王 耕 , 王嘉麗 , 王彥雙

(1.遼寧師范大學(xué) a.海洋經(jīng)濟(jì)與可持續(xù)發(fā)展中心， b.城市與環(huán)境學(xué)院，遼寧 大連 116029； 2.中國科學(xué)院 a.東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所， b.濕地生態(tài)與環(huán)境重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，長春 130102； 3.中國科學(xué)院大學(xué)，北京 100049)

0 引言

可持續(xù)發(fā)展與生態(tài)安全的終極訴求是追求人與自然環(huán)境和諧。生態(tài)安全是可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)，同時(shí)又是實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的保障，沒有生態(tài)安全就沒有可持續(xù)發(fā)展。因此，定量化度量人類活動對自然生態(tài)系統(tǒng)的壓力及科學(xué)評價(jià)區(qū)域生態(tài)安全狀況成為近年來地理學(xué)、生態(tài)學(xué)及相關(guān)學(xué)科的熱點(diǎn)研究問題。

目前,許多學(xué)者無論是在理論方面，如指標(biāo)體系與評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)研究[1],還是在評價(jià)方法方面，如生態(tài)隱患與生態(tài)預(yù)警等都有廣泛的研究，同時(shí)在遙感和GIS技術(shù)方法方面的研究也成效卓著[2-4]。然而，生態(tài)安全理論研究框架大多是基于聯(lián)合國規(guī)劃署和經(jīng)濟(jì)合作開發(fā)署聯(lián)合提出的P-S-R(壓力-狀態(tài)-響應(yīng))模型，其評價(jià)方法大多為綜合指數(shù)法、模糊數(shù)學(xué)法以及景觀生態(tài)學(xué)方法等。另外，生態(tài)安全評價(jià)指標(biāo)因子選取、指標(biāo)體系構(gòu)建等比較繁雜，指標(biāo)權(quán)重的確定仍有很大的主觀性，致使評價(jià)的結(jié)果很難準(zhǔn)確反映地區(qū)實(shí)際情況。區(qū)域生態(tài)安全是一定區(qū)域內(nèi)人類賴以生存和持續(xù)發(fā)展的、以環(huán)境資源為基礎(chǔ)、以環(huán)保產(chǎn)業(yè)為救濟(jì)手段的生態(tài)系統(tǒng)的綜合平衡。可持續(xù)發(fā)展是生態(tài)安全的理論基礎(chǔ)，生態(tài)安全是對可持續(xù)發(fā)展概念的補(bǔ)充和完善[5-7]。一些學(xué)者認(rèn)為區(qū)域生態(tài)安全程度可以用可持續(xù)發(fā)展能力來衡量[8-11]，許多學(xué)者也應(yīng)用可持續(xù)發(fā)展度量模型來測算生態(tài)安全[12-14]。生態(tài)足跡方法因其簡明科學(xué)、易于理解和操作、便于地區(qū)間比較等特性，廣泛應(yīng)用于生態(tài)安全研究[15-16]。近年來不少學(xué)者將生態(tài)足跡模型與能值理論相結(jié)合，構(gòu)建能值-生態(tài)足跡模型，為生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的可持續(xù)化定量研究開拓了新的途徑[17-19]。已有研究多以省、市為研究尺度，將能值-生態(tài)足跡模型應(yīng)用于流域尺度的生態(tài)安全研究較少,且大多數(shù)研究基本立足于以年度為時(shí)間尺度的靜態(tài)研究來探索區(qū)域可持續(xù)發(fā)展?fàn)顟B(tài)，缺少從時(shí)空演變趨勢來探討區(qū)域生態(tài)足跡及生態(tài)安全狀態(tài)變化。

在前人研究的基礎(chǔ)上對能值-生態(tài)足跡模型進(jìn)行改進(jìn)，并將此模型應(yīng)用于遼河流域的生態(tài)安全評價(jià)研究中。在生態(tài)足跡計(jì)算中，該模型在考慮生物資源、能源消費(fèi)足跡的基礎(chǔ)上，還分析了經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展對水需求的水消費(fèi)足跡和人類活動對環(huán)境影響的污染足跡。在生態(tài)承載力分析計(jì)算中主要研究了流域內(nèi)自然承載力及本地產(chǎn)品產(chǎn)出的承載力。通過生態(tài)足跡壓力指數(shù)構(gòu)建生態(tài)安全評價(jià)模型，探索遼河流域2001—2012年生態(tài)安全時(shí)空演變趨勢，以期為流域未來資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會的建設(shè)提供科學(xué)依據(jù)與決策支持。

