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      基于生態(tài)足跡法的祿豐縣可持續(xù)發(fā)展研究

      2017-09-28 08:58:40韓韋笑趙俊三昆明理工大學(xué)國土資源工程學(xué)院云南昆明650093云南工程質(zhì)量監(jiān)督管理站云南昆明6508
      浙江農(nóng)業(yè)科學(xué) 2017年9期
      關(guān)鍵詞:祿豐縣足跡耕地

      韓韋笑,趙俊三*,王 淼(.昆明理工大學(xué) 國土資源工程學(xué)院,云南 昆明 650093; .云南工程質(zhì)量監(jiān)督管理站,云南 昆明 6508)

      基于生態(tài)足跡法的祿豐縣可持續(xù)發(fā)展研究

      韓韋笑1,趙俊三1*,王 淼2
      (1.昆明理工大學(xué) 國土資源工程學(xué)院,云南 昆明 650093; 2.云南工程質(zhì)量監(jiān)督管理站,云南 昆明 650228)

      簡要介紹生態(tài)足跡的概念與計(jì)算方法,將基于“國家公頃”的生態(tài)足跡模型、生態(tài)承載力模型與生態(tài)壓力指數(shù)模型結(jié)合起來,研究區(qū)域可持續(xù)發(fā)展?fàn)顩r。同時(shí)以祿豐縣為例,對其2009年、2011年和2013年的生態(tài)足跡與生態(tài)承載力變化規(guī)律及特征進(jìn)行分析,并通過生態(tài)壓力指數(shù)對祿豐縣可持續(xù)發(fā)展?fàn)顩r作出評價(jià)。研究結(jié)果表明,祿豐縣2009年處于弱可持續(xù)發(fā)展?fàn)顟B(tài),2011年與2013年呈現(xiàn)弱不可持續(xù)發(fā)展?fàn)顟B(tài)。祿豐縣在發(fā)展經(jīng)濟(jì)的同時(shí),對環(huán)境造成的影響已超出其生態(tài)所能承載的范圍,人們的需求對自然資源的供給帶來壓力,難以支撐該區(qū)域的可持續(xù)發(fā)展。

      生態(tài)足跡; 生態(tài)承載力; 生態(tài)壓力指數(shù); 可持續(xù)發(fā)展; 祿豐縣

      隨著我國近幾十年來人口激增和經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展,導(dǎo)致人地關(guān)系緊張、資源嚴(yán)重浪費(fèi)等環(huán)境問題日益突出,人類的生存以及社會(huì)可持續(xù)發(fā)展面臨著嚴(yán)重的威脅。據(jù)《地球生命力報(bào)告·中國2015》,2010年中國人均需要2.2全球公頃生產(chǎn)性土地,來滿足社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求。中國的人均生態(tài)足跡是可用人均生態(tài)承載力1.0全球公頃的兩倍以上,這意味著中國的生物生產(chǎn)性土地?zé)o法供應(yīng)其人口消耗的可再生能源與服務(wù)。因此,面對目前社會(huì)資源和生態(tài)環(huán)境壓力的日趨增大情況,區(qū)域可持續(xù)發(fā)展成為各行各業(yè)極為關(guān)注的問題,然而沒有一種科學(xué)有效的方法來衡量社會(huì)可持續(xù)發(fā)展程度。

      科學(xué)家們從20世紀(jì)60年代為了量化人類對地球資源的利用狀況,一直在努力創(chuàng)新研究一些測度人類對自然生態(tài)系統(tǒng)所產(chǎn)生壓力的方法[1]。生態(tài)足跡法由加拿大生態(tài)經(jīng)濟(jì)學(xué)家Rees[2]在1992年提出,Wilson等[3]利用生態(tài)足跡、生態(tài)承載力盈余、人文發(fā)展、福利發(fā)展和環(huán)境可持續(xù)狀況6個(gè)指標(biāo),對世界132個(gè)國家6個(gè)指標(biāo)的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行分析以評價(jià)世界各國的可持續(xù)發(fā)展?fàn)顩r。生態(tài)足跡法在我國的首次研究是在1999年,之后很快引起了國內(nèi)各界研究者的重視,并開始進(jìn)行該方面的研究[4]。周靜等[5]應(yīng)用生態(tài)足跡法研究南京市1999—2009年生態(tài)足跡及生態(tài)承載力,并采用Mann- kendall模型來分析南京市生態(tài)足跡突變點(diǎn),運(yùn)用灰色關(guān)聯(lián)法對社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和生態(tài)方面不同階段生態(tài)足跡變化的原因進(jìn)行探討;趙卉卉等[6]將生態(tài)足跡法與物質(zhì)流模型相結(jié)合,建立可持續(xù)發(fā)展指標(biāo)體系,運(yùn)用因子分析法研究并評價(jià)了安徽省銅陵市2000—2010年的可持續(xù)發(fā)展情況。生態(tài)足跡是指所能支持一定數(shù)目人口或經(jīng)濟(jì)消費(fèi)群體的全部資源需要具有一定生物生產(chǎn)力的土地面積[7]。生態(tài)足跡法是一種探索區(qū)域可持續(xù)發(fā)展的定量分析方法,被廣泛應(yīng)用于區(qū)域生態(tài)安全、土地利用規(guī)劃、社會(huì)可持續(xù)發(fā)展等各個(gè)研究領(lǐng)域。

