基于能值生態(tài)足跡的海島可持續(xù)性評(píng)估
——以舟山為例

李玉杰,趙 晟

(浙江海洋大學(xué) 海洋科學(xué)與技術(shù)學(xué)院,浙江 舟山316022)

海島是散布在海洋中的小塊陸地。由于地理隔離性,海島擁有一個(gè)相對(duì)獨(dú)立、特殊的生態(tài)系統(tǒng),且其遠(yuǎn)離大陸,使得海島的物種來(lái)源相對(duì)較少、物種存活度不高、植被種類貧乏等。同時(shí),海島的地形起伏大,造成水土流失嚴(yán)重。由于海島極易受臺(tái)風(fēng)、海嘯等自然災(zāi)害的影響,導(dǎo)致海島生態(tài)系統(tǒng)較為脆弱,易受破壞且難以恢復(fù)。海島漁業(yè)、旅游業(yè)和港口物流的不斷發(fā)展導(dǎo)致漁業(yè)資源減少、海島淡水資源緊缺、水域環(huán)境惡化,對(duì)海島生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生顯著不利影響[1-3]。所以,評(píng)價(jià)海島可持續(xù)性,研究其變化特征,對(duì)協(xié)調(diào)海島生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展至關(guān)重要。

目前,國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者采用Willian和Rees[4]以及Odum[5]提出的生態(tài)足跡和能值分析方法,在生態(tài)系統(tǒng)評(píng)估方面開展了深入的探討,取得了豐富的研究結(jié)果[6-10],推動(dòng)了生態(tài)系統(tǒng)的研究進(jìn)展。然而,有關(guān)海島生態(tài)系統(tǒng)的研究卻較少,僅限于在生態(tài)承載力、生態(tài)系統(tǒng)健康、生態(tài)脆弱性、生態(tài)壓力和能值分析等方面的研究[11-17],其中大多數(shù)研究[11-12,16-17]因忽略了自然的貢獻(xiàn)導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果的誤差較大,缺少對(duì)海島自然承載力的核算。近幾年的研究[13-15]較多關(guān)注單一生態(tài)單元下生態(tài)系統(tǒng)狀況,忽視了不同生態(tài)單元對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的影響是不同的現(xiàn)象,這些都對(duì)海島生態(tài)評(píng)估最后的結(jié)果產(chǎn)生了不利影響。因而,結(jié)合不同生態(tài)單元評(píng)價(jià)海島生態(tài)可持續(xù)性對(duì)深入認(rèn)識(shí)海島生態(tài)系統(tǒng)具有深遠(yuǎn)意義。

舟山群島位于浙江省東北部,是我國(guó)最大的群島,陸域面積1 458.76 km2(包括灘涂面積144.91 km2),海域面積2.08萬(wàn)km2,海岸線長(zhǎng)2 444 km。舟山群島擁有我國(guó)最大的漁場(chǎng)——舟山漁場(chǎng),帶動(dòng)沿海地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展,但是隨著淡水短缺、漁業(yè)衰退和環(huán)境惡化等一系列生態(tài)問題的出現(xiàn),舟山群島的可持續(xù)發(fā)展問題急需引起廣泛關(guān)注。

因此,為了探究現(xiàn)代化發(fā)展背景下海島生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展的動(dòng)態(tài)變化,本文以舟山群島為例,結(jié)合生態(tài)足跡方法[4]將海島劃分為耕地、林地、草地、建設(shè)用地、化石能源用地和水域六個(gè)不同生態(tài)單元來(lái)分析不同生態(tài)單元的狀況。然后結(jié)合能值密度,從物質(zhì)的能量角度,將能值分析和生態(tài)足跡方法結(jié)合起來(lái),從自然、社會(huì)和經(jīng)濟(jì)等方面來(lái)評(píng)估2003—2017 年舟山群島可持續(xù)發(fā)展?fàn)顩r,以期為研究其他海島可持續(xù)性評(píng)估提供參考。

