吉林省東部山區(qū)縣域生態(tài)足跡特征分析

張琳　劉兆順

摘要：運用生態(tài)足跡理論計算敦化市2009-2012年的人均生態(tài)足跡和人均生態(tài)承載力，并分析其動態(tài)變化。利用現(xiàn)有數(shù)據(jù)分析得到敦化市2020年人均生態(tài)足跡和人均生態(tài)承載力的預測值。通過對比計算結(jié)果，研究敦化市土地利用結(jié)構(gòu)，厘定土地利用結(jié)構(gòu)優(yōu)化方向。結(jié)果表明，人均生態(tài)足跡在2009-2012年一直保持增長的趨勢，從2.549 1 hm2/人增長到2.830 6 hm2/人，在2009-2011年期間，人均生態(tài)承載力從3.528 6 hm2/人減少到3.508 1 hm2/人，到2012年有所增加，達到3.515 4 hm2/人，生態(tài)盈余從0.979 5 hm2/人減少到0.684 8 hm2/人，敦化市的發(fā)展屬于可持續(xù)發(fā)展的狀態(tài)。發(fā)展預測數(shù)據(jù)顯示，敦化市2020年人均生態(tài)足跡為2.763 1 hm2/人，2020年人均生態(tài)承載力為3.263 6 hm2/人，生態(tài)盈余為0.500 5 hm2/人。敦化市可以通過一系列改進措施實現(xiàn)土地利用結(jié)構(gòu)優(yōu)化，如提高土地利用效率，加強土地生態(tài)環(huán)境保護、減少污染，實現(xiàn)土地信息科學合理管理等。

關鍵詞：土地利用規(guī)劃；敦化市；生態(tài)足跡

中圖分類號：F301.23 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2017）20-3837-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2017.20.012

Abstract： The ecological footprint per capita and ecological carrying capacity per capita in Dunhua city during 2009 and 2012 were calculated by using the ecological footprint theory，and the dynamic changes of ecological footprint per capita and ecological carrying capacity per capita was analyzed. Analyzing the existing data could get the forecast value of the per capita ecological footprint and ecological carrying capacity of Dunhua in 2020. Through comparative analysis and calculation results，the land use structure of Dunhua and determine the optimization direction of land use structure were studied. The results showed that the ecological footprint per capita in 2009-2012 always maintain growth trend，increased to 2.830 6 hm2 from 2.549 1 hm2. During the period from 2009 to 2011，the per capita ecological carrying capacity reduced to 3.508 1 hm2 from 3.528 6 hm2. The ecological carrying capacity per capita reached 3.515 4 hm2 in 2012. Ecological surplus reduced to 0.684 8 hm2 from 0.979 5 hm2. The development of Dunhua city belonged to the state of sustainable development. Development forecast data showed that the per capita ecological footprint of Dunhua was 2.763 1 hm2，and the ecological carrying capacity was 3.263 6 hm2，and the ecological surplus was 0.500 5 hm2 in 2020. Dunhua city could be improved through a series of measures to realize the optimization of land use structure，such as improving land use efficiency，strengthen land protection of the ecological environment， reduce pollution，to achieve scientific and rational management of land information.

Key words： land use planning； Dunhua city； ecological footprint

土地是一種自然經(jīng)濟綜合體，它屬于不可再生資源，人類的生存和發(fā)展都離不開土地。但是隨著科技的發(fā)展和人類的進步，尤其是人口的大幅度增加和工業(yè)化的興盛，土地資源的供給和需求難以達到平衡，一些不合理的土地利用方式導致土地的退化，甚至造成生態(tài)環(huán)境的惡化，日益嚴重的人地矛盾要求人類合理分配土地資源[1]。生態(tài)足跡模型著重分析土地利用與生態(tài)系統(tǒng)供給的關系，可以從一定角度反映出人類發(fā)展與生態(tài)環(huán)境的關系[2，3]。本研究主要是通過生態(tài)足跡的計算結(jié)果分析土地利用結(jié)構(gòu)需要優(yōu)化的地方，改變地區(qū)土地的粗放利用、生態(tài)環(huán)境惡化的現(xiàn)象，實現(xiàn)地區(qū)良性發(fā)展。計算敦化市的生態(tài)足跡，對城市發(fā)展進行可持續(xù)性評價，并預測其未來可持續(xù)性。endprint

