基于生态足迹的朝阳市土地生态安全研究

2011-06-23任家强李红丹

中国人口·资源与环境 2011年1期

曲哲任家强李红丹

(1．北票市国土资源局，辽宁北票122100;2．沈阳农业大学土地与环境学院，辽宁沈阳110866)

土地是人类活动的栖息地，是人类赖以生存的基本条件，同时土地的结构和功能还决定着一个国家的土地安全程度［1］，影响着国家的经济、粮食、生态安全和社会稳定。随着人类活动和土地利用强度的加剧，人地矛盾日益突出，导致区域内土地生态环境恶化，威胁区域土地的生态安全。为此，开展对区域内土地生态安全的研究势在必行。本文以辽西朝阳市为例，运用生态足迹模型研究了区域土地生态承载力问题，得出该地区的土地生态安全状况，并提出了可持续利用的对策，为保证朝阳市土地资源的可持续利用、协调人地关系提供科学依据。

1 研究区概况

朝阳市位于辽宁西部，属北温带大陆性季风气候区，东经 118°50'～121°17'，北纬 40°25'～ 42°22'之间，北与赤峰接壤，南与葫芦岛及秦皇岛毗邻，东与阜新、锦州为邻，西与承德市交界，土地总面积约2×104km2，总人口约327万人，境内土地利用类型多样，是辽宁省杂粮、油料、棉花、林果、畜牧等重点产区。

2 研究方法

生态足迹(EF)最早由加拿大生态经济学家Willliam在1992年提出［2］，用生态空间面积来衡量人类对自然资本的消费，及自然系统能够持续提高的生态服务功能，从而进行评价的一种工具［3］。其含义是:任何已知人口(地区)的生态足迹是生产这些人口所消费的资源和吸纳这些人口产生的废弃物所需的生物生产土地的总面积。生物生产土地面积根据生产力大小的差异，将其分为耕地、林地、草地、化石燃料用地、建筑用地和水域6大类进行核算。计算公式为:

式中:EF为生态足迹;N为人口数;ef为人均生态足迹;i为消费商品和投入类型;aai为人均i交易商品折算的生物生产面积;ci为i种商品的人均消费量;pi为i种消费品的平均生产能力;rj为均衡因子(由于单位面积耕地、化石燃料用地、牧草地、林地等生产能力差异很大，有必要在各类型生物生产土地面积乘上均衡因子，以转化为统一、可比较的生物生产面积)。

生态承载力是指一个区域实际供人类的所有生物生产土地面积(包括水域)的总和。计算公式为:

式中:EC为区域总生态承载力;N为人口数;ec为人均生态承载力;aj为人均生态承载力;rj为人均生物生产面积;yj为产量因子。

如果区域自身超过了区域所能提供的生态承载力，则出现生态赤字，反之，则表现为生态盈余。计算公式为:

式中:EC为区域总生态承载力，EF为总的生态足迹，ED为区域生态赤字水平。

3 研究区生态足迹计算

根据文献［4－6］中均衡因子的取值:化石能源地和森林为 1．1，耕地和建设用地为2．8，牧草地为0．5，水域为0．2;生态足迹的计算取值:耕地和建设用地为1．66，林地为0．91，牧草地为 0．19，水域为 1．0，化石原料用地为 0。

对朝阳市2004－2008年的生态足迹进行计算(数据来源《朝阳市统计年鉴2005－2009》)，由生物资源和能源消费两部分组成。生物资源的消费可分为农产品、动物产品、林产品、水产品等几大类，能源消费包括液化石油气、煤气、电力等内容，计算结果见表1、表2。

表1 朝阳市人均生态足迹消费、人均生态承载力消费情况(2004－2008) hm2

表2 朝阳市2004－2008年人均生态足迹、生态承载力及生态赤字情况汇总表 hm2

4 生态足迹和生态承载力动态变化分析

4．1 生态足迹变化分析

根据上文数据，朝阳市生态足迹从2004年4．344 7hm2增加到2008年的7．193 8 hm2，5年间生态足迹增加2．849 1hm2，年均增加 0．569 8 hm2。在生态足迹的六大组成部分中，建设用地、草地生态足迹所占比重较大。由于生态足迹各组成部分的面积数量，土地类型面积越大，说明在研究期间该类土地对生态足迹的累积贡献率越大。朝阳市建设用地足迹在2004－2008年间，对整个生态足迹的贡献率最大，累积达到66．84%。各组成部分对生态足迹的贡献率，从大到小的顺序依次为:建设用地＞草地＞耕地＞化石燃料用地＞林地＞水域。人均生态足迹的增加，一方面反映了人们生活水平的提高，消费各种生物产品、农业资源和享有各类服务的绝对量增加，但另一方面也反映对环境的压力不断加大。

