基于生态足迹法的甘南州生态环境承载力分析

吴贤忠，王小军

(1.甘肃民族师范学院物理与水电工程系，甘肃 合作747000;2.南京水利科学研究院水文水资源与水利工程科学国家重点实验室，江苏 南京 210029;3.水利部应对气候变化研究中心，江苏 南京210029)

生态足迹方法是分析国家或地区自然资源可持续利用的重要方法[1]。生态足迹法通过测算人类对自然资源消费量和自然资源承载力，来衡量区域生态安全状况，它是一种度量可持续发展程度的方法，目前被广泛应用于生态承载能力分析及生态保护方面。本研究基于生态足迹方法，利用生态安全评价模型，通过定量评估当地的生态足迹和生态承载力，为合理规划当地的保护和开发利用提供科学依据。

1 研究区及计算方法

1.1 研究区概况

甘南藏族自治州地处青藏高原与黄土高原过渡的甘、青、川三省结合部。全州分为三个自然类型区，南部为岷迭山区，东部为丘陵山地，农牧兼营;西北部为广阔的草甸草原，是全国的“五大牧区”之一。全州总土地面积 4.5万km2，平均海拔约为3 000 m，具有典型高原大陆性季节气候的特点，光照充裕，降水较多，地理分布差异显著。全州年平均气温在1.6℃ ～13.6℃之间，地域差异大。自治州辖夏河、碌曲、玛曲、迭部、舟曲、临潭、卓尼七县及合作市，共有99个乡镇(街道办)、664个行政村，国土总面积 4.5万 km2，总人口73.07万，其中藏族占总人口的54.2%。甘南藏族自治州是“两屏三带”中“青藏高原生态屏障”的重要组成部分，其生态环境状况不仅影响到青藏高原本身，甚至深刻影响到全国的生态安全。

1.2 计算方法[2－4]

1.2.1 生态足迹计算方法

生态足迹分析方法是在对土地面积量化的基础上，在需求层面上计算生态足迹的大小，在供给层面上计算生态承载力的大小，然后通过二者的比较，定量判断一个区域的发展是否处于生态承载力的范围内。

生态足迹计算公式如下[2－4]:

式中:EF为区域总的生态足迹(hm2);N为人口数(人);ef为人均生态足迹(hm2/人);aai为人均 i种消费商品折算的生物生产土地面积(hm2/人);i为消费商品的类型;Ci为 i种商品的总消费量(t、hm2);Pi为 i种消费商品的全球平均生产能力(kg/hm2、GJ/hm2);ri为生产 i种消费商品的土地类型的均衡因子。

生态足迹计算中，各种资源和能源消费项目被折算为耕地、草地、林地、建筑用地、化石能源用地和水域等6种生态生产性类型。因不同国家和地区具有不同产量水平的各类土地，通过引入上述模型中的全球平均生产能力和均衡因子转化为可以直接相加和比较的具有全球平均生物生产能力的土地。均衡因子每年变化的幅度较小，目前国际生态足迹计算中普遍采用的均衡因子为:耕地和建筑用地为2.9，林地与化石燃料用地为 1.1，草地为 0.6，水域为 0.2[5]。

1.2.2 生态承载力计算方法

生态承载力，也称之为生态足迹供给，计算中需将区域内各类生态生产性土地面积乘以均衡因子及产量因子，将其进行标准化处理后，求和得到总生态承载力，其计算公式为:

式中:EC为区域总的生态承载力(hm2);N为人口数(人)，ec为人均生态承载力(hm2/人);aj为 j类生态生产性土地的实际人均面积(hm2/人);j为生态生产性土地的类型;rj为均衡因子;yj为j类生态生产性土地的产量因子，计算中产量因子直接利用参考文献中的数据。

1.2.3 生态赤字或生态盈余计算

计算方法为:

ES(ED)=EC－EF

式中:ES为生态盈余;ED为生态赤字。

计算中区域生态盈余为生态足迹小于生态承载力，反之则为生态赤字，生态盈余与生态赤字二者的大小比较反映区域人口对自然资源的利用状况。

2 甘南州生态足迹及生态承载力分析

根据对甘南州2010年经济发展状况资料深入分析，该地生态足迹主要由两部分组成:生物资源的消费和能源的消费[6－7]。

2.1 生物资源账户

生物资源的消费可分为林地产品、草地产品、耕地产品和水产品，各大类下进一步细分。各类产品的统计数据来源于《2010年甘南州统计年鉴》，按照以上介绍的公式，将2010年人均消费各类资源及物质消费折算为生态生产性土地面积，6类土地面积汇总后乘以相应的均衡因子，即得到甘南州人均生态足迹的结果，见表1。

