基于生態(tài)足跡的德州市土地資源可持續(xù)利用評價

摘要:將生態(tài)足跡模型應用于德州市土地資源可持續(xù)利用狀況分析。結果表明，德州市人均生態(tài)赤字由1.174 hm2增加到3.067 hm2，年均增長32.25%，顯示人類對土地資源的利用已經(jīng)超過了區(qū)域土地承載能力，必須對區(qū)域土地系統(tǒng)結構和功能進行調整，以提高德州市土地資源可持續(xù)利用能力。

關鍵詞:生態(tài)足跡;生態(tài)承載力;土地資源;德州市

中圖分類號:F301.3 文獻標識碼:A 文章編號:0439-8114(2008)08-0905-03

目前我國有關區(qū)域的土地可持續(xù)利用研究方法主要是層次分析法#65380;模糊評價法等方法[1]。20世紀90年代以來，出現(xiàn)了許多基于經(jīng)濟學和系統(tǒng)學的資源環(huán)境評價方法和模型[2]。加拿大學者Rees和Wackernagel于1992年了提出的態(tài)足跡模型，該方法是一種以土地為度量單位的可持續(xù)評價一種定量測度方法，該模型于1999年被徐中民等學者引入國內以來，成為新興的研究熱點[3~4]。

1 土地資源利用特征

德州市位于北緯36°24′~38°0′，東經(jīng)115°45′~117°24′之間，黃河下游北岸，山東省西北部。德州市位于廣闊平坦的沖積平原上，各種崗高#65380;坡#65380;洼微地貌相間分布;土壤以地域性中堿性潮土為主，占土地總面積的96.5%，其次為少量的鹽土和風沙土;旱#65380;澇#65380;堿等自然災害十分嚴重，農業(yè)生態(tài)環(huán)境變動性較強。區(qū)域土地利用變化主要體現(xiàn)在面積變化上，面積變化可反映在不同類型的總量變化上。通過分析土地利用類型的總量變化，可了解土地利用變化總的態(tài)勢和土地利用結構的變化.根據(jù)德州市土地利用分類統(tǒng)計(表1)，1996年到2006年，林地#65380;居民工礦用地和交通用地呈上升趨勢;園林#65380;水域#65380;牧草地和未利用呈減少趨勢;居民點及工礦用地#65380;交通用地和林地對土地利用變化貢獻較大。

2 土地資源的生態(tài)足跡評價模型

2.1 生態(tài)足跡的內涵

生態(tài)足跡是指能夠持續(xù)地向一定規(guī)模的人口提供資源和消納廢物的生物生產性土地資源。通過比較生態(tài)足跡需求和生態(tài)承載力可用來分析區(qū)域經(jīng)濟社會發(fā)展是否與當?shù)刈匀簧鷳B(tài)系統(tǒng)相適應，從而對該區(qū)域生態(tài)環(huán)境進行分析和評價。生物生產性土地是生態(tài)足跡分析法對各類自然資本提供的統(tǒng)一度量基礎，它由地球上具有生態(tài)生產能力的耕地#65380;草地#65380;林地#65380;建筑用地#65380;化石能源地和水域等6個部分組成。耕地是生物生產性土地中生產力最高的土地;草地是提供給人類畜牧業(yè)產品的土地;林地是指產出木材及林產品的人造林和天然林的土地;建筑用地是包括人類各類居住設施#65380;道路等建設所占用的土地類型;化石能源地是人類應該留出用于吸收CO2的土地，該部分在計算中，考慮了CO2吸收所需要的化石能源地面積;水域指為人類提供各種水產品的水域面積。

2.2 生態(tài)足跡模型

計算主要基于兩個假設:一是人類能夠計算出自身消費的大多數(shù)資源和產生的大多數(shù)廢棄物數(shù)量;二是這些資源和廢棄物能夠被轉換成相應的生物生產土地面積。因此，已知人口的生態(tài)足跡是生產這些人口所消費的所有資源和吸納這些人口所產生的所有廢棄物所需要的生物生產總面積。其公式為[5]:EF=Nef=N×rj∑(aai)=N∑(Ci/Pi)，式中，EF代表總的生態(tài)足跡，單位hm2;N代表人口數(shù);ef代表人均生態(tài)足跡，單位hm2;i代表消費項目和投入的類型;aai代表人均i種消費項目折算的生物生態(tài)面積;rj為某類生物生產性土地的均衡因子，其值為該類生物生產性土地的全球平均生產力與上述6大類生物生產性土地的全球平均生物生產力之比;Pi代表第i種消費項目的平均生產能力;Ci代表第i種項目的人均消費量。由上式可知生態(tài)足跡是人口數(shù)和人均物質消費的函數(shù)，生態(tài)足跡是每種消費項目生物生產面積的總和[6]。

