李鵬輝

摘 要： 利用生態(tài)足跡分析方式，對(duì)石河子2000年～2014年的生態(tài)足跡、生態(tài)承載力、生態(tài)赤字和生態(tài)壓力進(jìn)行計(jì)算和動(dòng)態(tài)分析研究。其結(jié)果表明：人均生態(tài)足跡由2000年的2.388216 hm2增加到2014年的6.049847 hm2，增加速度為0.244109hm2/年，增加幅度為60.52%。人均生態(tài)赤字由2000年的-0.72892 hm2增加到2014年的-4.47925 hm2，增加速度-0.250022hm2/年，增加幅度為83.73%。這表明生態(tài)足跡需求高度大于生態(tài)足跡供給，當(dāng)前的生態(tài)系統(tǒng)處于極不安全狀態(tài)，發(fā)展模式也是不可持續(xù)的，且不可持續(xù)性較強(qiáng)。說(shuō)明石河子在城市化進(jìn)程加快在帶來(lái)經(jīng)濟(jì)效益同時(shí)，也加劇了人地矛盾，嚴(yán)重破壞了生態(tài)環(huán)境。研究最后結(jié)合本地區(qū)特點(diǎn)提出了一些科學(xué)合理的對(duì)策。

關(guān)鍵詞： 三維； 生態(tài)足跡； 生態(tài)安全

Abstract： In this study， the ecological footprint， ecological carrying capacity， ecological deficit and ecological pressure of Shihezi from 2000 to 2014 were calculated and analyzed by means of ecological footprint analysis. The results showed that： the per capita ecological footprint increased from 2.388216 hm2 in 2000 to 6.049847 hm2 in2014， with an increase rate of 0.244109hm2/ years， with an increase of 60.52% in the range of. Per capita ecological deficit increased from -0.72892 hm2 in 2000 to -4.47925 hm2 in 2014， an increase rate of -0.250022hm2/ years， an increase of 83.73%. This shows that the ecological footprint demand is higher than the ecological footprint supply， the current ecosystem is in a state of extreme insecurity， the development model is not sustainable， and the degree of sustainability is growing. This shows that the acceleration of urbanization in Shihezi has brought economic benefits， but also exacerbated the contradiction between man and land， seriously damaged the ecological environment. Finally， some scientific and reasonable countermeasures are put forward according to the local characteristics.

