基于“国家公顷”生态足迹模型的土地可持续利用研究

来源:用户上传      作者: 李智强 吴诗嫂

　　内容提要：土地是可持续发展中最重要的资源基础，土地的可持续利用是实现区域可持续发展战略的基本保障。如何解决人口、资源、环境与发展之间的协调问题，对于保证整个自然经济社会的可持续发展具有重要意义。生态足迹将人类消耗加以量化，并和区域土地的承载力进行对比，来判断研究区域的土地是否处于可持续利用状况。为了全面分析抚州市的可持续发展状态。本文运用改进的“国家公顷”的生态足迹模型，针对抚州市的具体情况，对抚州市生态足迹进行计量和分析，并针对性地提出缓解抚州市生态赤字的措施和建议。
　　关键词：土地可持续利用；生态足迹；生态承载力；生态赤字；抚州市
　　中图分类号：F127.56　文献标识码：A　文章编号：1003-4161(2011)04-0059-05
　　
　　土地不仅为人类的生产和生活提供了承载空间，而且为人类的发展提供必要的物质基础。在社会经济高度发展的今天，随着人口的增长和消费模式的转变，土地自然生态系统承受着前所未有的压力。如何实现社会经济和自然生态系统的和谐运转，是关系到中华民族乃至全人类永续生存与长远发展的重大课题。20世纪90年代加拿大生态经济学家William Rees和Wackemagel提出生态足迹模型，通过测定研究区域人类的自然资源消费量和吸收废弃物所需的生物生产性土地面积，同研究区域的生态承载力进行比较，来评估人类消耗对生态系统的影响和研究区域土地的可持续利用情况。生态足迹模型是衡量人类对自然资源的需求与消耗的有效工具，从而可以强化政府对生态环境的保护意识，为经济政策的制定和生产、消费模式的选择提供参考。目前世界主要工业国家已把生态足迹指标纳入了官方指标体系，将其作为指导发展的重要依据，发展中国家也正在普及。本文通过采用改进的“国家公顷”的生态足迹模型，对抚州市生态足迹进行计量和分析，从而更能真实反映抚州市对自然资本的利用情况和可持续发展状态。
　　
　　一、“国家公顷”生态足迹模型改进
　　
　　“国家公顷”是相对于“全球公顷”而提出的。由于目前国内外的研究的依据是来源于联合国粮农组织FAO使用1993年世界平均产量的计算结果，数据的时间跨度较大和现势性差，导致各年份的产量变化的差异缺乏实效性和实用性；另外，很多国内的研究都是市域的计量和分析，利用国际机构计算的世界平均生产力和均衡因子并不能真实反映我国市域的实际生态负荷及生态容量现状，因此，在进行我国市域的生态足迹研究时，根据我国实际情况计算国家平均生产力和均衡因子是十分必要的。
　　本文研究选取从1998-2007年的数据进行计算，改进“国家公顷”生态足迹模型即国家平均生产力、均衡因子和产量因子的更新计算数据主要来源于1999-2008年《中国统计年鉴》、《技术经济手册(农业卷)》、中国农业信息网、国家林业局网站和第六次全国森林清查。模型主要在以下两个方面进行了改进：(1)由于我国饲养猪和禽类等动物的方式不同，将猪肉、禽蛋和禽肉归属于耕地；(2)由于研究区域处于鄱阳湖水系，属于内陆水域，水产品的养殖与捕捞仅以淡水产品为主。据此，为了与研究区域的实际情况相对应，本文仅考虑全国淡水产品的平均产量。
　　
　　(一)国家平均产量
　　生物资源账户的产品主要包括农业种植产品、林产品、水产品和动物产品。
　　1　农业种植产品的国家平均产量。我国农业种植业产品的全国平均产量的计算公式如下：
　　EPi=Pj／Ai
　　(1)
　　式中：EPj为第i种种植产品的全国平均产量；i为种植产品类型；Pi为第i种种植产品的年全国生产产量；A.为第i种种植产品的全国生产面积。
　　农业种植产品主要包括稻谷、小麦、玉米、豆类、薯类、棉花、花生、油茶籽、麻类、甘蔗、甜菜、烟叶、蔬菜和果用瓜14种作物，占用土地类型归于耕地，主要农业种植产品的国家平均产量，表1。
　　
　　2　林产品的国家平均产量。我国木材产品根据国家林业局网站提供的数据计算全国平均产量，其中木材和竹材面积取第六次全国森林资源清查(1999-2003年)中的森林面积和竹林面积，木材的产量单位为104m3，木材的密度取600kg／3，竹材的产量单位为根，每根竹材的质量取19kg，表1。