1 研究方法

1.1 研究區(qū)概況

2017年末,舟山全市常住人口116.8萬(wàn)人,人口密度801人/km2。2017年全年地區(qū)生產(chǎn)總值1 219.78億元,第一、第二、第三產(chǎn)業(yè)比例為11.5∶33.0∶55.5,農(nóng)林牧漁產(chǎn)業(yè)比例為4.3∶0.1∶1.0∶94.6[15]。與往年相比,第一產(chǎn)業(yè)比重下降了48.89%,意味著漁業(yè)在地域產(chǎn)業(yè)的比重下降[18],漁業(yè)經(jīng)濟(jì)包括海洋捕撈業(yè)、海水養(yǎng)殖業(yè)和淡水養(yǎng)殖業(yè)。2017年旅游人數(shù)為5 507.16萬(wàn),旅游綜合收入806.52億元,是2003年旅游收入的16倍。

2010年以來(lái),舟山群島出現(xiàn)了漁業(yè)衰退、淡水短缺和環(huán)境惡化等一系列生態(tài)問題。城市規(guī)模不斷擴(kuò)大,產(chǎn)生的工業(yè)廢水和生活用水對(duì)漁場(chǎng)的海域環(huán)境造成惡劣影響,加上捕撈強(qiáng)度日益增強(qiáng),導(dǎo)致漁業(yè)資源大量衰減[16]。隨著旅游人數(shù)的不斷增加,旅游景區(qū)生態(tài)環(huán)境受到人為破壞嚴(yán)重,導(dǎo)致自然景區(qū)生態(tài)平衡失調(diào),例如朱家尖的烏石塘景區(qū)因垃圾較多導(dǎo)致沙灘黏土含量增加,沙灘變黑,進(jìn)而造成景觀遭受嚴(yán)重破壞[12-13]。所以,舟山群島的可持續(xù)發(fā)展問題急需引起廣大關(guān)注。

1.2 數(shù)據(jù)來(lái)源

本文使用數(shù)據(jù)主要來(lái)源于2003—2017年《舟山統(tǒng)計(jì)年鑒》[19-33]《浙江省統(tǒng)計(jì)年鑒》[34-39]《中國(guó)縣域統(tǒng)計(jì)年鑒》[40-45],其中,部分氣候數(shù)據(jù)參考Zhao等[46],如太陽(yáng)輻射量,取值為4.63×109J/m2[23]。部分研究數(shù)據(jù)如農(nóng)產(chǎn)品、水產(chǎn)品和畜牧產(chǎn)品等選取其主產(chǎn)品(如小麥、玉米、海水養(yǎng)殖的水產(chǎn)品等)為研究對(duì)象。根據(jù)統(tǒng)計(jì)年鑒,水產(chǎn)品的主要來(lái)源是淡水和海水養(yǎng)殖的水產(chǎn)品,因此,本文以淡水養(yǎng)殖和海水養(yǎng)殖的水產(chǎn)品作為水域足跡的計(jì)算來(lái)源。

1.3 能值足跡和能值承載力

能值足跡是區(qū)域內(nèi)人類生存消耗所需單位面積的能值量,能值承載力是區(qū)域所能承受單位面積最高能值量。傳統(tǒng)的能值足跡的計(jì)算包括兩種:自然環(huán)境的能值承載力計(jì)算和能值足跡的計(jì)算[46-47]。學(xué)者們考慮到社會(huì)經(jīng)濟(jì)的影響,增加了社會(huì)經(jīng)濟(jì)能值承載力和初級(jí)工業(yè)產(chǎn)品的能值足跡[48-49]。本文采用的方法遵循改進(jìn)的能值生態(tài)足跡方法[48-51],基于1.2×1025sej/a的全球能值基線[49]來(lái)計(jì)算分析區(qū)域的能值足跡和能值承載力。判斷人類活動(dòng)強(qiáng)度對(duì)海島生態(tài)系統(tǒng)影響程度的大小是衡量海島可持續(xù)發(fā)展的重要因素,當(dāng)能值承載力大于能值生態(tài)足跡時(shí),出現(xiàn)生態(tài)盈余,反之,則出現(xiàn)生態(tài)赤字。通常,通過衡量能值承載力和能值生態(tài)足跡之間的差值和比值來(lái)研究當(dāng)前區(qū)域可持續(xù)狀態(tài),本文亦采用此方法評(píng)估生態(tài)可持續(xù)性。

