基于傳統(tǒng)算法和資源產(chǎn)出法的五通橋區(qū)可持續(xù)監(jiān)測(cè)比較研究

基于傳統(tǒng)算法和資源產(chǎn)出法的五通橋區(qū)可持續(xù)監(jiān)測(cè)比較研究

生態(tài)跟蹤方法使用具體觀測(cè)指標(biāo)來(lái)定義可持續(xù)。通過(guò)建立一個(gè)比較人類生態(tài)需求和生態(tài)承載力的全面賬戶，我們可以監(jiān)測(cè)人類的可持續(xù)發(fā)展。該方法自提出以來(lái)在世界各國(guó)已得到積極的響應(yīng),但該方法的土地“空間互斥性”假設(shè)忽略了各類土地功能的多樣性和一定程度的功能替代性,導(dǎo)致生態(tài)足跡供給計(jì)算結(jié)果偏低的系統(tǒng)誤差。資源產(chǎn)出法認(rèn)為區(qū)域內(nèi)所有資源產(chǎn)出都可作為生態(tài)承受力的供給,因此它不僅考慮了同類型生態(tài)產(chǎn)品的多重產(chǎn)出能力,還考慮了不同類型生態(tài)產(chǎn)品多重產(chǎn)出能力。為此,筆者以四川省五通橋區(qū)為例分析了資源產(chǎn)出法在生態(tài)足跡模型中的應(yīng)用情況。1地貌類型及地貌樂(lè)山市五通橋區(qū)位于四川西南部,地處四川盆地平原與山地的過(guò)渡地帶,屬典型的丘陵區(qū),地貌類型以丘陵為主。幅員面積464.662km2,轄11個(gè)鎮(zhèn)1個(gè)鄉(xiāng),總?cè)丝?2.38萬(wàn)。1.1資料與實(shí)踐材料該研究所涉及的數(shù)據(jù)資料主要源于《2003年五通橋區(qū)國(guó)民經(jīng)濟(jì)與社會(huì)發(fā)展統(tǒng)計(jì)資料匯編》、《五通橋區(qū)國(guó)土資源局2003年土地利用變更調(diào)查資料》、《2003～2010年四川省樂(lè)山市五通橋區(qū)可持續(xù)發(fā)展實(shí)驗(yàn)區(qū)總體規(guī)劃》、《四川省樂(lè)山市五通橋區(qū)可持續(xù)發(fā)展實(shí)驗(yàn)區(qū)總結(jié)材料》(1998～2007)。1.2項(xiàng)目類型的生態(tài)計(jì)算生態(tài)足跡計(jì)算公式為:EF=Nef=N∑i=1nrj(ci/pi)(1)EF=Νef=Ν∑i=1nrj(ci/pi)(1)式中,i為項(xiàng)目類型;pi為第i項(xiàng)的平均生產(chǎn)力(kg/hm2);ci為i項(xiàng)的人均消費(fèi)量;rj為j類的等價(jià)因子;N為人口數(shù);ef為人均生態(tài)足跡;EF為總的生態(tài)足跡。1.3生態(tài)足跡法傳統(tǒng)的生態(tài)承載力計(jì)算公式為:EC=Nec=N(ajrjYj)(2)式中,aj為j類的生物生產(chǎn)面積;Yj為j類的產(chǎn)量因子;ec為人均生態(tài)承載力;EC為總生態(tài)承載力。傳統(tǒng)生態(tài)足跡方法的土地“空間互斥性”假設(shè)忽略了各類土地功能的多樣性和一定程度的功能替代性,導(dǎo)致生態(tài)足跡供給計(jì)算結(jié)果偏低的系統(tǒng)誤差。“資源產(chǎn)出法”是以土地在1年內(nèi)實(shí)際生態(tài)產(chǎn)品產(chǎn)出量和所能提供的生態(tài)服務(wù)能力作為基礎(chǔ),將其折算為生態(tài)生產(chǎn)性土地面積,再經(jīng)過(guò)產(chǎn)量調(diào)整和等量化處理后得到的。它是根據(jù)地區(qū)提供生態(tài)產(chǎn)品和生態(tài)服務(wù)的實(shí)際能力來(lái)確定生態(tài)承受力,而不管生態(tài)服務(wù)或產(chǎn)品的提供者在空間上是否互斥或者是否為同一個(gè)供給者。