廣西北部灣經(jīng)濟(jì)區(qū)生態(tài)承載力研究

覃漉雁 阮紅燕

摘要基于生態(tài)足跡的基本理論方法，利用RS、GIS空間技術(shù)和手段，從圖斑尺度對1990、2000、2005～2010年廣西北部灣經(jīng)濟(jì)區(qū)生態(tài)承載力供給進(jìn)行定量計算和空間格局分析。結(jié)果表明：廣西北部灣經(jīng)濟(jì)區(qū)人均生態(tài)承載力從1990年的0.726 7 gha/cap，到2010年人均生態(tài)承載力減少到0.556 0 gha/cap，20年間人均生態(tài)承載力減少0.170 7 gha/cap。廣西北部灣經(jīng)濟(jì)區(qū)生態(tài)承載力供給空間分布極不均勻，表現(xiàn)出明顯的地帶性與局地性，整體以大明山和十萬大山為分隔帶，兩大山脈兩側(cè)生態(tài)承載力較高。

關(guān)鍵詞生態(tài)承載力；廣西北部灣；生態(tài)足跡

中圖分類號S-9文獻(xiàn)標(biāo)識碼A文章編號0517-6611（2015）24-329-03

國務(wù)院于2008年2月批準(zhǔn)實施《廣西北部灣經(jīng)濟(jì)區(qū)發(fā)展規(guī)劃》，隨著招商引資的逐步開展，不斷引進(jìn)的石化、電力、鋼鐵、造紙等大型項目對廣西北部灣經(jīng)濟(jì)區(qū)的生態(tài)環(huán)境保護(hù)帶來很大的壓力，生態(tài)環(huán)境遇到突出的問題，如何減輕環(huán)境壓力，減緩生態(tài)環(huán)境的退化速度是當(dāng)前急需解決的問題。可持續(xù)發(fā)展應(yīng)該控制在一定的的生態(tài)承載力供給范圍之內(nèi)，因此，研究區(qū)域生態(tài)承載力狀況、變化趨勢以及空間格局分布，建立基于生態(tài)承載力基礎(chǔ)上的生態(tài)規(guī)劃、環(huán)境管理政策，保證人類社會健康發(fā)展，對廣西北部灣經(jīng)濟(jì)區(qū)的發(fā)展具有很大的實踐和理論意義。

筆者利用RS、GIS空間技術(shù)和手段，結(jié)合生態(tài)足跡模型，以廣西北部灣經(jīng)濟(jì)區(qū)為研究區(qū)，基于圖斑單元對廣西北部灣經(jīng)濟(jì)區(qū)1990、2000、2005～2010年的生態(tài)承載力進(jìn)行計算和空間分析，可以定量化、空間化表達(dá)該研究區(qū)域的生態(tài)承載力狀況，實現(xiàn)區(qū)域生態(tài)承載力的空間定量計算與分析。

1研究方法與數(shù)據(jù)來源

1.1研究區(qū)概況

廣西北部灣經(jīng)濟(jì)區(qū)地處北部灣頂端的中心位置，位于107°22′～109°51′ E、21°27′～24°3′ N，包括南寧市、北海市、欽州市、防城港市4市所轄區(qū)域范圍。廣西北部灣經(jīng)濟(jì)區(qū)地處云貴高原的東南邊緣，總體來看，地勢北高南低。廣西北部灣經(jīng)濟(jì)區(qū)屬低緯度地帶，終年太陽輻射強(qiáng)，氣溫高，降水豐富。區(qū)域各地降水分布不均，其中十萬大山的年降雨量為2 000～3 500 mm，為全區(qū)最高。經(jīng)濟(jì)區(qū)多年平均日照時長為1 827 h，年平均氣溫為22.0～22.5 ℃，極端最低氣溫為-2.1 ℃，全年日平均氣溫都在0 ℃以上。據(jù)《廣西統(tǒng)計年鑒》數(shù)據(jù)，截至2010年底，經(jīng)濟(jì)區(qū)總?cè)丝? 313.71萬，約占整個廣西壯族自治區(qū)人口的1/4。2010年經(jīng)濟(jì)區(qū)GDP突破3 042.76億元。