1.3.1 能值足跡

能值足跡反映區(qū)域生態(tài)經(jīng)濟(jì)特征,表明人類的負(fù)荷強(qiáng)度[48]。能值足跡主要是量化生物資源、初級(jí)工業(yè)產(chǎn)品和能源資源消費(fèi)的足跡[48-51]。區(qū)域人均能值足跡(EEF,單位為hm2)為

式中,EEF1為生物資源的人均能值足跡(hm2);EEF2為初級(jí)工業(yè)產(chǎn)品的人均能值足跡(hm2);EEF3為能源消費(fèi)的人均能值足跡(hm2);i為項(xiàng)目種類,i=1,2,…,n;x i為第i種項(xiàng)目的能量;F i為第i種資源的能值轉(zhuǎn)換率;p1為區(qū)域能值密度(單位為sej/hm2),是研究區(qū)自然可更新資源能值與區(qū)域面積的比值[46];N為區(qū)域總?cè)丝跀?shù)量。

1.3.2 能值承載力

能值承載力反映區(qū)域生態(tài)狀況與社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r[48]。能值承載力的計(jì)算綜合自然、社會(huì)和經(jīng)濟(jì)三種因素而成[50-52],通過量化可用的自然資源來(lái)計(jì)算能值承載力[46]和代表人類在社會(huì)系統(tǒng)的活動(dòng),以高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值、固定資產(chǎn)投資和勞務(wù)的總和代表體現(xiàn)[49]。人均能值承載力ECC(單位為hm2)的計(jì)算式為:

式中,ECC1為可利用自然可更新資源人均能值承載力(hm2);ECC2為社會(huì)經(jīng)濟(jì)的人均能值承載力(hm2)。

1.3.2.1 自然可更新資源能值承載力

人類生存和發(fā)展所需的資源都來(lái)自于自然生態(tài)系統(tǒng)。自然生態(tài)系統(tǒng)為人類提供的資源包括可更新資源與不可更新資源[5-6]。舟山群島的總能值包括自然可更新資源(太陽(yáng)能、雨水、潮汐等)和不可更新資源。為避免重復(fù)計(jì)算,同一性質(zhì)的能量投入取其最大值。例如:風(fēng)能、雨水化學(xué)能、雨水勢(shì)能、地球循環(huán)能實(shí)質(zhì)上都是太陽(yáng)能的轉(zhuǎn)化形式,因此只取其中最大的一項(xiàng)[6,50-53]:雨水化學(xué)能;而潮汐能是由太陽(yáng)、月亮對(duì)地球的吸引而產(chǎn)生的,和太陽(yáng)能不屬于同一性質(zhì)的能量,故進(jìn)行累計(jì)[50-53]。根據(jù)能值理論[5-6],自然可更新資源的能值(E,單位sej)可根據(jù)E=太陽(yáng)輻射+潮汐能+Max{風(fēng)能,雨水化學(xué)能,雨水勢(shì)能,地球循環(huán)能}計(jì)算。自然可更新資源人均能值承載力ECC1計(jì)算式為

式中,N為研究區(qū)域的常住人口數(shù)量;p2為年全球能值密度[21],是地球年能值與地球表面積的比值,作為轉(zhuǎn)換能值單位為面積的參數(shù),單位為sej/hm2,根據(jù)最新的全球能值基線[49],自然投入的年能值為1.2×1025sej/a,地球表面積為5.1×1010hm2,所以p2為2.35×1014(sej·a)/hm2;i為項(xiàng)目種類,i=1,2,…,n;r i為第i種可更新資源的能量;T i為第i種資源的能值轉(zhuǎn)化率;15%為指為了保護(hù)生物多樣性[48-50],將國(guó)土面積的15%劃為生物多樣性保護(hù)區(qū)。根據(jù)《浙江省生物多樣性保護(hù)戰(zhàn)略與行動(dòng)計(jì)劃》[54],到2012年,全省生物多樣性保護(hù)區(qū)域已達(dá)到15%,本文需將浙江全省總面積的15%劃為生物多樣性保護(hù)區(qū),因此人均能值承載能力降低了15%。

