生態(tài)足跡法在西峰區(qū)土地利用可持續(xù)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(guī)劃院，甘肅 定西 732000；2.甘肅省國土資源規(guī)劃研究院，甘肅 蘭州 730070；3.甘肅農業(yè)大學資源與環(huán)境學院，甘肅蘭州 730070）

慶陽市西峰區(qū)地處內陸，其生態(tài)環(huán)境的脆弱性限制了西峰區(qū)可持續(xù)發(fā)展的能力。西峰區(qū)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(qū)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(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展面臨嚴峻挑戰(zhàn)。近些年，西峰區(qū)采取了一系列的措施，逐步加大生態(tài)環(huán)境改善力度，如退耕還林（草）、小流域治理等，但是生態(tài)環(huán)境問題仍沒有得到徹底地解決。良好的生態(tài)環(huán)境是可持續(xù)發(fā)展的基礎，要正確認識西峰區(qū)可持續(xù)發(fā)展能力，就必須對其進行量化分析。

由加拿大生態(tài)經濟學家Rees和Wackernagel提出的生態(tài)足跡分析方法是一種可持續(xù)發(fā)展的生物物理評價方法，其在區(qū)域可持續(xù)發(fā)展評估、城市交通影響評估，土地利用規(guī)劃、大型工程建設生態(tài)環(huán)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(tài)足跡分析法對西峰區(qū)的生態(tài)足跡和生態(tài)承載力進行測算，并由此對土地的可持續(xù)利用進行評價，以期為西峰區(qū)進一步可持續(xù)發(fā)展提供科學的依據。

1 西峰區(qū)概況

西峰區(qū)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(zhèn)原縣毗鄰，東與合水縣接壤，屬陜、甘、寧三省（區(qū)）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(qū)國土總面積99901.82 hm2， 2009年總人口34.92萬人。

2 研究方法

生態(tài)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(qū)域的持續(xù)生存所必需的生態(tài)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(tǒng)的壓力大小，從供給方面計算生態(tài)承載力大小，通過計算生態(tài)盈余（或赤字）來衡量區(qū)域可持續(xù)發(fā)展狀況，其計算模型如下各式。

生態(tài)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(tài)生產性土地轉化為在生態(tài)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(tài)足跡；EF為總的生態(tài)足跡。

生態(tài)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(qū)同類生態(tài)生產性土地轉化為可比面積的參數，是一個國家或地區(qū)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(tài)承載力。生態(tài)盈余（或赤字）：

式中：ES是生態(tài)盈余；ED是生態(tài)赤字。如果為生態(tài)盈余，即表明人類對自然生態(tài)系統(tǒng)的壓力處于本地區(qū)所提供的生態(tài)承載力范圍內，生態(tài)系統(tǒng)是安全的； 如果為生態(tài)赤字，則表明這一地區(qū)的人們對本地區(qū)的自然生態(tài)系統(tǒng)所提供的產品和服務的需求超過了其供給，生態(tài)系統(tǒng)是不安全的，當前的發(fā)展也是不可持續(xù)的。

3 結果與分析

3.1 生態(tài)足跡計算

基于生態(tài)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(lián)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(fā)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(tài)足跡的計算方法，分別建立2009年西峰區(qū)生態(tài)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(qū)2009年人均生物資源生態(tài)足跡為0.5001 hm2，化石能源人均生態(tài)足跡為0.0135 hm2。結合各消費項目生態(tài)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(tài)足跡計算報告，匯總得到2009年西峰區(qū)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(tài)足跡分別為0.4869、0.1166、0.1125 、0.0152、0.0004、0.0028 hm2，該區(qū)人均生態(tài)足跡總需求為0.7344 hm2。

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3.2 生態(tài)承載力計算

土地利用現狀數據采用西峰區(qū)第二次全國土地調查成果數據，將西峰區(qū)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(tài)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(lián)合國環(huán)境和發(fā)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(qū)人均生態(tài)承載力為0.5282 hm2(見表4)。

3.3 生態(tài)足跡和生態(tài)承載力分析

2009年西峰區(qū)的人均生態(tài)足跡需求為0.7344 hm2，人均生態(tài)承載力為0.5282 hm2，人均生態(tài)赤字為0.2062 hm2。生態(tài)赤字表明生物資源消費需求已經超過了自然系統(tǒng)的供給能力，可見西峰區(qū)的發(fā)展模式是不可持續(xù)的，生態(tài)環(huán)境處于不安全狀態(tài)。從生態(tài)足跡構成上分析，生態(tài)足跡占用最大的是耕地，人均為0.4869 hm2，耕地人均生態(tài)足跡占人均總生態(tài)足跡的66.30%，反映出西峰區(qū)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(tài)空間類型結構較為單一。從各地類生態(tài)赤字（盈余）上分析，建筑用地為生態(tài)盈余，而林地、耕地、草地、水域和化石能源地均為生態(tài)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(tài)足跡分析，西峰區(qū)2009年GDP為741400萬元，其萬元GDP占用的生態(tài)足跡為0.35 hm2/萬元，低于全國平均水平2.04。經濟越發(fā)展， 其萬元GDP 的生態(tài)足跡需求就會越小，反應出西峰區(qū)的經濟發(fā)展對自然資源的依賴和利用相對較好。

4 結 語

生態(tài)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(qū)的可持續(xù)發(fā)展狀況。綜合生態(tài)承載力和生態(tài)足跡的分析可以發(fā)現，西峰區(qū)要向可持續(xù)發(fā)展方向努力，就應盡量減少其生態(tài)赤字。而影響生態(tài)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(tài)赤字，西峰區(qū)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(jié)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(guī)劃的宏觀調控作用，優(yōu)化土地利用結構，協(xié)調好土地利用與生態(tài)環(huán)境建設的關系；控制人口過快增長，以減輕區(qū)域發(fā)展對生態(tài)環(huán)境的壓力。

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