閔學(xué)+任志遠(yuǎn)

摘 要：運(yùn)用生態(tài)足跡計(jì)算方法，結(jié)合區(qū)域自身特點(diǎn)，通過產(chǎn)量因子、均衡因子及貿(mào)易調(diào)整系數(shù)予以調(diào)整，以生態(tài)足跡與生態(tài)容量比值作為衡量區(qū)域生態(tài)壓力的指標(biāo)，分析了陜西省2001～2011年生態(tài)安全的時(shí)序變化，并利用主成分分析方法探析了陜西省生態(tài)安全動態(tài)變化的驅(qū)動力。結(jié)果表明：陜西省人均生態(tài)足跡從2001年的1.1141 gha增長到2011年的2.3290 gha，人均生態(tài)容量略有上升，生態(tài)壓力指數(shù)呈增加趨勢，說明陜西省一直是生態(tài)赤字，生態(tài)環(huán)境處于不安全的狀態(tài)。陜西省生態(tài)安全動態(tài)變化是人口、經(jīng)濟(jì)、資源環(huán)境、技術(shù)、土地利用程度等多方面因素共同作用的結(jié)果，經(jīng)濟(jì)發(fā)展引起的人均GDP增加是生態(tài)安全動態(tài)變化的主要驅(qū)動力。

關(guān)鍵詞：生態(tài)足跡；產(chǎn)量因子；生態(tài)安全；陜西省

中圖分類號：S181 文獻(xiàn)標(biāo)識號：A 文章編號：1001-4942（2014）11-0104-06

生態(tài)環(huán)境是人類生存與社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)。隨著科技的進(jìn)步，人類利用自然的能力增強(qiáng)，在創(chuàng)造出巨大物質(zhì)財(cái)富的同時(shí)，卻忽略了生態(tài)容量與資源的承載力，環(huán)境污染等生態(tài)問題日益嚴(yán)重，影響到人類社會的發(fā)展[1]。生態(tài)安全是一個(gè)國家或地區(qū)生存和發(fā)展的生態(tài)環(huán)境處于不受威脅與破壞的狀態(tài)，是整個(gè)生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展的保障，是區(qū)域或國家其他安全的載體與基礎(chǔ)[2]。生態(tài)足跡通過估算維持人類對自然資源消費(fèi)量和同化人類產(chǎn)生的廢棄物所需要的生態(tài)生產(chǎn)性空間面積大小，并與給定人口區(qū)域的生態(tài)容量進(jìn)行比較，來衡量區(qū)域的可持續(xù)發(fā)展?fàn)顩r[3]。然而當(dāng)研究區(qū)域?yàn)槟骋坏貐^(qū)時(shí)，其計(jì)算是基于消費(fèi)量，各計(jì)算指標(biāo)包含當(dāng)?shù)厣a(chǎn)量及進(jìn)、出口量，出口量會導(dǎo)致當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)壓力變大，而進(jìn)口量會使當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)壓力得到緩解，所以消費(fèi)型生態(tài)足跡不能準(zhǔn)確如實(shí)反映人類對當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)系統(tǒng)的壓力[4]。為了解決這一問題，本研究引入了貿(mào)易調(diào)整系數(shù)，對陜西省2001～2011年生態(tài)足跡進(jìn)行修正，根據(jù)生態(tài)安全模型構(gòu)建壓力指標(biāo)，對區(qū)域生態(tài)安全動態(tài)變化進(jìn)行時(shí)序分析及驅(qū)動因子研究，以此來判斷區(qū)域生態(tài)的可持續(xù)發(fā)展問題，為決策部門提供依據(jù)。

1 數(shù)據(jù)來源與方法

1.1 研究區(qū)概況

陜西省位于我國內(nèi)陸腹地，黃河與長江流域中部，為連接中國東、中部地區(qū)和西北的重要樞紐。面積20.58萬平方公里，地形總體輪廓是南北高、中部低，地勢由西向東傾斜。目前，陜西省已經(jīng)進(jìn)入經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展階段，2012年全省生產(chǎn)總值14 457.84億元，比上一年增長約15.51%，高于全國平均水平6.2%，居西部第一。全省常住人口3 774.1萬，人口出生率與自增率分別控制在1.1%與0.5%之內(nèi)。近年來，陜西省農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化和產(chǎn)業(yè)化水平明顯提高，集約化程度加強(qiáng)，糧食產(chǎn)量不斷增加；同時(shí)，人口數(shù)量迅速增加，工業(yè)化、城鎮(zhèn)化水平加速提高，農(nóng)地非農(nóng)業(yè)化過程持續(xù)進(jìn)行，農(nóng)用地與非農(nóng)用地矛盾日益尖銳，資源供給緊缺，對外依賴性持續(xù)加強(qiáng)。

1.2 生態(tài)足跡理論

該理論的核心是將人類自身消耗的絕大多數(shù)資源及產(chǎn)生的廢物數(shù)量換算成提供這些功能所需的生物生產(chǎn)面積，將其與自然生態(tài)所能提供的生態(tài)服務(wù)相比較，如果兩者之差是負(fù)值即生態(tài)赤字（ecological deficit），也就是消耗量大于所提供的服務(wù)，表明人類對自然的壓力大于自然的承載能力，是有悖于可持續(xù)發(fā)展的；反之，即生態(tài)盈余（ecological remainder），則表明人類對自然的壓力小于自然的承載能力[5]。生物生產(chǎn)性土地面積主要考慮以下6種類型：耕地、牧草地、林地、化石燃料用地、建筑用地和水域[6]。

對任何一種土地利用類型，一個(gè)地區(qū)以全球公頃（global hectares，縮寫gha，是經(jīng)過產(chǎn)量因子與均衡因子調(diào)整后的全球公頃單位）計(jì)算的生態(tài)足跡為：

式中， P指所收獲的某種產(chǎn)品或所排放的某種廢物的數(shù)量；YN指地區(qū)產(chǎn)品的平均產(chǎn)量；YF指生態(tài)生產(chǎn)性土地的產(chǎn)量因子；EQF指生態(tài)生產(chǎn)性土地的均衡因子。

