基于生态足迹的西南山区资源可持续利用研究

熊春梅　杨立中　贺玉龙

摘要 生态足迹模型是由加拿大生态经济学家William Rees于20世纪90年代提出的一种对全球范围、国家范围乃至区域和城市范围的可持续发展状况进行定量测度的方法。文章利用生态足迹模型,对黔东南苗族侗族自治州1997-2006年的生态足迹、生态承载力进行了计算。结果表明:黔东南苗族侗族自治州人均生态足迹由1997年的0.727 hm²增加至2006年的1.200 hm²,人均生态承载力由1997年的1.003 hm²下降至2006年的0.879 hm²,同期的人均生态赤字由1997年的-0.277 hm²上升至2006年的0.321 hm²,表明该州的社会经济发展模式经历了由可持续状态向不可持续状态的转变。为了更好地分析自治州资源利用的效率情况,文章对1997-2006年自治州的万元GDP生态足迹进行计算,结果表明:自治州的万元GDP生态足迹值逐年下降,由1997年的4.948hm²降低至2006年的3.212hm²。说明黔东南苗族侗族自治州资源利用效率提高较快,伴随着国家西部大开发政策的实施,地区的经济增长方式在逐步向良性发展。通过分析,文章最终从5个方面总结出在黔东南苗族侗族自治州实现资源可持续利用的方法和措施。

关键词 生态足迹模型;西南山区;资源可持续利用;黔东南苗族侗族自治州

中图分类号 X24 文献标识码 A

文章编号 1002-2104(2009)05-0058-06

20世纪中叶以来,全球性的资源短缺、环境恶化、失业危机和贫困蔓延,使得人类社会的可持续发展面临严峻的挑战[1]。可持续发展问题的实质就是人口与资源、环境之间的矛盾,其能力关系到一个国家和地区的未来发展潜力和方向,因此世界各国在不同的领域和范围内就可持续发展能力的定量测度展开了多方面的研究。加拿大生态经济学家William Rees在1992年[2]提出的生态足迹模型就是定量测度可持续发展能力的方法之一,具有可操作性强,可复制性强的特点。结合生态足迹模型对地区可持续性发展能力的定量评价,可以更好地实现对地区资源的可持续利用。生态足迹的概念于1999年引入我国,杨开忠和张志强等分别介绍了生态足迹的理论、方法和概念及计算模型[3,4],生态足迹指标的有关应用研究也同时展开。国家层面的生态足迹研究有徐中民等进行的中国1999年生态足迹计算与发展能力分析,区域生态足迹研究的实践成果最早见于2000年,徐中民等计算了甘肃省1998年的生态足迹,谢高地等研究了中国的生态空间占用,鲁春霞等对青藏高原自然资产利用的生态空间占用作出了评价[5～8]。目前,亦有针对校园范围展开的生态足迹及生态承载力的研究。但针对西部地区而进行的生态足迹的分析主要集中在西北部[9]或是西部各省份[10],而并未具体对西南山区进行可持续发展能力的具体研究和分析。同时,该部分的应用也主要集中在对地区可持续发展能力的评价,并未就如何实现资源的可持续利用进行更为深入的研究。本文结合西南山区的黔东南苗族侗族自治州展开相关研究,对该地区实现资源可持续利用进行了分析和研究。

1 生态足迹模型

1.1 生态足迹模型的概念和内涵

生态足迹的定义为“生产人们所消费的所有资源和消纳这些人所产生的所有废物所需要的生态生产性土地的总面积”[2,11～12]。该理论把人类的生产、生活活动对自然生态环境的影响形象的比喻为人类在自然生态环境中留下的“足迹”,而“足迹”的大小是可以通过一系列的的指标来计算。通过这一定量化计算的结果,人们更直观的了解自身活动对自然生态环境的影响。生态承载力容量亦称为生态容量,指的是在不损害区域生产力的前提下,一个区域有限的资源能供养的最大人口数。当生态容量大于生态足迹时,表现为生态盈余,表明地区的消费模式具有相对可持续性,可持续程度用生态盈余来表示;当生态容量小于生态足迹时,表现为生态赤字,表明地区的发展模式处于相对不可持续状态,不可持续程度用生态赤字来衡量。

