彭民 閔萍萍 朱志紅

摘要：為了解油氣資源開發(fā)過程中的生態(tài)占用情況，利用生態(tài)足跡法，結(jié)合油氣資源開發(fā)特點(diǎn)、對(duì)環(huán)境的影響及開發(fā)區(qū)域的自然情況，增加污染賬戶，來分析開發(fā)區(qū)域生態(tài)承載力變化趨勢(shì);利用生態(tài)壓力、萬元GDP生態(tài)足跡、生態(tài)足跡多樣性和發(fā)展能力等指數(shù)來評(píng)估該區(qū)域的可持續(xù)發(fā)展能力。以大慶油田為例，對(duì)1987—2017年的相關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行了測(cè)算，結(jié)果表明：近30年間大慶油田人均生態(tài)足跡明顯高于人均生態(tài)承載力，生態(tài)赤字水平逐年升高，生態(tài)壓力指數(shù)波動(dòng)式增加，區(qū)域生態(tài)壓力逐年增大，萬元GDP生態(tài)足跡大幅下降后保持相對(duì)穩(wěn)定，區(qū)域生態(tài)多樣性與發(fā)展能力之間的差距在擴(kuò)大。研究認(rèn)為進(jìn)入開發(fā)中后期階段的油田，既面臨地區(qū)生態(tài)供需矛盾突出的現(xiàn)實(shí)，又面臨經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量轉(zhuǎn)型升級(jí)的考驗(yàn)，需要采取均衡化、生態(tài)化、智慧化的策略，對(duì)油田土地進(jìn)行綜合開發(fā)與再利用。

關(guān)鍵詞：油氣資源;生態(tài)足跡;生態(tài)承載力;發(fā)展能力

中圖分類號(hào)：F407.22;X322

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1673-5595（2021）04-0010-08

自Rees提出生態(tài)足跡研究方法以來，因其在衡量區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展?jié)摿Ψ矫娴目茖W(xué)性和普適性，在世界范圍內(nèi)得到了廣泛推廣和應(yīng)用，研究領(lǐng)域不斷擴(kuò)展。[1]該方法引入中國后，引起了學(xué)者的研究興趣，利用該方法及對(duì)該方法的改進(jìn)，在不同尺度、行業(yè)領(lǐng)域生態(tài)承載力研究方面取得了很多成果。如黃寶榮等[2]在全國尺度上用該方法測(cè)算2000—2010年我國的生態(tài)足跡時(shí)發(fā)現(xiàn)，人均生態(tài)足跡由1.40gha增加到2.43gha，低于2.60gha的世界平均水平。一些學(xué)者還對(duì)該方法不斷改進(jìn)，特別是在地區(qū)生態(tài)足跡賬戶、計(jì)算方法、指標(biāo)選擇等方面，以適應(yīng)區(qū)域方面的研究要求。如郝海廣等[3]關(guān)于農(nóng)牧交錯(cuò)區(qū)草地消費(fèi)足跡與收入水平關(guān)系的研究;榮傲登等[4]利用耕地、草地、化石能源、建筑用地及水域等指標(biāo)，對(duì)河流流域生產(chǎn)性土地的生態(tài)足跡和生態(tài)承載力的研究;Liu等[5]

基于凈初級(jí)生產(chǎn)力改進(jìn)的生態(tài)足跡評(píng)價(jià)模型（EF-NPP模型），對(duì)國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)的研究;曹威威等[6]從消費(fèi)端和供給端構(gòu)建生態(tài)足跡賬戶體系，對(duì)能值生態(tài)足跡和能值生態(tài)承載力模型進(jìn)行改進(jìn)和優(yōu)化，對(duì)省域生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)變化特征的研究;趙鵬宇等[7]在現(xiàn)有生態(tài)足跡模型中通過增加污染排放、水資源賬戶，重新確定各項(xiàng)生物賬戶全球平均產(chǎn)量與土地均衡因子，對(duì)市縣區(qū)域生態(tài)足跡和生態(tài)承載力空間差異的研究。生態(tài)足跡法也常用在行業(yè)領(lǐng)域[8-10]、城市及地區(qū)生態(tài)盈虧的生態(tài)承載力[11-14]測(cè)算中。

生態(tài)足跡法側(cè)重于測(cè)算生態(tài)系統(tǒng)供給服務(wù)功能的特性與油氣資源開發(fā)區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)所面臨的主要壓力方向是吻合的。油氣資源開發(fā)過程復(fù)雜，要經(jīng)歷物探、鉆井、測(cè)井、采油、井下、油氣集輸及閉井恢復(fù)等環(huán)節(jié)，且具有開發(fā)持續(xù)時(shí)間長（30～70年）、占用區(qū)域面積大、地下隱蔽等特點(diǎn)。開發(fā)中產(chǎn)生的廢氣、廢水、固廢等“三廢”污染介質(zhì)，會(huì)給當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境帶來一系列不同程度的長期影響，其中采油過程對(duì)水資源（污染）的影響最大，其次是物探、鉆井環(huán)節(jié)產(chǎn)生的固廢。[15]經(jīng)過長期開發(fā)的油氣資源區(qū)域，地區(qū)生態(tài)環(huán)境發(fā)生了很大改變，[16]有必要結(jié)合油氣資源開發(fā)特點(diǎn)、區(qū)域生態(tài)環(huán)境特征，對(duì)該類型區(qū)域生態(tài)承載力變化情況進(jìn)行評(píng)價(jià)，以了解該區(qū)域的生態(tài)占用情況，為該區(qū)域經(jīng)濟(jì)和環(huán)境的可協(xié)調(diào)發(fā)展制定對(duì)策。

