第30卷第9期 2007年9月. 合肥工业大学学报(自然科学版) JOURNAL OF HEFEI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY Vo1.30 No.9 Sept.2007 1 9 9 O 2 00 4年安徽省生态足迹动态分析 吴开亚, 林保国 ' 宋润朋 ' 刘海燕 (合肥工业大学资源与环境工程学院,安徽合肥230009) 摘要:文章采用可变世界单产法计算了1990--2004年安徽省域尺度上的生态足迹,表明研究期内人均生态 足迹和人均生态赤字分别由1990年的1.012 1 hrnz、0.501 4 hrnz增加到2004年的1.652 3 hmz和 1.239 7 hmz,人均生态承载力和万元GDP生态需求则分别由0.510 8 hm2、8.560 1 hm2减少到0.412 5 hm2 和2.127 0 hrnz。说明了近年来安徽省人口对自然资源的消费量逐年增加,超出自然生态系统的承载能力,生 态足迹与生态承载力之间的矛盾加剧,社会经济的发展模式不可持续。 关键词:生态足迹;生态承载力;生态赤字;可持续发展 中图分类号:X171.1 文献标识码:A 文章编号:1003—5060(2007)09—1134—05 Dynamic analysis of the EF of Anhui Province from 1 9 90 to 2004 WU Kai-ya,LIN Bao-guo, SONG Run-peng.LIU Hai-yan (School of Resources and Environment,Hefei University of Technology,Hefei 230009,China) Abstract:The ecological footprint(EF)of Anhui Province during the period from 1990 to 2004 is calcu— lated with the method of variable world average yield.The results are as follows:the average personal ecological footprint gradually increased from 1.012 1 hm to 1.652 3 hmz during 1990 to 2004:the av~ erage personal ecological deficit increased from 0.501 4 hmz to 1.239 7 hmz:the average personal eco~ logical capacity declined year by year from 0.510 8 hm2 to 0.412 5 hmz:and the average personal eco~ Iogical footprint per ten thousand yuan GDP dropped from 8.560 1 hmz to 2.127 0 hmz.The research indicates that the utilization of natural resources in Anhui Province is increasing year by year and has been beyond the capacity of the natural ecological system.SO the conflicts between the ecological foot— print and ecological capacity are aggravated。and the ecological environment is at risk.Some sugges— tions for sustainable economic development are given. Key words:ecological footprint;ecological capacity;ecological deficit;sustainable development 生态系统是人类赖以生存和发展的物质基 础,要实现可持续发展就必须生存于生态承载力 范围之内。测度人类对生态系统所产生的影响和 持续发展的方法之一。 近几年一些学者试图通过计算各指标的时间 压力,一直就是可持续发展研究的主要内容L】]。 序列值,来追踪各个时点的可持续程度,并取得一 定进展。