（自然地理学专业论文）开平市生态足迹研究.pdf

摘要 开平市生态足迹研究 专业：自然地理学 硕士生：陈雄基 指导教师：李贞副教授 摘要 定量计算人类活动对自然资源的需求是否处于生态系统承载能力范围之内， 是评估区域是否可持续发展的关键生态足迹是由加拿大著名生态经济学家 r e e s 教授和w a c k e r n a g e l 教授构建的基于生态土地可持续发展能力的定量评价 方法。该方法通过将区域的资源消耗和消耗所带来的废弃物的吸收转化为提供这 种物质流所必须的各种生物生产性土地的面积( 生态足迹) ，并与区域能提供的 生物生产性土地面积( 生态承载力) 进行比较，定量判断一个区域的发展是否处 于生态承载力的范围内。 本论文主要利用参数本地化修正后的生态足迹模型，对开平市进行多年份的 生态足迹供需发展状况定量评估，分析开平市9 年来生态足迹的动态变化趋势。 并进行用水生态足迹供需的补充研究，尝试进行生态足迹模型的完善。 9 年来，开平市生态足迹总体呈上升趋势，而生态承载力则逐年缓慢降低， 因此开平市生态赤字逐渐升高，到2 0 0 4 年开平市生态赤字达到6 3 1 3 0 0 h m 2 ，人的 需求与环境供给能力矛盾突出，开平市土地生态系统处于偏离可持续发展的方向 上。从人均生态足迹的供需结构来看，耕地和化石燃料用地的供需矛盾最为突出 尤其是化石燃料用地的矛盾在不断扩大。虽然耕地矛盾有所减缓，但其所占比例 仍然最大。草地人均足迹不大，但由于开平市缺乏草地，草地同样出现生态赤字 林地则一直处于生态盈余状态，但其盈余量逐年减少。开平市水资源丰富，但其 水域仍然处于赤字状态，这是由于生态足迹模型只考虑水产品生态足迹，忽略了 社会活动用水生态足迹，从而发现生态足迹模型忽略部分非生物需求的缺点。因 此本文提出用水生态足迹的概念，并尝试对生态足迹模型进行补充完善研究。 2 0 0 4 年开平市需水生态足迹为2 0 9 3 2 h m 2 ，而供水承载力为5 7 6 1 0 h m 2 ，出现盈余。 开平市生态足迹研究 开平市生态赤字呈现扩大化趋势，如果不改变以大量消耗资源为特征的传统 发展模式，开平市可持续o o 发展将面l 晦更加严峻的考验因此，从区域长远的 发展战略来看，开平市需要注意以下几点：1 、加强耕地保护，提高耕地生产力； 2 、提高能源利用效益；3 、加大生态公益林地的发展力度；4 、加强人们环保意 识和对生态足迹的认识。 关键词：生态足迹；生态承载力；生态赤字；生态盈余；开平市 a b s t r a c t t h er e s e a r c ho n e c o l o g i c a lf o o t p r i n t o fk a i p i n gc i t y m a j o r ：p h y s i c a lg e o g r a p h y n a m e ：c h c nx i o n g j i s u p e r v i s o r p r o f l iz h e n a b s t r a c t q u a n t i t a t i v ea n a l y s i sw h e t h 仃t h ea 【i s f e 麟c o n d i t i o no ft h em a n k i n ds t a y i n g w i t h i nt h eg l o b a lc a r r y i n gc a p a c i t yo rn o ti st h ek e yw o r do fa u d y m go nd i s a i c l s u s t a i n a b l ed e v e l o p m e n t t h ee c o l o g i c a lf o o t p r i n t ( e f ) m e t h o dw a sp u tf o r w a r di n 19 9 2b yr e e s , ac a n a d i a ne c o l o g i c a le c o n o m i s t , a n di n l p f o v e db yh i ma n dh i s p o s t g r a d u a t e , w a c k e m a g e li n1 9 9 6 b 勰o do nt h ee ft h e o r ya n dc a l c u l a t i o nm e i h o d t h ed e m a n d o f r c s o u l c ea n dt h eg a r b a g ea b s o r b a b i l i t y nb et r a n s f e r r e dt oa n yk i n d o f 锄慨( e c o l o g i c a lf o o t p r i n t ) b yc o m p a r eo fe c o l o g i c a lf o o t p r i n ta n dt h eb i o l o g i c a l c a p a c i t y , i tc a nj u d g et h ee x i s t e n c ew h e t