基于生態(tài)足跡模型的五通橋區(qū)生態(tài)經(jīng)濟空間供需分析

基于生態(tài)足跡模型的五通橋區(qū)生態(tài)經(jīng)濟空間供需分析

自1987年g.h.brudland正式發(fā)表《我們的共同愿望》（0urcompositionreport）以來，可持續(xù)發(fā)展的概念引起了人們的關(guān)注。目前對區(qū)域可持續(xù)的評價方法很多,其中能定量分析來判斷區(qū)域可持續(xù)的方法主要有兩種;其一是貨幣評價方法,比較著名的如科斯坦佐(Costanza)等對世界生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)和自然資本的評價。另一種是生物物理(biophysical)的評價方法。瓦克內(nèi)格爾(Wackernagel)認為貨幣方法只是基于邊際分析,邊際分析無法測定出生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的透支額,而這對可持續(xù)發(fā)展是最大的挑戰(zhàn)。生態(tài)足跡分析方法作為一種生物物理評價方法,能夠定量地測定生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的透支情況。生態(tài)足跡模型通過引入生物生產(chǎn)面積為自然資產(chǎn)核算提供了一種有益的途徑,提供了測量和比較人類經(jīng)濟系統(tǒng)對自然生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的需求和自然生態(tài)系統(tǒng)的承載力之間差距的生物物理測量方法。同時,它具有易于理解和可操作性強的優(yōu)點。本文試圖用生態(tài)足跡理論(Ecologicalfootprint),以我國四川省樂山市五通橋區(qū)為例,采用全區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展的斷面資料來研究五通橋區(qū)的發(fā)展狀況,從另一個角度為五通橋區(qū)實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展提供定量的判斷依據(jù)。1數(shù)據(jù)來源和方法1.1氣候特點及自然資源樂山市五通橋區(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464.66km2,轄11個鎮(zhèn)1個鄉(xiāng),總?cè)丝?2.38萬。岷江由北向南縱貫全境,將全區(qū)隔成東西兩片,東西兩部向中部傾斜的態(tài)勢。五通橋處于四川盆地亞熱帶濕潤季風(fēng)氣候區(qū),氣候特點為冬暖夏熱,秋雨多,四季分明,熱量充沛,雨熱同期,年平均降雨量1270mm,無霜期334.5d,區(qū)境光照年均時數(shù)為1119.7h。區(qū)內(nèi)自然資源主要集中在水資源、礦產(chǎn)資源、植物資源和旅游資源4大類別,而土地資源、動物資源、氣候資源都相對稀缺。森林植被屬長江上游低山植被。其中:用材林如馬尾松、濕地松、巨桉、山麻柳等共計40余種;經(jīng)濟林如柑桔、橙、油桐、黃檀、茶葉、桑樹等共計25種;灌木類有冬青、山茶、映山紅、馬桑等;地被物有蕨類、禾本科、豆科等植物數(shù)百種。總體上全區(qū)以喬木林為主,竹林次之。1.2資料來源及評價本研究所涉及的數(shù)據(jù)資料的獲取主要基于:2003年五通橋區(qū)國民經(jīng)濟與社會發(fā)展統(tǒng)計資料匯編、五通橋區(qū)國土資源局2003年土地利用變更調(diào)查資料、2003-2010年四川省樂山市五通橋區(qū)可持續(xù)展實驗區(qū)總體規(guī)劃、四川省樂山市五通橋區(qū)可持續(xù)發(fā)展實驗區(qū)總結(jié)材料(1998-2003)、樂山市五通橋區(qū)1997-2003年土地利用總體規(guī)劃實施評價報告。