基于三維生態(tài)足跡的吉林省生態(tài)承載力研究

陳 征，李秀霞

（吉林師范大學旅游與地理科學學院，吉林 四平 136000）

在當今社會高速發(fā)展的背景下，土地作為稀缺資源，其稀缺性愈加突出，開展土地承載能力的評價尤為迫切。土地承載力發(fā)展至今，從單一以糧食為標準的指標轉向多指標研究，自此，土地承載力的研究進入了一個更加完善的時期[1]。

生態(tài)承載力是指一個區(qū)域實際提供給人類的所有生物生產土地面積（包括水域）的總和[2]。局部空間范圍情況下，人類活動需求資源和區(qū)域土地所能供給資源的供求關系則用生態(tài)足跡和生態(tài)承載力表示。供求關系不平衡地區(qū)必然會使該區(qū)域處于生態(tài)赤字狀態(tài)，其過度消耗的資源就需要外部空間資源補充[3]。因此生態(tài)足跡理論主要研究地區(qū)人類生存發(fā)展對生態(tài)系統(tǒng)的消耗量。

生態(tài)足跡模型是Mathsi Wackernagel建立的[4]，從生態(tài)學的視角出發(fā)考慮區(qū)域生態(tài)環(huán)境整體性，可更加合理、準確地評價土地承載力。二維生態(tài)足跡模型是在一維生態(tài)足跡模型的基礎上擴展得來的，主要用于測量人類自然資源消耗對自然資源流量的占用情況[5]。Niccolucci等人建立的三維生態(tài)足跡模型是在二維生態(tài)足跡模型的基礎上引入足跡深度與足跡廣度兩個指標得來的[6]。

1 生態(tài)承載力研究區(qū)域

吉林省簡稱吉（省會長春市），位于東北地區(qū)中部，東西最長約750 km，南北最寬約600 km，總面積187 400 km2。吉林省地勢東南部高、西北部低，中西部是廣闊的平原。松遼平原是我國重要的糧食生產基地。吉林省夏季高溫多雨，冬季寒冷干燥，屬于溫帶季風氣候。

2 吉林省生態(tài)承載力研究數(shù)據來源及研究方法

2.1 數(shù)據來源及生態(tài)足跡賬戶類型

本文生態(tài)足跡所涉及的各項數(shù)據均來源于《吉林省統(tǒng)計年鑒》和《中國統(tǒng)計年鑒》。其中產量因子采用劉某承等[7-8]的研究，均衡因子采用全球生態(tài)足跡網絡（Global Footprint Network，GFN）所提供的數(shù)據。各生態(tài)足跡賬戶類型見表1。

表1 土地生態(tài)足跡賬戶類型

2.2 研究方法

三維生態(tài)足跡模型中，足跡深度與足跡廣度的計算方法只在單一地類適用。為提高方法適用性，方愷[9]對算法作了改進，改進后的計算公式為

式中：EFdepth,region為區(qū)域足跡深度；EFi為第i種地類的生態(tài)足跡，hm2；BCi為第i種地類的生態(tài)承載力，hm2；EFsize,region為區(qū)域足跡廣度，hm2；EF3D為區(qū)域三維生態(tài)足跡，hm2。

3 吉林省生態(tài)承載力研究結果與分析

3.1 生態(tài)足跡變化分析

吉林省各土地利用類型人均生態(tài)足跡變化趨勢見圖1，由圖1可知吉林省生態(tài)足跡總體呈現(xiàn)波動式增長趨勢。各土地利用類型人均生態(tài)足跡占比大小排序為：耕地＞化石能源用地＞林地＞草地＞建設用地＞水域。

圖1 2008——2018年吉林省人均生態(tài)足跡

吉林省是我國主要產糧省，耕地占據了吉林省生態(tài)足跡的主體。耕地生態(tài)足跡變化是影響整體生態(tài)足跡變化的主要因素。吉林省耕地生態(tài)足跡呈波動式下降趨勢，受到2009年氣候的不利影響，吉林省糧食產量嚴重下滑，耕地生態(tài)足跡大幅度下降；“十二五”規(guī)劃大力支持糧食產業(yè)，使得2012年耕地生態(tài)足跡達到歷史最高值；2013年糧食產量增加，但農作物產量下滑，總體耕地生態(tài)足跡下降；2018年耕地生態(tài)足跡明顯下降，是由于2017年吉林省人民政府印發(fā)了《吉林省2017——2020年促進農民增收行動計劃》，計劃中大力支持棚改和養(yǎng)殖，導致糧食產量下降，耕地生態(tài)足跡降低。

由其余各類生態(tài)足跡變化可知，吉林省各類土地生態(tài)足跡大體呈現(xiàn)前期增長后期下降的趨勢，其主要原因是：2012年之前，為了快速發(fā)展經濟，大量透支消耗各類土地資源，使得生態(tài)足跡不斷上升；2012年之后，國家重視土地資源可持續(xù)發(fā)展，嚴格實施生態(tài)體制改革，使得生態(tài)得到緩解，生態(tài)足跡有所下降[10]。