h e rt h em a n k i n ds t a y i n gw i t h i nt h eg l o b a l c a r r y i n gc a p a c i t yo rn o t i nt h i sp a p e r , t h ee fm o d e lw h i c hh a db e e ni m p r o v e dt oa d a l at ok a ip i n gc i t y w a su s e dt oa s s o a s t h e 姚- t a i n a b i l i t yo f s o c i a la n de c o n o l n i cd e v e l o p m e n t q u a n t i t a t i v e l yf r o m1 9 9 6t o2 0 0 4f o rk a ip i n gc i t y a n dt r yt or e a r c hh o wt o c a l c u l a t et h ew a t e rr e q u i r e m e n tf o o t p r i n tt op 耐e c te fm o d e l d u r i n gt h e s e9y e a r s ，t h ee fw a si n c r e a s e dw h i l et h eb i o l o g i c a lc a p a c i t y ( b c ) w a sr e d u c e di nk a ip i n gc i t y s ot h et o t a le c o l o g i c a ld e f i c i t ( e d ) w a sm o r ea n dm o r e g r e a t t o2 0 0 4 , t h et o t a ld fr e a c h e d6 3 1 3 0 0g l o b a lh e c t a r e s 1 n l ec o n f l i c tb c t w c g - n d e m a n do f m a n k i n ds t a y i n ga n ds u p p l yo fe n v i r o n m e n tw a se x t r e m eo b v i o u s ，a n dt h e s u s t a i n a b l ed c v d o p m e n to f r e g i o n a ls o c i e t yf a c e ds e r i o u se c o - e n v i r o n m m t a lp r e s s u r e f r o mt h ea s p e c to ft h ee fp e r - ms u p p l ya n dd e m a n ds t r u c t u r e , t h ec o n f l i c t o u t s t o o db c t w e 圯nd e m a n da n ds u p p l yo f e r o p l a n da n df o s s i lf u e ll a n d e s p e c i a l l yt h e i 开平市生态足迹研究 d e m a n do ff o s s i lf u e ll a n dw a si n c r e a s e dt o of a s t t h o u g ht h ed e m a n do fc r o p l a n d w a sr e d u c e dal i t t l e , t h ed e f i c i to fc r o p l a n da l s ot h el a r g e s to fa 1 1 t h ed e m a n do f p a s t u r ei sv e x yl i t t l ei nk a ip i n g , b u tt h e r ei sl e s sb i o l o g i c a lc a p a c i t yo fp a s t u r e s o t h e r ei sa l s od e f i c i to fp a s t u l o t h e r ew a sp a r t i a lw o o d l a n ds u r p l u si nt h e s e9y e a r s , b u tt h i ss u r p l u si sr e d u c i n g i nt h ef o o t p r i n tm o d e lw ec a l ls t h a t , t h i sm o d e lo n l y c a l c u l a t e st h ef i s h i n gw a t o rg r o u n d ，i ti g n o r e st h ew a t e rd e m a n do fh u m a nl i v i n g , i n d u s t r ya n da g r i c u l t u r ei r r