Key words： ecological security； three-dimensional； ecological footprint

1. 引言

隨著人口增長(zhǎng)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展和城市化進(jìn)程的加快，城市發(fā)展對(duì)土地的需求越來(lái)越大，相伴而生的生態(tài)環(huán)境問(wèn)題也日益嚴(yán)重。生態(tài)安全目前已成為國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)。一般認(rèn)為，生態(tài)安全是指一個(gè)國(guó)家或地區(qū)生態(tài)環(huán)境的狀況能持續(xù)滿足社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要，社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展不受或少受生態(tài)環(huán)境的制約與威脅的狀態(tài)，包括資源安全和環(huán)境安全兩方面含義[1]。國(guó)外對(duì)生態(tài)安全的研究始于20世紀(jì)70年代末，當(dāng)前已進(jìn)入環(huán)境變化和安全內(nèi)在關(guān)系的探討階段。而我國(guó)生態(tài)安全的研究始于20世紀(jì)90年代，還處于起步階段，理論和實(shí)踐研究尚待深入[2].目前學(xué)者對(duì)于生態(tài)安全方面的研究大多采用生態(tài)足跡的分析方法。生態(tài)足跡是指人類消耗自然資源或消納廢物所占用的具有生態(tài)生產(chǎn)力的地域面積，其實(shí)質(zhì)是將人類對(duì)自然資源的消耗與生態(tài)影響聯(lián)系起來(lái)[3]。該概念由加拿大生態(tài)經(jīng)濟(jì)學(xué)家William Rees于1992年提出，并在1996年由Wackernagrl等對(duì)其做了進(jìn)一步完善[4] 。于1999年引入我國(guó)，2000年已有成果[5- 6]。傳統(tǒng)生態(tài)足跡模型是基于生物生產(chǎn)性土地面積的二維模型，提供了全球可比的、簡(jiǎn)單有用的資源可持續(xù)利用評(píng)價(jià)手段[7]，但無(wú)法區(qū)分自然資本利息和存量的關(guān)系，也未能體現(xiàn)生態(tài)透支在時(shí)間維度上的積累和不可持續(xù)狀況[6，11]。在研究和應(yīng)用過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)模型存在一些缺陷或有爭(zhēng)議的地方[8-10]。為此，Niccolucci 等在大量既有成果的基礎(chǔ)上，提出了三維生態(tài)足跡的概念，即引入足跡廣度和足跡深度兩項(xiàng)新指標(biāo)，以分別表征人類對(duì)流量資本和存量資本兩方面的利用程度[12-13]。我國(guó)對(duì)生態(tài)足跡的研究正從二維向三維過(guò)渡[13-17]。但目前三維生態(tài)足跡模型在研究中并未大范圍應(yīng)用。且隨環(huán)境的不斷變化，模型中的均衡因子與產(chǎn)量因子也已有變化?；诖耍狙芯窟x用三維生態(tài)足跡模型，選取最新研究測(cè)算且適于本區(qū)的均衡因子與產(chǎn)量因子，來(lái)分析石河子的生態(tài)承載能力及發(fā)展?fàn)顩r，旨在對(duì)石河子的生態(tài)安全進(jìn)行評(píng)價(jià)，為該區(qū)域的可持續(xù)發(fā)展決策提供參考。

2. 材料與方法

2.1 研究區(qū)域概況

石河子地處我國(guó)西北干旱半干旱區(qū)荒漠，位于天山北麓中段，古爾班通古特大沙漠南緣，地理坐標(biāo)為84°58′～86°24′E，43°26′～45°20′N。下轄18個(gè)農(nóng)牧團(tuán)場(chǎng)及石河子鄉(xiāng)，面積7529km2。而且石河子正處于經(jīng)濟(jì)發(fā)展的加速階段，城市化進(jìn)程還在加快，人口迅猛增長(zhǎng)，土地利用結(jié)構(gòu)也處于不斷變化之中。在城市化過(guò)程中，由于城市人口的急劇增加、工業(yè)化速度的加快和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的快速增長(zhǎng)，本區(qū)的城市生存環(huán)境壓力和生態(tài)環(huán)境所面臨的壓力也越來(lái)越大，出現(xiàn)了一系列生態(tài)環(huán)境問(wèn)題，其主要表現(xiàn)在城市建設(shè)用地增多造成耕地面積的減少和工業(yè)化發(fā)展所引起的大氣環(huán)境、水環(huán)境、固體廢物等環(huán)境污染問(wèn)題。

2.2 方法

2.2.1 數(shù)據(jù)來(lái)源及參數(shù)的選取與確定

通過(guò)查閱《石河子統(tǒng)計(jì)年鑒》和《新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)統(tǒng)計(jì)年鑒》，獲得2000年～2014年的相關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。對(duì)于均衡因子和產(chǎn)量因子的選取，分別采用的是2009年劉某承、李文華等人基于凈初級(jí)生產(chǎn)力的中國(guó)各地生態(tài)足跡均衡因子測(cè)算的結(jié)果和2010年劉某承、李文華、謝高地等人基于凈初級(jí)生產(chǎn)力的中國(guó)生態(tài)足跡產(chǎn)量因子測(cè)算的結(jié)果，并結(jié)合本地特點(diǎn)加以應(yīng)用。具體數(shù)值見(jiàn)上表[18-19]