引入產(chǎn)量因子和均衡因子的意義在于生態(tài)足跡和生態(tài)承載力轉(zhuǎn)換為世界平均生物生產(chǎn)力土地面積，具有可比性[7]。一個(gè)國家或地區(qū)任何給定土地使用類型L的產(chǎn)量因子YFL為：

式中，U是一種給定土地使用類型產(chǎn)出的所有可用初級產(chǎn)品集；而AW，i與AN，i分別是以世界產(chǎn)量與國家或地區(qū)產(chǎn)量提供該國家或地區(qū)每年可得數(shù)量產(chǎn)品i需要的土地面積。因此，AN，i是一個(gè)國家或地區(qū)生產(chǎn)產(chǎn)品i的土地面積，而Aw，i 表示世界土地平均生產(chǎn)產(chǎn)品i對應(yīng)的土地面積。

式中，Pi為該國家或地區(qū)產(chǎn)品i每年總產(chǎn)量；YN為產(chǎn)品i在該國家或地區(qū)的平均產(chǎn)量；YW為產(chǎn)品i的世界平均產(chǎn)量。

對于僅提供單一初級產(chǎn)品的土地使用類型，產(chǎn)量因子公式簡化為：

根據(jù)公式（2）和（3）計(jì)算2001～2011各年陜西農(nóng)作物產(chǎn)量因子。其中，豆類按照去豆莢后的干豆計(jì)算；薯類（包括甘薯和馬鈴薯，不包括芋頭和木薯）按照5 kg鮮薯折合1 kg糧食計(jì)算；油料產(chǎn)量不包括大豆、野生油料。世界農(nóng)作物平均產(chǎn)量取2003年的平均產(chǎn)量數(shù)據(jù)參與計(jì)算[8]。

陜西省牧草地產(chǎn)量因子為陜西牧草地NPP（凈初級生產(chǎn)量）與世界牧草地NPP之比。由于歷年來世界牧草地平均NPP變化微小，因此2001～2011年世界牧草地NPP均取2007年的值，為6.19 t/wha[8]。

陜西林地產(chǎn)量因子為陜西木材單位面積產(chǎn)量與世界木材均產(chǎn)之比，其中世界木材產(chǎn)量取2007年的值，為1.0854 m3/wha[8]。

由于缺乏全球淡水生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)量數(shù)據(jù)，借鑒謝鴻宇、葉慧珊的中國農(nóng)產(chǎn)品全球平均產(chǎn)量中水產(chǎn)量的更新計(jì)算，內(nèi)陸水域的產(chǎn)量因子設(shè)為1 wha/hm2[9]。

由于配置產(chǎn)量因子給建成地極為困難，在計(jì)算過程中采取與農(nóng)用地相同的產(chǎn)量因子（建成地一般先占用質(zhì)量好的農(nóng)用地）。由于林地是主要的碳吸收地，并且其他土地類型的碳吸收相關(guān)數(shù)據(jù)難以獲得，因此化石燃料的產(chǎn)量因子與林地一樣。endprint

不同類型土地的生產(chǎn)力是存在差異的，均衡因子就是把各類生物生產(chǎn)性土地面積轉(zhuǎn)換為等價(jià)生產(chǎn)力的土地面積的轉(zhuǎn)換系數(shù)。本研究中2001～2011年的均衡因子均以2007年的值代替，農(nóng)地、林地、牧草地、水域分別為2.51、1.26、0.46、0.37，建成地和化石燃料碳吸收地的當(dāng)量因子分別假設(shè)等于農(nóng)地與林地的當(dāng)量因子，單位為gha/wha。

能源資源生態(tài)足跡的計(jì)算公式如下：

式中：EF為能源消費(fèi)生態(tài)足跡；Pi為第i種能源的消費(fèi)量，單位是t；Ki為第i種能源的折算系數(shù)，單位為GJ/t；efaverage為全球平均能源足跡，單位是GJ/t。

生物資源賬戶的貿(mào)易調(diào)整系數(shù)計(jì)算公式：

式中，Cb是生物資源賬戶的貿(mào)易調(diào)整系數(shù)；H是居民消費(fèi)總額；EC是恩格爾系數(shù)；GP是第一產(chǎn)業(yè)國民生產(chǎn)總值；GF是食品類加工業(yè)國民生產(chǎn)總值。此系數(shù)的含義：居民消費(fèi)水平與恩格爾系數(shù)的乘積代表居民消費(fèi)中食物部分消費(fèi)的份額，用以表征區(qū)域內(nèi)生物產(chǎn)品的真實(shí)消費(fèi)量；將第一產(chǎn)業(yè)GDP和食品類加工業(yè)GDP（包括農(nóng)副產(chǎn)品加工業(yè)、食品制造業(yè)和飲料制造業(yè)）求和用以表征本區(qū)域內(nèi)初級生物生產(chǎn)和加工產(chǎn)品的總生產(chǎn)量[10]。

能源賬戶的貿(mào)易調(diào)整系數(shù)計(jì)算公式：

式中，Ce是能源賬戶的貿(mào)易調(diào)整系數(shù)；E是能源消費(fèi)總量；ET是凈貿(mào)易能源攜帶量；ei是第一、二、三產(chǎn)業(yè)的能源消耗強(qiáng)度；Ti是第一、二、三產(chǎn)業(yè)的凈貿(mào)易額。

在綜合考慮上述兩類賬戶調(diào)整的基礎(chǔ)上，生態(tài)足跡的貿(mào)易調(diào)整公式為：

式中，EF是總生態(tài)足跡；EFb是基于生物消費(fèi)量計(jì)算的生物資源賬戶的生態(tài)足跡；EFe是基于能源消耗量計(jì)算的能源賬戶的生態(tài)足跡。