根據(jù)生態(tài)足跡的概念及其計算方法,結(jié)合土地利用現(xiàn)狀分類,將研究區(qū)劃分為耕地、林地、草地、水域、建設(shè)用地5種土地利用類型,其結(jié)構(gòu)構(gòu)成見表1。1.3生態(tài)足跡的計算生態(tài)足跡概念是由加拿大不列顛哥倫比亞大學(xué)社區(qū)和區(qū)域規(guī)劃系威廉·里斯(WilliamRees)教授于1992年首先提出的,隨后威廉·里斯教授和瓦克內(nèi)格爾·馬賽斯(WackernagelMathis)博士于1996年提出了具體的分析方法。里斯把生態(tài)足跡定義為“為生產(chǎn)特定區(qū)域人口消費所需的資源和同化這些人口消費所產(chǎn)生的廢棄物,需要生態(tài)系統(tǒng)提供的生產(chǎn)性土地面積和水體面積。但不區(qū)分這些土地和水體在地球上的具體位置?！蓖呖藘?nèi)格爾等的定義則強調(diào)了在目前現(xiàn)有的技術(shù)條件下,生產(chǎn)區(qū)域人口所耗資源和同化廢棄物所需的生產(chǎn)性土地和水體面積。生態(tài)足跡的計算是基于:(1)人類可以確定自身消費的絕大多數(shù)資源及其所產(chǎn)生的廢棄物的數(shù)量;(2)這些資源和廢棄物能轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的生物生產(chǎn)面積。因此,任何已知人口(某個個人、一個城市或一個國家)的生態(tài)足跡是生產(chǎn)這些人口所消費的資源和吸納這些人口所產(chǎn)生的廢棄物所需要的生物生產(chǎn)總面積。在生態(tài)足跡賬戶核算中,生物生產(chǎn)面積主要考慮6種類型:化石燃料土地、可耕地、林地、草場、建筑用地和水域。其計算公式如下:EF=Nef=N∑(aai)=N∑(ci/pi)式中,i為消費商品和投入的類型;Pi為i種消費商品的平均生產(chǎn)能力;ci為i種商品的人均消費量;aai為人均i種交易商品折算的生物生產(chǎn)面積;N為人口數(shù);ef為人均生態(tài)足跡;EF為總的生態(tài)足跡。生態(tài)足跡方法度量區(qū)域可持續(xù)性是通過將生態(tài)足跡測量出的人類生存所必需的真實生物生產(chǎn)面積同區(qū)域范圍所能提供的生物生產(chǎn)面積進行比較,EF>生態(tài)承受力(ECC),出現(xiàn)生態(tài)赤字,區(qū)域處于不可持續(xù)的狀態(tài);反之EF<ECC為生態(tài)盈利,表明區(qū)域處于可持續(xù)的狀態(tài)中。這就為判斷一個區(qū)域的生產(chǎn)消費活動是否處于當?shù)厣鷳B(tài)系統(tǒng)承載力范圍內(nèi)提供定量的依據(jù)。22003年，五通橋區(qū)生態(tài)價值研究2.1生物資源消費生物資源消費分為農(nóng)產(chǎn)品、動物產(chǎn)品、林產(chǎn)品和水果等大類,按此各大類下有一些細分類。生物資源生產(chǎn)面積折算的具體計算中采用聯(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(采用這一公共標準主要是為了使計算結(jié)果可以進行國與國、地區(qū)和地區(qū)之間的比較),將五通橋區(qū)2003年的消費轉(zhuǎn)化為提供這類消費需要的生物生產(chǎn)面積(表2)。生物資源消費采用的計算方法如下:EFi=Pi+Ii?EiYaverageEFi=Ρi+Ιi-EiYaverage式中:EFi為i種資源的消費的足跡;Pi為i種生物資源的總生產(chǎn)量;Ii、Ei為i種資源消費的進口和出口量;Yaverage為世界上i種生物資源的平均產(chǎn)量。2.2石化燃料生產(chǎn)土地能源平衡帳戶部分根據(jù)資料處理了如下幾種能源:原煤、焦炭、焦爐煤氣、燃料油、原油、汽油、柴油、天然氣和電力。計算足跡時將能源的消費轉(zhuǎn)化為化石燃料生產(chǎn)土地面積。