西北少数民族地区生态足迹的动态分析.doc

《西北少数民族地区生态足迹的动态分析.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《西北少数民族地区生态足迹的动态分析.doc（7页珍藏版）》请在三一文库上搜索。

1、精品论文西北少数民族地区生态足迹的动态分析以新疆维吾尔自治区为例1陈兴鹏 1,2，杨静 1，张子龙 1，薛冰 1，郭晓佳 11 兰州大学资源环境学院，甘肃兰州 (730000)2 西部环境教育部重点实验室，甘肃兰州 (730000)E-mail：摘要：文章采用生态足迹分析方法，对新疆 1985-2005 年间的生态足迹及其结构和生态承 载力进行分析，并对各类生物生产性土地足迹与人均 GDP 进行了相关性分析，基于此，分 析了经济增长与环境压力关系的发展态势，结果表明：（1）全疆人均生态足迹需求从 1985 年的 1.6613hm2 上升到 2005 年的 4.6445hm2 ，人均生态承载力由

2、 1.5418hm2 降低到1.5060hm2，人均生态赤字从 0.1195hm2 增加到了 3.1385hm2，赤字增长了 25 倍，表明新疆 的可持续发展面临严峻考验；（2）研究期间生态足迹构成发生了变化：耕地、草地、化石燃料用地生态足迹比例表现为下降，林地、水域、建筑用地需求比例表现为上升，然而，化石燃料用地需求比例仍然处于最高位；（3）与人均 GDP 的相关系数最高的生物生产性土地足 迹依次为人均草地足迹、人均化石燃料足迹和人均耕地足迹，表明新疆经济增长主要依靠畜 牧业、重化工行业和种植业；（4）新疆地区的经济增长方式是环境胁迫型的。在 21 年间， 随着经济的发展，生态足迹和生态赤字

3、表现持续上升的趋势，经济增长是以高环境压力为特 征，经济发展正在远离可持续发展方向。 关键词：生态足迹；系统状态；相关分析；环境胁迫型；新疆中图分类号：X241引言西北少数民族地区由于其所处历史地理位置、自然及人文环境等因素的综合影响下，形 成了区别于东部沿海地区的经济发展模式1,2。西北少数民族地区是我国主要生态脆弱区之 一，也是影响全国生态安全的重要核心区，同时，该区的社会经济发展模式与进程，不仅关 系到本地区人民的生产生活，而且对各民族共同富裕、全面小康目标的实现，以及国家“和 谐社会”目标建设具有重要的指导意义。但是，由于其生态环境脆弱性与被破坏的严重性， 该地区的发展必须是环境友好型

4、的发展，是可持续的发展。目前，可持续发展研究以人类对生态系统所产生的影响和压力的测度为主3。20世纪90 年代以来，国际上提出诸多可持续发展指标体系及定量评价和计算方法，如人文发展指数 (HDI)、绿色国内生产净值（GNNP）4、可持续发展晴雨表（Barometer of Sustainability）5、 可持续经济福利指数（ISEW）6、以及真实发展指数（GPI）7等。在对生态状况的测量方 面，即用具体的生物物理指标来测量人类的发展是否处于生态系统的承载力范围内的研究 中，生态足迹模型是一种直观而综合的研究方法8。生态足迹方法即为一种可持续发展程度 的生物物理评价方法，提供了一个核算全球、

5、国家、地区以及个人对自然资本利用状况的简 明框架，通过测算人类对自然生态服务的需求与自然所能够提供的生态服务之间的差距，就 可以评价人类对自然资源的利用情况，从而较准确地判定评价对象的可持续发展程度和状况 9，10，11。本文取西北少数民族地区作为研究区，以新疆为例，基于生态足迹理论，通过对 新疆1985-2005年间的生态足迹和生态承载力及其结构进行动态分析，并对表征经济增长的 人均GDP与各类生物生产性土地足迹进行相关性分析，从中判定可持续发展的程度、状况以1本课题得到国家社会科学基金（项目编号：06BSH001）的资助。- 7 -及其驱动因素。最后，笔者将进行基于生态足迹的经济发展与环境