1 研究方法

1.1 能值-生態(tài)足跡模型的理論基礎(chǔ)

能值-生態(tài)足跡模型是以能值理論與生態(tài)足跡理論為基礎(chǔ)來計(jì)算生態(tài)足跡與生態(tài)承載力，首先劃分消費(fèi)項(xiàng)目，引入能量折算系數(shù)，將項(xiàng)目消費(fèi)與產(chǎn)出量折算成能量；然后以項(xiàng)目的能量乘以相應(yīng)的能值轉(zhuǎn)換率，將各種不同類型、不同種類的能量流換算為太陽能值，再通過能值密度，將各消費(fèi)項(xiàng)目的太陽能值轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的生物生產(chǎn)性土地面積，計(jì)算區(qū)域生態(tài)足跡與生態(tài)承載力，由此確定區(qū)域可持續(xù)發(fā)展程度[20]。

1.2 生態(tài)承載力

1.2.1自然生態(tài)承載力。自然資源包括可更新資源與不可更新資源。隨著人類開發(fā)利用，不可更新資源會日益減少，甚至枯竭。只有利用可更新資源才能保持區(qū)域經(jīng)濟(jì)、社會發(fā)展的可持續(xù)性。因此，在計(jì)算區(qū)域自然生態(tài)承載力時(shí)只考慮可更新資源的能值。其計(jì)算公式為：Cr=e/ρ。式中：Cr為人均自然生態(tài)承載力(hm2)；e為區(qū)域人均可更新資源的能值(sej)；ρ為區(qū)域能值密度(sej/hm2)，ρ=區(qū)域可再生資源總能值/區(qū)域總面積。

1.3 生態(tài)足跡

1.4 生態(tài)盈虧

將計(jì)算所得人均生態(tài)足跡與人均生態(tài)承載力進(jìn)行比較，計(jì)算出生態(tài)赤字或生態(tài)盈余，進(jìn)而評價(jià)區(qū)域的可持續(xù)發(fā)展?fàn)顩r與生態(tài)安全狀態(tài)。

1.5 生態(tài)安全評價(jià)模型

能值-生態(tài)足跡模型雖然在一定程度上克服了傳統(tǒng)生態(tài)足跡理論的生態(tài)偏向性，但是單純的生態(tài)赤字或生態(tài)盈余并不能準(zhǔn)確反映區(qū)域生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的生態(tài)安全狀況。因此，通過生態(tài)足跡壓力指數(shù)構(gòu)建生態(tài)安全評價(jià)模型以反映遼河流域各地區(qū)生態(tài)安全狀況演變。

1.5.1生態(tài)安全指數(shù)。生態(tài)安全指數(shù)采用生態(tài)足跡壓力指數(shù)反映，即區(qū)域生態(tài)環(huán)境的壓力狀況。計(jì)算公式為：I=F/C。式中：I為生態(tài)足跡壓力指數(shù)；F為人均生態(tài)足跡；C為人均生態(tài)承載力。若01, 說明生態(tài)需求大于生態(tài)供給，生態(tài)環(huán)境處于不安全狀態(tài)[21]。

1.5.2生態(tài)安全評價(jià)等級。生態(tài)足跡壓力指數(shù)可以反映出區(qū)域生態(tài)環(huán)境面臨的壓力狀況及區(qū)域環(huán)境的生態(tài)安全度。對生態(tài)足跡壓力指數(shù)進(jìn)行分級，以確定區(qū)域生態(tài)安全水平。在參考相關(guān)文獻(xiàn)[22]的基礎(chǔ)上，劃分了生態(tài)安全等級標(biāo)準(zhǔn)，共5個(gè)等級(表1)。

表1 生態(tài)安全分級標(biāo)準(zhǔn)

2 研究區(qū)概況

遼河流域位于40°31′～45°17′N、 116°54′～125°32′E，南瀕渤海，西接興安嶺之南端，并與內(nèi)蒙古內(nèi)陸河和河北海灤河流域相鄰，北以松遼分水嶺與松花江流域毗鄰，東以長白山脈與第二松花江、鴨綠江流域?yàn)榻?，全流?1.96萬km2，地跨河北、內(nèi)蒙古、遼寧和吉林。流域內(nèi)地勢大體是自北向南、自東西兩側(cè)向中間傾斜,中下游地區(qū)形成廣闊的遼河平原，大部分地區(qū)屬于溫帶半濕潤半干旱氣候，年平均溫度在4 ℃～9 ℃，降水變率大，東部地區(qū)年降水量約為西部地區(qū)的2.5倍，西遼河上游降水量僅為350～400 mm，且多降暴雨。

