艾克代·沙拉木 何清

(新疆大學(xué)資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院新疆烏魯木齊 830046；中國(guó)烏魯木齊沙漠氣象研究所新疆烏魯木齊 830002)

克州近十年生態(tài)足跡與生態(tài)承載力的動(dòng)態(tài)分析

艾克代·沙拉木 何清

(新疆大學(xué)資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院新疆烏魯木齊 830046；中國(guó)烏魯木齊沙漠氣象研究所新疆烏魯木齊 830002)

在介紹生態(tài)足跡概念和定量計(jì)算方法的基礎(chǔ)上，應(yīng)用W illiam Rees等提出的生態(tài)足跡分析法，依據(jù)克州2001-2010年的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，對(duì)克州近10年的生態(tài)足跡作了動(dòng)態(tài)分析，結(jié)果表明：克州2001-2010年間人均生態(tài)盈利呈下降趨勢(shì)，這十年來(lái)僅僅是2001年是生態(tài)赤字即-0.00106hm2/cap，其他年都是生態(tài)盈利，這結(jié)果表明克州近十年的發(fā)展未生態(tài)承載力，因此克州今后的生態(tài)發(fā)展情況是可持續(xù)。

生態(tài)足跡；生態(tài)承載力；克州；可持續(xù)發(fā)展

引言

在科學(xué)發(fā)展觀引領(lǐng)社會(huì)和諧穩(wěn)健發(fā)展的今天，區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)的長(zhǎng)期持續(xù)健康發(fā)展顯得日益重要。區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)發(fā)展研究的重點(diǎn)之一定量計(jì)算自然資源，生態(tài)足跡理論就為人們提供了從生態(tài)學(xué)角度對(duì)區(qū)域發(fā)展進(jìn)行定量衡量的可能，生態(tài)足跡理論是1992年提出，經(jīng)過(guò)幾年的科學(xué)研究完善成為一種度量可持續(xù)發(fā)展程度的指標(biāo)。它是指能夠比較長(zhǎng)久的進(jìn)行資源的供給或者是進(jìn)行廢物消化的，有生物生產(chǎn)力的地域空間，它從具體的生物物理量角度研究自然資本消費(fèi)的空間。

研究生態(tài)足跡有這兩個(gè)基本的出發(fā)點(diǎn)：第一，人類能夠確定自身消費(fèi)的多數(shù)資源及產(chǎn)生的廢物量；第二，資源和廢物可以轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的生物產(chǎn)品面積。人類對(duì)自然環(huán)境的干涉狀況都可以通過(guò)這種方法來(lái)進(jìn)行體現(xiàn)，同時(shí)可以衡量區(qū)域的可持續(xù)發(fā)展?fàn)顩r。

1 克州生態(tài)足跡和生態(tài)承載力計(jì)算

1.1 研究區(qū)概況

克州地處祖國(guó)最西端，新疆維吾爾自治區(qū)西南部，全州地跨天山南脈、昆侖山北坡交匯處的帕米爾高原東部、塔里木盆地西北邊緣，與吉爾吉斯斯坦、塔吉克斯坦、阿富汗、巴基斯坦相鄰，與吉、塔兩國(guó)有1195km的邊境線、254個(gè)通外山口，伊爾克什坦、吐?tīng)栨靥亍⒓t其拉甫、卡拉蘇四個(gè)國(guó)家級(jí)一類陸路口岸都須經(jīng)克州出境。全州總面積7.24萬(wàn)km2（其中，山地面積占90%以上，境內(nèi)最高的公格爾山峰海拔7719米），轄三縣一市（阿合奇縣、烏恰縣、阿克陶縣、阿圖什市）、37個(gè)鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）、236個(gè)行政村（其中邊遠(yuǎn)山區(qū)牧業(yè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)26個(gè)），總?cè)丝?1.48萬(wàn)，由柯?tīng)柨俗?、維吾爾、漢等11個(gè)民族組成;其中，農(nóng)村人口7.86萬(wàn)戶、36.92萬(wàn)人，非農(nóng)人口3.55萬(wàn)戶、14.56萬(wàn)人，城市化率為28.27%，是一個(gè)以農(nóng)牧業(yè)為主，半農(nóng)半牧的人口小州、經(jīng)濟(jì)窮州、邊防大州、戰(zhàn)略重州。2010年全州完成生產(chǎn)總值38億元，完成全社會(huì)固定資產(chǎn)投資30億元，完成地方財(cái)政收入3.7億元；社會(huì)消費(fèi)品零售總額8億元；農(nóng)牧民人均收入達(dá)到1902元；人口自然增長(zhǎng)率13‰，城鎮(zhèn)登記失業(yè)率4%。