1.2 生态足迹的计算方法

任何已知人口(某个个人、一个城市或一个国家)的生态足迹就是其占用的生产这些人口所消费的资源和消纳这些人口所产生的废弃物所需要的生物生产土地和海洋的总面积[11～12]。生态生产性土地是指具有生态生产能力的土地或水域[11～12]。根据生产力大小的差异,地球表面的生态生产性土地可分为:化石能源地、可耕地、牧草地、森林、建成地和水域6大类。

生态足迹的计算公式如下:

EF = Nef = N∑aai×R_j= N∑(C_i/P_i) ×R_j(i=1、2、3……6)(j=1、2、3……n) (1)

式中,i为消费商品和投入的类型;P_i为i种消费商品的平均生产能力,C_i为i种水平的人均消费量;aai为i种交易商品折算的人均生物生产面积;R_j为均衡因子;N为评价区人口数;ef为人均生态足迹;EF为总的生态足迹。

1.3 生态承载力计算

在生态承载力的计算中,由于不同国家和地区的资源禀赋不同,因此单位面积的土地或水域的生态生产能力差异很大,而且单位面积同类生物生产面积类型的生态生产力也差异很大。为了使不同国家或地区的某类生物生产面积能够直接对比,需要引入一个“产量因子”(Y_i)参数进行修正,即将某个国家或地区的某类土地面积乘以产出因子进行不同面积的标准化。这里,某个国家或地区某类土地的产量因子是其平均生产力与世界同类土地的平均生产力的比率。同时出于谨慎性的考虑,根据世界环境与发展委员会(WECD)的报告,至少要留12%的生态容量来保护生物多样性。

EC=Nec=N∑(aai)R_jY_i=N∑(C_i/P_i)R_jY_i(i=1、2、3……n)(j=1、2、3……n)(2)

式中ec为人均生态承载力,EC为总生态承载力,Y_i为产量因子。

2 研究区概况

我国西南山区是一个地形和地质条件极为复杂的区域,地区内资源丰富,但地质环境脆弱,一些地区喀斯特石漠化严重,土地退化已成该地区的生态景观之一,限制了区域经济的持续发展。从全球范围来看,中国西南山区位于热带与亚热带、印度洋季风与中国季风的过渡带,属于季风气候。5～9月的降水占全年平均降水量的70%,整个山区随海拔高度的变化形成了很多气候带,素有“十里不同天”之说。我国的西南山区还是多民族聚居区,经济发展相对落后,如何实现合理利用资源、进行环境保护的同时,促进地区经济快速发展,成为学科内讨论的热点。

因此,有必要对地区的资源利用现状进行分析,并提出可持续发展的措施,以实现对地区环境保护、资源的可持续利用。黔东南苗族侗族自治州,位于云贵高原东南部,地处东经107°17′～109°35′,北纬25°19′～27°31′。全州土地总面积为3027805.89hm²。该州依靠贵州腹地,东邻湖南省怀化地区,南接广西壮族自治区柳州、河池地区,西连黔南布依族苗族自治州,北抵遵义、铜仁两地区。

黔东南苗族侗族自治州地处云贵高原向湘西和广西丘陵过度的斜坡地带,境内山岭纵横,河流深切,山高坡陡,自然坡度大,森林覆盖率为53.68%,属中亚热带季风湿润气候区。自治州地理位置独特,州境内群山叠翠,森林资源丰富,是全国重要的林区之一,也是长江三角洲、珠江三角洲的生态保护绿色屏障,选择该地区作为西南山区的研究对象具有典型意义。

3 黔东南苗族侗族自治州1997-2006年生态足迹的计算

依据生态足迹模型,对黔东南自治州生态足迹的计算从两个部分进行:生物资源的消耗足迹和能源消耗足迹。生物资源的消费分为农产品、林产品、动物产品和水产品等共24项消费品种进行计算。能源消费部分根据资料计算煤炭、液化石油气、汽油、煤油、柴油、焦炭和电力7种能源的足迹,计算时将能源消费转化为化石能源土地面积。采用世界上单位化石能源土地面积的平均发热量为标准,将当地能源消费所消耗的热量折算成一定的化石能源土地面积。根据黔东南自治州1997-2006年的统计年鉴并结合联合国粮农组织2002年有关生物资源的世界平均产量资料,最终得出黔东南自治州1997-2006年的人均生态足迹(见表1)。