      1 生態(tài)足跡理論與方法

      1.1 基于“國家公頃”的生態(tài)足跡模型

      生態(tài)足跡指一定數(shù)目的人群按某樣生活方式所消費(fèi)的自然生態(tài)系統(tǒng)提供的各種資源,以及在這一過程中所產(chǎn)生需環(huán)境吸收的廢棄物,并以生物生產(chǎn)性土地(或水域)面積來表現(xiàn)的一種具有可操作性的定量方法[8]?;凇皣夜暋钡纳鷳B(tài)足跡計(jì)算方法與全球足跡網(wǎng)絡(luò)(WWF)《國家生態(tài)足跡賬戶計(jì)算基本方法和框架》(2011版)的計(jì)算思路與公式是近似一致的。而此模型中是以全國平均生產(chǎn)力為計(jì)算因子,不是以全球平均生產(chǎn)力為計(jì)算因子,單位為國家公頃(nhm2)。1國家公頃代表了全國平均生產(chǎn)力下1 hm2土地的生產(chǎn)水平。不少研究者應(yīng)用計(jì)量單位“國家公頃”來進(jìn)行省、市級較小區(qū)域生態(tài)足跡的計(jì)算和分析,使結(jié)果更加可靠、精確[9]。

      生物資源生態(tài)足跡的計(jì)算公式:

      式中,ef為人均生態(tài)足跡;i為消費(fèi)項(xiàng)目的不同類型;ci為不同種類消費(fèi)項(xiàng)目的人均消費(fèi)量;pi為不同種類消費(fèi)項(xiàng)目的全國平均產(chǎn)量;N為人口數(shù)量。

      建設(shè)用地的生態(tài)足跡研究采用水電耗費(fèi)的生態(tài)足跡,我國1 kW·h水電所需的土地面積為0.020 6 m2,以此來計(jì)算祿豐縣建筑用地的生態(tài)足跡[10]。本文采用基于碳循環(huán)化石能源生態(tài)足跡方法,以森林能夠吸收二氧化碳的面積來表示祿豐縣的化石能源用地,并計(jì)算得到人均生態(tài)足跡[11]。

      1.2 生態(tài)承載力模型

      生態(tài)承載力是指區(qū)域在一定經(jīng)濟(jì)、技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r的前提下,同時(shí)確保生態(tài)平衡,所能為人類提供的最大生態(tài)生產(chǎn)性土地面積[12]。其值等于耕地、牧草地、林地、水域、建設(shè)用地、化石能源用地六類生物生產(chǎn)性土地的面積、均衡因子、產(chǎn)量因子的乘積之和。在計(jì)算過程中要除掉12%的生態(tài)多樣性土地。

      ec=∑ajrjyj/N。

      其中,ec為人均生態(tài)承載力;j為不同的土地利用類型;aj為不同土地類型人均生物生產(chǎn)性土地面積;rj為均衡因子;yj為產(chǎn)量因子;N為人口數(shù)量。

      1.3 均衡因子與產(chǎn)量因子

      均衡因子是由各類生物生產(chǎn)性土地的平均生產(chǎn)力占全國所有土地平均生產(chǎn)力的比例計(jì)算得到的[11]。均衡因子的提出是為了各類生產(chǎn)性土地的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)化,本文采用《中國生態(tài)足跡報(bào)告2012》中的均衡因子。

