靖邊縣生態足跡與生態容量分析

陜西省擁有豐富的礦產資源儲量。它不僅是中國的重要能源和化工基地，也是陜西省發展的重要轉折點。陜北榆林、延安2市下轄23個縣,是資源型縣域的有13個,近年來這些縣依靠能源經濟的強力帶動,工業發展迅猛,經濟實力顯著增強。2011年13個縣實現GDP達2513.1億元,占陜北縣域的86.4%,占全省縣域的近40%,有6個縣位居全省“十強縣”,在全省縣域的經濟發展中具有舉足輕重的地位。但長期以來對資源粗放式的開發利用,使這些縣域現面臨著資源浪費、環境污染嚴重、生態系統破壞、產業結構失衡等一系列問題,對縣域的可持續發展造成強烈沖擊,生態經濟系統的可持續發展所遭遇的挑戰尤其嚴峻。自然資源與生態系統是資源型縣域發展的基礎,定量評估資源型縣域生態經濟的可持續發展程度,可為解決上述問題、促進縣域經濟的長期穩定發展提供參考。本研究以陜西省靖邊縣為例,利用生態足跡模型,對縣域的可持續發展水平進行評價,從而為我國資源型縣域的經濟發展提供一定的政策參考。靖邊縣位于陜西省北部偏西,榆林市西南部,無定河上游,跨長城南北,毛烏素沙漠南緣。地處108°17′15″～109°20′l5″E、36°58′45″～38°03′15″N。2011年全縣轄13個鄉、9個鎮、1個國營農場,有214個行政村、5個社區居委會,總人口33.82萬。全縣總土地面積5088km2,地勢南高北低,海拔為1123～1823m。全縣屬半干旱內陸性季風氣候,四季變化分明,2011年平均氣溫9.7℃,年均降雨量458.2mm。境內礦產資源富集,除了蘊藏著大量的石油、天然氣之外,還蘊藏有相當數量的優質煤炭和巖鹽,且開發前景十分廣闊。以靖邊為中心的陜甘寧盆地中部天然氣田控制面積4300km2,控制儲量3200m3,南部山區已探明石油儲量約在1億t以上。目前,全縣石油年產能達300多萬t,境內有年加工原油150萬t的榆林煉油廠。縣境內北部煤炭資源分布面積廣、煤層厚、儲量大,是神府煤田的連接部分,已探明優質煤儲量達35億t,具有重要的開采價值。1生態行為法和模型的建立1.1基于生物消耗量的可持續發展度量的研究生態足跡(EcologicalFootprint,EF),是由加拿大環境經濟學家William和Wackernagel于20世紀90年代提出的一種基于生物物理量的度量評價可持續發展程度的概念和方法。生態足跡的定義為:任何已知人口(個人、城市、國家、社區)的生態足跡是生產相應人口所消費的所有資源和消納所產生的廢物所需要的生態生產性土地面積(包括陸地和水域)。它代表了既定技術條件和消費水平下特定人口對環境的影響規模和持續生存對環境提出的需求。1.2生態足跡的確定生態生產性土地是生態足跡分析法為各類自然資本提供的統一度量基礎。生態生產也稱為生物生產,是指生態系統中的生物從外界環境中吸收維持生命過程所必需的物質和能量,并轉化為新的物質,從而實現物質和能量的積累。生態生產是自然資本產生自然收入的原因,自然資本產生自然收入的能力由生態生產力衡量。生態生產力越大,說明某種自然資本的生命支持能力越強。根據生產力大小的差異,地球表面的生態生產性土地可分為6種類型:化石能源地、可耕地、林地、牧草地、建筑用地和水域(表1)。綜上所述,生態足跡的計算方法是:用人類消費和污染消納所消耗的各種資源的區域消費量除以全球平均單位生態生產力,就可得到各類土地全球生態足跡的占用面積,又由于每一類土地類型的生產力不同,因此還應將每類土地的面積分別乘以各自的均衡因子,之后將各類均衡土地面積加和,就可得到某特定區域的生態足跡值。計算公式為:式中,EF為總的生態足跡,Ci為資源消費量,EPi為全球生態生產力,ri為均衡因子。1.3生態生產性土地的供給方式生態容量是指一定自然、社會、經濟技術條件下,某地區所能提供的生態生產性土地的極大值。本研究采用資源產量法來計算生態容量,是以土地在1年內的實際生態產品產出量和所能提供的生態服務能力為基礎來計算的。因此生態生產性土地供給者除了可耕地、牧草地、林地、水域外,還有化石能源地。根據化石能源地的定義,森林和牧草地應被視為化石能源地的供給者。