如文献[5]对奥地利、菲律宾和韩国 1961--1999年的生态足迹分析,分别采用了可变 2O世纪9O年代初,各国学者先后提出了一些富 有价值的可持续发展评价指标体系、分析方法及 计算模型,如可持续性社会一生态指标、生态系统 世界单产和可变地方实际单产法;文献[6]利用可 变地方实际单产法对贝宁湾、不丹、哥斯达黎加和 服务价值评估指标和生态足迹指标等L2 ]。其 中,由于生态足迹计算结果具有较强的可视性、操 荷兰1980年、1987年和1994年生态足迹的计 算;文献E7]利用恒定世界单产、可变世界单产和 可变地方实际单产法对奥地利1926—1995年生 作性及移植性等特点,已成为最具影响的度量可 收稿日期:2006—08—23 基金项目:国家自然科学基金资助项目(50579009) 作者简介:吴开亚(1968一),男,安徽利辛人,合肥工业大学副教授,硕士生导师 维普资讯 http://www.cqvip.com 第9期 吴开亚,等:1990--2004年安徽省生态足迹动态分析 1135 态足迹的动态分析;文献[8]采用可变世界单产法 计算了1978--2003年中国的生态足迹;文献E9] 计算了1994--2003年吉林省的生态足迹;文献 [10]对苏锡常地区1991—1999年生态足迹的动 态分析等。 本文利用相关的资源生产与消费数据对安徽 省1990--2004年生态足迹进行了计算分析,将资 源利用和积极发展的动态特征融入到生态足迹模 型中,在此基础上进行横向和纵向比较分析,以期 N・rJ・∑(G/P ) (1) 其中,i为消费商品和投入的类型;P 为i种消费 商品的平均生产能力;G为i种商品的人均消费 量;act 为人均i种交易商品折算的生物生产面 积;N为人口数; 为人均生态足迹;EF为总的 生态足迹;rj为均衡因子。 生态承载力是与生态足迹需求相对应的概 念,是指区域能够提供给人类的生态生产性土地 解决可持续发展的代际公平性问题,为全省社会 经济可持续发展提供定量的决策参考依据。 1研究区概况与计算方法 1.1研究区概况 安徽省位于我国东部腹地,属长江、淮河流 域,只有东南小部分地区属新安江流域。介于东 经114。54 ~119。31 、北纬29。41 ~34。38 ,南北 长570 km,东西宽约450 km,面积13.92× 10 km2,占全国总面积的1.45 。安徽省除西 部大别山脉和南部黄山山脉地势较高外,其余大 部分为海拔15 ̄400 m以下的丘陵和平原。 安徽处暖温带与亚热带过渡地区,气候温暖 湿润,四季分明。淮河以北属暖温带半湿润季风 气候,淮河以南为亚热带湿润季风气候。全省年 平均气温在14~17℃之间,平均日照1 800~ 2 500 h,平均无霜期200~250 d,平均降水量 800 ̄I 800 mm。 1.2计算方法及数据来源 生态足迹(Ecological ̄ootprint)又称生态占 用,是一种自然资本利用分析工具,指生产一定人 口所消费的资源和吸纳这些人口产生的废弃物所 需要的生物生产性土地的总面积,其中生物生产 性土地是指具有生物生产能力的土地或水体[1 , 分为耕地、草地、森林、化石能源用地、建筑用地和 水域[1 。用生态空间大小表示人类对自然资本 的消费及自然系统能够提供的生态服务功能,将 其与该地区的生态能力相比较,可以判断该地区 的发展是否处于生态承载力的安全范围之内,从 而对人类活动的可持续性做出评价。 生态足迹模型的计算是基于以下:2个基本事 实[1引:①人类可以确定自身消费的绝大多数资 源及其所产生的废弃物的数量;②这些资源和废 弃物流可转换成相应的生物生产面积。其计算公 式为 EF—N・ 一N・rj・∑(aa )一 总和,计算公式为 一N・ 一N・∑ ・ ・Y1 (2) 其中, ,为产量因子; 为均衡因子;nf为人均生 态承载力;N为人口数; 为人均生态承载力; 为总的生态承载力。 将生态足迹与生态承载力相减,差值为正时 称生态赤字,表示该地区人均占用资源量超过了 生态承载力;差值为负时称生态盈余,表示人均占 用资源量仍在生态承载力允许的范围之内。该值 定量化反应了地区的可持续发展现状。 在安徽省历年生态足迹计算中,采用了可变 的世界单产法,其生物资源和能源各年的世界平 均产量取自联合国粮农组织(FAO)统计数据[1 , 生物资源消费数据、能源消费数据和人口数据均 来自安徽省1991--2005年统计年鉴[1 、《中国农 村统计资料》和《中国农业统计年鉴》,土地利用数 据来自《中国统计年鉴》(1991—2005)[ ]。 2计算结果与分析 2.1 1990--2004年安徽省生态足迹构成 安徽省人均生态足迹由1990年的 1.012 1 hm2增加至2004年的1.652 3 hm2,增 长率为63.2 ,见表1所列。 