一、評(píng)價(jià)方法及指標(biāo)選擇

（一）評(píng)價(jià)方法

利用生態(tài)足跡及發(fā)展能力研究方法，按以下思路研究油氣資源開發(fā)區(qū)域內(nèi)的生產(chǎn)活動(dòng)：首先，從區(qū)域資源需求層面，將對(duì)當(dāng)?shù)刭Y源、能源的消費(fèi)量和由此產(chǎn)生的廢棄物排放量轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的具有生產(chǎn)力的土地面積，來分析該區(qū)域的吸納能力，進(jìn)而判斷該區(qū)域的發(fā)展?jié)摿?其次，從區(qū)域資源供給層面，考量所在區(qū)域的生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)，分析其能提供給開發(fā)區(qū)域人口和經(jīng)濟(jì)增長的生態(tài)空間，即區(qū)域所能支撐的最大人口數(shù)量和經(jīng)濟(jì)活動(dòng)總量;最后，通過計(jì)算生態(tài)壓力、萬元GDP生態(tài)足跡、生態(tài)足跡多樣性及發(fā)展能力指數(shù)來判斷該區(qū)域的可持續(xù)發(fā)展能力。

1.生態(tài)足跡模型

研究特定時(shí)間條件下供給區(qū)域內(nèi)的生態(tài)足跡，是通過將人口消費(fèi)的自然資源與燃料能源轉(zhuǎn)換成生產(chǎn)性土地面積，面積數(shù)值越大，表示產(chǎn)生的生態(tài)負(fù)荷越多。計(jì)算公式為

EF=N×ef=N×∑ri×ciPi（1）

式中：EF為區(qū)域總生態(tài)足跡，ef為區(qū)域人均生態(tài)足跡，N為人口數(shù)量，i為消費(fèi)項(xiàng)目的類別，Ci為第種消費(fèi)項(xiàng)目人均消費(fèi)量，Pi為第i種消費(fèi)項(xiàng)目平均生產(chǎn)能力，ri為不同類型土地的均衡因子。

生態(tài)承載力判斷的是區(qū)域內(nèi)部資源所能供養(yǎng)的人口最大負(fù)荷量，計(jì)算公式為

EC=N×ec=N×∑（ai×ri×yi）（2）

式中：EC為生態(tài)承載力總量，ec為人均生態(tài)承載力，ai為人均各類生物生產(chǎn)性土地面積，yi為不同類型土地的產(chǎn)量因子。

2.生態(tài)盈虧與壓力指數(shù)

利用生態(tài)盈虧來判斷區(qū)域發(fā)展是否處于生態(tài)承載力范圍之內(nèi)，利用生態(tài)壓力指數(shù)來說明人類活動(dòng)對(duì)區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)的干擾強(qiáng)度，二者相互補(bǔ)充與印證，可以更好地反映區(qū)域生態(tài)承載力變化狀況，計(jì)算公式為

ed=ec-ef（3）

EPI=ef/ec（4）

式中：ed為人均生態(tài)盈虧，ed>0表示人均生態(tài)盈余，生態(tài)系統(tǒng)是安全的、可持續(xù)的，反之不安全、不可持續(xù);EPI

為生態(tài)壓力指數(shù)，當(dāng)其小于1時(shí)，表明干擾強(qiáng)度未達(dá)到生態(tài)系統(tǒng)的自反饋上限，生態(tài)系統(tǒng)平衡，反之生態(tài)安全則受到威脅，EPI越大，生態(tài)系統(tǒng)遭受的干擾強(qiáng)度越大。

3.萬元GDP生態(tài)足跡指數(shù)

該指數(shù)反映區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)區(qū)域系統(tǒng)資源利用率的高低，可用以判斷區(qū)域發(fā)展?jié)撃埽瑪?shù)值越大，資源利用效率就越低，意味著發(fā)展能力不足。計(jì)算公式為

萬元GDP生態(tài)足跡=EF/GDP（5）

4.區(qū)域生態(tài)足跡多樣性與發(fā)展能力指數(shù)

生態(tài)足跡多樣性指數(shù)是用來描述一個(gè)區(qū)域內(nèi)各類資源消耗所占各類土地面積的均衡程度，指標(biāo)值越大，區(qū)域總生態(tài)足跡在不同地類中的分配占比越平均，生態(tài)系統(tǒng)多樣性越高;反之，說明區(qū)域產(chǎn)業(yè)類型單一，生態(tài)系統(tǒng)處于不穩(wěn)定狀態(tài)。計(jì)算方法參照Shannon-Weaver模型[17];用區(qū)域人均生態(tài)足跡與多樣性指數(shù)相乘，判斷區(qū)域生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的發(fā)展能力，計(jì)算方法參照Ulanowicz的文獻(xiàn)[18]。二者計(jì)算公式為