采用世界上單位化石燃料生產(chǎn)土地面積的平均發(fā)熱量為標準,將當?shù)啬茉聪M所消耗的熱量折算成一定的化石燃料土地面積(表3)。2.3新能源產(chǎn)出量miwii由于貿(mào)易的影響,一個地區(qū)的生態(tài)足跡可以跨越地區(qū)界限,在生物資源和能源的消費額中進行貿(mào)易調(diào),能源部分貿(mào)易調(diào)整采用如下公式:Ni=Mi×(HiGi)×WiΝi=Μi×(ΗiGi)×Wi式中,Wi為五通橋區(qū)i種商品貿(mào)易的凈價值量;Hi、Gi分別為該類商品的凈貿(mào)易的實物量和價值量;Mi為該類商品的能源密度;Ni為i種商品的能源攜帶量。由于能源部分貿(mào)易調(diào)整表格太長,這里僅將計算結(jié)果列出:耕地面積的調(diào)整增加0.00001hm2,進出口能源足跡調(diào)整增加0.0027hm2。計算中所用的統(tǒng)計資料來自五通橋區(qū)統(tǒng)計局。3生態(tài)供給結(jié)構(gòu)與社會經(jīng)濟發(fā)展的需求結(jié)構(gòu)不對稱性生態(tài)足跡結(jié)果由生態(tài)足跡的需求和能供給的生物生產(chǎn)土地面積(生態(tài)承載力)兩部分組成。由于單位面積耕地、化石燃料土地、牧草地、林地等的生物生產(chǎn)能力差異很大,為了使計算結(jié)果轉(zhuǎn)化為一個可比較的標準,有必要在每種生物生產(chǎn)面積前乘上一個均衡因子(權(quán)重),以轉(zhuǎn)化為統(tǒng)一的、可比較的生物生產(chǎn)面積(見表4)。由表4可知:五通橋區(qū)2003年的人均生態(tài)足跡是2.001hm2,而實際的人均生態(tài)承受能力0.342hm2;人均生態(tài)赤字為1.659hm2,生態(tài)需求面積是自然承受面積的5.85倍。從人均生態(tài)足跡供需平衡的角度來看,生態(tài)赤字的存在表明人類對自然的影響超出了其生態(tài)承載能力的范圍。五通橋區(qū)2003年的進出口貿(mào)易不多,對全區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)影響不大;因此只能是通過消耗自然資本存量來彌補生態(tài)承載力的不足。因此,可認為五通橋區(qū)處在不可持續(xù)的發(fā)展趨勢中。從人均生態(tài)足跡供需結(jié)構(gòu)來看,五通橋區(qū)生態(tài)經(jīng)濟系統(tǒng)中生物生產(chǎn)性地供給結(jié)構(gòu)與社會經(jīng)濟發(fā)展的需求結(jié)構(gòu)之間,成明顯的不對稱性。主要原因是CO2吸收用地沒有保留,對化石燃料的需求沒能得到供給,同時草地、林地、耕地和水域的供需矛盾突出,建設(shè)用地的人均生態(tài)足跡0.038hm2,生態(tài)供給卻是0.046hm2比需求高出0.008hm2;供給達到滿足略有盈余。而草地的需求是0.515hm2,草地的生態(tài)供給僅僅0.003hm2相差倍數(shù)到達了184倍;水域的需求為0.11hm2,然而供給只有0.002hm2。造成草地和水域的供需矛盾尖銳的客觀原因是其生產(chǎn)性土地面積的計算主要基于世界平均水平折算。然而現(xiàn)實情況并非如此,當?shù)氐男竽翗I(yè)生產(chǎn)并不僅僅依靠天然草地,而主要是通過農(nóng)業(yè)內(nèi)部結(jié)構(gòu)調(diào)整,發(fā)展飼料,建立專業(yè)養(yǎng)殖廠,每年農(nóng)戶飼養(yǎng)出售豬肉量占全區(qū)較高的比重,這部分畜牧產(chǎn)品并不全由草地提供,基于當?shù)鼐唧w情況草地的生態(tài)供需比例的嚴重失衡有所失真;而水產(chǎn)品的生產(chǎn)并不需要靠大面積的水域,而是依靠集約化的人工繁殖,通過資源的利用率來解決水域的供給不足。其主要問題是,自然生態(tài)系統(tǒng)退化,土地利用結(jié)構(gòu)不合理,種植業(yè)結(jié)構(gòu)的不合理及產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)單一。