1.3 生態(tài)容量模型

一個(gè)國家或地區(qū)任何一種土地使用類型的生態(tài)容量為：

式中，EC是區(qū)域?qū)嶋H的生態(tài)容量；A是給定土地使用類型可得面積；YF是生態(tài)生產(chǎn)性土地的產(chǎn)量因子；EQF是生態(tài)生產(chǎn)性土地的均衡因子。

生態(tài)容量計(jì)算分為生物資源用地供給賬戶、能源用地供給與污染用地供給賬戶、建設(shè)用地供給賬戶、水資源供給賬戶。其中生物資源用地供給賬戶包括耕地、草地、林地、水域4類生物生產(chǎn)性面積[11]；建設(shè)用地供給賬戶土地類型為建筑用地；能源用地供給與污染用地供給賬戶主要是吸收化石燃料燃燒排放CO2的林地面積，按照生物生產(chǎn)林地面積計(jì)算。按照全球慣例，全球排放的CO2被海洋吸收掉的有1/3，因此在計(jì)算區(qū)域能源用地供給與污染用地供給賬戶時(shí)應(yīng)加上海洋承擔(dān)的那部分生態(tài)容量，其數(shù)值按照化石燃料生態(tài)足跡用地需求量的1/3計(jì)算。

一個(gè)區(qū)域的地表水資源開發(fā)利用率若超過30%～40%，則可能引起生態(tài)環(huán)境惡化，因此一個(gè)國家或地區(qū)的地表水資源生態(tài)容量必須至少扣除60%用于維護(hù)生態(tài)環(huán)境，計(jì)算公式為：

式中，ECw是水資源生態(tài)容量，單位gha；S是水資源總面積hm2；Rw是水資源均衡因子；yw是水資源產(chǎn)量因子。

1.4 生態(tài)安全驅(qū)動力模型

生態(tài)安全表征的是生態(tài)系統(tǒng)所提供服務(wù)的質(zhì)量或（和）數(shù)量的狀態(tài)，當(dāng)一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)所提供服務(wù)的質(zhì)量和數(shù)量出現(xiàn)異常時(shí)，表明該系統(tǒng)生態(tài)安全受到了威脅，即處于不安全狀態(tài)。在生態(tài)足跡的理論基礎(chǔ)上，利用生態(tài)壓力指數(shù)測評區(qū)域的生態(tài)安全狀態(tài)，生態(tài)壓力指數(shù)指生態(tài)足跡與生態(tài)容量的比值，計(jì)算公式如下：

式中，T是區(qū)域生態(tài)壓力指數(shù)；EF是區(qū)域總生態(tài)足跡；EC是區(qū)域生態(tài)容量。

根據(jù)陜西省社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展特征與資源環(huán)境狀況，選取人口狀況（總?cè)丝跀?shù)、城鎮(zhèn)人口比重）、經(jīng)濟(jì)水平（人均GDP、工業(yè)貢獻(xiàn)率、居民消費(fèi)水平）、資源環(huán)境（單位耕地農(nóng)藥施用量、單位耕地農(nóng)用化肥折純量、人均耕地面積）、技術(shù)（萬元GDP能耗、農(nóng)用機(jī)械總動力）、土地利用程度（復(fù)種指數(shù)、建設(shè)用地）5個(gè)方面的12個(gè)指標(biāo)對生態(tài)足跡驅(qū)動力進(jìn)行分析，以2001～2011年時(shí)間序列數(shù)據(jù)為樣本，利用SPSS軟件將這些指標(biāo)與生態(tài)壓力指數(shù)進(jìn)行相關(guān)分析，得到各驅(qū)動因子與生態(tài)壓力的關(guān)系，對這些驅(qū)動因子進(jìn)行主成分分析去除冗余信息，得到能反映絕大部分信息且累積貢獻(xiàn)率大于85%的前n個(gè)主成分，各驅(qū)動因子的載荷大小表明各驅(qū)動因子對生態(tài)壓力的影響機(jī)理及作用程度的強(qiáng)弱。

1.5 數(shù)據(jù)來源

數(shù)據(jù)來自2004～2012各版的《陜西統(tǒng)計(jì)年鑒》、《中國能源統(tǒng)計(jì)年鑒》以及《聯(lián)合國糧農(nóng)組織數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)》，在計(jì)算過程中將生態(tài)足跡分為生物資源賬戶與能源賬戶兩部分進(jìn)行計(jì)算，其中生物資源賬戶的生態(tài)足跡主要有農(nóng)地、林地、牧草地、水域，能源賬戶主要有化石燃料地和建成地，各類型生產(chǎn)性土地生態(tài)足跡見表2。

2 結(jié)果與分析

2.1 陜西省生態(tài)足跡、生態(tài)容量及生態(tài)壓力指數(shù)的時(shí)序變化

由表3可以看出，2001～2011年陜西省生態(tài)足跡總量持續(xù)增長，2011年末與2001年相比增加了114.2%，年均增長7.92%；生態(tài)容量總量增加了933.19×104 gha，增長幅度達(dá)48.09%，生態(tài)赤字一直增大。

2001～2011年，陜西省人均生態(tài)足跡呈現(xiàn)上升趨勢（圖1），由2001年的1.1141 gha增長到2011年的2.3290 gha，增長了1.09倍，年均增長率為7.65%。其中，化石燃料的人均生態(tài)足跡增長最快，從2001年的人均0.4118 gha增加到2011年的1.6087 gha，增幅達(dá)290.70%，年均增長14.60%，所占比例也不斷擴(kuò)大，由36.96%擴(kuò)大到69.07%，主導(dǎo)著生態(tài)足跡的總體增長趨勢，這是由該時(shí)間段陜西省生產(chǎn)建設(shè)與生活消費(fèi)的煤炭、石油和天然氣等化石能源快速增長導(dǎo)致的。林地增長次之，2011比2001年增長了181.48%，年均增長10.90%，主要成因是城市建設(shè)建筑用材快速增加。建成地的人均生態(tài)足跡增加了88.43%，年均增長6.54%，主要是該期間居民點(diǎn)和交通用地快速增長所致。農(nóng)用地、牧草地、水域的人均生態(tài)足跡下降則是由于該期間生物資源生產(chǎn)能力提高，單位面積生產(chǎn)的生物資源量增加。endprint

