第24卷第3期河南科學Vol.24 No.32006年6月HENAN SCIENCEJun. 2006文章編號: 1004-3918 (2006)03- -0453-04河南省生態(tài)承載力定量評估張瑜英(鄭州大學環(huán)境與水利學院，鄭州450002)摘要: 生態(tài)足跡分析法通過對人類對自然的利用程度的測度,來確定區(qū)域的發(fā)展是否處于生態(tài)承載力范圍之內，是近年來國內外影響較大的一種可持續(xù)發(fā)展評估新方法。采用生態(tài)足跡模型,選擇1995. 2000和2003年作為代表年，對河南省生態(tài)足跡進行實證計算;并對河南省人均生態(tài)足跡和人均生態(tài)承載力進行對比分析,揭示河南省可持續(xù)發(fā)展制約因子;分析不同土地類型足跡的變化對河南省生態(tài)環(huán)境的影響效應.關鍵詞:生態(tài)足跡模型;生態(tài)承載力;定量評估;河南省中圖分類號: S文獻標識碼: A生態(tài)足跡概念是由加拿大生態(tài)經濟學家WilliamRees和其博士生Wackenagel于20世紀90年提出并逐步完善的一種用以衡量可持續(xù)發(fā)展的生物物理方法.21.它是指能夠持續(xù)地提供資源或消納物的、具有生物生產力的地域空間。生態(tài)足跡的計算基于以下假定:(1)人類可以確定自身消費的絕大多數(shù)資源及其所產生的廢棄物的數(shù)量;(2)這些資源和廢棄物流能夠轉換成相應的生物生產面積。因此,任何已知人口(某個個人、一個城市或一個國家)的生態(tài)足跡是生產這些人口所消費的所有資源和吸納其所產生的所有廢棄物所需要的生物生產總面積(包括陸地和水域).模型主要計算公式如下:EF=N.ef=N.rA;=Zr(P+l-E)/(Y,xN) (j=1,2,..6)其中:i為消費項目類型; j為生物生產面積類型; ef為人均生態(tài)足跡(hm?); r,為均衡因子;A;為由第i種消費項目折算的人均占有的生物生產面積(人均生態(tài)足跡分量);P為第i種消費項目的年生產量;1為第i種消費項目的年進口量;E;為第i種消費項目的年出口量;Y;為生物生產性土地生產第i種消費項目的世界年平均產量(kg/hm);N為人口數(shù).所謂生物生產性土地,是指能夠使生物從外界環(huán)境中吸收物質和能量并轉化為新的物質從而實現(xiàn)物質和能量的積累的所有土地或水域的面積，它為各類自然資本提供了統(tǒng)-的度量基礎.根據(jù)生產力大小的差異,地球表面的生物生產性土地可分為6大類:化石能源用地、耕地、牧草地、林地、建筑用地和水域4.生態(tài)足跡模型中,生態(tài)承載力(ecological capacity)的計算基于以下公式:EC=N.ec=N. (a;Xr;Xy;) (j=1,2,3..6)其中:ec為人均生態(tài)承載力(hm?/人);a;為人均生物生產面積;N、r;意義同上; y;為產量因子(由于不同國家或地區(qū)的資源稟賦不同,不僅單位面積不同類型土地的生態(tài)生產能力差異很大,而且單位面積相同類型生物生產面積的生態(tài)生產力也差異很大,因此,不同國家或地區(qū)的某類生物生產面積所代表的局地產量與世界平均產量的差異可以用“產量因子"(yieldfactor)表示.某個國家或地區(qū)某類土地的產量因子是其平均生產力與世界同類土地的平均生產力的比率).1模型應用河南省概況河南省地處中原，黃河流域中下游,位于東徑110921'-1 16939' ,北緯31°23'-36*22' ;包括省轄市和縣級市，全省共有城市38個:2003年，全省總人口9667萬人，總土地面積16.7 萬km?;全年平均氣溫12.0-15.49C,年降水總量762- 1603mm.1.2生態(tài) 足跡計算中國煤化工主要來源于河生態(tài)足跡計算主要由生物資源消費、能源消費和貿易調整3部YHCNMHG收稿日期: 2006-03- 01基金項目:中科院知識創(chuàng)新工程項目(KZCX1-10-04)作者簡介:張瑜英(1970-),女,鄭州大學講師,西安理工大學博士研究生.主要研究方向為資源環(huán)境可持續(xù)發(fā)展與利用.-454-河南科學第24卷第3期南省2003年國民經濟統(tǒng)計資料,如匯編、年鑒4等.由于生態(tài)足跡可跨越地區(qū)界限，在生物資源和能源的消費額中需進行貿易調整,能源部分貿易調整采用如下公式:N;=M;x(H;/G;)x W;式中:W;為河南省i種商品貿易的凈價值量;H;、G;分別為該類商品的凈貿易的實物量和價值量;M;為該類商品的能源密度;N;為i種商品的能源攜帶量.為簡化計，僅將計算結果計入最終的總生態(tài)足跡中，由于篇幅所限,三大部分的具體計算表據(jù)省略. .將上述生物資源足跡、能源足跡以及貿易調整三部分,按照6類生物生產性土地類型,進行歸類匯總,可得2003年河南省生態(tài)足跡及生態(tài)承載力計算結果，見表1.表1河南省2003年生態(tài)足跡與生態(tài)承載力計算結果Table 1 Eco- footprint and eco- -capacity of Henan province in 2003生態(tài)足跡生態(tài)承載力人均面積均衡面積/均衡面積土地類型均衡因子均衡因子產 量因子/hm/cap)(hm2/cap)/(hm/cap)hm?