1.3.2.2 社會(huì)經(jīng)濟(jì)能值承載力

根據(jù)社會(huì)經(jīng)濟(jì)核算,人均能值承載力ECC2的計(jì)算式[49]為

式中,S為區(qū)域能值貨幣比率,它是區(qū)域可更新自然資源總能值與區(qū)域國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值的比值,單位為sej/$[49-51];PPI為生產(chǎn)者價(jià)格指數(shù),用于消除價(jià)格波動(dòng)的影響,并確保年度價(jià)值具有可比性,時(shí)間序列中的選擇參考基期并設(shè)置為100[48-49],本文以2003年為基期,即以2003年價(jià)格為100;O為高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值;A為固定資產(chǎn)投資總額;B為勞務(wù)價(jià)值,以居民年收入代替;p2為全球能值密度;N為人口數(shù)量。

1.3.2.3 能值生態(tài)赤字/盈余

EER 是衡量生態(tài)系統(tǒng)總體可持續(xù)狀態(tài)的指標(biāo),通過衡量ECC與EEF之間的差值(ECC-EEF),來(lái)反映人類對(duì)資源的利用強(qiáng)度[6]。當(dāng)EER＞0時(shí),表示能值生態(tài)盈余,即區(qū)域資源供給滿足人類的需求;當(dāng)EER＜0時(shí),表示能值生態(tài)赤字,即人類對(duì)資源的需求超過了自然供給,區(qū)域的發(fā)展對(duì)區(qū)域的生態(tài)造成威脅;當(dāng)EER=0時(shí),即當(dāng)ECC=EEF時(shí),表明當(dāng)前資源供給與資源需求均衡[6,53]。

1.4 漁業(yè)足跡強(qiáng)度

在環(huán)境方面,一個(gè)區(qū)域能值足跡在不同土地類型之間分布的越均勻,該區(qū)域的足跡多樣性就越高,生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)也就越穩(wěn)定[48-52]。Pan等[49]以生態(tài)足跡多樣性指數(shù)H來(lái)衡量研究區(qū)域足跡分布的均衡性,H的計(jì)算公式為

式中,P i為第i種類型生產(chǎn)用地能值足跡在總EEF的占比。

本文結(jié)合海島漁業(yè)經(jīng)濟(jì)比重大的特征,在式(5)的基礎(chǔ)上,分析水域足跡在總足跡多樣性中的比重,獲得漁業(yè)足跡強(qiáng)度的指數(shù)D:

式中,Pw為水域能值足跡在總EEF中的占比。利用D可進(jìn)一步分析區(qū)域的漁業(yè)足跡強(qiáng)度是否合理、漁業(yè)活動(dòng)對(duì)生態(tài)環(huán)境是否過壓以及是否導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境不穩(wěn)定。

1.5 社會(huì)發(fā)展壓力指數(shù)