2.2.2 三維生態(tài)足跡模型

根據(jù)Niccolucci等的三維足跡理論，足跡廣度表征人類占用自然資本流量的水平，表明了區(qū)域生態(tài)承載力限度內(nèi)實(shí)際占用的生態(tài)生產(chǎn)性土地面積，具有空間屬性。足跡深度表征人類消耗自然資本存量的程度，表明了人類對(duì)超出生物承載力部分資源的累積需求，具有時(shí)間屬性；可表征為維持區(qū)域現(xiàn)有資源消費(fèi)水平理論上所需占用的區(qū)域土地面積的倍數(shù)，或者相同政策及技術(shù)條件下再生出區(qū)域 1 年資源消耗量所需的時(shí)間[17]。

2.2.6生態(tài)壓力的計(jì)算

生態(tài)壓力指數(shù)是生態(tài)足跡與生態(tài)承載力的比值（EF/BC）。

3. 結(jié)果與分析

3.1 2000年～2014年石河子人均生態(tài)足跡計(jì)算分析

根據(jù)生態(tài)足跡三維模型的原理和計(jì)算方法，得出石河子2000年—2014年農(nóng)用地、能源用地、建筑用地、牧草地、林地、漁業(yè)用地等六種生產(chǎn)用地人均生態(tài)足跡均呈增加趨勢(shì)（見(jiàn)圖1）。農(nóng)用地、能源用地、牧草地、建筑用地的人均需求明顯增加，其中前三者的需求持續(xù)穩(wěn)定增加。農(nóng)用地的需求空間最大，其次是能源用地、牧草地、建筑用地。隨著城市化進(jìn)程的不斷加快，生態(tài)足跡的具體表現(xiàn)為人口的迅速增長(zhǎng)，對(duì)住房、學(xué)校、道路等建設(shè)用地在不斷地增加。供暖以及人們出行條件的不斷改善，人們對(duì)于能源的需求與依賴不斷增強(qiáng)，生態(tài)足跡表現(xiàn)為能源用地的不斷增加。而且生活水平的不斷提高，人們的健康意識(shí)和水平也在不斷提高，對(duì)奶蛋產(chǎn)品和肉類食品的需求也在不斷增大，生態(tài)足跡表現(xiàn)為牧草地面積的不斷增加。近年來(lái)，人們的環(huán)保意識(shí)不斷增強(qiáng)，林地建設(shè)活動(dòng)越來(lái)越多，人工綠化面積也不斷擴(kuò)大，生態(tài)足跡表現(xiàn)為林地的生態(tài)占用面積在逐漸減小。

農(nóng)用地、牧草地的人均承載力變化雖有波動(dòng)，但總體呈減小趨勢(shì)（見(jiàn)表2）。表明石河子正在從第一產(chǎn)業(yè)向第二、第三產(chǎn)業(yè)發(fā)展。漁業(yè)水域用地呈明顯的遞減趨勢(shì)，表明隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，本區(qū)水資源受到嚴(yán)重破壞，對(duì)城市建設(shè)及環(huán)境都是不利的。而建筑用地、林地的人均承載力呈增加趨勢(shì)。表明石河子城市化進(jìn)程的不斷加快的過(guò)程中，綠化建設(shè)也在不斷加強(qiáng)。

3.3 2000年～2014年石河子生態(tài)盈余/赤字分析

石河子人均生態(tài)足跡、人均生態(tài)赤字逐漸增加，且增加幅度比較明顯（見(jiàn)表3）。其中人均生態(tài)足跡由2000年的2.388216hm2增加到2014年的6.049847hm2，平均增加速度為每年增加0.24410873hm2。人均生態(tài)赤字由2000年的-0.72892增加到2014年的-4.47925，平均增加速度為每年增加-0.250022hm2。人均生態(tài)承載能力也處于波動(dòng)之中，但變化趨勢(shì)并不顯著。隨著石河子2000年～2014年人均生態(tài)足跡與人均生態(tài)承載力之間差距的不斷加大，人均生態(tài)赤字也呈明顯增加趨勢(shì)。表明石河子的自然資源利用超過(guò)了其自然資源的生態(tài)容量，說(shuō)明本地區(qū)的自然資源利用處于相對(duì)不可持續(xù)狀態(tài)，且不可持續(xù)程度越來(lái)越大。

