鄂西生態(tài)文化旅游圈生態(tài)足跡動態(tài)分析

賀申泰

(湖北民族學院 科技學院，湖北 恩施 445000)

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鄂西生態(tài)文化旅游圈生態(tài)足跡動態(tài)分析

賀申泰

(湖北民族學院 科技學院，湖北 恩施 445000)

摘要：：在對Landsat TM影像進行監(jiān)督分類得到土地利用利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù)的基礎上，利用生態(tài)足跡模型，通過對湖北省鄂西生態(tài)文化旅游圈8個市(區(qū))2000年、2007年、2012年三個年份的生態(tài)消費量和承載量進行了計算，分析數(shù)據(jù)得出2000-2012年鄂西圈生態(tài)變化的整體趨勢.研究表明，生態(tài)足跡與GDP相關系數(shù)為0.775，呈顯著正相關；與人口的相關系數(shù)為0.937，為高度正相關；鄂西圈各市(區(qū))的GDP與人口的相關系數(shù)為0.733，也呈顯著正相關.因此可以推測鄂西圈各市(區(qū))產(chǎn)業(yè)模式主要為勞動密集型、資源消耗型，這將不利于區(qū)域的可持續(xù)發(fā)展.同時，鄂西圈各市生態(tài)足跡大體呈逐年增長趨勢，而生態(tài)承載力各年基本保持不變狀態(tài).且鄂西圈各個市(區(qū))均呈生態(tài)赤字，生態(tài)壓力大，并且有赤字逐年加大的情況.

關鍵詞：生態(tài)足跡；生態(tài)承載量；動態(tài)分析；鄂西生態(tài)文化旅游圈

生態(tài)足跡是20世紀90年代初由加拿大生態(tài)經(jīng)濟學家William Rees提出的一種度量可持續(xù)發(fā)展程度的方法[1]，是一組基于土地面積的量化指標，而后一些專家學者對模型進行了改進[2-5]，其應用范圍越來越廣，取得了一系列成果[6-9]，尤其是應用于定量生物生產(chǎn)角度，使其成為可持續(xù)發(fā)展評估研究的一項重要內(nèi)容[10-11].自2008年底湖北省鄂西生態(tài)文化旅游圈建立以來，鄂西圈的經(jīng)濟社會發(fā)展取得了越來越顯著的成果[12-13].在經(jīng)濟發(fā)展的同時，對鄂西圈生態(tài)的研究也越來越被人們所重視，但是目前專門針對鄂西圈的生態(tài)研究的成果還相對較少，鄂西圈的生態(tài)仍然有待學者們的研究發(fā)掘[14-18].

對于鄂西生態(tài)文化旅游圈的建設，有學者指出，建設“鄂西生態(tài)文化旅游圈”是鄂西發(fā)展的機遇，但面臨著嚴重的生態(tài)環(huán)境挑戰(zhàn).鄂西雖然森林覆蓋率增長，但森林的總蓄積量非常低.“鄂西生態(tài)文化旅游圈”建設存在農(nóng)村產(chǎn)業(yè)制約和環(huán)境保護重視不夠等問題.因此，本文專門針對鄂西圈的基本生態(tài)環(huán)境進行研究分析，探討鄂西圈建設中的生態(tài)情況.

本文利用生態(tài)足跡模型，計算了生物資源的生態(tài)足跡以及能源的生態(tài)足跡，并利用遙感解譯得到了鄂西圈的土地利用數(shù)據(jù)，跨年度對鄂西圈各市(區(qū))的生態(tài)狀況進行了橫向?qū)Ρ?各個市(區(qū))之間)和縱向分析(2000-2012年)，解釋其中的原因并提出了合理的建議，這將對整個鄂西圈的建設與可持續(xù)發(fā)展具有現(xiàn)實的意義.