i g a t i o n s ot h i sp a p e rp u t sf o r w a r dt h ec o n c e p to fw a t e f d e m a n df o o t p r i n t , a n dt r i e st oe s t a b l i s han e ww a t e rf o o t p r i n tm o d e lt oc a l c u l a t ei t a n dt h ew a t e l f o o t p r i n ti s2 0 9 3 2g l o b a lh e c t a r e si nk a ip i n gi n2 0 0 4 , w h l et h ew a t e r c a p a c i t yi s5 7 6 1 0g l o b a lh e c t a r e s t h e r ei ss u r p l u so f w a t e rs u p p o r t e di si n c r e a s i n gi nt h e s e9y e a r si nk a ip i n g i fk a ip i n gd o n tc h a n g ei t s t r a d i t i o nd e v e l o p m e n tp o l i c yw h i c hc o n b l l m 岱tt o om u c he n e r g y , i tm a yb eh a r dt o m a i n t a i ns u s t a i n a b i l i t yd e v e l o p m e n t i no r d v rt or e d u c et h ee c o l o g i c a ld e f i c i t , k a i p i n gn e e d st op a ya t t e n t i o nt ot h ef o l l o w i n gp o i n t s ：1 ) s t r e n g t h e nt h ep r o t e c t i o no f f a r m l a n d , a n de n h a l l c 宅t h ep r o d u c t i v i t yo fi t ；2 ) i m p r o v ee 1 1 e l - g yu s i n ge f f i c i e n c y ；, 3 ) i n c r e a s et h ea c r e a g eo fe c o l o g yc o m m o n w e a lw o o d l a n d 铆e n h a n c ep e o p l e s c o n s c i o u s n e s so fe n v i r o n m e n t a lp r o t e c t i o n k e yw o r d s ：e c o l o g i c a lf o o t p r i n t ；b i o l o g i c a lc a p a c i t y ；, e c o l o g i c a ld e f i c i t ；k a i p i n g 第l 章绪论 1 1 研究背景 第1 章绪论 目前国内许多城市，尤其是县级中小城市，一直缺乏良好的环境保护意识， 生态环境抵御环境污染等不利因素的能力较弱，当生态环境遭受到超过某种限度 的破坏，将出现局部地区环境严重恶化，整体环境质量不断下降的危险人类活 动对环境影响的结果具有滞后性，环境破坏又是不可逆的，因此走可持续发展道 路对于正处于高速发展阶段的城市显得尤为重要。各个城市迫切需要定量了解自 身对自然资源的利用状况，评估社会发展对资源的需求与资源的供给之间的差 距，为定制今后的发展政策提供依据。同时，在全球经济一体化的今天，更有必 要对高速发展的城市估计其对自然资源消耗的贡献量，并与国际相接轨，了解它 在资源消耗过程的角色和各种消耗的比重，以判断是否应该减少为其他地区的资 源过度开发利用负担相应责任，降低自己的消耗量。 开平市地处珠江三角洲西南部，是全国著名的华侨之乡，也是建筑之乡、碉 楼之乡和文化艺术之乡。改革开放以来开平市坚持工业立市的方针，大力发展区 域特色经济和产业，现已成为珠江三角洲西部的重要县级城市，为珠江三角洲的 发展做出了重要贡献。作为一个珠江三角洲的县级城市，开平市是一个很好的县 级城市可持续发展研究事例。 2 0 世纪9 0 年代以来，国际上提出了一些直观的，较易操作的定量评价方法 及模式，生态足迹模型就是其中最具代表性的一种。 生态足迹分析法是e h 加拿大生态经济学家r e e s 1 】及其博士w a c k e r n a g e l 于 2 0 世纪9 0 年代初提出的一种度量可持续发展程度的方法。生态足迹是“一只负 载着人类与人类所创造的城市、工厂等的巨脚，踏在地球上留下的脚印”冈生 态足迹这一形象化概念，既反映了人类对地球环境的影响，也包含了可持续性机 制。即，当地球所能提供的土地面积再也容纳不下这只巨足时，其上的城市、工 厂就会失去平衡；如果巨足始终得不到一块允许其发展的立足之地，那么它所承 载的人类文明终将噎落于崩溃。 