1 研究區(qū)概況與研究方法

1.1 敦化市概況

敦化市位于吉林省東部，牡丹江上游，行政隸屬于延邊朝鮮族自治州，東與汪清縣、延吉市相連，西與蛟河市相接，西南與樺甸市、撫松縣相鄰，東南部與安圖縣相鄰，北部與黑龍江省接壤，地跨東經(jīng)127°28′12″-129°12′50″，北緯42°41′59″-44°30′50″，總面積11 957 km2，是吉林省面積最大的縣級市。敦化市地處長白山北側(cè)高寒山區(qū)，境內(nèi)地勢四周高、中部低，總體形狀略似盆形，中間為河谷平原。屬寒溫帶大陸性季風氣候，年最高氣溫30 ℃以上，最低氣溫-30 ℃以下，平均氣溫2.6 ℃，年平均降水量621 mm，無霜期137 d左右。

敦化市地處東北亞經(jīng)濟圈和圖們江經(jīng)濟開發(fā)圈輻射半徑內(nèi)，幅接吉黑兩省九縣（市），長圖鐵路和長吉圖高速公路橫貫全境，G201、G302國道在城區(qū)交匯，S102省道從境內(nèi)經(jīng)過。市區(qū)距延吉國際機場110 km2，距長春龍嘉機場264 km2，可直通大連、圖們、琿春、綏芬河等口岸，成為連接內(nèi)地與沿邊口岸的重要客貨集散地。

敦化市立足培育特色經(jīng)濟，依托資源優(yōu)勢，重點發(fā)展醫(yī)藥、木制品、特色食品、能源礦產(chǎn)、外經(jīng)外貿(mào)、旅游等六大支柱產(chǎn)業(yè)，是一座發(fā)展中的現(xiàn)代化城市。

1.2 研究方法

1.2.1 生態(tài)足跡的計算模型 在生態(tài)足跡計算中，生態(tài)生產(chǎn)性土地主要考慮以下6種類型：可耕地、草地、林地、水域、建成地和化石能源用地，其計算公式為：

式中，EF為總的生態(tài)足跡，N為人口數(shù)，ef為人均生態(tài)足跡，i為消費品和投入的類型，j為生態(tài)生產(chǎn)性土地類型，ci為i種消費品的人均消費量，pi為第i種消費品的平均生產(chǎn)能力，aai為人均i種消費品折算的生態(tài)生產(chǎn)性面積，rj為均衡因子。單位面積耕地、化石能源用地、草地、林地等的生態(tài)生產(chǎn)能力差異很大，因此，有必要在每類生態(tài)生產(chǎn)性土地面積前乘上一個均衡因子，以轉(zhuǎn)化為一個統(tǒng)一的、可比較的生態(tài)生產(chǎn)性土地面積[4]。

1.2.2 生態(tài)承載力的計算模型 生態(tài)供給即區(qū)域的生態(tài)承載力，是指區(qū)域所能提供的各種生態(tài)生產(chǎn)性土地總面積。人均生態(tài)承載力是人均占有的生態(tài)空間。對于不同國家或地區(qū)同類型生態(tài)生產(chǎn)性土地的實際面積不能直接對比，需要對其進行調(diào)整，在模型中采用產(chǎn)量因子來彌補這方面的缺陷。將現(xiàn)有耕地、草地、林地、水域、建成地等物理空間的面積乘以相應的均衡因子和產(chǎn)量因子就可得出帶有世界平均產(chǎn)量的世界平均生態(tài)空間面積，即生態(tài)承載力。生態(tài)足跡供給同樣考慮上述6種土地類型。其計算公式為：

式中，EC為區(qū)域總的生態(tài)承載力，N為人口數(shù)，ec為人均生態(tài)承載力，aj為人均生態(tài)生產(chǎn)性面積，rj為均衡因子，yj為產(chǎn)量因子，其中，yj=ylj/ywj，是指某國家或地區(qū)某種生態(tài)生產(chǎn)性土地產(chǎn)量ylj與世界該類型土地生物平均產(chǎn)量ywj之比[5]。

2 敦化市生態(tài)足跡的計算與分析

敦化市生態(tài)足跡需求計算主要包括兩部分，一部分是生物資源的消費類，另一部分是能源的消費類。生物資源消費類主要包括農(nóng)產(chǎn)品、林產(chǎn)品、水產(chǎn)品和動物產(chǎn)品等，能源消費主要包括煤氣、液化石油氣和電力等方面，其數(shù)據(jù)主要來自吉林省統(tǒng)計年鑒。利用統(tǒng)計數(shù)據(jù)可以計算出敦化市2012年生態(tài)足跡賬戶，結(jié)果見表1。由表1可以看出，敦化市整體生態(tài)足跡還有盈余，屬于可持續(xù)發(fā)展的類型。敦化市2012年生態(tài)足跡需求為2.830 6 hm2/人，生態(tài)承載力為3.994 8 hm2/人，扣除12%的生物多樣性保護面積0.479 4 hm2/人，總的可利用的生態(tài)承載力為3.515 4 hm2/人，盈余為0.684 8 hm2/人，由此可以看出，2012年敦化市的土地供給可以滿足土地利用需求。從土地利用類型來看，耕地和林地完全滿足需求，而草地和水域的生態(tài)承載力分別為0.006 4和0.006 7 hm2/人，要遠遠小于生態(tài)足跡需求0.419 4和0.023 6 hm2/人。