3.4 2000年～2014年石河子生態(tài)壓力分析

人均生態(tài)壓力指數(shù)逐漸增加，且>1，斜率約為0.167hm2/年（由圖2可知），表明石河子生態(tài)環(huán)境處于極不安全狀態(tài)，對(duì)自然的索取超過(guò)了自然的供給能力，這對(duì)石河子的生態(tài)環(huán)境構(gòu)成沉重的壓力。說(shuō)明石河子所面臨的生態(tài)壓力越來(lái)越大，生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性遭到嚴(yán)重破壞，其環(huán)境也變得越來(lái)越脆弱。隨著石河子城市化進(jìn)程的不斷加快，使得原本相對(duì)稀缺的資源顯得更加貧乏，與經(jīng)濟(jì)發(fā)展相伴而生的人口劇烈增長(zhǎng)、環(huán)境破壞問(wèn)題，使生態(tài)壓力進(jìn)一步加大。

4. 結(jié)論與討論

4.1 結(jié)論

由上述的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、計(jì)算與分析可知，石河子在2000年～2014年間的生態(tài)足跡和人均生態(tài)足跡、生態(tài)赤字和人均生態(tài)足跡呈顯著上升趨勢(shì)，總的生態(tài)足跡由2000年的507701.37hm2增加到2014年的3781154.2hm2，增加幅度為86.57%。人均生態(tài)足跡由2000年的2.388216hm2增加到6.049847hm2，增加幅度為60.52%?？偟纳鷳B(tài)赤字由2000年的-154957.4hm2增加到2014年的-2799529hm2，平均增加速度為176304.77hm2，增加幅度為6.30%。人均生態(tài)赤字由2000年的-0.72892hm2增加到2014年的-4.47925hm2，平均增加速度為每年增加-0.250022hm2，增加幅度為83.73%。

這表明生態(tài)足跡需求高度大于供給，存在較大的生態(tài)赤字。一方面表明，石河子當(dāng)前整體生態(tài)發(fā)展是不可持續(xù)的，且不可持續(xù)性較強(qiáng)。生態(tài)可持續(xù)發(fā)展是石河子可持續(xù)發(fā)展的核心，因此目前，石河子必須堅(jiān)決改變發(fā)展方式，即要輸入資源，加以節(jié)約集約利用，并嚴(yán)格控制石河子人口增長(zhǎng)，以滿足或降低當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)足跡需求；還要加大環(huán)保投入，堅(jiān)持改善生態(tài)環(huán)境，增加生態(tài)供給，縮小生態(tài)赤字，最終實(shí)現(xiàn)石河子生態(tài)足跡供需平衡或有盈余。另一方面也體現(xiàn)出以石河子為代表的干旱區(qū)綠洲生態(tài)脆弱，不依賴外部輸入，僅憑當(dāng)?shù)乇∪醯纳鷳B(tài)供給，很難支撐起區(qū)域的可持續(xù)發(fā)展[20]。我們需要通過(guò)人為積極的調(diào)控，對(duì)人類活動(dòng)的進(jìn)行優(yōu)化，進(jìn)而達(dá)到資源、環(huán)境和人口的協(xié)調(diào)統(tǒng)一，從而使本區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展走上一條健康之路。

4.2 研究不足

本研究在生態(tài)足跡模型的應(yīng)用過(guò)程中，仍存在著一些不確定的因素。尤其在數(shù)據(jù)的選取過(guò)程中，一些主要的、連續(xù)變化的數(shù)據(jù)指標(biāo)體系還不是很完整，對(duì)于均衡因子和產(chǎn)量因子的選取，仍與本地區(qū)的實(shí)際情況有所差異。因此，今后在進(jìn)行某地區(qū)的縱向研究時(shí)，對(duì)于特定的區(qū)域選取的均衡因子和產(chǎn)量因子，還有待于進(jìn)一步研究。

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