克州近十年生態足跡與生態承載力的動態分析

艾克代·沙拉木 何清

(新疆大學資源與環境科學學院新疆烏魯木齊 830046；中國烏魯木齊沙漠氣象研究所新疆烏魯木齊 830002)

克州近十年生態足跡與生態承載力的動態分析

艾克代·沙拉木 何清

(新疆大學資源與環境科學學院新疆烏魯木齊 830046；中國烏魯木齊沙漠氣象研究所新疆烏魯木齊 830002)

在介紹生態足跡概念和定量計算方法的基礎上，應用W illiam Rees等提出的生態足跡分析法，依據克州2001-2010年的統計數據，對克州近10年的生態足跡作了動態分析，結果表明：克州2001-2010年間人均生態盈利呈下降趨勢，這十年來僅僅是2001年是生態赤字即-0.00106hm2/cap，其他年都是生態盈利，這結果表明克州近十年的發展未生態承載力，因此克州今后的生態發展情況是可持續。

生態足跡；生態承載力；克州；可持續發展

引言

在科學發展觀引領社會和諧穩健發展的今天，區域生態系統的長期持續健康發展顯得日益重要。區域生態系統發展研究的重點之一定量計算自然資源，生態足跡理論就為人們提供了從生態學角度對區域發展進行定量衡量的可能，生態足跡理論是1992年提出，經過幾年的科學研究完善成為一種度量可持續發展程度的指標。它是指能夠比較長久的進行資源的供給或者是進行廢物消化的，有生物生產力的地域空間，它從具體的生物物理量角度研究自然資本消費的空間。

研究生態足跡有這兩個基本的出發點：第一，人類能夠確定自身消費的多數資源及產生的廢物量；第二，資源和廢物可以轉換成對應的生物產品面積。人類對自然環境的干涉狀況都可以通過這種方法來進行體現，同時可以衡量區域的可持續發展狀況。

1 克州生態足跡和生態承載力計算

1.1 研究區概況

克州地處祖國最西端，新疆維吾爾自治區西南部，全州地跨天山南脈、昆侖山北坡交匯處的帕米爾高原東部、塔里木盆地西北邊緣，與吉爾吉斯斯坦、塔吉克斯坦、阿富汗、巴基斯坦相鄰，與吉、塔兩國有1195km的邊境線、254個通外山口，伊爾克什坦、吐爾尕特、紅其拉甫、卡拉蘇四個國家級一類陸路口岸都須經克州出境。全州總面積7.24萬km2（其中，山地面積占90%以上，境內最高的公格爾山峰海拔7719米），轄三縣一市（阿合奇縣、烏恰縣、阿克陶縣、阿圖什市）、37個鄉（鎮）、236個行政村（其中邊遠山區牧業鄉鎮26個），總人口51.48萬，由柯爾克孜、維吾爾、漢等11個民族組成;其中，農村人口7.86萬戶、36.92萬人，非農人口3.55萬戶、14.56萬人，城市化率為28.27%，是一個以農牧業為主，半農半牧的人口小州、經濟窮州、邊防大州、戰略重州。2010年全州完成生產總值38億元，完成全社會固定資產投資30億元，完成地方財政收入3.7億元；社會消費品零售總額8億元；農牧民人均收入達到1902元；人口自然增長率13‰，城鎮登記失業率4%。

自治州地處歐亞大陸腹地，距海洋遙遠，且三面環山，東臨塔克拉瑪干沙漠，屬典型的暖溫帶大陸性氣候。其主要氣候特點是：四季分明，春季升溫快，天氣多變，多浮塵；夏季炎熱，蒸發強盛，多陣風雨；秋季秋高氣爽，降溫迅速；冬季寒冷多晴日，微風少雪，日照充足，干旱少雨，無霜期長，氣溫日振幅大，氣候差異復雜，垂直反映迅速。

2 研究方法

2.1 理論介紹

一般各種生物資源以及能源消費項目用生物生產性土地來表示，其中包括6中類型：林地，建筑用地，水域，化石能源土地，草地，耕地，經過計算把這6種不同生產力的生物性生產面積加權求和就是生態足跡。（1）化石燃料土地：William和Wackernagel將化石能源地定義為“用于吸收化石能源燃燒排放的溫室氣體的森林”。一般用化石能源地轉化因子的辦法來估計化石能源用地。（2）耕地：農作物生長的土地。這種土地面積類型是最具有生產能力的從生態角度看，人類可以利用的大部分生物量就是在可耕地面積上生長著。（3）林地：人造林或者天然林，主要指可以產出木材產品的林地。人類對自然環境的掠奪，對森林的大量亂砍亂伐造成林地的生產和服務能力不斷下降。（4）進行畜牧業生產的土地。牧草地的生產能力要遠遠低于可以耕種的土地。（5）建成地：人們居住的地方，路面，橋梁等所占用的土地。人類居住的地方一般是肥沃的土地，因此建成地占用了大量可耕地，建成地對可耕地面積的減少有不可推卸的責任。（6）水域：有大量水產品的淡水或是近海的海域面積。