遼河中下游地區(qū)作為東北老工業(yè)基地的腹地對遼寧乃至全國的經(jīng)濟(jì)騰飛做出巨大貢獻(xiàn)，但由于長期以煤炭、鋼鐵等重工業(yè)為主導(dǎo)，中下游地區(qū)面臨著嚴(yán)重的資源短缺、環(huán)境污染問題。西遼河地區(qū)位于內(nèi)蒙古高原、東北平原和華北平原的過渡地帶，自身生態(tài)環(huán)境脆弱，同時(shí)不合理開發(fā)利用加劇了水土流失、荒漠化和草地退化等，而其經(jīng)濟(jì)落后又無力治理, 生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能受損及生態(tài)環(huán)境惡化已經(jīng)成為當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展的瓶頸。東遼河地區(qū)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)雖由礦業(yè)開采成功轉(zhuǎn)型為新型農(nóng)業(yè)，但是農(nóng)業(yè)發(fā)展又帶來土壤污染、水污染等新的問題。遼河流域是整個(gè)東北經(jīng)濟(jì)的命脈，確保流域生態(tài)安全對構(gòu)建社會主義和諧社會至關(guān)重要。研究遼河流域生態(tài)安全狀況及可持續(xù)發(fā)展程度對國家振興東北老工業(yè)基地戰(zhàn)略及遼寧省突破大西北戰(zhàn)略的實(shí)施具有重大意義。

3 結(jié)果及分析

數(shù)據(jù)來自2001—2012年《遼寧統(tǒng)計(jì)年鑒》、《吉林統(tǒng)計(jì)年鑒》和《內(nèi)蒙古統(tǒng)計(jì)年鑒》，能量折算系數(shù)參考陳阜等[23]的研究成果；太陽能值轉(zhuǎn)換率主要參考現(xiàn)階段研究慣例中采用的藍(lán)盛芳等[24]、H. T. Odum[25]的研究成果，并參考其他相關(guān)資料進(jìn)行轉(zhuǎn)化。

3.1 生態(tài)承載力

3.1.1自然生態(tài)承載力。自然界中推動生物圈物質(zhì)循環(huán)的能量投入主要有太陽輻射能、風(fēng)能、雨水勢能、雨水化學(xué)能和地球旋轉(zhuǎn)能[26]，計(jì)算遼河流域自然生態(tài)承載力變化時(shí)主要考慮這幾種類型。為避免重復(fù)計(jì)算，同一性質(zhì)的能量取其最大值，所以遼河流域可更新資源的能值為風(fēng)能與地球旋轉(zhuǎn)能之和。因此，遼河流域人均自然生態(tài)承載力逐漸下降(圖1a)是人口持續(xù)增長所致。

3.1.2本地產(chǎn)品產(chǎn)出承載力。主要考慮生物資源產(chǎn)品和工業(yè)產(chǎn)品產(chǎn)出承載力，生物資源產(chǎn)品包括農(nóng)產(chǎn)品、畜產(chǎn)品，水產(chǎn)品等，工業(yè)產(chǎn)品主要包括煤、鋼、水泥等。本地產(chǎn)品產(chǎn)出承載力(圖1b)顯示，2001—2012年人均本地產(chǎn)品產(chǎn)出承載力總體呈上升趨勢，人均生態(tài)承載力由1.88 hm2/人上升到5.67 hm2/人。其中，2001—2004年人均生態(tài)承載力增速較緩，2004年之后呈直線增長態(tài)勢。進(jìn)一步分析表明，12年間生物資源產(chǎn)出的承載力在本地產(chǎn)品產(chǎn)出承載力中所占的份額較小，工業(yè)產(chǎn)品產(chǎn)出承載力所占的份額較大，2010年工業(yè)產(chǎn)品產(chǎn)出承載力占本地產(chǎn)品產(chǎn)出承載力的85%，體現(xiàn)了遼河流域以重工業(yè)為主導(dǎo)的經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)體系。

