吉林省東部山區(qū)縣域生態(tài)足跡特征分析

1、    吉林省東部山區(qū)縣域生態(tài)足跡特征分析    張琳劉兆順摘要：運(yùn)用生態(tài)足跡理論計(jì)算敦化市2009-2012年的人均生態(tài)足跡和人均生態(tài)承載力，并分析其動(dòng)態(tài)變化。利用現(xiàn)有數(shù)據(jù)分析得到敦化市2020年人均生態(tài)足跡和人均生態(tài)承載力的預(yù)測(cè)值。通過(guò)對(duì)比計(jì)算結(jié)果，研究敦化市土地利用結(jié)構(gòu)，厘定土地利用結(jié)構(gòu)優(yōu)化方向。結(jié)果表明，人均生態(tài)足跡在2009-2012年一直保持增長(zhǎng)的趨勢(shì)，從2.549 1 hm2/人增長(zhǎng)到2.830 6 hm2/人，在2009-2011年期間，人均生態(tài)承載力從3.528 6 hm2/人減少到3.508 1 hm2/人，到2012年有所增加，達(dá)到

2、3.515 4 hm2/人，生態(tài)盈余從0.979 5 hm2/人減少到0.684 8 hm2/人，敦化市的發(fā)展屬于可持續(xù)發(fā)展的狀態(tài)。發(fā)展預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)顯示，敦化市2020年人均生態(tài)足跡為2.763 1 hm2/人，2020年人均生態(tài)承載力為3.263 6 hm2/人，生態(tài)盈余為0.500 5 hm2/人。敦化市可以通過(guò)一系列改進(jìn)措施實(shí)現(xiàn)土地利用結(jié)構(gòu)優(yōu)化，如提高土地利用效率，加強(qiáng)土地生態(tài)環(huán)境保護(hù)、減少污染，實(shí)現(xiàn)土地信息科學(xué)合理管理等。關(guān)鍵詞：土地利用規(guī)劃；敦化市；生態(tài)足跡：f301.23 ：a ：0439-8114（2017）20-3837-04doi：10.14088/ki.issn0439-811

3、4.2017.20.012abstract： the ecological footprint per capita and ecological carrying capacity per capita in dunhua city during 2009 and 2012 were calculated by using the ecological footprint theory，and the dynamic changes of ecological footprint per capita and ecological carrying capacity per capita w

4、as analyzed. analyzing the existing data could get the forecast value of the per capita ecological footprint and ecological carrying capacity of dunhua in 2020. through comparative analysis and calculation results，the land use structure of dunhua and determine the optimization direction of land use

5、structure were studied. the results showed that the ecological footprint per capita in 2009-2012 always maintain growth trend，increased to 2.830 6 hm2 from 2.549 1 hm2. during the period from 2009 to 2011，the per capita ecological carrying capacity reduced to 3.508 1 hm2 from 3.528 6 hm2. the ecolog

6、ical carrying capacity per capita reached 3.515 4 hm2 in 2012. ecological surplus reduced to 0.684 8 hm2 from 0.979 5 hm2. the development of dunhua city belonged to the state of sustainable development. development forecast data showed that the per capita ecological footprint of dunhua was 2.763 1

7、hm2，and the ecological carrying capacity was 3.263 6 hm2，and the ecological surplus was 0.500 5 hm2 in 2020. dunhua city could be improved through a series of measures to realize the optimization of land use structure，such as improving land use efficiency，strengthen land protection of the ecological

8、 environment， reduce pollution，to achieve scientific and rational management of land information.key words： land use planning； dunhua city； ecological footprint土地是一種自然經(jīng)濟(jì)綜合體，它屬于不可再生資源，人類的生存和發(fā)展都離不開土地。但是隨著科技的發(fā)展和人類的進(jìn)步，尤其是人口的大幅度增加和工業(yè)化的興盛，土地資源的供給和需求難以達(dá)到平衡，一些不合理的土地利用方式導(dǎo)致土地的退化，甚至造成生態(tài)環(huán)境的惡化，日益嚴(yán)重的人地矛盾要求人類合理分配土