陜西省的人均生態(tài)容量變化趨勢與人均生態(tài)足跡一致（圖2），由2001年的0.6701 gha上升到2011年的1.3141 gha，增長了96.1%，年均增長6.97%。其中，除水資源供給賬戶由于人口增加導(dǎo)致人均生態(tài)容量輕微下降外，生物資源用地供給、建設(shè)用地供給、能源用地與污染用地供給均呈不同程度的增長趨勢，主要原因是人工造林、退耕還林等政策實(shí)施引起林地面積增加，而耕地面積雖有所減少，但由于單位面積產(chǎn)量增加，其生物資源容量不降反升，更為重要的是林地面積增加使得能源用地與污染用地供給賬戶的人均生態(tài)容量快速上升，這對增大陜西省的生態(tài)容量總量起了中流作用。

2.2 生態(tài)安全驅(qū)動因子主成分分析

根據(jù)相關(guān)矩陣的特征值（大于1）以及各主成分的貢獻(xiàn)率和累計(jì)貢獻(xiàn)率（表4），前兩個(gè)主成分累計(jì)貢獻(xiàn)率高達(dá)87.230%，故第一、二主成分（F1、F2）基本可以代替全部信息。由表5可見，第一主成分除復(fù)種指數(shù)外，在其他因子，如人均耕地面積、單位耕地化肥施用量、人均GDP、居民消費(fèi)水平等，都具有很大的載荷，表現(xiàn)出極強(qiáng)的正相關(guān)或負(fù)相關(guān)，這些變量幾乎包含了人口、經(jīng)濟(jì)水平、自然資源、技術(shù)、土地利用程度的所有狀況，綜合性很強(qiáng)。第二主成分反映的信息量不多，只是在工業(yè)貢獻(xiàn)率和城市建設(shè)面積上具有較大的載荷，說明第二主成分在一定程度上代表著經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)和城市擴(kuò)張對生態(tài)安全的影響。

陜西省人均GDP載荷系數(shù)最高，說明經(jīng)濟(jì)增長是促使生態(tài)壓力增加的最主要驅(qū)動力，主要是由于人均GDP提高需要消耗更多資源，同時(shí)也提高了人均消費(fèi)量。居民消費(fèi)水平反映了居民消費(fèi)的總量與結(jié)構(gòu)，該水平的提高，說明對資源需求更大，而且要求更多元化，生態(tài)壓力也相應(yīng)增加。人口是社會活動的主體，人口數(shù)量直接決定著對資源的需求量，尤其是與人口相比，城鎮(zhèn)人口比重的主成分載荷更大，說明城鎮(zhèn)人口造成的生態(tài)壓力比總?cè)丝谄骄礁?，這與城鎮(zhèn)人口比農(nóng)村人口的消費(fèi)量和消費(fèi)層次高是分不開的。工業(yè)是與農(nóng)業(yè)相對應(yīng)的產(chǎn)業(yè)，能源消耗極大，成為生態(tài)壓力增加的另一驅(qū)動因子。施用化肥與農(nóng)藥是提高單位面積糧食產(chǎn)量的有效措施，但不可避免造成了生態(tài)環(huán)境和土地生態(tài)系統(tǒng)的破壞，單位耕地化肥和農(nóng)藥施用量越多，生態(tài)壓力越大。農(nóng)業(yè)機(jī)械總動力反映了農(nóng)業(yè)技術(shù)投入的程度，其載荷值也較大，表明農(nóng)業(yè)機(jī)械總動力的提高，也嚴(yán)重加劇了農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的壓力。復(fù)種指數(shù)和城市建設(shè)面積分別表明農(nóng)村土地與城市用地的利用程度，復(fù)種指數(shù)的載荷低于城市建設(shè)用地的載荷，說明與農(nóng)村用地相比，城市用地對生態(tài)壓力的驅(qū)動影響更大。陜西省生態(tài)壓力與人均耕地面積、萬元GDP能耗呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)，表明隨著陜西省城鎮(zhèn)化的推進(jìn)，人均

耕地面積持續(xù)下降，但土地生態(tài)壓力持續(xù)增大；萬元GDP能耗指標(biāo)表明產(chǎn)業(yè)發(fā)展的技術(shù)水平，盡管能源利用率的提高從某一程度上緩沖了能源需求對生態(tài)環(huán)境的壓力，但無法抵消陜西省為發(fā)揮能源優(yōu)勢大力發(fā)展能源產(chǎn)業(yè)、促進(jìn)能源的開發(fā)與生產(chǎn)、擴(kuò)張能源產(chǎn)業(yè)而導(dǎo)致的生態(tài)壓力增加。

2.3 生態(tài)安全驅(qū)動模型

以生態(tài)壓力指數(shù)為因變量，上述12個(gè)驅(qū)動因子為自變量，根據(jù)最小二乘法原理建立多元回歸模型。由于各因子量綱不同，需先進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理。建立的模型為：

根據(jù)SPSS中的回歸標(biāo)準(zhǔn)殘差圖，各散點(diǎn)主要分布在以e=0為中心的橫帶上，說明模型擬合效果較好。該模型表明，引起陜西省生態(tài)安全動態(tài)變化的是人口、經(jīng)濟(jì)、資源環(huán)境、技術(shù)水平、土地利用程度5大方面因素的共同作用。

3 結(jié)論與討論

本研究結(jié)果表明，陜西省2001～2011年生態(tài)赤字增大，生態(tài)壓力呈上升趨勢，經(jīng)濟(jì)增長與生態(tài)環(huán)境的矛盾日益尖銳，社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展處于不可持續(xù)狀態(tài)。能源地的生態(tài)足跡增長快速，所占比重呈擴(kuò)大趨勢，一定程度上反映了陜西省對能源產(chǎn)業(yè)的依賴性增強(qiáng)，能源開發(fā)與生產(chǎn)規(guī)模擴(kuò)大，能源消耗成為引導(dǎo)生態(tài)足跡總量上升的主導(dǎo)因子。