圖1　鄂西在全國的地理位置Fig.1　The west of Hubei Province in the national geographic location

圖2　鄂西在湖北省的地理位置Fig.2　The location of the west of Hubei Province

1　研究區(qū)概況

鄂西生態(tài)文化旅游圈以宜昌、襄陽等城市為中心，以長江三峽、武當山、神農(nóng)架等旅游景區(qū)為核心，包括宜昌、神農(nóng)架、荊州、恩施、襄陽、十堰、荊門、隨州等8個市(州、林區(qū))，人口總量、版圖面積分別占湖北省的50%和70%.這里是湖北省生態(tài)和文化旅游資源既豐富又集中的地區(qū)，在湖北省占有重要地位.共有世界級生態(tài)和文化旅游資源3處(神農(nóng)架為國際“人與生物圈”保護區(qū)網(wǎng)成員，武當山古建筑群和明顯陵為世界文化遺產(chǎn)，湖北省僅此3處).有國家級生態(tài)旅游資源32處(湖北省46處)，有國家級文化旅游資源97處(湖北省144處)，共有旅游景區(qū)291處(湖北省443處)，其中4A以上景區(qū)22處(湖北省37處).2008年，湖北省正式建立鄂西生態(tài)文化旅游圈，鄂西的經(jīng)濟得到了快速的發(fā)展，本研究區(qū)域如下圖1[17]、2所示.

2　數(shù)據(jù)來源及研究方法

2.1　數(shù)據(jù)來源

本文研究使用的數(shù)據(jù)包括2000年、2007年、2012年的湖北省鄂西圈8市州的生物資源生產(chǎn)量和能源消費量、人口數(shù)據(jù)、國民生產(chǎn)總值數(shù)據(jù)、土地利用數(shù)據(jù)、世界相關生物資源單位面積生產(chǎn)量數(shù)據(jù)、化石能源轉(zhuǎn)化系數(shù)以及基于凈初級生產(chǎn)力測算出的湖北省生態(tài)足跡產(chǎn)量因子與平衡因子.生物資源生產(chǎn)量和能源消費量、人口數(shù)據(jù)、國民生產(chǎn)總值數(shù)據(jù)均來自《湖北統(tǒng)計年鑒》(2001年、2008年、2013年)、《湖北農(nóng)村統(tǒng)計年鑒》(2001年、2008年、2013年)以及各個市的統(tǒng)計年鑒.世界相關生物資源單位面積生產(chǎn)量數(shù)據(jù)、化石能源轉(zhuǎn)化系數(shù)以及基于凈初級生產(chǎn)力測算出的湖北省生態(tài)足跡產(chǎn)量因子與平衡因子由查閱文獻獲得[18-19].

采用ENVI對鄂西圈八個市三年的Landsat TM(United States Gedogica Survey 2000年、2007年、2012年數(shù)據(jù))影像進行監(jiān)督分類(如下圖3、4)，得到鄂西圈各市土地利用數(shù)據(jù).采用Microsoft Excel 2010進行數(shù)據(jù)處理及圖表制作.利用SPSS進行因子的相關性分析，利用ArcGIS進行專題地圖的制作.

2.2研究方法

2.2.1生態(tài)足跡模型生態(tài)足跡是將任何已知人口(某個個人、國家或者區(qū)域)消費的所有資源及生產(chǎn)的廢棄物轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)這些資源所需要的生物生產(chǎn)性面積和水域面積的總和.包括化石燃料地、耕地、林地、草地、建筑用地和水域面積等6類生物生產(chǎn)面積[20-21]，其基本公式為：

(1)

式中：Aj為第j類生產(chǎn)性土地的面積；j=0,1,2,3,4,5分別代表以上六種土地類型；n為該土地類型所涉及的產(chǎn)品數(shù)目；eFj為第j類土地類型的均衡因子；Ci為第i類產(chǎn)品的資源消費量；EPi為第i類產(chǎn)品的單位面積產(chǎn)量；Pi為第i類產(chǎn)品的資源生產(chǎn)量；Ii為第i類產(chǎn)品的資源進口量；Ei為第i類產(chǎn)品的資源出口量.