通過上述數(shù)據(jù)可以看出，敦化市草地和水域面積較少，難以滿足需求，建成地仍有很大的開發(fā)潛力，林地和耕地可以滿足需求，且還有很大的開發(fā)潛力，這主要是因為敦化市林地面積廣闊。從總體來看，敦化市存在生態(tài)盈余，自然能夠提供的生態(tài)服務可以滿足人類對生態(tài)服務的需求。

由表2可知，敦化市從2009年到2012年4年時間里生態(tài)盈余一直呈下降的趨勢，從0.979 5 hm2/人減少到0.684 8 hm2/人，在2012年生態(tài)盈余達到最小。敦化市人均生態(tài)足跡一直在持續(xù)增加，從2009年2.549 1 hm2/人增加到2012年2.830 6 hm2/人，但人均生態(tài)承載力變化不大，導致生態(tài)盈余在不斷減小，這是因為人口增加和經(jīng)濟的快速發(fā)展導致人類對生態(tài)服務需求的增加。而人均生態(tài)承載力變化不大說明敦化市土地利用情況較好，能夠基本保證生態(tài)服務[6，7]。

3 敦化市生態(tài)足跡和生態(tài)承載力預測分析

前面主要對敦化市2012年土地利用的生態(tài)足跡和生態(tài)承載力進行靜態(tài)分析。隨著時間的改變，敦化市的人均消費和人口數(shù)量會發(fā)生改變，這就會導致不同的結(jié)果出現(xiàn)。為了更準確地研究敦化市生態(tài)足跡和生態(tài)承載力的改變以及供需關系，以時間為變量，預測2020年人口和人均消費量，與敦化市土地利用規(guī)劃中的生態(tài)承載力進行比較[8]，看是否滿足生態(tài)需求。

按照生態(tài)足跡的6類土地即耕地、林地、草地、水域、建成地和化石能源用地進行預測，以時間作為變量指標對其生態(tài)需求進行預測。耕地供給值主要通過敦化市耕地質(zhì)量等級成果補充完善成果報告中的耕地面積計算得到，建成地數(shù)據(jù)主要通過敦化市中心城區(qū)報告中的建設用地面積計算得到，其他林地、園地、水域以及人口數(shù)據(jù)主要來自于敦化市土地利用規(guī)劃（2006-2020年）。運用MATLAB軟件對敦化市2000-2012年數(shù)據(jù)進行預測分析，得到發(fā)展預測模型，通過預測模型計算得到生物資源和能源消費類的預測值，分別計算出人均生態(tài)足跡和人均生態(tài)供給并對比研究，得到敦化市2020年的生態(tài)赤字/盈余，得出最終結(jié)論。采用時間預測方法，改變了模型的靜態(tài)性，實現(xiàn)了動態(tài)性和預測性[9]。endprint

通過表3（2020年）與表1（2012年）的比較分析，得到以下結(jié)論。

1）2020年敦化市生態(tài)足跡計算中存在生態(tài)盈余，說明敦化市生態(tài)壓力較小，基本可以實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。2012年的生態(tài)盈余為0.684 8 hm2/人，2020年預測分析生態(tài)盈余為0.500 5 hm2/人，生態(tài)盈余略減小。2012年生態(tài)足跡為2.830 6 hm2/人，2020年生態(tài)足跡為2.763 1 hm2/人，對比分析生態(tài)足跡變化不大，甚至略有減少，2012年生態(tài)承載力為3.515 4 hm2/人，2020年生態(tài)承載力為3.263 6 hm2/人，到2020年敦化市生態(tài)承載力略有下降。通過計算分析可以發(fā)現(xiàn)敦化市生態(tài)足跡在一定范圍內(nèi)保持穩(wěn)定，生態(tài)承載力略有下降，生態(tài)盈余雖然逐年下降，但敦化市的經(jīng)濟發(fā)展符合其生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀，基本實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

