陳曉娟，楊 孔

(西南民族大學(xué)青藏高原研究院，四川 成都 610041)

在中國經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的整個過程中的水環(huán)境和自然資源一直以來被作為制約中國經(jīng)濟(jì)的一個重要影響因素[1].當(dāng)今世界把我國社會主義經(jīng)濟(jì)和人類自然經(jīng)濟(jì)如何和諧穩(wěn)定運(yùn)行等當(dāng)作重要的討論議題[2].因此，有關(guān)于可持續(xù)發(fā)展的正確數(shù)據(jù)評價和有效定量數(shù)據(jù)測量一直以來是近幾年的學(xué)術(shù)研究前沿和發(fā)展重點(diǎn)[3].由加拿大生態(tài)學(xué)家William Rees[4]教授及他的學(xué)生共同提出并實(shí)施完善的區(qū)域生態(tài)變化足跡定量分析方法，為應(yīng)用定量指標(biāo)研究某一區(qū)域的生態(tài)可持續(xù)發(fā)展動態(tài)狀況分析提供了全新的科學(xué)視角，該分析理論通過系統(tǒng)建立簡明的定量指標(biāo)體系，結(jié)合計算機(jī)的應(yīng)用來準(zhǔn)確測定一定生態(tài)區(qū)域內(nèi)全體人類對自然資源的綜合利用能力，在生態(tài)環(huán)境承載力控制范圍內(nèi)，為一定區(qū)域的生態(tài)可持續(xù)發(fā)展動態(tài)狀況分析提供了可定量數(shù)據(jù)診斷[5].

關(guān)于生態(tài)足跡模型，國外相關(guān)學(xué)者對多個國家、區(qū)域規(guī)劃尺度課題進(jìn)行了大量投入研究，鑒于我國生態(tài)足跡測度模型直觀、綜合、易于設(shè)計讓外國人充分理解和廣泛接受.近年內(nèi)外相關(guān)學(xué)者已經(jīng)將該模型投入在不同國家尺度和各區(qū)域的生態(tài)可持續(xù)發(fā)展規(guī)劃測度課題研究中[6].國內(nèi)關(guān)于生態(tài)足跡的計算概念研究首次由張志強(qiáng)、徐中民[7]于1999 年先后引入國內(nèi)，隨后關(guān)于國內(nèi)生態(tài)生物足跡計算模型的實(shí)際應(yīng)用理論研究，在中國迅速地展開，特別是近年利用代數(shù)綜合法模型計算國內(nèi)生態(tài)足跡的成功案例屢見不鮮，分別成功計算出和分析了不同空間時段、不同空間尺度的國內(nèi)生態(tài)生物足跡及實(shí)際應(yīng)用中的問題[8].

本文通過內(nèi)江市統(tǒng)計局中的年鑒數(shù)據(jù)計算了威遠(yuǎn)縣2016 ～2020 年的生態(tài)足跡，能初步的了解威遠(yuǎn)縣在發(fā)展過程中遇到的問題以及發(fā)展中的缺陷，為該區(qū)域能夠更好的發(fā)展提供一定的科學(xué)指導(dǎo).

1 研究區(qū)域概況

威遠(yuǎn)縣位于四川盆地中南部，轄區(qū)區(qū)域面積128 955 hm2，地理橫跨北緯29°22′ ～29°47，東經(jīng)104°16′～104°53′.截止到2020 年威遠(yuǎn)縣耕地面積為0.5 萬hm2、林地面積為0.3 萬hm2、草地面積為0.02萬hm2、化石燃料用地面積為0.1 萬hm2、建筑用地面積為0.1 萬hm2、水域面積為0.4 萬hm2[9].威遠(yuǎn)縣有集中的典型林木藤本植物多個種類37 科58 屬70 多個典型林木植物品種，主要為松、杉、柏、桉等，藥用植物788 種.礦產(chǎn)資源主要包括有大型礦用石油、天然氣、煤、石灰?guī)r、鋁土礦的變質(zhì)粘石頁巖和大量鐵礦、磚用煤的變質(zhì)粘石頁巖、含大量鈣和鉀灰石變質(zhì)水泥和大量云母石的變質(zhì)粘土礦、粘土、高嶺土、巖石和硅酸鹽等20 多種[10].