      產(chǎn)量因子是給定區(qū)域某一類土地面積的生產(chǎn)能力與對應(yīng)的整體平均水平的差異[13],產(chǎn)量因子是為了使生態(tài)生產(chǎn)力進(jìn)行統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)化。祿豐縣的產(chǎn)量因子是祿豐縣各土地類型的生產(chǎn)力除以全國相對應(yīng)土地類型的生產(chǎn)力得出的。為了計(jì)算方便,將各類產(chǎn)品的消費(fèi)量轉(zhuǎn)化為熱值,熱值數(shù)據(jù)統(tǒng)一來源于《技術(shù)經(jīng)濟(jì)手冊(農(nóng)業(yè)卷)》。其中,建設(shè)用地多數(shù)是在耕地上建成的,故建設(shè)用地的產(chǎn)量因子與耕地?cái)?shù)值一致。而林地吸收二氧化碳的這一生態(tài)能力不會(huì)隨著區(qū)域的變化而變化,所以化石能源用地的生產(chǎn)能力與全國是相同的,因此化石能源用地的產(chǎn)量因子取值為1。

      1.4 生態(tài)壓力指數(shù)模型

      衡量生態(tài)足跡和生態(tài)承載力的指標(biāo),都是生物生產(chǎn)性土地的土地面積,因此生態(tài)足跡與生態(tài)承載力可以直接用來比較[14]。趙先貴等[15]基于生態(tài)足跡法,提出了生態(tài)壓力指數(shù)概念,將生態(tài)壓力指數(shù)定義為某一區(qū)域的生態(tài)足跡與生態(tài)承載力的比值,該指數(shù)反映了區(qū)域生態(tài)環(huán)境的承壓能力,改進(jìn)了區(qū)域可持續(xù)發(fā)展研究中的不足。該指數(shù)值越大,表明區(qū)域的可持續(xù)發(fā)展性越差??沙掷m(xù)發(fā)展包括經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和生態(tài)可持續(xù)發(fā)展[5],因此本文從經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和生態(tài)三個(gè)方面選取測度因子,以生態(tài)壓力指數(shù)為指標(biāo),定量研究區(qū)域可持續(xù)發(fā)展程度。

      T=ec/ef。

      其中,T為生態(tài)壓力指數(shù);ec為人均生態(tài)承載力;ef為人均生態(tài)足跡。

      評價(jià)標(biāo)準(zhǔn):T<0.50,可持續(xù)發(fā)展,等級1;T=0.51~0.80,弱可持續(xù)發(fā)展,等級2;T=0.81~1.00,弱不可持續(xù)發(fā)展,等級3;T>1.00,不可持續(xù)發(fā)展,等級4。

      2 祿豐縣實(shí)證研究

      2.1 研究區(qū)域概況

      祿豐縣位于滇中楚雄彝族自治州的東部,距省會(huì)昆明市97 km,距州府楚雄市85 km,是滇西通往楚雄彝族自治州的咽喉要道。祿豐縣地處滇中濕潤區(qū)與半濕潤區(qū)的交匯地帶,具有充沛的日照和水分,立體氣候特性明顯,森林覆蓋率達(dá)70%,耕地作業(yè)機(jī)械化程度達(dá)51%,農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展具備較好的發(fā)展基礎(chǔ)。

      截至2013年底止,祿豐縣總?cè)丝谶_(dá)429 822人,自然增長率0.403%,人口密度達(dá)120.14人·km-2。全年糧食播種面積74 135.067 hm2,糧食總產(chǎn)量2.02億kg,農(nóng)業(yè)產(chǎn)值41.8億元,全縣生產(chǎn)總值達(dá)128.5億元。2013年,實(shí)現(xiàn)工業(yè)總產(chǎn)值增長12.7%、工業(yè)增加值40.47億元,推進(jìn)滇中產(chǎn)業(yè)新區(qū)建設(shè),全面落實(shí)扶持中小微企業(yè)政策。

      近年來全縣人口迅速增加,工業(yè)化進(jìn)程持續(xù)加快,耕地不斷減少,且在耕地急劇減少的同時(shí),土地資源浪費(fèi)現(xiàn)象也不同程度地存在。本文運(yùn)用生態(tài)足跡法對祿豐縣的生態(tài)資源現(xiàn)狀進(jìn)行定量研究,對于祿豐縣的可持續(xù)發(fā)展具有科學(xué)、現(xiàn)實(shí)的意義。