圖1 遼河流域2001—2012年人均自然生態(tài)承載力和人均產(chǎn)品產(chǎn)出承載力

3.2 生態(tài)足跡

3.2.1消費(fèi)足跡。2001—2012年遼河流域資源消費(fèi)足跡及其構(gòu)成(圖2a)顯示，人均消費(fèi)足跡呈現(xiàn)平穩(wěn)增長的趨勢，流域內(nèi)人均總消費(fèi)足跡的增加主要是由于能源資源消費(fèi)引起的，進(jìn)一步分析遼河流域能源利用結(jié)構(gòu)，地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展所需的電力和煤炭資源需求量呈現(xiàn)直線上升態(tài)勢，對原油、天然氣、柴油等的需求量也穩(wěn)步上升，說明以化石能源為主導(dǎo)的重工業(yè)在遼河流域經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)體系中所占的比例較大。人均生物資源消費(fèi)足跡平穩(wěn)波動上升，但是上升的幅度較小，說明社會發(fā)展對生物資源的需求穩(wěn)定，生物資源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中肉禽及制品在居民日常消費(fèi)中所占的比例較大并且逐步增長，這體現(xiàn)了隨著經(jīng)濟(jì)社會的發(fā)展，人民生活水平提高，對豬牛羊等肉類、蛋奶及水產(chǎn)品的需求量不斷上升，飲食結(jié)構(gòu)方面也發(fā)生了很大變化。2001—2012年，人均水資源消費(fèi)足跡變化不大，在總生態(tài)足跡中所占的比例也較小，但是經(jīng)濟(jì)發(fā)展對水資源的需求量仍在增加。鑒于遼河流域水資源短缺的現(xiàn)狀，發(fā)展節(jié)水農(nóng)業(yè)、改進(jìn)污水處理技術(shù)、培養(yǎng)節(jié)水觀念意識等措施亟待實(shí)施。

3.2.2污染足跡。經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展中排放的廢水、廢氣等各種廢棄物對環(huán)境造成的嚴(yán)重污染是遼河流域各地區(qū)面臨的重要環(huán)境問題，通過計(jì)算2001—2012年遼河流域廢氣污染及廢水污染來反映廢棄物對流域生態(tài)環(huán)境的壓力，結(jié)果(圖2b)顯示出流域人均污染足跡波動上升，特別是2005年之后污染日趨嚴(yán)重，這也是造成流域生態(tài)足跡明顯上升的最主要原因。工業(yè)廢氣排放是遼河流域的主要污染源，廢水污染對流域生態(tài)環(huán)境造成的壓力較小，但生活污水排放量日益增長的嚴(yán)峻局面不容忽視。這表明實(shí)施環(huán)境污染治理措施及開展環(huán)境保護(hù)宣傳工作使人們環(huán)保觀念增強(qiáng)，科學(xué)發(fā)展觀及人與自然和諧發(fā)展等政策的實(shí)施也取得了一定的成效，但走新型工業(yè)化道路、開發(fā)清潔能源、倡導(dǎo)節(jié)能減排仍是實(shí)現(xiàn)人地關(guān)系和諧的重要途徑。

3.3 生態(tài)赤字(盈余)與生態(tài)安全分析

根據(jù)生態(tài)承載力與生態(tài)足跡各個(gè)賬戶分析結(jié)果，對2001—2012年遼河流域各項(xiàng)人均生態(tài)足跡與生態(tài)承載力進(jìn)行匯總(表2)。按照世界環(huán)境與發(fā)展委員會(WCED)的報(bào)告建議，應(yīng)留出12%的生物生產(chǎn)性土地來保護(hù)生物多樣性，遼河流域?qū)嶋H可利用的自然生態(tài)承載力為人均自然生態(tài)承載力的88%。人均生態(tài)足跡遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于人均自然生態(tài)承載力，說明遼河流域經(jīng)濟(jì)社會的發(fā)展是以犧牲流域生態(tài)環(huán)境為代價(jià)的。本地產(chǎn)品產(chǎn)出量雖能夠滿足當(dāng)前經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的需要，但是污染足跡的不斷上升使遼河流域整體生態(tài)足跡大于生態(tài)承載力，流域出現(xiàn)生態(tài)赤字現(xiàn)象。區(qū)域生態(tài)承載力不僅與本地資源儲量有關(guān)，資源的開發(fā)利用程度也會影響區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會可持續(xù)發(fā)展程度。遼河流域因其得天獨(dú)厚的地理位置，擁有豐富的風(fēng)能資源，但是長期以來風(fēng)能資源并未得到良好開發(fā)利用，經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展所需的大量的電力能源仍然是以煤電為主導(dǎo)。大量使用化石燃料使資源枯竭，也對自然生態(tài)環(huán)境造成巨大負(fù)荷，未來大力開發(fā)利用清潔的風(fēng)能資源是流域?qū)崿F(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要途徑。

