縣域尺度的廣西生態承載力評價

李玉玲陳展圖

(1.廣西師范大學生命科學學院，廣西 桂林 541006；2.廣西師范大學環境與資源學院，廣西 桂林 541006)

人均生態承載力是衡量區域范圍內系統自我調節能力和可持續發展的重要依據[1]。面對生態環境污染和土地資源破壞的生態現狀，我國已將“生態優先”作為土地資源利用的首要方向。廣西地處我國南疆，生態本底相對較好，應積極響應國家生態環境保護策略，促進區域生態環境友好、和諧發展。

“承載力”一詞最早由美國Park和Burgess[2]于1921年提出，用表征資源環境限制因子來衡量人類社會物質增長過程的影響。國內是張林波等[3]首先意識到這一重要研究問題，指出承載力理論已由生態科學命題上升到了關系人類未來命運的哲學問題。隨后，陳百明等[4]提出了土地承載力，劉東霞等[5]提出了草地生態承載力，黃青等[6]界定了生態承載力與生態安全的含義及計算方法。評價方法主要分為指標體系綜合評價法、產品周期綜合評價法以及結合不同學科和不同方法的綜合評價法[7]。生態承載力研究的時空范圍非常廣泛[8]，國內外學者們多從城市群[9]、省域[10]、市域[11]等宏觀尺度分析，對中小尺度、微觀尺度下的區域內部因地表生態環境差異、社會資源情況等因素引起的該區域生態資源再生產能力的差異性評估還較少。另外，對廣西生態足跡的相關研究主要是土地自然資本利用狀況[12]和水資源生態特征時空變化規律等方面[13]。

本文以縣域為尺度，利用生態足跡法、結合GIS的可視化功能，計算2018年廣西壯族自治區縣域生態足跡與生態承載力，以掌握研究區域內部空間格局下的生態環境供養能力，為政府部門掌握地區生態承載力提供數據基礎和決策依據，為建設廣西優美生態環境、推動綠色經濟高質量發展做努力，為滿足人民日益增長的優美生態環境需要作貢獻。

1 區域概況與數據獲取

1.1 區域概況

廣西壯族自治區地處中國華南，位于云貴高原向東南沿海丘陵的過渡地帶，北回歸線貫穿中部。介于E104°28′～112°04′，N20°54′～26°24′，包括南寧、柳州、桂林等14個地級市、111個縣級區域。廣西地勢西北高、東南低，總體是山地丘陵性盆地地貌，喀斯特地貌分布廣泛。

1.2 數據獲取

本文所采用的生物資源賬戶全球平均產量，取自國家統計局(https://data.stats.gov.cn/easyquery.htm?cn=C01)以及《2019年中國統計年鑒》。各縣(區、市)相關數據源于《廣西壯族自治區2019年統計年鑒》以及廣西14個地級市的統計年鑒，其中賀州市各縣因數據缺失，暫不研究，將其設為零值代替。廣西各縣級行政區域邊界的矢量數據獲取于中國科學院資源環境科學數據中心(http://www.resdc.cn)，利用ArcGIS處理后作為研究的基礎數據源。

2 研究方法

全球或全國尺度下的均衡因子和產量因子無法展現省域內部各縣(區、市)具體自然資源的消耗程度以及自然系統的生態服務功能，故本文根據廣西實際情況對生態足跡中的均衡因子和生態承載力的產量因子進行修正，以減少省域內部因土地類型、消費項目和其它社會經濟條件的不同而引起的差異。本文采用劉某承等計算出的全國不同省份各土地利用類型的均衡因子和產量因子[14]。

2.1 生態足跡

生態足跡是指區域地表環境生產一定的能夠用于供應人類生產生活消費的各種資源和吸納這些資源產生的廢棄物時所需的生物生產性的土地面積[15]。依據生態足跡法概念確定本文核算指標，見表1，公式：

(1)

式中，EF為總的生態承載力；N為人口數；ef為人均生態足跡；ct為第t種消費品的消耗量；pt為t種消費品的全國平均生產量；t為消耗品和所投入的類型；rk為第k類生物生產性土地的均衡因子。