9、地資源1。生態(tài)足跡模型著重分析土地利用與生態(tài)系統(tǒng)供給的關(guān)系，可以從一定角度反映出人類發(fā)展與生態(tài)環(huán)境的關(guān)系2，3。本研究主要是通過(guò)生態(tài)足跡的計(jì)算結(jié)果分析土地利用結(jié)構(gòu)需要優(yōu)化的地方，改變地區(qū)土地的粗放利用、生態(tài)環(huán)境惡化的現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)地區(qū)良性發(fā)展。計(jì)算敦化市的生態(tài)足跡，對(duì)城市發(fā)展進(jìn)行可持續(xù)性評(píng)價(jià)，并預(yù)測(cè)其未來(lái)可持續(xù)性。endprint1 研究區(qū)概況與研究方法1.1 敦化市概況敦化市位于吉林省東部，牡丹江上游，行政隸屬于延邊朝鮮族自治州，東與汪清縣、延吉市相連，西與蛟河市相接，西南與樺甸市、撫松縣相鄰，東南部與安圖縣相鄰，北部與黑龍江省接壤，地跨東經(jīng)127°2812-129°1250

10、，北緯42°4159-44°3050，總面積11 957 km2，是吉林省面積最大的縣級(jí)市。敦化市地處長(zhǎng)白山北側(cè)高寒山區(qū)，境內(nèi)地勢(shì)四周高、中部低，總體形狀略似盆形，中間為河谷平原。屬寒溫帶大陸性季風(fēng)氣候，年最高氣溫30 以上，最低氣溫-30 以下，平均氣溫2.6 ，年平均降水量621 mm，無(wú)霜期137 d左右。敦化市地處東北亞經(jīng)濟(jì)圈和圖們江經(jīng)濟(jì)開發(fā)圈輻射半徑內(nèi)，幅接吉黑兩省九縣（市），長(zhǎng)圖鐵路和長(zhǎng)吉圖高速公路橫貫全境，g201、g302國(guó)道在城區(qū)交匯，s102省道從境內(nèi)經(jīng)過(guò)。市區(qū)距延吉國(guó)際機(jī)場(chǎng)110 km2，距長(zhǎng)春龍嘉機(jī)場(chǎng)264 km2，可直通大連、圖們、琿春、綏芬河等口

11、岸，成為連接內(nèi)地與沿邊口岸的重要客貨集散地。敦化市立足培育特色經(jīng)濟(jì)，依托資源優(yōu)勢(shì)，重點(diǎn)發(fā)展醫(yī)藥、木制品、特色食品、能源礦產(chǎn)、外經(jīng)外貿(mào)、旅游等六大支柱產(chǎn)業(yè)，是一座發(fā)展中的現(xiàn)代化城市。1.2 研究方法1.2.1 生態(tài)足跡的計(jì)算模型 在生態(tài)足跡計(jì)算中，生態(tài)生產(chǎn)性土地主要考慮以下6種類型：可耕地、草地、林地、水域、建成地和化石能源用地，其計(jì)算公式為：式中，ef為總的生態(tài)足跡，n為人口數(shù)，ef為人均生態(tài)足跡，i為消費(fèi)品和投入的類型，j為生態(tài)生產(chǎn)性土地類型，ci為i種消費(fèi)品的人均消費(fèi)量，pi為第i種消費(fèi)品的平均生產(chǎn)能力，aai為人均i種消費(fèi)品折算的生態(tài)生產(chǎn)性面積，rj為均衡因子。單位面積耕地、化石能源用地

12、、草地、林地等的生態(tài)生產(chǎn)能力差異很大，因此，有必要在每類生態(tài)生產(chǎn)性土地面積前乘上一個(gè)均衡因子，以轉(zhuǎn)化為一個(gè)統(tǒng)一的、可比較的生態(tài)生產(chǎn)性土地面積4。1.2.2 生態(tài)承載力的計(jì)算模型 生態(tài)供給即區(qū)域的生態(tài)承載力，是指區(qū)域所能提供的各種生態(tài)生產(chǎn)性土地總面積。人均生態(tài)承載力是人均占有的生態(tài)空間。對(duì)于不同國(guó)家或地區(qū)同類型生態(tài)生產(chǎn)性土地的實(shí)際面積不能直接對(duì)比，需要對(duì)其進(jìn)行調(diào)整，在模型中采用產(chǎn)量因子來(lái)彌補(bǔ)這方面的缺陷。將現(xiàn)有耕地、草地、林地、水域、建成地等物理空間的面積乘以相應(yīng)的均衡因子和產(chǎn)量因子就可得出帶有世界平均產(chǎn)量的世界平均生態(tài)空間面積，即生態(tài)承載力。生態(tài)足跡供給同樣考慮上述6種土地類型。其計(jì)算公式為：