因此,生態(tài)生產(chǎn)性土地供給者除了包括可耕地、水域、草地、林地和建設(shè)用地外,該文還包含以下幾類。(1)溫室氣體的土地依據(jù)它的定義:“用于吸收化石能源燃燒排放出來(lái)的溫室氣體的土地”,考慮到區(qū)域內(nèi)的林地在提供木材、果類和藥材等生態(tài)產(chǎn)品的同時(shí)也要吸收化石能源燃燒排放的溫室氣體,故林地視為化石能源的供給者。(2)水作為水庫(kù)蓄水發(fā)電的同時(shí)水域也在提供水產(chǎn)品,即有能源產(chǎn)出,視為建設(shè)用地的供給。(3)資源產(chǎn)出法的確定全球有許多未利用地,如沙漠、戈壁、灘涂等,但是自然界幾乎不存在對(duì)人類絕對(duì)無(wú)用的土地,如F1巴林段的賽道就是由沙漠轉(zhuǎn)化建成的。在實(shí)例分析中,該文結(jié)合研究區(qū)的實(shí)際情況針對(duì)灘涂等未利用地計(jì)劃將其改造成為耕地使用,故視為耕地供給。綜上,資源產(chǎn)出法的生態(tài)承載力計(jì)算公式為:ACa=∑i=0n∑PkEPk×EQi(3)ACa=∑i=0n∑ΡkEΡk×EQi(3)式中,ACa為生態(tài)承受力;Pk為當(dāng)?shù)氐趇類生態(tài)生產(chǎn)性土地中第k種產(chǎn)品的資源產(chǎn)出量;EPk為當(dāng)?shù)氐趇類生態(tài)生產(chǎn)性土地中第k種產(chǎn)品的全球單位產(chǎn)量;EQi為第i種生態(tài)生產(chǎn)性土地的等價(jià)因子。2結(jié)果與分析2.12人工林和濕地需求較從表1可以看出,在2003年五通橋區(qū)的人均生態(tài)足跡構(gòu)成中,以草地與可耕地所占比例較大,其次為化石能源地,林地與水域人均需求相對(duì)較小。在計(jì)算中,對(duì)五通橋區(qū)用于污染處理的設(shè)施和能源(如污水處理廠、垃圾處理場(chǎng)等)的污染生態(tài)足跡已經(jīng)被包含在能源消耗地和建設(shè)用地中了,所以五通橋區(qū)2003年的人均生態(tài)足跡是2.001hm2/人。2.2生態(tài)適應(yīng)性的結(jié)論2.2.1土地生態(tài)供給能力根據(jù)五通橋區(qū)2003年土地利用現(xiàn)狀結(jié)構(gòu),結(jié)合式(2)可得到耕地、草地、林地、建設(shè)用地和水域地的土地生態(tài)供給能力。從表2可以看出,2003年五通橋區(qū)人均土地生態(tài)總供給面積為0.389hm2/人。根據(jù)世界環(huán)境與發(fā)展委員會(huì)(WCED)的建議,扣除12%生態(tài)多樣性保護(hù)占總面積即0.047hm2/人,五通橋區(qū)2003年可利用人均生態(tài)承受力為0.342hm2/人。2.2.2生態(tài)生產(chǎn)性土地供給能力測(cè)算將五通橋區(qū)現(xiàn)有生物資源的產(chǎn)出,結(jié)合式(3)計(jì)算得到可耕地、林地、牧草地和水域的生態(tài)生產(chǎn)性土地的供給能力。在化石能源地的計(jì)算中,由于無(wú)法獲取五通橋區(qū)林地對(duì)溫室氣體的吸收能力的數(shù)據(jù),所以假設(shè)五通橋區(qū)森林對(duì)溫室氣體的吸收能力與世界森林的平均吸收能力相當(dāng),即產(chǎn)量調(diào)整因子為1.00;建設(shè)用地一般是宜耕地,其中五通橋區(qū)可耕地平均產(chǎn)量調(diào)整因子為1.83。根據(jù)五通橋區(qū)“九五”和“十五”計(jì)劃精神,該區(qū)灘涂等未利用地?cái)M改造成為耕地使用,故視為耕地供給。五通橋區(qū)生態(tài)生產(chǎn)性土地實(shí)際供給能力見表3。