2.3 生態(tài)承載力模型

計算方法是將區(qū)域內各類生物生產土地面積乘以均衡因子和產量因子后，求和得到帶有世界平均產量的世界平均生態(tài)空間面積，即總的生態(tài)承載力。計算模型如下:

1)人均生態(tài)承載力模型 ec=∑aj×rj×yj(j=1，2，…，6)，式中，ec代表人均生態(tài)承載力(hm2);aj代表實際人均占有的第j類生物生產土地面積;rj代表均衡因子;yj代表產量因子。

2)區(qū)域生態(tài)承載力模型 EC=N×ec，式中，EC代表區(qū)域總的生態(tài)承載力;N代表區(qū)域總人口數(shù);ec代表人均生態(tài)承載力(hm2)。按WCED的報告，在區(qū)域生態(tài)承載中應該留出12%的生物生產性土地面積，用以保護區(qū)域內生態(tài)環(huán)境。

2.4 生態(tài)赤字模型

ED=EF-EC=N(ef-ec)，式中，ED代表生態(tài)赤字，EF代表生態(tài)足跡，EC代表生態(tài)承載力。如果區(qū)域的生態(tài)足跡需求超過了區(qū)域所能提供的生態(tài)足跡供給(生物承載力)，就會出現(xiàn)生態(tài)赤字。生態(tài)赤字是生態(tài)足跡方法進行區(qū)域可持續(xù)發(fā)展評價的主要依據(jù)。

3 土地可持續(xù)利用的生態(tài)足跡分析

3.1 土地資源評價計算數(shù)據(jù)來源與參數(shù)選取

數(shù)據(jù)來源于德州市經(jīng)濟統(tǒng)計年鑒2003~2007年。計算過程由兩個部分構成:生物資源和能源。生物資源主要包括農產品#65380;動物產品#65380;水產品#65380;水果#65380;木材和林產品等。能源包括煤炭#65380;焦炭#65380;原油#65380;汽油#65380;電力#65380;柴油#65380;燃料油和天然氣等。能源消費量轉化為化石能源生產土地面積時，采用世界上單位化石燃燒生產土地面積的平均發(fā)熱量為標準，將當?shù)啬茉聪M所利用熱量折算成為化石燃料土地面積。計算采用WWF2004報告給出的2001年的均衡因子:建筑用地和耕地為2.19，水面為0.36，草地為0.48，林地和化石能源用地為1.38。產量因子則沿用Wackernagel計算中國生態(tài)足跡時所采用的值[7]:建筑用地1.49，耕地1.66，水域為1，草地為0.19，林地0.91，石能源用地為0。

3.2 計算結果

通過計算德州市生態(tài)足跡總量從2002年的

9 431 625 hm2增加到2006年的20 660 804 hm2，年均增長率為23.81%。人均生態(tài)足跡從2002年的1.373 5 hm2增加到3.703 6 hm2，年均增長33.93%。2002~2006年人均生態(tài)赤字分別為1.18#65380;1.94#65380;1.70#65380;2.85#65380;3.07，呈現(xiàn)快速增長的態(tài)勢。

1)近5年德州總生態(tài)足跡明顯高于總生態(tài)承載力，生態(tài)足跡總量和人均生態(tài)足跡變化規(guī)律一致，總體呈上升趨勢。人均生態(tài)足跡(表1)高于生態(tài)足跡總量的增長速度。德州總人口數(shù)量從2002年的5.44×106人，增加到2006年的5.579×106人，增加1.43×105人，年均人口自然增長率為5.24‰。國民生產由2002年的460.5億元增長到2006年的1 003.38億元，年均增長率為23.58%。經(jīng)濟的高速增長，使得年人均生態(tài)足跡高速增加，土地資源壓力猛增。

