生态足迹法的理论与应用

生态足迹法的理论与应用

生态跟踪法是一种定量测量可持续发展的方法。该方法通过将区域资源和能源消费转化为必要的生物区所必需的生物区，并将区域内可提供的生物区所占的生物区面积进行比较，以确定区域的发展是否处于生态承载能力的范围内。水库移民安置区的可持续发展关系社会的稳定,移民在新的安置区逐渐生活下来并逐步走向富裕,才能够保证安置区的社会和谐,实现移民安居乐业。通过对水库移民安置区居民的自然资源消费量和自然资源资本承载力的计算来衡量区域可持续发展状况,运用生态足迹模型对移民安置区进行生态足迹计算,分析移民安置可持续发展状况以及生态赤字的变化,最后提出安置区可持续发展的策略和措施。本文基于生态足迹模型,结合云南省糯扎渡水电站某安置区的实际情况进行生态经济系统可持续发展状态分析,通过供需平衡比较,确定生态盈余或生态赤字,从而实现对水库移民安置区的可持续发展的量化研究,为移民安置区的可持续发展提供建议和措施。1移民安置区的现状S安置区地处云南省西南部、无量山南麓、勐统河中游两岸,位于东径100°39′～100°56′,北纬23°54′～24°08′,跨经度17′,纬度14′。大部分地区属典型的亚热带季风气候,夏季湿热多雨,冬季干旱温和,年平均气温17.7℃～19.7℃,年降雨量1200～1700毫米,无霜期330天左右,海拔1180米,距县城58公里,地势平整开阔,交通便利。主要种植的作物有水稻、玉米、甘蔗和烤烟等。全乡辖15个行政村委会,222个村组,住有汉族、彝族、傣族、回族、哈尼族等15个民族,总人口数为51500人。该安置区共有6个水库移民安置点,安置人数为5387人。随着人口的增加,该地区出现土地、林业及水等资源紧张,生态环境不断恶化及生物多样性受到严重的破坏,出现移民返迁现象,还有移民持续上访,影响了社会的和谐与稳定,社会经济的可持续发展受到严重制约。因此,对该地区开展可持续发展的研究十分必要。2生态行为模型2.1均生态足迹首先将人类的消费按照类别折算成资源消耗量,根据区域资源的消耗量和人类所排放的废物,按照区域的生态能力和吸收废物能力折算成相应的土地面积。在生态的计算中,将生物生产面积主要分为六种类型:化石燃料土地、耕地、草地、建筑用地和水域。生态足迹法的计算是基于以下两个基本事实:一是人类可以确定自身消费的绝大多数资源及其所产生废弃物的数量;二是这些资源和废弃物能够转换成相应的生物生产土地面积,它假设所有类型的物质消费、能源消费和废水处理需要一定数量的土地面积和水域面积。基于以上假设,人均生态足迹的计算公式为:式中,EF为总生态足迹;ef为人均生态足迹;EPi为第i种消费项目的年世界平均产量(kg/hm2);Pi为第i种消费项目的年生产量;Ii为第i种消费项目的年进口量;Fi为第i种消费项目的年出口量;N为人口数;j为生物生产性土地类型;rj为均衡因子,用以将不同类型土地生产能力转化为统一且可比较的生物生产土地面积,目前采用国际统一标准,耕地和建筑用地2.8、草地0.5、水域0.2、林地和化石能源1.1(表示森林和化石能源生态系统生物生产量为全球生态系统平均生物生产量的1.1倍)。2.2生态承载力根据生态足迹的概念,在这里将生态承载力理解为水库安置区所能够提供给移民的生物生产土地的面积总和。出于谨慎性考虑,在生态承载力计算时,根据世界环境发展委员会报告生态承载力计算时应扣除12%的生物多样性保护面积。水库安置区生态承载力的计算公式如下:式中,EC为总的生态承载力,ec为人均生态承载力,Ai为人均实际占有的生物生产面积,yi为产量因子,rj、N、j含义同式(1)。