自治州地處歐亞大陸腹地，距海洋遙遠(yuǎn)，且三面環(huán)山，東臨塔克拉瑪干沙漠，屬典型的暖溫帶大陸性氣候。其主要?dú)夂蛱攸c(diǎn)是：四季分明，春季升溫快，天氣多變，多浮塵；夏季炎熱，蒸發(fā)強(qiáng)盛，多陣風(fēng)雨；秋季秋高氣爽，降溫迅速；冬季寒冷多晴日，微風(fēng)少雪，日照充足，干旱少雨，無(wú)霜期長(zhǎng)，氣溫日振幅大，氣候差異復(fù)雜，垂直反映迅速。

2 研究方法

2.1 理論介紹

一般各種生物資源以及能源消費(fèi)項(xiàng)目用生物生產(chǎn)性土地來(lái)表示，其中包括6中類型：林地，建筑用地，水域，化石能源土地，草地，耕地，經(jīng)過(guò)計(jì)算把這6種不同生產(chǎn)力的生物性生產(chǎn)面積加權(quán)求和就是生態(tài)足跡。（1）化石燃料土地：William和Wackernagel將化石能源地定義為“用于吸收化石能源燃燒排放的溫室氣體的森林”。一般用化石能源地轉(zhuǎn)化因子的辦法來(lái)估計(jì)化石能源用地。（2）耕地：農(nóng)作物生長(zhǎng)的土地。這種土地面積類型是最具有生產(chǎn)能力的從生態(tài)角度看，人類可以利用的大部分生物量就是在可耕地面積上生長(zhǎng)著。（3）林地：人造林或者天然林，主要指可以產(chǎn)出木材產(chǎn)品的林地。人類對(duì)自然環(huán)境的掠奪，對(duì)森林的大量亂砍亂伐造成林地的生產(chǎn)和服務(wù)能力不斷下降。（4）進(jìn)行畜牧業(yè)生產(chǎn)的土地。牧草地的生產(chǎn)能力要遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于可以耕種的土地。（5）建成地：人們居住的地方，路面，橋梁等所占用的土地。人類居住的地方一般是肥沃的土地，因此建成地占用了大量可耕地，建成地對(duì)可耕地面積的減少有不可推卸的責(zé)任。（6）水域：有大量水產(chǎn)品的淡水或是近海的海域面積。

2.2 計(jì)算方法

2.2.1 生態(tài)足跡的計(jì)算：

其中EF為一定區(qū)域內(nèi)總的生態(tài)足跡；N為人口總量；ef為人均生態(tài)足跡；j為生態(tài)生產(chǎn)性土地類型，即為前文所提到的化石燃料土地，耕地，林地，牧草地，建成地和水域；i為消費(fèi)項(xiàng)目的類型；rj為均衡因子；ai為第i項(xiàng)消費(fèi)項(xiàng)目經(jīng)折算后的人均生態(tài)生產(chǎn)性土地的面積，即為第i項(xiàng)消費(fèi)項(xiàng)目人均生態(tài)足跡；Ci為第i項(xiàng)消費(fèi)項(xiàng)目的人均消費(fèi)量；Yi為生產(chǎn)第i項(xiàng)消費(fèi)項(xiàng)目的相應(yīng)的生態(tài)生產(chǎn)性土地的全球平均生產(chǎn)量。

2.2.2 生態(tài)承載力的計(jì)算

以生態(tài)足跡來(lái)衡量生態(tài)承載力的定義：一個(gè)地區(qū)所能提供給人類的生態(tài)生產(chǎn)性土地的面積總和稱為該地區(qū)的生態(tài)承載力。生態(tài)承載力是指生態(tài)系統(tǒng)的自我維持，自我調(diào)節(jié)能力及資源環(huán)境的供容能力。它強(qiáng)調(diào)生態(tài)系統(tǒng)的承載功能，同時(shí)突出對(duì)人類活動(dòng)的承載能力。

其中EC為一定區(qū)域內(nèi)的生態(tài)承載力；ec為人均生態(tài)承載力；aj為人均實(shí)際占有的第j類生態(tài)生產(chǎn)性土地面積；yj為產(chǎn)量因子。

2.2.3 生態(tài)赤字與生態(tài)盈余的計(jì)算

生態(tài)赤字與生態(tài)盈余是用來(lái)判斷一個(gè)國(guó)家或地區(qū)的可持續(xù)發(fā)展?fàn)顟B(tài)合適與否，如果該區(qū)域生態(tài)足跡超過(guò)區(qū)域所提供的生態(tài)承載力，就會(huì)出現(xiàn)生態(tài)赤字，說(shuō)明該研究區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)發(fā)展不可持續(xù);反之，則說(shuō)明該研究區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)發(fā)展較可持續(xù)。其計(jì)算公式如下：

公式3：ED(生態(tài)盈余/生態(tài)赤字)=EC(生態(tài)承載力)-EF(生態(tài)足跡)

