基于生态足迹的广西环江县生态环境承载力评价*

甘丽铭,姜 宁

(南宁师范大学 a.地理科学与规划学院; b.北部湾环境演变与资源利用教育部重点实验室/广西地表过程与智能模拟重点实验室，广西 南宁 530001)

生态足迹是测定人类活动的资源消费需求，判明自然资产是否过度利用的有效工具[1]。传统的生态足迹主要分为综合法和组分法[2]，在其应用中主要有基于能值、净初级生产力、投入产出分析、生命周期评价等生态足迹评价方法；通过衡量人类活动对自然资源的消耗，定量判断研究区的可持续发展状况[3]。广西环江毛南族自治县(以下简称环江县)由于自然条件的限制，社会和经济发展相对滞后，生态环境问题倍受关注。文章对环江县生态盈亏进行分析，对衡量其可持续发展和生态功能区建设提供必要参考。

1 研究区概况

环江县(24°44′N～25°33′N 和107°51′E～108°43′E)，位于广西壮族自治区河池市北部。地处桂西北石山区，岩溶面积大，土壤稀薄，生态环境脆弱，地势低洼，降水季节分配不均，多发旱涝灾害。2015年全县GDP为431 131万元。一、二、三产业所占比重分别为37.3%、20.9%、41.8%，对GDP的贡献率分别为8.6%、40.9%、50.5%；县人均GDP为15 497元。到2019年，全县GDP达到555 954万元。一、二、三产业所占比重分别为37.0%、16.8 %、46.1%，对GDP的贡献率分别为71.4%、22.2%、6.5%；人均GDP为19 572元。

2015-2019年，环江县林地面积逐年增加，森林覆盖率均达到68%以上。耕地面积变化不明显，2015年全县耕地面积60 540 hm2，机耕地面积为24 805hm2；截至2019年，全县耕地面积为60 248hm2，机耕地面积为25 734hm2。

2 研究内容与方法

2.1 生态足迹

生态足迹的计算主要包括林用地、耕地、建设用地、水域、牧草地、化石能源用地等六项生物生产性土地。计算式[4]：

EF=N·ef=N·rj·∑ai=N·ri·∑(Ci/Pi)i=1，2，3…，n；j=1，2，3…，6

式中，EF表示总生态足迹(hm2)；N指人口总数；ef为人均生态足迹(hm2/人)；rj指均衡因子，j指土地类型；ai指i项消费品折算的人均生物生产性土地面积(hm2/人)；Ci指i项商品的人均消费量(kg/人)；Pi指i项商品的全球平均产量(kg/hm2)。

2.2 生态承载力

生态承载力又称生态足迹供给。在传统意义上生态承载力是指在不破坏生产力的基础上，一个地区的资源所能承受的最大人口数量。而生态足迹分析法则将生态承载力定义为某地区所能提供的各项生物生产性土地的面积之和。计算式[5]：

EC=N·ec=N·∑(aj·rj·yj)j=1,2,3，…，6

其中EC为总生态承载力(hm2)；N为人口总数；ec为人均生态承载力(hm2/人)；aj指人均生物生产性土地面积(hm2/人)；yj为产量因子。

数据分析中将水果归类为林产品，故计算中林地面积为林地和果园之和。依据世界环境与发展委员会报告，生态足迹供给要减去12%的生物生产面积来保护生物多样性，剩下的面积即为该地区的生态承载力。

2.3 生态盈余/赤字

衡量区域生态是否可持续的指标，计算式：

ED=EF-EC

2.4 万元GDP生态足迹

地区经济发展对资源利用的反映指标，计算式：

万元GDP生态足迹=EF/人均GDP

万元GDP生态足迹的值越大，表明地区经济发展对资源的利用率越低，反之则越高。

3 数据来源与处理

数据来源于《广西统计年鉴(2016-2020年)》《环江毛南族自治县国民经济和社会发展统计公报(2015-2019年)》。用生态足迹计算方法对数据进行计算和分析，并对传统模型进行调整，将广西均衡因子和产量因子的值运用到环江县生态足迹的计算中，使结果更贴近实际(表1)。

