靖邊縣生態(tài)足跡與生態(tài)容量分析

靖邊縣生態(tài)足跡與生態(tài)容量分析

陜西省擁有豐富的礦產(chǎn)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(fā)展的重要轉(zhuǎn)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(jīng)濟的強力帶動,工業(yè)發(fā)展迅猛,經(jīng)濟實力顯著增強。2011年13個縣實現(xiàn)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(jīng)濟發(fā)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(fā)利用,使這些縣域現(xiàn)面臨著資源浪費、環(huán)境污染嚴(yán)重、生態(tài)系統(tǒng)破壞、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)失衡等一系列問題,對縣域的可持續(xù)發(fā)展造成強烈沖擊,生態(tài)經(jīng)濟系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展所遭遇的挑戰(zhàn)尤其嚴(yán)峻。自然資源與生態(tài)系統(tǒng)是資源型縣域發(fā)展的基礎(chǔ),定量評估資源型縣域生態(tài)經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展程度,可為解決上述問題、促進縣域經(jīng)濟的長期穩(wěn)定發(fā)展提供參考。本研究以陜西省靖邊縣為例,利用生態(tài)足跡模型,對縣域的可持續(xù)發(fā)展水平進行評價,從而為我國資源型縣域的經(jīng)濟發(fā)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(xiāng)、9個鎮(zhèn)、1個國營農(nóng)場,有214個行政村、5個社區(qū)居委會,總?cè)丝?3.82萬。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(nèi)陸性季風(fēng)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(nèi)礦產(chǎn)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(dāng)數(shù)量的優(yōu)質(zhì)煤炭和巖鹽,且開發(fā)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(qū)已探明石油儲量約在1億t以上。目前,全縣石油年產(chǎn)能達300多萬t,境內(nèi)有年加工原油150萬t的榆林煉油廠?？h境內(nèi)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(yōu)質(zhì)煤儲量達35億t,具有重要的開采價值。1生態(tài)行為法和模型的建立1.1基于生物消耗量的可持續(xù)發(fā)展度量的研究生態(tài)足跡(EcologicalFootprint,EF),是由加拿大環(huán)境經(jīng)濟學(xué)家William和Wackernagel于20世紀(jì)90年代提出的一種基于生物物理量的度量評價可持續(xù)發(fā)展程度的概念和方法。生態(tài)足跡的定義為:任何已知人口(個人、城市、國家、社區(qū))的生態(tài)足跡是生產(chǎn)相應(yīng)人口所消費的所有資源和消納所產(chǎn)生的廢物所需要的生態(tài)生產(chǎn)性土地面積(包括陸地和水域)。它代表了既定技術(shù)條件和消費水平下特定人口對環(huán)境的影響規(guī)模和持續(xù)生存對環(huán)境提出的需求。1.2生態(tài)足跡的確定生態(tài)生產(chǎn)性土地是生態(tài)足跡分析法為各類自然資本提供的統(tǒng)一度量基礎(chǔ)。生態(tài)生產(chǎn)也稱為生物生產(chǎn),是指生態(tài)系統(tǒng)中的生物從外界環(huán)境中吸收維持生命過程所必需的物質(zhì)和能量,并轉(zhuǎn)化為新的物質(zhì),從而實現(xiàn)物質(zhì)和能量的積累。生態(tài)生產(chǎn)是自然資本產(chǎn)生自然收入的原因,自然資本產(chǎn)生自然收入的能力由生態(tài)生產(chǎn)力衡量。生態(tài)生產(chǎn)力越大,說明某種自然資本的生命支持能力越強。根據(jù)生產(chǎn)力大小的差異,地球表面的生態(tài)生產(chǎn)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(tài)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(qū)域消費量除以全球平均單位生態(tài)生產(chǎn)力,就可得到各類土地全球生態(tài)足跡的占用面積,又由于每一類土地類型的生產(chǎn)力不同,因此還應(yīng)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(qū)域的生態(tài)足跡值。計算公式為:式中,EF為總的生態(tài)足跡,Ci為資源消費量,EPi為全球生態(tài)生產(chǎn)力,ri為均衡因子。1.3生態(tài)生產(chǎn)性土地的供給方式生態(tài)容量是指一定自然、社會、經(jīng)濟技術(shù)條件下,某地區(qū)所能提供的生態(tài)生產(chǎn)性土地的極大值。本研究采用資源產(chǎn)量法來計算生態(tài)容量,是以土地在1年內(nèi)的實際生態(tài)產(chǎn)品產(chǎn)出量和所能提供的生態(tài)服務(wù)能力為基礎(chǔ)來計算的。因此生態(tài)生產(chǎn)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(jù)化石能源地的定義,森林和牧草地應(yīng)被視為化石能源地的供給者。