可再生资源中,耕地的生态足迹从0.459 4 hm2升至0.486 4 hm2,林地足迹从0.017 6 hm2 升至0.028 2 hm2,草地足迹从0.148 4 hm2升至 0.371 6 hm2,水域足迹从0.035 5 hm2升至 0.182 9 hm2。 不可再生资源中,化石能源的足迹从0.343 3 hm。升至0.564 0 hm ,建筑用地足迹从0.007 9 hm 升至0.019 2 hm ,见表2所列。 研究时段内生态足迹的构成发生变化,耕地 比例由45.39 下降至29.44 ,林地比例由 1.74 升至1992年的3.73 后逐渐降至 1.71 ,草地比例由14.66 上升至22.49%,水 域比例由3.50 上升至11.07%,化石能源地比 维普资讯 http://www.cqvip.com 1136 合肥工业大学学报(自然科学版) 第30卷 例由33.92 降至1999年的30.02 后逐渐回升 至34.14 ,建筑用地比例由0.78 升至 势,人均生态赤字是显著增加的,由0.501 4 hmz 增至1.239 74 hm ,增长率为147.26 。 表2安徽省各类型土地的生态足迹变化hm2/人 1.16 。1990年各地类足迹比例由高至低依次 为:耕地、化石能源地、草地、水域、林地及建筑用 地;2004年化石能源生态足迹取代了耕地足迹的 首要地位,各地类生态足迹比例由高至低依次为: 化石能源地、耕地、草地、水域、林地及建筑用地。 表1安徽省生态足迹与生态承载力变化hm2从 从生态足迹的增长量看,研究期间内人均草 地生态足迹增长最快(0.223 2 hm ),以后依次为 化石能源足迹(0.220 7 hm )、水域生态足迹 (0.147 4 hm )、耕地生态足迹(0.027 0 hm )、建 筑用地足迹(0.011 3 hm )、林地生态足迹 (0.010 5 hm )。从生态足迹的增长率来看,水 域、草地和建筑用地的足迹增长率最高,分别为 415.87 、150.36 和142.72 ,以后依次为化 石能源足迹、林地生态足迹和耕地生态足迹,分别 为64.30 、59.67 和5.87 。 人均生态承载力则由0.510 8 hm 逐年减少 到0.412 5 hm2,减少率为19.23 。其中,人均 耕地承载力由0.358 4 hm 降至0.295 6 hm ,减 少率为17.53 ;人均林地承载力由0.075 7 hm 降至0.051 4 hm ,减少率为32.05 ;草地的生 态承载力由0.000 774 hmz降至0.000 678 hm2, 减少率为12.40 ;水域生态承载力由0.006 237 hm 降至0.005 086 hm ,减少率为18.45 ;建 筑用地的承载力由0.139 3 hm 降至0.116 1 hm ,减少率为16.68 ,见表3所列。 生态足迹与生态承载力供给呈反方向发展趋 2.2生态足迹与生态承载力分析 比较研究时段的安徽省生态足迹与生态供给 力,可以得到该时段内全省的人均生态盈亏量(见 表1所列)。1990--2004年人均生态赤字由 0.501 4 hm2增加到1.239 7 hm 。计算生态足 迹与生态供给力的比值,即将全省生态供给力作 为基准1,可表示出全省对生物生产性土地的需 求量。结果表明,1990年安徽省需1.98个全省 的生物生产性土地来提供所消费的生物资源, 2004年则需4.01个全省生物生产性土地来提供 所消费的生物资源。由历年生态足迹和生态承载 力数据可以看出,安徽省人均生态足迹逐年增加, 而人均生态承载力则逐年减少,生态足迹的增长 是源于人均消费的物质量在不断增加,而人均生 态承载力不断降低。究其原因主要是,虽然科技 水平的提高以及土地利用状况的改善,促使总生 态承载力在提高,但近1 5年来土地面积减少和人 口数量增加,造成了总生态承载力有所提高而人 均生态承载力下降。从各土地利用类型来看,生 态足迹的构成发生了变化,人均耕地足迹虽仍在 增加,但所占比例有所减少(45.39 下降至 29.44 ),而草地和水域足迹的比例有所增加(草 地:14.66 上升至22.49 ;水域:3.50 上升至 11.07 )。主要原因是人们的饮食组成发生了变 化,粮食所占比例在不断减小,肉类、奶类、渔产品 维普资讯 http://www.cqvip.com 第9期 吴开亚,等:1990--2004年安徽省生态足迹动态分析 1137 的比例在不断增加;反映出饮食结构中肉类、奶类 的比例有大幅度增加,且草地单产增加的速度不 及人们对草地产品消费量增加的速度;人均水域 足迹在不断增加,反映出饮食结构中渔产品的消 费量在不断增加,且渔业单产增加的速度不及人 们对渔产品消费量增加的速度;人均林地足迹大 幅度增加,反映出1990--2004年安徽省对林产品 小,决定着在一定的经济技术条件(特别是一定的 消费水平和生活质量)下区域可制成的人口数量。 