基于生態(tài)足跡模型論文生態(tài)足跡模型的經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)的生態(tài)安全分析.doc

基于生態(tài)足跡模型論文生態(tài)足跡模型的經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)的生態(tài)安全分析以福州市為例摘要生態(tài)足跡是衡量一個國家或地區(qū)可持續(xù)發(fā)展程度的一種方法,可定量反映人類活動對生態(tài)環(huán)境的影響和破壞程度。利用生態(tài)足跡模型,采用多源數(shù)據(jù),以福州市經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)為例,評價人類活動對其生態(tài)環(huán)境的影響作用。分別計算了流域生態(tài)足跡、生態(tài)承載力、生態(tài)赤字以及萬元GDP生態(tài)足跡,并分析其生態(tài)安全。結(jié)果表明生態(tài)足跡不斷增加,且漸高于當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)承載力,呈現(xiàn)赤字,同時生態(tài)壓力處于不安全狀況,生態(tài)經(jīng)濟協(xié)調(diào)性差,生態(tài)環(huán)境處于不平衡狀態(tài),說明現(xiàn)有的可持續(xù)發(fā)展模式面臨考驗,社會經(jīng)濟與生態(tài)環(huán)境承受力不相協(xié)調(diào)。對此,提出了有利于該區(qū)生態(tài)、經(jīng)濟、環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展的具體生態(tài)恢復(fù)對策和措施。關(guān)鍵詞生態(tài)足跡;生態(tài)承載力;生態(tài)赤字;生態(tài)安全;福州經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)1引言自世界環(huán)境與發(fā)展委員會(WECD)在1987年提出可持續(xù)發(fā)展這一概念以來,定量測度可持續(xù)發(fā)展?fàn)顟B(tài)的方法一直是國際研究的熱點和前沿領(lǐng)域之一1, 2。在加拿大生態(tài)經(jīng)濟學(xué)家Rees和其博士生Wackernagel等的共同努力下于1992年提出生態(tài)足跡模型3。該理論建立簡明的指標(biāo)體系和計算方法來測定區(qū)域可持續(xù)發(fā)展程度,以反映區(qū)域的資源利用狀況是否在生態(tài)承載力的范圍之內(nèi)。這種方法得到越來越廣泛的應(yīng)用,生態(tài)足跡模型不斷發(fā)展,由單一時間尺度向連續(xù)時間序列拓展,由單一年份全球平均產(chǎn)量拓展為多種實際產(chǎn)量,從綜合法轉(zhuǎn)變?yōu)榫C合法與組分法并存1, 2。本文以生態(tài)足跡模型為基礎(chǔ),利用生態(tài)壓力指數(shù)、生態(tài)占用指數(shù)等對福州市經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)生態(tài)足跡進行分析,進而探討經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)的可持續(xù)發(fā)展?fàn)顟B(tài)演變與生態(tài)足跡隨時間變化關(guān)系,并提出其可持續(xù)發(fā)展和生態(tài)安全對策,以期改善環(huán)境,實現(xiàn)生態(tài)文明,為可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略提供理論依據(jù)。2.研究區(qū)概況福州經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)位于福建省福州市馬尾區(qū),是全國首批14個經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)之一,歷史悠久的馬尾港就在區(qū)內(nèi)。它是全國目前唯一集國家級開發(fā)區(qū)(1985年1月經(jīng)國務(wù)院批準(zhǔn)成立)、臺商投資區(qū)(1989年5月)、科技園區(qū)(1991年3月)和保稅區(qū)(1992年11月)于一體,享有諸多優(yōu)惠政策的對外開放區(qū)域, 1996年8月還被確定為海峽兩岸船舶直航試點口岸。在外資企業(yè)發(fā)展的同時內(nèi)外資項目并重,致力于出口創(chuàng)匯的同時鼓勵企業(yè)內(nèi)銷;致力于高新技術(shù)的發(fā)展;致力于構(gòu)建臺資向大陸轉(zhuǎn)移的生產(chǎn)基地,成為福建省經(jīng)濟發(fā)展增長點,是海峽西岸一顆璀燦的明珠。