生態(tài)安全驅(qū)動模型研究考慮了社會經(jīng)濟(jì)、人口狀況、資源環(huán)境、技術(shù)水平及土地利用程度方面的因素，研究表明生態(tài)壓力動態(tài)變化是多個(gè)因素共同作用的結(jié)果，其中人口的增加、經(jīng)濟(jì)增長、工業(yè)貢獻(xiàn)率的增加、居民消費(fèi)水平的提高、生態(tài)環(huán)境的破壞與資源緊張、科技水平提高及其投入增加、土地利用程度的加劇對陜西省生態(tài)壓力變化具有強(qiáng)烈的驅(qū)動作用。鑒于此，可以從控制人口、調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和消費(fèi)結(jié)構(gòu)、保護(hù)生態(tài)環(huán)境等方面來降低生態(tài)壓力。對于科技水平進(jìn)步而生態(tài)壓力增加的問題，是因?yàn)槟茉葱枨罅吭黾右约澳茉串a(chǎn)業(yè)發(fā)展造成的能源生態(tài)足跡的增加作用超過了科技進(jìn)步提高能源利用率帶來的緩解生態(tài)壓力的作用。為實(shí)現(xiàn)該地區(qū)的可持續(xù)發(fā)展，一方面要從降低生態(tài)足跡的角度出發(fā)，控制人口增長速度，提高居民可持續(xù)意識，提高資源利用率，轉(zhuǎn)變現(xiàn)有的生產(chǎn)方式，優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，減小對生態(tài)的壓力，形成可持續(xù)的發(fā)展軌道；另一方面，要增加生態(tài)容量，加強(qiáng)對自然資源特別是土地資源的管理與利用，不止數(shù)量上更注重在質(zhì)量上提高各種土地資源供給的面積，形成一條高效的經(jīng)濟(jì)和生態(tài)安全的發(fā)展模式。

參 考 文 獻(xiàn)：

[1] 曹明蘭，李亞東.基于能值分析的唐山市生態(tài)安全評價(jià)[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)，2009，20（9）：2214-2218.

[2] 吳開亞，何瓊，孫世群.區(qū)域生態(tài)安全的主成分投影評價(jià)模型及應(yīng)用[J].中國管理科學(xué)，2004，12（1）：106-109.

[3] 高利峰，趙先貴.基于生態(tài)壓力指數(shù)的生態(tài)安全動態(tài)分析——以上海市為例[J].農(nóng)業(yè)系統(tǒng)科學(xué)與綜合研究，2011，27（3）：273-277.

[4] 張青，任志遠(yuǎn).中國西部地區(qū)生態(tài)承載力與生態(tài)安全空間差異分析[J].水土保持通報(bào)，2013，33（4）：230-235.

[5] 蒙吉軍.土地評價(jià)與管理[M].北京：科學(xué)出版社，2011.

[6] 張志強(qiáng)，徐中民，程國棟.生態(tài)足跡的概念及計(jì)算模型[J].生態(tài)經(jīng)濟(jì)，2000（10）：8-10.

[7] 邱壽豐，朱遠(yuǎn).基于國家生態(tài)足跡賬戶計(jì)算方法的福建省生態(tài)足跡研究[J].生態(tài)學(xué)報(bào)，2012，32（22）：7124-7134.

[8] Ewing B，Reed A，Galli A，et al.Calculation methodology for the national footprint accounts[M].2010 Edition.Oakland：Global Footprint Network， 2010.

[9] 謝鴻宇，葉慧珊.中國主要農(nóng)產(chǎn)品全球平均產(chǎn)量的更新計(jì)算[J].廣州大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2008，7（1）：76-80.

[10] 白鈺，曾輝，李貴才，等.基于宏觀貿(mào)易調(diào)整方法的國家生態(tài)足跡模型[J].生態(tài)學(xué)報(bào)，2009，29（9）：4827-4834.

[11] 劉康.生態(tài)規(guī)劃——理論、方法與應(yīng)用[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2011. 山 東 農(nóng) 業(yè) 科 學(xué) 2014，46（11）：110～113endprint

陜西省的人均生態(tài)容量變化趨勢與人均生態(tài)足跡一致（圖2），由2001年的0.6701 gha上升到2011年的1.3141 gha，增長了96.1%，年均增長6.97%。其中，除水資源供給賬戶由于人口增加導(dǎo)致人均生態(tài)容量輕微下降外，生物資源用地供給、建設(shè)用地供給、能源用地與污染用地供給均呈不同程度的增長趨勢，主要原因是人工造林、退耕還林等政策實(shí)施引起林地面積增加，而耕地面積雖有所減少，但由于單位面積產(chǎn)量增加，其生物資源容量不降反升，更為重要的是林地面積增加使得能源用地與污染用地供給賬戶的人均生態(tài)容量快速上升，這對增大陜西省的生態(tài)容量總量起了中流作用。

2.2 生態(tài)安全驅(qū)動因子主成分分析

根據(jù)相關(guān)矩陣的特征值（大于1）以及各主成分的貢獻(xiàn)率和累計(jì)貢獻(xiàn)率（表4），前兩個(gè)主成分累計(jì)貢獻(xiàn)率高達(dá)87.230%，故第一、二主成分（F1、F2）基本可以代替全部信息。由表5可見，第一主成分除復(fù)種指數(shù)外，在其他因子，如人均耕地面積、單位耕地化肥施用量、人均GDP、居民消費(fèi)水平等，都具有很大的載荷，表現(xiàn)出極強(qiáng)的正相關(guān)或負(fù)相關(guān)，這些變量幾乎包含了人口、經(jīng)濟(jì)水平、自然資源、技術(shù)、土地利用程度的所有狀況，綜合性很強(qiáng)。第二主成分反映的信息量不多，只是在工業(yè)貢獻(xiàn)率和城市建設(shè)面積上具有較大的載荷，說明第二主成分在一定程度上代表著經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)和城市擴(kuò)張對生態(tài)安全的影響。