由于區域的資源稟賦及技術條件的不同,不同區域的同類生物生產土地的實際面積不能直接對比,需引進產量因子將其進行標準化處理。某個區域某類土地的產量因子是其所代表的局地產量與世界平均產量的比率。本研究中的產量因子采用Wackernagel等對中國生態足跡計算時的取值。根據世界環境與發展委員會(WCED)的建議,生態容量的計算扣除了12%的生物多樣性保護面積j?？偵鷳B容量的計算公式為:式中,EC為總生態容量,aj為不同類型生態生產性土地面積,rj為均衡因子,yj為產量因子。1.4地區可持續發展的生態競爭指標將一個地區或國家的資源、能源消費、廢棄物排放所占用的生態足跡同自己所擁有的生態容量相比較,就會產生生態赤字和生態盈余。生態赤字表明該地區的人類負荷超過了其生態容量,要滿足其人口在現有生活水平下的消費需求,要么從地區之外進口欠缺的資源以平衡生態足跡,要么通過消耗自然資本來彌補收入供給流量的不足。這兩種情況都說明地區發展模式處于相對不可持續的狀態,其不可持續的程度用生態赤字來衡量。相反,生態盈余表明該地區的生態容量足以支持其人類負荷,地區內自然資本的收入大于人口消費的需求流量,地區內的自然資本總量有可能得到增加,地區的生態容量有望擴大,該地區的消費模式具有相對可持續性,可持續性程度用生態盈余來衡量。計算公式為:當ER>0時,為生態赤字;當ER<0時,為生態盈余。2靖邊縣生態經濟系統可持續發展能力評價2.1生態痕跡的測定運用生態足跡的計算模型,根據2011年靖邊縣統計年鑒和延安能源統計年鑒中的相關數據,對2011年靖邊縣的本地生態足跡進行計算,分別建立2011年靖邊縣生態足跡的生物資源賬戶和化石能源賬戶,再根據均衡因子,按照生態生產性面積類型進行匯總,求出人均本地生態足跡(表2、表3)。其中,全球平均產量選用謝鴻宇等于2008年提出的數據,均衡因子選用WWF于2006年提出的數據。靖邊縣建成區的面積為3200hm2,可耕地的產量調整因子為1.31,均衡因子為2.21,則總的建成地生態足跡為9264.32hm2,建成地人均生態足跡為0.0274hm2。2.2發揮能源消耗作用,建設“西氣東輸”樞紐從表2、表3可以看出,2011年靖邊縣所有土地類型的人均生態足跡需求之和達5.8372hm2,其中化石能源地需求所占比例最大,達到全部需求的76.25%,這充分顯示了靖邊縣作為資源型城市的鮮明特點,其是作為能源消費型的工業城市,發展是建立在大量能源消耗的基礎上。自改革開放以來,靖邊縣的經濟發展以石油和天然氣開發為基礎。在氣田的開發利用方面,年凈化能力為50億m3、我國最大的天然氣凈化廠已投入營運,10萬t甲醇廠已建成生產,靖邊至北京、上海、西安、銀川、呼和浩特的輸氣管線已建成投運,是“西氣東輸”的重要樞紐;另外,石油年產能達300多萬t,建成了年加工原油150萬t的榆林煉油廠。2011年,工業經濟增加值240.23億元,對經濟增長的貢獻率為81.5%。高耗能工業的發展帶來了大量的能源消耗,但是這些能源中的大多數并未用于當地消費,而是隨工業產品(如石油)輸出到縣域外,說明靖邊通過輸出石油和天然氣產品為其他地區的經濟發展作出了貢獻,但將生態負擔留在了本區域,因此這些地區應該對資源區域做出一定的生態補償。牧草地需求和可耕地需求分別占了全部需求的13.71%和8.66%,這是因為靖邊處在毛烏素沙漠南緣,屬于農林牧交錯帶,適于養羊和種植馬鈴薯,且靖邊縣政府也定位于“菜、畜、薯”三大主導產業。2011年,蔬菜種植面積為0.72萬hm2,產量達19.54萬t;馬鈴薯種植面積為1.88萬hm2,產量達6.34萬t,其中80%銷往外地;羊飼養量為173.84萬只,羊肉產量達9394t,其中70%銷往外地。此外,水域、林地、建成地需求分別占了全部需求的0.76%、0.40%、0.22%。2.3森林面積28hm22011年靖邊縣的耕地面積為110747hm2,林地面積為3461hm2,草地面積為45425hm2,水域面積為5088hm2,森林面積為189985hm2。