3計算方法3.1生態(tài)足跡計算方法生態(tài)足跡分析的一個基本假設(shè)是:各類土地在空間上是互斥的。這條空間互斥性使得我們能夠?qū)Ω黝惿鷳B(tài)生產(chǎn)性土地進行匯總,從宏觀上認(rèn)識自然系統(tǒng)的總供給能力和人類系統(tǒng)對自然系統(tǒng)的總需求5。生態(tài)足跡的計算基于以下兩個基本事實:人類可以確定自身消費的絕大多數(shù)資源及其產(chǎn)生的廢棄物的數(shù)量:這些資源和廢棄物能轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的生物生產(chǎn)面積。生態(tài)足跡的計算中,生物生產(chǎn)面積主要涉及到6種類型:耕地、將能源消費所消耗的熱量折算為化石能源用地、林地、草場、建筑用地和水域。這六類生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)力不同,所以各類型的生態(tài)系統(tǒng)面積需乘一個均衡因子,數(shù)值全球一致,分別為2. 8、1. 1、0. 5、1. 1、2. 8、0. 2。其計算公式為:EF=Nef=Nrjni=1(aai)=Nrjni=1(ci/pi)(j=1,2,36) (1)式中:EF-總生態(tài)足跡(hm2);N-人口數(shù)(人);ef-人均生態(tài)足跡(hm2/人); aai-人均i種交易商品折算的生物生產(chǎn)面積(hm2); ci-i種商品的人均消費量(t); pi-i種消費商品的平均生產(chǎn)能力; i-消費商品和投入的類型; j-生物生產(chǎn)性土地類型; rj-為均衡因子,使生物生產(chǎn)能力不同的6種土地類型可以轉(zhuǎn)化為統(tǒng)一、可比較的生物生產(chǎn)面積,使計算結(jié)果轉(zhuǎn)化為一個可比較的標(biāo)準(zhǔn)。3.2生態(tài)承載力計算方法生態(tài)承載力即是區(qū)域內(nèi)部的生物生產(chǎn)性土地數(shù)量6。其計算是根據(jù)世界環(huán)境與發(fā)展委員會(WCED)的建議,扣除了12%的生物多樣性保護面積j。人均生態(tài)承載力的計算公式為:EC=nj=1ajrjyj(j=1,2,36) (2)式中:EC-人均生態(tài)承載力(hm2/人), aj-實際人均占有土地面積(hm2), rj-均衡因子, yj-產(chǎn)量因子。3.3生態(tài)赤字或生態(tài)盈余計算方法將維持一定消費水平所必需的生物生產(chǎn)面積(生態(tài)足跡)與同國家和地區(qū)范圍內(nèi)所能提供的生物生產(chǎn)面積(生態(tài)承載力)比較,就可判定一個國家或地區(qū)的生產(chǎn)消費活動是否處于當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)系統(tǒng)承載力范圍內(nèi)。當(dāng)一個地區(qū)的生態(tài)足跡超過其生態(tài)承載力,就會出現(xiàn)生態(tài)赤字,表明該地區(qū)區(qū)域發(fā)展模式處于相對不可持續(xù)狀態(tài),若小于其生態(tài)承載力,則會形成生態(tài)盈余,表明人類活動處于該地區(qū)生態(tài)承載力范圍之內(nèi),生態(tài)環(huán)境處于可持續(xù)狀態(tài)。計算公式為:ED=EC88%-EF (3)式中: ED -生態(tài)赤字/盈余, EF -生態(tài)足跡(hm2),EC-生態(tài)承載力(hm2)3.4生態(tài)安全計算方法生態(tài)壓力指數(shù)(ETI)是在生態(tài)足跡原理的基礎(chǔ)上提出來的7。指某一國或地區(qū)可更新資源的人均生態(tài)足跡與生態(tài)承載力的比率,該指數(shù)代表了區(qū)域生態(tài)環(huán)境的承壓程度,其公式:ETI=EFEC或t=efec(4)生態(tài)占用指數(shù)(EOI)定義為某一國或地區(qū)人均生態(tài)足跡與全球人均生態(tài)足跡的比率,該指數(shù)反映了一個國家和地區(qū)占全球生態(tài)足跡的份額,代表了社會經(jīng)濟發(fā)展的程度和人均消費水平,其公式為:EOI=efef(5)式中: ef-同期全球人均生態(tài)足跡(根據(jù)聯(lián)合國糧農(nóng)組織公布的數(shù)據(jù))生態(tài)經(jīng)濟協(xié)調(diào)指數(shù)(EECI)定義為生態(tài)占用指數(shù)與生態(tài)壓力指數(shù)的比率,該指數(shù)代表了區(qū)域社會經(jīng)濟發(fā)展與生態(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào)性,其公式為:EECI=EOIETI(6)為了確定科學(xué)的評價指標(biāo)及等級劃分,根據(jù)世界野生動物基金會(WWF)2004年提供的2001年全球147個國家或地區(qū)的生態(tài)足跡和生態(tài)承載力數(shù)據(jù),計算了生態(tài)壓力指數(shù)(0. 