表1 廣西生態足跡核算指標

2.2 生態承載力

生態承載力是某一地區內所能提供的服務于人類的生物生產性土地面積的總和[16]。計算過程中需扣除用于生物多樣性保護的生態承載力的面積，公式：

(2)

式中，EC為生態承載力；N為人口數；ec是人均生態承載力；rj為人均生物生產面積；rk對應各種土地利用類型的均衡因子；yk為產量因子，t=1，2，3，4，5，6。

2.3 生態壓力

生態壓力指數表示研究區域生態環境承載壓力程度，衡量其土地生態安全狀態[17]。本文選取趙先貴等生態壓力指數等級劃分標準[18]作為研究結果的參照,見表2，公式：

t=ef/ec

(3)

式中，t為生態壓力指數；ef為人均生態足跡；ec為人均生態承載力。

表2 生態壓力指數等級劃分標準

3 結果分析

3.1 人均生態足跡

廣西生態足跡可視化結果見圖1，人均生態足跡較高的地區主要集中在廣西西南部及中部，周邊其它縣區的足跡較弱。人均生態足跡較大的縣(區、市)為合山市、武鳴區、田陽區、防城區、平果市、田東縣、扶綏縣和覃塘區。這些縣區的工業、經濟等都不是同一市區中最為發達的，但這些縣里的人們的生產生活對地區的生態影響卻相對很大，尤其是耕地、林地、水域的產量高于其它縣區，說明人們對自然資源的利用和耕作程度影響地區生態足跡。人均生態足跡較小的地區有桂林市秀峰區、疊彩區、象山區、七星區；柳州市柳南區和城中區；梧州市長洲區和萬秀區；南寧市西鄉塘區、興寧區、青秀區以及玉林市玉州區。這些縣(區、市)的分布在很大程度上同廣西耕地類型下人均生態足跡較高縣(區、市)的分布重合，從側面證明了廣西6類生物生產性土地中，耕地所占的貢獻率最大。同時，也說明人均生態足跡較高的縣(區、市)能夠維持一個人生存所需要的資源和吸納生態過程中產生的二氧化碳的土地面積相對較多。

圖1 廣西縣域人均生態足跡

3.2 人均生態承載力

廣西縣域人均生態承載力見圖2，呈現出西部大、東部小、生態承載力較強的縣域分布零散的空間分布規律。其中，金秀瑤族自治縣的人均生態承載力最強。其它承載力較強的縣域分布相對零散，主要有17個縣(區、市)，百色市西林縣、田陽區、樂業縣、田東縣、平果區；河池市環江毛南族自治縣、天峨縣；崇左市江州區、扶綏縣、龍州縣；防城港上思縣、防城區；來賓市忻城縣、象州區、合山市、武宣縣以及玉林市的博白縣。廣西東部承載力較弱的縣(區、市)有梧州市萬秀區、長洲區、龍圩區；玉林市玉州區、北流市、陸川縣；南寧市西鄉塘區、興寧區、青秀區、江南區，柳州市柳南區、城中區；桂林市秀峰區、疊彩區、象山區和七星區。雖然這些地區承載力不強，但其所占土地面積在廣西行政面積中所占比例較小。究其原因是這些縣(區、市)經濟快速發展、城市化進程推進相對較快，但在長期的發展中造成了可供該區域內人口生存發展的生態能力越來越小，區域自我調節能力也更差的局面。

圖2 廣西縣域人均生態承載力

3.3 生態壓力

根據公式(3)得到圖3，廣西縣域生態壓力在空間上呈現出西部及西北部較為安全、東部和東南部相對不安全狀態的分布規律。其中，廣西中間部為稍不安全的過渡帶，而廣西北部絕大部分縣域均處于很安全的狀態，其次是西部較安全狀態，與廣西北部和西部地區的經濟發展水平相對于廣西南部和東部較弱有一定的相關性；也是人類活動受地形地貌影響的表現，即人類活動會隨著高程逐漸減弱。廣西西北部雖然是喀斯特石山廣泛分布的地區，但其海拔相對較高、氣候水源條件較好，為其形成豐富的亞熱帶資源提供了條件，在人類的干擾相對較少的情況下，其土地生態安全度較高；而在人們頻繁活動的低山丘陵地帶，受自然地理特征和人類經濟活動的共同作用，形成了廣西東南部生態環境較為脆弱的空間分布現象。