4．2 生态承载力变化分析

朝阳市2004－2008年人均生态承载力呈递增趋势，人均生态承载力从2004年的1．037 0 hm2增加到2008年的 1．060 9 hm2，增加 0．023 9 hm2。与生态足迹的组成相对应，生态承载力由耕地、草地、林地、水域、化石燃料承载力和建设用地承载力构成，各部分的总和构成整个区域的生态承载力。耕地承载力远远大于其他承载力，占整个生态承载力的64．88%以上;其它部分所占比例比较小，草地、林地、水域及建设用地承载力之和不到40%。从研究时段来分析，各地类的承载力变化不大，生态承载力保持在相对稳定的水平上，但是承载力水平较低，说明朝阳市社会经济的发展对资源的需求已经大大超过了该地区土地资源生态系统的承载能力，其生态承载力已不能满足人们对自然资源的消耗水平，主要靠消耗自然资源存量来弥补地区生态承载力的不足，土地利用处于一种不可持续发展状态。

综合分析，2004－2008年朝阳市生态足迹的需求量和供给量一直不平衡，始终存在生态赤字现象，且其生态赤字量逐年增加。人均生态承载力的变化不大，人均生态赤字随着生态足迹的增加而不断加大。2004年朝阳市的生态赤字为3．3077 hm2/人，相当于全市生态承载力的3．19倍;到2008年生态赤字为6．1329hm2/人，相当于全市生态承载力的5．78倍，人的需求与环境供给能力矛盾突出，区域土地生态系统处于超负荷利用状态，社会发展面临严峻的生态环境压力，土地利用可持续发展需进一步加强。

5 小结

本文基于生态足迹模型，根据朝阳市社会经济活动对本地区土地资源的消费情况及土地资源所能提供的生态承载力进行分析比较，得出结论:2004－2008年间，朝阳市的人均生态足迹逐年增加;虽然生态承载力虽然呈缓慢上升趋势，但水平较低，人均生态赤字随着生态足迹的增加而不断加大，生态环境所受到的压力继续加强，土地生态系统处于超负荷状态，尤其体现在草地、建设用地、化石燃料等方面。为了保证研究区土地生态系统的安全，实现土地资源的可持续发展，应科学协调经济发展与土地资源保护之间的关系，编制科学合理的土地利用总体规划，制定有针对性的土地开发利用保护计划，合理进行土地利用及产业结构优化调整，增加土地生态承载能力。

(编辑:王爱萍)

［1］邓楚雄．武冈市土地资源生态安全评价研究［D］．长沙:湖南师范大学，2006．

［2］刘红娇，常胜．基于生态足迹的土地利用可持续性评价［J］．湖北民族学院学报，2008，26(2):237 －240．

［3］王晓明，许玉，钱翌，等．土地开发整理的生态足迹评价:以浙江省淳安县为例［J］．水土保持研究，2006，13(3):192 －194．

［4］张志强，徐中民，程国栋．生态足迹的概念及计算模型［J］．生态经济，2000(10):8－10．

［5］徐中民，程国栋，张志强．生态足迹法:可持续定量研究的新方法—以张掖地区1995年的生态足迹计算为例［J］．生态学报，2001，21(9):1484 －1493．

［6］徐中民，张志强，程国栋等．中国1999年生态足迹计算与发展能力分析［J］．应用生态学报，2003，14(2):280 －285．

［7］刘艳中，李江风，张祚，胡鹏．生态足迹模型在我国土地可持续利用评价中的应用及启示［J］．地理与地理信息科学，2008，24(1):80－84．

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［11］焦雯珺，闵庆文，成升魁，张丹．基于生态足迹的传统农业地区生态承载力分析:以浙江省青田县为例［J］．资源科学，2009，3(1):63－68．