H=-∑（pj×lnpj）（6）

C=ef×H=ef×[-∑（pj×lnpj）]（7）

式中：H為區(qū)域生態(tài)足跡多樣性指數(shù)，C為區(qū)域生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)發(fā)展能力指數(shù)，pj表示第j類土地類型在生態(tài)足跡中的比例與分配狀況。H

值越高表明區(qū)域內(nèi)土地利用類型比例適中，生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)處于穩(wěn)定狀態(tài)。C值與人均生態(tài)足跡和多樣性指數(shù)之間正相關(guān)。當(dāng)多樣性指數(shù)處于穩(wěn)定時(shí)，高人均生態(tài)足跡會(huì)提升發(fā)展能力指數(shù)，這說明區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展能力是靠過多的生態(tài)足跡負(fù)荷取得的，這樣的發(fā)展能力很難持續(xù);好的狀態(tài)是生態(tài)負(fù)荷一定，通過區(qū)域內(nèi)各土地類型的合理使用，提升多樣性指數(shù)，來提高區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展能力。

（二）賬戶及指標(biāo)選擇

油氣資源開發(fā)區(qū)域內(nèi)各類生物資源、能源、水資源消耗及污染排放產(chǎn)生的生態(tài)足跡構(gòu)成區(qū)域總生態(tài)足跡。傳統(tǒng)生態(tài)足跡計(jì)算大多包括生物資源賬戶、能源賬戶兩部分。根據(jù)油氣資源開發(fā)特點(diǎn)及對(duì)開發(fā)區(qū)域水環(huán)境的影響，現(xiàn)將“水資源賬戶”和“污染消納賬戶”擴(kuò)展到生態(tài)足跡計(jì)算中，用來描述開發(fā)區(qū)域的水資源供給能力和污染排放生態(tài)足跡。考慮到該區(qū)域出產(chǎn)的產(chǎn)品類別與資源、能源消費(fèi)情況，根據(jù)開發(fā)區(qū)域數(shù)據(jù)的可獲得性、開發(fā)區(qū)域生物資源情況，選取的生態(tài)足跡指標(biāo)見表1。

（三）相關(guān)說明

1.土地類型劃分及均衡因子選取

根據(jù)油氣資源開發(fā)區(qū)域情況，將水資源用地、污染消納用地加入到生態(tài)足跡模型中。計(jì)算時(shí)，各土地類型的均衡因子參照楊屹等[19]的計(jì)算方法取值，即建設(shè)用地2.34、耕地2.34、水域0.32、草地0.48、化石能源用地1.64、林地1.64、污染消納用地1.0、水資源用地1.0。

2.產(chǎn)量因子選取

為補(bǔ)償人類對(duì)化石能源類自然資本的消耗，理論上應(yīng)留出用于吸收CO2所需的能源用地面積，但實(shí)際上人類并未專門劃出此類土地來吸收能源燃燒釋放的廢氣，故能源用地生態(tài)承載力面積一般為0。常認(rèn)為林地消納吸收廢氣，水域凈化消納污水，固體廢棄物堆積則占用耕地，為避免重復(fù)計(jì)算，故不單獨(dú)計(jì)算污染消納用地的生態(tài)承載力。計(jì)算時(shí)，各土地類型的產(chǎn)量因子參照Wackernagel等[20]計(jì)算中國生態(tài)足跡時(shí)采用的平均值，即建設(shè)用地1.66、耕地1.66、草地0.19、林地0.91、水域1.00、水資源用地2.45、能源用地0。

3.數(shù)據(jù)處理

計(jì)算中涉及的全球平均生產(chǎn)能力數(shù)據(jù)來源于聯(lián)合國糧農(nóng)組織（FAQ）統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)庫[21]。能源項(xiàng)目人均足跡測(cè)算是以單位能源消耗產(chǎn)生的平均發(fā)熱量為標(biāo)準(zhǔn)，通過各能源項(xiàng)目折算系數(shù)、全球平均能源足跡，將區(qū)域能源消耗轉(zhuǎn)化為能源用地面積;廢氣生態(tài)足跡測(cè)算是將廢氣排放量轉(zhuǎn)化為吸收大氣污染所需的林地面積，按照單位面積闊葉林對(duì)SO2的平均吸收能力取88.65千克每公頃、單位面積林地對(duì)粉塵的阻滯能力取10.11噸每公頃[22-23];廢水生態(tài)足跡測(cè)算是根據(jù)單位面積水域?qū)ξ鬯钠骄{能力取365噸每公頃[24];固廢生態(tài)足跡測(cè)算是按照單位土地面積固廢的適宜堆積量10.9萬噸每公頃換算[25];水資源人均足跡測(cè)算是按水資源全球平均生產(chǎn)能力3.14×103立方米每公頃標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算[19]。最后通過“產(chǎn)量因子、均衡因子”將土地面積調(diào)整為具有等價(jià)生產(chǎn)力的面積。