由于區(qū)域的資源稟賦及技術(shù)條件的不同,不同區(qū)域的同類生物生產(chǎn)土地的實際面積不能直接對比,需引進產(chǎn)量因子將其進行標(biāo)準(zhǔn)化處理。某個區(qū)域某類土地的產(chǎn)量因子是其所代表的局地產(chǎn)量與世界平均產(chǎn)量的比率。本研究中的產(chǎn)量因子采用Wackernagel等對中國生態(tài)足跡計算時的取值。根據(jù)世界環(huán)境與發(fā)展委員會(WCED)的建議,生態(tài)容量的計算扣除了12%的生物多樣性保護面積j。總生態(tài)容量的計算公式為:式中,EC為總生態(tài)容量,aj為不同類型生態(tài)生產(chǎn)性土地面積,rj為均衡因子,yj為產(chǎn)量因子。1.4地區(qū)可持續(xù)發(fā)展的生態(tài)競爭指標(biāo)將一個地區(qū)或國家的資源、能源消費、廢棄物排放所占用的生態(tài)足跡同自己所擁有的生態(tài)容量相比較,就會產(chǎn)生生態(tài)赤字和生態(tài)盈余。生態(tài)赤字表明該地區(qū)的人類負荷超過了其生態(tài)容量,要滿足其人口在現(xiàn)有生活水平下的消費需求,要么從地區(qū)之外進口欠缺的資源以平衡生態(tài)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(qū)發(fā)展模式處于相對不可持續(xù)的狀態(tài),其不可持續(xù)的程度用生態(tài)赤字來衡量。相反,生態(tài)盈余表明該地區(qū)的生態(tài)容量足以支持其人類負荷,地區(qū)內(nèi)自然資本的收入大于人口消費的需求流量,地區(qū)內(nèi)的自然資本總量有可能得到增加,地區(qū)的生態(tài)容量有望擴大,該地區(qū)的消費模式具有相對可持續(xù)性,可持續(xù)性程度用生態(tài)盈余來衡量。計算公式為:當(dāng)ER>0時,為生態(tài)赤字;當(dāng)ER<0時,為生態(tài)盈余。2靖邊縣生態(tài)經(jīng)濟系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展能力評價2.1生態(tài)痕跡的測定運用生態(tài)足跡的計算模型,根據(jù)2011年靖邊縣統(tǒng)計年鑒和延安能源統(tǒng)計年鑒中的相關(guān)數(shù)據(jù),對2011年靖邊縣的本地生態(tài)足跡進行計算,分別建立2011年靖邊縣生態(tài)足跡的生物資源賬戶和化石能源賬戶,再根據(jù)均衡因子,按照生態(tài)生產(chǎn)性面積類型進行匯總,求出人均本地生態(tài)足跡(表2、表3)。其中,全球平均產(chǎn)量選用謝鴻宇等于2008年提出的數(shù)據(jù),均衡因子選用WWF于2006年提出的數(shù)據(jù)。靖邊縣建成區(qū)的面積為3200hm2,可耕地的產(chǎn)量調(diào)整因子為1.31,均衡因子為2.21,則總的建成地生態(tài)足跡為9264.32hm2,建成地人均生態(tài)足跡為0.0274hm2。2.2發(fā)揮能源消耗作用,建設(shè)“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(tài)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(yè)城市,發(fā)展是建立在大量能源消耗的基礎(chǔ)上。自改革開放以來,靖邊縣的經(jīng)濟發(fā)展以石油和天然氣開發(fā)為基礎(chǔ)。在氣田的開發(fā)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(chǎn),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(chǎn)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(yè)經(jīng)濟增加值240.23億元,對經(jīng)濟增長的貢獻率為81.5%。高耗能工業(yè)的發(fā)展帶來了大量的能源消耗,但是這些能源中的大多數(shù)并未用于當(dāng)?shù)叵M,而是隨工業(yè)產(chǎn)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(chǎn)品為其他地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展作出了貢獻,但將生態(tài)負擔(dān)留在了本區(qū)域,因此這些地區(qū)應(yīng)該對資源區(qū)域做出一定的生態(tài)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(nóng)林牧交錯帶,適于養(yǎng)羊和種植馬鈴薯,且靖邊縣政府也定位于“菜、畜、薯”三大主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)。2011年,蔬菜種植面積為0.72萬hm2,產(chǎn)量達19.54萬t;馬鈴薯種植面積為1.88萬hm2,產(chǎn)量達6.34萬t,其中80%銷往外地;羊飼養(yǎng)量為173.84萬只,羊肉產(chǎn)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(chǎn)面積乘以均衡因子和產(chǎn)量因子(產(chǎn)量因子根據(jù)文獻得到),得到按世界平均產(chǎn)量計算的總生態(tài)容量,然后除以2011年靖邊縣的總?cè)丝跀?shù),得到按世界平均產(chǎn)量計算的人均生態(tài)容量。