甘麗銘,姜 寧

(南寧師范大學(xué) a.地理科學(xué)與規(guī)劃學(xué)院; b.北部灣環(huán)境演變與資源利用教育部重點實驗室/廣西地表過程與智能模擬重點實驗室，廣西 南寧 530001)

生態(tài)足跡是測定人類活動的資源消費需求，判明自然資產(chǎn)是否過度利用的有效工具[1]。傳統(tǒng)的生態(tài)足跡主要分為綜合法和組分法[2]，在其應(yīng)用中主要有基于能值、凈初級生產(chǎn)力、投入產(chǎn)出分析、生命周期評價等生態(tài)足跡評價方法；通過衡量人類活動對自然資源的消耗，定量判斷研究區(qū)的可持續(xù)發(fā)展?fàn)顩r[3]。廣西環(huán)江毛南族自治縣(以下簡稱環(huán)江縣)由于自然條件的限制，社會和經(jīng)濟發(fā)展相對滯后，生態(tài)環(huán)境問題倍受關(guān)注。文章對環(huán)江縣生態(tài)盈虧進行分析，對衡量其可持續(xù)發(fā)展和生態(tài)功能區(qū)建設(shè)提供必要參考。

1 研究區(qū)概況

環(huán)江縣(24°44′N～25°33′N 和107°51′E～108°43′E)，位于廣西壯族自治區(qū)河池市北部。地處桂西北石山區(qū)，巖溶面積大，土壤稀薄，生態(tài)環(huán)境脆弱，地勢低洼，降水季節(jié)分配不均，多發(fā)旱澇災(zāi)害。2015年全縣GDP為431 131萬元。一、二、三產(chǎn)業(yè)所占比重分別為37.3%、20.9%、41.8%，對GDP的貢獻率分別為8.6%、40.9%、50.5%；縣人均GDP為15 497元。到2019年，全縣GDP達(dá)到555 954萬元。一、二、三產(chǎn)業(yè)所占比重分別為37.0%、16.8 %、46.1%，對GDP的貢獻率分別為71.4%、22.2%、6.5%；人均GDP為19 572元。

2015-2019年，環(huán)江縣林地面積逐年增加，森林覆蓋率均達(dá)到68%以上。耕地面積變化不明顯，2015年全縣耕地面積60 540 hm2，機耕地面積為24 805hm2；截至2019年，全縣耕地面積為60 248hm2，機耕地面積為25 734hm2。

2 研究內(nèi)容與方法

2.1 生態(tài)足跡

生態(tài)足跡的計算主要包括林用地、耕地、建設(shè)用地、水域、牧草地、化石能源用地等六項生物生產(chǎn)性土地。計算式[4]：

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

式中，EF表示總生態(tài)足跡(hm2)；N指人口總數(shù)；ef為人均生態(tài)足跡(hm2/人)；rj指均衡因子，j指土地類型；ai指i項消費品折算的人均生物生產(chǎn)性土地面積(hm2/人)；Ci指i項商品的人均消費量(kg/人)；Pi指i項商品的全球平均產(chǎn)量(kg/hm2)。

2.2 生態(tài)承載力

生態(tài)承載力又稱生態(tài)足跡供給。在傳統(tǒng)意義上生態(tài)承載力是指在不破壞生產(chǎn)力的基礎(chǔ)上，一個地區(qū)的資源所能承受的最大人口數(shù)量。而生態(tài)足跡分析法則將生態(tài)承載力定義為某地區(qū)所能提供的各項生物生產(chǎn)性土地的面積之和。計算式[5]：

EC=N·ec=N·∑(aj·rj·yj)j=1,2,3，…，6

其中EC為總生態(tài)承載力(hm2)；N為人口總數(shù)；ec為人均生態(tài)承載力(hm2/人)；aj指人均生物生產(chǎn)性土地面積(hm2/人)；yj為產(chǎn)量因子。

