基于三維生態(tài)足跡的吉林省生態(tài)承載力研究

陳 征，李秀霞

（吉林師范大學(xué)旅游與地理科學(xué)學(xué)院，吉林 四平 136000）

在當(dāng)今社會高速發(fā)展的背景下，土地作為稀缺資源，其稀缺性愈加突出，開展土地承載能力的評價尤為迫切。土地承載力發(fā)展至今，從單一以糧食為標(biāo)準(zhǔn)的指標(biāo)轉(zhuǎn)向多指標(biāo)研究，自此，土地承載力的研究進(jìn)入了一個更加完善的時期[1]。

生態(tài)承載力是指一個區(qū)域?qū)嶋H提供給人類的所有生物生產(chǎn)土地面積（包括水域）的總和[2]。局部空間范圍情況下，人類活動需求資源和區(qū)域土地所能供給資源的供求關(guān)系則用生態(tài)足跡和生態(tài)承載力表示。供求關(guān)系不平衡地區(qū)必然會使該區(qū)域處于生態(tài)赤字狀態(tài)，其過度消耗的資源就需要外部空間資源補(bǔ)充[3]。因此生態(tài)足跡理論主要研究地區(qū)人類生存發(fā)展對生態(tài)系統(tǒng)的消耗量。

生態(tài)足跡模型是Mathsi Wackernagel建立的[4]，從生態(tài)學(xué)的視角出發(fā)考慮區(qū)域生態(tài)環(huán)境整體性，可更加合理、準(zhǔn)確地評價土地承載力。二維生態(tài)足跡模型是在一維生態(tài)足跡模型的基礎(chǔ)上擴(kuò)展得來的，主要用于測量人類自然資源消耗對自然資源流量的占用情況[5]。Niccolucci等人建立的三維生態(tài)足跡模型是在二維生態(tài)足跡模型的基礎(chǔ)上引入足跡深度與足跡廣度兩個指標(biāo)得來的[6]。

1 生態(tài)承載力研究區(qū)域

吉林省簡稱吉（省會長春市），位于東北地區(qū)中部，東西最長約750 km，南北最寬約600 km，總面積187 400 km2。吉林省地勢東南部高、西北部低，中西部是廣闊的平原。松遼平原是我國重要的糧食生產(chǎn)基地。吉林省夏季高溫多雨，冬季寒冷干燥，屬于溫帶季風(fēng)氣候。

2 吉林省生態(tài)承載力研究數(shù)據(jù)來源及研究方法

2.1 數(shù)據(jù)來源及生態(tài)足跡賬戶類型

本文生態(tài)足跡所涉及的各項數(shù)據(jù)均來源于《吉林省統(tǒng)計年鑒》和《中國統(tǒng)計年鑒》。其中產(chǎn)量因子采用劉某承等[7-8]的研究，均衡因子采用全球生態(tài)足跡網(wǎng)絡(luò)（Global Footprint Network，GFN）所提供的數(shù)據(jù)。各生態(tài)足跡賬戶類型見表1。

表1 土地生態(tài)足跡賬戶類型

2.2 研究方法

三維生態(tài)足跡模型中，足跡深度與足跡廣度的計算方法只在單一地類適用。為提高方法適用性，方愷[9]對算法作了改進(jìn)，改進(jìn)后的計算公式為

式中：EFdepth,region為區(qū)域足跡深度；EFi為第i種地類的生態(tài)足跡，hm2；BCi為第i種地類的生態(tài)承載力，hm2；EFsize,region為區(qū)域足跡廣度，hm2；EF3D為區(qū)域三維生態(tài)足跡，hm2。

3 吉林省生態(tài)承載力研究結(jié)果與分析

3.1 生態(tài)足跡變化分析

吉林省各土地利用類型人均生態(tài)足跡變化趨勢見圖1，由圖1可知吉林省生態(tài)足跡總體呈現(xiàn)波動式增長趨勢。各土地利用類型人均生態(tài)足跡占比大小排序?yàn)椋焊兀净茉从玫兀玖值兀静莸兀窘ㄔO(shè)用地＞水域。