13、式中，ec為區(qū)域總的生態(tài)承載力，n為人口數(shù)，ec為人均生態(tài)承載力，aj為人均生態(tài)生產(chǎn)性面積，rj為均衡因子，yj為產(chǎn)量因子，其中，yj=ylj/ywj，是指某國(guó)家或地區(qū)某種生態(tài)生產(chǎn)性土地產(chǎn)量ylj與世界該類型土地生物平均產(chǎn)量ywj之比5。2 敦化市生態(tài)足跡的計(jì)算與分析敦化市生態(tài)足跡需求計(jì)算主要包括兩部分，一部分是生物資源的消費(fèi)類，另一部分是能源的消費(fèi)類。生物資源消費(fèi)類主要包括農(nóng)產(chǎn)品、林產(chǎn)品、水產(chǎn)品和動(dòng)物產(chǎn)品等，能源消費(fèi)主要包括煤氣、液化石油氣和電力等方面，其數(shù)據(jù)主要來(lái)自吉林省統(tǒng)計(jì)年鑒。利用統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可以計(jì)算出敦化市2012年生態(tài)足跡賬戶，結(jié)果見表1。由表1可以看出，敦化市整體生態(tài)足跡還有盈余，屬

14、于可持續(xù)發(fā)展的類型。敦化市2012年生態(tài)足跡需求為2.830 6 hm2/人，生態(tài)承載力為3.994 8 hm2/人，扣除12%的生物多樣性保護(hù)面積0.479 4 hm2/人，總的可利用的生態(tài)承載力為3.515 4 hm2/人，盈余為0.684 8 hm2/人，由此可以看出，2012年敦化市的土地供給可以滿足土地利用需求。從土地利用類型來(lái)看，耕地和林地完全滿足需求，而草地和水域的生態(tài)承載力分別為0.006 4和0.006 7 hm2/人，要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于生態(tài)足跡需求0.419 4和0.023 6 hm2/人。通過(guò)上述數(shù)據(jù)可以看出，敦化市草地和水域面積較少，難以滿足需求，建成地仍有很大的開發(fā)潛力，林地

15、和耕地可以滿足需求，且還有很大的開發(fā)潛力，這主要是因?yàn)槎鼗辛值孛娣e廣闊。從總體來(lái)看，敦化市存在生態(tài)盈余，自然能夠提供的生態(tài)服務(wù)可以滿足人類對(duì)生態(tài)服務(wù)的需求。由表2可知，敦化市從2009年到2012年4年時(shí)間里生態(tài)盈余一直呈下降的趨勢(shì)，從0.979 5 hm2/人減少到0.684 8 hm2/人，在2012年生態(tài)盈余達(dá)到最小。敦化市人均生態(tài)足跡一直在持續(xù)增加，從2009年2.549 1 hm2/人增加到2012年2.830 6 hm2/人，但人均生態(tài)承載力變化不大，導(dǎo)致生態(tài)盈余在不斷減小，這是因?yàn)槿丝谠黾雍徒?jīng)濟(jì)的快速發(fā)展導(dǎo)致人類對(duì)生態(tài)服務(wù)需求的增加。而人均生態(tài)承載力變化不大說(shuō)明敦化市土地利用情

16、況較好，能夠基本保證生態(tài)服務(wù)6，7。3 敦化市生態(tài)足跡和生態(tài)承載力預(yù)測(cè)分析前面主要對(duì)敦化市2012年土地利用的生態(tài)足跡和生態(tài)承載力進(jìn)行靜態(tài)分析。隨著時(shí)間的改變，敦化市的人均消費(fèi)和人口數(shù)量會(huì)發(fā)生改變，這就會(huì)導(dǎo)致不同的結(jié)果出現(xiàn)。為了更準(zhǔn)確地研究敦化市生態(tài)足跡和生態(tài)承載力的改變以及供需關(guān)系，以時(shí)間為變量，預(yù)測(cè)2020年人口和人均消費(fèi)量，與敦化市土地利用規(guī)劃中的生態(tài)承載力進(jìn)行比較8，看是否滿足生態(tài)需求。按照生態(tài)足跡的6類土地即耕地、林地、草地、水域、建成地和化石能源用地進(jìn)行預(yù)測(cè)，以時(shí)間作為變量指標(biāo)對(duì)其生態(tài)需求進(jìn)行預(yù)測(cè)。耕地供給值主要通過(guò)敦化市耕地質(zhì)量等級(jí)成果補(bǔ)充完善成果報(bào)告中的耕地面積計(jì)算得到，建成地