數(shù)據(jù)分析中將水果歸類為林產(chǎn)品，故計算中林地面積為林地和果園之和。依據(jù)世界環(huán)境與發(fā)展委員會報告，生態(tài)足跡供給要減去12%的生物生產(chǎn)面積來保護生物多樣性，剩下的面積即為該地區(qū)的生態(tài)承載力。

2.3 生態(tài)盈余/赤字

衡量區(qū)域生態(tài)是否可持續(xù)的指標(biāo)，計算式：

ED=EF-EC

2.4 萬元GDP生態(tài)足跡

地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展對資源利用的反映指標(biāo)，計算式：

萬元GDP生態(tài)足跡=EF/人均GDP

萬元GDP生態(tài)足跡的值越大，表明地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展對資源的利用率越低，反之則越高。

3 數(shù)據(jù)來源與處理

數(shù)據(jù)來源于《廣西統(tǒng)計年鑒(2016-2020年)》《環(huán)江毛南族自治縣國民經(jīng)濟和社會發(fā)展統(tǒng)計公報(2015-2019年)》。用生態(tài)足跡計算方法對數(shù)據(jù)進行計算和分析，并對傳統(tǒng)模型進行調(diào)整，將廣西均衡因子和產(chǎn)量因子的值運用到環(huán)江縣生態(tài)足跡的計算中，使結(jié)果更貼近實際(表1)。

表1 生態(tài)足跡核算項目

生物資源消耗主要包括耕地、林用地、牧草地、水域四大類。其中生物資源項目中牛肉產(chǎn)量占比為耕地86%，牧草地14%；羊肉為耕地65%，牧草地35%，依據(jù)比例計算這兩項在耕地和牧草地生態(tài)足跡[6]。在足跡模型計算時稻谷、油料作物、板栗的世界平均產(chǎn)量參考聯(lián)合國糧農(nóng)組織(FAO)2016年公布數(shù)據(jù)；薯類、豬肉、油桐籽參考聯(lián)合國糧農(nóng)組織(FAO)2010年公布數(shù)據(jù)；油茶籽參考曹院平[7]；大豆、甘蔗、蔬菜、食用菌、果用瓜、水果、蠶繭參考李瑩研究[8]；水產(chǎn)品參考謝鴻宇[9]等的計算結(jié)果；禽蛋、禽肉以及出產(chǎn)于耕地的牛、羊肉產(chǎn)量運用中國農(nóng)科院公布的糧食折算系數(shù)計算；能源的全球平均產(chǎn)量和折算系數(shù)參考Wackernagel[10](表2)。

表2 世界平均產(chǎn)量

4 結(jié)果與分析

4.1 環(huán)江縣2015-2019年生態(tài)足跡分析

4.1.1 生態(tài)足跡組成及變化

2015-2019年，環(huán)江縣常住人口逐年增加，數(shù)量為：27.82,28.06,28.21,28.35,28.46萬人。運用生態(tài)足跡進行分析(表3)。

表3 環(huán)江縣2015-2019年生態(tài)足跡組成

表3顯示，環(huán)江縣年人均生態(tài)足跡呈波動變化，從2015年的2.684hm2/人下降到2016年的2.626hm2/人，隨后從2017年的2.751 hm2/人上升至2019年的2.787 hm2/人。從結(jié)構(gòu)上看，生物資源賬戶占據(jù)環(huán)江縣人均生態(tài)足跡的主要地位，能源賬戶僅占6.05%。從生產(chǎn)性土地類型來看，六種不同類型土地的生態(tài)足跡為：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、林用地的年均生態(tài)足跡分別占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則為6.05%、2.04%、0.45%和0.06%。