/cap)耕地0.23652.80.66220.074 .1.660.344林地0.06031.10.06630.03.10.910.0300草地1.12180.0.56090.000151.50.190.0000化石能源用地0.23771.0.2615CO2吸收建筑用地0.02900.08120.02170.1009水域0.13890.20.02780.004.20.0008人均生態(tài)足跡1.6599人均生態(tài)承載力0.475扣除12%生物多樣性保護面積0.0571可利用人均生態(tài)承載力0.4186人均生態(tài)赤字1.24131.3計算結果分 析由表1可看出，總體上,河南省2003年的人均生態(tài)足跡(需求)為1.660hm,而實際生態(tài)承載力(供給)為0.419hm?,前者為后者的4倍，人均生態(tài)赤字為1.241hm2. 表明區(qū)域人口對自然的影響較大的超出了其生態(tài)承載力的范圍，說明河南省的發(fā)展處于一一種不可持續(xù)的狀態(tài)。從足跡供需結構上看,需求主要以耕地、草地和能源用地為主,三者之和占總足跡的90%,分別達40%、34%和16%,說明河南省人民生活消費主要依靠種植業(yè)、畜牧業(yè)和能源;而生態(tài)足跡供給則以耕地和建筑用地為主，占總供給的93%,區(qū)域生態(tài)足跡供需結構存在不對稱性;耕地、林地、草地、能源用地及水域的人均生態(tài)赤字分別為0.318hm2 、0.036hm2、0.561hm2 .0.262hm2和0.027hm?,分別占人均生態(tài)赤字總量的26%、3%、45%、21%和2%;建筑用地存在人均0.020hm2的生態(tài)盈余;草地赤字率最大,其次為耕地和能源用地,林地和水域最小.2足跡承載力對比及其對區(qū)域生態(tài)環(huán)境的影響效應選擇1995、2000 及2003年作為代表年.結合有關數(shù)據(jù)資料5.0,對河南省1995、2000及2003年的生態(tài)足跡進行了相似計算.現(xiàn)將3個代表年份的生態(tài)足跡與生態(tài)承載力計算結果進行匯總，列于表2.表21995、2000及2003年河南省生態(tài)足跡與生態(tài)承載力對比Table 2 Contrast on eco-footprint and eco- -capacity of Henan province in 1995, 2000 and 2003生態(tài)足跡(hm/cap)生態(tài)承載力(hm?/cap)類型1995年.2000年2003年1995年2003年.0.45090.54980337_0.3440.17650.0302中國煤化工0.0300.34180.466MYHCNMHGo.00化石能源0.23610.241500.03820.05760.00710.040.01520.0244 .0.00040.00052006年6月河南省生態(tài)承載力定量評估2.1 近年來足跡變化分析將河南省1995.2002以及2003年的人均生態(tài)足跡進行對比見圖1.由圖知，近年來除林地外,河南省其他生物生產土地類型的人均生態(tài)足跡總體上均具有逐年遞增的動態(tài)特征,這說明隨著區(qū)域的發(fā)展,河南省人口對自然資源的消費和依賴呈增強之勢,對生態(tài)環(huán)境的影響也越來越大;其中以耕地、草地和化石能源地為主要消費來源用地,林地和建筑用地次之,最后為水域.由于河南省草地資源的缺乏,實際上,-部分畜產品是由耕地提供的農作物、飼料等轉化而來,因此河南省較大的草地足跡需求也有相當部分來源(轉嫁)于耕地(由于不同區(qū)域尺度上次級生產過程差異較大,在確定生態(tài)足跡類型時，初級產品很容易分解在耕地、草地和林地中,而對次級產品的分解則比較困難,因此該部分難以準確定量).因此河南省耕地需求壓力更大.對耕地的過度開發(fā)利用是造成河南省生態(tài)環(huán)境壓力的主要因素,也是河南省生態(tài)惡化和環(huán)境破壞的重要原因.人多地少，人地關系緊張是河南省可持續(xù)發(fā)展的嚴重制約因子.Q 1995年.6圖2000年含0.50 2003年! 0.4賞0.3-0.1-r]耕地林地草地化石能源建筑用地水城圖11995、2000及2003年河南省生態(tài)足跡比較Fig.l Contrast on eco- fotprint of Henan province in 1995, 2000 and 20032.2承載力對比以及區(qū)域生態(tài)環(huán)境問題分析圖2所示為河南省3個不同代表年份的6類生物生產性土地類型的生態(tài)承載力對比情況.0.4p0.35-0.3- I口2003年0.25- I.20.15-0.1外0.05-耕地林地草地CO,吸收建筑用地水域圖2 1995、2000及2003年河南省生態(tài)承載力對比Fig.2 Contrast on eco-capacityt of Henan province in 1995, 2000 and 2003由圖2可知,河南省生態(tài)承載力(足跡供給)90%以上來源于耕地，耕地為區(qū)域人口提供了絕大多數(shù)的生物生產量,其次為建筑用地和林地:相比之下,草地和水域的人均承載力幾乎為0(人類并沒有留出用于CO2吸收的化石能源地) ,這與河南省龐大的人口數(shù)量以及其特有的地理位置、氣候、自然特點有極大關系。