圖1 2008——2018年吉林省人均生態(tài)足跡

吉林省是我國主要產(chǎn)糧省，耕地占據(jù)了吉林省生態(tài)足跡的主體。耕地生態(tài)足跡變化是影響整體生態(tài)足跡變化的主要因素。吉林省耕地生態(tài)足跡呈波動式下降趨勢，受到2009年氣候的不利影響，吉林省糧食產(chǎn)量嚴(yán)重下滑，耕地生態(tài)足跡大幅度下降；“十二五”規(guī)劃大力支持糧食產(chǎn)業(yè)，使得2012年耕地生態(tài)足跡達(dá)到歷史最高值；2013年糧食產(chǎn)量增加，但農(nóng)作物產(chǎn)量下滑，總體耕地生態(tài)足跡下降；2018年耕地生態(tài)足跡明顯下降，是由于2017年吉林省人民政府印發(fā)了《吉林省2017——2020年促進(jìn)農(nóng)民增收行動計劃》，計劃中大力支持棚改和養(yǎng)殖，導(dǎo)致糧食產(chǎn)量下降，耕地生態(tài)足跡降低。

由其余各類生態(tài)足跡變化可知，吉林省各類土地生態(tài)足跡大體呈現(xiàn)前期增長后期下降的趨勢，其主要原因是：2012年之前，為了快速發(fā)展經(jīng)濟(jì)，大量透支消耗各類土地資源，使得生態(tài)足跡不斷上升；2012年之后，國家重視土地資源可持續(xù)發(fā)展，嚴(yán)格實(shí)施生態(tài)體制改革，使得生態(tài)得到緩解，生態(tài)足跡有所下降[10]。

3.2 生態(tài)承載力變化分析

吉林省生態(tài)承載力總體呈小幅度上升趨勢（見圖2），各類土地占比穩(wěn)定，人均生態(tài)承載力穩(wěn)定增長且并未出現(xiàn)大幅改變，這是得力于對耕地保護(hù)、城市擴(kuò)張限制、推進(jìn)生態(tài)保護(hù)和修復(fù)等政策的支持。相關(guān)政策的推進(jìn)和落實(shí)保護(hù)了耕地土地、林地土地，草地土地并限制建設(shè)用地的擴(kuò)張速度，使得吉林省整體的生態(tài)承載力維持在相對穩(wěn)定的水平，進(jìn)而使得吉林省生態(tài)系統(tǒng)平衡性較好。

圖2 2008——2018年吉林省生態(tài)承載力

吉林省生態(tài)承載力雖然呈現(xiàn)穩(wěn)定增長，但是遠(yuǎn)小于生態(tài)足跡。吉林省的生態(tài)處于超載狀態(tài)，高負(fù)載狀態(tài)不僅是吉林省獨(dú)有現(xiàn)象，全國也是如此。應(yīng)調(diào)整土地結(jié)構(gòu)，提高產(chǎn)出收益；合理規(guī)劃建設(shè)布局，加快推進(jìn)新型城市化建設(shè)；嚴(yán)格督促禁止亂砍亂伐、退耕還林等政策的落實(shí)，緩解生態(tài)壓力。