17、數(shù)據(jù)主要通過(guò)敦化市中心城區(qū)報(bào)告中的建設(shè)用地面積計(jì)算得到，其他林地、園地、水域以及人口數(shù)據(jù)主要來(lái)自于敦化市土地利用規(guī)劃（2006-2020年）。運(yùn)用matlab軟件對(duì)敦化市2000-2012年數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測(cè)分析，得到發(fā)展預(yù)測(cè)模型，通過(guò)預(yù)測(cè)模型計(jì)算得到生物資源和能源消費(fèi)類的預(yù)測(cè)值，分別計(jì)算出人均生態(tài)足跡和人均生態(tài)供給并對(duì)比研究，得到敦化市2020年的生態(tài)赤字/盈余，得出最終結(jié)論。采用時(shí)間預(yù)測(cè)方法，改變了模型的靜態(tài)性，實(shí)現(xiàn)了動(dòng)態(tài)性和預(yù)測(cè)性9。endprint通過(guò)表3（2020年）與表1（2012年）的比較分析，得到以下結(jié)論。1）2020年敦化市生態(tài)足跡計(jì)算中存在生態(tài)盈余，說(shuō)明敦化市生態(tài)壓力較小，基本可

18、以實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。2012年的生態(tài)盈余為0.684 8 hm2/人，2020年預(yù)測(cè)分析生態(tài)盈余為0.500 5 hm2/人，生態(tài)盈余略減小。2012年生態(tài)足跡為2.830 6 hm2/人，2020年生態(tài)足跡為2.763 1 hm2/人，對(duì)比分析生態(tài)足跡變化不大，甚至略有減少，2012年生態(tài)承載力為3.515 4 hm2/人，2020年生態(tài)承載力為3.263 6 hm2/人，到2020年敦化市生態(tài)承載力略有下降。通過(guò)計(jì)算分析可以發(fā)現(xiàn)敦化市生態(tài)足跡在一定范圍內(nèi)保持穩(wěn)定，生態(tài)承載力略有下降，生態(tài)盈余雖然逐年下降，但敦化市的經(jīng)濟(jì)發(fā)展符合其生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀，基本實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。2）通過(guò)敦化市土地利用結(jié)構(gòu)分析

19、，土地供需結(jié)構(gòu)需要進(jìn)一步調(diào)整。生態(tài)承載力方面耕地和林地仍占據(jù)絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，說(shuō)明敦化市土地類型仍以耕地和林地為主。但耕地生態(tài)承載力難以滿足耕地生態(tài)足跡，說(shuō)明耕地面積難以滿足需求，與林地對(duì)比來(lái)看，林地的比例有所增加，由2012年的58.04%增加到60.78%，說(shuō)明敦化市可以保證林地的數(shù)量?jī)?yōu)勢(shì)。其他種類土地面積占比變化不大，水域面積和草地面積仍難以滿足需求，建成地仍有很大的開發(fā)空間。3）與中國(guó)其他城市和地區(qū)比較，敦化市的可持續(xù)發(fā)展程度較好，但經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平不高，仍有一定的發(fā)展空間?？傊?，隨著人口增長(zhǎng)和經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，敦化市各部門對(duì)于土地的需求在不斷增加，而總的土地利用面積有限，土地供需關(guān)系緊張，要想滿足

20、人類對(duì)于土地的各類需求，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，必須進(jìn)一步優(yōu)化土地利用結(jié)構(gòu)，合理配置土地資源，進(jìn)行合理的科學(xué)規(guī)劃10。4 針對(duì)敦化市提出的政策和改善措施基于生態(tài)足跡模型11-13，通過(guò)對(duì)比分析，針對(duì)敦化市現(xiàn)狀，提出以下幾點(diǎn)建議。1）優(yōu)化土地利用結(jié)構(gòu)。敦化市應(yīng)盡量做到保護(hù)生態(tài)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)土地的可持續(xù)利用，優(yōu)化土地利用結(jié)構(gòu)以更好地實(shí)現(xiàn)土地的可持續(xù)發(fā)展。首先，要保護(hù)現(xiàn)有耕地，并在此基礎(chǔ)上，進(jìn)行宜農(nóng)荒地的開發(fā)以及土地的復(fù)墾，如果符合條件設(shè)立基本農(nóng)田保護(hù)區(qū)。其次，要保護(hù)草地規(guī)模，合理利用林地。最后，加快城鎮(zhèn)化進(jìn)程，加快經(jīng)濟(jì)發(fā)展，充分利用建設(shè)用地。2）提高土地利用效率。首先，敦化市的未利用地較少，這就要求在利用土地

