基于生態足跡的陜西省適度人口研究

徐 坡,韓新海

(1.西北大學 城市與環境學院,710127中國西安;2.陜西省寶雞市勘察測繪院,陜西 寶雞 721000)

所謂適度人口,一般是指在一定目標和條件下區域能夠供養的最優人口數量。它的大小不僅取決于區域各種自然經濟承載力和區域人口對這些承載力的需求水平之間的平衡,也取決于不同的研究目標[1]。在我國最早提出適度人口的是南京大學的孫本文[2],他從我國 1957年的糧食生產水平和勞動就業角度,提出 8億人口是我國最適宜的人口數量。從此之后開啟了適度人口研究的先河,不同學者分別從不同角度對適度人口進行了研究,有的以經濟發展為出發點,探求最適合經濟協調發展的人口規模,即為經濟適度人口;有的從國防需要和提升國家競爭力角度來考慮一個國家合理的人口規模,可以稱之為軍事適度人口;也有研究從保證充分就業,防止人口嚴重老齡化出發,探討維持社會協調發展的適度人口;同時還有大量研究側重從資源供給的角度來確定區域適度人口[3]。而隨著人類社會的發展,人地關系變得越來越緊張,從區域可持續發展和生態安全方面考慮的適度人口即生態適度人口的研究越來越受到人們的關注,對此彭希哲等在介紹生態足跡模型的基本概念和計算方法的基礎上,對中國西部 12省市的生態適度人口進行了估算[1]。徐丹[4]應用生態足跡模型對崇明島的人口承載力進行了測算和分析,并提出相應的措施提升人口承載力。王麗曄[5]根據生態足跡分析方法通過對生態足跡、生態承載力和生態盈虧的分析,構建人口容量的計算模型,并以金華市為例估算其人口容量。馬曉鈺[6]應用生態足跡理論對經濟快速增長下的生態過剩人口進行研究,從橫截面和時間序列分析生態過剩人口情況,反映了我國生態人口過剩的普遍性,說明經濟的快速增長付出了巨大的生態代價,并提出相應措施來緩解生態人口過剩問題。王靜懿[7]運用生態足跡、碳足跡、水足跡的概念計算了中國的生態適度人口規模,并通過對影響模型的要素及其他相關因子的分析,探討了中國未來的人口發展戰略,以及貿易、科技、制度、文化等各種因素對于適度人口規模的影響。韓申山[8]以咸陽市為例利用生態足跡分析方法,對咸陽市 1999～2006年的生態適度人口進行了測算,指出咸陽市具有相對較大的人地矛盾,出現生態赤字,并提出一些可持續發展的途徑。盛亦男[9]從土地資源承載力、水資源承載力和生態承載力角度分析東北地區人口承載力狀況,對東北地區的生態適度人口進行估算,最后提出一些提高東北地區人口承載力的政策建議。本文在參考相關文獻的基礎上,利用生態足跡分析模型和陜西省 1991～2005年統計年鑒數據,對陜西省 1990～2004年的生態足跡進行計算分析,并在此基礎上估算了陜西省生態適度人口,以期為陜西省社會經濟可持續發展提供相應的借鑒。

1 研究區概況

陜西省位于東經 105°29′～ 111°15′和北緯 31°42′～ 39°35′之間,土地面積 20.58萬 km2,地勢南北高,中間低,西部高、東部低,地形復雜多樣,北部為陜北黃土高原,中部為號稱“八百里秦川”的關中平原,南部為陜南秦巴山地。陜西省屬大陸性季風氣候,年平均氣溫 13℃,積溫 421℃,無霜期150～270 d,年均降水量 996 mm,年均蒸發量 1 608 mm。2004年末全省人口 3 762萬人。

2 研究方法

2.1 生態足跡的計算方法

生態足跡指標是通過測定現今人類為了維持自身生存而利用自然的量來評估人類對生態系統的影響[10]。生態足跡的計算首先是確定某國家(地區)在某一時段消費的絕大多數資源、能源以及所產生廢棄物的數量,其次是將消廢的資源和產生的廢棄物折算成資源及消納廢棄物生產所需的生物生產面積。依據 Wackernagel的國家足跡報告[11]本文將生物生產面積主要考慮化石能源用地、耕地、林地、草地、建設用地和水域等 6個方面。