　　
　　4　动物产品的国家平均产量。我国畜牧业因为小农经济所占的统治地位，使得农户散养和小型圈养成为了主要的畜牧养殖方式，农户把饲养家畜作为副业，它是从属于种植业的一种自给自足的生产活动。在饲养上，农户多选择废弃的农业资源辅以饲料，这和发达国家以大型饲养、产业化经营的畜牧业养殖方式有很大的不同。由于我国特殊的生产结构和生产力状况，采用谢鸿宇博士对牲畜消耗的口粮的模型，表2。计算牲畜消耗的口粮所占用的生产性土地为依据进行计算。将猪肉、禽肉和禽蛋归于耕地，而牛肉、羊肉和牛奶在畜牧业产量比重较小，对结果影响不大，采取传统方法以简化计算。畜牧产品的全国平均产量计算结果见，表3。
　　
　　
　　
　　(二)国家均衡因子
　　国家六类生物生产性土地的均衡因子：耕地5.8030，草地0.0268，水域0.4311，林地0.2406，化石能源用地0.2406，建设用地5.8030。由于化石能源消费足迹是通过吸收能源消费产生的CO2所需要的林地面积来表征的，因此化石能源用地的均衡因子与林地相同；而城镇建设占用的多是耕地，均衡因子用耕地的来代替。
　　
　　(三)抚州市产量因子
　　在产量因子计算中，建设用地同耕地的产量因子相同，化石能源用地与林地的产量因子相同，由于现实情况中，不会留有的化石能源用地来对CO2进行吸收，化石能源用地的产量因子为0。抚州市六类生物生产性土地的产量因子为：耕地1.5876，草地1.8523，水域2.0610，林地0.8937，化石能源用地0，建设用地1.5876。
　　
　　
　　二、基于“国家公顷”模型的抚州市生态足迹计量
　　
　　(一)抚州市概况
　　1　抚州市自然和社会经济条件。抚州市位于江西省东部，东邻福建省，南接江西赣州通达广东，西近京九铁路与吉安、宜春相连，北临鄱阳湖与南昌、鹰潭毗邻。抚州东、南、西三面环山，地势南高北低，地貌以丘陵山地为主，岗地和河谷平原次之。河流属长江流域鄱阳湖水系，有抚河、信江、赣江三大河流。气候属中亚热带季风型气候，温暖湿润，雨量充沛，日照充足，无霜期长，四季分明，很适宜农作物生长。截至2007年底，抚州市总人口为38.51万，国内生产总值367.92亿元，人均生产总值9554元。抚州市城乡交通以公路为主体，目前过境主要通道有：浙赣、鹰厦二条铁路，沪瑞和京福二条高速公路，320、316、206三条国道。
　　2　抚州市土地利用情况。根据2007年末土地现状变更调

查，抚州市土地总面积为1881112.30公顷。其中，农用地总面积为1668848.22公顷，占全市土地总面积的88.72％，建设用地总面积为81511.63公顷，占全市土地总面积的4.33％，未利用土地总面积130752.45公顷，占全市土地总面积的6.95％。
　　
　　(二)抚州市1998-2007年生态足迹计量
　　抚州市生态足迹计量的数据主要来源于1999-2008年《抚州统计年鉴》、1999-2008年《江西统计年鉴》、联合国粮农组织FA01993年的世界平均产量数据、抚州市国土局1998-2005年土地现状数据、抚州市国土局2006-2007年土地变更数据。抚州市的生态足迹暂不考虑贸易调整部分，主要原因基于两方面：其一，市域经济单元贸易量相对较小，并且进出口部分在一定程度上相互抵消，可将贸易对于生态足迹的影响减少到最低程度；其二，考虑到仅进行国际贸易的调整并不能确定区域的净消费量，若考虑国内贸易的影响则需要更全面、更详细的关于市域贸易方面的统计资料，由于资料来源受到限制，只能直接采用生物生产量来进行生态足迹的计量。
　　1　抚州市1998-2007年人均生态足迹。1998-2007年抚州市总人均生态足迹和六类生产生物性土地的生态足迹，图1。总人均生态足迹和六类生产生物性土地的人均生态足迹均呈上升趋势，其中林地的上升趋势最为明显。由于六类生产生物性土地的人均生态足迹的增加，导致总人均生态足迹从1998年的0.4161公顷／人上升至2007年的0.8161公顷／人。