本文试图利用生态足迹模型，以开平市为例定量分析正处于高速发展的县级 开平市生态足迹研究 城市所要面临的环境问题，对地区的可持续发展状况进行定量的评估，并且提出 生态足迹模型的不足和改进建议 1 2 国内外研究现状 生态足迹是一组基于土地面积的量化指标。该模型直观明了，能形象地反映 人类活动对地球的影响。更重要的是。该模型所需要的资料容易获得，计算方法 的可操作性和重复性强，容易进行横向和纵向对比，较好的揭示自然资本和经济 发展之间的互补关系。国际上已经有专门组织对各个国家进行了定期的生态足迹 计算，使得采用生态足迹模型进行可持续发展分析更能与国际靠拢，对比性强 自提出以来，生态足迹模型在全球范围内已得到比较广泛的应用和认可。 w a c k e r n a g e l 等i 硐分别计算了1 9 9 3 ，1 9 9 5 ，1 9 9 7 和2 0 0 1 年的全球生态足迹；世 界自然基金会( w w f ) 已经发布了三份( l i v i n gp l a n e tr e p o r t ) 嗍，对全球1 9 6 1 - - 2 0 0 1 年世界上超过1 0 0 万人口的1 5 0 多个国家和地区的生态足迹状况和各个 国家的资源消耗状况和人口规模进行分析。还有不少学者针对不同的国家和地区 进行了生态足迹研究，并取得较好的成果肛馏。 全球尺度生态足迹的计算揭示了全球生态环境面临的严峻考验，日前入类活 动对生态环境的压力已经远远超过生态环境自身的承载能力，如果不采取积极的 措施，随着社会经济的发展，人口的增长，人类对资源的需求与生态承载力之间 的缺口将会日益扩大。 在国外，生态足迹方法在近年来的发展中，趋向于应用到其他领域并且获得 了许多成果。g e r b e n s t l z , l 明等将生态足迹作为研究食物消费结构与土地需求之间 关系的桥梁使其成为预测土地利用形势的有效辅助工具及进行食物安全研究的 有效手段。g o s s l i n gs 1 1 川等将生态足迹模型运用到旅游可持续度量中，研究表明 游客的跨区域流动加速了旅游目的地与外界能流、物流的交换，旅游目的地往往 通过大量占用外界的生物生产性土地以满足游客的需求，因此，尽管旅游收入能 够促进当地生态环境保护工作的进行，但是总体而言，旅游业是一种不可持续的 产业。b a r r e t tj 鳓等尝试研究公司经营活动的生态足迹。j a s o n 【2 1 】根据 u n i v e r s i t yo fr e d l a n d s 的教学科研和师生生活对学校所在区域的环境影响用4 第l 章绪论 类足迹来表示；水足迹、固废足迹、能源足迹和交通足迹 在国外对生态足迹模型进行改进研究也是生态足迹研究的一个重要发展方 向。h e l m u th a b e r l 等1 1 司将时序引入到生态足迹的模型中，并且首次做出了长达 7 0 年的生态足迹计算；k l a u sh u b a c e k ，s t e f a ng il j u m 阎等则在生态足迹的模 型中加入了投入产出法，并以新西兰为例进行了实证分析 国内对生态足迹的研究处于快速发展阶段。生态足迹的概念1 9 9 9 年被引入 国内，杨开忠等嘲介绍了生态足迹分析理论与方法，张志强等 2 4 2 5 介绍了生态 足迹的概念和计算模型。李金平等1 2 6 对澳门2 0 0 1 年生态足迹进行了分析；叶苗 等瞎7 l 对上海2 0 0 3 年生态足迹进行了分析。浙江大学的王万茂等 2 8 1 探讨了生态足 迹作为衡量可持续发展新方法在土地利用规划中的作用。南京大学的章锦河等阴 基于生态足迹的理论与方法理念和旅游者的生态消费结构特征，提出旅游生态足 迹的概念，构建了旅游、交通、住宿、餐饮、娱乐、游览等6 个旅游生态足迹计 算子模型，并以黄山市为例进行分析计算。最近几年国内利用生态足迹模型做时 序分析研究的也变多，其应用范围越来越广泌3 3 l 。也有不少学者针对广东省的肇 庆市、佛山市、广州市、东莞市、惠州市进行了生态足迹的分析 3 3 - 3 7 j 。 在分析国内学者对生态足迹的模型时可以看到，存在部分学者在估算区域生 态足迹时并没有根据区域的实际情况对生态足迹模型参数进行本地化调整，不同 地区采用的参数都相同，导致计算结果误差较大，不能反映研究区域的真实情况 例如在关于猪肉的转换问题上，部分学者瞪，3 8 1 不太清晰，将猪归入食草类动物， 从而计算为草地足迹。而实际上猪是圈养吃饲料的，应该是耕地足迹， w a c k e r n a g e l 等的研究也说明了这点，并且估算出粮食到猪肉的转化系数为6 ， 猪肉的世界平均产量应该为粮食产量的1 6 同。错误的估计结果会使得草地生态 足迹过大，而像开平这样没有太多草地需求和承载的城市，出现的误差影响会更 大，不符合实际情况。由于出现了对模型原理和方法的误解情况，因此，我们有 必要再进一步深入地学习和思考生态足迹模型的原理和方法，对误解误用的参数 及时进行更正，并且可以思考这一模型的不足之处，不断对模型进行完善，为生 态足迹模型研究在国内得到更好更健康地发展做出贡献。 开平市的可持续发展评估并没有得到学术界太多的关注，但广东省和省内其 他城市的可持续发展评估则受到学术界一定程度的研究。