1.2研究方法

該研究生態(tài)承載力計算模型引用生態(tài)足跡的計算方法。將土地利用類型分為耕地、草地、林地、建設(shè)用地、未利用地和水域等 6 類。由于 6 種生物生產(chǎn)性土地面積的生態(tài)生產(chǎn)力不同，用均衡因子乘以其分別對應(yīng)的土地類型的面積得到的數(shù)據(jù)代表具有相同生態(tài)生產(chǎn)力的面積，這個面積與世界上其他地區(qū)的生態(tài)生產(chǎn)性土地面積是有具有可比性的。

1.2.1均衡因子。

生態(tài)足跡法在計算時要對各土地利用類型進(jìn)行度量，引用了生物生產(chǎn)性土地面積這一概念。為使計算結(jié)果具有可比性，由于不同單位面積的土地利用類型（耕地、林地、草地、水域、建設(shè)用地、未利用地）的生物生產(chǎn)能力不相同，所以需要將每種土地利用類型面積乘上一個等價因子，轉(zhuǎn)化為具有可比性的生物生產(chǎn)面積，這里用于計算的等價因子就是均衡因子[1]。

1.2.2產(chǎn)量因子。

由于土地的生產(chǎn)能力受地域及環(huán)境等多因素的影響，不同國家和地區(qū)的生物生產(chǎn)性土地面積沒有可比性，要想對同類型各國各地區(qū)的生物生產(chǎn)性土地面積進(jìn)行比較，必須引用一個參數(shù)即產(chǎn)量因子。產(chǎn)量因子是一個國家或地區(qū)某種土地的平均生產(chǎn)力與世界同類型土地的平均生產(chǎn)力的比值。當(dāng)需要對不同國家或地區(qū)的生物生產(chǎn)性土地面積進(jìn)行比較時，需要分別乘以各自的產(chǎn)量因子[2-4]。

1.2.3生態(tài)承載力計算方法。

生態(tài)足跡法計算的生態(tài)承載力就是將均衡因子和產(chǎn)量因子乘以對應(yīng)的耕地、草地、林地、建設(shè)用地及水域等土地類型面積，這個承載力可以用于不同國家或地區(qū)之間的比較。生態(tài)承載力計算公式為：

EC=N×ec=N（bi×ri×yi）

式中，i=1，2，…，6；EC為區(qū)域總的生態(tài)承載力；

ec為人均生態(tài)承載力；

bi為實際人均占有的第 i 類生物生產(chǎn)性土地面積；

yi為產(chǎn)量因子。

生態(tài)足跡的單位是“全球性公頃”即“gha”（global hectare），它與土地面積公頃（hectare）不一樣，1單位“全球性公頃”指的是1 hm2土地面積所具有的全球平均生產(chǎn)力。“gha/cap”是人均生態(tài)承載力的單位。根據(jù)《我們共同的未來》所建議的，應(yīng)該留出 12%的生物生產(chǎn)性土地面積以保護(hù)生物多樣性，因此，在生態(tài)承載力計算時應(yīng)扣除 12%的生物多樣性保護(hù)面積[5-6]。

1.3數(shù)據(jù)來源與參數(shù)選取

在依據(jù)1991～2011年《廣西統(tǒng)計年鑒》及遙感解譯數(shù)據(jù)及相關(guān)資料的基礎(chǔ)上，根據(jù)生態(tài)承載力計算模型，對廣西北部灣經(jīng)濟(jì)區(qū)1990、2000、2005～2010年的生態(tài)承載力進(jìn)行動態(tài)分析。

該研究中，均衡因子采用2006年世界野生基金會（WWF）《 Living Planet Report 2006》報告中關(guān)于均衡因子研究的成果，產(chǎn)量因子采用的是Wackemagel計算中國生態(tài)足跡時所采用的值，具體見表1 [5]。

2結(jié)果與分析

2.1廣西北部灣經(jīng)濟(jì)區(qū)生態(tài)承載力動態(tài)分析

根據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)及相應(yīng)土地類型均衡因子和產(chǎn)量因子，計算得到不同年份廣西北部灣經(jīng)濟(jì)區(qū)人均生態(tài)承載力（表2）。由表2可知，