6、压力的关系分析，从中判定新疆地区研究期内经济发展与环境的关系，以期对政策的制定提供更科学的依据。2生态足迹方法理论及模型2.1 生态足迹方法简述2.1.1 生态足迹概念：生态足迹方法由Rees于1992年提出，并由Wackernagel（1996）进一步 完善，提出了生态足迹（ecological footprint）的概念，其定义是：任何已知人口（某个个人、 一个城市或一个国家）的生态足迹是生产这些人口所消费的所有资源和吸纳这些人口所产生 的所有废弃物所需要的生物生产性土地的总面积和水资源量9。2.1.2 两个基本认识：人类可以测算自身消费的绝大多数资源及其所产生的废弃物的数量；这些资源流和

7、废弃物流能够转换成相应的生物生产性土地面积（Biological productive area）。2.1.3 生物生产性土地类型划分：生态足迹方法根据生态生产力大小不同将生物生产土地划 分为6类：化石燃料用地、耕地、草地、林地、建筑用地和水域。2.1.4 各类生产性土地面积的加总：由于划分出的6类生物生产土地面积的生态生产力不同， 计算出的各类土地面积是不能直接加和的，生态足迹方法则引入了世界平均生产力和均衡因 子将6种不能直接加和的生物生产性土地面积进行折算使其具备可加性。2.1.5 生态承载力（ecological capacity）：由于不同国家或地区的资源禀赋不同，不仅单位面 积不同

8、类型土地的生态生产能力差异很大，而且单位面积相同类型生物生产面积的生态生产力也差异很大。因此，不同国家或地区的某类生物生产面积所代表的局地产量与世界平均产量的差异可以用“产量因子”（yield factor）表示。某个国家或地区某类土地的产量因子是 其平均生产力与世界同类土地的平均生产力的比率。2.1.6 生态系统状态判定依据：生态足迹理论从需求角度计算生态足迹的大小，从供给角度 研究生态承载力的大小，通过两者的差值来评价其生态系统可持续状况。当生态承载力大于 生态足迹时（即供给大于需求），表现为生态盈余（Ecological Surplus），表明人类对自然生 态系统的压力处于本地区所提供的

9、生态承载力范围内，生态系统是安全的，该地区当前发展 是可持续的；当生态足迹大于生态承载力时（即需求大于供给），表现为生态赤字（Ecological Deficit），表明这一地区的人们对本地区的自然生态系统所提供的产品和服务的需求超过了 其供给，为了满足需求人们会采取过度开发本地资源和大量进口产品和服务，这会产生一定 的外部性效果，本地区的生态系统就是不安全的，该地区当前的发展也是不可持续的12。2.2 生态足迹方法计算模型2.2.1 生态足迹计算模型：EF = N ef= N rj (aai ) = N rj (CiPi )(1)其中，i为消费商品和投入的类型；Pi为i种消费商品的平均生产能

10、力；Ci为i种商品的人 均消费量；aai为人均i种交易商品折算的生物生产性面积；N为人口数；ef为人均生态足迹； EF为总的生态足迹；rj为均衡因子。2.2.2 生态承载力计算模型：EC = N ec = N a j rj y j(2)其中，yj为产量因子；rj为均衡因子；aj为实际人均占有的第j类生物生产土地面积；N为人口数；ec为人均生态承载力；EC为总的生态承载力。3新疆维吾尔自治区1985-2005年生态足迹计算与分析3.1 研究区概况新疆位于我国西部边陲，面积166万平方千米，约占全国总面积的16，是我国行政面 积最大的省区。新疆是一个多民族聚集的地区，共有47个民族，其中维吾尔、汉

11、、哈萨克、 回、柯尔克孜、蒙古、塔吉克、锡伯、满、乌孜别克、俄罗斯、达斡尔和塔塔尔13个民族是 新疆的世居民族。新疆地域辽阔，但绿洲面积不大，气候干旱气温变化大，水资源总量丰富， 但时空分布不均；土地面积大，但林地面积小；土壤质量差且沙化严重。以上自然生态环境 特征决定了新疆在开发建设中，环境一旦被污染和破坏，将产生难以恢复和永久性的后果。 因此在经济活动中，必须重视新疆自然生态环境的基本特征，遵守自然规律，坚持可持续发 展。3.2 生态足迹计算的数据来源及参数选取本文数据搜集采用自上而下方式，生物资源消费数据、能源消费数据和人口数据均来自 新疆1986-2006年统计年鉴。均衡因子采用WWF

