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关于生态模型传承力安全研究

2012-09-26

2数据整理与计算结果

2.1数据整理通过收集和整理,将全国及广东省1996~2008年间农业、林业、畜牧业和渔业的生物产量共计43个项目的动态数据,分别对应于耕地、林地、草地和水域,再按照《农业技术经济手册(修订版)》[13]的生物产品单位热值统计,将每种生物产品产量转化为能量的形式,并通过上述(2)、(3)式计算得到了历年全国各类土地的均衡因子与广东省的产量因子。其中,把水果对应的生物生产性土地归为耕地,耕地数据为原园地与耕地数据加总,草地面积为原牧草地与未利用地面积的总和,水域为其他农用地(即养殖水面和坑塘水面)与河流湖泊的面积之和。通常情况下,化石燃料排放的CO2是由林地吸收,因此化石燃料用地的均衡因子与林地相同,而建设用地的扩张通常是占用耕地,所以其产量因子与耕地相同。将广东省生物资源消费账户分为27项,能源消费账户分为20项,全国平均产量参照李智强相关研究中的数据[14],分别计算得到1996~2008年广东省各类土地利用的人均生态足迹和人均生态承载力。其中,由于化石燃料用地是通过转换成吸收CO2的林地面积核算的,为不重复细算林地生态承载力,将化石燃料用地的生态承载力记为0,建设用地的生态承载力与其生态足迹相同。计算数据分别来源于《中国统计年鉴》(1997~2009)[15]、《广东农村统计年鉴》(1997~2009)[16]、《中国能源统计年鉴》(1997~2009)[17]和广东省土地变更调查统计资料[18]。

2.2计算结果与分析

2.2.1均衡因子基于“国家公顷”的土地均衡因子如表1所示,我国单位面积耕地的相对平均生产力最高,其次是林地、水域和草地,随着近年来土地利用结构和生物性生产作物结构的变化,耕地相对平均生产力总体呈现下降趋势,草地和水域的相对平均生产力则不断增加。

2.2.2产量因子1996~2008年广东省各类土地的产量因子如表2所示,由表中数据可见,广东省各类土地产出水平较高,其中林地的产量水平与全国平均水平相当,耕地、草地、水域的产量水平均高于全国平均水平,13年间的平

2.2.3人均生态足迹通过计算,得到1996~2008年间广东省各类土地的人均生态足迹如表3所示,广东省人均生态足迹呈现出先下降再上升的总体态势,其中各地类人均生态足迹所占比重及其变化趋势又各有不同。耕地人均生态足迹呈现明显的下降趋势,从1996年的0.6075nhm2?人-1下降到2007年的0.4186nhm2?人升幅度高达103.37%,说明城镇化的迅速发展推动了广东省生产生活中能源消费的迅速增加,需要留作吸收CO2的化石燃料用地需求也在逐步扩大。另外,人均草地生态足迹与人均水域生态足迹也呈现出持续增长的态势,分别从1996年的0.0003nhm。从整体构成比重来看,耕地人均生态足迹占总生态足迹的比重在下降,而草地、水域和化石燃料用地的人均生态足迹占总生态足迹的比重在持续上升,林地与建设用地的人均生态足迹比重呈现上升且有微弱波动的趋势。综合上述人均生态足迹变化可知,随着社会经济的发展,1996~2008年期间广东省的消费结构发生了一定的变化,对粮食作物的依赖程度正在逐渐减小,对水果和水产品的消费正在逐步增加,对建筑用地与能源的需求逐步提高。