胡新艳等网曾利用生态 开平市生态足迹研究 足迹模型对广东省2 0 0 1 年的可持续发展进行了研究，唐金利【3 1 1 在他的硕士论文 中用生态足迹模型对广东省近2 0 年的生态足迹进行了计算，并且做了动态分析， 他同时也对东莞市进行了生态足迹的计算和分析p q 。 从近年来学者对生态足迹的分析变化可以知道，学术界已经越来越注重生态 足迹的动态变化。只有通过时间序列动态的分析，才能真正有助于识别目前发展 状态与可持续发展之间的差距，由此显现的历史趋势能够指明未来预期的发展压 力。故而本文也会对开平的生态足迹进行时序上的动态变化分析。 从国内学者研究方向的分析可以了解到，大部分学者的研究仅仅停留在对生 态足迹模型的应用上，而没有仔细考虑生态足迹模型的不足之处。在模型的具体 应用上也仅仅对模型的参数进行本地化，而没有对模型本身的不足提出更多的讨 论。一个模型再好，也不可能放于各地皆准，尤其对于县级城市这种中等发达城 市，模型的应用要考虑更多的因素。再加上并没有太多关于开平市可持续发展的 研究，因此，开平市的可持续发展、生态足迹的研究还有很长的路要走。 1 3 研究内容与目的 本文在国内外有关生态足迹的理论研究基础上，基于开平市和江门市相关统 计数据，对生态足迹模型的相关参数进行了修正。并用修正后的模型对开平市 1 9 9 6 - - 2 0 0 4 年的生态足迹进行计算分析( 由于缺1 9 9 8 年数据，1 9 9 8 年的暂缺) 。 最后在计算开平市水域生态赤字中发现，开平市水域生态赤字状况与开平市水资 源供需平衡分析出现较大的差距，从而发现生态足迹模型中的水域生态足迹存在 不足，并且尝试制定新的需水生态足迹计算模型来对需水生态足迹进行计算补 充。本文主要目的有三个：1 ) 生态足迹模型准确运用和模型参数的本地化；2 ) 开平市生态足迹研究；3 ) 生态足迹中水域生态足迹不足的提出及其改进尝试。本 文可为开平市等县级发展中城市的可持续发展战略实施提供科学依据。 1 4 本论文的主要工作 本文在实施过程中完成了大量的实际工作，取得了一定的成果。具体工作包 4 第1 章绪论 括：大量数据文献收集研读、生态足迹模型研究与应用和生态足迹模型不足分析 与改进研究等 生态足迹模型的研究 通过研读国内外大量相关文献，包括研究生态足迹创始人w a c k e r n a g e l 的论 文及专著、以及网上公布的全球多个国家地区的生态足迹研究计算报告。深入理 解生态足迹模型的内涵，具体应用模型进行计算。 各类统计资料的收集 通过结合开平市总体规划修编工作，收集了开平市2 0 0 3 年一2 0 0 5 年的统计 年鉴( 2 1 世纪开平，并且获得了开平市国土局、水利局、环保局的大力支持， 取得一定的数据支持。通过中山大学图书馆、五邑大学图书馆收集到1 9 9 7 - - 2 0 0 4 年的江门市统计年鉴( 1 9 9 9 年除外) ，和1 9 9 7 年- - 2 0 0 5 年广东农村统计年 鉴，获得了开平市多年来的农业统计资料和进出口、能源消耗资料并且从世 界粮农组织( f a 0 ) 嗍的网上数据库中收集到各年份各类农产品的世界平均单产 量。从世界生态足迹网【伽上及别人的研究论文中收集到各类参数，如均衡因子、 能源密度。 模型参数的本地化调整 由于生态足迹模型中存在多种参数因子，这些参数因子在不同地区的应用中 需要进一步具体确定，避免误用模型。本文根据开平市本地的具体情况，对生态 足迹模型的参数因子进行了本地化调整。 确定出模型的各因子后，便可以根据收集到的资料进行生态足迹的计算 应用模型对开平市1 9 9 6 - - 2 0 0 4 年的生态足迹进行计算，并且与广东省总 体生态足迹进行对比分析。 根据水承载力模型对开平市的水资源需求与供给进行分析，并且对比生 态足迹模型的水域生态足迹部分，尝试找出生态足迹模型的不足，并且寻求改进 的方法。 1 5 本文主要成果及创新点 本文主要成果： 在深入了解生态足迹模型的内涵后，对模型参数进行本地化调整。 开平市生态足迹研究 运用生态足迹模型对开平市多年来的自然资源供需状况进行定量评估 根据生态足迹模型的思想，创建水资源生态足迹的计算模型，计算得到 2 0 0 4 年开平市用水生态足迹、供水承载力和水资源赤字盈余状况。 分析开平市多年来的生态足迹、生态承载力、及其生态赤字变化趋势， 指出开平市生态赤字扩大化的主要原因，并提出建议对策。 主要创新点： 运用生态足迹模型对县级城市进行多年的自然资源消耗状况进行定量分 析。由于县级城市的数据获取较大城市要难得多，而且作为县级城市，其生态足 迹情况也与大城市有所差异。因此对县级城市进行生态足迹分析，有利于加强县 级城市的生态保护意识，认清当前的生态环境状况，矫正不少县级城市认为自身 经济发展较慢，因而不注意把环境保护放在重要地位的错误想法。 县级城市最缺乏的数据是进出口贸易详细账目，因而给生态足迹资源原 始消费量的计算带来很大麻烦，甚至不少学者在研究的时候完全忽略贸易调整部 分。本文则尝试根据进出口贸易额和本地总产值之间的关系，建立贸易调整模型， 对生物资源账户和能源消费账户进行贸易调整，从而解决县级城市进出口贸易数 据不足的难点。 