陜西省人均GDP載荷系數(shù)最高，說明經(jīng)濟(jì)增長是促使生態(tài)壓力增加的最主要驅(qū)動力，主要是由于人均GDP提高需要消耗更多資源，同時(shí)也提高了人均消費(fèi)量。居民消費(fèi)水平反映了居民消費(fèi)的總量與結(jié)構(gòu)，該水平的提高，說明對資源需求更大，而且要求更多元化，生態(tài)壓力也相應(yīng)增加。人口是社會活動的主體，人口數(shù)量直接決定著對資源的需求量，尤其是與人口相比，城鎮(zhèn)人口比重的主成分載荷更大，說明城鎮(zhèn)人口造成的生態(tài)壓力比總?cè)丝谄骄礁?，這與城鎮(zhèn)人口比農(nóng)村人口的消費(fèi)量和消費(fèi)層次高是分不開的。工業(yè)是與農(nóng)業(yè)相對應(yīng)的產(chǎn)業(yè)，能源消耗極大，成為生態(tài)壓力增加的另一驅(qū)動因子。施用化肥與農(nóng)藥是提高單位面積糧食產(chǎn)量的有效措施，但不可避免造成了生態(tài)環(huán)境和土地生態(tài)系統(tǒng)的破壞，單位耕地化肥和農(nóng)藥施用量越多，生態(tài)壓力越大。農(nóng)業(yè)機(jī)械總動力反映了農(nóng)業(yè)技術(shù)投入的程度，其載荷值也較大，表明農(nóng)業(yè)機(jī)械總動力的提高，也嚴(yán)重加劇了農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的壓力。復(fù)種指數(shù)和城市建設(shè)面積分別表明農(nóng)村土地與城市用地的利用程度，復(fù)種指數(shù)的載荷低于城市建設(shè)用地的載荷，說明與農(nóng)村用地相比，城市用地對生態(tài)壓力的驅(qū)動影響更大。陜西省生態(tài)壓力與人均耕地面積、萬元GDP能耗呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)，表明隨著陜西省城鎮(zhèn)化的推進(jìn)，人均

耕地面積持續(xù)下降，但土地生態(tài)壓力持續(xù)增大；萬元GDP能耗指標(biāo)表明產(chǎn)業(yè)發(fā)展的技術(shù)水平，盡管能源利用率的提高從某一程度上緩沖了能源需求對生態(tài)環(huán)境的壓力，但無法抵消陜西省為發(fā)揮能源優(yōu)勢大力發(fā)展能源產(chǎn)業(yè)、促進(jìn)能源的開發(fā)與生產(chǎn)、擴(kuò)張能源產(chǎn)業(yè)而導(dǎo)致的生態(tài)壓力增加。

2.3 生態(tài)安全驅(qū)動模型

以生態(tài)壓力指數(shù)為因變量，上述12個(gè)驅(qū)動因子為自變量，根據(jù)最小二乘法原理建立多元回歸模型。由于各因子量綱不同，需先進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理。建立的模型為：

根據(jù)SPSS中的回歸標(biāo)準(zhǔn)殘差圖，各散點(diǎn)主要分布在以e=0為中心的橫帶上，說明模型擬合效果較好。該模型表明，引起陜西省生態(tài)安全動態(tài)變化的是人口、經(jīng)濟(jì)、資源環(huán)境、技術(shù)水平、土地利用程度5大方面因素的共同作用。

3 結(jié)論與討論

本研究結(jié)果表明，陜西省2001～2011年生態(tài)赤字增大，生態(tài)壓力呈上升趨勢，經(jīng)濟(jì)增長與生態(tài)環(huán)境的矛盾日益尖銳，社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展處于不可持續(xù)狀態(tài)。能源地的生態(tài)足跡增長快速，所占比重呈擴(kuò)大趨勢，一定程度上反映了陜西省對能源產(chǎn)業(yè)的依賴性增強(qiáng)，能源開發(fā)與生產(chǎn)規(guī)模擴(kuò)大，能源消耗成為引導(dǎo)生態(tài)足跡總量上升的主導(dǎo)因子。

生態(tài)安全驅(qū)動模型研究考慮了社會經(jīng)濟(jì)、人口狀況、資源環(huán)境、技術(shù)水平及土地利用程度方面的因素，研究表明生態(tài)壓力動態(tài)變化是多個(gè)因素共同作用的結(jié)果，其中人口的增加、經(jīng)濟(jì)增長、工業(yè)貢獻(xiàn)率的增加、居民消費(fèi)水平的提高、生態(tài)環(huán)境的破壞與資源緊張、科技水平提高及其投入增加、土地利用程度的加劇對陜西省生態(tài)壓力變化具有強(qiáng)烈的驅(qū)動作用。鑒于此，可以從控制人口、調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和消費(fèi)結(jié)構(gòu)、保護(hù)生態(tài)環(huán)境等方面來降低生態(tài)壓力。對于科技水平進(jìn)步而生態(tài)壓力增加的問題，是因?yàn)槟茉葱枨罅吭黾右约澳茉串a(chǎn)業(yè)發(fā)展造成的能源生態(tài)足跡的增加作用超過了科技進(jìn)步提高能源利用率帶來的緩解生態(tài)壓力的作用。為實(shí)現(xiàn)該地區(qū)的可持續(xù)發(fā)展，一方面要從降低生態(tài)足跡的角度出發(fā)，控制人口增長速度，提高居民可持續(xù)意識，提高資源利用率，轉(zhuǎn)變現(xiàn)有的生產(chǎn)方式，優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，減小對生態(tài)的壓力，形成可持續(xù)的發(fā)展軌道；另一方面，要增加生態(tài)容量，加強(qiáng)對自然資源特別是土地資源的管理與利用，不止數(shù)量上更注重在質(zhì)量上提高各種土地資源供給的面積，形成一條高效的經(jīng)濟(jì)和生態(tài)安全的發(fā)展模式。

參 考 文 獻(xiàn)：

[1] 曹明蘭，李亞東.基于能值分析的唐山市生態(tài)安全評價(jià)[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)，2009，20（9）：2214-2218.