3.3.1 很安全的縣域

處于很安全狀態的縣(區、市)共有19個縣，這些縣(區、市)的人均生態足跡遠遠小于人均生態承載力，區域內生態環境壓力很小，土地利用及生態協調性較好。包括河池市環江毛南族自治縣、天峨縣、鳳山縣、東蘭縣、南丹縣、羅城仫佬族自治縣；百色市樂業縣、西林縣、隆林各族自治縣、那坡縣、凌云縣；來賓市金秀瑤族自治縣、忻城縣、象州縣；柳州市融水苗族自治縣、融安縣、三江侗族自治縣以及桂林市資源縣和玉林市博白縣。整體上廣西北部絕大多數縣(區、市)的土地壓力最小，資源消耗程度較小，生態環境狀況良好。這些縣(區、市)絕大多數的經濟發展水平處于落后/欠發達狀態、地理位置偏僻，但自然資源豐富且開發利用程度較低，生態環境穩定性較好。

3.3.2 較安全的縣域

處于較安全狀態的縣(區、市)共有27個縣，這些縣的人均生態足跡小于人均生態承載力，生態環境狀況較好。主要有崇左市寧明縣、江州區、憑祥市、龍州縣、扶綏縣、天等縣、大新縣；百色市德保縣、靖西市、右江區、田陽區、田東縣；河池市巴馬瑤族自治縣、宜州區、金城江區、大化瑤族自治縣；南寧市馬山縣、西鄉塘區、隆安縣；桂林市永福縣、龍勝各族自治縣、萬秀區以及來賓市武宣縣和合山市、防城港上思縣、梧州市蒙山縣、柳州市鹿寨縣。主要分布在廣西西部及東北部地區，其中，整個崇左市的縣區均處于生態壓力較安全的狀態，說明崇左建設基本農田保護區、治理工業污染、綜合優化縣城環境的成效顯著。百色和河池在根據區域環境自然屬性、環境問題和環境質量狀況方面的整治和改造效益良好，有利于該區域的可持續發展。

3.3.3 稍不安全的縣域

處于稍不安全狀態的縣(區、市)共有20個縣，包括南寧市上林縣、良慶區、興寧區、橫縣、邕寧區；梧州市岑溪市、長洲區、龍圩區、藤縣；防城港東興市、港口區、防城區和欽州市的浦北縣、欽南區以及桂林市的秀峰區和全州縣、柳州市柳江區、北海市鐵山港區、百色市平果市、來賓市興賓區。這些縣(區、市)主要分布在廣西東北部和南部部分地區的南寧、梧州、防城港等市。

圖3 廣西縣域生態壓力情況

3.3.4 較不安全的縣域

處于較不安全狀態的縣(區、市)共有31個縣，這些縣(區、市)的人均生態足跡略高于人均承載力，存在較小的土地生態安全隱患。主要有桂林市荔浦市、臨桂區、靈川縣、灌陽縣、恭城瑤族自治縣、象山區、興安縣、陽朔縣；貴港市桂平市、港南區、港北區、平南縣、覃塘區；柳州市城中區、柳城縣、魚峰區、柳北區、柳南區；南寧市賓陽縣、江南區、武鳴區、青秀區；北海市銀海區和合浦縣、欽州市欽北區和靈山縣、玉林市容縣和北流市、梧州市蒼梧縣、百色市田林縣、河池市都安瑤族自治縣。這些縣(區、市)主要較為零散地分布于廣西東北-東南方向，其中貴港市的縣(區、市)均處于較不安全狀態。