這與經(jīng)濟發(fā)達(dá)地區(qū)有較大差別。在現(xiàn)代化、工業(yè)化程度高的地區(qū)，建筑用地和能源用地的生態(tài)足跡在總生態(tài)足跡中占比更高；而環(huán)江縣生態(tài)足跡的構(gòu)成，與其土地利用類型以農(nóng)林用地為主、耕作方式仍以傳統(tǒng)模式為主、農(nóng)業(yè)機械化程度不高、能源消耗水平較低有關(guān)。

4.1.2 不同類型土地人均生態(tài)足跡

在不同類型生物生產(chǎn)性土地中，環(huán)江縣耕地生態(tài)足跡總體呈遞減態(tài)勢，從2015年的1.908 hm2/人降至2019年的1.459 hm2/人，年均下降比率達(dá)到了23.53%；林用地生態(tài)足跡逐年上升且增勢最為明顯，其中伐木的足跡需求占比最大，其消費量也逐年增加；牧草地生態(tài)足跡主要受蠶繭、牛肉消費量的影響，呈波動上升趨勢；水域承載力雖起伏不定，但總體呈下降趨勢；建筑用地和能源用地生態(tài)足跡增量不大，但增幅明顯，可能與環(huán)江縣的社會經(jīng)濟發(fā)展和人口增長有關(guān)。

從總體上看，環(huán)江縣各類生產(chǎn)性土地人均生態(tài)足跡發(fā)生變化是由多方面因素造成的。對耕地生態(tài)足跡影響較大的豬肉、甘蔗的產(chǎn)量的減少，再加上人口的不斷增加，導(dǎo)致人均耕地生態(tài)足跡減少；伐木是林用地生態(tài)足跡最主要的組成部分，2015-2019年林用地生態(tài)足跡顯著增加，可能是由于木材加工業(yè)的發(fā)展。此外，環(huán)江縣鼓勵菜牛和桑蠶業(yè)發(fā)展使得以牧草地生產(chǎn)為主的牛肉和蠶繭產(chǎn)量增加，也是造成牧草地生態(tài)足跡增加的可能因素。

4.2 環(huán)江縣2015-2019年生態(tài)承載力分析

不同土地類型人均生態(tài)承載力及變化，如圖1所示。

圖1 環(huán)江縣2015-2019年各組分人均生態(tài)承載力變化

由圖1知，2015-2019年環(huán)江縣年均生態(tài)承載力為1.590～1.733 hm2/人，總體呈上升趨勢，增幅為8.11%。各類型土地對總?cè)司鷳B(tài)承載力的貢獻率為：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。林用地生態(tài)承載力總體呈上升趨勢且漲幅最大，約為11.05%；其次是牧草地，于2015年至2017年顯著增長，并在2018年出現(xiàn)峰值，人均生態(tài)承載力5年間增加了0.006 hm2/人，增幅4.89%；而耕地、水域、建筑用地則整體呈現(xiàn)下降趨勢?？傮w看來，林用地的供給潛力最大，2015-2019年其人均生態(tài)承載力在總?cè)司鷳B(tài)承載力中所占比例高達(dá)87.30%，其次是耕地18.25%和牧草地7.31%的供給。

4.3 環(huán)江縣2015-2019年生態(tài)盈虧分析

2015-2019年環(huán)江縣各類土地年人均生態(tài)盈余為：林用地0.707 hm2>牧草地0.064 hm2>水域0.006 hm2，生態(tài)赤字：耕地1.471 hm2>能源用地0.165 hm2>建筑用地0.007 hm2，近五年來處于生態(tài)赤字狀態(tài)(表4)，可持續(xù)發(fā)展形勢不容樂觀。從土地類型看，造成生態(tài)赤字的主要原因是耕地、能源用地和建筑用地的足跡消耗大于供給，其中耕地最為嚴(yán)重，其次是能源用地。綜合來看，盡管在這期間環(huán)江縣的生態(tài)承載力有一定的增長，但其生態(tài)足跡也在增大，生態(tài)赤字起伏不定，且2019年人均生態(tài)赤字與2015年相比變化不明顯，表明環(huán)江縣生態(tài)足跡供需矛盾并未得到太大的改善，需要通過消耗自然資源的儲備來補償生態(tài)承載力的虧損，這不利于地區(qū)的可持續(xù)發(fā)展，需提高重視。