21、的時(shí)候，充分提高土地利用效率。其次，敦化市林地占據(jù)絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)，要利用這一特點(diǎn)，合理配置土地，提高土地利用效率，保護(hù)生態(tài)環(huán)境，林地和耕地相結(jié)合，構(gòu)造合理高效的生態(tài)系統(tǒng)環(huán)境。3）加強(qiáng)土地生態(tài)環(huán)境保護(hù)，減少污染。敦化市自身耕地相對(duì)而言并不多，要充分做好規(guī)劃，加強(qiáng)土地生態(tài)環(huán)境的保護(hù)，減少污染，尤其是在敦化市，林地占比最大，更需要強(qiáng)有力的監(jiān)管。4）實(shí)現(xiàn)土地信息科學(xué)合理的管理。不同時(shí)期的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，對(duì)土地利用規(guī)劃有不同的要求，這就要求土地信息管理要更科學(xué)合理，并盡量做到實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)的監(jiān)測(cè)。將一些電腦軟件與土地信息聯(lián)系起來(lái)，主要包括gis-地理信息系統(tǒng)、gps-全球定位系統(tǒng)、rs-遙感技術(shù)等。5 小結(jié)利用生態(tài)足

22、跡模型對(duì)敦化市土地利用結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析研究，通過(guò)計(jì)算結(jié)果的對(duì)比分析可以確定敦化市處于可持續(xù)發(fā)展的狀態(tài)14。以時(shí)間為變量進(jìn)行縱向?qū)Ρ劝l(fā)現(xiàn)，敦化市的生態(tài)盈余在減小，說(shuō)明隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人口的變化，敦化市對(duì)生態(tài)需求增加，需要進(jìn)一步優(yōu)化土地利用結(jié)構(gòu)才能滿足發(fā)展需求15。敦化市具有吉林省東部山區(qū)縣域的典型特征，資源豐富，但是土地類型數(shù)量不均衡，主要是林地資源，耕地和其他類型土地較少，可利用地非常稀缺。雖然具有生態(tài)環(huán)境優(yōu)勢(shì)，但隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人口數(shù)量的增加，生態(tài)環(huán)境壓力增大，要針對(duì)土地利用現(xiàn)狀進(jìn)行土地利用結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步優(yōu)化完善。敦化市可以通過(guò)一系列措施實(shí)現(xiàn)土地利用結(jié)構(gòu)優(yōu)化，如優(yōu)化土地利用結(jié)構(gòu)，提高土地利用效率，加

23、強(qiáng)土地生態(tài)環(huán)境保護(hù)、減少污染，實(shí)現(xiàn)土地信息科學(xué)合理等。參考文獻(xiàn)：1 劉偉杰.基于gis和生態(tài)足跡方法的東北亞地區(qū)生態(tài)安全評(píng)價(jià)d.長(zhǎng)春：中國(guó)科學(xué)院研究生院（東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所），2012.2 劉金花.基于改進(jìn)生態(tài)足跡模型的低碳土地利用研究d.北京：中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京），2013.3 章 鳴.基于生態(tài)足跡模型的土地可持續(xù)利用評(píng)價(jià)研究d.杭州：浙江大學(xué)，2004.4 張曉娜.基于生態(tài)足跡的陜西省土地可持續(xù)利用研究d.西安：西北大學(xué)，2009.5 劉一蘇.基于生態(tài)足跡的武漢市土地可持續(xù)利用研究d.武漢：華中農(nóng)業(yè)大學(xué)，2007.6 姜 碩.基于生態(tài)足跡方法的臨湘市土地利用結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究d.武漢：中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢），2008.7 劉金闊.基于生態(tài)足跡的縣域土地承載力研究d.呼和浩特：內(nèi)蒙古師范大學(xué)，2013.8 劉力瑋.基于生態(tài)足跡法的哈爾濱市土地生態(tài)承載力研究d.哈爾濱：東北農(nóng)業(yè)大學(xué)，2