基于生態足跡的海南省自然生態承載力研究

王詩雨, 崔鴻鵬, 王勝男

(1.三亞學院 社會發展分院, 海南 三亞 572000; 2.黑龍江省水利水電勘測設計研究院, 哈爾濱 150000)

基于生態足跡的海南省自然生態承載力研究

王詩雨1, 崔鴻鵬2, 王勝男1

(1.三亞學院 社會發展分院, 海南 三亞 572000; 2.黑龍江省水利水電勘測設計研究院, 哈爾濱 150000)

以海南省為例，基于生態足跡模型，計算海南省2012年生態足跡與生態承載力，分析其生態足跡和生態承載力的關系，力求為處理海南省的經濟發展與生態環境保護的關系提供科學依據。分析表明：海南省2012年人均生態足跡為1.574 7 hm2/人，人均生態承載力為1.153 6 hm2，生態足跡是其生態承載力的1.37倍左右。對區域生態供需平衡關系進行分析，生態承載力供需平衡指數處于1.1～1.5區間，存在赤字問題，生態承載狀況超載,并提出了海南省可持續發展過程中應采取的對策措施。

生態足跡; 生態承載力; 供需平衡; 海南省

生態足跡也稱為生態空間占用，該理論最早是由加拿大生態經濟學家William Rees在1992年提出的，博士生Wackernagel進行完善的。生態足跡是根據人類社會對自然資源的依賴性來定量測度區域可持續發展狀態的一種理論與方法,它形象地反映了人類經濟活動對環境影響的程度[1-3]。由于生態足跡方法將可持續發展理念上升到定量測度的可操作層面,并且該方法簡明、合理，很快成為生態安全和可持續發展定量評價研究的熱點[4]，被廣泛應用在國家、區域以及公司和個人等不同的尺度范圍，同時也被應用于旅游、能源、國際貿易、城市化等具體應用領域[5]。

海南省位于中國最南端，是僅次于臺灣的全國第二大島。作為中國最大的“熱帶寶地”，加之光、熱、水等條件優越，使得海南農產品資源較豐富，開發潛力較大。但是近年來，由于人為及氣候變化等因素的影響導致水土流失、崩塌、泥石流等自然災害頻發，使海南省生態系統本來就比較脆弱的的生態環境面臨嚴峻的挑戰。在目前正處由傳統農業向現代化農業過渡和由粗放經營向集約經營發展的新階段，經濟社會發展面臨著人口與糧食、資源與環境、科技與發展等新問題[6]。因此，本文對海南省的生態足跡和自然生態承載力進行了研究，試圖用生態足跡的理論評價海南省可持續發展的問題，以期為相關決策部門提供參考依據。

1 研究區概況與研究方法

1.1 研究區概況

海南省位于東經108°37′—111°05′，北緯3°30′—20°18′，行政區域包括海南島、三沙群島(西沙、中沙、南沙)的島礁及其海域。設有3個地級市、6縣級市、4個縣、6個民族自治縣，一個經濟開發區。全省陸地(主要包括海南島和三沙群島)總面積3.54萬km2，其中海南島陸地面積3.39萬km2；海域面積約200萬km2，森林覆蓋率達60.2%。海南分熱帶與亞熱帶區域，以陵水縣為界，陵水以南為熱帶、以北為亞熱帶,年平均氣溫23～27℃。2012年末全省總人口為886萬人。是中國最美麗的島嶼，也是世界最美麗的島嶼之一。

1.2 數據來源與研究方法

1.2.1 數據來源 本文所涉及的數據來源為《海南省統計年鑒2012》[7]、《海南省統計年鑒2013》的統計數據[8]；有關部門的調查；海南省及其他有關的研究成果。

1.2.2 生態足跡的計算方法 生態足跡是生產一定人口消費的資源及吸納其產生的廢棄物所需要的生物生產性土地面積[9]。生態足跡的計算方法有2種：國家層次上的生態足跡計算，使用綜合法，即自上而下利用國家級的數據歸納；而區域(省、市)、行業、公司、學校、個人生態足跡采用Simmons的成分法，自下而上的利用當地數據，但兩種的計算公式相同。生態足跡的一般計算公式為[10]。

Ef=N×ef=N×∑(Aai)=N×∑(ci/pi)

(1)