12、 living land report 2002数据，全球平均生物 产量采用联合国粮农组织1993年的世界平均产量的资料，便于进行区域间的比较。计算将能 源消费转化为化石能源土地面积时，采用全球平均单位化石燃料生产性土地面积的发热量为 基础，将新疆全区能源消费所消耗电热量折算成一定的化石能源土地面积。计算生态承载力 时，其中建筑用地面积采用世界平均水平，产量因子分别取：耕地、建筑用地为1.66，林地 为0.91，草地为0.19，水域为1.00，化石原料用地为09-12。3.3 结果与分析3.3.1 生态足迹及其结构变化分析应用生态足迹方法计算模型中模型（1），本文计算了1985-2005年间新

13、疆的生态足迹， 计算结果见图1。足迹（hm2/ 人）21.81.61.41.210.80.60.40.20耕地 林地 草地 水域能源用地 建筑用地年份图 1 1985-2005 年六类生物生产性土地人均生态足迹动态趋势Fig1 the ecological footprint during 1985-2005从生态足迹计算结果可以看出，研究期间全疆人均生态足迹需求从1985年的1.6613hm2/人上升到2005年的4.6445hm2/人，增加了2.9832hm2/人。在各类生物生产性土地中，耕地人 均需求从 0.5577hm2/ 人增加到了 1.2907hm2/ 人，增加了 0.733hm2

14、/ 人；林地人均需求由 0.1471hm2/人增加到了0.8824hm2/人，增加了0.7353hm2/人；草地人均需求由0.3499hm2/人增 加到了0.967hm2/人，增加了0.6171hm2/人；水域人均需求由0.0045hm2/人增加到了0.0272hm2/人，增加了0.0227hm2/人；化石燃料用地人均需求由0.595hm2/人增加到了1.4565hm2/人，增 加了 0.8615hm2/ 人；建 筑用地人均需求由 0.007hm2/ 人增加到了 0.0207hm2/ 人，增 加了 0.0137hm2/人。其中增长最快的为化石燃料用地需求，其次为林地和耕地需求。 从各类生物生产

15、性土地需求占人均总足迹需求比例来看，耕地比例由1985年的33.57%下降至2005年的27.79%；林地比例由8.86%上升至19.0%；草地比例由21.06%下降至20.82%，水域比例由0.27%上升至0.59%；化石燃料用地由35.82%下降至31.36%；建筑用地比例由0.42%上升至0.45%（图2）。这表明，研究期间生态足迹构成发生了变化，耕地、草地、化 石燃料用地生态足迹比例表现为下降，林地、水域、建筑用地需求比例表现为上升，然而， 化石燃料用地需求比例仍然处于最高位，可见，由于发展经济的需要，化石能源对经济的贡 献仍然处于首要地位。各类生物生产性土地需求占人均总足迹需求比例1

16、985200420032002200120002005 40302010019861987198819891990199119991998199719961995199219931994耕地 林地草地水域 化石燃料 建筑用地图 2 各类生物生产性土地需求占人均总足迹需求比例雷达图Fig2 the structure of ecological footprint during 1985-20053.3.2 生态承载力分析应用生态足迹方法计算模型中模型（2），本文计算了1985-2005年间新疆的生态承载力， 计算结果见图3。足迹（hm2/ 人）54.543.532.521.510.50生态足迹

17、 生态承载力 生态赤字年份图 3 新疆 1985-2005 年生态盈亏动态趋势Fig3 the ecological deficit of Xinjiang during 1985-2005 其中生态承载力已扣除 12%用于生物多样性保护。由图3 可知，人均生态承载力在1985-2005 年间总体呈下降趋势，但幅度不大，由1.5418hm2降低到1.5060hm2，降低了0.0358hm2，降低率为2.32%。这表明生态环境对人类的 供给作用正在不断减弱，这与人类活动对其造成的破坏有着直接关系。3.3.3 生态盈亏分析 通过生态足迹和生态承载力之间差值计算，即需求与供给的比较，得出整个生态系统

18、生态盈亏情况，生态盈亏趋势图见图3。 从生态盈亏计算结果可以看出，在21年研究期间，生态盈亏状况始终表现为生态赤字，且从1985年的0.1195hm2/人增加到了2005的3.1385hm2/人，增长了25倍。生态赤字处于惊人 的增长速度，表明新疆全区对本地区的自然生态系统所提供的产品和服务的需求超过了其供 给，且逐年加剧，生态系统处于过度开发状态，不安全性愈加明显。3.3.4 人均 GDP 与各类生物生产性土地足迹相关性分析 为进一步确定总生态足迹组成结构中各类生物生产性土地足迹对GDP贡献情况，文章对GDP与各类生物生产性土地足迹做了相关性分析。基本因子取人均GDP、人均耕地足迹、人 均林