將擁有的各類生物生產面積乘以均衡因子和產量因子(產量因子根據文獻得到),得到按世界平均產量計算的總生態容量,然后除以2011年靖邊縣的總人口數,得到按世界平均產量計算的人均生態容量。在此基礎上,減去用于生物多樣性保護的12%的生物生產性土地面積,剩下的人均承載力面積就是2011年靖邊縣的人均生態容量(表4)。2.4森林牧草地和林地面積增加2011年靖邊縣生態容量結構中,可耕地面積占總供給面積的50.79%,這與我國傳統的土地利用結構有關;其次化石能源地面積占總供給面積的47.58%,根據化石能源地的定義,森林和牧草地是化石能源地的供給者,這是因為靖邊縣是天保工程、退耕還林工程、三北防護林工程和三個一百工程(榆林市政策)的一部分,近十幾年該縣種植了大面積的油松、側柏、沙柳等喬灌木,林地面積大幅度增加;牧草地和林地的面積均僅為0.67%,這是因為受近年來禁牧政策的影響,人工牧草面積大幅度減少,盡管國家和地方政府也大力提倡退耕還草還牧,但由于禁止戶外放牧使得放牧成本增大,農民種植牧草的意愿顯著降低。此外,林地、牧草地、水域面積占總供給面積的0.67%、0.67%、0.29。3發揮政府引導作用,發展新型工業化,降低生態足跡生態足跡理論主要通過生態赤字與生態盈余衡量區域的可持續發展狀況。由表4可知,靖邊縣每個居民占用了5.8372hm2的生態生產性土地,而該區域的每個居民只有1.6426hm2的生態容量,生態赤字為4.1946hm2。說明該縣居民對于各種資源與能源的需求遠遠超過其生態供給,供給量僅為需求量的28.2%,反映出靖邊縣社會經濟的發展是不可持續的,且嚴重超過了資源、環境的承載力,表現為生態赤字。主要原因是在經濟發展過程中,該縣的經濟發展遵循的是傳統的經濟增長模式,資源利用率低,過度消耗了該區域的自然資本存量,加之近年來外部需求的加大導致石油和天然氣開采量增大,人均可耕地、林地、牧草地、水域面積小,生物資源產量也較小。這種不合理的資源利用結構必然導致未來某個時期區域內的資源耗竭,造成經濟不可持續發展。對此,我們提出以下幾點建議:(1)加快產業結構調整。從人均生態足跡計算結果中可以看出,化石能源用地所占比例最大,因此要積極改造傳統油氣工業,大力發展資源消耗低、環境污染少、附加值高的高新技術產業,培育綠色產品、綠色園區,把經濟社會發展中可能產生的可持續經濟成本消除在萌芽狀態,加快形成資源節約型、環境友好型的新型工業體系。其次,要以工哺農、以城帶鄉,大力發展地域優勢特色農業。馬鈴薯和羊是靖邊的特色產品,品質優良,馳名中外,政府要從資金、土地、技術、銷售上扶持這些特色產業的發展,培育和壯大農業龍頭企業,提高產品競爭力,形成農工互動、產業相融的農業產業化發展格局。最后,依托靖邊的區位優勢,積極發展交通運輸、現代物流、金融服務、信息服務等生產性服務業,提高工農業的生產效率,提升服務業的發展能力,推動縣域經濟產業結構的優化升級。(2)注重科技進步。靖邊要在企業技術改造領域下大力驅動全縣工業經濟向可持續發展方向邁進。首先是開發一批實用技術。提高工業技術的自主創新能力、引進消化能力和成果的轉化能力,推動應用于循環經濟的資源節約和替代技術、廢棄物減量排放技術、回收處理技術,以及信息化、系統化生產和管理技術的開發,力爭在能化園區企業中推出一批重點實用循環技術。其次是建立一個技術平臺。政府要幫助企業廣泛加強技術合作與交流,培育經濟技術研發科研機構,引進先進技術人才,積極支持建立信息、咨詢、評估等技術服務體系。最后建立工業經濟信息交流平臺和技術咨詢服務體系,引導企業積極與科研院校協作建立產學研聯合體,加快科技成果轉化和工業企業技術改造的步伐。這樣可不斷提高單位生態生產性土地面積的生物產量,同時提高人均生態容量,進而降低生態赤字。在石油等資源的開發和利用上使用高新科技,可提高利用率,降低能耗以及污染,進而降低生態足跡。(3)加快發展可再生替代能源。靖邊縣雖然發展了風能和太陽能,但能源的開發利用仍然主要依賴礦產資源,化石能源生態足跡高達76%,替代能源的使用可在某種程度上降低化石燃料用地的生態足跡,減少環境污染,使區域可持續發展程度增加。(4)建立多元化的生態補償機制。生態補償機制以保護生態環境、促進人