二、基于大慶油田的測(cè)算

（一）研究區(qū)域范圍

大慶油田位于松遼平原中央、黑龍江省中西部、松嫩平原腹地，地理坐標(biāo)為東經(jīng)125°12′至124°19′，北緯45°46′到46°55′。主要勘探區(qū)域包括東北和西北兩大探區(qū)，由薩爾圖、杏樹崗、喇嘛甸、朝陽溝等48個(gè)規(guī)模不等的油氣田組成，總面積達(dá)22 161平方千米。經(jīng)過60年多的持續(xù)開發(fā)，油田形成了以原油開采、集輸、注水、給排水、污水處理、電力、通信、道路、消防、礦區(qū)建設(shè)、機(jī)修、油田化工為主的完善的油氣開發(fā)系統(tǒng)，油田區(qū)域原生態(tài)環(huán)境也發(fā)生了很大改變。

（二）數(shù)據(jù)來源

研究中涉及的數(shù)據(jù)主要來自：大慶油田開發(fā)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，包括《中國石油天然氣集團(tuán)公司年鑒》、大慶油田檔案館等;《大慶市統(tǒng)計(jì)年鑒》《大慶市環(huán)境狀況公報(bào)》等;大慶市自然資源保護(hù)局提供的歷次土地利用調(diào)查數(shù)據(jù)。為統(tǒng)一數(shù)據(jù)口徑，采用大慶市農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量替代農(nóng)產(chǎn)品消費(fèi)量。因相關(guān)數(shù)據(jù)可獲得性問題，能源類指標(biāo)采用規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)的能源消耗量，水資源消費(fèi)量采用工業(yè)用水量。由于個(gè)別年份數(shù)據(jù)采集不全的原因，2000年以前的數(shù)據(jù)選取1987年、1990年和1995年3個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)。

（三）計(jì)算結(jié)果及分析

1.生態(tài)足跡分析

根據(jù)式（1）測(cè)算得到大慶油田1987—2017年各賬戶人均生態(tài)足跡情況，見表2。從表2可以看出，總體人均足跡呈上升趨勢(shì)，由5.460公頃每人升至10.846公頃每人，30年間增長近一倍。各賬戶中，除水資源總體呈降低趨勢(shì)外（2002年人均生態(tài)足跡達(dá)到峰值后逐漸降低），其余各用地人均生態(tài)足跡均呈上升趨勢(shì)，其中林地增長了8.5倍，建設(shè)用地增長了8.2倍（呈波動(dòng)式增長），草地增長了4.1倍，水域增長了3.6倍，耕地增長了1.9倍，能源用地增長了0.7倍，污染消納用地增長了0.1倍。這說明區(qū)域油氣經(jīng)濟(jì)的發(fā)展推動(dòng)了本地工業(yè)化的進(jìn)程，進(jìn)而產(chǎn)生了對(duì)城市建設(shè)用地需求的增長;油田建設(shè)、人口增加及生活水平的提高，對(duì)農(nóng)副產(chǎn)品消費(fèi)需求逐漸增加，對(duì)草地資源占用逐漸加大;油田地區(qū)水域、濕地資源豐富，市民對(duì)水產(chǎn)品需求量的增加帶動(dòng)了水產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。從結(jié)構(gòu)看，不同類型人均生態(tài)足跡占比差別較大，其中能源用地占比69.79%、耕地占比10.34%、草地占比8.30%，其余用地占比較低。作為重要石油、石化工業(yè)基地，能源生產(chǎn)、加工、消費(fèi)量巨大，使地區(qū)能源消耗的生態(tài)占用較突出，能源用地占比較高，且呈增長趨勢(shì)，說明該地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)能源依賴性較大，具有典型能源型地區(qū)特征。由于油田地處松嫩平原腹地，適宜大規(guī)模糧食生產(chǎn)，耕地占比僅次于能源用地。

在能源用地中，經(jīng)測(cè)算原油人均生態(tài)足跡約占能源用地的57%，煤炭約占比30%。表明石油資源消耗是導(dǎo)致該地區(qū)人均生態(tài)足跡顯著上升的主要因素，這與大慶地區(qū)以石油、石化工業(yè)為主的較單一的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)密切有關(guān);煤炭資源消耗對(duì)該地區(qū)人均生態(tài)足跡的影響居次要地位，大慶地區(qū)每年有近6個(gè)月的冬季燃煤供熱時(shí)間，煤炭價(jià)格相對(duì)石油價(jià)格低，取暖鍋爐油改煤后，燃煤對(duì)地區(qū)能源足跡消耗占比提升的影響很大。

從各污染項(xiàng)目人均生態(tài)足跡情況看。油田區(qū)域因油氣資源開發(fā)、生產(chǎn)和消費(fèi)帶來“工業(yè)三廢”問題，污染排放也占用了一定的地域空間，測(cè)算得出的油田區(qū)域各污染排放項(xiàng)目人均生態(tài)足跡情況如圖1所示。從圖1可以看出，廢氣污染人均生態(tài)足跡呈先升后降走勢(shì)，由1987年0.133公頃每人增加到2010年0.264公頃每人，此后，開始走低到2017年0.087公頃每人，這與2010年后加大了廢氣排放治理及廢氣回收技術(shù)的使用有關(guān);污染消納用地人均生態(tài)足跡也呈先升后降趨勢(shì)，2010年達(dá)到峰值（0.435公頃每人）后開始下降，這與廢氣污染人均生態(tài)足跡降幅較大有關(guān);廢水污染人均生態(tài)足跡在2015年前低于廢氣污染人均生態(tài)足跡，但總體呈上升趨勢(shì)，由1987年0.090公頃每人增長到2017年0.159公頃每人，這與油田區(qū)域石油工業(yè)增長、人口增加和城市擴(kuò)張有關(guān);油氣鉆井中的固體廢棄物及落地原油，一般呈點(diǎn)狀分布，都經(jīng)過了無害化處理，沒有產(chǎn)生明顯的固廢污染。