19、地足迹、人均草地足迹、人均水域足迹、人均化石燃料足迹和人均建筑足迹这7个指标。 通过SPSS计算得出(结果见表1)，人均GDP与各类生物生产性土地足迹相关系数均大于 r0.001=0.6652，这说明它们之间不相关的概率只有=0.001，即0.1%，换句话说，它们之间 同向相关的概率高达99.9%。从相关系数计算结果中还可得出，人均草地足迹和人均化石燃 料足迹分别与人均GDP的相关系数为最高，高达0.995和0.9836，而人均耕地足迹与人均GDP 相关系数紧随其后，达0.9764。由此可知，新疆经济增长主要是依赖于畜牧业、重化工行业 以及种植业的发展。表 1 GDP 与各类生物生产性土地足迹

20、相关系数表Tab.1 the relationship between every kind of productive and ecological land area and GDP per capita相关系数人均 GDPef 耕地ef 林地ef 草地ef 水域ef 化石燃料ef 建筑用地人均 GDP1.00000.97640.91390.9950.94370.98360.9517ef 耕地0.97641.00000.83170.97470.96630.94450.9587ef 林地0.91390.83171.00000.91270.76550.92290.8014ef 草地0.9950

21、0.97470.91271.00000.93010.97250.9342ef 水域0.94370.96630.76550.93011.00000.92420.9697ef 化石燃料0.98360.94450.92290.97250.92421.00000.9405ef 建筑用地0.95170.95870.80140.93420.96970.94051.0000注：ef 耕地人均耕地足迹；ef 林地人均林地足迹；ef 草地人均草地足迹；ef 水域人均水域足迹；ef 化石燃料人均化石燃料足迹；ef 建筑用地人均建筑足迹。3.3.5 基于生态足迹的经济发展与环境压力关系分析选用新疆地区1985-20

22、05年人均GDP数据与本文生态足迹计算结果中人均生态足迹和人 均生态赤字数据，应用SPSS统计软件分别对人均生态足迹和人均生态赤字与人均GDP进行 曲线拟合，结果见图4(a、b)。54.543.532.521.510.50生态足迹（hm2/人）y = 6E-13x3 - 8E-09x2 + 0.0002x + 1.5179R2 = 0.9959GDP（元/人）生态赤字（hm2/人）3.532.521.510.50y = 9E-13x3 - 1E-08x2 + 0.0003x + 0.0345R2 = 0.9891GDP (元/人)0200040006000 800010000 12000 14

23、0000 5000 10000 15000ab图 4 新疆 1985-2005 经济增长与环境压力关系曲线图Fig4 the relationship between economic growth and environmental pressures由图4可知，新疆地区人均GDP分别与人均生态足迹和生态赤字三次多项式曲线拟合效果非常好，拟合优度R2均大于0.98，两者相关性十分明显，人均生态足迹和生态赤字随着人 均GDP水平的提高呈现出增长趋势。说明经济增长与环境压力的关系密切相关，新疆21年来 的经济发展使得新疆生态足迹快速增长，经济发展的环境压力也在不断加大，经济增长方式 是环境胁迫型

24、的。4总结本文将西北少数民族地区作为研究区，以新疆为例，通过对新疆1985-2005年间生态足 迹时间序列计算，得出新疆自1985年起人均生态足迹已经超过了人均生态承载力，不过此时 的生态赤字较小，为0.1195hm2/人，生态系统还基本处于较为稳定状态。但在研究期末，生 态赤字已达到了3.1385hm2/人，以惊人的速度增长了近25倍，表明新疆目前发展模式是一种 不可持续的模式，经济水平的提高是建立在资源过度开发的基础之上，同时环境恶化问题严 重，已形成“资源消耗高、环境污染重”的恶性格局。最后笔者通过GDP与各类生物生产性 土地足迹的相关性分析得知，与人均GDP的相关系数最高的依次为人均草