从开平市水域生态足迹计算中，发现开平市水域生态足迹计算的仅仅是 水产品足迹，而忽略了水资源作为人类活动的重要需求。因而首次提出了水资源 生态足迹概念，并尝试建立水资源生态足迹计算模型，以开平市为例，进行实际 模型运用，并得出开平市2 0 0 4 年水资源生态足迹处于生态盈余的结论。 深入了解生态足迹模型内涵，矫正国内一些学者对生态足迹模型部分误 用。例如国内部分学者把猪肉作为草地生态足迹来计算，部分学者则一直采用 w a c k e r n a g e l 于1 9 9 7 年计算生态足迹时的均衡因子等。同时本文利用开平市各 年的粮食产量与世界平均产量相比，确定耕地的产量因子，使得生态足迹模型的 运用更加完善，开平市生态足迹的计算结果更加准确。 6 第2 章研究区域概括 第2 章研究区域概括 2 1 自然地理概况 2 1 1 地理位置 开平市地处珠江三角洲西南部，北回归线以南。跨东经1 1 2 。1 4 - 1 1 2 。4 8 ， 北纬2 1 。5 8 - 2 2 44 l 。东靠新会市，南及东南、西南与台山市相连，西接恩 平市，西北和新兴县相邻，东北与鹤山市交界。市域总面积1 6 5 9 k m z 。 城区建成面积2 4 k d 距广州1l o k m ，濒i 临南海，靠近港澳位于五邑中心， 地理位置较为优越。 2 1 2 地质地貌 开平市地质主要为花岗岩、砂岩和砂页岩。地势自南、北两面向潭江河平原 倾斜。西北有天露山脉，沿恩平、开平、新兴三地延伸6 0 k m ，主峰天露山海拔 1 2 5 0 m ；东北部有皂幕山脉。主峰蒲髻顶海拔8 0 7 m ；南部与台山交界处丘陵起伏， 主要有纸扇排( 海拔4 8 4 m ) 、黄竹脑( 海拔4 6 4 m ) 、五指山( 海拔4 0 4 m ) 等山峰： 中部谭江平原区散布有百立山( 海拔3 9 4 m ) 、叠书山( 海拔3 0 5 m ) 、梁金山( 海 拔4 5 6 m ) 、百足山( 海拔2 8 4 m ) 等丘陵。本市域的土地面积地貌结构为：山地丘 陵区占6 0 ，平原区占3 0 9 6 ，水域面积占l o 左右。 2 1 3 土壤环境 开平市境内的土壤，主要分水田、早地土壤、山地土壤3 类。地带性土壤为 赤红壤，土层较深厚，有机质含量较为丰富，土壤较肥沃。非地带性土壤有石灰 ( 岩) 土、滨海砂土、紫色土、粗骨土。 水田分洋田围田、垌田、山坑田、梯田4 种。 旱地土壤有赤红壤、菜园地、潮汐泥土3 种，零星分布于全县各镇，大部分 位于丘陵山坡上，少部分在河流沿岸阶地。 开平市生态足迹研究 山地土壤有黄壤、红壤、赤红壤3 种。 2 1 4 气候环境 开平市位于北回归线以南，属南亚热带季风气候区，靠近南海，夏秋之交多 强台风，台风带来充沛雨量，并迅速降低温度，市区河流环绕，水域面积宽阔， 调节气温，冬无严寒，夏无酷暑，温和多雨，四季如春。年均气温2 1 7 ，湿 度8 2 ，年降雨量1 7 0 0 2 4 0 0 m m ，集中在4 月至9 月。常年主导风向为东。由 于亚热带季风影响，每年6 月至1 0 月为强风季节，风力一般为东风6 级至9 级 2 1 5 河流水系 区域内主要水系为潭江，潭江发源于阳江市阳东县牛围岭，与莲塘水汇合入 境，经百合、三埠，水口入新会市境，直泻珠江三角河口区，向崖门奔注南海。 潭江全长2 4 8 k m ，流域面积6 0 6 8 k m 2 ：在开平境内河长5 6 k m ，流域面积1 5 8 0 k m ， 全河平均坡降为0 4 5 。上游多高山峻岭，坡急流，山林较茂密，植被较好； 中下游地势较为平坦开阔，坡度平缓，河道较为弯曲，低水时河沿沙洲毕露，从 赤坎到三埠，比较大的江心洲有河南洲、羊咩洲、浯堤洲、祥龙洲、海心洲、长 沙洲、沙皇洲等。开平市现有大中型水库5 座，其中大型水库两座，2 0 0 1 年水 库总蓄水量为2 2 2 1 8 亿m 3 。 2 1 6 自然资源 土地资源 土地利用现状特点：( 1 ) 土地利用以农用地为主，包括耕地、园地、林地、 坑塘水面、沟渠等。( 2 ) 耕地数量不多，现存约4 万多公顷。( 3 ) 林地资源丰富， 林地现存约7 万多公顷，全市森林覆盖率为4 0 3 ，绿化造林效果好。( 4 ) 园 地面积大，现存约7 千多公顷，优质水果多。( 5 ) 建设用地面积1 2 3 4 4 5 公顷。 其中城镇建成区用地2 3 9 4 公顷；农村居民点用地6 6 6 4 公顷；工矿用地3 2 8 7 公 顷；交通用地1 8 0 9 公顷。( 6 ) 土地利用总体变化趋势是居民点及工矿用地、交 通用地、园地、水域面积增大，而林地、耕地、未利用土地减少。( 7 ) 列入基本 第2 章研究区域概括 农田的面积现存3 8 7 1 7 公顷，占耕地和园地7 9 矿产资源 开平市矿产资源丰富，以非金属矿为主，主要有钾长石、高岭土、水晶、电 气石；有色金属有铜、钨、锡、钼；贵金属矿有黄金；稀有金属矿有稀土金属； 放射性矿有铀；其它的还包括矿泉水、锡、独居石、锂云母、煤、耐火石等3 3 种。 水资源 开平市属南亚热带季风海洋性气候区，年降雨量1 7 0 0 2 4 0 0 毫米开平的 主要河流是潭江，全市面积的9 5 在潭江流域境内。