xù)狀態(tài)。人均生態(tài)赤字與人均生態(tài)足跡曲線基本呈同步增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，可見(jiàn)寧夏人均生態(tài)赤字的擴(kuò)大主要源于人均生態(tài)足跡的增長(zhǎng)。

圖1　寧夏2000-2012年人均生態(tài)足跡、人均生態(tài)赤字和生態(tài)承載力變化趨勢(shì)

將寧夏生態(tài)足跡賬戶(hù)細(xì)分為生物資源賬戶(hù)、化石能源賬戶(hù)、建筑用地賬戶(hù)和污染物排放賬戶(hù)，并將這4類(lèi)賬戶(hù)人均生態(tài)足跡所占比例(圖2)以及各地類(lèi)人均生態(tài)足跡變化趨勢(shì)(圖3)結(jié)合起來(lái)分析，以便更好地研究寧夏生態(tài)足跡增長(zhǎng)和變化的原因。

圖2　各類(lèi)賬戶(hù)人均生態(tài)足跡賬戶(hù)所占比例

圖3　各地類(lèi)人均生態(tài)足跡變化趨勢(shì)

由圖2和圖3可知，生物資源賬戶(hù)人均生態(tài)足跡的生態(tài)占用最為明顯。其中，耕地類(lèi)的生態(tài)足跡占的比例最大，平均達(dá)到46.87%。其次是草地類(lèi)生態(tài)足跡占用比例達(dá)34.5%。從2012年開(kāi)始，草地類(lèi)的生態(tài)足跡(0.316 9 hm2)開(kāi)始超過(guò)耕地類(lèi)的生態(tài)足跡(0.300 0 hm2)，成為生物資源賬戶(hù)中最主要的消費(fèi)類(lèi)型。耕地和草地的人均生態(tài)足跡變化表明人民生活消費(fèi)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變，更加注重蛋白質(zhì)營(yíng)養(yǎng)的攝入，注重飲食質(zhì)量?？傮w而言，林地生態(tài)足跡變化不大，水域生態(tài)足跡緩慢增長(zhǎng)，研究期內(nèi)共增長(zhǎng)0.244 4 hm2。水域生態(tài)足跡所占比例較小，很可能與寧夏人均水域面積小有關(guān)。

污染物生態(tài)足跡在2010年之前一直是生態(tài)足跡的第二大消費(fèi)類(lèi)型(2010年以后，化石能源生態(tài)足跡消耗開(kāi)始超過(guò)污染物生態(tài)足跡消耗)。廢氣SO2排放是造成污染物生態(tài)足跡高的最主要因素，其平均消耗量占總污染物生態(tài)足跡的79.67%。由于廢氣SO2的排放主要來(lái)源于工業(yè)能耗，而資源能耗型重化工屬于寧夏的基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè)，所耗能源均以原煤為主，因而擁有較高的生態(tài)足跡。

化石能源賬戶(hù)以年均11.31%的速度增長(zhǎng)，到2013年人均生態(tài)足跡達(dá)到1.028 6 hm2，是2000年的3.793倍。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2013年全年全區(qū)能源消費(fèi)總量為4 850.5萬(wàn)t標(biāo)準(zhǔn)煤，煤炭消耗一直占據(jù)著能源消耗的絕對(duì)位置，年均增速12.58%，到2013年年底，煤炭共消耗4 544.91萬(wàn)t標(biāo)準(zhǔn)煤。而以水電、風(fēng)電、光伏發(fā)電為主的清潔能源比重僅占0.95%，能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)失衡。這種以消耗大量能源為支撐的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式，必然會(huì)給生態(tài)環(huán)境帶來(lái)巨大的壓力。

此外，建筑生態(tài)足跡總體呈緩慢增長(zhǎng)狀態(tài)，是僅次于林地之外，占用生物生產(chǎn)性土地面積最小的土地利用類(lèi)型。事實(shí)上從2009年之后，寧夏建筑用地的足跡開(kāi)始以6.97%的速度猛增，但受限于人口密度、城鎮(zhèn)化水平等方面因素的影響[28]，建筑用地的生態(tài)足跡所占比例仍然較小。

由圖4可知，耕地的生態(tài)承載能力最強(qiáng)，即使其生態(tài)承載力一直處于下降的趨勢(shì)，但仍占據(jù)著總生態(tài)承載力的65.8%。草地和水域的生態(tài)承載力微幅下降，建筑用地的生態(tài)承載力則從2002年開(kāi)始緩慢上升，表明寧夏城市規(guī)模擴(kuò)大的同時(shí)，城市建設(shè)土地利用方式在逐步提高?？梢?jiàn)，生態(tài)承載力的變化主要是由于耕地的生態(tài)承載力下降造成。這與寧夏自2000年開(kāi)始實(shí)施退耕還林、還草工程造成耕地面積減少有很大的關(guān)系。在保證生態(tài)環(huán)境保護(hù)工程繼續(xù)實(shí)施的前提下，提高耕地的效率，增加單位面積產(chǎn)值是減少生態(tài)足跡和增強(qiáng)生態(tài)承載力的重要途徑。