其中需要引入“产量因子”使不同国家和地区同类生物生产土地的实际面积也可以进行直接对比。“产量因子”是一个国家或地区某类土地的平均生产力与世界同类平均生产力的比率。本文采用中国平均产量因子分别为:耕地和建筑用地为1.66(表示该地区耕地的生物产出率是世界耕地平均产出水平的1.66倍),林地为0.91、草地为0.19、水域为1、CO2吸收为0。2.3区域土壤侵蚀一个地区的生态承载力小于生态足迹时,就出现生态赤字(ED),其大小等于生态承载力减去生态足迹的差数;反之,生态承载力大于区域的生态足迹时,则表现为生态盈余(ER),其大小等于生态承载力减去生态足迹的余数。生态赤字表明人类负荷超过了自然的生态承载力,区域处于相对不可持续发展状态;生态盈余表明人类处于自然生态承载力范围内,区域是相对可持续的。计算公式:式中,EC为区域总人口的生态承载力,EF为区域总人口的生态足迹。3计算与分析案例3.1迹数值的变化运用生态足迹法对水库移民安置区的可持续发展进行评价,分析S安置区增加移民人数前后可持续发展状况。生态足迹法资源和能源采用人均面积来计算,人口的数量多少直接关系到生态足迹变化。随着大量的移民搬迁到S安置区,对该地区的社会经济势必造成影响,借助生态足迹法通过对安置区的资源、能源人均生态需求和供给的计算,可以分析出该安置区可持续发展状况以及移民搬迁后对安置区生态足迹数值的变化。根据生态足迹的概念及其计算方法,以云南省糯扎渡水库S安置区2003年的统计资料为数据源,对该安置区进行生态足迹计算,根据生态足迹法的计算公式,生态足迹消费项目计算主要由两部分构成:生物资源的消费和能源的消费。生物资源消费部分包括安置区农产品、动物产品、水果、木材和家禽、能源等。由于缺少该安置区的与其他地区及国外贸易的详细统计数据,因此没有考虑贸易调整量,这里对贸易调整量省略。在生物资源生产面积折算的具体计算中,采用联合国粮农组织1993年计算的有关生物资源的世界平均产量指标(采用这一指标主要是为了使计算结果可以在全国范围内进行横向比较)。能源消费部分主要计算煤、焦炭、汽油、柴油、电力和天然气等几种能源的足迹,计算时将能源消费转化为化石能源土地面积,采用世界上单位化石能源土地面积平均发热量标准,将S安置区能源消费所消耗电热量折算成一定的化石能源土地面积。运用生态足迹的计算方法,依据从云南省统计局和地方统计局所提供的资料,根据生态足迹模型对S安置区2003年的生态足迹进行计算,分别建立2003年该安置区生态足迹计算中生物资源账户和化石能源账户表1,其中,生物资源的人均生态足迹为0.48390hm2,化石能源的人均生态足迹为0.00214161hm2。3.2生物生产效率的测度云南省糯扎渡水库S安置区2003年耕地面积为3968.47hm2,林地面积为2359.17hm2,草地面积为2719.20hm2,水域面积为5047.00hm2,建筑用地面积为5.15hm2,总人口数为51500人。根据生态足迹计算模型,对S安置区人均拥有的各类生物生产面积分别乘以均衡因子和产量因子。产量因子是一个可比面积参数,某个国家或地区某类土地的产量因子是其平均生产力与世界同类土地生产力比率。耕地的产量因子根据S安置区2003年粮食的平均产量与全球平均产量的比较,得出耕地的产量因子为1.43,表明S安置区的耕地生物产出率是世界平均水平的1.43倍。建筑用地多数是由耕地转化而来得,所以产量因子相同。其余土地类型的产量因子为草地0.19、林地0.91、水域1.0、建筑用地1.43。该安置区属于典型的亚热带季风气候,典型的立体气候使得该区具有生物资料多样化和生物生态高效性的特点。