根据公式(2)计算黔东南自治州1997-2006年的生态承载力,同时出于谨慎考虑,生态承载力扣除12%的生物多样性保护面积(见表2)。

将1997-2006年黔东南自治州的生态足迹与生态承载力汇总得到该州的生态盈余情况(见表3)。

4 黔东南苗族侗族自治州生态可持续性分析及评价

长期的研究表明,人类社会要取得发展的可持续性,就必须维持自然资产的存量及其可持续利用,即人类对自然系统的压力处于地球生态系统的承载力范围内[13～15]。因此,可持续发展评估研究的核心是定量了解人类对自然的利用状况,定量测量人类的需求是否处于自然的再生产能力之内。将区域生态足迹的计算结果与生态容量进行比较,可以对区域范围的生态可持续发展状况进行相关评价。

当两者的差值为负时(efec),表现为生态赤字,表明地区的发展模式处于相对不可持续状态,不可持续程度用生态赤字来衡量。

由表3,黔东南自治州的生态可持续性经历了两个阶段:可持续的发展过程和不可持续的发

展过程。可持续的发展过程:1997-2000年四年内,地区的人均生态足迹均小于人均生态承载力,其差值分别为-0.276 206 hm²/人、-0.223 044 hm²/人、-0.174 841 hm²/人和-0.065 516 hm²/人。由此得出在这四年里,黔东南自治州的经济社会活动对该地区生态环境的影响仍在其生态承载力的范围之内,即该州的社会经济发展模式在这四年里仍处于可持续的状态。但结合这四年的差值来看,生态盈余值呈逐年下降的趋势,其可持续发展能力也在逐年下降。

不可持续的发展过程:从2001年开始,黔东南自治州的地区生态足迹开始高于其生态承载力,两者的差值开始以正值呈现,并且逐年上升,其值分别为0.011 429 hm²/人、0.006 059 hm²/人、0.00 805 hm²/人、0.087 515 hm²/人、0.238 656 hm²/人和0.320 988 hm²/人。表明该州的社会经济发展模式已由可持续发展的状态演变到不可持续发展的状态。贵州省2001年的人均生态足迹需求为1.495 25 hm2,而实际可供给的面积为0.341 817 hm²,人均生态赤字1.153 433 hm²[16],人均生态需求为生态供给的4.37倍。1999年中国的人均生态足迹为1.326 hm²、人均生态承载力为0.681 hm²。与中国的相关数据相对比,黔东南苗族侗族自治州人均生态承载力高于全国水平,人均生态赤字低于全国水平。在贵州省内,黔东南苗族侗族自治州的生态足迹低于省内的水平,生态承载力高于省内水平,人均生态赤字远远低于贵州省的水平。因此,黔东南苗族侗族自治州在贵州省乃至于全国范围内仍属可持续发展的地区。

5 黔东南苗族侗族自治州万元GDP生态足迹分析

为了更好的分析自治州资源利用现状,合理提出在该地区实现资源可持续利用的方法和措施,在此引入万元GDP生态足迹进行计算和分析。黔东南自治州1997-2006年每年的总人口(人均)生态足迹除以该地区每年总人口(人均)的生产总值(GDP),所得结果即为万元GDP的生态足迹占用值。每万元GDP的生态足迹需求越大,反映资源的利用效率越低,反之,则表示资源的利用效率越高[17]。结合自治州统计年鉴计算得出1997-2006年自治州的万元GDP值(见表4)。

黔东南自治州1997-2006年万元GDP呈现了三个变化的趋势:1997-1999年,万元GDP的生态足迹值逐年下降,在这三年间,伴随着黔东南自治州的经济发展,资源的利用效率也在不断提高;而到了1999-2001年,万元GDP的生态足迹值逐年上升,并在2001年时达到顶峰,其值基本等同于1997年的值,在这一期间,黔东南自治州经历了以大量消耗资源谋求经济发展的阶段;自2001年后,万元GDP的生态足迹值逐年下降,而这一期间正是国家提出西部大开发的时期,黔东南自治州的科学技术实力和经济都得到了大力的发展,对于资源的利用效率也在逐步提高,从而促使万元GDP的生态足迹值逐年下降。