注：根據(jù)污染物排放所占用的生物生產(chǎn)性土地面積類(lèi)型不同，將廢棄物排放生態(tài)承載力歸類(lèi)到建設(shè)用地、廢氣排放生態(tài)承載力歸入林地、廢水排放生態(tài)承載力歸類(lèi)到水域中。

圖4各地類(lèi)人均生態(tài)承載力變化趨勢(shì)

3.2足跡深度與足跡廣度的變化

3.2.1足跡深度的變化由公式(4)可測(cè)算出生態(tài)足跡深度的變化(表1)。研究期內(nèi)人均足跡深度增速較快，其中，耕地和建筑用地人均足跡深度為1，說(shuō)明這兩類(lèi)用地生態(tài)承載力大于生態(tài)足跡，出現(xiàn)生態(tài)盈余的情況，依靠自身的自然資本流量即可滿(mǎn)足自身自然資本服務(wù)的需求。林地的足跡深度最大值出現(xiàn)在2002年(8.712 3)，最小值出現(xiàn)在2006年(3.307 6)，之后開(kāi)始緩慢上升。從2000年開(kāi)始，草地的足跡深度一直增加，2009年達(dá)到最大值13.912 2，此后下降，維持在9左右。林地和草地足跡深度的發(fā)展變化表明，寧夏實(shí)施退耕還林和還草工程成效在2005年之后逐步顯現(xiàn)。到2013年寧夏仍需要近10倍的草地面積才能滿(mǎn)足當(dāng)前人們的消耗量，反映了人民對(duì)肉類(lèi)產(chǎn)品的需求量。水域的足跡深度發(fā)展?fàn)顩r與草地相似，都是經(jīng)歷了“N”字形的變化過(guò)程，最大值出現(xiàn)在2008年，之后也經(jīng)歷了較緩慢的上升階段。2013年的數(shù)據(jù)顯示水域足跡深度高達(dá)52.724 5，是寧夏所有土地類(lèi)型中發(fā)展最不可持續(xù)，生態(tài)環(huán)境壓力增大的重要因素。由于寧夏水域面積本身不具備優(yōu)勢(shì)，在保護(hù)湖泊濕地的同時(shí)，應(yīng)該調(diào)整水產(chǎn)養(yǎng)殖結(jié)構(gòu)，提高單位水產(chǎn)產(chǎn)出，是減少水域存量資本消耗的根本方式。能源足跡深度有較大的波動(dòng)，經(jīng)歷了“下降、上升、平穩(wěn)”3個(gè)階段：從2000—2003年足跡深度由12.917 1下降到5.405 7，下降了一半；在2004—2007年經(jīng)歷了快速上升時(shí)期，這一時(shí)期的能源以年均84.48%的速度猛增，2007年成為足跡深度中數(shù)值最大的消耗類(lèi)型；2007年以后基本穩(wěn)定在45左右。能源足跡深度的波動(dòng)與寧夏退耕還林工程、寧東能源重化工基地的建設(shè)(2003年一期工程開(kāi)始)分不開(kāi)，反映了不同時(shí)期政府政策的著力點(diǎn)對(duì)生態(tài)足跡深度的影響力度。寧夏水域和化石能源用地成為資本存量消耗的主要驅(qū)動(dòng)力。

表1　寧夏2000-2013年人均生態(tài)足跡深度

注：為保持生態(tài)足跡和生態(tài)承載力各地類(lèi)的組份相同，采取圖4的辦法，將廢棄物排放生態(tài)足跡歸類(lèi)到建設(shè)用地、廢氣排放生態(tài)足跡歸入林地、廢水排放歸類(lèi)到水域中。

3.2.2足跡廣度的變化由公式(5)可測(cè)算出生態(tài)足跡廣度的變化(表2)。研究期內(nèi)足跡廣度的變化基本維持在0.608 5～0.852 9，寧夏的自然資本利用程度不高。從足跡廣度的構(gòu)成來(lái)看，2013年耕地足跡廣度比重達(dá)46.95%，建筑用地比重達(dá)22.17%，林地占20.45%，草地5.39%，化石能源用地3.74%，水域1.26%。說(shuō)明寧夏省人均占用土地面積中主要以耕地和建筑用地為主，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)仍是寧夏全區(qū)較為重要的自然資本利用方式。而建筑用地近幾年足跡廣度逐步提高的狀況表明寧夏城鎮(zhèn)的流量資本利用在逐步優(yōu)化。林地的足跡廣度絕大部分來(lái)源于吸收燃燒煤炭所產(chǎn)生的廢氣SO2所占用的生物生產(chǎn)性土地面積，側(cè)面反映了寧夏這種高耗能的生產(chǎn)生活方式對(duì)自然資本流向的引導(dǎo)作用；化石能源用地和水域份額均較低，表明公益林面積和水域面積的人均稟賦較低對(duì)自然資本利用方面不具備優(yōu)勢(shì)。

