生態足跡法在西峰區土地利用可持續性研究中的應用

張 毅，汪永紅，王永豪

（1.定西市國土資源勘測規劃院，甘肅 定西 732000；2.甘肅省國土資源規劃研究院，甘肅 蘭州 730070；3.甘肅農業大學資源與環境學院，甘肅蘭州 730070）

慶陽市西峰區地處內陸，其生態環境的脆弱性限制了西峰區可持續發展的能力。西峰區氣候干燥、降水量少、地形破碎、植被覆蓋度低。隨著城市化進程的加快，西峰區人口劇增，在不合理的社會經濟活動作用下，大氣污染、水土流失、生物多樣性減少等問題日漸嚴重，生態環境的可持續發展面臨嚴峻挑戰。近些年，西峰區采取了一系列的措施，逐步加大生態環境改善力度，如退耕還林（草）、小流域治理等，但是生態環境問題仍沒有得到徹底地解決。良好的生態環境是可持續發展的基礎，要正確認識西峰區可持續發展能力，就必須對其進行量化分析。

由加拿大生態經濟學家Rees和Wackernagel提出的生態足跡分析方法是一種可持續發展的生物物理評價方法，其在區域可持續發展評估、城市交通影響評估，土地利用規劃、大型工程建設生態環境影響等方面被許多國內外學者研究和應用。因此，運用生態足跡分析法對西峰區的生態足跡和生態承載力進行測算，并由此對土地的可持續利用進行評價，以期為西峰區進一步可持續發展提供科學的依據。

1 西峰區概況

西峰區位于甘肅省東部，涇河上游，地處有“天下黃土第一塬”之稱的董志塬腹地，地勢由東北向西南傾斜，東經107°27′42″～107°52′48″，北緯35°25′55″～35°55′11″；北靠慶城縣，南接寧縣，西和鎮原縣毗鄰，東與合水縣接壤，屬陜、甘、寧三省（區）金三角地帶，是慶陽市政治、經濟、文化、交通和商貿流通中心；全區國土總面積99901.82 hm2， 2009年總人口34.92萬人。

2 研究方法

生態足跡是指在一定技術條件下，為要維持某一物質消費水平下的某一人口、某一區域的持續生存所必需的生態生產性土地的面積。該方法通過建立消費項目賬戶體系，來揭示人類消費活動與其賴以生存的土地資源之間的關系。該方法從需求方面計算人類對自然系統的壓力大小，從供給方面計算生態承載力大小，通過計算生態盈余（或赤字）來衡量區域可持續發展狀況，其計算模型如下各式。

生態足跡計算模型：

式中：i為消費品的類型；Pi為i種消費商品的平均生產能力（kg/hm2）；Ci為i種商品的人均消費量；ri為第i種消費品所占土地類型的等價因子，就是一個使不同類型的生態生產性土地轉化為在生態生產力上等價的系數；ai為人均i種消費品折算的生產土地面積；N為人口數；ef為人均生態足跡；EF為總的生態足跡。

生態承載力計算模型：

式中：j為土地類型；Aj為第j類土地利用類型的實際面積；rj為第j類土地利用類型的等價因子；yj為第j類土地利用類型的產量因子，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；EC為生態承載力。生態盈余（或赤字）：

式中：ES是生態盈余；ED是生態赤字。如果為生態盈余，即表明人類對自然生態系統的壓力處于本地區所提供的生態承載力范圍內，生態系統是安全的； 如果為生態赤字，則表明這一地區的人們對本地區的自然生態系統所提供的產品和服務的需求超過了其供給，生態系統是不安全的，當前的發展也是不可持續的。

3 結果與分析

3.1 生態足跡計算

基于生態足跡計算指標與模型，根據2009年西峰年鑒相關數據分別建立生物資源消費賬戶和能源消費賬戶。生物資源消費部分包括糧食、油料、蔬菜瓜類、肉類、奶類、禽蛋、水產品、水果、花椒和其他林產品10種資源，生物資源生產面積的折算采用聯合國糧農組織2003年計算的有關生物資源的世界平均產量資料來處理。能源消費部分包括原煤、汽油、柴油和電力4種能源，計算時將燃料的消費轉化為化石能源生產土地面積，數據以世界上單位化石能源生產土地面積平均發熱量為標準，將當地能源消費所消耗的熱量折算成化石能源用地面積。

運用生態足跡的計算方法，分別建立2009年西峰區生態足跡計算中生物資源消費帳戶和化石能源消費帳戶（見表1和表2）。經計算，西峰區2009年人均生物資源生態足跡為0.5001 hm2，化石能源人均生態足跡為0.0135 hm2。結合各消費項目生態足跡與生物生產性土地類型的對應關系, 等價因子的選取來自世界各國生態足跡計算報告，匯總得到2009年西峰區各類生物生產性土地面積(見表3)，其中耕地、草地、林地、化石能源地、建筑用地和水域人均生態足跡分別為0.4869、0.1166、0.1125 、0.0152、0.0004、0.0028 hm2，該區人均生態足跡總需求為0.7344 hm2。

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3.2 生態承載力計算

土地利用現狀數據采用西峰區第二次全國土地調查成果數據，將西峰區各種生物生產性土地面積轉化為可比較的生物生產性土地面積時，獲得耕地產量因子為1.14，草地、林地、水域、建筑用地的產量因子受資料所限，采用的是中國生態足跡報告中的相應數據。計算可供利用的生物生產性土地面積時，根據聯合國環境和發展委員會的建議，扣除了12﹪的生物多樣性保護面積，最后，計算得到西峰區人均生態承載力為0.5282 hm2(見表4)。

3.3 生態足跡和生態承載力分析

2009年西峰區的人均生態足跡需求為0.7344 hm2，人均生態承載力為0.5282 hm2，人均生態赤字為0.2062 hm2。生態赤字表明生物資源消費需求已經超過了自然系統的供給能力，可見西峰區的發展模式是不可持續的，生態環境處于不安全狀態。從生態足跡構成上分析，生態足跡占用最大的是耕地，人均為0.4869 hm2，耕地人均生態足跡占人均總生態足跡的66.30%，反映出西峰區人民生活消費的主要土地類型為耕地，用于消費的可供給生態空間類型結構較為單一。從各地類生態赤字（盈余）上分析，建筑用地為生態盈余，而林地、耕地、草地、水域和化石能源地均為生態赤字。建筑用地供給雖然達到滿足還有充足盈余，但是當地的建設用地是以各種方式占用農田，特別是耕地而獲得的。從萬元GDP占用生態足跡分析，西峰區2009年GDP為741400萬元，其萬元GDP占用的生態足跡為0.35 hm2/萬元，低于全國平均水平2.04。經濟越發展， 其萬元GDP 的生態足跡需求就會越小，反應出西峰區的經濟發展對自然資源的依賴和利用相對較好。

4 結 語

生態足跡方法盡管本身還不十分完善，模型還存在缺點，但是它能簡潔明了地反映出一個國家或地區的可持續發展狀況。綜合生態承載力和生態足跡的分析可以發現，西峰區要向可持續發展方向努力，就應盡量減少其生態赤字。而影響生態赤字的因素主要有消費水平、單位土地面積的生產力、土地利用結構、人口密度等。所以，為了緩解生態赤字，西峰區必須采取積極的措施來應對，例如，改變人們的生產和生活消費方式，建立節約型社會；依靠科技對土地進行集約化經營，提高土地的生產力；進一步強化土地利用規劃的宏觀調控作用，優化土地利用結構，協調好土地利用與生態環境建設的關系；控制人口過快增長，以減輕區域發展對生態環境的壓力。

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