基于能值分析的生態(tài)足跡模型的改進(jìn)及實(shí)證應(yīng)用——以福建省為例.pdf

1、本研究在基于能值分析的生態(tài)足跡模型的理論框架上，針對(duì)福建省金屬礦產(chǎn)資源豐富、土地利用方式多樣的特點(diǎn)，增加了金屬礦產(chǎn)資源消費(fèi)賬戶，以體現(xiàn)人類活動(dòng)對(duì)不可再生資源的生態(tài)影響，同時(shí)結(jié)合資源產(chǎn)量法對(duì)基于能值分析理論的生態(tài)承載力計(jì)算方法進(jìn)行改進(jìn)，以反映不同土地利用方式變化對(duì)生態(tài)承載力的作用。將改進(jìn)后的生態(tài)足跡模型應(yīng)用于福建省1995-2006年生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展歷史特征的實(shí)證計(jì)算與分析評(píng)價(jià)，并運(yùn)用回歸分析預(yù)測(cè)了福建省2010-2020年生態(tài)足跡

2、和生態(tài)承載力發(fā)展趨勢(shì)。實(shí)證研究結(jié)果表明： ①改進(jìn)方法與傳統(tǒng)方法得到的總體結(jié)論一致，都表現(xiàn)出福建省生態(tài)赤字不斷擴(kuò)大的趨勢(shì)：通過(guò)比較分析表明，改進(jìn)方法計(jì)算賬戶更加完整，反映隨時(shí)間序列變化特征的靈敏度更高，能更客觀真實(shí)地反映出各時(shí)間段生態(tài)產(chǎn)出和資源利用效率對(duì)生態(tài)承載力的影響，從而使評(píng)價(jià)結(jié)果更加準(zhǔn)確合理。 ②1995-2006年間，福建省人均生態(tài)足跡由2.079 hm2/cap增至3.371 hm2/cap，年平均增長(zhǎng)率達(dá)到

3、10.77％；生態(tài)承載力由2.280 hm2/cap上升到3.082 hm2/cap，年均增長(zhǎng)率6.23％；從2002年起人均生態(tài)足跡開始大于人均生態(tài)承載力，之后每年出現(xiàn)生態(tài)赤字，且赤字逐年增加。 ③1995-2006年間，福建省耕地足跡下降了0.053 hm2/cap，所占比例由1995年的49.43％減少到2006年的29.67％，其它類別土地類型的人均生態(tài)足跡均有所增大，其中礦石用地增加速率最快，達(dá)到314.6％，而化石

4、能源用地增長(zhǎng)量最大，增加了0.904 hm2/cap，占總增長(zhǎng)量的72.9％，其所占比例也由1995年的34.60％上升到2006年的48.70％。 ④1995-2006年期間，福建省萬(wàn)元GDP下降了51.84％：生態(tài)多樣性指數(shù)上升了11.41％；發(fā)展能力指數(shù)上升了70.30％；生態(tài)壓力指數(shù)由0.934上升到1.094，導(dǎo)致生態(tài)安全由稍不安全等級(jí)上升到較不安全等級(jí)。 ⑤預(yù)測(cè)到2020年福建省的生態(tài)足跡為9.814 h

5、m2/cap，年均增長(zhǎng)率11.72％；生態(tài)承載力為6.263 hm2/cap，年均增長(zhǎng)率僅為6.81％；生態(tài)赤字將達(dá)到3.551 hm2/cap，生態(tài)赤字繼續(xù)呈擴(kuò)大趨勢(shì)。 生態(tài)足跡方法是一種新近提出和發(fā)展起來(lái)的度量可持續(xù)發(fā)展程度的生態(tài)評(píng)價(jià)方法。它將區(qū)域的資源與能源消費(fèi)轉(zhuǎn)化為提供這種物質(zhì)流所需要的各種生物生產(chǎn)性土地的面積(生態(tài)足跡)，并與該區(qū)域所能提供的生物生產(chǎn)性土地面積(生態(tài)承載力)進(jìn)行比較，定量地判斷區(qū)域的發(fā)展是否處于生態(tài)承

6、載力的范圍之內(nèi)。生態(tài)足跡具有概念內(nèi)涵豐富，模型表達(dá)簡(jiǎn)明、生動(dòng)，易于理解，度量方法綜合，具有全球可比性等優(yōu)點(diǎn)，但是其在功能性、用戶適用性上仍值得進(jìn)一步完善。 基于能值分析的生態(tài)足跡模型，通過(guò)將生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)中的各種能量流換算成對(duì)應(yīng)的生物生產(chǎn)性土地面積，比較計(jì)算得出生態(tài)足跡和生態(tài)承載力，從而衡量研究區(qū)域生態(tài)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展?fàn)顩r。與傳統(tǒng)模型相比，它所采用的能值轉(zhuǎn)換率、能值密度等參數(shù)更加穩(wěn)定，更具有區(qū)域可比性。 福建省是一個(gè)多山