044. 00)、生態(tài)占用指數(shù)(0. 144. 5)、生態(tài)經(jīng)濟協(xié)調(diào)指數(shù)(0. 1722. 4),制定生態(tài)安全可持續(xù)發(fā)展指標(biāo)和等級劃分標(biāo)準(zhǔn)8。4生態(tài)足跡計算與生態(tài)安全評價分析4.1生態(tài)足跡計算以福建經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)統(tǒng)計年鑒19982007年的相關(guān)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)資料,根據(jù)生態(tài)足跡的計算方法,提取所需參數(shù)進行計算,計算內(nèi)容由生物資源消費和能源消費兩部分組成。生物資源消費分為農(nóng)產(chǎn)品、動物產(chǎn)品、林產(chǎn)品、水果和水產(chǎn)品等大類,生物資源生產(chǎn)面積折算的具體計算采用聯(lián)合國糧農(nóng)組織1993年計算的有關(guān)生物資源的世界平均產(chǎn)量資料911(采用這一標(biāo)準(zhǔn)主要為使計算結(jié)果可以進行國與國、地區(qū)和地區(qū)之間的比較),將福州經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)的19982007年的消費轉(zhuǎn)化為提供這類消費需要的生物生產(chǎn)面積。4.2生態(tài)承載力計算根據(jù)歷年自然資源數(shù)據(jù)與土地利用狀況可計算出福州經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)的生態(tài)承載力(表3)。產(chǎn)量因子由各類土地平均生產(chǎn)力與世界同類土地平均生產(chǎn)力的比率確定,采用各類型土地平均生產(chǎn)力水平下的產(chǎn)量因子,各類用地的產(chǎn)量因子分別如下:耕地產(chǎn)量因子2. 24、草地2. 8、林地1. 1、化石燃料用地0、建筑用地1. 66、水域112,同時要扣除生物多樣性12%的面積。各土地利用面積利用解譯數(shù)據(jù),建筑用地面積采用平均生產(chǎn)力與世界同類土地平均生產(chǎn)力的比率確定。4.3計算結(jié)果分析4. 3. 1生態(tài)足跡呈現(xiàn)赤字對于可持續(xù)性而言,時間序列比單一時段點能提供更多的信息,時間序列在本質(zhì)上能揭示對不同假設(shè)條件下計算分析的靈敏性,對于數(shù)據(jù)中存在的潛在干擾性具有較大靈活性,可解釋性強13。通過19982007年的生態(tài)足跡動態(tài)分析,可以清楚地看出,福州經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)的生態(tài)足跡遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其人均生態(tài)承載力。人均生態(tài)足跡從1998年的2. 83996hm2/人增長到2O07年的4. 14828hm2/人,而人均生態(tài)承載力從1998年到2007年逐漸下降,總的生態(tài)承載力下降速度較緩慢,林地生態(tài)承載力變化更小。雖然生態(tài)承載力下降速度較為緩慢,但由于生態(tài)足跡的增長較為迅速,造成生態(tài)赤字逐年增加,從1998年的2. 66673hm2/人上升到2007年的3. 98780hm2/人。生態(tài)承載力逐漸下降,生態(tài)赤字上升比例較之前有下降,其主要原因是福州經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)內(nèi)企業(yè)增多,同時主要是以勞動密集型企業(yè)為主,規(guī)劃相對不合理,造成許多土地浪費,同時林地結(jié)構(gòu)不合理,經(jīng)濟林比重過小,未成林面積過大,林地的總體生產(chǎn)能力低下,從長期發(fā)展來看,福州經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)應(yīng)該加強科技的力量,發(fā)展規(guī)模經(jīng)濟。4. 3. 2生態(tài)足跡供需分析福州經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)的生態(tài)足跡需求遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了自身所能提供的再生能力,當(dāng)前的發(fā)展都是通過消耗自然資本存量或是依靠從外部輸入生態(tài)足跡來獲得當(dāng)前的發(fā)展和彌補生態(tài)承載力的不足,生態(tài)足跡呈現(xiàn)赤字主要是由于人口規(guī)模不斷擴大,工業(yè)規(guī)模增大等造成的。