圖2 遼河流域2001—2012年人均資源消費(fèi)足跡和人均污染生態(tài)足跡

表22001—2012年遼河流域各項(xiàng)指標(biāo)計(jì)算結(jié)果匯總

Tab.2SummaryofthecomputationalresultsofLiaoheRiverBasinduring2001—2012

年份人均生態(tài)足跡/hm2人均生態(tài)承載力/hm2生物資源消費(fèi)足跡能源消費(fèi)足跡水消費(fèi)足跡污染足跡自然生態(tài)承載力本地產(chǎn)品產(chǎn)出承載力人均生態(tài)赤字(盈余)/hm2生態(tài)安全指數(shù)20010．70560．42790．06141．23580．57461．87530．01920．992220020．79630．45350．06142．35180．57242．0273-1．06331．409020030．77330．54650．05932．70350．57122．2511-1．26031．446620040．78340．63160．05802．00190．57052．2995-0．60491．210820050．88620．66430．05852．86360．56922．8502-1．05331．308020060．87270．75430．06223．82400．56783．2434-1．70201．446620070．80670．84570．06223．39730．56583．9972-0．54891．120320080．85220．87540．06163．50100．56494．5287-0．19661．038620090．87190．91610．06213．77550．56415．06890．00740．998720100．89931．04560．06334．07320．56365．3248-0．19311．032820110．88321．07190．06254．32340．55975．6301-0．15131．024420120．89821．20040．06384．47510．55945．6669-0．41121．0660

根據(jù)改進(jìn)后的模型理論，人均生態(tài)赤字(盈余)為生態(tài)承載力與生態(tài)足跡的差值。2001—2012年遼河流域生態(tài)赤字演變(圖3)表明，人均生態(tài)承載力、人均生態(tài)足跡都呈顯著增長的趨勢，但生態(tài)足跡的增長幅度明顯大于生態(tài)承載力，遼河流域持續(xù)出現(xiàn)生態(tài)赤字，這表明人類活動對生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的需求量已經(jīng)超過自然環(huán)境的生態(tài)容量，區(qū)域供需不平衡，處于不可持續(xù)發(fā)展?fàn)顟B(tài)。2006年以來，科學(xué)技術(shù)大力發(fā)展，經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度加快，流域內(nèi)工農(nóng)業(yè)產(chǎn)值顯著增加引起本地產(chǎn)品產(chǎn)出承載力增加，同時(shí)由于建設(shè)“兩型社會”及節(jié)能減排等多項(xiàng)政策實(shí)施，長期教育宣傳活動也使公眾節(jié)約資源和保護(hù)環(huán)境的意識增強(qiáng)，水資源消費(fèi)足跡和污染足跡也略微減少，二者共同作用使遼河流域生態(tài)環(huán)境轉(zhuǎn)好，2009年出現(xiàn)短暫的生態(tài)盈余，之后隨著人均消費(fèi)量顯著增加特別是對肉蛋奶及其制品的需求量增加，導(dǎo)致生態(tài)足跡明顯上升，引起流域生態(tài)環(huán)境惡化，經(jīng)濟(jì)處于不可持續(xù)發(fā)展?fàn)顟B(tài)。

圖3 2001—2012遼河流域生態(tài)赤字演變

3.4 生態(tài)足跡結(jié)構(gòu)分析

2001—2012遼河流域生態(tài)足跡組成結(jié)構(gòu)(圖4)表明，化石能源地和牧草地在總生態(tài)足跡中所占的比例較大，而耕地、水域和林地所占的比例較小，生態(tài)足跡組成結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)不均衡態(tài)勢?；茉吹睾湍敛莸厮急壤眲∩仙?，建筑用地、水域、林地所占比例上升幅度較小，而耕地足跡在總生態(tài)足跡中所占比例在逐漸下降?；茉吹刈阚E的迅速增大是經(jīng)濟(jì)發(fā)展特別是工業(yè)化所致，牧草地足跡的變化是由居民生活水平提高、飲食結(jié)構(gòu)變化引起的，這是經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的必然結(jié)果。但是化石能源地足跡的持續(xù)上升必然會帶來資源枯竭、環(huán)境污染等問題。遼河流域生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)中生態(tài)足跡分配越來越不平衡，今后應(yīng)采取適當(dāng)措施調(diào)整生態(tài)足跡的分配，協(xié)調(diào)經(jīng)濟(jì)活動與自然環(huán)境之間的關(guān)系。