在此基礎(chǔ)上,減去用于生物多樣性保護的12%的生物生產(chǎn)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(tài)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(tài)容量結(jié)構(gòu)中,可耕地面積占總供給面積的50.79%,這與我國傳統(tǒng)的土地利用結(jié)構(gòu)有關(guān);其次化石能源地面積占總供給面積的47.58%,根據(jù)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(cè)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(nóng)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(fā)揮政府引導(dǎo)作用,發(fā)展新型工業(yè)化,降低生態(tài)足跡生態(tài)足跡理論主要通過生態(tài)赤字與生態(tài)盈余衡量區(qū)域的可持續(xù)發(fā)展?fàn)顩r。由表4可知,靖邊縣每個居民占用了5.8372hm2的生態(tài)生產(chǎn)性土地,而該區(qū)域的每個居民只有1.6426hm2的生態(tài)容量,生態(tài)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(tài)供給,供給量僅為需求量的28.2%,反映出靖邊縣社會經(jīng)濟的發(fā)展是不可持續(xù)的,且嚴(yán)重超過了資源、環(huán)境的承載力,表現(xiàn)為生態(tài)赤字。主要原因是在經(jīng)濟發(fā)展過程中,該縣的經(jīng)濟發(fā)展遵循的是傳統(tǒng)的經(jīng)濟增長模式,資源利用率低,過度消耗了該區(qū)域的自然資本存量,加之近年來外部需求的加大導(dǎo)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(chǎn)量也較小。這種不合理的資源利用結(jié)構(gòu)必然導(dǎo)致未來某個時期區(qū)域內(nèi)的資源耗竭,造成經(jīng)濟不可持續(xù)發(fā)展。對此,我們提出以下幾點建議:(1)加快產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整。從人均生態(tài)足跡計算結(jié)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(tǒng)油氣工業(yè),大力發(fā)展資源消耗低、環(huán)境污染少、附加值高的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè),培育綠色產(chǎn)品、綠色園區(qū),把經(jīng)濟社會發(fā)展中可能產(chǎn)生的可持續(xù)經(jīng)濟成本消除在萌芽狀態(tài),加快形成資源節(jié)約型、環(huán)境友好型的新型工業(yè)體系。其次,要以工哺農(nóng)、以城帶鄉(xiāng),大力發(fā)展地域優(yōu)勢特色農(nóng)業(yè)。馬鈴薯和羊是靖邊的特色產(chǎn)品,品質(zhì)優(yōu)良,馳名中外,政府要從資金、土地、技術(shù)、銷售上扶持這些特色產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,培育和壯大農(nóng)業(yè)龍頭企業(yè),提高產(chǎn)品競爭力,形成農(nóng)工互動、產(chǎn)業(yè)相融的農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展格局。最后,依托靖邊的區(qū)位優(yōu)勢,積極發(fā)展交通運輸、現(xiàn)代物流、金融服務(wù)、信息服務(wù)等生產(chǎn)性服務(wù)業(yè),提高工農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)效率,提升服務(wù)業(yè)的發(fā)展能力,推動縣域經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化升級。(2)注重科技進步。靖邊要在企業(yè)技術(shù)改造領(lǐng)域下大力驅(qū)動全縣工業(yè)經(jīng)濟向可持續(xù)發(fā)展方向邁進。首先是開發(fā)一批實用技術(shù)。提高工業(yè)技術(shù)的自主創(chuàng)新能力、引進消化能力和成果的轉(zhuǎn)化能力,推動應(yīng)用于循環(huán)經(jīng)濟的資源節(jié)約和替代技術(shù)、廢棄物減量排放技術(shù)、回收處理技術(shù),以及信息化、系統(tǒng)化生產(chǎn)和管理技術(shù)的開發(fā),力爭在能化園區(qū)企業(yè)中推出一批重點實用循環(huán)技術(shù)。其次是建立一個技術(shù)平臺。政府要幫助企業(yè)廣泛加強技術(shù)合作與交流,培育經(jīng)濟技術(shù)研發(fā)科研機構(gòu),引進先進技術(shù)人才,積極支持建立信息、咨詢、評估等技術(shù)服務(wù)體系。最后建立工業(yè)經(jīng)濟信息交流平臺和技術(shù)咨詢服務(wù)體系,引導(dǎo)企業(yè)積極與科研院校協(xié)作建立產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合體,加快科技成果轉(zhuǎn)化和工業(yè)企業(yè)技術(shù)改造的步伐。這樣可不斷提高單位生態(tài)生產(chǎn)性土地面積的生物產(chǎn)量,同時提高人均生態(tài)容量,進而降低生態(tài)赤字。在石油等資源的開發(fā)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(tài)足跡。(3)加快發(fā)展可再生替代能源。靖邊縣雖然發(fā)展了風(fēng)能和太陽能,但能源的開發(fā)利用仍然主要依賴礦產(chǎn)資源,化石能源生態(tài)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(tài)足跡,減少環(huán)境污染,使區(qū)域可持續(xù)發(fā)展程度增加。(4)建立多元化的生態(tài)補償機制。生態(tài)補償機制以保護生態(tài)環(huán)境、促進人