圖3　監(jiān)督分類前的荊門市 圖4　監(jiān)督分類后的荊門市Fig.3　Prior to supervised classification in Jingmen City Fig.4　After the supervised classification in Jingmen City

耕地林地建筑用地水域草地化石燃料地1.110.831.110.490.630.83

表2　基于凈初級生產(chǎn)力的湖北省產(chǎn)量因子(hm2·cap-1)

均衡因子是為了使不同類型的土地轉(zhuǎn)換為可以相互比較的土地.因為研究區(qū)域為鄂西圈，相對較小，故本文不采用wwf傳統(tǒng)因子的中國均衡因子，而是采用基于凈初級生產(chǎn)力測算出的湖北省生態(tài)足跡均衡因子(詳見表1).生態(tài)足跡包括生物資源消費的生態(tài)足跡、能源消費的生態(tài)足跡以及貿(mào)易所產(chǎn)生的生態(tài)足跡.由于篇幅限制，本文中僅計算了生物資源消費的生態(tài)足跡與能源消費的生態(tài)足跡.同時，由于缺乏鄂西圈各市進出口及國內(nèi)貿(mào)易量完整且準確的詳細數(shù)據(jù)，本文中用當?shù)氐纳镔Y源產(chǎn)量代替生物資源消費量，進行生態(tài)足跡的計算.計算公式如下：

(2)

2.2.2生態(tài)承載量模型生態(tài)承載量包括耕地、林地、草地、水域、建筑用地以及化石能源用地.其計算公式為：

(3)

式中：aj為第j類生產(chǎn)性土地的實際面積；yFj為第j類土地類型的產(chǎn)量因子，這里同樣取基于凈初級生產(chǎn)力的湖北省生態(tài)足跡產(chǎn)量因子(詳見表2)；eFj為均衡因子；bd為保護生物多樣性而排除的生態(tài)用地面積比例；AR為該地區(qū)自然保護區(qū)所占國土面積；AL為該地區(qū)國土面積.

2.2.3人均生態(tài)足跡總生態(tài)足跡除以其總人口數(shù)，即為人均生態(tài)足跡.同理，可得人均生態(tài)承載量.

(4)

(5)

2.2.4萬元GDP生態(tài)足跡萬元GDP生態(tài)足跡可用來衡量一個區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展中每增加一個單位的GDP所需消耗的生態(tài)資源的多少.其算法為總生態(tài)足跡除以其萬元GDP，即為萬元GDP生態(tài)足跡.公式如下：

(6)

3　數(shù)據(jù)分析

3.1　鄂西圈生態(tài)足跡分析

表3中顯示的是鄂西圈2000年、2007年、2012年三年的人均資源消費的生態(tài)足跡.而圖5是根據(jù)鄂西圈各市的總生態(tài)足跡繪制出的歷年各市的資源消費的生態(tài)足跡的趨勢，圖6是鄂西圈總體的生態(tài)足跡變化趨勢.分析圖表，可以發(fā)現(xiàn)鄂西圈各市以及鄂西圈總體的生態(tài)足跡基本上均呈逐年遞增趨勢.這說明隨著經(jīng)濟社會的發(fā)展，鄂西圈各市對生態(tài)環(huán)境的消費量越來越大.在研究區(qū)間中，鄂西圈對草地和水域這兩個土地類型的消耗量增長的最明顯，對建筑用地和林地的消耗量則變化不明顯.這說明隨著人們生活水平的提高，人們對禽肉類和魚類的消費量的增長顯著大于對于蔬果林木的消費量增長.同時，鄂西圈各市的生態(tài)足跡也存在較大差異.鄂西圈各市中對生態(tài)的消耗量最大的為襄陽，相對較少的為神農(nóng)架和隨州地區(qū).利用SPSS進行相關性分析后，發(fā)現(xiàn)生態(tài)足跡與GDP的pearson相關系數(shù)為0.775，呈顯著正相關.與人口的pearson相關系數(shù)為0.937，為高度正相關.因此，可以分析神農(nóng)架地區(qū)的生態(tài)足跡較小與其經(jīng)濟發(fā)展較慢，人口較少等因素有關.同時，鄂西圈各市的GDP與人口的pearson相關系數(shù)為0.733，也呈顯著正相關，因此可以推測鄂西圈各市經(jīng)濟發(fā)展主要是倚靠勞動力數(shù)量的，也就是說其經(jīng)濟發(fā)展模式主要為勞動密集型、資源消耗型產(chǎn)業(yè)，這將不利于可持續(xù)發(fā)展.