2.3 計(jì)算與結(jié)果分析

2.3.1 生物資源生態(tài)足跡的計(jì)算

克州生態(tài)足跡計(jì)算以2008年為例。根據(jù)克州的具體情況，克州的生物資源消費(fèi)足跡的指標(biāo)選取了糧食作物產(chǎn)品、動(dòng)物產(chǎn)品、水果等幾大類。由于生態(tài)足跡的計(jì)算是一個(gè)地區(qū)的凈消費(fèi)量，而克州的對(duì)外貿(mào)易在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有一定的比重，所以在進(jìn)行克州生物資源消費(fèi)生態(tài)足跡計(jì)算時(shí)就要做一個(gè)貿(mào)易的調(diào)整。公式中的全球平均產(chǎn)量數(shù)據(jù)采用了聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織(FAO)發(fā)布的各年每種作物的全球平均產(chǎn)量數(shù)據(jù)，以及參考文獻(xiàn)中的相關(guān)全球平均產(chǎn)量?？酥萆镔Y源生態(tài)足跡的計(jì)算結(jié)果(表1)。

表1 克州2008年資源賬戶賬本

2.3.2 能源消費(fèi)生態(tài)足跡計(jì)算

能源足跡的計(jì)算選取了原煤、柴油、汽油、燃料油、液化石油氣和電力等指標(biāo)。計(jì)算能源足跡時(shí)要把能源消費(fèi)轉(zhuǎn)化為化石燃料生產(chǎn)面積,采用世界上單位化石燃料生產(chǎn)土地面積的平均發(fā)熱量為標(biāo)準(zhǔn),將克州2008的能源消費(fèi)所消耗的熱量轉(zhuǎn)化為一定的化石燃料土地面積(表2)。

表2 2008年克州能源消費(fèi)的生態(tài)足跡

3 生態(tài)承載力與生態(tài)盈利的計(jì)算

克州生態(tài)承載力的計(jì)算主要包括耕地、林地、草地、水域和建筑用地五大類的計(jì)算,依據(jù)慣例環(huán)境容量計(jì)算中CO2的吸收一般不做計(jì)算。根據(jù)聯(lián)合國(guó)的規(guī)定,還應(yīng)該減去生物多樣性保護(hù)的12%的均衡面積,才是克州2008年的生態(tài)承載力。然后,將生態(tài)足跡需求與生態(tài)承載力二者分類匯總就可以得到克州2008年的生態(tài)盈利情況(表3)。

表3 克州2008年生態(tài)足跡與承載力

2008年克州的人均生態(tài)足跡為0.0092 hm/人，生態(tài)承載力為0.0063 hm/人，存在0.0045hm/人的生態(tài)盈利。

上述生態(tài)盈利顯示，由于克州低能源消耗、人口過(guò)于疏散、因此克州屬于生態(tài)盈利。

4 結(jié)果與討論

可耕地的減少以及化石能源燃料的大消耗是造成克州2001年生態(tài)赤字的主要原因。同時(shí)也表明，社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的壓力，僅靠克州自身的供給也已經(jīng)不能滿足。2002-2010年克州建筑用地和林地都尚處于盈余狀態(tài)，但是在阿圖什城市日益擴(kuò)大的同時(shí)，必將破壞自然生態(tài)資源的再生和供給。因此可以認(rèn)為，目前克州的城市化進(jìn)程實(shí)際上還不是對(duì)生物生產(chǎn)性土地的侵占，但以后在發(fā)展的同時(shí)必須防止生態(tài)赤字的發(fā)生。

圖1 2001-2010年克州人均生態(tài)足跡變化圖

由圖1可知，中國(guó)人均生態(tài)足跡和人均生態(tài)承載力分別為1.848 hm/人和0.65 hm/人，克州和全國(guó)相比，人均生態(tài)足跡僅僅是是全國(guó)的0.0013倍，而人均生態(tài)承載能力為全國(guó)的0.008倍。這與克州經(jīng)濟(jì)發(fā)展緩慢的貧困地區(qū)的經(jīng)濟(jì)現(xiàn)狀是一致的。而且通過(guò)人均生態(tài)盈利的變化可以看出，克州的生態(tài)可持續(xù)發(fā)展?fàn)顩r是理想的。

由此可見(jiàn)，克州的發(fā)展模式目前處于一種可持續(xù)的狀態(tài)，生態(tài)安全未能受到嚴(yán)重的脅迫。

[1]張坤民，溫宗國(guó)，杜斌，等.生態(tài)城市評(píng)估與指標(biāo)體系[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2003.

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中國(guó)自然科學(xué)基金項(xiàng)目（(41175017,41175140)；公益性行業(yè)（氣象）科研專項(xiàng)（GYHY201006012,GYHY201106025）共同資助

艾克代·沙拉木（1987.12.29-），女，維吾爾族，阿圖什人，碩士。研究方向：氣候與環(huán)境。