廣西北部灣經(jīng)濟(jì)區(qū)人均生態(tài)承載力從1990年的0.726 7 gha/cap，2000年減少到0.339 2 gha/cap，到2005年減少到0327 6 gha/cap，2005～2009年人均生態(tài)承載力逐年減少，到2009年人均生態(tài)承載力為0.554 9 gha/cap，到2010年人均生態(tài)承載力又略為增加到0.556 0 gha/cap。1990～2010年經(jīng)濟(jì)區(qū)人均生態(tài)承載力減少0.170 7 gha/cap。

1990～2010年耕地所提供的人均生態(tài)承載力逐年減少，從1990年的0.416 9 gha/cap，到2010年減少到0.318 2 gha/cap，20年間減少0.098 6 gha/cap。

林地所提供的人均生態(tài)承載力從1990年的0.256 8 gha/cap，減少到2010年的0.190 1 gha/cap，20年間減少0066 7 gha/cap。

1990年草地所提供的人均生態(tài)承載力為0.002 3 gha/cap，2000年減少到0.001 8 gha/cap，2000～2006年人均生態(tài)承載力不變，到2007年增加到0.001 9 gha/cap，2008年人均生態(tài)承載力不變，到2009年減少到0.001 8 gha/cap，2010年人均生態(tài)承載力不變，1990～2010年草地所提供的人人均生態(tài)承載力減少0.000 4 gha/cap。

1990～2009年水域所提供的人均生態(tài)承載力逐年減少，從0.004 1 gha/cap減少到0.003 0 gha/cap，到2010年又略微增加到0.003 1 gha/cap，1990～2010年人均生態(tài)承載力減少0.001 0 gha/cap。

1990年建設(shè)用地所提供的人均生態(tài)承載力為0.046 8 gha/cap，到2000年減少到0.040 7 gha/cap，2000～2006年人

均生態(tài)承載力逐年減少，到2006年減少到0.039 4 gha/cap，2007年人均生態(tài)承載力增加到0.041 4 gha/cap，2007～2009年人均生態(tài)承載力又逐年減少，到2009年人均生態(tài)承載力減少到0.040 6 gha/cap，2010年人均生態(tài)承載力增加到0042 8 gha/cap。總體來看，1990～2010年廣西北部灣建設(shè)用地所提供的人均生態(tài)承載力減少0.004 0 gha/cap。

從表2和圖1可以看出，1990～2010年廣西北部灣經(jīng)濟(jì)區(qū)生態(tài)承載力構(gòu)成比較穩(wěn)定，各類土地利用類型提供的人均生態(tài)承載力占有比重從大到小依次是耕地、林地、建設(shè)用地、水域、草地。其中，耕地所占比例的變化范圍為55.54%～57.56%，林地所占比例的變化范圍34.19%～36.91%，建設(shè)用地所占比例的變化范圍6.44%～7.70%，水域所占比例的變化范圍0.30%～0.33%，草地所占比例的變化范圍0.55%～0.58%。

2.2以圖斑為單位研究區(qū)域生態(tài)承載力空間格局分布

在廣西北部灣經(jīng)濟(jì)區(qū)土地利用圖的屬性表中，建立新的屬性信息，將屬性表中每個圖斑對應(yīng)的面積乘以其對應(yīng)的均衡因子和產(chǎn)量因子，計算得到對應(yīng)土地利用類型的生態(tài)承載力，基于新的屬性信息繪制基于圖斑尺度的廣西北部灣經(jīng)濟(jì)區(qū)生

態(tài)承載力供給空間分布圖（圖2）。由于每個圖斑對應(yīng)的是不同的土地利用類型，不受行政區(qū)域的劃分，計算時不受圖斑面積大小的影響，因此圖2每個土地利用圖斑對應(yīng)的新屬性值可以稱為生態(tài)承載力供給絕對值，即代表1 hm2土地所能供給的生態(tài)承載力，該值僅反映生態(tài)承載力在土地利用變

化時導(dǎo)致的變化。根據(jù)表1計算生態(tài)承載力引用的均衡因

子的產(chǎn)量因子可以計算得耕地、林地、草地、水域、建設(shè)用地、未利用地所提供的絕對生態(tài)承載力（即1 hm2該類土地所提供的生態(tài)承載力值）分別為：3.635 4、1.255 8、0.091 2、0.360 0、3.263 1、0 gha。