3.2 生態(tài)承載力變化分析

吉林省生態(tài)承載力總體呈小幅度上升趨勢（見圖2），各類土地占比穩(wěn)定，人均生態(tài)承載力穩(wěn)定增長且并未出現(xiàn)大幅改變，這是得力于對耕地保護、城市擴張限制、推進生態(tài)保護和修復等政策的支持。相關政策的推進和落實保護了耕地土地、林地土地，草地土地并限制建設用地的擴張速度，使得吉林省整體的生態(tài)承載力維持在相對穩(wěn)定的水平，進而使得吉林省生態(tài)系統(tǒng)平衡性較好。

圖2 2008——2018年吉林省生態(tài)承載力

吉林省生態(tài)承載力雖然呈現(xiàn)穩(wěn)定增長，但是遠小于生態(tài)足跡。吉林省的生態(tài)處于超載狀態(tài)，高負載狀態(tài)不僅是吉林省獨有現(xiàn)象，全國也是如此。應調整土地結構，提高產出收益；合理規(guī)劃建設布局，加快推進新型城市化建設；嚴格督促禁止亂砍亂伐、退耕還林等政策的落實，緩解生態(tài)壓力。

3.3 生態(tài)足跡深度分析

足跡深度指超出當前資源供給量的自然資本消耗，具有時間屬性。2008——2018年吉林省生態(tài)足跡深度在5.9～6.5之間呈現(xiàn)波動式下降狀態(tài)（見圖3），就是說需要5.9～6.5 a的時間才能再生出滿足吉林省一年發(fā)展所消耗的資源。這說明，吉林省的自然資本遠遠無法滿足吉林省的發(fā)展需求，極度依賴自然資本存量，處于嚴重生態(tài)超載狀態(tài)。除2009年受氣候影響的特殊情況外，2012年生態(tài)足跡深度開始出現(xiàn)下滑趨勢，表明政府意識到自然資本嚴重消耗，開始出臺相應政策、調整產業(yè)結構、恢復生態(tài)環(huán)境發(fā)展，健全的土地集約制度、保護耕地、限制城市擴張等政策起到了作用。生態(tài)足跡深度在2015——2018年趨于平穩(wěn)，表明吉林省嚴格落實國家政策，資源過度消耗情況得到有效控制，在生態(tài)文明建設戰(zhàn)略上有所成效，也為緩解生態(tài)壓力提供了思路。

圖3 2008——2018年吉林省總體生態(tài)足跡深度

4 結論

本文應用三維生態(tài)足跡模型計算了吉林省2008——2018年生態(tài)足跡、生態(tài)承載力、生態(tài)足跡深度并進行分析，得出以下結論。

1）吉林省生態(tài)足跡呈現(xiàn)波動增長狀態(tài)。吉林省是產糧大省，各類生態(tài)足跡中的耕地生態(tài)足跡占比最大，耕地生態(tài)足跡變動在很大程度上影響了總體生態(tài)足跡的變化，為了加快經濟發(fā)展，過度消耗生物資源和化石能源導致吉林省總生態(tài)足跡在2012年達到最大。

2）吉林省生態(tài)承載力呈現(xiàn)穩(wěn)定增長狀態(tài)。生態(tài)承載力變化相對穩(wěn)定，但是生態(tài)承載力依然遠小于生態(tài)足跡。吉林省處于嚴重生態(tài)超載狀態(tài)，耕地超載狀態(tài)極其嚴重，雖然耕地面積有限，但糧食產量位于全國前列，超額的糧食產量嚴重透支了吉林省的耕地生態(tài)承載力。

3）吉林省近年來生態(tài)足跡深度變化不大趨于穩(wěn)定。這表明隨著吉林省的經濟發(fā)展，生態(tài)資源消耗并未進一步增大，呈現(xiàn)出生態(tài)壓力穩(wěn)定同時經濟發(fā)展水平提高的狀態(tài)。

5 結束語

當前我國大部分地區(qū)依靠過度消耗自然資源來維持當前社會經濟發(fā)展已成為普遍現(xiàn)象。吉林省城市化進程落后、經濟發(fā)展緩慢、人口流失嚴重，發(fā)展面臨巨大挑戰(zhàn)，當前情況亟需解決。結合本文的研究結果，吉林省在今后生態(tài)文明建設過程中，可以參考以下方面。

一是合理開發(fā)利用吉林省的土地。要做好后備資源儲存，對未利用土地和受破壞土地進行整治；對閑置土地和粗放利用土地進行集約利用減少浪費；做好嚴格城市規(guī)劃，合理利用城市用地，緩解生態(tài)壓力。

二是強化節(jié)約觀念，引導綠色消費。提倡綠色低碳的生活方式能很大程度減少生物資源過度消耗。政府要大力倡導可持續(xù)發(fā)展觀念，引導居民養(yǎng)成節(jié)約低碳的生活習慣。

本研究中受數(shù)據限制，沒有計算吉林省空間生態(tài)足跡，也并未對生態(tài)足跡數(shù)據進行進一步的計算和完善，將在后續(xù)研究中進行改進和探索。