2.生態(tài)承載力分析

根據(jù)式（2）測(cè)算得到大慶油田人均生態(tài)承載力構(gòu)成情況，如圖2所示。

從變化趨勢(shì)看，油田區(qū)域人均生態(tài)承載力總體呈增長趨勢(shì)，由1987年1.014公頃每人增長到2017年1.919公頃每人，平均年增長率為2.92%。不同土地類型人均生態(tài)承載力均出現(xiàn)增長，其中，建設(shè)用地由0.049公頃每人增至0.328公頃每人（增幅最大），林地由0.044公頃每人增至0.149公頃每人，耕地由0.591公頃每人增至1.113公頃每人，水資源由0.086公頃每人增至0.161公頃每人，水域由0.362公頃每人增至0.417公頃每人，草地基本穩(wěn)定在0.02公頃每人左右。2000年以來大慶地區(qū)加強(qiáng)了油田區(qū)域未利用土地的開發(fā)，主要是一些草地和荒地的城市化利用;增加了荒地和油田用地的植樹造林，建設(shè)了油田生態(tài)林網(wǎng)工程;對(duì)非油田區(qū)域耕地進(jìn)行了保護(hù)和開發(fā);對(duì)區(qū)域濕地水資源加強(qiáng)了保護(hù)。這些做法對(duì)減緩生態(tài)壓力、保持生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定發(fā)揮了積極作用。

從結(jié)構(gòu)看，油田區(qū)域耕地人均生態(tài)承載力占比均值為54.4%，水域?yàn)?7.1%，建設(shè)用地、水資源、林地、草地占比較小。30年間，油田區(qū)域人均生態(tài)承載力上升受耕地、水域用地的影響最大，耕地和水域?qū)υ搮^(qū)域人均生態(tài)承載力貢獻(xiàn)率超過80%，為生態(tài)系統(tǒng)承載的主要貢獻(xiàn)者。

3.生態(tài)盈虧分析

根據(jù)公式（3）測(cè)算得到大慶油田區(qū)域生態(tài)盈虧變化趨勢(shì)情況，如圖3所示。從圖3可以看出，油田區(qū)域30年間人均生態(tài)赤字與人均生態(tài)足跡變化呈現(xiàn)“鏡像”關(guān)系，這與人均生態(tài)承載力上升變化較為平穩(wěn)且波動(dòng)小有關(guān)，人均生態(tài)足跡攀升是該區(qū)域人均生態(tài)赤字水平升高的決定性因素。根據(jù)謝高地等[26]

對(duì)生態(tài)赤字區(qū)段的劃分，人均生態(tài)赤字大于2～3公頃每人為嚴(yán)重生態(tài)赤字區(qū)。可見，大慶油田區(qū)域一直處于超嚴(yán)重生態(tài)赤字狀態(tài)，2017年人均生態(tài)赤字達(dá)到8.927公頃每人，兩倍于1987年的4.446公頃每人的水平，且生態(tài)赤字呈不斷擴(kuò)大趨勢(shì)，表明地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)超載程度嚴(yán)重，處于不可持續(xù)狀態(tài)。2014年人均生態(tài)赤字達(dá)到峰值（9.957公頃每人）后有縮減趨勢(shì)，主要是由于節(jié)能減排等政策的實(shí)施使整體能耗水平降低，區(qū)域能源用地人均生態(tài)赤字惡化得到初步控制。要想大幅改變這種情況，需采取切實(shí)可行措施來提高地區(qū)人均生態(tài)承載力。

單就提供基本生活資料的“生物資源賬戶”來測(cè)算，結(jié)果如圖4所示。從圖4可以看出，1987—2017年間油田區(qū)域林地、水域用地處于小幅人均生態(tài)盈余狀態(tài)，但盈余有限，水域在2012年和2017年出現(xiàn)過小幅人均生態(tài)赤字;耕地在2008年由人均生態(tài)盈余轉(zhuǎn)赤字，并在2012年達(dá)到最高值后逐漸減少;草地在2014年前處于人均生態(tài)赤字不斷增加狀態(tài)，之后開始減少。這表明大慶油田區(qū)域經(jīng)過長期的油氣開發(fā)、油田的城市化、耕地和草地的大量占用，區(qū)域原生態(tài)環(huán)境發(fā)生了很大改變，生態(tài)環(huán)境變得非常脆弱，草原破壞和退化嚴(yán)重，生態(tài)供需矛盾越來越突出，制約了區(qū)域內(nèi)農(nóng)、林、牧、副、漁各行業(yè)的發(fā)展，導(dǎo)致了生態(tài)承載水平降低。