表3　鄂西圈各市生態(tài)足跡表(hm2·cap-1)

圖5　鄂西圈各市總生態(tài)足跡趨勢圖　　　圖6　鄂西圈生態(tài)足跡趨勢圖Fig.5　Western Hubei circle cities thetotal ecological footprint of trend graph　　　Fig.6　In western Hubei ecological footprint trend chart

3.2　鄂西圈生態(tài)承載量分析

從表4可以發(fā)現(xiàn)，鄂西圈各市在2000-2012年之間的生態(tài)承載量基本處于稍有波動但大體不變的狀態(tài)，而鄂西圈總體的生態(tài)承載量則呈緩慢增加的趨勢(詳見圖7、圖8).鄂西圈各市中生態(tài)承載量大小的排名依次為十堰、恩施、宜昌、襄陽、荊州、荊門、隨州、神農(nóng)架.隨州、神農(nóng)架地區(qū)的生態(tài)承載量較小可能與其區(qū)域面積較小有關.

圖7　鄂西圈各市承載量變化圖 圖8　鄂西圈總承載量圖Fig.7　Western Hubei circle cities load variation Fig.8　The total capacity of Western Hubei circle diagram

3.3　鄂西圈生態(tài)赤字盈余情況分析

從表5可以發(fā)現(xiàn)，鄂西圈總體以及各市在2000年至2012年間的生態(tài)赤字逐年加大.這說明經(jīng)濟社會的發(fā)展給生態(tài)造成的壓力越來越大了.用ArcGIS制作了鄂西圈生態(tài)盈余的專題地圖，圖中顏色越深表示生態(tài)赤字越大.由圖9中的三張地圖對比也可以發(fā)現(xiàn)，鄂西圈各市間的生態(tài)狀況存在較大差異，神農(nóng)架地區(qū)生態(tài)壓力相對較小，而襄陽、荊門地區(qū)的生態(tài)壓力相對較大.同時，觀察變化趨勢，可以發(fā)現(xiàn)鄂西圈各市的生態(tài)赤字在逐年加大.其中，襄陽地區(qū)的生態(tài)赤字一直處于極高的位置.而十堰、恩施、宜昌、荊門、荊州地區(qū)的生態(tài)赤字在這期間的變化較為明顯.神農(nóng)架、隨州地區(qū)的生態(tài)赤字增長的較不明顯，生態(tài)處于較為穩(wěn)定的階段.利用SPSS做GDP增長速度與生態(tài)赤字增長速度的相關分析，其pearson相關系數(shù)為0.874,為顯著正相關，說明鄂西圈經(jīng)濟的增長對生態(tài)的影響較大，社會在保證了經(jīng)濟效益的情況下，破壞了生態(tài)效益.

表4鄂西圈各市人均生態(tài)承載量表(hm2·cap-1)

Tab.4Western Hubei circle cities per capita ecological

carrying capacity table(hm2·cap-1)

市(區(qū))2000年2007年2012年神農(nóng)架21.1420.9521.88荊門70.2368.9571.59荊州94.54118.16119.03恩施168.59161.99164.44襄陽132.98132.60129.39宜昌140.80150.28154.86隨州55.7663.9664.46十堰168.59167.13169.43鄂西總852.64884.02895.08

表5鄂西圈各市生態(tài)盈余表(hm2·cap-1)

Tab.5Western Hubei circle cities the

ecological surplus statement (hm2·cap-1)

市(區(qū))2000年2007年2012年神農(nóng)架-12.49-57.27-59.26荊門-2426.21-2878.89-3092.22荊州-1435.79-1709.28-2538.80恩施-411.36-420.75-772.52襄陽-3361.02-3947.21-4065.50宜昌-729.06-1318.77-1427.30隨州-1509.68-1897.12-1932.59十堰-246.41-618.20-583.49鄂西總-10293.80-13094.40-14864.90