2 研究方法

2.1 生態(tài)足跡概念

生態(tài)足跡(Ecological Footprint)是指能夠持續(xù)地提供資源或者消納廢物的具有生物生產(chǎn)力的地域空間.它將某一經(jīng)濟(jì)地區(qū)的自然資源和生態(tài)能源生產(chǎn)消費(fèi)同其地區(qū)擁有的主要生態(tài)資源能力水平進(jìn)行定量比較，來幫助判斷該地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展?jié)摿κ欠裨诰哂猩鷳B(tài)資源承載力的控制范圍內(nèi)，定量判斷區(qū)域的可持續(xù)性發(fā)展概況.該理論自提出以來就得到了學(xué)者的廣泛認(rèn)同及應(yīng)用[11].

2.2 生態(tài)足跡計算方法及指標(biāo)的選取

2.2.1 生態(tài)足跡

(1)各種消費(fèi)項(xiàng)目的人均生態(tài)足跡分量計算公式

式中:i:消費(fèi)項(xiàng)目類型；Ci:第i 種消費(fèi)項(xiàng)目的人均消費(fèi)量；Ai:第i 種消費(fèi)項(xiàng)目折算的人均占有的生物生產(chǎn)面積，單位hm2/人；Yi:生物生產(chǎn)土地生產(chǎn)第i種消費(fèi)項(xiàng)目的年(世界)平均產(chǎn)量，單位GJ/hm2；Pi:第i 種消費(fèi)項(xiàng)目年生產(chǎn)量；Ii:第i 種消費(fèi)項(xiàng)目年進(jìn)口量；Ei:第i 種消費(fèi)項(xiàng)目年出口量；N:人口數(shù).

(2)人均生態(tài)足跡的計算公式

式中:ef:人均生態(tài)足跡，單位hm2/人；rj:均衡因子.

(3)區(qū)域總?cè)丝诘纳鷳B(tài)足跡為

式中:EF:總?cè)丝诘纳鷳B(tài)足跡，單位:hm2；N:人口數(shù).

2.2.2 生態(tài)承載力

(1)人均生態(tài)承載力計算公式

式中:ec:人均生態(tài)承載力，單位hm2/人；aj:人均生物生產(chǎn)面積hm2/人；rj:均衡因子；yj:產(chǎn)量因子.

(2)區(qū)域生態(tài)承載力計算公式

式中:EC:區(qū)域總?cè)丝诘纳鷳B(tài)承載力(hm2)；N:人口數(shù).

2.2.3 生態(tài)足跡模型中使用的生物生產(chǎn)型面積的類型

在生態(tài)足跡模型中，生物生產(chǎn)土地面積主要考慮如下6 種類型(表1):

表1 生物生產(chǎn)土地面積類型Table 1 Types of land area for biological production

2.2.4 區(qū)域可持續(xù)發(fā)展的判定

EC-EF ＞0 生態(tài)盈余，表明區(qū)域發(fā)展目前是可持續(xù)的；

EC-EF ＜0 生態(tài)赤字，表明區(qū)域發(fā)展目前是不可持續(xù)的.

3 數(shù)據(jù)來源及處理

本文采用內(nèi)江市2016 ～2020 年統(tǒng)計年鑒數(shù)據(jù)，用生態(tài)足跡模型來評價內(nèi)江市威遠(yuǎn)縣的可持續(xù)發(fā)展情況.其中全球平均產(chǎn)量均來源于聯(lián)合國糧食及農(nóng)業(yè)組FAO 官網(wǎng)(http:/ /www. fao. org/home/en/). 能源消費(fèi)部分的計算，采用世界單位化石燃料生產(chǎn)性土地的平均發(fā)熱量為標(biāo)準(zhǔn)；產(chǎn)量因子和均衡因子均采用Wackernagel1997[6-7]年測算中國生態(tài)足跡所采用的.數(shù)據(jù)前期整理及圖片繪制均利用Excel 2010.

4 威遠(yuǎn)縣生態(tài)足跡計算

4.1 生物資源賬戶的生態(tài)足跡計算

在計算威遠(yuǎn)縣生物資源消費(fèi)賬戶，根據(jù)土地的不同類型選取了15 個消費(fèi)類型分別為:谷物、糖料、豆類、牛肉、薯類、油料、兔肉、豬肉、羊肉、牛奶、禽蛋、蜂蜜、蠶繭、水果產(chǎn)品、水產(chǎn)品，計算結(jié)果如表2 所示.