区域生物生产面积的生产潜力的大小,可以反映 区域生物生产面积的利用效率的高低。为反映区 域生物生产面积的利用效率,将安徽省1990— 2004年的人均生态足迹除以其人均生产总值,得 到了各年份的万元GDP的足迹需求口 ,结果见 表4所列。 的消费量在大幅度增加,包括木材、纸类;化石能 源足迹由0.343 3 hrn2升至0.564 0 hm ,在足迹 构成中占首位(34.14 ),反映出化石能源的消费 量在不断增加。 i 表3安徽省各类垒土地的生态承载力变化hm。/人 2.3与世界生态足迹的比较 1990--2004年安徽省人均生态足迹从 1.012 1 hrn2升至1.652 3 hm ,人均生态赤字由 0.501 4 hrn2升至1.239 7 hm 。尽管与世界相 比处于低生态足迹之列,低于世界平均水平 (2.2 hm ,2001年数据),但人均生态赤字已高于 世界平均水平(0.4 hm ,2001年数据)["]。可 见,安徽省生态赤字问题的实质不是生态足迹过 大,而是生态承载力过小,也就是土地的平均产出 率较低。这主要是由于安徽省属于经济发展欠发 达的农业大省,生产力水平比较落后,生物资源和 能源消耗量大。 2.4万元GDP生态足迹需求 人类的任何生产、生活活动都离不开生态系 统,生态足迹指标衡量的是在一定的经济技术条 件下区域人口的消费和废弃物所占有的生物生产 面积。特定区域的生物生产面积的生产潜力的大 表4安徽省万元GDP生态足迹需求的变化趋势 1990--2004年安徽省的人均GDP在不断增 加,万元GDP足迹需求在不断降低,由8.56 hm。/万元降至2.13 hm。/万元。这说明随着全省 的经济发展,资源利用的经济产出率也在不断增 加。由于经济增长方式的转变和行业资源利用率 等的相对提高,全省经济正逐步向非资源消耗型 转变,或者说是经济发展对资源的依赖性有所减 弱。与中国2003年的平均万元GDP足迹需求 1.77 hm /万元_8]相比,资源利用效率还有待进一 步提高,也存在较大的改善空间。但万元GDP足 迹需求下降的速率在近几年明显减缓,资源利用 率提高的难度相对增大。 3结论与建议 安徽省1990--2004年的生态足迹计算和动 态分析表明,全省人均生态足迹不断增加,而人均 生态承载力呈反方向发展趋势,导致生态赤字不 断增加。考虑到未来经济发展、城市化进程、人口 增长及人们生活水平的提高,这种不可持续状态 维普资讯 http://www.cqvip.com 1138 合肥工业大学学报(自然科学版) 第3O卷 将还会加剧。通过贸易方式将环境压力转向其他 地区,或通过对资源过度的开发利用来弥补,必将 破坏生态系统的正常功能,降低生态系统的资源 供给力,进而加剧环境压力,形成不可持续发展的 恶性循环。 面对人均资源相对短缺和社会经济发展对资 源需求量增大的状况,必须采取十分有效的解决 方案,减少生态赤字,提高生态承载力。 (1)提高作物单产。通过严格控制非农建设 用地的占用,控制耕地面积的结构性减少;建立和 完善耕地使用主体保护,提高耕地质量保护的责 任制及管理法规和政策;利用先进的科学技术手 段,对现有农田环境、基础设施、土壤肥力与利用 方式进行监测和管理,维护耕地功能完整性等措 施,实现耕地可持续利用-1 。 (2)优化资源利用和生产方式。应大力提倡 循环经济发展模式,采用高新技术,提高自然资源 单位面积的生产产量。高效利用现有资源存量, 减少实物投入,注重人力资源开发,利用先进的科 学技术来促进经济结构的升级换代,改变落后的 生产工艺和方法。通过引导产业结构调整,限制 高能耗、低产出行业的发展,出台相应的配套政 策,鼓励和支持企业加大技改力度,推广应用节能 增效技术;还要建立考核责任机制,明确把节能 降耗指标列入对各地区的年度工作目标考核,有 效推动全省的节能降耗工作。 (3)改变消费模式。倡导可持续消费及绿色 消费模式,强化节约意识,鼓励生产和使用节能节 水产品、节能环保型汽车,发展节能省地型建筑, 形成健康文明、节约资源的消费模式,注重科学合 理、高效地使用各类资源,尤其是林木和能源。 (4)控制人口数量。人口增多会给环境带来 巨大的压力,必须继续实行计划生育政策,合理有 效地控制人口规模和提高人口素质。 参考文献 [1]张志强,孙成权,程国栋.可持续发展研究:进展与趋向 [J].地球科学进展,1999,14(6):589--595. 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