靖边县生态足迹与生态容量分析

靖边县生态足迹与生态容量分析

陕西省拥有丰富的矿产资源储量。它不仅是中国的重要能源和化工基地，也是陕西省发展的重要转折点。陕北榆林、延安2市下辖23个县,是资源型县域的有13个,近年来这些县依靠能源经济的强力带动,工业发展迅猛,经济实力显著增强。2011年13个县实现GDP达2513.1亿元,占陕北县域的86.4%,占全省县域的近40%,有6个县位居全省“十强县”,在全省县域的经济发展中具有举足轻重的地位。但长期以来对资源粗放式的开发利用,使这些县域现面临着资源浪费、环境污染严重、生态系统破坏、产业结构失衡等一系列问题,对县域的可持续发展造成强烈冲击,生态经济系统的可持续发展所遭遇的挑战尤其严峻。自然资源与生态系统是资源型县域发展的基础,定量评估资源型县域生态经济的可持续发展程度,可为解决上述问题、促进县域经济的长期稳定发展提供参考。本研究以陕西省靖边县为例,利用生态足迹模型,对县域的可持续发展水平进行评价,从而为我国资源型县域的经济发展提供一定的政策参考。靖边县位于陕西省北部偏西,榆林市西南部,无定河上游,跨长城南北,毛乌素沙漠南缘。地处108°17′15″～109°20′l5″E、36°58′45″～38°03′15″N。2011年全县辖13个乡、9个镇、1个国营农场,有214个行政村、5个社区居委会,总人口33.82万。全县总土地面积5088km2,地势南高北低,海拔为1123～1823m。全县属半干旱内陆性季风气候,四季变化分明,2011年平均气温9.7℃,年均降雨量458.2mm。境内矿产资源富集,除了蕴藏着大量的石油、天然气之外,还蕴藏有相当数量的优质煤炭和岩盐,且开发前景十分广阔。以靖边为中心的陕甘宁盆地中部天然气田控制面积4300km2,控制储量3200m3,南部山区已探明石油储量约在1亿t以上。目前,全县石油年产能达300多万t,境内有年加工原油150万t的榆林炼油厂。县境内北部煤炭资源分布面积广、煤层厚、储量大,是神府煤田的连接部分,已探明优质煤储量达35亿t,具有重要的开采价值。1生态行为法和模型的建立1.1基于生物消耗量的可持续发展度量的研究生态足迹(EcologicalFootprint,EF),是由加拿大环境经济学家William和Wackernagel于20世纪90年代提出的一种基于生物物理量的度量评价可持续发展程度的概念和方法。生态足迹的定义为:任何已知人口(个人、城市、国家、社区)的生态足迹是生产相应人口所消费的所有资源和消纳所产生的废物所需要的生态生产性土地面积(包括陆地和水域)。它代表了既定技术条件和消费水平下特定人口对环境的影响规模和持续生存对环境提出的需求。1.2生态足迹的确定生态生产性土地是生态足迹分析法为各类自然资本提供的统一度量基础。生态生产也称为生物生产,是指生态系统中的生物从外界环境中吸收维持生命过程所必需的物质和能量,并转化为新的物质,从而实现物质和能量的积累。生态生产是自然资本产生自然收入的原因,自然资本产生自然收入的能力由生态生产力衡量。生态生产力越大,说明某种自然资本的生命支持能力越强。根据生产力大小的差异,地球表面的生态生产性土地可分为6种类型:化石能源地、可耕地、林地、牧草地、建筑用地和水域(表1)。综上所述,生态足迹的计算方法是:用人类消费和污染消纳所消耗的各种资源的区域消费量除以全球平均单位生态生产力,就可得到各类土地全球生态足迹的占用面积,又由于每一类土地类型的生产力不同,因此还应将每类土地的面积分别乘以各自的均衡因子,之后将各类均衡土地面积加和,就可得到某特定区域的生态足迹值。计算公式为:式中,EF为总的生态足迹,Ci为资源消费量,EPi为全球生态生产力,ri为均衡因子。1.3生态生产性土地的供给方式生态容量是指一定自然、社会、经济技术条件下,某地区所能提供的生态生产性土地的极大值。本研究采用资源产量法来计算生态容量,是以土地在1年内的实际生态产品产出量和所能提供的生态服务能力为基础来计算的。因此生态生产性土地供给者除了可耕地、牧草地、林地、水域外,还有化石能源地。根据化石能源地的定义,森林和牧草地应被视为化石能源地的供给者。