表2 威遠(yuǎn)縣2020 年生物資源消費(fèi)賬戶Table 2 Biological resource consumption account of Weiyuan County in 2020

4.2 能源消費(fèi)賬戶生態(tài)足跡計算

能源消費(fèi)的生態(tài)足跡是能源生產(chǎn)所需的土地面積和在能源消費(fèi)過程中吸收化石燃料燃燒排出的CO2所必需的土地面積. 威遠(yuǎn)縣的能源消費(fèi)賬戶主要為原煤、洗煤、電力和天然氣，詳見表3.

表3 威遠(yuǎn)縣2020 年能源消費(fèi)賬戶計算Table 3 Calculation of energy consumption account in Weiyuan County in 2020

4.3 威遠(yuǎn)縣2016 ～2020 年各土地類型人均生態(tài)足跡

根據(jù)圖1、表4 所示，2016 ～2018 年耕地人均生態(tài)足跡從0.104 hm2上升至0.180 hm2；林地人均生態(tài)足跡近5 年總體呈上升趨勢；2017 年水域人均生態(tài)足跡出現(xiàn)小幅度變化，其他年份均逐年增加；2018 年化石能源用地人均生態(tài)足跡出現(xiàn)減少，其余年份均為逐年增長，近5 年建設(shè)用地人均生態(tài)足跡均有增長趨勢，增量為0.06 hm2.

圖1 威遠(yuǎn)縣2016 ～2020 年各土地類型人均生態(tài)足跡(hm2)Fig.1 Per capita ecological footprint (hm2) of each land type in Weiyuan County during 2016 to 2020

表4 威遠(yuǎn)縣2016 ～2020 年各土地類型人均生態(tài)足跡(hm2)Table 4 Per capita ecological footprint (hm2) of each land type in Weiyuan County from 2016 to 2020

4.4 威遠(yuǎn)縣2016 ～2020 年各土地類型人均生態(tài)承載力

根據(jù)表5 所示，2016 ～2020 年耕地5 年間提高了0.01 hm2，耕地人均生態(tài)載力年均占總?cè)司休d力的75.5%，草地提高了0. 02 hm2，林地提高了0.000 012 hm2，建筑提高了0.01 hm2，而水域及林地提高較少.

表5 威遠(yuǎn)縣2016 ～2020 年各土地類型人均生態(tài)承載力(hm2)Table 5 Per capita ecological carrying capacity (hm2) of each land type in Weiyuan County from 2016 to 2020

4.5 威遠(yuǎn)縣2016 ～2020 年各類土地生態(tài)足跡需求和生態(tài)供給情況

由表6 中的數(shù)據(jù)我們可以看出林地、化石燃料地、水域和建筑用地土地類型呈現(xiàn)為生態(tài)赤字，而且化石燃料地對于生態(tài)赤字的貢獻(xiàn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其他兩類土地.其中耕地及草地出現(xiàn)了生態(tài)盈余.

表6 威遠(yuǎn)縣2016 ～2020 年各土地生態(tài)足跡需求和生態(tài)供給情況Table 6 Land ecological footprint demand and ecological supply in Weiyuan County from 2016 to 2020

4.6 威遠(yuǎn)縣對應(yīng)年份的生態(tài)盈虧計算結(jié)果

由圖2、表7 可知，自2016 年以來，威遠(yuǎn)縣一直處于生態(tài)赤字狀態(tài)，其中2017 年達(dá)到最高，之后有降低趨勢，總體人均生態(tài)赤字在0.9 hm2左右.

圖2 威遠(yuǎn)縣對應(yīng)年份的生態(tài)盈虧計算結(jié)果Fig.2 Calculation results of ecological profit and loss in Weiyuan County in corresponding years

表7 威遠(yuǎn)縣對應(yīng)年份生態(tài)盈虧計算結(jié)果Table7 Calculation results of ecological profit and loss in Weiyuan County in corresponding years