在社會(huì)方面,主要考察人類主要的社會(huì)活動(dòng)是否在區(qū)域自然資源的承載力范圍內(nèi)。衡量當(dāng)前人類對(duì)自然利用、改造行為對(duì)自然生態(tài)系統(tǒng)的影響程度。以EEF/(ECC+EEF)作為參考[48],本文通過衡量EEF 與ECC1的比值I即社會(huì)發(fā)展壓力指數(shù)來(lái)探究社會(huì)發(fā)展對(duì)自然生態(tài)系統(tǒng)的影響。社會(huì)發(fā)展壓力指數(shù)反映了人類社會(huì)活動(dòng)對(duì)區(qū)域生態(tài)環(huán)境的壓力,即社會(huì)活動(dòng)是否滿足可持續(xù)發(fā)展的要求。當(dāng)I＜1時(shí),代表社會(huì)活動(dòng)對(duì)區(qū)域資源的消耗小于承載力,說明區(qū)域的可持續(xù)性程度高;當(dāng)I＞1時(shí),表明區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)承受的壓力大,即人類社會(huì)活動(dòng)對(duì)區(qū)域資源的消耗大于承載力,說明區(qū)域的發(fā)展不可持續(xù)[49,55]。所以,I的值越小,區(qū)域的可持續(xù)性越好。

1.6 經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)指數(shù)

在經(jīng)濟(jì)方面,可以利用能值足跡(EEF)與社會(huì)經(jīng)濟(jì)能值承載力(ECC2)之間的關(guān)系[25]來(lái)反映經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)與生態(tài)系統(tǒng)之間的協(xié)調(diào)性,即可以利用生態(tài)經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)指數(shù)研究區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展與生態(tài)環(huán)境之間的協(xié)調(diào)性[48-50],進(jìn)一步分析區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展是否在可持續(xù)范圍內(nèi)。Q的取值范圍為(1,1.414)。當(dāng)Q越接近1時(shí),表明區(qū)域的經(jīng)濟(jì)發(fā)展不滿足可持續(xù)發(fā)展要求;當(dāng)Q越接近1.414時(shí),表明區(qū)域發(fā)展?jié)M足可持續(xù)發(fā)展要求[49]。

2 結(jié)果與討論

2.1 能值足跡

EEF反映了人類負(fù)荷強(qiáng)度和區(qū)域環(huán)境壓力特征。2003—2017年舟山EEF 計(jì)算結(jié)果(表1)顯示,EEF從24.95 hm2(2003年)上升到40.73 hm2(2017年),增幅為63.26%,這表明這些年人類負(fù)荷強(qiáng)度和生態(tài)壓力明顯增大。

表1 2003—2017年舟山人均能值足跡值Table 1 Values of emergetic ecological footprint in Zhoushan from 2003 to 2017 hm2

圖1 2003—2017年舟山人均能值足跡(EEF1,EEF2和EEF3)的變化Fig.1 Changes of EEF1,EEF2 and EEF3 in Zhoushan from 2003 to 2017

EEF 的各子成分的變化趨勢(shì)見圖1。2003 年EEF1、EEF2和EEF3分 別 占 比85.31%,6.92%和7.76%,至2017 年EEF1和EEF2占 比 分 別 降 為54.55%和1.36%,但EEF3占比卻增加至44.09%,該占比的變化情況反映出目前生物資源的能值足跡在總能值足跡中貢獻(xiàn)最大,其次是能源消費(fèi)品的能值足跡。

EEF1從21.28 hm2(2003年)增加到22.22 hm2(2017年),增幅為4.39%,增長(zhǎng)幅度不大。在生物資源能值足跡中,主要貢獻(xiàn)是魚類,其次是肉類。這是因?yàn)橹凵饺簫u擁有我國(guó)最大的漁場(chǎng)——舟山漁場(chǎng)。

EEF2從1.73 hm2(2003 年)下 降 到0.55 hm2(2017年),降幅為67.99%。在EEF2中,化學(xué)纖維和棉紗的貢獻(xiàn)最大,化學(xué)纖維能值占總能值的比例從0.85%增加到1.25%,而棉紗能值占總能值的比例卻從6.07%下降到0.1%,這表明研究區(qū)養(yǎng)殖業(yè)和捕撈活動(dòng)增多。

