基于传统算法和资源产出法的五通桥区可持续监测比较研究

基于传统算法和资源产出法的五通桥区可持续监测比较研究

生态跟踪方法使用具体观测指标来定义可持续。通过建立一个比较人类生态需求和生态承载力的全面账户，我们可以监测人类的可持续发展。该方法自提出以来在世界各国已得到积极的响应,但该方法的土地“空间互斥性”假设忽略了各类土地功能的多样性和一定程度的功能替代性,导致生态足迹供给计算结果偏低的系统误差。资源产出法认为区域内所有资源产出都可作为生态承受力的供给,因此它不仅考虑了同类型生态产品的多重产出能力,还考虑了不同类型生态产品多重产出能力。为此,笔者以四川省五通桥区为例分析了资源产出法在生态足迹模型中的应用情况。1地貌类型及地貌乐山市五通桥区位于四川西南部,地处四川盆地平原与山地的过渡地带,属典型的丘陵区,地貌类型以丘陵为主。幅员面积464.662km2,辖11个镇1个乡,总人口32.38万。1.1资料与实践材料该研究所涉及的数据资料主要源于《2003年五通桥区国民经济与社会发展统计资料汇编》、《五通桥区国土资源局2003年土地利用变更调查资料》、《2003～2010年四川省乐山市五通桥区可持续发展实验区总体规划》、《四川省乐山市五通桥区可持续发展实验区总结材料》(1998～2007)。1.2项目类型的生态计算生态足迹计算公式为:EF=Nef=N∑i=1nrj(ci/pi)(1)EF=Νef=Ν∑i=1nrj(ci/pi)(1)式中,i为项目类型;pi为第i项的平均生产力(kg/hm2);ci为i项的人均消费量;rj为j类的等价因子;N为人口数;ef为人均生态足迹;EF为总的生态足迹。1.3生态足迹法传统的生态承载力计算公式为:EC=Nec=N(ajrjYj)(2)式中,aj为j类的生物生产面积;Yj为j类的产量因子;ec为人均生态承载力;EC为总生态承载力。传统生态足迹方法的土地“空间互斥性”假设忽略了各类土地功能的多样性和一定程度的功能替代性,导致生态足迹供给计算结果偏低的系统误差。“资源产出法”是以土地在1年内实际生态产品产出量和所能提供的生态服务能力作为基础,将其折算为生态生产性土地面积,再经过产量调整和等量化处理后得到的。它是根据地区提供生态产品和生态服务的实际能力来确定生态承受力,而不管生态服务或产品的提供者在空间上是否互斥或者是否为同一个供给者。因此,生态生产性土地供给者除了包括可耕地、水域、草地、林地和建设用地外,该文还包含以下几类。(1)温室气体的土地依据它的定义:“用于吸收化石能源燃烧排放出来的温室气体的土地”,考虑到区域内的林地在提供木材、果类和药材等生态产品的同时也要吸收化石能源燃烧排放的温室气体,故林地视为化石能源的供给者。(2)水作为水库蓄水发电的同时水域也在提供水产品,即有能源产出,视为建设用地的供给。(3)资源产出法的确定全球有许多未利用地,如沙漠、戈壁、滩涂等,但是自然界几乎不存在对人类绝对无用的土地,如F1巴林段的赛道就是由沙漠转化建成的。在实例分析中,该文结合研究区的实际情况针对滩涂等未利用地计划将其改造成为耕地使用,故视为耕地供给。综上,资源产出法的生态承载力计算公式为:ACa=∑i=0n∑PkEPk×EQi(3)ACa=∑i=0n∑ΡkEΡk×EQi(3)式中,ACa为生态承受力;Pk为当地第i类生态生产性土地中第k种产品的资源产出量;EPk为当地第i类生态生产性土地中第k种产品的全球单位产量;EQi为第i种生态生产性土地的等价因子。2结果与分析2.12人工林和湿地需求较从表1可以看出,在2003年五通桥区的人均生态足迹构成中,以草地与可耕地所占比例较大,其次为化石能源地,林地与水域人均需求相对较小。