2000年　　　　　2007年　　　　　2012年圖9　鄂西圈生態(tài)赤字圖Fig.9　In Western Hubei the ecological deficit diagram

3.4　鄂西圈萬元GDP生態(tài)足跡情況分析

從表6可以發(fā)現(xiàn)鄂西圈各市的萬元GDP生態(tài)足跡在逐年減少，也就是說經(jīng)濟發(fā)展過程中每增加一個單位的國民生產(chǎn)總值所消耗的資源和能源在減少，對生態(tài)的影響也在逐漸變小.從這個方面看，鄂西圈的經(jīng)濟發(fā)展模式和經(jīng)濟結構有所改善，原來的環(huán)境依賴型經(jīng)濟正在向著良性的方向發(fā)展，這有利于鄂西圈的可持續(xù)發(fā)展.同時，從圖10也可以發(fā)現(xiàn)鄂西圈萬元GDP生態(tài)足跡由大到小的順序依次為神農(nóng)架、隨州、荊門、襄陽、荊州、恩施、宜昌.神農(nóng)架為林區(qū)，生產(chǎn)以第一產(chǎn)業(yè)為主，經(jīng)濟增長主要依靠當?shù)氐淖匀毁Y源，因此萬元GDP生態(tài)足跡較大.而相反，宜昌等地區(qū)的經(jīng)濟社會發(fā)展相對較快，第二、三產(chǎn)業(yè)在國民經(jīng)濟中所占的比例也相對較大，故萬元GDP生態(tài)足跡相對較小.

表6　鄂西圈各市萬元GDP生態(tài)足跡表

3.5　鄂西圈總生態(tài)情況分析

圖11為鄂西圈人均生態(tài)情況的變化圖.由圖中可以發(fā)現(xiàn)，鄂西圈總體的生態(tài)承載量相對生態(tài)消費量較小，且?guī)缀跆幱诓蛔兊臓顟B(tài).鄂西圈的生態(tài)消費量逐年增加.而生態(tài)赤字的大小隨著消費量的增加而增大.這說明鄂西圈的生態(tài)惡化主要是與經(jīng)濟發(fā)展過程中的生態(tài)消費量有關，合理控制生態(tài)消費就能夠減緩鄂西圈生態(tài)環(huán)境的壓力.而萬元GDP生態(tài)足跡在快速的減小，這說明鄂西圈在研究期間中的經(jīng)濟發(fā)展模式在朝較好的方向發(fā)展，這將有利于鄂西圈的可持續(xù)發(fā)展.

4　結論及對策

根據(jù)上文的研究分析，得出以下結論：

1)時間維度上，鄂西圈的生態(tài)壓力越來越大，生態(tài)正在惡化.從生態(tài)赤字變化的趨勢來說，鄂西圈各市的生態(tài)足跡逐年增加，而生態(tài)承載量在歷年中雖有增加但變化并不明顯，這導致鄂西圈各市的生態(tài)赤字呈逐年增大的趨勢.

2)空間維度上，鄂西圈各市的生態(tài)壓力相對比存在較大的差異.神農(nóng)架地區(qū)由于人口較少，生態(tài)資源較為豐富等原因，生態(tài)壓力明顯要小于其他市，呈弱可持續(xù)發(fā)展；而襄陽、荊門等市由于人口較多，經(jīng)濟發(fā)展速度較快等原因生態(tài)壓力相對于鄂西圈其他各市較大.

3)整體上，鄂西圈經(jīng)濟模式朝著可持續(xù)發(fā)展的方向轉(zhuǎn)變.從萬元GDP生態(tài)足跡方面來說，鄂西圈的經(jīng)濟發(fā)展所消耗的生態(tài)在逐年減少，這有利于鄂西圈的可持續(xù)發(fā)展.