從生態(tài)足跡供需結(jié)構(gòu)上看,生態(tài)足跡需求主要是以耕地和林地為主,反映了生態(tài)需求主要為耕地和林地,類型較為單一。生態(tài)足跡供給主要是以林地、耕地、建筑用地為主,當(dāng)前福州經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)的人類生存和消費的生物生產(chǎn)性土地主要是這三類。須對消費結(jié)構(gòu)進行調(diào)整以提高能源的利用率,降低生產(chǎn)成本,提高生活水平。4.4生態(tài)安全計算與分析研究表明,經(jīng)濟越發(fā)達的國家和地區(qū),其生態(tài)足跡需求則越大, 19982007年期間,福州經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)的人均生態(tài)足跡處于2. 839964. 14828hm2/人之間,說明其生態(tài)消費水平處于中等收入國家的水平。生態(tài)壓力指數(shù)模型從生態(tài)容量和壓力兩個方面來分析當(dāng)前的生態(tài)安全情況,是反映區(qū)域社會生態(tài)環(huán)境的承壓程度,福州經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)的的生態(tài)壓力指數(shù)從1998年的16. 39407增加到2007年25. 8489,生態(tài)壓力指數(shù)處于極不安全的狀態(tài);生態(tài)占用指數(shù)反映區(qū)域社會經(jīng)濟發(fā)展程度和人民消費水平的高低, 1998年福州經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)生態(tài)占用指數(shù)為1. 09229,2007年為2. 5927,可以看出福州經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)的社會經(jīng)濟發(fā)展水平處于稍富裕與較富裕之間,生態(tài)占用指數(shù)逐漸上升,表明經(jīng)濟發(fā)展較為迅速;生態(tài)經(jīng)濟協(xié)調(diào)指數(shù)反映區(qū)域社會經(jīng)濟發(fā)展與生態(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào)性,生態(tài)經(jīng)濟協(xié)調(diào)指數(shù)波動在0. 06663至0. 10030之間,生態(tài)環(huán)境處于極不安全狀態(tài)。從生態(tài)經(jīng)濟協(xié)調(diào)指數(shù)看,雖然福州經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)的GDP和人民生活水平有較大提高,但對環(huán)境的影響也在加大,從生態(tài)和經(jīng)濟兩方面綜合評價, 19982007年福州經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)生態(tài)環(huán)境與經(jīng)濟發(fā)展間的協(xié)調(diào)性差。福州市經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)今后應(yīng)注意降低生態(tài)壓力,提高生態(tài)經(jīng)濟協(xié)調(diào)指數(shù),使該區(qū)經(jīng)濟與生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展。5生態(tài)恢復(fù)對策福州經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)的生態(tài)足跡供給已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過其生態(tài)足跡需求,表明福州經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)生態(tài)系統(tǒng)的壓力和強度甚高。高生態(tài)赤字的原因主要是由于經(jīng)濟的快速增長推動了人民飲食消費結(jié)構(gòu)的演變,導(dǎo)致動物產(chǎn)品和水產(chǎn)品消耗量大幅度增加,以及在快速的工業(yè)化和城市化進程中,高能源消耗及耕地資源流失量較大造成的。要想減少生態(tài)足跡的需求,提高福州經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)的生態(tài)經(jīng)濟系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展能力,需要提高可持續(xù)發(fā)展能力。