從另一角度上,這也客觀決定了河南省多年來農業(yè)結構的單--性和林、草、水資源的脆弱性。因此,如何調整和優(yōu)化河南省林、草和水域面積結構,降低人口不斷增長對耕地的過度開發(fā)與利用，綜合提高河南省生態(tài)承載力以及資源利用效率,實現(xiàn)資源合理配置和提倡節(jié)約用水具有巨大現(xiàn)實意義.另外,從河南省近年來的生態(tài)承載力對比情況看,耕地、林地和廣V”中國煤化工其中建筑用地增加速度大于前兩者,這與隨著社會經濟的發(fā)展,河南省城市化速度THCN M H城市化導致城市區(qū)域不斷擴張，城市(鎮(zhèn))建筑規(guī)模和面積不斷增大,城鄉(xiāng)界限日益懼糊;阿時,城巾化也會引起城鄉(xiāng)建筑用地擠占生態(tài)環(huán)境用地,工農業(yè)生產和居民生活用水擠占生態(tài)環(huán)境用水等矛盾.因此合理的城市化規(guī)模與速度必將極大促進區(qū)域環(huán)境與生態(tài)的健康發(fā)展.-456-河南科學第24卷第3期3思考與建議河南省作為人口和農業(yè)大省,地處內陸,經濟社會發(fā)展相對落后,自然資源相對不足。在新的世紀,為實現(xiàn)區(qū)域發(fā)展與生態(tài)環(huán)境建設雙贏，做到以下幾個方面是十分重要的:(1)嚴格控制人口增長.(2)提高科技水平,高效利用現(xiàn)有資源存量.(3)改變人們的生產和生活消費方式，建立資源節(jié)約型的社會生產和消費體系。(4)適當進口資源密集型產品",降低資源消耗速度.(5)合理配置自然資源,調整和優(yōu)化產業(yè)結構。(6)加強合理的城市化建設.參考文獻: .[1] Rees W E. Ecological footprint and appropriated carrying capacity: what urban economics leave out [J]. Environment Urban.1992, 4(2);120- 130.2] M Wackernagel, Rees W. Our Ecological Footprint- -Reducing Human Impact on the Earth [M]. Gabriola Island, BC: NewSociety Publishers, 1996: 61-83.3] 楊開忠,楊詠,陳潔.生態(tài)足跡分析理論與方法[D.地球科學進展, 2000, 15(6): 630- -636.4] 河南統(tǒng)計局河南省統(tǒng)計年鑒2004 [4]. 北京:中國統(tǒng)計出版社, 2004.5] 河南統(tǒng)計局.河南省統(tǒng)計年鑒1995 [4.北京:中國統(tǒng)計出版社1995.[6]河南統(tǒng)計 局.河南省統(tǒng)計年鑒2000 [4.北京:中國統(tǒng)計出版社, 2000.7] 王如松.資源、環(huán)境與產業(yè)轉型的復合生態(tài)管理J].系統(tǒng)工程理論與實踐, 2003,2: 125-132.Evaluation on Ecological Capacity of Henan ProvinceZHANG Yu-ying(Department of Hydraulic & Environmental Engineering, Zhengzhou University, Zhengzhou 450002, China)Abstract: The eco-footprint analysis (EFA) is a new model of sustainable development evaluation based onmeasuring quantitatively nature resource utilized, whether the development of region stays within the eco-carryingcapacity or not is judged by this way. Taking Henan Province as an example, the eco-footprint of this Province in2003 was calculated and analyzed. Taking 1995, 2000 and 2003 as typical dates, the eco-footprint and eco-capacity of Henan province were analyzed with the relative literature， and the factors which restricts thesustainable development of Henan province were put forward; at the same time，the effect caused by the changesof 6 kinds of eco-footprint was illuminated too on the environment of Henan province.Key words: eco-footprint model; ecologyical capacity; quantitatively evaluation; Henan Province中國煤化工MHCNMH G