4.生態(tài)壓力分析

根據(jù)式（4）測(cè)算得到大慶油田區(qū)域生態(tài)壓力指數(shù)變化情況，如圖5所示。從圖5可以看出，大慶油田生態(tài)壓力指數(shù)30年間圍繞6波動(dòng)，穩(wěn)定在5.165和6.678之間。根據(jù)趙先貴等[27]

對(duì)生態(tài)壓力指數(shù)等級(jí)的劃分：1級(jí)（小于0.5）很安全、2級(jí)（0.51～0.8）較安全、3級(jí)（0.81～1）稍不安全、4級(jí)（1.01～1.5）較不安全、5級(jí)（1.51～2）很不安全、6級(jí)（大于2）極不安全，可看出大慶油田區(qū)域處于超級(jí)不安全狀態(tài)，這說明區(qū)域人均生態(tài)足跡嚴(yán)重超出承載力，生態(tài)壓力非常高，面臨較大的由嚴(yán)重供需失衡造成的生態(tài)承載壓力，區(qū)域內(nèi)人口生產(chǎn)生活強(qiáng)度嚴(yán)重超出生態(tài)系統(tǒng)承載能力，生態(tài)安全難以保障。雖然2014年后生態(tài)壓力有所下降，但難以改變區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)承載壓力狀況。

根據(jù)式（5）測(cè)算得到大慶油田萬元GDP生態(tài)足跡變化情況，如圖6所示。從圖6可以看出，30年間大慶油田萬元GDP生態(tài)足跡值在2000年大幅下降后一直保持穩(wěn)定狀態(tài)（呈L狀），從1987年的10.6公頃/萬元降至2000年的1.885公頃/萬元，穩(wěn)定于2017年的1.105公頃/萬元。隨著油田區(qū)域萬元GDP能耗的降低，油田資源利用效率有一定提升，經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程對(duì)資源的依賴程度有所下降，說明區(qū)域資源利用方式發(fā)生了一定改變，集約型、節(jié)約型能源消耗方式增多，非油產(chǎn)業(yè)對(duì)地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的貢獻(xiàn)在增加，生態(tài)型、環(huán)保型及資源高效利用型產(chǎn)業(yè)受到重視，減少了對(duì)自然資源的過度依賴。

根據(jù)式（6）和式（7）測(cè)算得到大慶油田生態(tài)足跡多樣性和發(fā)展能力變化情況，如圖7所示。從圖7可以看出，30年間大慶油田區(qū)域生態(tài)足跡多樣性指數(shù)變化平緩，整體呈緩慢增長趨勢(shì)，從1987年的0.865增長到2017年的1.148，期間主要在1上方小幅波動(dòng)，增長了1.42倍，但仍低于1.29的中國平均水平[28]。這顯示出油田區(qū)域產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)雖然有所優(yōu)化，但仍落后于全國平均水平，各土地類型的生態(tài)足跡分配仍不均衡;發(fā)展能力指數(shù)從1987年的4.723增長到2014年的最高點(diǎn)14.341后開始下降，到2017年時(shí)為12.451，總體增長了2.6倍。由式（7）可知，區(qū)域的發(fā)展能力由生態(tài)足跡與生態(tài)足跡多樣性指數(shù)兩項(xiàng)指標(biāo)確定，其中任何一項(xiàng)指標(biāo)的增長均可帶來發(fā)展能力的增長。油田區(qū)域生態(tài)多樣性指數(shù)與發(fā)展能力指數(shù)之間的差距在擴(kuò)大，發(fā)展能力的增長幅度遠(yuǎn)高于生態(tài)足跡多樣性的增長幅度，說明發(fā)展能力的增長主要取決于生態(tài)足跡的增長，區(qū)域發(fā)展能力的上升是由生態(tài)負(fù)荷的消耗帶來的。區(qū)域經(jīng)濟(jì)的發(fā)展對(duì)資源、能源的依賴性很強(qiáng)，后續(xù)可持續(xù)發(fā)展能力有待改善，今后應(yīng)重點(diǎn)考慮如何通過提高生態(tài)足跡多樣性來提升油田區(qū)域的發(fā)展能力，特別是在土地資源多元化利用方面。

（四）測(cè)算總結(jié)

1.大慶油田區(qū)域人均生態(tài)赤字呈現(xiàn)超嚴(yán)重狀態(tài)

大慶油田區(qū)域近30年間人均生態(tài)足跡增長近一倍。在持續(xù)較高水平的區(qū)域人均生態(tài)足跡中，能源用地、耕地占比較大;在能源人均生態(tài)足跡消耗中，原油、煤炭占比最大。作為能源產(chǎn)業(yè)占比居于主導(dǎo)地位的資源型區(qū)域，能源消耗量大，化石能源生態(tài)足跡成為人均生態(tài)赤字的重要貢獻(xiàn)部分。

2.近30年間大慶油田區(qū)域各土地類型人均生態(tài)承載力增長幅度有限

耕地和水域是區(qū)域生態(tài)承載的主要貢獻(xiàn)者（其余用地貢獻(xiàn)不明顯），對(duì)油田區(qū)域經(jīng)濟(jì)活動(dòng)起主要承載作用。相對(duì)于人均生態(tài)承載力，區(qū)域人均生態(tài)足跡始終處于高位增長中，這表明大慶油田區(qū)域處于不可持續(xù)發(fā)展?fàn)顟B(tài)，亟待進(jìn)行土地利用結(jié)構(gòu)和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的合理調(diào)整和優(yōu)化。