當?shù)氐慕ㄔO(shè)用地人均供給超過生態(tài)需求,同時還在通過土地利用規(guī)劃的修編方式,大量占用農(nóng)田,特別是耕地。耕地的需求僅能滿足1/3多,原因之一是大量的廠礦占用耕地,五通橋是資源開發(fā)性工業(yè)區(qū)大量占用耕地來保證工業(yè)的用地需求,造成耕地供需比例的失衡;對原有位于河灘附近耕地的不妥善保護造成耕地的撂荒也是耕地供給不足的一個主要原因。當?shù)鼗剂系厝司枨罅扛?.456hm2,主要消耗的能源是煤(見表3),這與該地區(qū)高耗能型的化工業(yè)主導(dǎo)型結(jié)構(gòu),對能源粗獷性消耗有密切的關(guān)系。按照生態(tài)足跡理論,為保持一個地區(qū)的生態(tài)可持續(xù)發(fā)展狀態(tài),這個地區(qū)應(yīng)該留有一定量的土地用于吸收工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生活過程中的能源消費釋放出的C02;這部分土地在實際中不僅沒有留出,而且煤炭的燃燒本身產(chǎn)生大量的C02,形成新的碳“源”,給原本已經(jīng)退化的生態(tài)系統(tǒng)帶來巨大的壓力。從人均生態(tài)承受面積的供給結(jié)構(gòu)看,其供給的人均生態(tài)足跡中耕地達0.312hm2,占到總量的89.26%。另外,為了保護生物多樣性的12%的生態(tài)土地空間也沒有留出?？偟膩砜?本地可用于人類消費的可供生態(tài)空間類型結(jié)構(gòu)較為單一。以上分析表明,五通橋區(qū)生態(tài)赤字存在的主要原因是化石燃料用地和耕地需求過大,草地和水域供給不足。進一步深化農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、采用高新技術(shù)、施行人工集約化生產(chǎn)是減少草地和水域生物生產(chǎn)面積需求的有效途徑;而從真正意義上留出生態(tài)公益林草地,改變?nèi)藗兊纳a(chǎn)和生活消費方式,建立資源節(jié)約型的社會生產(chǎn)和消費體系,抑或使用新的不含碳的清潔能源,都是緩解化石燃料用地需求的可行方法。4生態(tài)經(jīng)濟系統(tǒng)建設(shè)與土壤地利用規(guī)劃的關(guān)系生態(tài)足跡模型實現(xiàn)了對區(qū)域可持續(xù)發(fā)展狀態(tài)的定量測度,對研究區(qū)的可持續(xù)狀況做出了定量的判斷。表明五通橋區(qū)出現(xiàn)了生態(tài)赤字,可持續(xù)發(fā)展前景堪憂。為了實現(xiàn)區(qū)域生態(tài)經(jīng)濟系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展,系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能亟需調(diào)整。合理的土地利用規(guī)劃、布局以及產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化調(diào)整則是系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能調(diào)整的主要內(nèi)容。然而生態(tài)足跡的概念模型提出的時間很短,應(yīng)用研究的案例我國目前不多,該模型還存在許多值得完善的地方,從我國的具體情況來看,需要做好如下幾個方面的工作,以便更好地應(yīng)用和完善該研究方法,將可持續(xù)發(fā)展研究推向更高的解析框架。4.1生態(tài)足跡模型的預(yù)測性問題由于生態(tài)足跡模型目前僅是一個靜態(tài)模型,回避了可持續(xù)發(fā)展的代際公平性問題,未來價值的折舊是處理代際公平性問題中的難點,因此需要加強該方面的研究,來解決生態(tài)足跡模型的預(yù)測性問