圖4 2001—2012遼河流域生態(tài)足跡組成結(jié)構(gòu)

3.5 生態(tài)安全時(shí)間演變

為進(jìn)一步研究人類活動對自然生態(tài)系統(tǒng)的影響程度及流域生態(tài)安全演變狀況，對生態(tài)足跡壓力指數(shù)做時(shí)間序列分析來反映生態(tài)安全演變趨勢(圖5)。總體來說，遼河流域生態(tài)安全形勢比較嚴(yán)峻。2002—2006年間工農(nóng)業(yè)發(fā)展迅速，對各種資源的消耗量持續(xù)增加，污染加劇，生態(tài)惡化，生態(tài)環(huán)境處于不安全狀態(tài)。2007年以來，采取了一系列環(huán)境保護(hù)措施，落實(shí)節(jié)能減排、建設(shè)“兩型社會”等政策，能耗量和污染量減少，生態(tài)狀況好轉(zhuǎn)，漸趨于安全等級。但2010年之后消費(fèi)量的顯著增加又導(dǎo)致生態(tài)壓力明顯增大，生態(tài)處于不安全狀態(tài)。結(jié)合生態(tài)赤字演變圖可以看出，生態(tài)赤字(盈余)狀況與生態(tài)壓力狀況成高度相關(guān)態(tài)勢。為保證流域生態(tài)安全，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會可持續(xù)發(fā)展，未來應(yīng)該采取可行性措施，從本質(zhì)上降低能耗，減少污染，降低生態(tài)足跡，合理利用土地，豐富生態(tài)足跡多樣性，提高資源利用效率，開發(fā)利用風(fēng)能等新型能源，提高自然生態(tài)承載力。

圖5 2001—2012年遼河流域生態(tài)足跡壓力指數(shù)動態(tài)演變

3.6 生態(tài)安全空間演變

將2001—2012年相關(guān)區(qū)域的統(tǒng)計(jì)年鑒數(shù)據(jù)整理、計(jì)算，分析得到2001，2006，2012年遼河流域15個(gè)地區(qū)生態(tài)安全狀態(tài)演變和可持續(xù)發(fā)展度變化(圖6,圖7)。

圖6 2001，2006，2012年遼河流域生態(tài)安全評價(jià)

遼陽和朝陽的生態(tài)安全狀況較好，均處于安全狀態(tài)，在研究時(shí)段內(nèi)均呈現(xiàn)較大的生態(tài)盈余，說明兩地區(qū)的生態(tài)容量可以滿足社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展對資源、環(huán)境的需求，處于可持續(xù)發(fā)展?fàn)顟B(tài)；阜新、通遼和錦州的生態(tài)環(huán)境惡化，其中阜新、通遼由很安全狀態(tài)轉(zhuǎn)為臨界安全狀態(tài)，錦州也由臨界安全退化為較不安全，且在2012年出現(xiàn)生態(tài)赤字。四平的生態(tài)狀況有所好轉(zhuǎn)，由臨界安全轉(zhuǎn)化為較安全，同時(shí)生態(tài)盈余也增大；鐵嶺的生態(tài)環(huán)境狀況經(jīng)歷小幅惡化，由很安全轉(zhuǎn)為較安全，亟待采取調(diào)控措施，以防止生態(tài)持續(xù)退化。遼源在工業(yè)化與城市化進(jìn)程中生態(tài)環(huán)境退化，2006年退化到很不安全等級，但隨著產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化升級、環(huán)保舉措的實(shí)施，生態(tài)狀況好轉(zhuǎn)，2012年恢復(fù)為很安全等級。但沈陽、鞍山、盤錦、撫順、營口和本溪的生態(tài)環(huán)境形勢非常嚴(yán)峻，一直處于不安全狀態(tài)，可持續(xù)發(fā)展評價(jià)顯示，六市在3年內(nèi)均出現(xiàn)生態(tài)赤字，生態(tài)承載力無法承擔(dān)社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來的沉重負(fù)荷，地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要從外界進(jìn)口資源，處于不可持續(xù)發(fā)展?fàn)顟B(tài)。對比生態(tài)安全評價(jià)與可持續(xù)發(fā)展評價(jià)發(fā)現(xiàn)，遼河流域生態(tài)安全狀況與可持續(xù)發(fā)展?fàn)顩r呈正向相關(guān)性，安全等級較高的地區(qū)，出現(xiàn)生態(tài)盈余，而生態(tài)環(huán)境質(zhì)量較差的地區(qū)出現(xiàn)生態(tài)赤字。