生態足跡的計算可以用以下公式來表示[11-15]：

式中：EF為總的生態足跡;N為區域總人口數;ef為人均生態足跡;i為消費項目的類型;ri為第 i項消費項目的均衡因子;Ai為第 i項消費項目人均占用的實際生態生產性土地面積;ci為 i項的人均年消費量;pi為第 i項消費項目的全球單位面積年平均產量。均衡因子的選取來自世界各國生態足跡的報告[11]。目前采用的均衡因子分別為：林地和化石能源用地為 1.14,耕地和建筑用地為 2.82,草地為 0.54,水域為 0.22。

2.2 生態承載力的計算方法

生態承載力是與生態足跡需求相對應的概念,是指區域能夠提供給人類的生態生產性土地總和,計算公式為：

其中,yi為產量因子;ri為均衡因子;ai為人均生物生產性面積;N為人口數;ec為人均生態承載力;EC為總的生態承載力。

由于不同國家或地區同類型生物生產面積的生態生產力存在差異,化石能源地、耕地、草地、林地、建筑用地、水域等之間的生態生產力存在很大的差異,因此,不同國家或地區同類生物生產土地的實際面積不能進行直接對比,需要對不同類型的面積進行調整。產出因子就是一個將各國各地區同類生態生產性土地轉化為可比面積的參數,是一個國家或地區某類土地的平均生產力與世界同類平均生產力的比率。本文采用的產出因子的選取同樣來自世界各國生態足跡的報告,具體為耕地 1.66,林地 0.91,草地 0.19,園地2.94,水域 1,建設用地 1.66。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,即可得到實際利用的生態承載力。

2.3 生態適度人口的計算

生態適度人口,通常也稱為可持續人口容量,其主要受區域社會經濟、自然等多種因素的影響。區域光熱水土等自然條件及土地利用方式與技術決定了區域土地數量和土地生產力,從而也決定了森林、農業用地、草地、水域、建設用地等生產性土地的承載力,它們構成了區域生態系統的總承載力;而產業結構、消費習慣方式、收入水平等決定了區域的消費規模,構成了對自然資源的需求[1]。對于生態適度人口的研究有助于正確理解人對自然生態系統的依賴,協調經濟發展與保護生態系統之間的關系,從而保證人類發展的可持續性。

在計算人口承載力時,用生態承載力代表一個地區所能提供的資源環境條件,生態足跡代表人口的消費水平。在生態承載力內,按照一定人均生態足跡計算的人口可以說是一個區域的生態適度人口,也可以說是一個區域的可持續人口容量[1,8]可以用公式表示為：

式中：P為區域的生態適度人口,N為區域的實際人口,ec為人均實際利用的生態承載力,ef為人均生態足跡。

3 陜西省 1990～2004年生態適度人口計算

3.1 人均生態足跡的計算

根據以上計算生態足跡的方法,對陜西省 1990～2004年的人均生態足跡進行計算,此次計算的生態足跡只包括生物文只采用生物資源消費和化石能源消費兩部分。生物資源的消費包括農產品,動物產品,水產品,林產品,水果產品等,能源消費包括原煤、焦炭、原油、汽油、煤油、柴油、天然氣、電力等,具體數據來自 1991～2009年《陜西省統計年鑒》。生物資源中的各類產品的全球平均產量,采用聯合國糧農組織(FAO)發布的各年每種作物的全球平均產量數據,能源部分中的全球平均能源足跡和折算系數參考相關文獻[11-15]。運用以上的計算方法對陜西省 1990～2004年的生態足跡進行計算結果,具體見表 1

表1 陜西省 1990～2004年人均生態足跡 hm2/人

3.2 人均生態承載力的計算

依據生態承載力理論和計算方法,將陜西省 1990～2004年實際提供的生物生產性土地面積與均衡因子、產量因子相乘,轉化為以全球平均生物生產性土地面積表示的陜西省生態承載力,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,即可得到實際利用的生態承載力。各個年份的生物生產性土地面積來自1991～2009年《陜西省統計年鑒》。具體計算結果如表2 所示：