式中：i——消費商品和投入的類型；pi——i種消費商品的平均生產能力；ci——i種商品的人均消費量；Aai——i種交易商品折算的人均生物生產面積；N——人口數；ef——人均生態足跡；Ef——總生態足跡。

1.2.3 生態承載力的計算方法 對于生態承載力的計算,由于各個國家或地區的資源占有量不同,不僅耕地、草地、林地、建筑用地、水域之間存在生態生產力差異，而且不同地域同類型生物生產土地的的生態生產力也有差異。因此，不同國家或地區的同類生物生產土地的實際面積不能進行直接的對比,需要對不同類型的面積進行調整。Wackernagel等[2]引入了均衡因子和產量因子的概念來解決這個問題。同時,根據世界環境與發展委員會(WCED)的建議，扣除了12%的生物多樣性保護面積。計算生態承載力的公式為[11]:EC=N×ec=N×∑aj×rj×yj(j=1,2,3…,6)

(2)

式中：EC——區域總承載力；ec——區域人均生態承載力；aj——某種人均生物生產性土地面積；rj——不同土地類型的均衡因素；yj——某種生產性土地的產量系數。

1.2.4 生態承載力供需平衡指數 生態承載力供需平衡指數計算公式如下：

(3)

式中：ECCI——生態承載力供需平衡指數；ef——人均生態足跡；ec——區域人均生態承載力。

當efec時，人對生態系統的需求大于生態系統自身的供給，表現為生態赤字；當ef=ec時，人對生態系統需求等于生態系統供給，表現為生態平衡[12]。生態承載力供需平衡分類評價標準如表1所示。

表1 生態承載力供需平衡分類評價標準

2 海南省生態足跡及生態承載力分析

2.1 生態足跡計算

海南省的生態足跡計算主要包括2部分：生物資源的消費量；化石能源的消費量。本文生物資源消費量分為農產品、動物產品、水產品、水果和木材5大類，各大類下設有一些小類；能源消費主要包括煤炭、石油、天然氣、電力。生物生產土地類型分為耕地、草地、林地、水域、建筑用地5大類。通過生態足跡計算公式可得出海南省生物資源消費量的生態足跡和能源消費量的生態足跡(見表2，表3)。

表2 2012年海南省生物資源生態足跡帳戶

表3 2012年海南省能源消費的生態足跡帳戶

2.2 生態承載力計算

計算海南省各類土地產量因子的方法為：耕地產量因子是谷物單產與全球耕地平均單產的比值；草地產量因子是牛肉、羊肉和奶類的生產量之和除以海南省草地總面積得到海南省草地平均單產，再除以牛肉的單位面積全球均衡產出；林地產量因子為海南林地平均單位面積產量與世界林地的單位面積全球均衡產出之比；水域產量因子為單位產量與其對應的單位面積全球均衡產出之比；國際生態足跡計算的一般方法為，建設用地的產量因子等同于耕地，因為建設用地被認為是占用了最好的土地資源[13]。能源用地供給沒有進行生態承載力的計算，主要是按照目前國際慣例，都沒有證據證明有哪個國家拿出專門土地用于吸收化石燃料燃燒排放的CO2和氣體[14]。海南省各類土地的均衡因子采用WWF2004年計算的數據[15],計算結果見表4。

表4 海南省2012年自然生態承載力計算結果

3 計算結果與分析

3.1 生態足跡

3.1.1 生物資源帳戶 海南省的人均生態足跡生物資源部分結果如表2所示，表中包括了耕地、草地、林地等土地利用方式，比較了12種生物資源類型的人均生態足跡?？偵鷳B足跡為1 373.19 hm2，林地、草地、耕地、水域的人均生態足跡分別為0.008 4，0.138 5，0.301 3，1.101 9 hm2/人，總量為1.550 1 hm2，各部分比例達到1∶16.5∶35.9∶131.2。

3.1.2 能源資源帳戶 海南省能源資源帳戶主要計算了煤炭、石油、天然氣、電力4種能源的生態足跡，分別為0.012 6，0.007 2，0.004 7，0.000 1(表3)。4種能源的人均生態足跡之和為0.024 6 hm2，4者之間的比例為1∶47∶72∶126。