7、沿海的開放省份，生物資源、礦產(chǎn)資源豐富，但長(zhǎng)期以來(lái)，為了經(jīng)濟(jì)發(fā)展，不斷開發(fā)礦山、砍伐森林，維持鋼鐵、化工、造紙等高能耗、高污染的工業(yè)生產(chǎn)，這些都在都在不同程度的消耗當(dāng)?shù)睾屯獾刭Y源，也使得該地區(qū)的生態(tài)環(huán)境不斷惡化，生態(tài)壓力進(jìn)一步加大。本文總結(jié)和分析了其他學(xué)者對(duì)生態(tài)足跡改進(jìn)方法，在基于能值分析的生態(tài)足跡理論框架上，針對(duì)福建省金屬礦產(chǎn)資源豐富、土地利用方式多樣的特點(diǎn)，進(jìn)一步提出改進(jìn)模型，使之更好地為福建省生態(tài)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展決策服務(wù)，并可為其他

8、類似相關(guān)理論與實(shí)證研究提供借鑒。 本文對(duì)生態(tài)足跡的改進(jìn)和創(chuàng)新在于： (1)福建省地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，礦產(chǎn)資源較豐富，近年來(lái)對(duì)有限的金屬和非金屬礦產(chǎn)開發(fā)較為嚴(yán)重，而礦產(chǎn)資源的開發(fā)除對(duì)土地的占用和破壞外，同時(shí)也會(huì)引起一系列的生態(tài)問(wèn)題。因此本文在計(jì)算傳統(tǒng)生態(tài)足跡賬戶的基礎(chǔ)上增加了金屬礦產(chǎn)資源賬戶，反應(yīng)了經(jīng)濟(jì)發(fā)展中對(duì)不可再生資源的消耗，同時(shí)也更符合福建省實(shí)際生態(tài)占用情況。目前，國(guó)內(nèi)在此方面還未見報(bào)道。 (2)傳統(tǒng)生態(tài)足跡

9、模型中生態(tài)容量的計(jì)算方法以土地面積法為主，它以實(shí)際擁有的土地面積為基礎(chǔ)來(lái)計(jì)算生態(tài)容量，這樣忽略了土地具有的不同類型生態(tài)產(chǎn)品多重產(chǎn)出能力，強(qiáng)調(diào)空間互斥性。由于福建省可耕地資源有限，可耕地普遍存在套種、混種，不同農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地在空間上可能重合，如果采用土地面積法計(jì)算生態(tài)容量，可能使生態(tài)容量偏小，生態(tài)赤字被高估。因此，本研究結(jié)合資源產(chǎn)量法對(duì)基于能值分析的承載力模型進(jìn)行改進(jìn)，克服了土地利用方式多樣化，更好的反映研究區(qū)域的實(shí)際生態(tài)容量。 (

10、3)生態(tài)足跡作為一種生態(tài)可持續(xù)測(cè)度方法，具有生態(tài)偏向性，無(wú)法全面反映區(qū)域經(jīng)濟(jì)、社會(huì)等方面的可持續(xù)性，因此本文引入了萬(wàn)元GDP、生態(tài)多樣性、生態(tài)發(fā)展能力指數(shù)和生態(tài)壓力指數(shù)等指標(biāo)，對(duì)福建省進(jìn)行多角度、全方位地綜合評(píng)價(jià)分析，以期得出更直觀和立體化的結(jié)論。 通過(guò)將上述改進(jìn)模型進(jìn)行實(shí)證應(yīng)用，本研究取得了以下成果： (1)將改進(jìn)模型應(yīng)用于福建省的實(shí)證研究，建立了生態(tài)足跡時(shí)間序列，計(jì)算了福建省1995-2006年12年來(lái)生態(tài)足跡和