　　2　抚州市1998--2007年土地承载力计算。抚州市1998-2007年总人均承载力处于下降的趋势，从1998年0.4872公顷／人到2007年的0.4683公顷／人。耕地、草地、水域和林地的承载力都处于下降的趋势，但建设用地处于上升的趋势，表4。
　　3　抚州市1998-2007年生态赤字。通过将人均生态足迹和人均生态承载力进行均衡因子和产量因子的均衡后，1998-2007年抚州市生态赤字，图2。生态赤字和人均生态足迹都处于波动上升的趋势，说明抚州市人均生态足迹在逐年增加，抚州市经济社会发展对于生态环境的压力也是不断增加的。人均生态承载力处于下降的趋势，幅度并不大。通过生态足迹和生态承载力的对比，2000-2003年抚州市处于生态赤字较低的阶段，说明这几年抚州市的经济社会生态发展处于较为良好的状况，2004年后生态赤字发展的速度较快，在今后要坚持可持续发展观，在注重经济效益的同时，要保护生态环境，合理利用自然资源，特别是对土地资源的合理利用与保护，使生态经济协调发展。
　　
　　三、抚州市生态足迹分析
　　
　　(一)均衡后的人均生态足迹和生态承载力的敏感性分析
　　均衡后的人均生态足迹和生态承载力受各类生产生物性土地的影响，为了分析各类生产生物性土地的影响程度，找到影响最显著的因素。本文采用敏感性分析法中的单因素变动分析方法进行了分析。以2007年抚州市均衡后人均生态足迹和生态承载力为例，计算和分析六类生物生产性土地对其的影响程度。设置敏感性分析中的因素变动幅度为10％和-10％，得出各类生产生物性土地的人均生态足迹和生态承载力的敏感系数，表5和表6。
　　耕地对生态足迹的影响最显著，耕地的敏感系数为3.3098，绝对值远远高于其他生物生产性土地。耕地人均生态足迹每变动1个单位，总生态足迹同方向变动3.3098个单位。表明人们的消费更多依赖于耕地的产出，同时也可以看出耕地在抚州经济发展中的重要地位。
　　耕地对生态承载力的影响最显著，耕地的敏感系数为-2.0314，绝对值远远高于其他生物生产性土地。耕地人均生态承载力每变动1个单位，总生态承载力反方向变动2.0314个单位，表明耕地在土地承载力中具有举足轻重的地位。其次是建设用地，敏感性系数为-0.5269。
　　
　　(二)生态足迹与经济发展相关分析
　　为了进一步衡量土地可持续利用与经济发展间的相关分析，本文基于生态足迹的计算又计算了抚州市万元GDP生态足迹、生态足迹弹性系数、生态足迹多样性及发展能力。
　　图3中可以看出，抚州市的万元GDP生态足迹在1998-2007年期间是一直处于向下波动的趋势，2000年略有升高，2002和2003年有所反弹，其他年份都是处于下降的趋势，这个情况可以得出：万元GDP生态足迹越小，也就是说明单位土地的产出增大，抚州市对土地的利用朝着集约化方向前进；从生态足迹多样性指数可以看出，1998-2007年期间生态多样性指数比较平稳，生态足迹多样性指数越高说明土地利用类型组成越均衡，今后抚州市在发展过程中，需要注意生态足迹多样性的问题；抚州市经济发展能力自1998-2007年一直呈上升趋势，说明了抚州市土地利用结构朝着结构优化的方向发展，仍有很大潜力可挖，需进一步根据抚州市的特点，因地制宜的调整规划，优化结构，实行集约利用，提高土地可持续利用度；从生态足迹弹性系数来说，抚州市在1998-2007年期间总的趋势是波动的，2000年最大，2001年最小，生态足迹弹性系数大于1，说明这四年抚州市经济发展速度不及生态足迹增加的速度，可能由于政府政策的调整，到2004年后的生态足迹弹性系数下降到小于1，说明2004年以后抚州市尽管存在生态赤字，但还没发展到阻碍经济发展的地步。
　　
　　(三)基于“国家公顷”与“全球公顷”生态足迹模型计算结果的比较分析
　　“全球公顷”采用FA01993年公布的全球平均产量，均衡因子选取国际上普遍采用的Wackemagel1997年最早计算52个国家和地区时采用的均衡因子，即耕地、草地、林地、水域、建设用地和化石能源用地的均衡因子分别为2.82、0.54、1.14、0.22、2.82、1.14。中国各类生物生产性土地的产量因子，耕地、草地、林地、水域、建设用地和化石能源用地的均衡因子分别为1.66、0.19、0.91、1.00、1.66、0。