表2 陜西省 1990～2004年人均生態承載力 hm2/人

3.3 生態適度人口的計算

所謂適度人口,一般是指在一定目標和條件下區域能夠供養的最優人口數量。它的大小不僅取決于區域各種自然經濟承載力和區域人口對這些承載力的需求水平之間的平衡,也取決于不同的研究目標[1]。根據以上求出的陜西省人均生態足跡和人均生態承載力,運用生態適度人口的計算方法,求取陜西省 1990～2004年的生態適度人口,其中總人口數據來自于 1991～2009年《陜西省統計年鑒》。具體計算結果見表3 。

表3 陜西省 1990～2004年生態適度人口

4 結果與分析

根據表3 得出陜西省 1990～2004年生態適度人口變化圖(圖 1),由圖 1以及表3 的數據可以看出,陜西省 1990～2004年的生態適度人口變化主要分三個階段：

(1)1990～1998生態適度人口波動中下降,實際人口上升,過剩人口波動中上升的過程。這一時期實際人口由 1990年的 3 275.02萬人增加到 1998年的 3 596萬人,9年增加了320.98萬人;生態適度人口由 1990年的 2 898.9萬人減少到 1993年的 2 415.92萬人,1994年略微增加到 2 572.85萬人,1996年又減少到 2 107.49萬人,1997年又增加到2 162.41萬人,直到 1998年減少到 2 104.32萬人,9年間減少 794.58萬人,總體上在波動中呈減少的趨勢;過剩人口則表現出與生態適度人口相反的趨勢。陜西省實際人口和生態適度人口之間的比例也由 1.13增加到 1.71。在此期間,人均生態足跡也由 1990年的 0.91 236 hm2/人波動增長到1998年的 1.21 892 hm2/人,人均增加 0.30 153 hm2/人,人均生態承載力由 1999年的 0.8 076減少到 1998年的0.71 329,人均減少 0.09 342 hm2/人。人均生態足跡增加量是人均生態承載力減少量的 3.28倍。由此可見陜西省生態可持續發展逐步惡化的主要原因是總需求的不斷增大,導致生態適度人口的不斷減少。出現這一變化的主要原因是這一時期各類生產性土地的人均生態足跡都在不斷地增加,尤其是草地和化石燃料用地的足跡增加較快,這說明隨著生活水平的提高,人們消費結構發生變化,對肉蛋類的需求上升,化石燃料的足跡增加說明陜西省經濟的發展主要以資源的消耗為主,對資源的需求不斷增大。

(2)1999～2000年生態適度人口和實際人口增加,過剩人口減少的過程。這一時期陜西省實際人口由 1999年的3 618萬人增加到 2000年的 3 644萬人,生態適度人口由1999年的 3 086.35萬人增加到 2000年的 3 113.48萬人,過剩人口則由 1999年的 531.65萬人減少到 2000年的 530.52萬人。人均生態足跡由 1.12 264 hm2/人下降到1.08421 hm2/人,人均下降 0.03 843 hm2/人,人均生態承載力由 0.95 767 hm2/人 下降 到 0.92 637,人 均下 降0.0 313 hm2/人,前者是后者的 1.23倍。由此可見陜西省生態可持續發展逐步好轉的主要原因是生態足跡總需求的不斷下降,從而引起生態適度人口的增加,但總體上還處于不可持續的范圍之內。出現這一變化的主要原因是化石燃料足跡的減少,雖然在這一時期其它的生物資源的足跡都在增加,但其增加的幅度遠遠小于化石燃料減少的幅度。

