基于生態足跡法的祿豐縣可持續發展研究

韓韋笑，趙俊三*，王 淼(.昆明理工大學 國土資源工程學院，云南 昆明 650093； .云南工程質量監督管理站，云南 昆明 6508)

基于生態足跡法的祿豐縣可持續發展研究

韓韋笑1，趙俊三1*，王 淼2
(1.昆明理工大學 國土資源工程學院，云南 昆明 650093； 2.云南工程質量監督管理站，云南 昆明 650228)

簡要介紹生態足跡的概念與計算方法，將基于“國家公頃”的生態足跡模型、生態承載力模型與生態壓力指數模型結合起來，研究區域可持續發展狀況。同時以祿豐縣為例，對其2009年、2011年和2013年的生態足跡與生態承載力變化規律及特征進行分析，并通過生態壓力指數對祿豐縣可持續發展狀況作出評價。研究結果表明，祿豐縣2009年處于弱可持續發展狀態，2011年與2013年呈現弱不可持續發展狀態。祿豐縣在發展經濟的同時，對環境造成的影響已超出其生態所能承載的范圍，人們的需求對自然資源的供給帶來壓力，難以支撐該區域的可持續發展。

生態足跡； 生態承載力； 生態壓力指數； 可持續發展； 祿豐縣

隨著我國近幾十年來人口激增和經濟快速發展，導致人地關系緊張、資源嚴重浪費等環境問題日益突出，人類的生存以及社會可持續發展面臨著嚴重的威脅。據《地球生命力報告·中國2015》，2010年中國人均需要2.2全球公頃生產性土地，來滿足社會經濟發展需求。中國的人均生態足跡是可用人均生態承載力1.0全球公頃的兩倍以上，這意味著中國的生物生產性土地無法供應其人口消耗的可再生能源與服務。因此，面對目前社會資源和生態環境壓力的日趨增大情況，區域可持續發展成為各行各業極為關注的問題，然而沒有一種科學有效的方法來衡量社會可持續發展程度。

科學家們從20世紀60年代為了量化人類對地球資源的利用狀況，一直在努力創新研究一些測度人類對自然生態系統所產生壓力的方法[1]。生態足跡法由加拿大生態經濟學家Rees[2]在1992年提出，Wilson等[3]利用生態足跡、生態承載力盈余、人文發展、福利發展和環境可持續狀況6個指標，對世界132個國家6個指標的原始數據進行分析以評價世界各國的可持續發展狀況。生態足跡法在我國的首次研究是在1999年，之后很快引起了國內各界研究者的重視，并開始進行該方面的研究[4]。周靜等[5]應用生態足跡法研究南京市1999—2009年生態足跡及生態承載力，并采用Mann- kendall模型來分析南京市生態足跡突變點，運用灰色關聯法對社會、經濟和生態方面不同階段生態足跡變化的原因進行探討；趙卉卉等[6]將生態足跡法與物質流模型相結合，建立可持續發展指標體系，運用因子分析法研究并評價了安徽省銅陵市2000—2010年的可持續發展情況。生態足跡是指所能支持一定數目人口或經濟消費群體的全部資源需要具有一定生物生產力的土地面積[7]。生態足跡法是一種探索區域可持續發展的定量分析方法，被廣泛應用于區域生態安全、土地利用規劃、社會可持續發展等各個研究領域。

1 生態足跡理論與方法

1.1 基于“國家公頃”的生態足跡模型

生態足跡指一定數目的人群按某樣生活方式所消費的自然生態系統提供的各種資源，以及在這一過程中所產生需環境吸收的廢棄物，并以生物生產性土地(或水域)面積來表現的一種具有可操作性的定量方法[8]?；凇皣夜暋钡纳鷳B足跡計算方法與全球足跡網絡(WWF)《國家生態足跡賬戶計算基本方法和框架》(2011版)的計算思路與公式是近似一致的。而此模型中是以全國平均生產力為計算因子，不是以全球平均生產力為計算因子，單位為國家公頃(nhm2)。1國家公頃代表了全國平均生產力下1 hm2土地的生產水平。不少研究者應用計量單位“國家公頃”來進行省、市級較小區域生態足跡的計算和分析，使結果更加可靠、精確[9]。

生物資源生態足跡的計算公式：

式中，ef為人均生態足跡；i為消費項目的不同類型；ci為不同種類消費項目的人均消費量；pi為不同種類消費項目的全國平均產量；N為人口數量。

建設用地的生態足跡研究采用水電耗費的生態足跡，我國1 kW·h水電所需的土地面積為0.020 6 m2，以此來計算祿豐縣建筑用地的生態足跡[10]。本文采用基于碳循環化石能源生態足跡方法，以森林能夠吸收二氧化碳的面積來表示祿豐縣的化石能源用地，并計算得到人均生態足跡[11]。