市境内集水面积大于l o o m 的潭江二级支流主要有镇海水( 苍江) 等7 条。开平市多年径流总量为4 3 9 4 亿 f ，其中本土年均产水量1 8 5 4 亿m 3 ，丰水年( p = - 1 0 ) 2 7 7 4 亿m 3 ，枯水年( p = - 9 0 5 ) 1 0 4 8 亿m 3 生物资源 开平市属南亚热带季风气候，适合于亚热带植物的生长，植物资源丰富。 根据林业资源的有关资料统计，初步估计开平市域有维管束植物约1 7 7 科 6 6 5 属1 0 4 0 种；其中蕨类植物1 6 科2 5 属2 9 种，裸子植物7 科1 2 属1 7 种；被 子植物1 5 4 科6 2 8 属9 9 4 种( 双子叶植物1 3 0 科4 8 7 属7 9 5 种，单子叶植物2 4 科1 4 1 属1 9 9 种) 。其中栽培植物( 即非本地种属) 有1 4 科1 1 4 属1 8 5 种，除引 种蕨类植物1 属1 种、裸子植物引种5 科u 属1 4 种外，其余均为被子植物9 科 1 0 2 属1 7 0 种。 常见的野生乔木类有：马尾松、荷木、短序润楠、潺槁、鸭脚木、布渣叶、 尾叶灰木、银柴、白楸、山乌桕、假萍婆、黄牛木、野漆树、降真香、黧蒴等。 栽培树种有湿地松、加勒比松、杉木、尾叶桉、柠檬桉、相思树类、榕树等 还有青皮竹、粉单竹、麻竹等竹类。 常见灌木植物有：梅叶冬青、三叉苦，土密树、九节、米碎花、山黄麻、山 苍子、豺皮樟、方叶算盘子、北江荛花、春花、龙船花、雀梅藤、盐肤木等。 常见的草本植物有：芒箕、海金沙、乌毛蕨、铁线蕨、沿阶草、类芦、淡竹 叶、芒草，纤毛鸭咀草、水蔗草等。 藤本植物有：菝葜、玉叶金花、白花酸藤子、藤黄檀、无根藤、买麻藤、锡 叶藤、青江藤、山鸡血藤等。 9 开平市生态足迹研究 果树有：荔枝、龙眼、芒果、柑橙、芭蕉等 动物方面主要是鸟、鱼、虫、兽。常见的珍稀动物有穿山甲、大头龟、果子 狸、猴面鹰。较多的野生动物有山猪、石蛤、鳖、蛇、鹧鸪、坑螺等 2 2 社会环境概况 2 2 1 行政区和人口分布 开平市面积1 6 5 9 k d ，人口6 8 万，辖三埠、长沙、沙冈3 个镇级街道办事处 和水口、月山、沙塘、苍城、龙胜、大沙、马冈、塘口、赤坎、百合、蚬冈、金 鸡、赤水1 3 个镇，2 8 3 个村民委员会，2 8 4 3 个自然村。市中心建成区2 5 1 m ，人 口2 8 万。 2 2 2 社会经济和发展状况 开平市是“全国综合实力百强市”之一，“全国财政收入百强市”之一，先 后获得“全国明星市”，“全国卫生城市”，。全国城市建设先进市一，“全国农村经 济第一批实现小康市”，“全国县域经济基本竞争力百强市”和“广东省文明城市” 等2 0 多项国家级荣誉称号。 珠三角经济发展的扩张和开平在珠三角的“城郊型”位置，决定了开平广阔 的发展空间和强劲的后发优势，使开平成为粤港澳经济圈的重要组成部分。2 0 0 4 年，全市实现国内生产总值1 4 5 1 亿元，地方财政收入4 0 4 亿元，出口总值8 1 6 亿美元，外商直接投资0 7 亿美元。经过改革开放二十多年的发展，开平市形成 了化纤、纺织、水暖卫浴、食品、电子、医药六大支柱产业。2 0 0 4 年全市实现 工业总产值2 9 3 1 亿元，工业增加值4 6 7 亿元。农业资源丰富，土地肥沃，是 广东省重要的农业生产基地。经过多年的农业结构调整，全市粮经比例调整为 5 0 ：5 0 ，2 0 0 4 年实现农业总产值2 4 1 亿元。第三产业发展迅速，商业贸易繁荣。 现已建成粤西最大的凉果批发市场、水暖器材市场，建有全国最大的中国( 水口) 卫浴展览中心。2 0 0 4 年全市个体私营企业发展到2 万多家，纳税总额3 3 亿元。 1 0 第3 章研究方法 第3 章研究方法 3 1 研究目标与步骤 3 1 1 研究目标 结合开平市、江门市相关统计数据和社会发展实际情况，对生态足迹模 型的相关参数进行本地化修正。 用生态足迹模型与开平市相关统计数据对开平市1 9 9 6 - - 2 0 0 4 年的生态 足迹及可持续发展状况进行分析评价，分析近几年来生态足迹变化趋势及主要的 影响因素。 分析水资源利用现状与开平市生态足迹模型中水域生态足迹的差异之 处，发现生态足迹模型中在水域生态足迹的计算上的不足之处。并且参考水资源 供需平衡计算模型对需水生态足迹作一定的修改建议和并用实例进行可行性验 证。 综合以上研究结果，结合开平市发展规划及现在实际情况，对开平市实 施可持续发展战略提出一些建议。 3 1 2 研究步骤 本文的研究步骤主要包括以下几步：统计数据的收集与分析、生态足迹模型 的参数本地化、模型运用结果与整合对比分析、水资源生态足迹模型建立与运用、 针对开平市生态足迹结果进行问题分析与建议。 3 1 3 数据采集 本文的原始数据主要来自广东省农业统计年鉴( 1 9 9 7 - - 2 0 0 5 ) 、江门市 统计年鉴( 1 9 9 7 - - 1 9 9 8 ，2 0 0 0 - - 2 0 0 4 ) 和二十一世纪开平( 2 0 0 3 2 0 0 5 ) 。 由于缺少了1 9 9 8 年的统计资料，导致该年资料不足，如果按照这不足的资料进 行估算，会影响模型计算结果，不具代表性，因此本文忽略1 9 9 8 年的计算。