圖1 陜西省 1990～2004年生態適度人口變化情況

(3)2001～2004年生態適度人口逐漸減少,實際人口和過剩人口逐漸增加的過程。這一時期,陜西省實際人口由2001年的 3 659萬人,增加到 2004年的 3 762萬人,8年間增加了 103萬人;生態適度人口則由 2001年的 3030.57萬人減少到 2004年的 1 439.39萬人,8年間減少 1 591.18萬人;過剩人口則由 2001年的 628.43萬人增加到 2004年的2 322.61萬人,8年間增加 1 694.18萬人。陜西省實際人口和生態適度人口的比例也呈不斷上升的趨勢,從 2001年的1.21增加到 2004年的 1.68。此段時間,人均生態足跡增加0.33 150 hm2/人,人均生態承載力則減少 0.06 243 hm2/人,前者是后者的 5.31倍。由此可見,這一時期陜西省生態經濟可持續發展逐步惡化的主要原因是生態足跡總需求的不斷增加,從而引起生態適度人口的不斷減少。出現這一變化的主要原因是耕地、草地、林地、建設用地和化石燃料用地生態足跡的不斷增大。耕地的人均生態足跡從 2001年的0.30 560 hm2/人增加到 2004年的 0.35986 hm2/人,耕地足跡的增加說明隨著人口的增加,人們對最基本的農產品需求開始增加。草地的人均生態足跡由 2001年的 0.24 824 hm2/人增加到 2003年的 0.30 286 hm2/人,2004年雖然有所下降,但總整個時期來看草地的生態足跡依然呈現增長的趨勢。草地足跡的增加反映了隨著人們生活水平的提高,消費結構變的多元化,對肉蛋奶類需求的不斷增大。林地的人均生態足跡由 2001年的 0.04 495 hm2/人增加到 2004年的0.06 657 hm2/人。林業足跡的增大則是以蘋果為主的果業加工的蓬勃發展和退耕還林的結果。建設用地的人均生態足跡 由 2001年 的 0.00 872 hm2/人 增 加到 2004年 的0.01 246 hm2/人。建設用地足跡的增加說明了隨著城市的擴張人們對住房和基礎設施的需求不斷增大。化石燃料的人均生態足跡由 2001年的 0.49 293 hm2/人增加到 2004年的 0.75 860 hm2/人。化石能源用地需求的增加,表明以機械、石化、能源為主導的資源密集型產業在陜西省產業結構中所占比例較大。因此,陜西省應大力發展循環經濟,以提高能源利用率。

5 結論與建議

在 1990～1998年,陜西省年生態適度人口由 2 898.9萬人下降到 2 104.32萬人,陜西省實際人口由 3275.02萬人增加到 3 596萬人;1999～2000年,陜西省生態適度人口由3086.35萬人增加到 3 113.48萬人,陜西省實際人口由3 618萬人增加到 3 648萬人;2001～2004年,陜西省生態適度人口由 3 030.53萬人下降到 2 204.76萬人,陜西省實際人口由 3 659萬人增加到 3 705萬人。

要實現陜西省生態經濟的可持續發展,就必須不斷減少生態足跡的總需求,提高自身的生態承載力。對此W ackernagel[16]等提出通過采用高新技術,提高自然資源單位面積的生物產量;高效利用現有資源存量;減少人口,以減少消費以及減少人均消費,改變人們的生產和生活消費方式,建立資源節約型的社會生產和消費體系。這些措施對于任何地區都具有普遍性,但考慮到各個地區的特殊性,應根據各地的實際情況采取適合本地區措施來實現生態經濟的可持續發展。

因此針對陜西省的實際情況應在以上措施的基礎上大力發展循環經濟,減少對生態環境的破壞,陜北作為陜西省的能源基地,應注重生態工業園區的建設,提高化石能源利用率和改善能源消費結構,實現資源的可持續利用,同時陜北地處黃土高原地區,水土流失嚴重,應加強基本農田保護,在水土流失嚴重地區應以植樹種草為主,防止過度開荒,坡度較高的丘陵地區應將耕地轉變為果園或發展林業,限制畜牧業發展超過草原的承載量;關中地區作為全省的農業基地,應積極開展土地的整理和復墾強化節約用地意識,加強耕地保護和基本農田建設,加強建設用地管理,提高土地的使用效率,同時應該調整農業的產業結構,增加林業和畜牧業,滿足人們對肉、蛋、水果、奶和林產品的需求;在城市建設方面,應加強城市的生態建設,加強城市的環境治理,優化城市產業結構,實現可持續發展;陜南地區應充分發揮秦嶺的資源優勢,積極發展中草藥,加快藥材基地建設,建立生態環保型的中草藥加工產業體系,同時與旅游業相結合,實現產業結構的重組和升級。

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