[2] 吳開亞，何瓊，孫世群.區(qū)域生態(tài)安全的主成分投影評價(jià)模型及應(yīng)用[J].中國管理科學(xué)，2004，12（1）：106-109.

[3] 高利峰，趙先貴.基于生態(tài)壓力指數(shù)的生態(tài)安全動態(tài)分析——以上海市為例[J].農(nóng)業(yè)系統(tǒng)科學(xué)與綜合研究，2011，27（3）：273-277.

[4] 張青，任志遠(yuǎn).中國西部地區(qū)生態(tài)承載力與生態(tài)安全空間差異分析[J].水土保持通報(bào)，2013，33（4）：230-235.

[5] 蒙吉軍.土地評價(jià)與管理[M].北京：科學(xué)出版社，2011.

[6] 張志強(qiáng)，徐中民，程國棟.生態(tài)足跡的概念及計(jì)算模型[J].生態(tài)經(jīng)濟(jì)，2000（10）：8-10.

[7] 邱壽豐，朱遠(yuǎn).基于國家生態(tài)足跡賬戶計(jì)算方法的福建省生態(tài)足跡研究[J].生態(tài)學(xué)報(bào)，2012，32（22）：7124-7134.

[8] Ewing B，Reed A，Galli A，et al.Calculation methodology for the national footprint accounts[M].2010 Edition.Oakland：Global Footprint Network， 2010.

[9] 謝鴻宇，葉慧珊.中國主要農(nóng)產(chǎn)品全球平均產(chǎn)量的更新計(jì)算[J].廣州大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2008，7（1）：76-80.

[10] 白鈺，曾輝，李貴才，等.基于宏觀貿(mào)易調(diào)整方法的國家生態(tài)足跡模型[J].生態(tài)學(xué)報(bào)，2009，29（9）：4827-4834.

[11] 劉康.生態(tài)規(guī)劃——理論、方法與應(yīng)用[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2011. 山 東 農(nóng) 業(yè) 科 學(xué) 2014，46（11）：110～113endprint

陜西省的人均生態(tài)容量變化趨勢與人均生態(tài)足跡一致（圖2），由2001年的0.6701 gha上升到2011年的1.3141 gha，增長了96.1%，年均增長6.97%。其中，除水資源供給賬戶由于人口增加導(dǎo)致人均生態(tài)容量輕微下降外，生物資源用地供給、建設(shè)用地供給、能源用地與污染用地供給均呈不同程度的增長趨勢，主要原因是人工造林、退耕還林等政策實(shí)施引起林地面積增加，而耕地面積雖有所減少，但由于單位面積產(chǎn)量增加，其生物資源容量不降反升，更為重要的是林地面積增加使得能源用地與污染用地供給賬戶的人均生態(tài)容量快速上升，這對增大陜西省的生態(tài)容量總量起了中流作用。

2.2 生態(tài)安全驅(qū)動因子主成分分析

根據(jù)相關(guān)矩陣的特征值（大于1）以及各主成分的貢獻(xiàn)率和累計(jì)貢獻(xiàn)率（表4），前兩個(gè)主成分累計(jì)貢獻(xiàn)率高達(dá)87.230%，故第一、二主成分（F1、F2）基本可以代替全部信息。由表5可見，第一主成分除復(fù)種指數(shù)外，在其他因子，如人均耕地面積、單位耕地化肥施用量、人均GDP、居民消費(fèi)水平等，都具有很大的載荷，表現(xiàn)出極強(qiáng)的正相關(guān)或負(fù)相關(guān)，這些變量幾乎包含了人口、經(jīng)濟(jì)水平、自然資源、技術(shù)、土地利用程度的所有狀況，綜合性很強(qiáng)。第二主成分反映的信息量不多，只是在工業(yè)貢獻(xiàn)率和城市建設(shè)面積上具有較大的載荷，說明第二主成分在一定程度上代表著經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)和城市擴(kuò)張對生態(tài)安全的影響。

陜西省人均GDP載荷系數(shù)最高，說明經(jīng)濟(jì)增長是促使生態(tài)壓力增加的最主要驅(qū)動力，主要是由于人均GDP提高需要消耗更多資源，同時(shí)也提高了人均消費(fèi)量。居民消費(fèi)水平反映了居民消費(fèi)的總量與結(jié)構(gòu)，該水平的提高，說明對資源需求更大，而且要求更多元化，生態(tài)壓力也相應(yīng)增加。人口是社會活動的主體，人口數(shù)量直接決定著對資源的需求量，尤其是與人口相比，城鎮(zhèn)人口比重的主成分載荷更大，說明城鎮(zhèn)人口造成的生態(tài)壓力比總?cè)丝谄骄礁?，這與城鎮(zhèn)人口比農(nóng)村人口的消費(fèi)量和消費(fèi)層次高是分不開的。工業(yè)是與農(nóng)業(yè)相對應(yīng)的產(chǎn)業(yè)，能源消耗極大，成為生態(tài)壓力增加的另一驅(qū)動因子。施用化肥與農(nóng)藥是提高單位面積糧食產(chǎn)量的有效措施，但不可避免造成了生態(tài)環(huán)境和土地生態(tài)系統(tǒng)的破壞，單位耕地化肥和農(nóng)藥施用量越多，生態(tài)壓力越大。農(nóng)業(yè)機(jī)械總動力反映了農(nóng)業(yè)技術(shù)投入的程度，其載荷值也較大，表明農(nóng)業(yè)機(jī)械總動力的提高，也嚴(yán)重加劇了農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的壓力。復(fù)種指數(shù)和城市建設(shè)面積分別表明農(nóng)村土地與城市用地的利用程度，復(fù)種指數(shù)的載荷低于城市建設(shè)用地的載荷，說明與農(nóng)村用地相比，城市用地對生態(tài)壓力的驅(qū)動影響更大。陜西省生態(tài)壓力與人均耕地面積、萬元GDP能耗呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)，表明隨著陜西省城鎮(zhèn)化的推進(jìn)，人均