1.2 生態承載力模型

生態承載力是指區域在一定經濟、技術發展狀況的前提下，同時確保生態平衡，所能為人類提供的最大生態生產性土地面積[12]。其值等于耕地、牧草地、林地、水域、建設用地、化石能源用地六類生物生產性土地的面積、均衡因子、產量因子的乘積之和。在計算過程中要除掉12%的生態多樣性土地。

ec=∑ajrjyj/N。

其中，ec為人均生態承載力；j為不同的土地利用類型；aj為不同土地類型人均生物生產性土地面積；rj為均衡因子；yj為產量因子；N為人口數量。

1.3 均衡因子與產量因子

均衡因子是由各類生物生產性土地的平均生產力占全國所有土地平均生產力的比例計算得到的[11]。均衡因子的提出是為了各類生產性土地的統一標準化，本文采用《中國生態足跡報告2012》中的均衡因子。

產量因子是給定區域某一類土地面積的生產能力與對應的整體平均水平的差異[13]，產量因子是為了使生態生產力進行統一標準化。祿豐縣的產量因子是祿豐縣各土地類型的生產力除以全國相對應土地類型的生產力得出的。為了計算方便，將各類產品的消費量轉化為熱值，熱值數據統一來源于《技術經濟手冊(農業卷)》。其中，建設用地多數是在耕地上建成的，故建設用地的產量因子與耕地數值一致。而林地吸收二氧化碳的這一生態能力不會隨著區域的變化而變化，所以化石能源用地的生產能力與全國是相同的，因此化石能源用地的產量因子取值為1。

1.4 生態壓力指數模型

衡量生態足跡和生態承載力的指標，都是生物生產性土地的土地面積，因此生態足跡與生態承載力可以直接用來比較[14]。趙先貴等[15]基于生態足跡法，提出了生態壓力指數概念，將生態壓力指數定義為某一區域的生態足跡與生態承載力的比值，該指數反映了區域生態環境的承壓能力，改進了區域可持續發展研究中的不足。該指數值越大，表明區域的可持續發展性越差?？沙掷m發展包括經濟、社會和生態可持續發展[5]，因此本文從經濟、社會和生態三個方面選取測度因子，以生態壓力指數為指標，定量研究區域可持續發展程度。

T=ec/ef。

其中，T為生態壓力指數；ec為人均生態承載力；ef為人均生態足跡。

評價標準：T<0.50，可持續發展，等級1；T=0.51～0.80，弱可持續發展，等級2；T=0.81～1.00，弱不可持續發展，等級3；T>1.00，不可持續發展，等級4。

2 祿豐縣實證研究

2.1 研究區域概況

祿豐縣位于滇中楚雄彝族自治州的東部，距省會昆明市97 km，距州府楚雄市85 km，是滇西通往楚雄彝族自治州的咽喉要道。祿豐縣地處滇中濕潤區與半濕潤區的交匯地帶，具有充沛的日照和水分，立體氣候特性明顯，森林覆蓋率達70%，耕地作業機械化程度達51%，農業產業化發展具備較好的發展基礎。

截至2013年底止，祿豐縣總人口達429 822人，自然增長率0.403%，人口密度達120.14人·km-2。全年糧食播種面積74 135.067 hm2，糧食總產量2.02億kg，農業產值41.8億元，全縣生產總值達128.5億元。2013年，實現工業總產值增長12.7%、工業增加值40.47億元，推進滇中產業新區建設，全面落實扶持中小微企業政策。

近年來全縣人口迅速增加，工業化進程持續加快，耕地不斷減少，且在耕地急劇減少的同時，土地資源浪費現象也不同程度地存在。本文運用生態足跡法對祿豐縣的生態資源現狀進行定量研究，對于祿豐縣的可持續發展具有科學、現實的意義。

2.2 生態足跡與生態承載力

根據生態足跡的理論，生物生產性土地包含六大類：耕地、牧草地、林地、水域、建設用地、化石能源用地。本文在計算祿豐縣生態足跡時，選取2009年、2011年、2013年的相關數據，其中生物資源消費項目主要包含耕地產品(谷物、薯類、豆類、蔬菜、油菜籽、煙葉)、牧草地產品(牛奶、牛肉、羊肉)、林地產品(蘋果、梨、柑桔)、水域產品(淡水產量)共13項；能源消費項目主要包含建設用地消費項目(電力)、汽油、煤油、柴油、原煤共5類。上述數據主要來源于《祿豐縣統計年鑒》《中國統計年鑒》《國家統計局年度數據》《中國農村統計年鑒》。

根據公式計算得到祿豐縣2009年、2011年、2013年的生態足跡與生態承載力如表1。

表1 祿豐縣2009、2011、2013年生態足跡與生態承載力

如表1所示，祿豐縣生態足跡在2009—2013年總體呈上升的趨勢，說明隨著祿豐縣人口的增加和經濟的發展，人們對生態系統的依賴性逐漸提升，對自然資源的耗費需求也不斷加大。同時由表2可以看出，祿豐縣的人均生態足跡從2009年的0.733 87 hm2增長至2013年的0.779 18 hm2，同比增長了6.17%，特別是2009—2011年人均生態足跡增幅較大，由此表明2009—2013年祿豐縣經濟快速發展期間，生產活動對生態環境造成了很大的壓力。

