基于生態足跡模型的湖南攸縣可持續發展研究

王文婕 葛大兵 周 雙 黃靜虹

(湖南農業大學生物科學技術學院/生態科學與工程研究所/洞庭湖區農村生態系統健康湖南省重點實驗室，湖南長沙 410128)

中國作為最大的發展中國家，經濟社會發展取得了舉世矚目的成績，但也付出了資源浪費、環境污染的沉重代價，甚至影響中國經濟的持續發展，特別是資源能源短缺成為中國經濟發展的瓶頸，為此中國經濟社會能否持續發展成為中國偉大復興和實現中國夢的關鍵［1］。

攸縣屬于湖南省經濟較發達的縣，近年來，隨著攸縣經濟更加快速增長，資源環境供給不足的矛盾更為突出，生態建設和環境保護問題日益嚴峻，總的來看資源和環境問題已成為制約經濟社會持續、快速、健康發展的重要因素。本文研究了2000年、2011年攸縣縣域范圍內的生態足跡和生態承載力，以期對其維護生態系統平衡和更好地實現生態攸縣建設提供參考的決策依據。

1 研究區域概況

攸縣位于湖南東部，羅霄山脈中段武功山西南端，東、西兩面群山環繞，丘陵相嵌;中部成崗地、平原。東部叢迭山群，地勢自東向西中山向低山、丘陵遞降;西部，地勢自西向東由低山向丘陵、崗地遞降;中部，地勢低平。全縣土地總面積2648 平方公里。地理座標是:東經113°09'09″至113°51'30″，北緯26°46'34″至27°26'30″。2000年全縣總人口76.93 萬人，GDP 總量89404 億元，2011年攸縣總人口79.11 萬人，全縣GDP總量471564 億元。

2 理論與方法

2.1 生態足跡理論模型

生態足跡就是用一種定量的方法來研究人類對區域生態環境的利用程度，即在當時平均生產技術水平和資源管理配置下，能夠保證生活在一定區域的人口發生的消費和產生的廢棄物能夠處理的生態生產性土地的面積和水域。采用William Rees 和Wackernagel 的生態足跡理論模型和方法對湖南攸縣社會經濟可持續性進行分析［2］。該生態足跡模型為:

式中:EF——總生態足跡;

EPi——生態生產力;

Ci——i 種資源消費量(i 為生態生產性土地類型);

EQi——等量因子(化石能源用地1.1、耕地2.8、草地0.5、森林1.1、建設用地2.8、水域0.2)［3－5］;

ef——人均生態足跡;

N——區域總人口數。

2.2 生態承載力理論模型

生態承載力是指在一個特定區域生產生命所需的可用的土地和水域，即在不破壞區域生態系統功能的大前提下，區域能夠提供的生態生產性土地和水域的總面積，其計算模型為:

式中:EC——生態承載力;

Ai——第i 種生態生產性土地面積;

EQi——等量因子;

Yi——第i 種類型生態生產性土地產量調整系數;

ec——人均生態承載力;

N——總人口數。

2.3 生態承載度模型

生態承載度:

式中:D——生態承載度;

EC——生態承載力。

2.4 生態經濟多樣性指數和生態經濟系統的發展能力

生態經濟多樣性指數可用Shanon－Leave 公式計算:

式中:H——多樣性指數;

Pi——第i 種土地類型在區域系統中的比例。

生態經濟系統的發展能力就是生態經濟的多樣性指數與生態足跡相乘而得到，依據Ulanowicz 的公式:

3 攸縣生態足跡研究結果與分析

3.1 生態足跡需求計算和分析

根據生態足跡模型要求，并結合研究區域攸縣具體情況，主要計算3 個參數賬戶。

3.1.1 生物資源消費

依據攸縣2001、2012年統計年鑒的數據，對攸縣2000、2011年產生的生物消費所占用的生態供給用生態足跡模型統一轉化為生態生產性土地面積。

世界平均產量數據來源于聯合國糧農組織1993年計算的有關生物資源的世界平均產量。計算結果見表1。

由表1 可以看出，2011年攸縣的生物資源生產占用各類生態生產性土地的人均生態足跡均增加，生物資源消費占用總的人均生態足跡為1.807034hm2。

表1 攸縣2000、2011年生態足跡生物資源消費帳戶(hm2/人)