2）通過敦化市土地利用結(jié)構(gòu)分析，土地供需結(jié)構(gòu)需要進一步調(diào)整。生態(tài)承載力方面耕地和林地仍占據(jù)絕對優(yōu)勢，說明敦化市土地類型仍以耕地和林地為主。但耕地生態(tài)承載力難以滿足耕地生態(tài)足跡，說明耕地面積難以滿足需求，與林地對比來看，林地的比例有所增加，由2012年的58.04%增加到60.78%，說明敦化市可以保證林地的數(shù)量優(yōu)勢。其他種類土地面積占比變化不大，水域面積和草地面積仍難以滿足需求，建成地仍有很大的開發(fā)空間。

3）與中國其他城市和地區(qū)比較，敦化市的可持續(xù)發(fā)展程度較好，但經(jīng)濟發(fā)展水平不高，仍有一定的發(fā)展空間。

總之，隨著人口增長和經(jīng)濟的快速發(fā)展，敦化市各部門對于土地的需求在不斷增加，而總的土地利用面積有限，土地供需關系緊張，要想滿足人類對于土地的各類需求，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，必須進一步優(yōu)化土地利用結(jié)構(gòu)，合理配置土地資源，進行合理的科學規(guī)劃[10]。

4 針對敦化市提出的政策和改善措施

基于生態(tài)足跡模型[11-13]，通過對比分析，針對敦化市現(xiàn)狀，提出以下幾點建議。

1）優(yōu)化土地利用結(jié)構(gòu)。敦化市應盡量做到保護生態(tài)環(huán)境，實現(xiàn)土地的可持續(xù)利用，優(yōu)化土地利用結(jié)構(gòu)以更好地實現(xiàn)土地的可持續(xù)發(fā)展。首先，要保護現(xiàn)有耕地，并在此基礎上，進行宜農(nóng)荒地的開發(fā)以及土地的復墾，如果符合條件設立基本農(nóng)田保護區(qū)。其次，要保護草地規(guī)模，合理利用林地。最后，加快城鎮(zhèn)化進程，加快經(jīng)濟發(fā)展，充分利用建設用地。

2）提高土地利用效率。首先，敦化市的未利用地較少，這就要求在利用土地的時候，充分提高土地利用效率。其次，敦化市林地占據(jù)絕對的優(yōu)勢，要利用這一特點，合理配置土地，提高土地利用效率，保護生態(tài)環(huán)境，林地和耕地相結(jié)合，構(gòu)造合理高效的生態(tài)系統(tǒng)環(huán)境。

3）加強土地生態(tài)環(huán)境保護，減少污染。敦化市自身耕地相對而言并不多，要充分做好規(guī)劃，加強土地生態(tài)環(huán)境的保護，減少污染，尤其是在敦化市，林地占比最大，更需要強有力的監(jiān)管。

4）實現(xiàn)土地信息科學合理的管理。不同時期的經(jīng)濟發(fā)展，對土地利用規(guī)劃有不同的要求，這就要求土地信息管理要更科學合理，并盡量做到實時、動態(tài)的監(jiān)測。將一些電腦軟件與土地信息聯(lián)系起來，主要包括GIS-地理信息系統(tǒng)、GPS-全球定位系統(tǒng)、RS-遙感技術等。

5 小結(jié)

利用生態(tài)足跡模型對敦化市土地利用結(jié)構(gòu)進行了分析研究，通過計算結(jié)果的對比分析可以確定敦化市處于可持續(xù)發(fā)展的狀態(tài)[14]。以時間為變量進行縱向?qū)Ρ劝l(fā)現(xiàn)，敦化市的生態(tài)盈余在減小，說明隨著經(jīng)濟發(fā)展和人口的變化，敦化市對生態(tài)需求增加，需要進一步優(yōu)化土地利用結(jié)構(gòu)才能滿足發(fā)展需求[15]。

敦化市具有吉林省東部山區(qū)縣域的典型特征，資源豐富，但是土地類型數(shù)量不均衡，主要是林地資源，耕地和其他類型土地較少，可利用地非常稀缺。雖然具有生態(tài)環(huán)境優(yōu)勢，但隨著經(jīng)濟發(fā)展和人口數(shù)量的增加，生態(tài)環(huán)境壓力增大，要針對土地利用現(xiàn)狀進行土地利用結(jié)構(gòu)的進一步優(yōu)化完善。敦化市可以通過一系列措施實現(xiàn)土地利用結(jié)構(gòu)優(yōu)化，如優(yōu)化土地利用結(jié)構(gòu)，提高土地利用效率，加強土地生態(tài)環(huán)境保護、減少污染，實現(xiàn)土地信息科學合理等。

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