在计算中,对五通桥区用于污染处理的设施和能源(如污水处理厂、垃圾处理场等)的污染生态足迹已经被包含在能源消耗地和建设用地中了,所以五通桥区2003年的人均生态足迹是2.001hm2/人。2.2生态适应性的结论2.2.1土地生态供给能力根据五通桥区2003年土地利用现状结构,结合式(2)可得到耕地、草地、林地、建设用地和水域地的土地生态供给能力。从表2可以看出,2003年五通桥区人均土地生态总供给面积为0.389hm2/人。根据世界环境与发展委员会(WCED)的建议,扣除12%生态多样性保护占总面积即0.047hm2/人,五通桥区2003年可利用人均生态承受力为0.342hm2/人。2.2.2生态生产性土地供给能力测算将五通桥区现有生物资源的产出,结合式(3)计算得到可耕地、林地、牧草地和水域的生态生产性土地的供给能力。在化石能源地的计算中,由于无法获取五通桥区林地对温室气体的吸收能力的数据,所以假设五通桥区森林对温室气体的吸收能力与世界森林的平均吸收能力相当,即产量调整因子为1.00;建设用地一般是宜耕地,其中五通桥区可耕地平均产量调整因子为1.83。根据五通桥区“九五”和“十五”计划精神,该区滩涂等未利用地拟改造成为耕地使用,故视为耕地供给。五通桥区生态生产性土地实际供给能力见表3。从表3可以看出,应用资源产出法计算得出2003年五通桥区人均生态承受力1.438hm2/人,扣除12%生态多样性保护占总面积即0.173hm2/人,五通桥区2003年可利用人均生态承受力为1.266hm2/人。2.2.3资源产出法对符合生态服务能力的认定从表4可以看出,基于资源产出法计算所得的生态承受力结果是基于传统算法所得结果的大约3.7倍,主要差距表现在耕地、草地和水域,CO2吸收用地和未利用地传统算法则没有考虑。2种算法所得人均生态赤字分别为0.735、1.659hm2/人。结合研究区实际情况,资源产出法计算是以当地生物资源产量为基础,考虑到了具体产品的数量,解决了传统算法忽略了土地具有的不同类型生态产品多重产出能力这一缺点。在传统算法计算模型中,按照目前国内通常的理解,CO2吸收用地专门用于CO2的吸收。目前,还没有证据表明哪个国家专门拿出一部分土地用于CO2的吸收。基于“空间互斥性”假设,在具体计算时总是将这项取值为0,这样处理意味着:在模型中,区域CO2的吸收能力为0。同样,在计算林地生态足迹供给时,只是基于其木材产出功能。但实质上,除了提供木材以外,林地还具有涵养水源、稳定气候状况、维持大气水分循环、防止土壤流失等诸多生态功能,其巨大的吸收CO2的能力更不容忽视。研究表明,近20年来,我国森林吸收CO2的能力明显增强,每年工业排放出的CO2平均为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。“空间互斥性”忽略了区域实际具有的可观的CO2吸收能力,造成生态足迹供给能力被严重低估。资源产出法对于CO2吸收用地供应面积的计算也很好地弥补了这一缺点。传统算法忽略了未利用地生态供应能力,然而实际上未利用地本身具有一定的生态服务能力,这其实也是一定生态承受力。同时,考虑未利用地生态承受力也显示了区域科技进步对生态系统承受力的推动作用。综上所述,资源产出法计算生态承受力将土地在1年内实际的生态产品产出量和所能提供的生态服务能力折算为生态生产性土地面积,同时折算了林地等对CO2的吸收,以及未利用地的生态供应能力。对于传统生态足迹模型中土地“空间互斥性”假设忽略了各类土地功能的多样性和一定程度的功能替代性,导致生态足迹供给计算结果偏低这一系统误差,该方法的运用作出了一定修正。3资源产出法与生态承受力自20世纪,生态足迹方法引入我国以来,人们一直在对其模型进行着不断的修正和改进,其中的主要问题还是集中在生态承受力计算偏小造成许多地方生态赤字严重,但却与现实不太相符上。该文引用