5 討論

威遠(yuǎn)縣人均生態(tài)足跡5 年間變化不明顯，增加了0.01 hm2.人均生態(tài)承載力變化幅度不大，但2016 ～2020 年威遠(yuǎn)縣均出現(xiàn)生態(tài)赤字現(xiàn)象. 照這樣發(fā)展下去，威遠(yuǎn)縣的城鎮(zhèn)化進(jìn)程乃至整個經(jīng)濟(jì)社會的發(fā)展都是難以持續(xù)的.從人均生態(tài)足跡的構(gòu)成來看，化石燃料用地生態(tài)足跡占比達(dá)一半以上，其次是建筑用地的生態(tài)足跡，而草地、林地、水域、耕地等的生態(tài)足跡占總生態(tài)足跡的比重較小.從人均生態(tài)足跡增長的速度來看，2016 ～2020 年期間，耕地的人均生態(tài)足跡增長速度最快，漲幅達(dá)到1.8 倍，其次是建筑用地，漲幅超過1.4 倍，化石能源用地、水域、林地的人均生態(tài)足跡增長0.9 倍左右.與葉婷[12]等人的研究結(jié)果相似，該研究指出蕪湖市2015 ～2020 年蕪湖城市發(fā)展均呈現(xiàn)生態(tài)赤字，處于強(qiáng)不可持續(xù)狀態(tài)，總體生態(tài)安全形勢較弱.這意味著，威遠(yuǎn)縣快速的城鎮(zhèn)化發(fā)展會給生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重的壓力. 應(yīng)調(diào)整威遠(yuǎn)縣的經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)，平衡發(fā)展與生態(tài)的關(guān)系，繼而達(dá)到威遠(yuǎn)縣生態(tài)環(huán)境和城市建設(shè)的可持續(xù)發(fā)展.

5.1 人口問題

大量研究成果表明，生態(tài)足跡的變化與我國人口數(shù)量增長高度密切相關(guān)[13]. 生態(tài)足跡與人口數(shù)量增長的相關(guān)系數(shù)高達(dá)0.978 9，表明人口數(shù)量增加會導(dǎo)致生態(tài)資源被大量的過度利用，人口的增加是造成我國生態(tài)資源足跡不斷變化上升的主要原因之一[14].2016 年至2020 年威遠(yuǎn)縣人口數(shù)從72. 9 萬下降到70.4 萬，從對分析威遠(yuǎn)縣近5 年的中國人口增長數(shù)據(jù)表來看分析，人口快速增長并非最主要的驅(qū)動原因[15].

5.2 自然資源及能源消耗

威遠(yuǎn)縣正處于工業(yè)化和城市化加速發(fā)展的進(jìn)程中，重工業(yè)的生產(chǎn)占據(jù)較高的比例. 威遠(yuǎn)縣屬于資源依靠型的發(fā)展模式[16].據(jù)統(tǒng)計2016 ～2020 年林地面積下降0.1%、草地面積下降0.12%、化石燃料用地面積下降5.82%、水域面積下降0.22%. 近5 年來，威遠(yuǎn)縣處于快速發(fā)展階段，大力發(fā)展新型釩鋼和鈦合金、新型建材、精細(xì)化工、綠色食品、電子機(jī)械等重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)[17].其次，威遠(yuǎn)大力發(fā)展全國商品糧基地、全國瘦肉型豬基地、全國速生豐產(chǎn)林基地、全國優(yōu)質(zhì)蠶繭基地、全國檸檬生產(chǎn)基地等，該地區(qū)的快速發(fā)展對資源及能源的消耗較高，化石燃料用地、林地、草地和水域覆蓋面積的下降會導(dǎo)致綜合生產(chǎn)力降低，致使化石燃料用地、林地、草地及水域生態(tài)系的承載力水平整體有所下降.這也可能是近年導(dǎo)致威遠(yuǎn)縣域生態(tài)資源赤字的一個重要構(gòu)成原因[18].若隨著經(jīng)濟(jì)增長，而不采取新措施進(jìn)行管理，將會對生態(tài)環(huán)境帶來不利的影響.