由于区域的资源禀赋及技术条件的不同,不同区域的同类生物生产土地的实际面积不能直接对比,需引进产量因子将其进行标准化处理。某个区域某类土地的产量因子是其所代表的局地产量与世界平均产量的比率。本研究中的产量因子采用Wackernagel等对中国生态足迹计算时的取值。根据世界环境与发展委员会(WCED)的建议,生态容量的计算扣除了12%的生物多样性保护面积j。总生态容量的计算公式为:式中,EC为总生态容量,aj为不同类型生态生产性土地面积,rj为均衡因子,yj为产量因子。1.4地区可持续发展的生态竞争指标将一个地区或国家的资源、能源消费、废弃物排放所占用的生态足迹同自己所拥有的生态容量相比较,就会产生生态赤字和生态盈余。生态赤字表明该地区的人类负荷超过了其生态容量,要满足其人口在现有生活水平下的消费需求,要么从地区之外进口欠缺的资源以平衡生态足迹,要么通过消耗自然资本来弥补收入供给流量的不足。这两种情况都说明地区发展模式处于相对不可持续的状态,其不可持续的程度用生态赤字来衡量。相反,生态盈余表明该地区的生态容量足以支持其人类负荷,地区内自然资本的收入大于人口消费的需求流量,地区内的自然资本总量有可能得到增加,地区的生态容量有望扩大,该地区的消费模式具有相对可持续性,可持续性程度用生态盈余来衡量。计算公式为:当ER>0时,为生态赤字;当ER<0时,为生态盈余。2靖边县生态经济系统可持续发展能力评价2.1生态痕迹的测定运用生态足迹的计算模型,根据2011年靖边县统计年鉴和延安能源统计年鉴中的相关数据,对2011年靖边县的本地生态足迹进行计算,分别建立2011年靖边县生态足迹的生物资源账户和化石能源账户,再根据均衡因子,按照生态生产性面积类型进行汇总,求出人均本地生态足迹(表2、表3)。其中,全球平均产量选用谢鸿宇等于2008年提出的数据,均衡因子选用WWF于2006年提出的数据。靖边县建成区的面积为3200hm2,可耕地的产量调整因子为1.31,均衡因子为2.21,则总的建成地生态足迹为9264.32hm2,建成地人均生态足迹为0.0274hm2。2.2发挥能源消耗作用,建设“西气东输”枢纽从表2、表3可以看出,2011年靖边县所有土地类型的人均生态足迹需求之和达5.8372hm2,其中化石能源地需求所占比例最大,达到全部需求的76.25%,这充分显示了靖边县作为资源型城市的鲜明特点,其是作为能源消费型的工业城市,发展是建立在大量能源消耗的基础上。自改革开放以来,靖边县的经济发展以石油和天然气开发为基础。在气田的开发利用方面,年净化能力为50亿m3、我国最大的天然气净化厂已投入营运,10万t甲醇厂已建成生产,靖边至北京、上海、西安、银川、呼和浩特的输气管线已建成投运,是“西气东输”的重要枢纽;另外,石油年产能达300多万t,建成了年加工原油150万t的榆林炼油厂。2011年,工业经济增加值240.23亿元,对经济增长的贡献率为81.5%。高耗能工业的发展带来了大量的能源消耗,但是这些能源中的大多数并未用于当地消费,而是随工业产品(如石油)输出到县域外,说明靖边通过输出石油和天然气产品为其他地区的经济发展作出了贡献,但将生态负担留在了本区域,因此这些地区应该对资源区域做出一定的生态补偿。牧草地需求和可耕地需求分别占了全部需求的13.71%和8.66%,这是因为靖边处在毛乌素沙漠南缘,属于农林牧交错带,适于养羊和种植马铃薯,且靖边县政府也定位于“菜、畜、薯”三大主导产业。2011年,蔬菜种植面积为0.72万hm2,产量达19.54万t;马铃薯种植面积为1.88万hm2,产量达6.34万t,其中80%销往外地;羊饲养量为173.84万只,羊肉产量达9394t,其中70%销往外地。此外,水域、林地、建成地需求分别占了全部需求的0.76%、0.40%、0.22%。2.3森林面积28hm22011年靖边县的耕地面积为110747hm2,林地面积为3461hm2,草地面积为45425hm2,水域面积为5088hm2,森林面积为189985hm2。