由圖2可知，廣西北部灣經(jīng)濟(jì)區(qū)生態(tài)承載力供給在空間

分布上極不均勻，表現(xiàn)出明顯的地帶性與局地性。整體以大明山和十萬大山為分隔帶，兩大山脈兩側(cè)生態(tài)承載力較高。各市內(nèi)部生態(tài)承載力供給也呈不均勻分布，其中，南寧市南部和中部、北海市南部、欽州市西南部、防城港市東南部生態(tài)承載力較高，其他地區(qū)的則較低。

廣西北部灣經(jīng)濟(jì)區(qū)生態(tài)承載力供給的空間分布與區(qū)域內(nèi)的自然環(huán)境是密切相關(guān)的，空間格局主要受植被、地貌類型等因素的影響，說明自然環(huán)境是區(qū)域所能提供生態(tài)承載力的基礎(chǔ)因子。

土地利用方式和生產(chǎn)能力決定了廣西北部灣經(jīng)濟(jì)區(qū)生態(tài)承載力供給的空間分布，主要表現(xiàn)為生態(tài)承載力供給較高的地區(qū)是耕地和建設(shè)用地相對集中的地區(qū)，其次是林地，水域和草地所能供給的生態(tài)承載力則較低。

3結(jié)語

該研究基于生態(tài)足跡理論和計算方法，基于統(tǒng)計數(shù)據(jù)、遙感解譯數(shù)據(jù)及相關(guān)資料，對1990、2000、和2005～2010年廣西北部灣經(jīng)濟(jì)區(qū)的生態(tài)承載力進(jìn)行了動態(tài)分析。結(jié)果表明，廣西北部灣經(jīng)濟(jì)區(qū)人均生態(tài)承載力總體呈下降趨勢，耕地、林地、草地和水域的人均生態(tài)承載力均下降，建設(shè)用地的人均生態(tài)承載力現(xiàn)下降后波動上升；從空間分布上看，廣西北部灣經(jīng)濟(jì)區(qū)生態(tài)承載力表現(xiàn)出明顯的地帶性與局地性，以大明山和十萬大山為分隔帶，兩大山脈兩側(cè)生態(tài)承載力較高。生態(tài)承載力供給與區(qū)域內(nèi)的自然環(huán)境、土地利用方式和生產(chǎn)能力密切相關(guān)，耕地和建設(shè)用地相對集中的地區(qū)生態(tài)承載力較高，其次是林地，水域和草地的生態(tài)承載力較低。研究結(jié)果可為廣西北部灣經(jīng)濟(jì)區(qū)各部門進(jìn)行環(huán)境保護(hù)規(guī)劃及環(huán)境保護(hù)政策研究等提供依據(jù)。

參考文獻(xiàn)

[1] LIU E Q，YANG W N.The dynamic monitoring of land use change and its driving forces in Chengdu city in the recent 30 years[C]//Proceeding of the 2nd international conference on earth observation for global changes.EOGC，2009：550-554.

[2] SHANNON C E，WEAVER W.The mathematical theory of communication[M].Urbana：University of Illinos Press，1949.

[3] 徐中民，陳景東，張志強(qiáng)，等.中國1999年的生態(tài)足跡分析[J].土壤學(xué)報，2002，39（3）：441-445.

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

[5] WACKERNAGEL M，ONISTO L，BELLO P，et al.National natural capital accounting with the ecological footprint concept[J].Ecological Economics，1999，29（3）：375-390.

[6] WACKERNAGEL M，LEWAN L，HANSSON C B.Evaluating the use of natural capital with the ecological footprint：Application in Sweden and Sub regions[J].Ambio，1999，28：604-612.

[7] 焦雯裙，成升魁，張丹，等.基于生態(tài)足跡的傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)地區(qū)可持續(xù)發(fā)展評價——以貴州省從江縣為例[J].中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報，2009，17（2）：354-358.

[8] 劉曉輝，呂憲國，劉惠清.生態(tài)足跡計算模型在區(qū)域可持續(xù)發(fā)展評價中的應(yīng)用[J].遼寧工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報，2009，28（2）：304-306.

[9] 岳東霞，馬金輝，鞏杰，等.中國西北地區(qū)基于GIS的生態(tài)承載力定量評價與空間格局[J].蘭州大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版，2009，5（6）：68-75.