      2.2 生態(tài)足跡與生態(tài)承載力

      根據(jù)生態(tài)足跡的理論,生物生產(chǎn)性土地包含六大類:耕地、牧草地、林地、水域、建設(shè)用地、化石能源用地。本文在計(jì)算祿豐縣生態(tài)足跡時(shí),選取2009年、2011年、2013年的相關(guān)數(shù)據(jù),其中生物資源消費(fèi)項(xiàng)目主要包含耕地產(chǎn)品(谷物、薯類、豆類、蔬菜、油菜籽、煙葉)、牧草地產(chǎn)品(牛奶、牛肉、羊肉)、林地產(chǎn)品(蘋果、梨、柑桔)、水域產(chǎn)品(淡水產(chǎn)量)共13項(xiàng);能源消費(fèi)項(xiàng)目主要包含建設(shè)用地消費(fèi)項(xiàng)目(電力)、汽油、煤油、柴油、原煤共5類。上述數(shù)據(jù)主要來源于《祿豐縣統(tǒng)計(jì)年鑒》《中國統(tǒng)計(jì)年鑒》《國家統(tǒng)計(jì)局年度數(shù)據(jù)》《中國農(nóng)村統(tǒng)計(jì)年鑒》。

      根據(jù)公式計(jì)算得到祿豐縣2009年、2011年、2013年的生態(tài)足跡與生態(tài)承載力如表1。

      表1 祿豐縣2009、2011、2013年生態(tài)足跡與生態(tài)承載力

      如表1所示,祿豐縣生態(tài)足跡在2009—2013年總體呈上升的趨勢,說明隨著祿豐縣人口的增加和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,人們對生態(tài)系統(tǒng)的依賴性逐漸提升,對自然資源的耗費(fèi)需求也不斷加大。同時(shí)由表2可以看出,祿豐縣的人均生態(tài)足跡從2009年的0.733 87 hm2增長至2013年的0.779 18 hm2,同比增長了6.17%,特別是2009—2011年人均生態(tài)足跡增幅較大,由此表明2009—2013年祿豐縣經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展期間,生產(chǎn)活動(dòng)對生態(tài)環(huán)境造成了很大的壓力。

      表2 祿豐縣生態(tài)足跡與生態(tài)承載力的計(jì)算結(jié)果

      祿豐縣生態(tài)承載力在2009—2013年總體呈逐年下降的趨勢,由0.922 74降至0.901 45,下降了0.021 29,年變化率為1%左右??梢钥闯觯撠S縣的自然生態(tài)系統(tǒng)遭到破壞,生態(tài)系統(tǒng)的壓力逐漸加大。通過以上分析,說明了祿豐縣的生態(tài)系統(tǒng)和自然資源對人們生產(chǎn)活動(dòng)的承受能力在逐年降低,可持續(xù)發(fā)展?fàn)顩r令人堪憂。

      從表1中各土地類型生態(tài)足跡的演變來看,祿豐縣牧草地、水域、林地和建設(shè)用地的生態(tài)足跡總體趨于穩(wěn)定,變化幅度較小。相較而言,2009—2013年耕地和化石能源用地的生態(tài)足跡呈上升態(tài)勢。究其原因可能是:一方面隨著人口的不斷增加和糧食產(chǎn)量連年下降,導(dǎo)致耕地所能提供正常人類活動(dòng)的能力逐年下降;另一方面隨著祿豐縣的快速發(fā)展,能源資源的消費(fèi)量也日趨增長。據(jù)統(tǒng)計(jì),汽油、煤油、柴油、原煤的總消費(fèi)量由2009年的955 078.61 t增加至2013年的1 076 659 t。因此,2009—2013年耕地和化石能源用地的生態(tài)足跡呈現(xiàn)出不斷上升的趨勢。

      由表1可以看出,祿豐縣2009—2013年期間各種土地類型的人均生態(tài)承載力中,耕地和化石能源用地均呈逐年下降的趨勢。根據(jù)ec公式,人均生態(tài)承載力與生物生產(chǎn)性土地面積成正比,這說明祿豐縣在經(jīng)濟(jì)快速增長的同時(shí),耕地占用和化石能源用地的面積逐年擴(kuò)大,生態(tài)資源的依賴性增強(qiáng),造成了祿豐縣生態(tài)承載力的降低。此外,牧草地、水域、林地和建設(shè)用地的人均生態(tài)承載力變化較小,處于穩(wěn)定狀態(tài)。

      2.3 可持續(xù)發(fā)展情況

      根據(jù)公式計(jì)算得到祿豐縣2009年、2011年、2013年的生態(tài)壓力指數(shù)分別為0.795 32、0.853 66、0.864 36。祿豐縣2009年的生態(tài)足跡與生態(tài)承載力分別為0.733 87、0.922 74 hm2,人口密度較小,生態(tài)壓力指數(shù)為0.795 32,生態(tài)壓力不大,由生態(tài)可持續(xù)發(fā)展程度評價(jià)標(biāo)準(zhǔn),祿豐縣2009年處于弱可持續(xù)發(fā)展?fàn)顟B(tài)。祿豐縣2011年與2013年的生態(tài)壓力指數(shù)分別為0.853 66和0.864 36,呈現(xiàn)弱不可持續(xù)發(fā)展?fàn)顟B(tài)。同時(shí),可以從表2看出,祿豐縣的生態(tài)壓力指數(shù)從2009年至2013年持續(xù)上升,可持續(xù)發(fā)展?fàn)顩r連年下降,表明祿豐縣的生態(tài)環(huán)境愈加脆弱,可利用的土地資源不斷減少,經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)活動(dòng)與生態(tài)壓力的矛盾也日益突出。