将拥有的各类生物生产面积乘以均衡因子和产量因子(产量因子根据文献得到),得到按世界平均产量计算的总生态容量,然后除以2011年靖边县的总人口数,得到按世界平均产量计算的人均生态容量。在此基础上,减去用于生物多样性保护的12%的生物生产性土地面积,剩下的人均承载力面积就是2011年靖边县的人均生态容量(表4)。2.4森林牧草地和林地面积增加2011年靖边县生态容量结构中,可耕地面积占总供给面积的50.79%,这与我国传统的土地利用结构有关;其次化石能源地面积占总供给面积的47.58%,根据化石能源地的定义,森林和牧草地是化石能源地的供给者,这是因为靖边县是天保工程、退耕还林工程、三北防护林工程和三个一百工程(榆林市政策)的一部分,近十几年该县种植了大面积的油松、侧柏、沙柳等乔灌木,林地面积大幅度增加;牧草地和林地的面积均仅为0.67%,这是因为受近年来禁牧政策的影响,人工牧草面积大幅度减少,尽管国家和地方政府也大力提倡退耕还草还牧,但由于禁止户外放牧使得放牧成本增大,农民种植牧草的意愿显著降低。此外,林地、牧草地、水域面积占总供给面积的0.67%、0.67%、0.29。3发挥政府引导作用,发展新型工业化,降低生态足迹生态足迹理论主要通过生态赤字与生态盈余衡量区域的可持续发展状况。由表4可知,靖边县每个居民占用了5.8372hm2的生态生产性土地,而该区域的每个居民只有1.6426hm2的生态容量,生态赤字为4.1946hm2。说明该县居民对于各种资源与能源的需求远远超过其生态供给,供给量仅为需求量的28.2%,反映出靖边县社会经济的发展是不可持续的,且严重超过了资源、环境的承载力,表现为生态赤字。主要原因是在经济发展过程中,该县的经济发展遵循的是传统的经济增长模式,资源利用率低,过度消耗了该区域的自然资本存量,加之近年来外部需求的加大导致石油和天然气开采量增大,人均可耕地、林地、牧草地、水域面积小,生物资源产量也较小。这种不合理的资源利用结构必然导致未来某个时期区域内的资源耗竭,造成经济不可持续发展。对此,我们提出以下几点建议:(1)加快产业结构调整。从人均生态足迹计算结果中可以看出,化石能源用地所占比例最大,因此要积极改造传统油气工业,大力发展资源消耗低、环境污染少、附加值高的高新技术产业,培育绿色产品、绿色园区,把经济社会发展中可能产生的可持续经济成本消除在萌芽状态,加快形成资源节约型、环境友好型的新型工业体系。其次,要以工哺农、以城带乡,大力发展地域优势特色农业。马铃薯和羊是靖边的特色产品,品质优良,驰名中外,政府要从资金、土地、技术、销售上扶持这些特色产业的发展,培育和壮大农业龙头企业,提高产品竞争力,形成农工互动、产业相融的农业产业化发展格局。最后,依托靖边的区位优势,积极发展交通运输、现代物流、金融服务、信息服务等生产性服务业,提高工农业的生产效率,提升服务业的发展能力,推动县域经济产业结构的优化升级。(2)注重科技进步。靖边要在企业技术改造领域下大力驱动全县工业经济向可持续发展方向迈进。首先是开发一批实用技术。提高工业技术的自主创新能力、引进消化能力和成果的转化能力,推动应用于循环经济的资源节约和替代技术、废弃物减量排放技术、回收处理技术,以及信息化、系统化生产和管理技术的开发,力争在能化园区企业中推出一批重点实用循环技术。其次是建立一个技术平台。政府要帮助企业广泛加强技术合作与交流,培育经济技术研发科研机构,引进先进技术人才,积极支持建立信息、咨询、评估等技术服务体系。最后建立工业经济信息交流平台和技术咨询服务体系,引导企业积极与科研院校协作建立产学研联合体,加快科技成果转化和工业企业技术改造的步伐。这样可不断提高单位生态生产性土地面积的生物产量,同时提高人均生态容量,进而降低生态赤字。在石油等资源的开发和利用上使用高新科技,可提高利用率,降低能耗以及污染,进而降低生态足迹。(3)加快发展可再生替代能源。靖边县虽然发展了风能和太阳能,但能源的开发利用仍然主要依赖矿产资源,化石能源生态足迹高达76%,替代能源的使用可在某种程度上降低化石燃料用地的生态足迹,减少环境污染,使区域可持续发展程度增加。(4)建立多元化的生态补偿机制。生态补偿机制以保护生态环境、促进人