11、生態(tài)承載力，同時(shí)計(jì)算了萬(wàn)元GDP、生態(tài)多樣性指數(shù)、發(fā)展能力指數(shù)、生態(tài)壓力指數(shù)，并將計(jì)算結(jié)果與其它方法進(jìn)行比較，對(duì)改進(jìn)模型計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了驗(yàn)證，得到以下結(jié)論：①改進(jìn)方法與傳統(tǒng)方法得到的總體結(jié)論一致，都指出福建省生態(tài)赤字不斷擴(kuò)大的趨勢(shì)；②通過(guò)比較可以看出，改進(jìn)方法計(jì)算賬戶更加完整，在時(shí)間跨度的計(jì)算上靈敏度更高，較好地反映出各個(gè)歷史時(shí)期生態(tài)產(chǎn)出和資源利用效率對(duì)生態(tài)承載力的影響，計(jì)算結(jié)果更加合理可信。 (2)為探索福建省生態(tài)環(huán)境的歷史演

12、變，詳細(xì)分析了福建省1995-2006年12年來(lái)生態(tài)足跡和生態(tài)承載力變化情況，并分析資源效率、生態(tài)多樣性、生態(tài)安全等級(jí)的變化，得到以下結(jié)論： ①?gòu)馁Y源供需總量上看，在1995-2006年間福建省人均生態(tài)足跡由2.079hm2/cap逐漸增加至3.371 hm2/cap，年平均增長(zhǎng)率達(dá)到10.77％；人均生態(tài)承載力由2.280 hm2/cap增加到3.028 hm2/cap，年均增長(zhǎng)率6.23％；由于生態(tài)足跡的增長(zhǎng)速率大于生態(tài)承

13、載力的增長(zhǎng)速率，在2002年人均生態(tài)足跡開始大于人均生態(tài)承載力，出現(xiàn)生態(tài)赤字。近12年來(lái)，福建省生態(tài)環(huán)境由生態(tài)略有盈余向生態(tài)赤字轉(zhuǎn)變，人口增長(zhǎng)、居民消費(fèi)水平的提高和能源消費(fèi)的增加是福建省生態(tài)赤字出現(xiàn)并逐漸擴(kuò)大的主要原因。 ②從資源供需結(jié)構(gòu)來(lái)看，1995-2006年間，福建省耕地人均生態(tài)占用下降了5％，其它類別生物生產(chǎn)土地的人均生態(tài)足跡均有所增加，其中礦石用地增加速率最快，達(dá)到314.6％，而化石能源用地增長(zhǎng)量最大，增加了0.9

14、04 hm2，占總增長(zhǎng)量的72.9％。 1996-2006年間，生態(tài)足跡中各類型土地所占比例變化明顯，耕地比例由49.43％下降到29.67％，而能源用地增加明顯，由34.60％上升到48.70％，其它土地類型所占比例也有所增加，福建省資源供需已發(fā)生了結(jié)構(gòu)性變化。說(shuō)明近年來(lái)，居民生活消費(fèi)需求結(jié)構(gòu)在不斷變化，人們的飲食結(jié)構(gòu)更加多元化：對(duì)化石燃料、水電和熱力等能源消費(fèi)的增加推動(dòng)了化石燃料用地和建筑用地比例的上升。 ⑨19

15、95-2006年期間，福建省萬(wàn)元GDP足跡由3.186 hm2/萬(wàn)元下降到1.570 hm2/萬(wàn)元，下降了51.84％，表明福建省資源利用效率逐漸提高；生態(tài)多樣性指數(shù)由1.244上升到1.386，上升了11.41％，說(shuō)明福建省在經(jīng)濟(jì)發(fā)展過(guò)程中越來(lái)越注重各類型土地均衡開發(fā)利用；發(fā)展能力指數(shù)由2.650上升到4.672，上升了70.30％，發(fā)展能力有增加的趨勢(shì)；但是生態(tài)壓力指數(shù)由0.934上升到1.094，導(dǎo)致生態(tài)安全狀態(tài)由稍不安全等級(jí)上升

16、為較不安全等級(jí)，生態(tài)安全面臨嚴(yán)峻的考驗(yàn)。 (3)傳統(tǒng)生態(tài)足跡模型偏重于靜態(tài)可持續(xù)性的評(píng)估，缺乏針對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展動(dòng)態(tài)性特征的預(yù)測(cè)功能。本文在對(duì)福建省1995-2006生態(tài)足跡的狀況做出分析的基礎(chǔ)上，運(yùn)用回歸分析對(duì)福建省2010-2020年生態(tài)足跡和生態(tài)承載力做出了預(yù)測(cè)，結(jié)果表明：到2020年福建省的生態(tài)足跡為9.814 hm2/cap，年均增長(zhǎng)率11.72％；生態(tài)承載力為6.263 hm2/cap，年均增長(zhǎng)率僅為6.81％：生態(tài)