圖7 2001，2006，2012年遼河流域可持續(xù)發(fā)展評價(jià)

從區(qū)域角度來看，遼河流域各地區(qū)生態(tài)安全狀態(tài)差異較大，西遼河和東遼河地區(qū)生態(tài)安全狀況較好，遼河中下游地區(qū)生態(tài)環(huán)境較差，不安全區(qū)大多分布在中下游地區(qū)，一方面這與遼河中下游地區(qū)大力發(fā)展能源等重工業(yè)導(dǎo)致環(huán)境污染嚴(yán)重密切相關(guān)，另一方面，在計(jì)算過程中主要考慮環(huán)境污染方面對生態(tài)環(huán)境造成的壓力，由于受數(shù)據(jù)所限，對水土流失、荒漠化等生態(tài)破壞的因素考慮較少，實(shí)際中除中下游地區(qū)環(huán)境污染嚴(yán)重外，西遼河地區(qū)也面臨日益加劇的生態(tài)破壞的局面。因此，實(shí)際遼河流域生態(tài)安全狀況形勢要比計(jì)算所得結(jié)果更加嚴(yán)峻。本研究計(jì)算結(jié)果與遼河流域水污染防治“十二五”規(guī)劃中生態(tài)環(huán)境評價(jià)結(jié)果基本一致。

4 結(jié)論

(1)遼河流域人均生態(tài)足跡遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于人均自然生態(tài)承載力，說明目前地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展所需資源超過了環(huán)境的生態(tài)容量。本地產(chǎn)品產(chǎn)出能滿足需求，但是污染量日益上升致使遼河流域整體生態(tài)足跡大于生態(tài)承載力，流域出現(xiàn)生態(tài)赤字現(xiàn)象。

(2)從空間的角度看，遼河流域各地區(qū)生態(tài)安全狀態(tài)差異明顯。東遼河地區(qū)和西遼河地區(qū)生態(tài)安全狀況較好，而遼河中下游地區(qū)長期發(fā)展重工業(yè)，環(huán)境污染嚴(yán)重，生態(tài)狀況不容樂觀。西遼河和東遼河地區(qū)出現(xiàn)生態(tài)盈余，社會發(fā)展處于可持續(xù)發(fā)展?fàn)顟B(tài)，遼河中下游地區(qū)生態(tài)盈余較少，特別是沈陽、鞍山、本溪等重工業(yè)基地長期出現(xiàn)生態(tài)赤字，社會發(fā)展處于不可持續(xù)狀態(tài)。

(3)能值-生態(tài)足跡模型將傳統(tǒng)的生態(tài)足跡模型中自然的供給與人類活動的需求轉(zhuǎn)化為能量流，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)生態(tài)足跡方法匯總以土地生產(chǎn)力為基礎(chǔ)的不足。在綜合考慮遼河流域生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的能量流、物質(zhì)流基礎(chǔ)上，擴(kuò)展了生態(tài)承載力與生態(tài)足跡的內(nèi)容，探索了人類活動對水資源的消費(fèi)及廢棄物排放對生態(tài)環(huán)境的壓力。但是，本研究在計(jì)算承載力與生態(tài)足跡中并沒有考慮到流域生產(chǎn)和消費(fèi)的所有項(xiàng)目，只是采取主要項(xiàng)目進(jìn)行簡化，同時(shí)由于資料所限而未涉及到農(nóng)業(yè)發(fā)展過程中化肥、農(nóng)藥等的使用量，另外也沒有涉及到區(qū)域產(chǎn)品進(jìn)出口貿(mào)易量的問題，所以計(jì)算的生態(tài)足跡和生態(tài)承載力都偏小，這些都是有待研究的重要問題。

參考文獻(xiàn)：

[1]左偉,周慧珍,王橋.區(qū)域生態(tài)安全評價(jià)指標(biāo)體系選取的概念框架研究[J].土壤,2003(1):2-7.

[2]王耕.遼河流域生態(tài)安全隱患評價(jià)與預(yù)警研究[M].大連:大連海事大學(xué)出版社,2012：42-105.