3.2 生態承載力與生態足跡供求分析

2012年海南省人均生態承載力總和為1.153 6 hm2，總生態承載力為912.459 0 hm2，從人均生態承載力構成看，林地、耕地和淡水水域分別位于第一、第二和第三位，其人均生態承載力分別為0.592 7，0.291 3和0.137 4 hm2/人,分別占總量的51.38%，25.25%和11.91%,它們之和達到總量的88.54%；建筑用地、草地的人均生態承載力分別為0.128 1，0.004 1 hm2/人,分別占11.10%，0.36%(表3)。耕地的生態足跡與生態承載力基本平衡，而草地、水域都存在生態赤字問題；林地和建筑用地的人類活動對自然的影響未超出其生態承載能力的范圍，存在盈余(如圖1和圖2所示)。

圖1 2012年海南省生態承載力構成

圖2 2012年海南省生態足跡構成

通過上述對海南省生物資源消費和能源消費的生態足跡的計算結果可得出2012年海南省人均生態足跡總量為1.574 7 hm2/人，而當地的生態承載力總量為1.153 6 hm2/人，生態足跡是其生態承載力的1.37倍左右。對區域生態供需平衡關系進行分析，生態承載力供需平衡指數處于1.1

4 結論與討論

海南省的人均生態足跡總量為1.574 7 hm2/人，高于中國平均生態足跡水平，但低于全球生態足跡水平。海南省當地的自然生態系統隨著經濟與人口增長逐漸比較脆弱，自身的生物資源和能源資源消費量對外部環境的需求量很高，依賴性很大，自身的自然資源消耗量也在不斷增加。

有研究證明，發達國家中的居民生態足跡面積普遍較高，這種情況的產生與其生活方式和消費習慣有很大的關系，高消費的生活方式直接導致了人均生態足跡的擴大。與此同時到2020年海南省欲打造世界一流海島休閑度假旅游勝地，眾多游客的到來在一定程度上都增加了生態足跡占有量，對生產承載力造成很大壓力。在這種情況下如何保護資源的同時發展經濟成為亟待解決的問題。因此，在生態承載力供給不斷減少的趨勢下，及時引導人們合理消費，改變人們的生產和生活消費方式，減少不必要的消費需求是降低生態足跡和保持可持續發展的有效措施。

考慮到近些年資源開發利用過程中的問題，如城市化占用耕地、污染、交通問題、土地退化等問題都會對減小生態承載力。因此，本文研究結果中對生態承載力的計算是較為保守、樂觀的估算，在一定程度上低估了生態環境赤字問題，這不可避免的缺陷也是生態足跡方法不斷完善和本文有待提高的地方。

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StudyoftheEcologicalCarryingCapacityoftheHainanProvinceBasedonEcologicalFootprintModel

WANG Shi-yu1, CUI Hong-peng2, WANG Sheng-nan1

(1.CollegeofSocialDevelopment,SanyaUniversity,Sanya,Hainan572000,China; 2.ResearchInstituteofInvestigationandDesignofWaterConservancyandHydropowerofHeilongjiangProvince,Harbin150000,China)

In this study, we investigated the relationship between ecological footprint and ecological carrying capacity of Hainan province by using a ecological footprint model, calculating the ecological footprint and ecological carrying capacity of Hainan Province in the year 2012, which can provide meaningful reference for coordinating the interaction between economic development and eco-environment protection of Hainan province. Results indicated that the ecological footprint of the Hainan Province was 1.574 7 hm2per capita, the ecological capacity was 1.153 6 hm2per capita, ecological footprint was about 1.37 times of the ecological carrying capacity. Through analysis of supply and demand balance in the region, the index of supply and demand balance in terms of ecological carrying capacity is found to be within the range of 1.1～1.5, which means there is a deficit and the ecological carrying status is overloaded. Above all, we discussed the weaknesses and proposed the policies and measures in the process of sustainable development of Hainan province in the last section of this paper.

ecological footprint; ecological carrying capacity; supply and demand balance; Hainan Province

2014-01-16

：2014-02-14

海南省自然科學基金(411095)

王詩雨(1988—),女,黑龍江省哈爾濱人,碩士,助教,主要研究方向為土地利用規劃。E-mail:flyshiyu@163.com

崔鴻鵬(1987—),男,黑龍江省哈爾濱人,學士,助理工程師,主要研究方向為地質勘測。E-mail:cuihongpengye@sina.com

F026.2

：A

：1005-3409(2014)06-0218-04