從表3可以看出,應(yīng)用資源產(chǎn)出法計(jì)算得出2003年五通橋區(qū)人均生態(tài)承受力1.438hm2/人,扣除12%生態(tài)多樣性保護(hù)占總面積即0.173hm2/人,五通橋區(qū)2003年可利用人均生態(tài)承受力為1.266hm2/人。2.2.3資源產(chǎn)出法對(duì)符合生態(tài)服務(wù)能力的認(rèn)定從表4可以看出,基于資源產(chǎn)出法計(jì)算所得的生態(tài)承受力結(jié)果是基于傳統(tǒng)算法所得結(jié)果的大約3.7倍,主要差距表現(xiàn)在耕地、草地和水域,CO2吸收用地和未利用地傳統(tǒng)算法則沒(méi)有考慮。2種算法所得人均生態(tài)赤字分別為0.735、1.659hm2/人。結(jié)合研究區(qū)實(shí)際情況,資源產(chǎn)出法計(jì)算是以當(dāng)?shù)厣镔Y源產(chǎn)量為基礎(chǔ),考慮到了具體產(chǎn)品的數(shù)量,解決了傳統(tǒng)算法忽略了土地具有的不同類型生態(tài)產(chǎn)品多重產(chǎn)出能力這一缺點(diǎn)。在傳統(tǒng)算法計(jì)算模型中,按照目前國(guó)內(nèi)通常的理解,CO2吸收用地專門用于CO2的吸收。目前,還沒(méi)有證據(jù)表明哪個(gè)國(guó)家專門拿出一部分土地用于CO2的吸收?；凇翱臻g互斥性”假設(shè),在具體計(jì)算時(shí)總是將這項(xiàng)取值為0,這樣處理意味著:在模型中,區(qū)域CO2的吸收能力為0。同樣,在計(jì)算林地生態(tài)足跡供給時(shí),只是基于其木材產(chǎn)出功能。但實(shí)質(zhì)上,除了提供木材以外,林地還具有涵養(yǎng)水源、穩(wěn)定氣候狀況、維持大氣水分循環(huán)、防止土壤流失等諸多生態(tài)功能,其巨大的吸收CO2的能力更不容忽視。研究表明,近20年來(lái),我國(guó)森林吸收CO2的能力明顯增強(qiáng),每年工業(yè)排放出的CO2平均為5%～8%,也就是2.6×107t被吸收。因此,林地、耕地、草地等都具有吸收CO2的能力?！翱臻g互斥性”忽略了區(qū)域?qū)嶋H具有的可觀的CO2吸收能力,造成生態(tài)足跡供給能力被嚴(yán)重低估。資源產(chǎn)出法對(duì)于CO2吸收用地供應(yīng)面積的計(jì)算也很好地彌補(bǔ)了這一缺點(diǎn)。傳統(tǒng)算法忽略了未利用地生態(tài)供應(yīng)能力,然而實(shí)際上未利用地本身具有一定的生態(tài)服務(wù)能力,這其實(shí)也是一定生態(tài)承受力。同時(shí),考慮未利用地生態(tài)承受力也顯示了區(qū)域科技進(jìn)步對(duì)生態(tài)系統(tǒng)承受力的推動(dòng)作用。綜上所述,資源產(chǎn)出法計(jì)算生態(tài)承受力將土地在1年內(nèi)實(shí)際的生態(tài)產(chǎn)品產(chǎn)出量和所能提供的生態(tài)服務(wù)能力折算為生態(tài)生產(chǎn)性土地面積,同時(shí)折算了林地等對(duì)CO2的吸收,以及未利用地的生態(tài)供應(yīng)能力。對(duì)于傳統(tǒng)生態(tài)足跡模型中土地“空間互斥性”假設(shè)忽略了各類土地功能的多樣性和一定程度的功能替代性,導(dǎo)致生態(tài)足跡供給計(jì)算結(jié)果偏低這一系統(tǒng)誤差,該方法的運(yùn)用作出了一定修正。3資源產(chǎn)出法與生態(tài)承受力自20世紀(jì),生態(tài)足跡方法引入我國(guó)以來(lái),人們一直在對(duì)其模型進(jìn)行著不斷的修正和改進(jìn),其中的主要問(wèn)題還是集中在生態(tài)承受力計(jì)算偏小造成許多地方生態(tài)赤字嚴(yán)重,但卻與現(xiàn)實(shí)不太相符上。該文引用