2.2 能源资源账户

按照甘南州能源消费情况，能源账户部分应主要进行汽油、柴油和电力3种能源的生态足迹计算。将3种能源消费所消耗的热量折算成化石燃料生产土地面积或建筑用地面积。结果见表2。

表2 2010年甘南州能源资源消费及人均占有量

2.3 甘南州生态足迹及生态承载力分析

生态承载力按上述公式计算，结果见表3。在计算中，基于生态足迹计算模型及国际规定，在编制生态足迹与生态承载力平衡表时，需扣除12%的生态性生产面积以保护生物多样性。通过将以上生态足迹与生态承载力的计算结果进行比较后，得出区域生态盈余或生态赤字。

表3 2010年甘南州生态足迹

分析表3中可以看出甘南州2010年人均生态足迹为3.051 9，而人均生态承载力为1.769 7。扣除12%的生物多样性保护面积后，可利用的人均生态承载力为1.557 3，按照生态盈余或生态赤字的计算方法可看出该年度为生态赤字，两者相差1.494 6，人均生态足迹几乎为人均生态承载力的1倍。从具体土地类型分析，生态有盈余的为林地和水域，生态赤字最为严重的为耕地，生态赤字为1.886 2，赤字比例高达435%，这也与甘南州耕地不足，大力发展畜牧业有一定的关系;其次为草地，生态赤字为 0.306 7，赤字比例为79.77%。甘南州近年来畜牧业发展迅速，草场存在一定程度超载，草场的生态环境承载力严重超标。

3 提高甘南州生态环境承载力的对策

3.1 控制人口增长速度

甘南州属于少数民族聚居地，人口的增长一直保持较高的水平，这势必对生态环境带来压力，把人口的增加控制在生态环境能承载的范围之内，使得新增加人口对资源的消耗不至于影响生态系统的供需平衡。

3.2 倡导新的生态生活和消费模式

在过去，农牧民群众的生活水平要提高，就会伴随着资源的消耗和生态环境的破坏，现在要在逐步提高生活水平的同时，提倡新式的生态生活方式和生态消费方式，以减少资源消费;推广生态产业，实施物质、资源的多级、循环和综合利用。因此，提倡适度的科学消费也是提高生态承载力的有效途径。

3.3 加大科技投入，改变不合理的资源利用方式

加大科技知识的普及力度，提高农牧民群众的素质，改变目前不合理的土地利用方式，提高自然资源的生物生产力，也就是要提高单位面积的生物产量或者生态服务功能，减少资源的浪费，提高现有资源的利用效率。

3.4 加快生态环境恢复治理

近年来甘南州抓住国家西部大开发的契机，加强了生态环境建设投资、管理力度，实施了退耕还林还草工程，流域水土流失综合治理工程等，今后仍要加强这方面的工作，在对原生态系统保护的基础上加快恢复治理。同时加快沙漠化防治、三化草地综合治理、生态水利设施建设、生态移民和公共基础设施建设等工程，提高土地生产力和生态环境对CO2等废弃物的吸纳能力，提高单位面积可供给生态足迹水平。

3.5 调整产业结构，促进产业链的形成和完善

按照产业结构转化理论，当前甘南州正处于水平较低的资源密集型主导产业阶段，资源密集和技术含量低造成了自然资源的严重浪费。因此，该区域可以依托自身的资源优势，大力发展特色畜产品加工业，促进工业快速向资金、技术密集型转变，以代替当前资源密集型产业结构，提高工业经济在GDP中所占的比例，从而降低对资源的消耗。

[1]毛文永.生态环境影响评价概论[M].北京:中国环境科学出版社.1998.

[2]李朝辉，魏贵臣.生态环境承载力评价方法研究及实例[J].环境科学与技术.2005，28(1):75－76.

[3]王炜，朱京海，刘伟玲，等.区域可持续发展中生态足迹分析[J].湖南农业科学.2009，(9):59 －61.

[4]焦雯珺，闵庆文，成升魁，等.基于生态足迹的传统农业地区生态承载:以浙江省青天县为例[J].资源科学.2009，31(1):63－68.

[5]马春，孟伟庆，鞠美庭，等.中国1997－2006年可持续发展动态测度分析[J].安全与环境学报.2008，8(6):75－80.

[6]胡世辉，章力建.基于生态足迹的西藏自然保护区生态承载力分析:以工布自然保护区为例[J].资源科学.2010，32(1):171－176.

[7]杜新波，秦静.基于生态足迹的区域生态承载力评价:以青海省海西州为例[J].资源与产业.2010，12(5):56－60.