黔东南自治州1999年的万元GDP的生态足迹值是4.534 hm²,徐中民计算的我国1999年的平均万元GDP生态足迹值为2.037 8 hm²[18],黔东南自治州的资源利用效率远远低于全国的水平。而与我国东部经济发达地区的万元GDP生态足迹值相比,资源利用率存在着很大的差距,例如高丽峰等[19]计算上海市1999年万元GDP生态足迹值为0.89,是黔东南自治州万元GDP生态足迹值的1/5左右,也就是说上海市在1999年时资源利用的效率是黔东南自治州的5倍多。东西部的经济条件和生产技术水平的差距导致了资源利用效率的差异。

6 黔东南苗族侗族自治州资源可持续利用的方法和措施

2007年6月,黔东南自治州编制了贵州省第一个州级生态建设规划——《贵州省黔东南州环境保护与生态建设规划》,并已通过省、州级专家的评审,很快将全面启动该项工作。结合本文对自治州生态承载力和万元GDP的计算与分析,本文认为在黔东南自治州要实现生态可持续发展,目前仍有很多工作需要进一步展开:在不降低人们生活水平,保证经济发展的前提下,同时减少黔东南自治州的生态足迹,减缓生态赤字的增长,提高区域的生态环境质量;并需要改善经济条件、改进生产技术水平,提高资源的利用效率。即:(1)加大对林地的保护力度,促进退耕还林和植树造林。虽然黔东南自治州林地资源的生态足迹值小于生态承载力值,但是黔东南自治州境内山高坡陡,喀斯特地貌明显,水土流失严重,石漠化威胁大。同时,如前所述,黔东南自治州是长江三角洲、珠江三角洲的生态保护绿色屏障。因此,对于该地区林地资源采取的措施仍然是加大保护力度,促进退耕还林和植树造林。但与此同时,政府应采取相应的补偿措施,对农民退耕还林的损失予以补偿。(2)合理利用土地资源。黔东南自治州境内耕地资源人均生态盈余。但耕地作物产量不高,因此为了保护生态环境,在该地区更应集中在对已利用土地的整理挖潜,提高土地的产出率。同时,避免能源、交通等基础设施建设对耕地的占用。限制建筑用地资源的开发。由于大部分居民点都集中在全球最肥沃的土地地带,建筑用地的增加意味着生物生产量的损失。

(3)增加土地利用类型的多样化,减少草地资源的利用,均等利用各种不同类型的土地资源,提高生态足迹多样性和生态系统的发展能力。由表1可以看出,黔东南自治州1997-2006年资源的需求结构具有不对称性。资源的需求基本以耕地、草地和化石能源地三类为主,三者基本占每年总需求的80%,具有资源利用的偏向性。草地的生成能力比耕地要低得多,从植物转化为动物生物量也使人类损失了10%的生物量,而在黔东南苗族侗族自治州,草地资源的需求已大大超出了其供给的能力,因此,在该地区应考虑减少对草地资源的利用,并可以通过提高耕地的产出率,来弥补减少草地资源利用所带来的不足。

(4)保护水资源。生态足迹的计算中未包含人类利用水资源足迹的生态容量,其原因在于目前人们还不能确定国民经济系统中各种商品中的水资源含量。但从目前全球的发展趋势看,水资源在今后将成为制约地区经济发展的一个关键因子,因此,在黔东南自治州对水资源应进行保护,同时通过各种有效的途径,对水资源的贡献进行分析和计算,以实现对该项资源的有效利用。

(5)控制人口增长,进行劳务输出,调整产业结构,改变生产生活方式,建立资源节约型的社会生产和消费体系,减少人口负荷和生态足迹需求。同时,结合本地区的地理环境特点,发展适合本地区的产业发展模式,实现社会、经济和环境的协调发展,资源的有序利用。该州旅游资源丰富,有着丰富多彩的原生态民族文化,以“无烟工业”著称的旅游产业可以成为该州今后产业发展的重点。

7 结 语

西南山区在我国的西部具有重要的地理位置[20],其生态环境敏感,生态功能显著,因此对该地区的生态可持续研究很有必要。生态足迹模型是一种计算人类的生态消费、衡量生态可持续性的测量工具,是测量可持续性的生态底线的衡量标准,将其应用于西南山区,可以更好的分析、评价该地区的生态可持续性发展。从定量的基础得出地区的可持续发展程度,为实现地区资源可持续利用相关政策、措施的研究和实施提供依据,更好的实现经济、社会和环境的协调发展。

(编辑:田 红)

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