耕地面積持續(xù)下降，但土地生態(tài)壓力持續(xù)增大；萬元GDP能耗指標(biāo)表明產(chǎn)業(yè)發(fā)展的技術(shù)水平，盡管能源利用率的提高從某一程度上緩沖了能源需求對生態(tài)環(huán)境的壓力，但無法抵消陜西省為發(fā)揮能源優(yōu)勢大力發(fā)展能源產(chǎn)業(yè)、促進(jìn)能源的開發(fā)與生產(chǎn)、擴(kuò)張能源產(chǎn)業(yè)而導(dǎo)致的生態(tài)壓力增加。

2.3 生態(tài)安全驅(qū)動模型

以生態(tài)壓力指數(shù)為因變量，上述12個(gè)驅(qū)動因子為自變量，根據(jù)最小二乘法原理建立多元回歸模型。由于各因子量綱不同，需先進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理。建立的模型為：

根據(jù)SPSS中的回歸標(biāo)準(zhǔn)殘差圖，各散點(diǎn)主要分布在以e=0為中心的橫帶上，說明模型擬合效果較好。該模型表明，引起陜西省生態(tài)安全動態(tài)變化的是人口、經(jīng)濟(jì)、資源環(huán)境、技術(shù)水平、土地利用程度5大方面因素的共同作用。

3 結(jié)論與討論

本研究結(jié)果表明，陜西省2001～2011年生態(tài)赤字增大，生態(tài)壓力呈上升趨勢，經(jīng)濟(jì)增長與生態(tài)環(huán)境的矛盾日益尖銳，社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展處于不可持續(xù)狀態(tài)。能源地的生態(tài)足跡增長快速，所占比重呈擴(kuò)大趨勢，一定程度上反映了陜西省對能源產(chǎn)業(yè)的依賴性增強(qiáng)，能源開發(fā)與生產(chǎn)規(guī)模擴(kuò)大，能源消耗成為引導(dǎo)生態(tài)足跡總量上升的主導(dǎo)因子。

生態(tài)安全驅(qū)動模型研究考慮了社會經(jīng)濟(jì)、人口狀況、資源環(huán)境、技術(shù)水平及土地利用程度方面的因素，研究表明生態(tài)壓力動態(tài)變化是多個(gè)因素共同作用的結(jié)果，其中人口的增加、經(jīng)濟(jì)增長、工業(yè)貢獻(xiàn)率的增加、居民消費(fèi)水平的提高、生態(tài)環(huán)境的破壞與資源緊張、科技水平提高及其投入增加、土地利用程度的加劇對陜西省生態(tài)壓力變化具有強(qiáng)烈的驅(qū)動作用。鑒于此，可以從控制人口、調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和消費(fèi)結(jié)構(gòu)、保護(hù)生態(tài)環(huán)境等方面來降低生態(tài)壓力。對于科技水平進(jìn)步而生態(tài)壓力增加的問題，是因?yàn)槟茉葱枨罅吭黾右约澳茉串a(chǎn)業(yè)發(fā)展造成的能源生態(tài)足跡的增加作用超過了科技進(jìn)步提高能源利用率帶來的緩解生態(tài)壓力的作用。為實(shí)現(xiàn)該地區(qū)的可持續(xù)發(fā)展，一方面要從降低生態(tài)足跡的角度出發(fā)，控制人口增長速度，提高居民可持續(xù)意識，提高資源利用率，轉(zhuǎn)變現(xiàn)有的生產(chǎn)方式，優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，減小對生態(tài)的壓力，形成可持續(xù)的發(fā)展軌道；另一方面，要增加生態(tài)容量，加強(qiáng)對自然資源特別是土地資源的管理與利用，不止數(shù)量上更注重在質(zhì)量上提高各種土地資源供給的面積，形成一條高效的經(jīng)濟(jì)和生態(tài)安全的發(fā)展模式。

參 考 文 獻(xiàn)：

[1] 曹明蘭，李亞東.基于能值分析的唐山市生態(tài)安全評價(jià)[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)，2009，20（9）：2214-2218.

[2] 吳開亞，何瓊，孫世群.區(qū)域生態(tài)安全的主成分投影評價(jià)模型及應(yīng)用[J].中國管理科學(xué)，2004，12（1）：106-109.

[3] 高利峰，趙先貴.基于生態(tài)壓力指數(shù)的生態(tài)安全動態(tài)分析——以上海市為例[J].農(nóng)業(yè)系統(tǒng)科學(xué)與綜合研究，2011，27（3）：273-277.

[4] 張青，任志遠(yuǎn).中國西部地區(qū)生態(tài)承載力與生態(tài)安全空間差異分析[J].水土保持通報(bào)，2013，33（4）：230-235.

[5] 蒙吉軍.土地評價(jià)與管理[M].北京：科學(xué)出版社，2011.

[6] 張志強(qiáng)，徐中民，程國棟.生態(tài)足跡的概念及計(jì)算模型[J].生態(tài)經(jīng)濟(jì)，2000（10）：8-10.

[7] 邱壽豐，朱遠(yuǎn).基于國家生態(tài)足跡賬戶計(jì)算方法的福建省生態(tài)足跡研究[J].生態(tài)學(xué)報(bào)，2012，32（22）：7124-7134.

[8] Ewing B，Reed A，Galli A，et al.Calculation methodology for the national footprint accounts[M].2010 Edition.Oakland：Global Footprint Network， 2010.

[9] 謝鴻宇，葉慧珊.中國主要農(nóng)產(chǎn)品全球平均產(chǎn)量的更新計(jì)算[J].廣州大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2008，7（1）：76-80.

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