EEF3從1.94 hm2(2003年)上升到17.96 hm2(2017年),增幅為827.22%,巨大的增幅表明能源消費(fèi)對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響巨大,其中,對(duì)能源消費(fèi)足跡貢獻(xiàn)最大的是煤炭和燃料油,原煤能值占總能值的比例從6.82%(2003年)上升到21.61%(2017年),燃料油能值占總能值的比例從2011年的19.36%下降到2017年的17.78%,這反映舟山對(duì)原煤需求增大而對(duì)燃料油的需求卻有所下降。舟山有80%的原煤用來(lái)生產(chǎn)電力[56]。因此,為應(yīng)對(duì)氣候變化,尋找原煤替代品至關(guān)重要[57-58]。燃料油主要是用于船舶鍋爐的燃料使用,燃料油的下降體現(xiàn)出近海漁業(yè)資源和近海捕撈活動(dòng)正在減少。

EEF3在2010—2011年從2.63 hm2增加到14.24 hm2,增幅為442.07%。EEF3短期的較大增長(zhǎng)一方面是因?yàn)橹凵皆?011年開始投入使用了天然氣,另一方面是因?yàn)殡S著人均收入的增加,越來(lái)越多的家庭購(gòu)買了私家車,以及舟山的旅游產(chǎn)業(yè)的豐富,旅游人數(shù)激增,使得原油和柴油的總能值足跡增多。雖然政府采取了一些緩解措施,如投放新能源汽車、提倡使用公共交通出行、定期設(shè)置車牌限號(hào)等,但收效顯微。當(dāng)前,仍應(yīng)加大力度減少交通工具尾氣的整體排放。

EEF1緩慢增長(zhǎng)、EEF2大幅下降和EEF3持續(xù)增長(zhǎng),體現(xiàn)了舟山居民消費(fèi)結(jié)構(gòu)的變化。隨著海島城市化進(jìn)程的加快和科技發(fā)展水平的提高,人們對(duì)能源消費(fèi)品的需求逐漸增加,從而產(chǎn)生了更多的能值足跡來(lái)改善和享受生活。

分析不同土地類型的能值足跡(圖2)可以得出:水域用地的能值足跡在總土地類型中所占比例最大,從79.74%(2003年)下降到53.33%(2017年);其次是化石能源用地,從8.61%(2003年)上升到45.32%(2017年)。2003—2017年水域的能值足跡逐漸下降,而化石能源用地的能值足跡比例卻在逐漸升高,這反映了舟山經(jīng)濟(jì)在慢慢改變以漁業(yè)為主的經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顟B(tài)。水域能值足跡的下降主要?dú)w因于我國(guó)對(duì)捕撈政策的管控、政府對(duì)捕撈行業(yè)捕撈行為的監(jiān)管,如實(shí)行休漁禁漁、漁船報(bào)廢制度。此外,化石能源用地能值足跡比例的提升表明舟山在工業(yè)方面的消費(fèi)有所提升,其中以煤炭為主要能源的持續(xù)消耗是能源消費(fèi)足跡升高的主要原因。

圖2 2003—2017年舟山能值足跡土地類型的變化趨勢(shì)Fig.2 Changing tendency of emergy ecological footprint land types in Zhoushan from 2003 to 2017

2.2 能值承載力

由2017年舟山能值承載力結(jié)果(表2)可知:舟山的自然可更新資源的人均能值承載力為9.69 hm2,社會(huì)經(jīng)濟(jì)人均能值承載力為1.02×103hm2。因此,2017年舟山的能值承載力為1.03×103hm2。同理,計(jì)算出2003—2017年舟山的能值承載力,如圖3所示,從總趨勢(shì)來(lái)看,總ECC從6.25×102hm2(2003年)增加到1.03×103hm2(2017年),增幅為64.76%。承載力的提高主要是因?yàn)楹u本身的脆弱性在人類活動(dòng)如建設(shè)港口、防護(hù)提、植樹造林和增加綠地面積等的影響下得到了改善。ECC1從11 hm2(2003年)降到9.69 hm2(2017 年),降幅為12.00%。ECC1的降低主要?dú)w因于人口數(shù)量的增加(2003年人口數(shù)量為9.71×105,2017 年人口數(shù)量增至1.17×106)。ECC2從6.14×102hm2(2003年)增到1.02×103hm2(2017年),增幅為66.14%。由圖3 可見:總ECC主要由ECC2組成,這表明舟山的能值承載力主要來(lái)源于社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)(固定資產(chǎn)投資、高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值和勞務(wù))的貢獻(xiàn),從側(cè)面反映舟山群島的科技發(fā)展和教育水平有所提高。