　　基于“国家公顷”与“全球公顷”生态足迹模型的抚州市人均生态足迹和生态赤字的计算结果比较见图1.4和1.5。传统模型的人均生态足迹在2.0～3.0的区间，而国家公顷的人均生态足迹在0.4～1.0的区间；传统模型计算的生态赤字位于0.6～1.2的区间，而国家公顷位于0～0.4的区间。两种模型的计量结果产生较大差别的主要原因可以归因于以下三个方面：(1)传统模型中的世界平均产量现势性较差。传统模型中采用的是1993年FAO测算的世界平均产量，而本文对中国平均产量进行计量的数据是来源于1999-2008年中国统计年鉴和其他相关权威资料。两个模型所采用数据的时间跨度较大，在相当长的这段时间内，科学技术发生了飞速的发展，单位土地的利用效率得到了巨大的提高，导致各种产品的单位产量也随之增长。由于传统模型中世界单位产量比本文测算的国家

平均产量低，所以得出的结果偏高；(2)“国家公顷”模型符合中国国情。传统的世界平均产量的数据是世界范围内的数据，而“国家公顷”法中的平均产量是针对中国的实际情况更新计算得出。中国人口众多，养活占世界1／4的人口是一项严峻的任务，所以对耕地产量的要求非常高。耕地不仅仅具有保持水土资源平衡，保护生态环境的功能，更大的功能是粮食安全的需要，这和发达资本主义国家耕地的意义是不同的，以至于耕地在中国的所有土地类型中得到了最为充分的利用，耕地上种植产品的平均产量远远高于世界的平均水平，以至于传统方法计量的生态足迹会产生偏高的现象；(3)“国家公顷”模型对市域生态足迹计量的针对性强。本文在充分考虑研究区域的实际情况的基础上，来对国家平均产量进行更新计算，使市域生态足迹的计算结果更具有针对性，使区域范围内土地可持续利用研究更具有现实意义。
　　
　　四、缓解生态赤字实现抚州市土地可持续发展
　　
　　通过基于“国家公顷”模型的抚州市生态足迹计量，得出2004年后生态赤字发展的速度较快，因此提出缓解抚州市生态赤字的对策：(1)切实保护现有耕地资源，提高耕地质量；(2)加强土地集约利用；(3)控制人口数量；(4)建立资源节约型的社会生产和消费体系，树立人们合理的生态消费方式。
　　
　　五、结论及展望
　　
　　中国正处于经济高速发展和城市化进程的重要阶段，发展模式、增长模式和消费模式上的选择将决定中国能否在自然生态环境的承载范围内永续发展。本文通过改进“国家公顷”生态足迹模型，使模型更加适用于市域的土地可持续发展水平的评价，并在此基础上，以抚州市为例，对其生态足迹进行计量和分析，基本结论如下：1998-2007年间抚州市人均生态足迹在逐年增加，而人均承载力处于下降的趋势，说明抚州市经济社会发展对于生态环境的压力也是不断增加的。在2000-2003年抚州市生态赤字较低，经济社会生态发展处于较为平衡的状况，2004年以后生态赤字发展的速度较快，处于土地利用不可持续的阶段。通过生态足迹与经济相关分析可以得出，2004年以后尽管存在生态赤字，但是还没有发展到阻碍经济发展的地步。但本文也存在一些不足之处，主要体现在：由于对外贸易数据难于获取，本文没有考虑贸易调整对生态足迹的影响，这在以后的研究中要深入分析；另外，由于地区的差异，区域水资源有很大的差异，对水资源的消费，由于人们的生活方式、区域的经济发展水平也具有较大的差异。在生态环境系统的可持续评价中，水资源的消费与供给能力也是今后需要进一步完善的内容。
　　
　　[作者简介]李智强(1979-)，男，东华理工大学经济管理学院讲师、硕士。研究方向：房地产经济学；吴诗熳(1985-)，东华理工大学地球科学学院硕士研究生。研究方向：土地资源管理与可持续利用。
　　
　　[收稿日期]2011-07-09
　　
　　责编：林月；　校对：黄晓梅

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