5.3 消費(fèi)結(jié)構(gòu)的改變

從人均自然生態(tài)環(huán)境足跡的種類構(gòu)成情況看，在各類自然土地資源類型構(gòu)成中草地的人均自然生態(tài)環(huán)境足跡遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了其他耕地的人均自然生態(tài)環(huán)境足跡，這主要原因是隨著人們生活品質(zhì)水平的不斷逐步提高，人們的糧食消費(fèi)結(jié)構(gòu)已經(jīng)發(fā)生了一些巨大變化，由以單一糧食產(chǎn)品為主的單一動物飲食結(jié)構(gòu)向食品多元化結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變，食品種類構(gòu)成中單一糧食的所占比例越來越小，豬肉、牛羊肉、禽肉、禽蛋、奶類等各種動物性營養(yǎng)產(chǎn)品的人均消費(fèi)量也沒有了絕對性的增加[19，20].國家經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，生活水平逐步提高，人們消費(fèi)需求的改變，對不同的畜牧產(chǎn)品的需求增加，最終導(dǎo)致了高生態(tài)赤字的產(chǎn)生[21].

6 結(jié)論及建議

6.1 結(jié)論

綜上所述，通過對2016 ～2020 年威遠(yuǎn)縣人均態(tài)足跡與承載力的研究可以看出，威遠(yuǎn)縣整體上處于生態(tài)虧損狀態(tài)，該地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)承受壓力較大，表明當(dāng)前威遠(yuǎn)縣發(fā)展處于不平衡狀態(tài).威遠(yuǎn)縣各土地類型生態(tài)足跡需求和生態(tài)供給情況分不均衡，其中林地、化石燃料地、水域和建筑用地土地生態(tài)赤字逐年增大外，耕地和草地土地類型生態(tài)盈余逐漸增加，其中化石燃料地占生態(tài)赤字的89%，化石燃料地產(chǎn)生的生態(tài)赤字超過了其他土地類型增加的生態(tài)盈余，這是造成威遠(yuǎn)縣整體出現(xiàn)生態(tài)赤字的根本原因.

6.2 建議

威遠(yuǎn)縣為確保在不降低當(dāng)?shù)匕傩丈a(chǎn)生活質(zhì)量水平的必要前提下，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展應(yīng)適當(dāng)采取以下重要措施:

(1)繼續(xù)嚴(yán)格控制城鎮(zhèn)人口快速增長，減少城鎮(zhèn)新增就業(yè)人口對自然資源的大量消耗，通過增加勞務(wù)輸出，減少新增人口生產(chǎn)負(fù)荷和增加生態(tài)環(huán)境足跡物的需求[22].

(2)提高城市自然生態(tài)系統(tǒng)的綜合承載力. 依靠先進(jìn)科技，發(fā)展高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)的新材料品種.保護(hù)農(nóng)民耕地，提高農(nóng)民土地的綜合生產(chǎn)力[23].要積極鼓勵當(dāng)?shù)剞r(nóng)民對占用土地開發(fā)進(jìn)行專業(yè)集約化承包經(jīng)營，增加對占用土地的經(jīng)營投入[24].

(3)調(diào)整現(xiàn)代農(nóng)業(yè)多種生產(chǎn)方式結(jié)構(gòu)，積極支持發(fā)展特色林產(chǎn)品和特色畜牧業(yè)[25]. 推薦不同類型的果蔬、花卉、特色農(nóng)產(chǎn)品的綜合種植[26]. 草地的自然生態(tài)保護(hù)赤字較大，加大草地畜牧業(yè)的經(jīng)濟(jì)投入，來源于滿足當(dāng)時人們對草地畜產(chǎn)品的大量需求[27]. 林業(yè)的經(jīng)濟(jì)生態(tài)利用盈余較大，多用于生產(chǎn)一些具有一定比較經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢的蔬菜水果.

(4)改變目前的人民生活和生產(chǎn)方式，建立資源節(jié)約型經(jīng)濟(jì)社會. 從自然資源綜合開采、資源綜合消耗、廢棄物綜合產(chǎn)生、再生資源綜合回收節(jié)約利用和經(jīng)濟(jì)社會資源消費(fèi)等各個環(huán)節(jié)工作著手，抓住有效節(jié)約資源和有效減少環(huán)境污染的各個重點(diǎn)關(guān)鍵領(lǐng)域、重點(diǎn)關(guān)鍵行業(yè)，大力支持推行工業(yè)節(jié)能、節(jié)水、節(jié)料、節(jié)約用地，推行自然資源綜合循環(huán)節(jié)約利用[28].綜合利用和清潔社會生產(chǎn)，更新社會消費(fèi)觀念，轉(zhuǎn)變社會生活生產(chǎn)消費(fèi)管理方式，建立一個資源節(jié)約型的現(xiàn)代社會經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)和生活消費(fèi)管理體系[29].