圖10　鄂西圈各市萬元GDP生態(tài)足跡變化圖　　　　　圖11　鄂西圈生態(tài)情況變化圖 　　Fig.10　Western Hubei circle cities million GDPecological footprint change chart　　　　　Fig.11　In Western Hubei ecological change chart

針對鄂西圈的生態(tài)環(huán)境與社會發(fā)展現(xiàn)狀，宜采取如下措施以更好的保護鄂西的生態(tài)環(huán)境：

1)開展生態(tài)建設，優(yōu)化土地利用結構.鄂西圈的生態(tài)環(huán)境正在逐漸惡化，政府部門應加強開展生態(tài)建設，保護現(xiàn)有的生態(tài)環(huán)境.如建設生態(tài)林、控制木材砍伐量、進行天然林的保護、設立自然保護區(qū)等.同時，土地資源利用結構不合理會造成土地資源的利用效率低，從一定程度上，降低了其生態(tài)承載量.因此，政府部門要優(yōu)化土地利用結構，保護基本農(nóng)田，適當增加林地、草地面積，合理規(guī)劃建筑用地，以保護生態(tài)，提高生態(tài)承載量.開展生態(tài)建設，優(yōu)化土地利用結構既有利于鄂西圈的生態(tài)環(huán)境的優(yōu)化，也有利于鄂西圈開展生態(tài)旅游，吸引更多游客.

2)轉(zhuǎn)變鄂西圈的經(jīng)濟發(fā)展模式，深化產(chǎn)業(yè)體制改革.鄂西圈的生態(tài)赤字很大程度上決定于其生態(tài)消費量，將經(jīng)濟發(fā)展模式由粗放型轉(zhuǎn)向集約型，勢必有利于其減小生態(tài)壓力，有利于推動其進行可持續(xù)發(fā)展.

3)提高鄂西圈旅游資源的開發(fā)程度，整合資源，促進旅游業(yè)發(fā)展.鄂西圈自然資源與人文資源十分豐富，有極好的開發(fā)旅游的基礎.但是，由于地理、交通燈因素，目前鄂西圈的旅游業(yè)占 GDP 的比重不足5%，旅游資源開發(fā)的程度亟待提高.同時，鄂西圈八個市的發(fā)展良莠不齊，旅游資源未得到有效整合，無法形成一個整體而相互促進的效果.因此，政府部門應該提高鄂西圈的旅游資源開發(fā)程度，整合資源，使鄂西圈各市相互促進，提升鄂西圈的整體吸引力，促進鄂西旅游業(yè)的發(fā)展，使鄂西圈真正成為一個生態(tài)文化旅游圈.同時，旅游業(yè)的發(fā)展也有利于鄂西圈產(chǎn)業(yè)模式的良性轉(zhuǎn)變，利于鄂西圈的可持續(xù)發(fā)展.

4)加強宣傳和生態(tài)保護教育.加強宣傳和生態(tài)保護教育，提高人們的生態(tài)保護意識，引導人們轉(zhuǎn)變不利于生態(tài)保護的生產(chǎn)和消費方式.

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責任編輯：高山

Dynamic Analysis on Ecological Footprint of Western

Hubei Eco-cultural Tourism Circle

HE Shentai

(Science and Technology College,Hubei University for Nationalities，Enshi 445000,China)

Abstract：Based on supervised landsat TM image classification,the article obtains land use data of western Hubei eco-cultural tourism circle.Then,we use Ecological Footprint Model to calculate the ecological consumption and bearing capacity of western Hubei eco-cultural tourism circle in 2000,2007 and 2012.After that, we analyze the ecological change tendency of western Hubei from 2000 to 2012.Through the research,we find that the correlation coefficient between ecological footprint and GDP,ecological footprint and population,GDP and population is 0.775,0.733 and 0.773, which shows ecological footprint and GDP is significantly positive correlation, ecological footprint and population is siynsticantly positive correlation and GDP and population significantly positive correlation.Therefore, we can speculate that the industrial mode in Western Hubei eco-cultural tourism circle is labor intensive and resource consumption,but it will go against the sustainable development.At the same time, the ecological footprint of the cities in western Hubei eco-cultural tourism circle is growing over the years, while the ecological bearing capacity of them remains unchanged.In addition,there are ecological deficits in these cities,and the ecological pressure is becoming increasingly heavy.

Key words：ecological footprint; ecological bearing capacity; dynamic analysis; western Hubei eco-cultural tourism circle

中圖分類號：K901.6

文獻標志碼：A