3.大慶油田區(qū)域發(fā)展能力呈現(xiàn)不足狀態(tài)

生態(tài)壓力指數(shù)波動(dòng)式增長，區(qū)域生態(tài)壓力逐漸增大，生態(tài)系統(tǒng)處于極不安全狀態(tài)，制約了區(qū)域經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。雖然萬元GDP生態(tài)足跡大幅下降后保持相對(duì)穩(wěn)定，生態(tài)足跡分配趨于均衡，但發(fā)展能力指數(shù)增長緩慢，處于長期人均生態(tài)赤字狀況下的大慶油田面臨可持續(xù)發(fā)展難題。油田區(qū)域生態(tài)多樣性指數(shù)與發(fā)展能力指數(shù)之間的差距在擴(kuò)大，說明區(qū)域內(nèi)土地資源的規(guī)劃、利用結(jié)構(gòu)不合理，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級(jí)緩慢。

三、結(jié)語

促進(jìn)油氣資源開發(fā)區(qū)域的可持續(xù)發(fā)展和轉(zhuǎn)型升級(jí)，一方面應(yīng)采取綜合手段提高該區(qū)域的人均生態(tài)承載力水平，提高區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)的資源供給和污染消納等服務(wù)能力，提高各類土地單位生產(chǎn)力水平，提高資源綜合利用效率。因此，要加強(qiáng)對(duì)區(qū)域內(nèi)未利用土地的規(guī)劃開發(fā)，走均衡化、生態(tài)化和低碳化發(fā)展道路，注重對(duì)草地、林地和水資源的綜合保護(hù)與利用。另一方面該區(qū)域應(yīng)根據(jù)自身?xiàng)l件，利用新一代信息技術(shù)的智慧與地區(qū)生態(tài)的深度融合，走智慧生態(tài)創(chuàng)新高質(zhì)量轉(zhuǎn)型發(fā)展之路。因此，需要探尋構(gòu)建清潔低碳、生態(tài)安全、智慧發(fā)展的生態(tài)系統(tǒng)，創(chuàng)造獨(dú)特的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，形成理想的自然、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)人文環(huán)境，吸引各類生產(chǎn)要素向本地區(qū)匯聚，通過生產(chǎn)要素與智慧生態(tài)創(chuàng)新模式的結(jié)合，形成高質(zhì)量發(fā)展的動(dòng)力系統(tǒng)，推動(dòng)智慧生態(tài)新技術(shù)、新產(chǎn)業(yè)、新模式、新業(yè)態(tài)的創(chuàng)新和發(fā)展，推動(dòng)地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式的深刻變革。

參考文獻(xiàn)：

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

[2] 黃寶榮，崔書紅，李穎明.中國2000—2010年生態(tài)足跡變化特征及影響因素[J].環(huán)境科學(xué)，2016，37（2）：420-426.

[3] 郝海廣，李秀彬，張惠遠(yuǎn)，等.農(nóng)牧交錯(cuò)區(qū)農(nóng)戶生態(tài)足跡及其影響因素[J].自然資源學(xué)報(bào)，2016，31（1）：52-63.

[4] 榮傲登，卜楠.古藺河流域生態(tài)足跡分析[J].內(nèi)蒙古林業(yè)調(diào)查設(shè)計(jì)，2017，40（3）：72-76.

[5] Liu X， Fu J， Jiang D， et al. Improvement of Ecological Footprint Model in National Nature Reserve Based on Net Primary Production （NPP）[J]. Sustainability，2018，11（1）：1-16

[6] 曹威威，孫才志.能值生態(tài)足跡模型的改進(jìn)——以海南為例[J].生態(tài)學(xué)報(bào)，2019，39（1）：216-227.

[7] 趙鵬宇，郭勁松，劉秀麗，等.基于生態(tài)足跡模型修正的忻州市生態(tài)承載力空間差異變化[J].干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究，2019，37（1）：41-50.

[8] 王中航，周傳斌，王如松，等.中國典型特大城市交通的生態(tài)足跡評(píng)價(jià)[J].生態(tài)學(xué)雜志，2015，34（4）：1129-1135.

[9] 張丹，成升魁，高利偉，等.城市餐飲業(yè)食物浪費(fèi)的生態(tài)足跡——以北京市為例[J].資源科學(xué)，2016，38（1）：10-18.

[10] 趙靜，王穎，趙春子，等.延邊州水資源生態(tài)足跡與承載力動(dòng)態(tài)研究[J].中國農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2017，22（12）：74-82.

[11] 金悅，陸兆，檀菲菲，等.典型資源型城市生態(tài)承載力評(píng)價(jià)——以唐山市為例[J].生態(tài)學(xué)報(bào)，2015，35（14）：4852-4859.

[12] 王冠.基于能值-生態(tài)足跡法的資源型城市生態(tài)安全演變研究：以河南省焦作市為例[J].中國礦業(yè)，2018，27（4）：91-95.