3.3 生態(tài)足跡深度分析

足跡深度指超出當(dāng)前資源供給量的自然資本消耗，具有時間屬性。2008——2018年吉林省生態(tài)足跡深度在5.9～6.5之間呈現(xiàn)波動式下降狀態(tài)（見圖3），就是說需要5.9～6.5 a的時間才能再生出滿足吉林省一年發(fā)展所消耗的資源。這說明，吉林省的自然資本遠(yuǎn)遠(yuǎn)無法滿足吉林省的發(fā)展需求，極度依賴自然資本存量，處于嚴(yán)重生態(tài)超載狀態(tài)。除2009年受氣候影響的特殊情況外，2012年生態(tài)足跡深度開始出現(xiàn)下滑趨勢，表明政府意識到自然資本嚴(yán)重消耗，開始出臺相應(yīng)政策、調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、恢復(fù)生態(tài)環(huán)境發(fā)展，健全的土地集約制度、保護(hù)耕地、限制城市擴(kuò)張等政策起到了作用。生態(tài)足跡深度在2015——2018年趨于平穩(wěn)，表明吉林省嚴(yán)格落實(shí)國家政策，資源過度消耗情況得到有效控制，在生態(tài)文明建設(shè)戰(zhàn)略上有所成效，也為緩解生態(tài)壓力提供了思路。

圖3 2008——2018年吉林省總體生態(tài)足跡深度

4 結(jié)論

本文應(yīng)用三維生態(tài)足跡模型計算了吉林省2008——2018年生態(tài)足跡、生態(tài)承載力、生態(tài)足跡深度并進(jìn)行分析，得出以下結(jié)論。

1）吉林省生態(tài)足跡呈現(xiàn)波動增長狀態(tài)。吉林省是產(chǎn)糧大省，各類生態(tài)足跡中的耕地生態(tài)足跡占比最大，耕地生態(tài)足跡變動在很大程度上影響了總體生態(tài)足跡的變化，為了加快經(jīng)濟(jì)發(fā)展，過度消耗生物資源和化石能源導(dǎo)致吉林省總生態(tài)足跡在2012年達(dá)到最大。

2）吉林省生態(tài)承載力呈現(xiàn)穩(wěn)定增長狀態(tài)。生態(tài)承載力變化相對穩(wěn)定，但是生態(tài)承載力依然遠(yuǎn)小于生態(tài)足跡。吉林省處于嚴(yán)重生態(tài)超載狀態(tài)，耕地超載狀態(tài)極其嚴(yán)重，雖然耕地面積有限，但糧食產(chǎn)量位于全國前列，超額的糧食產(chǎn)量嚴(yán)重透支了吉林省的耕地生態(tài)承載力。

3）吉林省近年來生態(tài)足跡深度變化不大趨于穩(wěn)定。這表明隨著吉林省的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，生態(tài)資源消耗并未進(jìn)一步增大，呈現(xiàn)出生態(tài)壓力穩(wěn)定同時經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平提高的狀態(tài)。

5 結(jié)束語

當(dāng)前我國大部分地區(qū)依靠過度消耗自然資源來維持當(dāng)前社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展已成為普遍現(xiàn)象。吉林省城市化進(jìn)程落后、經(jīng)濟(jì)發(fā)展緩慢、人口流失嚴(yán)重，發(fā)展面臨巨大挑戰(zhàn)，當(dāng)前情況亟需解決。結(jié)合本文的研究結(jié)果，吉林省在今后生態(tài)文明建設(shè)過程中，可以參考以下方面。

一是合理開發(fā)利用吉林省的土地。要做好后備資源儲存，對未利用土地和受破壞土地進(jìn)行整治；對閑置土地和粗放利用土地進(jìn)行集約利用減少浪費(fèi)；做好嚴(yán)格城市規(guī)劃，合理利用城市用地，緩解生態(tài)壓力。

二是強(qiáng)化節(jié)約觀念，引導(dǎo)綠色消費(fèi)。提倡綠色低碳的生活方式能很大程度減少生物資源過度消耗。政府要大力倡導(dǎo)可持續(xù)發(fā)展觀念，引導(dǎo)居民養(yǎng)成節(jié)約低碳的生活習(xí)慣。

本研究中受數(shù)據(jù)限制，沒有計算吉林省空間生態(tài)足跡，也并未對生態(tài)足跡數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步的計算和完善，將在后續(xù)研究中進(jìn)行改進(jìn)和探索。