      3 小結(jié)

      本文通過生態(tài)足跡法對祿豐縣2009—2013年可持續(xù)發(fā)展能力的分析表明:祿豐縣在研究期內(nèi)生態(tài)足跡逐年加大,生態(tài)承載力不斷降低,可持續(xù)發(fā)展性較弱,生態(tài)系統(tǒng)狀況不容樂觀。近些年,祿豐縣不僅人口遞增,耕地減少,土地有效利用率低,而且部分山區(qū)生態(tài)環(huán)境脆弱,存在水土流失問題,這些情況都嚴(yán)重影響了祿豐縣社會(huì)生態(tài)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。針對以上研究結(jié)果,為了減小祿豐縣生態(tài)環(huán)境壓力,緩解經(jīng)濟(jì)增長與資源環(huán)境承載能力的矛盾,保證祿豐縣的可持續(xù)發(fā)展,現(xiàn)提出以下措施:

      保護(hù)現(xiàn)有耕地資源,減少耕地占用面積。嚴(yán)格控制祿豐縣新增建設(shè)用地規(guī)模,降低新增建設(shè)占用耕地,加強(qiáng)祿豐縣耕地保護(hù),把優(yōu)質(zhì)耕地劃入基本農(nóng)田,調(diào)高基本農(nóng)田耕地比例。

      控制人口數(shù)量,加強(qiáng)人口管理。通過建立人口與計(jì)劃生育行政管理機(jī)制和制度,保證祿豐縣計(jì)劃生育工作的開展,同時(shí)制定人口與計(jì)劃生育法律、法規(guī)、規(guī)章和規(guī)范性文件,以規(guī)范祿豐縣公民的生育行為,調(diào)節(jié)公民生育子女的數(shù)量。

      高效利用自然資源,構(gòu)建資源節(jié)約型社會(huì)。加強(qiáng)祿豐縣土地宏觀調(diào)控和用途管制,促進(jìn)節(jié)約與集約生態(tài)資源,統(tǒng)籌祿豐縣區(qū)域發(fā)展與經(jīng)濟(jì)、產(chǎn)業(yè)和人口發(fā)展的戰(zhàn)略相適應(yīng)。

      循序漸進(jìn),促進(jìn)祿豐縣新型特色城鎮(zhèn)化質(zhì)量并重發(fā)展。優(yōu)化配置區(qū)域資源,營造祿豐縣良性循環(huán)、可持續(xù)發(fā)展、完整合理的生態(tài)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)內(nèi)部分工協(xié)作和城鄉(xiāng)統(tǒng)籌發(fā)展。

      生態(tài)足跡法實(shí)現(xiàn)了對區(qū)域可持續(xù)發(fā)展的量化研究,是判斷一個(gè)地區(qū)的生產(chǎn)消費(fèi)活動(dòng)是否在生態(tài)可承受能力之內(nèi)的有效度量方法,對于祿豐縣制定相關(guān)產(chǎn)業(yè)政策和經(jīng)濟(jì)政策具有科學(xué)性的指導(dǎo)意義,為祿豐縣衡量地區(qū)經(jīng)濟(jì)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展程度提供依據(jù)。

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      (責(zé)任編輯:張 韻)

      S181.3

      :A

      :0528- 9017(2017)09- 1667- 04

      2017- 06- 23

      韓韋笑(1992—),女,河南嵩縣人,碩士研究生,研究方向?yàn)镚IS與土地利用,E- mail:584555266@qq.com。

      趙俊三(1964—),男,河南鄧州人,教授,博士生導(dǎo)師,研究方向?yàn)閲临Y源信息化、GIS技術(shù)開發(fā)與應(yīng)用,E- mail:1429620189@qq.com。

      文獻(xiàn)著錄格式:韓韋笑,趙俊三,王淼. 基于生態(tài)足跡法的祿豐縣可持續(xù)發(fā)展研究[J].浙江農(nóng)業(yè)科學(xué),2017,58(9):1667- 1670.

      10.16178/j.issn.0528- 9017.20170952

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