表1 生态足迹核算项目

生物资源消耗主要包括耕地、林用地、牧草地、水域四大类。其中生物资源项目中牛肉产量占比为耕地86%，牧草地14%；羊肉为耕地65%，牧草地35%，依据比例计算这两项在耕地和牧草地生态足迹[6]。在足迹模型计算时稻谷、油料作物、板栗的世界平均产量参考联合国粮农组织(FAO)2016年公布数据；薯类、猪肉、油桐籽参考联合国粮农组织(FAO)2010年公布数据；油茶籽参考曹院平[7]；大豆、甘蔗、蔬菜、食用菌、果用瓜、水果、蚕茧参考李莹研究[8]；水产品参考谢鸿宇[9]等的计算结果；禽蛋、禽肉以及出产于耕地的牛、羊肉产量运用中国农科院公布的粮食折算系数计算；能源的全球平均产量和折算系数参考Wackernagel[10](表2)。

表2 世界平均产量

4 结果与分析

4.1 环江县2015-2019年生态足迹分析

4.1.1 生态足迹组成及变化

2015-2019年，环江县常住人口逐年增加，数量为：27.82,28.06,28.21,28.35,28.46万人。运用生态足迹进行分析(表3)。

表3 环江县2015-2019年生态足迹组成

表3显示，环江县年人均生态足迹呈波动变化，从2015年的2.684hm2/人下降到2016年的2.626hm2/人，随后从2017年的2.751 hm2/人上升至2019年的2.787 hm2/人。从结构上看，生物资源账户占据环江县人均生态足迹的主要地位，能源账户仅占6.05%。从生产性土地类型来看，六种不同类型土地的生态足迹为：耕地1.769 hm2>林用地0.719 hm2>能源用地0.165 hm2>牧草地0.055 hm2>建筑用地0.012 hm2>水域0.002 hm2，耕地、林用地的年均生态足迹分别占64.98%和26.42%，而能源用地、牧草地、建筑用地和水域所占的比重则为6.05%、2.04%、0.45%和0.06%。

这与经济发达地区有较大差别。在现代化、工业化程度高的地区，建筑用地和能源用地的生态足迹在总生态足迹中占比更高；而环江县生态足迹的构成，与其土地利用类型以农林用地为主、耕作方式仍以传统模式为主、农业机械化程度不高、能源消耗水平较低有关。

4.1.2 不同类型土地人均生态足迹

在不同类型生物生产性土地中，环江县耕地生态足迹总体呈递减态势，从2015年的1.908 hm2/人降至2019年的1.459 hm2/人，年均下降比率达到了23.53%；林用地生态足迹逐年上升且增势最为明显，其中伐木的足迹需求占比最大，其消费量也逐年增加；牧草地生态足迹主要受蚕茧、牛肉消费量的影响，呈波动上升趋势；水域承载力虽起伏不定，但总体呈下降趋势；建筑用地和能源用地生态足迹增量不大，但增幅明显，可能与环江县的社会经济发展和人口增长有关。

从总体上看，环江县各类生产性土地人均生态足迹发生变化是由多方面因素造成的。对耕地生态足迹影响较大的猪肉、甘蔗的产量的减少，再加上人口的不断增加，导致人均耕地生态足迹减少；伐木是林用地生态足迹最主要的组成部分，2015-2019年林用地生态足迹显著增加，可能是由于木材加工业的发展。此外，环江县鼓励菜牛和桑蚕业发展使得以牧草地生产为主的牛肉和蚕茧产量增加，也是造成牧草地生态足迹增加的可能因素。