25、地足迹、人均化石 燃料足迹和人均耕地足迹，表明畜牧业、重化工行业以及种植业对新疆的经济发展起到主要 作用，同时也说明，长期的生态赤字增长源自于过度放牧、能源的过度开采以及过度开荒。 要改变新疆目前不可持续发展状态必须要对目前的发展模式进行改革，同时应该在提高土地 产出水平上多做工作。另外，笔者通过经济发展与环境压力关系分析得出，新疆21年来经济 增长与环境压力的关系密切相关，经济发展很大程度上是以牺牲环境为代价的。因此，目前 新疆应积极推行循环经济模式、实施清洁生产、发展有机产业、推行经济发展与环境协调的 战略模式、建立资源节约型消费体系等，改变环境污染加剧的态势，促使环境与经济的协调 发展，

26、实现环境友好型和谐社会。参考文献1 董国良. 东中西部地区产业结构对比分析及发展趋势J. 经纪人学报, 2006, (02). 2 夏永祥. 我国区域发展差距原因的分析J. 中国工业经济, 1994, (11): 57-61.3 张志强, 孙成权, 程国栋. 可持续发展研究: 进展与趋向J. 地球科学进展, 1999, 14(6): 589-595.4 HARTWICK J M.Natural resources,national accounting and economic deprivation J. Public Econ., 1990, 43:291-304.5 HARD P, BA

27、RG S, HODGE T. Measuring sustainable development:review of current practiceJ. OccasionalPaper Number17(IISD), 1997: 1-2, 49-51.6 CATANED B E.An index of sustainable economic welfare (ISEW) for ChileJ. Ecol. Econ., 1999, 28:231-244.7 HAMILTON C.The genuine progress indictor methodological development

28、s and results from AustraliaJ.Ecol. Econ., 1999, 30: 13-28.8 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: 8-10.9 Wackernagel M, Rees W E.Our Ecological Footprint: Reducing Human Impact on the EarthM. GabriolaIsland: New Society Publishers, 1996.10 Wackernagel M, Onisto L,Bello P, et al.National nat

29、ure capital accounting with the ecological footprint conceptJ. Ecological Economics, 1999, 29(3): 375-390.11 Wackernagel M, Lewan L, Hansson C B.Evaluating the use of natural capital with the ecological footprint:applications in Sweden and subegionsJ. Ambio, 1999, 28(7): 604-612.12 陈东景, 徐中民, 程国栋, 张志

30、强. 中国西北地区的生态足迹J. 冰川冻土, 2001, 23(2): 165.13 岳东霞, 李自珍, 惠苍. 甘肃省生态足迹和生态承载力发展趋势研究J. 西北植物学报, 2004, 24(3):454-463.14 新疆统计局. 新疆统计年鉴: 1986-2006 年. 北京: 中国统计出版社, 1986-2006 年.Dynamic Analysis of the Ecological Footprint of NorthwestEthnic Minority Region: A Case Study on XinjiangCHEN Xing-peng1,2, YANG Jing1, Z

31、HANG Zi-long1, XUE Bing1, GUO Xiao-jia11.College of Earth and Environment Sciences, Lanzhou University, Lanzhou, 730000;2. MOE Key Laboratory of Western Environmental Systems, Lanzhou University, Lanzhou,730000AbstractIn this paper, the theories and the calculation methods of ecological footprints a

32、re used to analyze the ecological footprint, its structure and ecological capacity of Xinjiang during 1985-2005.And then a model is established to analyze the relationship between every kind of productive and ecological land area and GDP per capita. Based on this, the author analyzes the development

33、 trend of the relationship between economic growth and environmental pressures. The results showed that: 1)The per capita ecological footprint of Xinjiang is constantly increasing, rising from 1.6613 hm2 in 1998 to 4.6445 hm2 in 2005, but the per capita ecological capacity is decreasing. So the ecol

34、ogical deficit increased year by year. The deficit of 2005 was 25 times that of 1983; 2)During the study period, the ecological footprint structure has changed. The proportion of the demands for farm land, grassland and fossil energy land decreased; 3)Xinjiangs economic development relies mainly on

35、animal husbandry, heavy chemical industry and agriculture; 4)Xinjiangs economic growth mode is environmentally threatening. The development of Xinjiang is pushed into an unsustainable state.Keywords: ecological footprint; system status; correlation analysis; environmentally threatening; Xinjiang.作者简介:陈兴鹏：男，1963 年生，甘肃庆阳人，教授，博士生导师，主要从事生态经济与资源环境 管理、循环经济、区域发展等研究与教学工作。杨静：女，1983 年生，新疆沙湾人，硕士研究生，主要从事生态经济与资源环境管理研究。