可以看出，林地、水域占生物資源總生態生產性土地的比例增加幅度較小，均為0.5%左右，草地占生物資源總生態生產性土地的比例增加了4.5%，幅度較大，而耕地占生物資源總生態生產性土地的比例降低了4 個百分點，說明了攸縣人民生活食物消費結構發生變化，對林產品、肉類等高價值食物需求量增大，人民生活水平有所提高。

圖1 不同種類生物資源占總生態生產性土地面積的比例

3.1.2 能源消費

能源消費部分采用世界上單位化石能源土地面積的平均發熱量為標準，將攸縣2011年的能源消費所消耗的熱量折算成一定的化石能源土地面積［7］。能源消費生態足跡計算結果見表2。

從表2 可以看出，攸縣2000 到2011年能源消費人均生態足跡從0.635524hm2上升為1.032444hm2，這11年攸縣工業快速發展，經濟總量持續上漲，人民生活水平不斷提高，使得攸縣能源消費人均生態足跡上升，且煤炭消耗的生態足跡所是能源生態足跡中所占比例最大的，煤炭是攸縣經濟發展、社會生產和人民生活中最關鍵的能源物質，需求量不斷增加，且能源循環利用率不高、清潔能源使用量少，這成為能源消費生態足跡極速增長的主要因素。逐年增高的生態赤字和污染物生態足跡的增加，成為攸縣經濟社會發展與資源環境的巨大威脅，不可持續發展導致經濟發展與資源環境矛盾突出。

表2 2011年攸縣能源消費帳戶生態足跡(hm2/人)

3.1.3 污染物生態足跡

在經濟發展、城市化發展的進程中，產生的污染物質越來越多，用來直接或間接處理污染物質的土地就越多，這些污染物質對生態環境造成了不良影響，它們占用的生態足跡不容忽視，因此在生態足跡計算中考慮加入污染物生態足跡的計算。

污染物質的排放類型大體分為三大類:廢水、廢氣、固體廢物。計算處理污染物處理部分需要消耗的生態生產性土地面積和污染物未處理部分對生態生產性土地破壞的面積。攸縣2000、2011年污染物質排放情況見表3。

表3 攸縣2000、2011年污染生態足跡(hm2/人)

從表3 可以看出，2000年到2011年污染生態足跡從0.124227hm2上升到0.160603hm2，在經濟發展的同時污染生態足跡也在上升，其中固體廢棄物生態足跡上升過快，攸縣工業發達，工業固體廢棄物產生量大。

匯總生態足跡計算中的生物資源帳戶生態足跡、能源消費生態足跡、污染排放生態足跡，結果見表4。

攸縣生態足跡計算的結果表明，生物資源帳戶生態足跡比重占絕對優勢，能源消費生態足跡較小，但是有增長趨勢，污染物消納足跡有所上升。表明從全局上來看攸縣第二產業為經濟發展帶動的主導產業，且發展迅速，同時作為基礎產業的農業，發展程度較低，技術含量低，高投入低產出的發展現狀明顯存在。

表4 攸縣2000、2011年人均生態足跡匯總(hm2/人)

3.2 攸縣生態承載力計算

攸縣2011年的人均生態承載力結果見表5。攸縣生態承載力計算中產量調整因子的選取參考全球平均生產水平。由表5 可以看出，攸縣林地生態承載力最大，其次為耕地。

表5 攸縣2000、2011年生態承載力(hm2/人)