[13] 張傳平，高偉，劉樂，等.資源型城市克拉瑪依的生態(tài)可持續(xù)發(fā)展研究——基于改進(jìn)的生態(tài)足跡模型[J].中國石油大學(xué)學(xué)報(bào)（社會(huì)科學(xué)版），2014，30（6）：21-25.

[14] 趙正，寧靜，周非飛，等.基于生態(tài)足跡模型的資源型城市生態(tài)承載力評(píng)價(jià)——以黑龍江省大慶市為例[J].水土保持通報(bào)，2019，39（2）：281-287.

[15] 王甲山，劉洋，彭民.油氣資源開發(fā)生態(tài)環(huán)境稅費(fèi)研究[J].中國石油大學(xué)學(xué)報(bào)（社會(huì)科學(xué)版），2016，32（4）：6-10.

[16] 黎江峰，吳巧生，周娜，等.中國頁巖氣資源開發(fā)利用的能源安全效益評(píng)價(jià)與預(yù)測(cè)[J].中國石油大學(xué)學(xué)報(bào)（社會(huì)科學(xué)版），2020，36（4）：1-8.

[17] Shannon C E， Weaver W.The Mathematical Theory of Communication[M].Urbana： University of Illinois Press，1998.

[18] Ulanowicz R E.Growth and Development： Ecosystems Phenomenology[M].New York： Springer-Verlag，2000.

[19] 楊屹，加濤.21世紀(jì)以來陜西生態(tài)足跡和承載力變化[J].生態(tài)學(xué)報(bào)，2015，35（24）：7987-7997.

[20] Wackernagel M，Monfreda C，Erb K H，et al.Ecological Footprint Timeseries of Austria， the Philippines， and South Korea for 1961-1999：

Comparing the Conventional Approach to Anacturl Land Areaapproach[J].Land Use Policy，2004，21（3）：261-269.

[21] 聯(lián)合國糧農(nóng)組織數(shù)據(jù)庫.農(nóng)產(chǎn)品全球平均產(chǎn)量[EB/OL].（2015-01-24）[2020-05-20].http：//faostat.Fao.org/faostat-gateway/go/to/download/Q/QC/E.

[22] 趙同謙，歐陽志云，鄭華，等.中國森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能及其價(jià)值評(píng)價(jià)[J].自然資源學(xué)報(bào)，2004，19（4）：480-491.

[23] 趙巖，司繼濤，田保國，等.城市固體廢物處理處置技術(shù)政策方法1模型研究[J].北京大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2007（6）：834-838.

[24] 王建龍，文湘華.現(xiàn)代環(huán)境生物技術(shù)[M].北京：清華大學(xué)出版社，2001：10.

[25] 杜吳鵬，高慶先，張恩琛，等.中國城市生活垃圾處理及趨勢(shì)分析[J].環(huán)境科學(xué)研究，2006（6）：115-120.

[26] 謝高地，魯春霞，甄霖，等.生態(tài)赤字下非再生資源對(duì)生態(tài)空間的替代作用[J].資源科學(xué)，2006（5）：2-7.

[27] 趙先貴，馬彩虹，高利峰，等.基于生態(tài)壓力指數(shù)的不同尺度區(qū)域生態(tài)安全評(píng)價(jià)[J].中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2007（6）：135-138.

[28] 徐中民，張志強(qiáng)，程國棟，等.中國1999年生態(tài)足跡計(jì)算與發(fā)展能力分析[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)，2003，14（2）：280-285.

責(zé)任編輯：曲 紅

Evaluation on Ecological Carrying Capacity and Developing Capacity of? Oil and Gas Resources Development Region： A Case Study on Daqing Oilfield

PENG Min1， MIN Pingping2， ZHU Zhihong1

（1.Institute of Petroleum Economics and Management， Northeast Petroleum University， Daqing， Heilongjiang， 163318， China;

2.School of Economics and Management， Northeast Petroleum University， Daqing， Heilongjiang 163318， China）

Abstract： In order to find out the ecological approbation in oil and gas resources development， we join in the pollution account and analyze the changing trends of ecological carrying capacity of development regions by using ecological footprint method and considering the characteristics of oil and gas resources development， as well as the impact on the environment and the natural conditions of the development area. The index of ecological pressure， the ecological footprint Per 10 000 Yuan GDP， the diversity of ecological footprint， and the development ability are used to evaluate the sustainable development ability of the oilfield. The evaluation of? the relevant statistical data of Daqing Oilfield from 1987 to 2017? shows： in the past 30 years， the per capita ecological footprint of the Daqing Oilfield is significantly higher than the per capita ecological carrying capacity;? the ecological deficit level has increased year by year， ecological pressure index fluctuates， and the regional ecological pressure has increased year by year; Per 10 000 Yuan GDP ecological footprint has remained relatively stable after falling sharply; the gap between regional ecological diversity and development capabilities has been widening. The research indicates that the oilfield which has entered the middle and late stages faces both the reality of the contradiction between regional ecological supply and demand and the test of the high-quality transformation and development of the regional economy. It is necessary to adopt balanced， ecological， low-carbon and intelligent strategies for comprehensive development and reuse of oilfield land.

Key words：oil and gas resources; ecological footprint; ecological carrying capacity; developing capacity