表2　寧夏2000-2013年人均生態(tài)足跡廣度

3.3綜合發(fā)展能力分析

從表3可以看出，寧夏的生態(tài)足跡多樣性指數(shù)一直維持在較低水平，生態(tài)足跡分配不均衡，生態(tài)系統(tǒng)不穩(wěn)定。寧夏萬(wàn)元GDP生態(tài)足跡由3.009 8 hm2/萬(wàn)元下降到0.743 7 hm2/萬(wàn)元，說(shuō)明寧夏在經(jīng)濟(jì)發(fā)展的過(guò)程中，對(duì)自然資本總量需求增加的同時(shí)資源利用效率也在提高，發(fā)展能力指數(shù)由2.630 7穩(wěn)步提高到4.748 2，說(shuō)明寧夏的發(fā)展能力正在穩(wěn)步上升，具有較大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

表3　萬(wàn)元GDP生態(tài)足跡、生態(tài)足跡多樣性指數(shù)和發(fā)展能力分析

4　結(jié) 論

(1)研究期內(nèi)，寧夏人均生態(tài)足跡整體呈現(xiàn)增加趨勢(shì)，而生態(tài)承載力則表現(xiàn)為下降態(tài)勢(shì)，受生物資源、能源消費(fèi)增長(zhǎng)和耕地生態(tài)承載力下降等主要因素的影響，寧夏生態(tài)赤字不斷擴(kuò)大，生態(tài)系統(tǒng)狀況不容樂(lè)觀。

(2)全區(qū)自然資本的利用狀況受經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展水平和資源稟賦的不同表現(xiàn)各異。流量資本的利用主要以耕地和建筑用地為主，利用程度總體不高。而存量資本以水域、能源用地的消耗為主。

(3)全區(qū)萬(wàn)元GDP生態(tài)足跡呈現(xiàn)大幅下降趨勢(shì)，生態(tài)足跡多樣性指數(shù)維持在較低水平，綜合發(fā)展能力指數(shù)呈現(xiàn)出穩(wěn)步上升趨勢(shì)，區(qū)域綜合發(fā)展?jié)摿^大。

(4)研究區(qū)按自然地理特征分為北部引黃灌區(qū)、中部干旱帶和南部黃土丘陵區(qū)三大區(qū)域。各區(qū)自然環(huán)境、地貌特征和經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展?fàn)顩r各異，致使影響三大區(qū)域的生態(tài)足跡和生態(tài)承載力原因各異，存量和流量自然資本利用方式也不同。因此，以自然地理分區(qū)為基礎(chǔ)，開(kāi)展三大區(qū)域單元的生態(tài)承載力和生態(tài)足跡分析與討論，是未來(lái)需要進(jìn)一步探究的問(wèn)題。

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Study on Ecological Environment Sustainable Development in Ningxia Based on Theory of Ecological Footprint

HAN Wenwen,LIU Xiaopeng,PEI Yinbao,AN Qiong,LI Yonghong

(College of Resources and Environment,Ningxia University,Yinchuan 750021,China)

The trend of ecological footprint and carrying capacity of Ningxia from 2000 to 2013 were calculated based on the calibrated ecological footprint model.The model of footprint depth and footprint size were included,the utilization of natural capital of Ningxia was studied,ecological footprint of GDP per 10 000 Yuan was added,and ecological footprint diversity index and development capacity index were supplemented to assess the sustainable development ability of Ningxia.The results showed that: (1)during the study period,the ecological footprint per capita in Ningxia increased from 1.601 8 to 2.915,the ecological carrying capacity per capita steadily declined from 1.175 to 1.005,and the ecological deficit increased 2.58 times,which showed that Ningxia′s ecological carrying capacity had been overloaded; (2)footprint depth per capita grew from 1.833 to 3.294,footprint size per capita ranged from 0.608 5 to 0.852 9,capital flow had been unable to meet people′s daily consumption,the utilization of capital stock had already become necessary for social and economic development of Ningxia.By the end of 2013,Ningxia need about 3.29 times of land area to maintain its own development; (3)ecological footprint GDP per 10 000 Yuan decreased from 3.009 to 0.743 9,development capacity index rose from 2.630 7 to 4.748 2,which indicated that Ningxia′s natural capital use was improved and it had a certain development potential.However,the low ecological footprint diversity index showed that natural capital utilization was not balanced and the ecosystem was still in an unstable state.In the future,industrial structure upgrading should be speeded up,energy consumption should be reduced,and efficiency of cultivated land should be improved.Reasonable planning of urban land use and other ways to optimize natural capital use should be implemented to reduce ecological environment pressure.

ecological footprint; ecological carrying capacity; sustainable development; Ningxia Hui Autonomous Region

2016-02-29

2016-03-23

國(guó)家自然科學(xué)基金“寧夏六盤(pán)山區(qū)空間貧困及其分異機(jī)制研究”(41261021)

韓文文(1991—),女,河南清豐縣人,碩士研究生,研究方向?yàn)樯鷳B(tài)經(jīng)濟(jì)與生態(tài)評(píng)估。E-mail:nxdxhww@163.com

劉小鵬(1973—),男(滿(mǎn)族),寧夏海原縣人,博士,教授,主要從事生態(tài)經(jīng)濟(jì)與城鄉(xiāng)規(guī)劃研究。E-mail:nxdxlxp@163.com

F062.2; X22

A

1005-3409(2016)05-0285-06