2.2.4人均生态承载力1996~2008年广东省人均生态承载力组成及变化数据如表4所示,土地利用总生态承载力波动较大但总体呈现下降趋势,其中人均耕地生态承载力的比重最大,其总体下降趋势也最为明显,从1996年的0.4300nhm2?人-1下降到2008年的0.3061nhm2?人-1,占人均生态承载力的比重由72.24%下降到65.74%;人均建筑用地的生态承载力比重从24.19%上升至29.40%,显示出微弱的上升态势,同时,牧草地和水域的人均生态承载力也均呈现出微弱的上升趋势,分别从1996年的0.0010nhm,而林地的人均生态供给却持续下降,由0.0104nhm2?人。由此可见,建筑用地的扩张和农业内部产业调整带动的土地利用结构调整是导致1996~2008年广东省人均生态承载力变化的主要原因。在扣除12%的生物多样性预留地的前提下,将人均生态承载力与人均生态足迹相减,得到表5中广东省各类土地的人均生态盈余/赤字。数据结果显示,人均耕地、林地和建设用地持续出现供给赤字,其中人均耕地供给赤字在1996~2005年间呈现下降趋势,并在2005年出现微弱的供给盈余,而后又持续出现赤字;在其他地类中,林地人均生态赤字显著上升,建设用地的人均生态赤字持续波动但变化不大,与此同时,草地与水域的生态供给由盈余转向赤字,并不断扩大。总体而言,1996~2008年间广东省生态土地供给持续赤字,人均生态赤字呈现先下降后上升的趋势。行为效应大约滞后两年。

3结论

本文通过计算国家公顷定义下各类土地的均衡因子和广东省的产量因子,得到了1996~2008年年间广东省人均生态足迹和人均生态承载力,从国家尺度上更准确的衡量了广东省土地供需量的变化。与传统全球尺度的生态足迹模型(均衡因子与产量因子均引用瓦克纳格尔等人的值)[1]结果相比较(如图2),国家公顷生态足迹模型缩小了全球模型中因忽略区域土地生产力差异性而引起的误差,更精细的突出了人均生态足迹逐年的变化趋势,而人均生态赤字计算结果也有较大的区别。从变化趋势上看,由全球公顷模型计算的人均生态赤字从1997年起呈现不断上升的趋势,尤其是在2003~2005年期间飞速上升,而国家公顷模型计算得到的人均生态赤字在研究期间经历了先下降后上升的过程,且波动幅度和变化范围较小;从人均生态赤字数值结果来看,全球公顷计算结果相对国家公顷计算结果较大,前者为后者的6倍左右,由此进一步证明了全球尺度计算得到的土地供需量相对于国家尺度的计算结果有较大的误差。虽然国家公顷生态足迹模型计算得到的人均生态赤字相对全球尺度的计算结果较小,但是在研究时段内广东省人均土地生态供给依然持续呈现赤字状况,说明1996~2008年间广东省社会经济发展过于依赖自然生态资源,导致其透支现象明显,而生态赤字的累积性和自然生态功能恢复的长久性必然导致区域发展处于不可持续状态。另一方面,在人均收入增加引起人均生态赤字增长的同时,也对未来减缓生态赤字起到了一定的作用,说明广东省在经济发展的同时,对生态环境的保护行为有一定的效果但效应有所滞后。因此,广东省在协调人口、经济社会和生态环境均衡发展方面仍需进一步深入实施转变经济增长方式、提升自主创新水平、倡导企业和个人的绿色消费行为等关键举措。低。评价结果还显示,广州市在生态文化建设方面有待提升,其生态文化准则层得分较低的原因主要因为公众调查中对城市环境的满意率不尽如人意,且大专以上受教育人口比例不高,且其生态制度方面的建设也有待加速。4结论城市生态文明建设的评价方法研究是我国生态文明建设过程中的一项重大实际需求,也是目前学界的研究热点之一。本文以经济发达城市为研究切入点,按照其生态文明建设的现阶段特征,使用层次分析法原理构建了包含37项单项指标的经济发达城市生态文明建设评价指标体系,并用北上广深等一线城市数据对评价体系进行了时序数据和横截面数据的案例应用,验证了模型的有效性和实用性。评价结果显示,深圳在2001~2010年生态文明建设水平逐步提高,特别是生态环境和生态制度建设方面进步显著,4个一线城市中,深圳市生态文明建设水平相对较优,下一阶段,北京市需要在生态环境方面,广州市需要在生态文化和生态制度方面加强建设力度。本研究既可为经济发达城市提供生态文明建设评价技术,也可为我国其他类型地区生态文明指标体系研究提供参考和借鉴。限于笔者水平所限,评价体系在指标选取如何更具操作性、归一化限值如何更具客观性、评价指数的表达如何更具权威性方面仍存在一定不足之处,还需要进一步改进和完善。

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