2.2 計算方法

2.2.1 生態足跡的計算：

其中EF為一定區域內總的生態足跡；N為人口總量；ef為人均生態足跡；j為生態生產性土地類型，即為前文所提到的化石燃料土地，耕地，林地，牧草地，建成地和水域；i為消費項目的類型；rj為均衡因子；ai為第i項消費項目經折算后的人均生態生產性土地的面積，即為第i項消費項目人均生態足跡；Ci為第i項消費項目的人均消費量；Yi為生產第i項消費項目的相應的生態生產性土地的全球平均生產量。

2.2.2 生態承載力的計算

以生態足跡來衡量生態承載力的定義：一個地區所能提供給人類的生態生產性土地的面積總和稱為該地區的生態承載力。生態承載力是指生態系統的自我維持，自我調節能力及資源環境的供容能力。它強調生態系統的承載功能，同時突出對人類活動的承載能力。

其中EC為一定區域內的生態承載力；ec為人均生態承載力；aj為人均實際占有的第j類生態生產性土地面積；yj為產量因子。

2.2.3 生態赤字與生態盈余的計算

生態赤字與生態盈余是用來判斷一個國家或地區的可持續發展狀態合適與否，如果該區域生態足跡超過區域所提供的生態承載力，就會出現生態赤字，說明該研究區域生態系統發展不可持續;反之，則說明該研究區域生態系統發展較可持續。其計算公式如下：

公式3：ED(生態盈余/生態赤字)=EC(生態承載力)-EF(生態足跡)

2.3 計算與結果分析

2.3.1 生物資源生態足跡的計算

克州生態足跡計算以2008年為例。根據克州的具體情況，克州的生物資源消費足跡的指標選取了糧食作物產品、動物產品、水果等幾大類。由于生態足跡的計算是一個地區的凈消費量，而克州的對外貿易在國民經濟中占有一定的比重，所以在進行克州生物資源消費生態足跡計算時就要做一個貿易的調整。公式中的全球平均產量數據采用了聯合國糧農組織(FAO)發布的各年每種作物的全球平均產量數據，以及參考文獻中的相關全球平均產量。克州生物資源生態足跡的計算結果(表1)。

表1 克州2008年資源賬戶賬本

2.3.2 能源消費生態足跡計算

能源足跡的計算選取了原煤、柴油、汽油、燃料油、液化石油氣和電力等指標。計算能源足跡時要把能源消費轉化為化石燃料生產面積,采用世界上單位化石燃料生產土地面積的平均發熱量為標準,將克州2008的能源消費所消耗的熱量轉化為一定的化石燃料土地面積(表2)。

表2 2008年克州能源消費的生態足跡

3 生態承載力與生態盈利的計算

克州生態承載力的計算主要包括耕地、林地、草地、水域和建筑用地五大類的計算,依據慣例環境容量計算中CO2的吸收一般不做計算。根據聯合國的規定,還應該減去生物多樣性保護的12%的均衡面積,才是克州2008年的生態承載力。然后,將生態足跡需求與生態承載力二者分類匯總就可以得到克州2008年的生態盈利情況(表3)。

表3 克州2008年生態足跡與承載力

2008年克州的人均生態足跡為0.0092 hm/人，生態承載力為0.0063 hm/人，存在0.0045hm/人的生態盈利。

上述生態盈利顯示，由于克州低能源消耗、人口過于疏散、因此克州屬于生態盈利。

4 結果與討論

可耕地的減少以及化石能源燃料的大消耗是造成克州2001年生態赤字的主要原因。同時也表明，社會經濟發展的壓力，僅靠克州自身的供給也已經不能滿足。2002-2010年克州建筑用地和林地都尚處于盈余狀態，但是在阿圖什城市日益擴大的同時，必將破壞自然生態資源的再生和供給。因此可以認為，目前克州的城市化進程實際上還不是對生物生產性土地的侵占，但以后在發展的同時必須防止生態赤字的發生。

圖1 2001-2010年克州人均生態足跡變化圖

由圖1可知，中國人均生態足跡和人均生態承載力分別為1.848 hm/人和0.65 hm/人，克州和全國相比，人均生態足跡僅僅是是全國的0.0013倍，而人均生態承載能力為全國的0.008倍。這與克州經濟發展緩慢的貧困地區的經濟現狀是一致的。而且通過人均生態盈利的變化可以看出，克州的生態可持續發展狀況是理想的。

由此可見，克州的發展模式目前處于一種可持續的狀態，生態安全未能受到嚴重的脅迫。

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中國自然科學基金項目（(41175017,41175140)；公益性行業（氣象）科研專項（GYHY201006012,GYHY201106025）共同資助

艾克代·沙拉木（1987.12.29-），女，維吾爾族，阿圖什人，碩士。研究方向：氣候與環境。