5.1高效利用現(xiàn)有資源存量,改變?nèi)藗兊纳a(chǎn)和生活消費方式,建立資源節(jié)約型和環(huán)境友好型的社會生產(chǎn)和消費體系。減少生產(chǎn)消費過程中的資源浪費,增加科技和財政投入,提高自然資源單位面積的生物產(chǎn)量,也就是提高單位面積的生物產(chǎn)量或者生態(tài)服務(wù)功能。保護資源,提高資源利用率和綜合利用水平,搞好水資源優(yōu)化配置,保護森林、礦產(chǎn)等資源,并重視氣候資源的可持續(xù)利用。在此基礎(chǔ)上,加強重點地域生態(tài)環(huán)境的整治,并加強污染治理,以遏制生態(tài)環(huán)境的繼續(xù)惡化,從而提高生態(tài)系統(tǒng)的承載力。5.2調(diào)整外貿(mào)政策。能源供應(yīng)日益緊張,原材料和初級產(chǎn)品仍在出口,這樣雖然能解決就業(yè),眼前效益比較好,但耗費大量能源,排放大量污染物,占用大量土地,造成生態(tài)赤字增加,可以通過調(diào)整出口結(jié)構(gòu),優(yōu)化外貿(mào)政策和出口退稅政策,來滿足部分需要,以緩解資源和環(huán)境壓力,同時積極參與對臺貿(mào)易。5.3保護和合理利用現(xiàn)有資源,并遏制環(huán)境惡化趨勢,優(yōu)化能源結(jié)構(gòu),大力發(fā)展清潔能源,保護資源,提高資源利用率和綜合利用水平,推廣清潔生產(chǎn)。集中力量培養(yǎng)一批技術(shù)先進、產(chǎn)業(yè)化程度高、市場開拓能力強的骨干企業(yè),要與科研機構(gòu)及高校建立合作關(guān)系,重視環(huán)?？萍嫉难芯亢彤a(chǎn)品的開發(fā)。5.4大力發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟,積極開展生態(tài)工業(yè)園建設(shè)。循環(huán)經(jīng)濟是近年來研究的熱點問題之一,合理利用資源和保護環(huán)境是循環(huán)經(jīng)濟的發(fā)展理念。循環(huán)經(jīng)濟的建立依賴于減量化-再使用-再循環(huán)的原則,是依靠生態(tài)型資源循環(huán)來發(fā)展的經(jīng)濟模式,循環(huán)經(jīng)濟作為人類社會發(fā)展史中一種新型的資源利用模式與理念,是實現(xiàn)經(jīng)濟與環(huán)境良性循環(huán)的必由之路。生態(tài)工業(yè)園的建設(shè)應(yīng)加大發(fā)展生態(tài)工業(yè)和循環(huán)經(jīng)濟的宣傳力度和信息交流,加大自然凈化和三廢利用,重點支持發(fā)展一批循環(huán)經(jīng)濟項目,帶動整個福州經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)的發(fā)展。6小結(jié)將生態(tài)足跡模型引入經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)分析尺度,把生態(tài)足跡作為衡量福州市經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)可持續(xù)發(fā)展的方法之一,同時引入生態(tài)安全的概念,對生態(tài)安全進行評價。計算結(jié)果表明:福州經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)的生態(tài)足跡需求不斷上升,生態(tài)承載力逐漸下降,生態(tài)赤字逐漸增大。從生態(tài)壓力指數(shù)看,該區(qū)生態(tài)壓力處于極不安全狀態(tài),從生態(tài)占用指數(shù)看,該區(qū)經(jīng)濟水平中等,發(fā)展較快,從生態(tài)經(jīng)濟協(xié)調(diào)性看,生態(tài)環(huán)境與經(jīng)濟協(xié)調(diào)性很差。為了提高生態(tài)安全和可持續(xù)發(fā)展能力,減少生態(tài)赤字,提高生態(tài)承載力,必須做到提高單位面積生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)率;發(fā)展外貿(mào),保護現(xiàn)有的資源和環(huán)境,實行清潔生產(chǎn)和發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟,積極開展生態(tài)工業(yè)園建設(shè)。這樣才能減輕人類對自然的壓力,提高生態(tài)安全,實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。參考文獻1 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