下 开平市生态足迹研究 文提到的1 9 9 6 年- - 2 0 0 4 年，均不包括1 9 9 8 年水资源和土地资源相关数据来 自开平市水利局和国土局的内部资料。感谢开平市相关部门提供的珍贵研究资 料。 3 2 生态足迹的基本概念 3 2 1 生态足迹( e c o l o g i c a lf o o t p r i n t ) 生态足迹是指生产一定人口所消费的资源和吸纳这些人口消费产生的废弃 物所需要的生物生产性土地的总面积，形象地说就是。一只负载着人类与人类所 创造的城市、工厂等的巨脚，踏在地球上留下的脚印”四。生态足迹用于衡量人 类现在究竟消耗多少用于延续人类发展的自然资源和计算在一定的人口与经济 规模条件下，维持资源消费和废物消纳所必需的生物生产性土地面积。因此，一 个地区的生态足迹，即是生产相应入口所消费的所有资源和消纳所产生的所有废 物所需要的生物生产性土地面积。 3 2 2 生态足迹的生物生产性土地分类( e c o l o g i c a l l y p r o d u c t i v ea r e a ) 生态足迹模型的所有指标都是基于生物生产性土地这一概念而定义的。把资 源消耗转化为生物生产性土地最大的好处在于简化了对自然资本的统计，并且各 类土地之间总比各种繁杂的自然资本项目之间容易建立等价关系，从而便于计算 自然资本的总量。生态足迹理论将地球表面的生物生产性土地分为6 大类：耕地 ( c r o p l a n d ) 、草地( p a s t u r e ) 、林地( f o r e s t ) 、水域( f i s h i n gg r o u n d ) 、化 石燃料用地( f o s s i lf u e ll a n d ) 和建筑用地( b u i l t - - u pa r e a ) 翻： 耕地 耕地是所有生物生产性土地中生产力最大的一类土地，它所能集聚的生物量 最多。本文研究的耕地已包括园地。根据联合国粮农组织( f a 0 ) 的报告，目前 世界上几乎所有最好的可耕地均已处于耕作状态；并且，其中每年约有1 0 0 万公 1 2 第3 章研究方法 顷土地又因土质严重退化而弃耕。耕地的生物生产力可以通过种植的粮食产量和 播种面积计算得到 草地 草地指适于发展畜牧业的土地绝大多数草地在生产力上远不及耕地，这不 仅是因为它们积累生物量的潜力不如耕地，也因为由植物能量转化到动物能量的 过程中存在着能量消耗，从而使得实际可用的生物能的量大大减少了其生物生 产力可通过单位面积承载的牛羊数及相应的奶、肉类产量计算得到 林地 指可产出木材产品的人造林或天然林。其主要作用除生产木材外，还有净化 空气、涵养水源、保护物种、改善气候等。目前，除了少数偏远的、难以进入的 密林地区外，大多数森林的生物生产力并不高森林的生物生产力主要指其提供 木材及林业副产品( 如松脂) 的量。 水域 水域是为人类提供鱼类等水产品的场地，并且水资源也在工业、农业和生活 上也占有重要的地位。生态足迹中水域的生物生产力主要指鱼类等水产品的单位 面积产量。需要注意的是，在w a c k e r n a g e l 所定义的生态足迹模型中，水域仅仅 指提供水产晶的场所，而忽略了其作为用于人类活动用水的供水场所。 化石燃料用地 生态足迹分析法强调资源的再生性。从理论上讲，为了保证自然资本总量不 减少，我们应该储备一定量的地，用来补偿因化石能源的消耗两损失的自然资 本存量。但实际上我们并没有这样的保留。而一般计算上，指的是吸收化石燃料 燃烧过程中排放出的c m 所需的林地面积。 建筑用地 包括人类居住设施及道路所占用的土地。由于大部分建成区位于地球最肥沃 的土地上，建成区对可耕地的减少具有无可推卸的责任。 生态足迹分析的一个基本假设是：各类土地在空闻上是互斥的。譬如，一块 地当它被用来修建公路时，它就不可能是森林、耕地、草地等。这条“空间互斥 性”使得我们能够对各类生产性土地进行加总，从宏观上认识自然系统的总供给 和人类对自然系统的总需求。 开平市生态足迹研究 3 2 3 生态容量 传统研究中所采用的生态容量( e c o l o g i c a lc a p a c i t y ，又称生态承载力) 是在不损害区域生产力的前提下，一个区域有限的资源能够供养的最大人口数。 h a r d i n 明确定义生态容量为“在不损害有关生态系统的生产力和功能完善的前 提下，可无限持续的最大资源利用和废物生产率”1 4 1 1 0 后来的可持续发展研究者 接受了h a r d i n 的思想，将一个地区能够提供给人类的生物生产性土地的面积总 和定义为该地区的生态承载力，也就是该地区的生态容量。 而在生态足迹角度来衡量生态容量的定义是：“在不损害有关生态系统的生 产性功能完整的前提下，一个地区能够拥有的生物生产性土地的总面积”嘲， 就是该地区的生态承载力即生态容量。因此，生态容量也可以理解为是一个 自然、社会、经济技术条件下某地区所能提供的生物生产性土地的极大值。 3 2 4 生态赤字与生态盈余 将一个地区的资源、能源消费、废弃物消纳所占用的生态足迹与该地区所拥 有的生态容量相比较，就会产生生态赤字( e c o l o g i c a ld e f i c i t ，生态足迹