表2 2017年舟山能值承載力Table 2 The emergy carrying capacity in Zhoushan in 2017

2.3 可持續(xù)性評(píng)價(jià)指標(biāo)

2003—2017年舟山由于降雨量豐富,生物量高,有很多的自然承載力產(chǎn)生,但隨著人口的增多,人均生態(tài)足跡卻有所下降。由舟山能值足跡可持續(xù)性評(píng)價(jià)指標(biāo)值計(jì)算結(jié)果(表3)可知:EED/EES,D和I值均有所增高,其中EED/EES從600 hm2(2003年)增至989 hm2(2017年),D從0.25(2003年)增至0.44(2017年),I從2.27(2003年)增至4.20(2017年)。然而,Q值變化不大,維持在1.04左右,主要?dú)w因于舟山群島人均能值足跡逐年增加,這反映了生態(tài)系統(tǒng)與經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)之間的協(xié)調(diào)性并沒有得到改善,舟山政府在經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)調(diào)整、污染物控制活動(dòng)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)規(guī)模等方面還應(yīng)繼續(xù)努力。

表3 2003—2017年舟山可持續(xù)發(fā)展指標(biāo)值Table 3 Values of sustainable development index in Zhoushan from 2003 to 2017

分析2003—2017年舟山可持續(xù)性指標(biāo)的結(jié)果(圖4)可知:2003—2017年舟山EER 都大于零,屬于盈余狀態(tài);D值從2003年的0.25增加到2017年的0.44,表明當(dāng)前漁業(yè)活動(dòng)過多,即水域足跡比重過多,舟山政府應(yīng)繼續(xù)且長(zhǎng)期實(shí)行休漁政策來(lái)控制漁業(yè)捕撈活動(dòng);I也不斷增大,進(jìn)一步表明研究區(qū)當(dāng)前的發(fā)展是不可持續(xù)的;Q值接近1,且最大值為1.048(2011年),小于1.414,這說明當(dāng)年舟山生態(tài)系統(tǒng)與經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的協(xié)調(diào)性較好。

比較分析2003—2017年舟山漁業(yè)足跡強(qiáng)度指數(shù)D和社會(huì)發(fā)展壓力指數(shù)I發(fā)現(xiàn),二者的變化趨勢(shì)基本一致(圖5)。I值的不斷增加反映研究區(qū)社會(huì)系統(tǒng)的壓力增加,主要是由于EEF 的增加;D值的增加表明EEF中水域足跡強(qiáng)度較大,反映出研究區(qū)的漁業(yè)足跡過大,足跡分布不均衡;社會(huì)發(fā)展活動(dòng)如捕撈活動(dòng)、水產(chǎn)養(yǎng)殖和發(fā)電廠發(fā)電等,都超過了自然環(huán)境的承載力范圍。若想減小I和D的值,可以通過減少EEF和增加EEC1這兩個(gè)方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。若想減少EEF,可以借助替代能源來(lái)減少漁業(yè)和化石能源消費(fèi)的足跡;實(shí)行計(jì)劃生育政策控制人口,避免人口繼續(xù)增加,則可以保持EEC1的增加。

圖4 2003—2017年舟山可持續(xù)性指標(biāo)的變化趨勢(shì)Fig.4 Changing trend of sustainability indexes in Zhoushan from 2003 to 2017

圖5 2003—2017年舟山漁業(yè)足跡強(qiáng)度指數(shù)(D)和社會(huì)發(fā)展壓力指數(shù)(I)Fig.5 Fishery footprint intensity index(D)and social development pressure index(I)in Zhoushan from 2003 to 2017