4.2 环江县2015-2019年生态承载力分析

不同土地类型人均生态承载力及变化，如图1所示。

图1 环江县2015-2019年各组分人均生态承载力变化

由图1知，2015-2019年环江县年均生态承载力为1.590～1.733 hm2/人，总体呈上升趋势，增幅为8.11%。各类型土地对总人均生态承载力的贡献率为：林用地1.426 hm2>耕地0.298 hm2>牧草地0.119 hm2>水域0.007hm2>建筑用地0.005 hm2。林用地生态承载力总体呈上升趋势且涨幅最大，约为11.05%；其次是牧草地，于2015年至2017年显著增长，并在2018年出现峰值，人均生态承载力5年间增加了0.006 hm2/人，增幅4.89%；而耕地、水域、建筑用地则整体呈现下降趋势。总体看来，林用地的供给潜力最大，2015-2019年其人均生态承载力在总人均生态承载力中所占比例高达87.30%，其次是耕地18.25%和牧草地7.31%的供给。

4.3 环江县2015-2019年生态盈亏分析

2015-2019年环江县各类土地年人均生态盈余为：林用地0.707 hm2>牧草地0.064 hm2>水域0.006 hm2，生态赤字：耕地1.471 hm2>能源用地0.165 hm2>建筑用地0.007 hm2，近五年来处于生态赤字状态(表4)，可持续发展形势不容乐观。从土地类型看，造成生态赤字的主要原因是耕地、能源用地和建筑用地的足迹消耗大于供给，其中耕地最为严重，其次是能源用地。综合来看，尽管在这期间环江县的生态承载力有一定的增长，但其生态足迹也在增大，生态赤字起伏不定，且2019年人均生态赤字与2015年相比变化不明显，表明环江县生态足迹供需矛盾并未得到太大的改善，需要通过消耗自然资源的储备来补偿生态承载力的亏损，这不利于地区的可持续发展，需提高重视。

4.4 环江县2015-2019年万元GDP生态足迹分析

环江县万元GDP生态足迹呈波动下降的走势，从1.732 hm2/万元降至1.424 hm2/万元。表明随着地区生产总值的增长，环江县的资源利用率也逐渐提高。2014年广西万元GDP生态足迹为0.832hm2/人[12]，与之相比，环江县值更大，说明当地资源的利用效率仍远低于广西的平均值。

表4 环江县2015-2019年生态足迹相关指标汇总

5 结论和建议

5.1 结论

在社会经济发展的进程中，环境超负荷仍然是环江县面临的主要问题。通过计算环江县2015-2019年生态足迹和生态承载力，总结了其变化情况和可持续发展状态。

(1)生态赤字持续存在，人地矛盾突出。2015-2019年环江县人均生态足迹为2.723 hm2/人，人均生态承载力为1.632 hm2/人，人均生态赤字1.089 hm2/人，其中耕地和能源用地生态赤字问题最为显著。环江县的喀斯特区域生态环境脆弱，造成耕地资源零散、分布不均，人口与耕地间的矛盾明显。有限的耕地足迹供给不足以支撑极大的消费需求，是造成其生态赤字的最主要原因。另外，能源赤字是当地生态赤字的第二大要素，缓解当地供需矛盾最主要是从解决当地的耕地和能源用地问题入手。

(2)地区生态足迹供需结构单一。其需求仍以耕地为主，占比64.98%，其中的猪肉、蔬菜、甘蔗、玉米、粮食更是占了耕地足迹需求的90.00%以上，这与当地支柱产业的发展和居民的饮食习惯有密切关系；足迹供给中林地占主要部分，占总量的87.30%，提供给消费的土地类型结构简单。

(3)环江县万元GDP生态足迹过高，资源利用率低亦是环江县实现可持续发展面临的一大挑战。

5.2 建议

科学的土地利用功能区划。环江县的土地资源地域分配不均匀，需要适度控制资源相对缺乏地区的人口，根据地区资源优势，在维持现有农林相关产业支柱地位的基础上，发展高效且能保护生态的喀斯特地区特色农业。优化耕地生产模式，提高土地产量。2015-2019年环江县耕地面积变化不大，但其总产量有下降趋势，需要提高耕地的单位产能，充分利用有限的土地资源，进一步落实耕地的保护制度。强化生态保护意识，划定和完善生态红线。保护其生态安全，进一步规范自然资源管理制度，在经济发展中应以保护林用地为前提。