3.3.5 很不安全的縣域

處于很不安全狀態的縣(區、市)共有6個縣(區、市)，即桂林市疊彩區、平樂縣、雁山區和玉林市陸川縣、興業縣以及北海市海城區，生態壓力值分別為1.8862、1.7365、1.5311、1.8353、1.5216、1.7572。

3.3.6 極不安全的縣域

生態壓力最大的地區是桂林市七星區、玉林市玉州區和福綿區，這3個地區土地生態狀況處于極不安全的狀態，生態壓力值分別為2.5850、2.5933、2.1522。結合生態壓力很不安全的縣(區、市)的分布觀察可以發現，3個地區所在的桂林市和玉林市的其它縣(區、市)的土地生態也處于較為不安全或很不安全的狀態。將桂林市和玉林市的生態壓力與作為首府城市的南寧市和著名工業城市的柳州市相對比發現，南寧市和柳州市均未出現土地生態壓力如此大的現象，而在桂林市和玉林市中所出現的區域生態環境承載壓力最大的問題更值得深思，尤其是秀峰區、玉州區和福綿區這3個縣(區、市)，目前出現了生態壓力非常嚴重的問題，需要相關部門及時注意、亟待解決。

桂林市具有生態環境較好、自然條件優越、環境質量較高的自然優勢，其生態環境壓力主要來自于人為因素，在早期的開發中存在以局部利益為主，采取耗竭資源為手段的經濟增長方式。近年來，已制定了相關政策措施，控制和治理環境污染取得了一定的成效，生態創建工作名列全區前茅。但桂林為喀斯特巖溶地貌發育廣泛的地區，尤其是在七星區區域以石灰巖地貌為特征，形成令人嘆為觀止的奇石、異洞、秀水風景的同時，也使得其生態環境極端脆弱。七星區是桂林市人口密度最大的縣(區、市)，2018年人口密度高達4351人·km-2，人口密度愈大，人們對自然界的干擾程度越大，喀斯特地區土地生態環境越脆弱，越易形成喀斯特石漠化，造成土地生態系統退化，制約區域可持續發展。玉林市的玉州區、陸川縣、福綿區和興業縣分別位于玉林市人口密度前4，人口密度大且非農業人口所占比重有待提高，都是該區域生態壓力較大的原因。

4 結論與展望

4.1 生態足跡

呈現出廣西西南部及中部人均生態足跡高、西北和東南方向上的人均生態足跡低的空間分布特征。其中，田陽區、田東縣、平果市等8個縣(區、市)人均生態足跡較高，西鄉塘區、興寧區、柳南區等12個地區足跡較低。廣西各個縣的人均生態足跡主要以耕地和草地構成為主。

4.2 生態承載力

呈現出西部人均生態承載力高、東部人均生態承載力低的空間分布特征。金秀瑤族自治縣人均生態承載力最強；西林縣、樂業縣、天峨縣等17個縣(區、市)承載力相對較高；萬秀區、長洲區、龍圩區等16個縣(區、市)承載力較低。各縣人均生態承載力主要以耕地和林地構成為主，化石能源也占有一定比例。

4.3 生態壓力

呈現出西北部和西南方向安全性較強，東北和東南方向上安全性較弱的空間分布規律。廣西111個縣(區、市)中，秀峰區、玉州區、福綿區3個區的人均生態壓力大于2，處于極不安全狀態；疊彩區、雁山區、平樂縣、興業縣、陸川縣和海城區6個縣區處于很不安全狀態；樂業縣、天峨縣、南丹縣等19個縣(區、市)處于很安全狀態；靖西市、合山市、寧明縣等27個縣(區、市)處于較安全的狀態。說明廣西整體生態壓力處于相對“稍不安全”的狀態，生態環境承載壓力不是很大，但玉林市和桂林市的土地生態壓力問題亟待解決。

生態承載力的研究，對區域生態可持續發展有一定的意義。但文中對均衡因子和產量因子的選取是基于其他學者的研究結果，隨時間變化存在一定偏差；且本文僅研究了某年的廣西縣域生態承載力內部空間分布的規律，數據縱向參照性較弱，有待進一步探索。