3 結(jié) 論

利用能值生態(tài)足跡方法計(jì)算了舟山2003—2017年的能值足跡和能值承載力,并結(jié)合能值生態(tài)赤字/盈余EER、漁業(yè)足跡強(qiáng)度指數(shù)D、社會(huì)發(fā)展壓力指數(shù)I和經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)指數(shù)Q四個(gè)可持續(xù)發(fā)展指標(biāo)分析了研究區(qū)的可持續(xù)發(fā)展?fàn)顩r,得出結(jié)論如下:

1)2003—2017年舟山人均能值生態(tài)足跡共增加15.78 hm2,增幅為63.26%;足跡分布不均,其中,生物資源能值足跡最多,能源消費(fèi)能值足跡次之,初級(jí)工業(yè)產(chǎn)品能值足跡較少。

2)2003—2017年舟山人均能值承載力增加5.20×102hm2,增幅為82.86%;社會(huì)經(jīng)濟(jì)承載力增加最多,而自然承載力卻有所下降。

3)耕地、林地、草地、水域、建設(shè)用地和化石能源用地六種土地利用類型的能值足跡構(gòu)成分布不均,其中水域足跡最多,化石能源用地足跡次之,耕地、林地、草地、建設(shè)用地足跡較少。

為了提高舟山整體可持續(xù)性發(fā)展,提出三點(diǎn)可行的參考建議:

1)舟山應(yīng)積極尋找可替代的清潔能源,優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)。舟山作為一個(gè)海島旅游城市,需要高質(zhì)量水平的自然環(huán)境。為避免能值足跡進(jìn)一步增加,使用清潔能源替代化石能源的消耗及減少化石燃料的足跡是當(dāng)務(wù)之急。著力研究并開發(fā)潮汐能、風(fēng)能和波浪能等可更新的清潔資源,降低對(duì)石油、煤炭等化石能源的依賴,充分發(fā)揮海島城市的海洋能源優(yōu)勢(shì)。舟山風(fēng)力資源豐富,適宜發(fā)展海上風(fēng)電,但風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)成本高、維修困難、噪音大。相關(guān)部門應(yīng)加強(qiáng)對(duì)舟山風(fēng)力發(fā)電的支持,加大力度攻克技術(shù)難關(guān)。

2)積極做好漁業(yè)資源的保護(hù)和宣傳。為減少水域足跡,應(yīng)降低漁業(yè)捕撈活動(dòng)的強(qiáng)度,著力打造綠色捕撈體系,規(guī)范漁船和漁具的使用途徑,研究沿岸漁場(chǎng)科學(xué)的可捕量,推行負(fù)責(zé)任、限量等捕撈制度;加強(qiáng)對(duì)水域資源利用的多樣性,提供第三產(chǎn)業(yè)發(fā)展的旅游文化項(xiàng)目,減少漁業(yè)生產(chǎn)值;加強(qiáng)對(duì)海洋漁業(yè)資源保護(hù)的宣傳,提高公眾保護(hù)漁業(yè)資源的意識(shí),從而減少對(duì)漁業(yè)資源的破壞。

3)推動(dòng)智慧綠色漁業(yè)發(fā)展工程和綠色漁業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈工程。為提高自然承載力,應(yīng)盡可能減少人類活動(dòng)對(duì)海島自然生態(tài)系統(tǒng)的影響,堅(jiān)決以綠色發(fā)展為核心的綠色漁業(yè)發(fā)展。例如,以漁船、漁港和水產(chǎn)品為主體,結(jié)合人工智能、3S和物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù),構(gòu)建智能綠色漁業(yè)體系;利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)水產(chǎn)品交易去向進(jìn)行信息化管理,實(shí)時(shí)追蹤水產(chǎn)品物流信息;推廣多功能、智能化的養(yǎng)殖設(shè)施(如TH-RAS養(yǎng)殖循環(huán)水技術(shù)),探索海陸結(jié)合的循環(huán)養(yǎng)殖模式,提高養(yǎng)殖系統(tǒng)的產(chǎn)出率。