攸縣生態承載力評價結果表明，2000年至2011年攸縣生態承載力逐年減小，其供給作用沒有得到充分的發揮。

3.3 生態足跡動態分析

可持續發展是經濟、社會、環境三個子系統的協調發展，生態足跡指標與其他一些經濟、社會測度指標相結合，能綜合反映更完整意義上的可持續程度。匯總以上對攸縣2000、2011年生態足跡的計算結果見表6。

表6 生態足跡分析表(hm2/人)

通過對攸縣2000年、2011年生態足跡與生態承載力的分析可知，攸縣社會經濟發展處于生態赤字狀態，意味著攸縣對資源的需求超過了區域的生態供給，隨著攸縣經濟發展和城市化進程的加快，攸縣不可持續發展狀態仍在加劇。2000年、2011年區域的生態足跡均超過了區域所能提供的生態承載力，生態安全受到威脅，攸縣只有通過輸入其它地區的自然資源或是對該區域后續資源進行掠奪式開采來平衡對自然生態資源的需求。從總體上看，攸縣經濟發展處于不可持續的狀態，且生態經濟多樣性指數下降，表明攸縣經濟不可持續發展，經濟結構不科學使得攸縣經濟發展與環境承載不匹配。

4 攸縣可持續發展對策建議

4.1 充分利用自身優勢，優化產業結構，促進經濟發展

攸縣的經濟發展必須在產業機制調整中全面貫徹可持續發展的理念，加強產業政策的引導，對現有的產業結構進行優化。結合攸縣自身的特點，進行產業結構調整，其結構的調整不能局限于經濟領域，而應擴展到社會、環境與經濟結構的大調整，既調整經濟結構，社會結構，更要優化社會、環境與經濟的結構比例關系。

4.2 提倡循環經濟，加強技術創新，提高工業企業的資源利用效率

堅持開發與節約并舉，把節約放在首位。實行嚴格的土地管理制度，強化規劃和年度計劃管控、加強用途管制，切實保護耕地特別是基本農田。大力推行土地儲備形式的開發，積極盤活存量土地，促進土地資源的節約利用和集約利用。合理開發和利用林木資源，保持林木資源持續增長。推進示范工程，支持礦山企業、煤矸石、礦山固體廢棄物等開展綜合利用，發揮示范引導作用。根據“減量化、再利用、資源化”的原則，促進資源循環式利用，鼓勵企業循環式生產，倡導社會循環式消費。加大節能減排力度，抓好工程減排、結構減排、管理減排，全面實現節能減排預期目標。

4.3 重視科技投入，科學管理和使用生物生產土地，提供最大的生態承載力，促進農業發展

在攸縣今后的發展中，一定要加大對科技創新的投入力度，深化科技體制改革，特別是農業科技的發展，提高單位面積生物生產量，整合全社會科技資源，以企業為主體，全面提高科技整體實力。鼓勵企業進行技術的原始創新、集成創新和引進消化再創新，提高企業技術水，加快科技成果轉化。

4.4 提倡健康正確的消費方式

隨著區域經濟的快速發展，人們生活水平不斷提高，人民的消費結構發生了明顯改變，由之前的以谷物為主的單一飲食結構向現如今的多元化飲食結構轉變。為了有效減少生物生產性土地面積的壓力，合理健康的消費結構顯得尤為重要。因此，在攸縣今后發展過程中，在控制人口的增長的基礎上，引導人們正確健康的消費觀念和消費方式，強化消費機制的適度性。

4.5 提高人們環保意識，加強環境保護宣傳，促進社會經濟環境的可持續發展

生態環境是攸縣社會發展的主要優勢，其森林覆蓋率平均水平達到了57.58%，但是在社會經濟發展的同時，社會監管不力，人們環保意識薄弱，給攸縣的生態環境提出了巨大挑戰。生態環境保護的宣傳工作不能停滯，要讓最廣大人們認識到環境保護的重要性，提高大家的環保意識，在生態環境可持續的前提下發展經濟。

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