农作物主要是稻谷、小麦、玉米等,经济作物主要是烤烟、油菜、橡胶、咖啡等,畜牧业以养猪、牛为主,林业运输业业是构成该安置区的经济来源。计算结果详见表2生态足迹与承载力计算结果汇总。3.3不同类型生态足迹的估计结果通过以上计算分析可以看出,S安置区的人均生态足迹为0.4861hm2,人均生态承载力为0.3749hm2,扣除12%生物多样性保护面积为0.0500hm2,剩余可利用的人均生态承载力为0.3299hm2,生态赤字等于人均生态足迹减去剩余可利用人均生态承载力为0.1561hm2。从计算结果汇总表和图1中可以看出,耕地和林地两项生态足迹占到全部生态足迹的60%,该安置区的耕地、林地和水域资源等十分紧张,生态赤字分别为0.0886hm2、0.1571hm2、0.0632hm2;草地与建筑用地的供给也不容乐观,化石燃料用地的供给为零,原因是目前全球还没有一个国家或地区预留出一定的土地面积来吸收人类消费能源所释放的二氧化碳。各类土地类型的生态足迹之间存在着较大的差异,其赤字量由大到小依次为:林地、耕地、水域、建筑用地、草地和化石能源。该安置区的对外贸易量较小,对生态足迹的影响并不大,所以只能是通过消耗自然资本存量来弥补生态承载力的不足。从2003年S安置区人均生态足迹供给结构可以看出,S安置区耕地的人均生态承载力面积占到人均生态供给总面积的82%,其他土地类型的人均供给总面积大约是人均生态供给总面积的18%,由此可知,该S安置区用于人类消费的可供给的生态空间类型结构极为单一。3.4关于生态国内的问题通过计算S安置区5年来生态足迹、生态赤字和生态承载力,可以从宏观动态的角度分析,该安置区的可持续发展程度以及波动情况。根据图2该安置区的生态足迹从1999年到2000年没有多明显的变化,自2001年水库淹没区的移民搬迁进来导致2001年的生态赤字明显上升;安置区的总人数的增加相应的消费能源、资源的增多,而S安置区的生态承载力也相应减少。原因是随着安置区的总人口数增加,对安置区的资源需要越来越大,导致耕地、林地和水域等资源人均量不断减少;同时,随着社会经济的快速发展,人类对各类型的资源需要也相应增多。从1999年人均生态赤字0.0515hm2扩大到2003年的0.1562hm2,生态赤字扩大最明显的就是自从2001年安置移民后几乎扩大了2倍。S安置区处于不可持续发展状态。见图2S安置区1999年～2003年人均生态足迹与生态承载力变化趋势。3.5讨论3.5.1动态的生态用量增加与环境供给不足有关第20页S安置区可持续性下降除了自然条件脆弱和生态供给较为单一外,人类的不合理因素起了主要的作用。生态足迹法充分考虑了人口数量因素,用人均面积来计算,人口的多少的直接影响生态赤字的变化。该安置区在2001年有6个安置点安置了移民,人数达5387人,再加上由于水库建设淹没的一些土地资源与其他资源使得人均占有土地面积更少,导致所能供给人类资源提量变小。安置区的人口数量增加相应的生活生产资料需求量也变大,当单位面积产量不变时,生态需求量和生态供给量的差距拉大,生态供给不能满足生态需求。S安置区是农业大乡,主要支柱产业有粮食、烤烟、甘蔗、畜牧和林业,工业基础薄弱,居民主要以发展农业为主,加上不合理的开发和使用土地等资源,因此安置区的生态承载力已处于不可持续发展状况。3.5.2生态供需平衡的应对措施S安置区由于移民的安置增加了安置区的人口总数,同时也增加了对安置区资源的消费量,加剧了安置区的生态供给与生态需求的矛盾,导致该安置区的生态赤字不断扩大,如不采取必要的缓解措施可能使该安置区处于不可持续发展状况。笔者认为,要实现生态供需平衡,必须做好以下几方面工作:(1)建议该安置区不能继续接纳移民人口或进行移民外迁安置,并控制当地的