表2 祿豐縣生態足跡與生態承載力的計算結果

祿豐縣生態承載力在2009—2013年總體呈逐年下降的趨勢，由0.922 74降至0.901 45，下降了0.021 29，年變化率為1%左右?？梢钥闯?，祿豐縣的自然生態系統遭到破壞，生態系統的壓力逐漸加大。通過以上分析，說明了祿豐縣的生態系統和自然資源對人們生產活動的承受能力在逐年降低，可持續發展狀況令人堪憂。

從表1中各土地類型生態足跡的演變來看，祿豐縣牧草地、水域、林地和建設用地的生態足跡總體趨于穩定，變化幅度較小。相較而言，2009—2013年耕地和化石能源用地的生態足跡呈上升態勢。究其原因可能是：一方面隨著人口的不斷增加和糧食產量連年下降，導致耕地所能提供正常人類活動的能力逐年下降；另一方面隨著祿豐縣的快速發展，能源資源的消費量也日趨增長。據統計，汽油、煤油、柴油、原煤的總消費量由2009年的955 078.61 t增加至2013年的1 076 659 t。因此，2009—2013年耕地和化石能源用地的生態足跡呈現出不斷上升的趨勢。

由表1可以看出，祿豐縣2009—2013年期間各種土地類型的人均生態承載力中，耕地和化石能源用地均呈逐年下降的趨勢。根據ec公式，人均生態承載力與生物生產性土地面積成正比，這說明祿豐縣在經濟快速增長的同時，耕地占用和化石能源用地的面積逐年擴大，生態資源的依賴性增強，造成了祿豐縣生態承載力的降低。此外，牧草地、水域、林地和建設用地的人均生態承載力變化較小，處于穩定狀態。

2.3 可持續發展情況

根據公式計算得到祿豐縣2009年、2011年、2013年的生態壓力指數分別為0.795 32、0.853 66、0.864 36。祿豐縣2009年的生態足跡與生態承載力分別為0.733 87、0.922 74 hm2，人口密度較小，生態壓力指數為0.795 32，生態壓力不大，由生態可持續發展程度評價標準，祿豐縣2009年處于弱可持續發展狀態。祿豐縣2011年與2013年的生態壓力指數分別為0.853 66和0.864 36，呈現弱不可持續發展狀態。同時，可以從表2看出，祿豐縣的生態壓力指數從2009年至2013年持續上升，可持續發展狀況連年下降，表明祿豐縣的生態環境愈加脆弱，可利用的土地資源不斷減少，經濟生產活動與生態壓力的矛盾也日益突出。

3 小結

本文通過生態足跡法對祿豐縣2009—2013年可持續發展能力的分析表明：祿豐縣在研究期內生態足跡逐年加大，生態承載力不斷降低，可持續發展性較弱，生態系統狀況不容樂觀。近些年，祿豐縣不僅人口遞增，耕地減少，土地有效利用率低，而且部分山區生態環境脆弱，存在水土流失問題，這些情況都嚴重影響了祿豐縣社會生態經濟的可持續發展。針對以上研究結果，為了減小祿豐縣生態環境壓力，緩解經濟增長與資源環境承載能力的矛盾，保證祿豐縣的可持續發展，現提出以下措施：

保護現有耕地資源，減少耕地占用面積。嚴格控制祿豐縣新增建設用地規模，降低新增建設占用耕地，加強祿豐縣耕地保護，把優質耕地劃入基本農田，調高基本農田耕地比例。

控制人口數量，加強人口管理。通過建立人口與計劃生育行政管理機制和制度，保證祿豐縣計劃生育工作的開展，同時制定人口與計劃生育法律、法規、規章和規范性文件，以規范祿豐縣公民的生育行為，調節公民生育子女的數量。

高效利用自然資源，構建資源節約型社會。加強祿豐縣土地宏觀調控和用途管制，促進節約與集約生態資源，統籌祿豐縣區域發展與經濟、產業和人口發展的戰略相適應。

循序漸進，促進祿豐縣新型特色城鎮化質量并重發展。優化配置區域資源，營造祿豐縣良性循環、可持續發展、完整合理的生態網絡系統，實現內部分工協作和城鄉統籌發展。

生態足跡法實現了對區域可持續發展的量化研究，是判斷一個地區的生產消費活動是否在生態可承受能力之內的有效度量方法，對于祿豐縣制定相關產業政策和經濟政策具有科學性的指導意義，為祿豐縣衡量地區經濟環境協調發展程度提供依據。

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(責任編輯：張 韻)

S181.3

：A

：0528- 9017(2017)09- 1667- 04

2017- 06- 23

韓韋笑(1992—)，女，河南嵩縣人，碩士研究生，研究方向為GIS與土地利用，E- mail:584555266@qq.com。

趙俊三(1964—)，男，河南鄧州人，教授，博士生導師，研究方向為國土資源信息化、GIS技術開發與應用，E- mail:1429620189@qq.com。

文獻著錄格式：韓韋笑，趙俊三，王淼. 基于生態足跡法的祿豐縣可持續發展研究[J].浙江農業科學，2017，58(9)：1667- 1670.

10.16178/j.issn.0528- 9017.20170952