[3]王耕,高香玲,高紅娟，等.基于災(zāi)害視角的區(qū)域生態(tài)安全評價(jià)機(jī)理與方法——以遼河流域?yàn)槔齕J].生態(tài)學(xué)報(bào),2010,30(13):3511-3525.

[4]郭明,肖篤寧,李新.黑河流域酒泉綠洲景觀生態(tài)安全格局分析[J].生態(tài)學(xué)報(bào),2006,26(2):457-466.

[5]Gewin V.Ecosystem Health:The State of the Planet[J].Nature,2002,417:112-113.

[6]武彥斌,彭蘇萍,金毅,等.礦業(yè)城市持續(xù)發(fā)展的生態(tài)安全研究[J].中國礦業(yè),2006,15(4)：26-30.

[7]尹曉波.區(qū)域可持續(xù)發(fā)展的生態(tài)安全評價(jià)[J].數(shù)量經(jīng)濟(jì)技術(shù)經(jīng)濟(jì)研究,2003(7):139-144.

[8]程漱蘭,陳焱.高度重視國家生態(tài)安全戰(zhàn)略[J].生態(tài)經(jīng)濟(jì),1999(5):9-11.

[9]曲格平.關(guān)注生態(tài)安全之一:生態(tài)環(huán)境問題已經(jīng)成為國家安全的熱門話題[J].環(huán)境保護(hù),2002(5):3-5.

[10]劉勇,劉友兆,徐萍.區(qū)域土地資源生態(tài)安全評價(jià)——以浙江嘉興市為例[J].資源科學(xué),2004,26(3):69-75.

[11]吳迪,段昌群,楊良.生態(tài)安全與國家安全[J].城市環(huán)境與城市生態(tài),2003,16(S1):40-42.

[12]宮繼萍,石培基,魏偉.基于BP人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的區(qū)域生態(tài)安全預(yù)警——以甘肅省為例[J].干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究,2012,30(1):211-216,223.

[13]李華.基于系統(tǒng)仿真和情景模擬的崇明生態(tài)安全評估[D].上海：華東師范大學(xué),2011.

[14]趙先貴,韋良煥,馬彩虹，等.西安市生態(tài)足跡與生態(tài)安全的動態(tài)研究[J].干旱區(qū)資源與環(huán)境,2007,21(1):1-5.

[15]Rees W E.Ecological Footprint and Appropriated Carrying Capacity:What Urban Economics Leaves out[J].Environment and Urbanization,1992,4(2):121-130.

[16]肖玲,董林林,蘭葉霞,等.基于生態(tài)壓力指數(shù)的江西省生態(tài)安全評價(jià)[J].地域研究與開發(fā),2008,27(11):17-125.

[17]Zhao Sheng,Li Zizhen.A Modified Method of Ecological Footprint Calculation and Its Application[J].Ecological Modeling,2005,185(1):65-75.

[18]劉淼,胡滿遠(yuǎn), 常禹,等.基于能值理論的生態(tài)足跡方法改進(jìn)[J].自然資源學(xué)報(bào),2008,23(3):447-457.

[19]趙志強(qiáng),李雙成,高陽.基于能值改進(jìn)的開放系統(tǒng)生態(tài)足跡模型及其應(yīng)用——以深圳市為例[J].生態(tài)學(xué)報(bào),2008,28(5):2220-2231.

[20]黃鳳華,李維德.基于能值-生態(tài)足跡法的山東省可持續(xù)發(fā)展分析[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2009,37(17):8186-8189.

[21]劉義軍,盧武強(qiáng),李榮.湖北省生態(tài)足跡計(jì)算與分析[J].華中師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2004,38(2):259-262.

[22]Cheng Ge,Yue Xianping.Research and Predication of Ecological Security in Jiangsu Province Based on Ecological Footprint[J].Asian Agricultural Research,2011,3(4):48-53.

[23]陳阜.農(nóng)業(yè)生態(tài)學(xué)教程[M].北京:氣象出版社,1998.

[24]藍(lán)盛芳,欽佩,陸宏芳.生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)能值分析[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2002.

[25]Odum H T.Emergy of Global Processes[M]//Odum H T,Brown M T,Willians S B.Handbook of Emegy Evaluation.Florida:University of Florida,2000:7-8.

[26]Odum H T,Nilsson P O.Environmental Accounting Emergy and Environmental Decision Making[M].New York:John Wiley,1996.