2)德州市人均生態(tài)足跡2003以來最大的是化石燃料用地，明顯高于其他土地利用類型，且有逐年增加的趨勢;其次是耕地和草地，水域的生態(tài)需求有增加的趨勢(表2);林地的人均生態(tài)足跡最最小，建筑用地的生態(tài)足跡較小。從2006年人均各類生物生產土地資源面積，可看出德州市經(jīng)濟發(fā)展對能源輸入的依賴性較強，基本生活消費占的比重較大，生活消費結構發(fā)生改變，經(jīng)濟發(fā)展水平不高。

3)德州市人均生態(tài)承載力占有較大的是耕地和建筑用地(表2)。耕地的人均生態(tài)承載力從2005年開始呈現(xiàn)下降趨勢，草地的生態(tài)承載力一直是較小，反映了德州市經(jīng)濟整體水平不高，還是一個傳統(tǒng)意義上的農業(yè)大市。工業(yè)經(jīng)濟的落后，人口增加使得耕地資源面臨的壓力越來越大，建筑用地承載力增加可能與建筑土地規(guī)范化管理有關系，也說明本市的城鎮(zhèn)化水平比較低。

4)2002~2006年人均生態(tài)赤字呈現(xiàn)快速增長的態(tài)勢。近5年該市的人均生態(tài)足跡和人均承載力已接近山東省的平均水平(2001年，1.84 hm2#65380;0.54 hm2)，生態(tài)赤字增長速度高于山東省平均水平(2001年，1.3)。

5)德州市萬元產值生態(tài)足跡基本維持在1.80~2.4 hm2之間，略有減小趨勢。2002~2006年的萬元GDP生態(tài)足跡分別為:2.048 hm2#65380;2.339 hm2#65380;1.88 hm2#65380;2.35 hm2#65380;2.06 hm2，高于山東省(2002年，1.56 hm2)，低于全國水平(2002年，2.037 hm2)。說明德州市經(jīng)濟發(fā)展對土地資源的依賴性較高，資源利用效益提高不大，生物生產面積類型的產出率相對較低。

4 提高土地資源可持續(xù)利用的措施

1)科學編制#65380;實施土地利用總體規(guī)劃。通過編制和實施土地利用總體規(guī)劃，從宏觀上對區(qū)域內土地利用結構#65380;功能進行調整，優(yōu)化各類用地布局，盡可能在整體上減緩生態(tài)赤字。既要充分考慮土地資源的自然屬性，以土地的基本特點為依據(jù)，又要綜合考慮經(jīng)濟#65380;社會等因素，科學合理安排各類用地的數(shù)量和空間布局，使土地利用在時間和空間上呈現(xiàn)出合理性和協(xié)調性.為實現(xiàn)耕地總量動態(tài)平衡，控制非農建設用地供給量，實施人口#65380;資源#65380;經(jīng)濟#65380;社會發(fā)展相協(xié)調的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。

2)突出區(qū)域土地利用特色，提高土地利用綜合效益。德州市作為國家和山東省重要的糧#65380;棉#65380;蔬生產基地，應優(yōu)先保障農業(yè)用地，在確保農業(yè)用地實現(xiàn)動態(tài)平衡的前提下，協(xié)調農業(yè)和非農業(yè)用地;同時，在土地利用過程中加強生態(tài)工程建設，優(yōu)化土地利用結構和產業(yè)結構，建立一個具有自組織和自穩(wěn)定的自然人工復合生態(tài)系統(tǒng)，提高土地利用的經(jīng)濟#65380;社會#65380;生態(tài)綜合效益。

3)發(fā)揮區(qū)位優(yōu)勢，明確經(jīng)濟發(fā)展導向。德州市交通發(fā)達，農業(yè)光熱資源豐富。在制定經(jīng)濟政策時，應統(tǒng)籌安排各類用地需求，加強科技投入，提高土地利用的科技含量，促進區(qū)域土地資源合理利用，避免土地資源浪費，在保障經(jīng)濟效益的前提下，實現(xiàn)土地利用結構有序調整。同時應積極推進勞務輸出，緩解人口新需求對土地利用變化的壓力。

4)加強現(xiàn)代科技投入，建立土地資源動態(tài)監(jiān)測管理系統(tǒng)。土地資源的生態(tài)足跡與生態(tài)承載力取決于土地利用的結構和布局，因此，可以通過3S技術建立土地規(guī)劃實施動態(tài)管理監(jiān)測系統(tǒng)，監(jiān)測土地利用結構的演變和跟蹤產業(yè)布局變化，促進土地資源可持續(xù)利用措施的實施。

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