4.4 環(huán)江縣2015-2019年萬元GDP生態(tài)足跡分析

環(huán)江縣萬元GDP生態(tài)足跡呈波動下降的走勢，從1.732 hm2/萬元降至1.424 hm2/萬元。表明隨著地區(qū)生產(chǎn)總值的增長，環(huán)江縣的資源利用率也逐漸提高。2014年廣西萬元GDP生態(tài)足跡為0.832hm2/人[12]，與之相比，環(huán)江縣值更大，說明當(dāng)?shù)刭Y源的利用效率仍遠(yuǎn)低于廣西的平均值。

表4 環(huán)江縣2015-2019年生態(tài)足跡相關(guān)指標(biāo)匯總

5 結(jié)論和建議

5.1 結(jié)論

在社會經(jīng)濟發(fā)展的進程中，環(huán)境超負(fù)荷仍然是環(huán)江縣面臨的主要問題。通過計算環(huán)江縣2015-2019年生態(tài)足跡和生態(tài)承載力，總結(jié)了其變化情況和可持續(xù)發(fā)展?fàn)顟B(tài)。

(1)生態(tài)赤字持續(xù)存在，人地矛盾突出。2015-2019年環(huán)江縣人均生態(tài)足跡為2.723 hm2/人，人均生態(tài)承載力為1.632 hm2/人，人均生態(tài)赤字1.089 hm2/人，其中耕地和能源用地生態(tài)赤字問題最為顯著。環(huán)江縣的喀斯特區(qū)域生態(tài)環(huán)境脆弱，造成耕地資源零散、分布不均，人口與耕地間的矛盾明顯。有限的耕地足跡供給不足以支撐極大的消費需求，是造成其生態(tài)赤字的最主要原因。另外，能源赤字是當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)赤字的第二大要素，緩解當(dāng)?shù)毓┬杳茏钪饕菑慕鉀Q當(dāng)?shù)氐母睾湍茉从玫貑栴}入手。

(2)地區(qū)生態(tài)足跡供需結(jié)構(gòu)單一。其需求仍以耕地為主，占比64.98%，其中的豬肉、蔬菜、甘蔗、玉米、糧食更是占了耕地足跡需求的90.00%以上，這與當(dāng)?shù)刂еa(chǎn)業(yè)的發(fā)展和居民的飲食習(xí)慣有密切關(guān)系；足跡供給中林地占主要部分，占總量的87.30%，提供給消費的土地類型結(jié)構(gòu)簡單。

(3)環(huán)江縣萬元GDP生態(tài)足跡過高，資源利用率低亦是環(huán)江縣實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展面臨的一大挑戰(zhàn)。

5.2 建議

科學(xué)的土地利用功能區(qū)劃。環(huán)江縣的土地資源地域分配不均勻，需要適度控制資源相對缺乏地區(qū)的人口，根據(jù)地區(qū)資源優(yōu)勢，在維持現(xiàn)有農(nóng)林相關(guān)產(chǎn)業(yè)支柱地位的基礎(chǔ)上，發(fā)展高效且能保護生態(tài)的喀斯特地區(qū)特色農(nóng)業(yè)。優(yōu)化耕地生產(chǎn)模式，提高土地產(chǎn)量。2015-2019年環(huán)江縣耕地面積變化不大，但其總產(chǎn)量有下降趨勢，需要提高耕地的單位產(chǎn)能，充分利用有限的土地資源，進一步落實耕地的保護制度。強化生態(tài)保護意識，劃定和完善生態(tài)紅線。保護其生態(tài)安全，進一步規(guī)范自然資源管理制度，在經(jīng)濟發(fā)展中應(yīng)以保護林用地為前提。