克州近十年生态足迹与生态承载力的动态分析

艾克代·沙拉木 何清

(新疆大学资源与环境科学学院新疆乌鲁木齐 830046；中国乌鲁木齐沙漠气象研究所新疆乌鲁木齐 830002)

克州近十年生态足迹与生态承载力的动态分析

艾克代·沙拉木 何清

(新疆大学资源与环境科学学院新疆乌鲁木齐 830046；中国乌鲁木齐沙漠气象研究所新疆乌鲁木齐 830002)

在介绍生态足迹概念和定量计算方法的基础上，应用W illiam Rees等提出的生态足迹分析法，依据克州2001-2010年的统计数据，对克州近10年的生态足迹作了动态分析，结果表明：克州2001-2010年间人均生态盈利呈下降趋势，这十年来仅仅是2001年是生态赤字即-0.00106hm2/cap，其他年都是生态盈利，这结果表明克州近十年的发展未生态承载力，因此克州今后的生态发展情况是可持续。

生态足迹；生态承载力；克州；可持续发展

引言

在科学发展观引领社会和谐稳健发展的今天，区域生态系统的长期持续健康发展显得日益重要。区域生态系统发展研究的重点之一定量计算自然资源，生态足迹理论就为人们提供了从生态学角度对区域发展进行定量衡量的可能，生态足迹理论是1992年提出，经过几年的科学研究完善成为一种度量可持续发展程度的指标。它是指能够比较长久的进行资源的供给或者是进行废物消化的，有生物生产力的地域空间，它从具体的生物物理量角度研究自然资本消费的空间。

研究生态足迹有这两个基本的出发点：第一，人类能够确定自身消费的多数资源及产生的废物量；第二，资源和废物可以转换成对应的生物产品面积。人类对自然环境的干涉状况都可以通过这种方法来进行体现，同时可以衡量区域的可持续发展状况。

1 克州生态足迹和生态承载力计算

1.1 研究区概况

克州地处祖国最西端，新疆维吾尔自治区西南部，全州地跨天山南脉、昆仑山北坡交汇处的帕米尔高原东部、塔里木盆地西北边缘，与吉尔吉斯斯坦、塔吉克斯坦、阿富汗、巴基斯坦相邻，与吉、塔两国有1195km的边境线、254个通外山口，伊尔克什坦、吐尔尕特、红其拉甫、卡拉苏四个国家级一类陆路口岸都须经克州出境。全州总面积7.24万km2（其中，山地面积占90%以上，境内最高的公格尔山峰海拔7719米），辖三县一市（阿合奇县、乌恰县、阿克陶县、阿图什市）、37个乡（镇）、236个行政村（其中边远山区牧业乡镇26个），总人口51.48万，由柯尔克孜、维吾尔、汉等11个民族组成;其中，农村人口7.86万户、36.92万人，非农人口3.55万户、14.56万人，城市化率为28.27%，是一个以农牧业为主，半农半牧的人口小州、经济穷州、边防大州、战略重州。2010年全州完成生产总值38亿元，完成全社会固定资产投资30亿元，完成地方财政收入3.7亿元；社会消费品零售总额8亿元；农牧民人均收入达到1902元；人口自然增长率13‰，城镇登记失业率4%。

自治州地处欧亚大陆腹地，距海洋遥远，且三面环山，东临塔克拉玛干沙漠，属典型的暖温带大陆性气候。其主要气候特点是：四季分明，春季升温快，天气多变，多浮尘；夏季炎热，蒸发强盛，多阵风雨；秋季秋高气爽，降温迅速；冬季寒冷多晴日，微风少雪，日照充足，干旱少雨，无霜期长，气温日振幅大，气候差异复杂，垂直反映迅速。

2 研究方法

2.1 理论介绍

一般各种生物资源以及能源消费项目用生物生产性土地来表示，其中包括6中类型：林地，建筑用地，水域，化石能源土地，草地，耕地，经过计算把这6种不同生产力的生物性生产面积加权求和就是生态足迹。（1）化石燃料土地：William和Wackernagel将化石能源地定义为“用于吸收化石能源燃烧排放的温室气体的森林”。一般用化石能源地转化因子的办法来估计化石能源用地。（2）耕地：农作物生长的土地。这种土地面积类型是最具有生产能力的从生态角度看，人类可以利用的大部分生物量就是在可耕地面积上生长着。（3）林地：人造林或者天然林，主要指可以产出木材产品的林地。人类对自然环境的掠夺，对森林的大量乱砍乱伐造成林地的生产和服务能力不断下降。（4）进行畜牧业生产的土地。牧草地的生产能力要远远低于可以耕种的土地。（5）建成地：人们居住的地方，路面，桥梁等所占用的土地。人类居住的地方一般是肥沃的土地，因此建成地占用了大量可耕地，建成地对可耕地面积的减少有不可推卸的责任。（6）水域：有大量水产品的淡水或是近海的海域面积。

2.2 计算方法

2.2.1 生态足迹的计算：

其中EF为一定区域内总的生态足迹；N为人口总量；ef为人均生态足迹；j为生态生产性土地类型，即为前文所提到的化石燃料土地，耕地，林地，牧草地，建成地和水域；i为消费项目的类型；rj为均衡因子；ai为第i项消费项目经折算后的人均生态生产性土地的面积，即为第i项消费项目人均生态足迹；Ci为第i项消费项目的人均消费量；Yi为生产第i项消费项目的相应的生态生产性土地的全球平均生产量。

2.2.2 生态承载力的计算

以生态足迹来衡量生态承载力的定义：一个地区所能提供给人类的生态生产性土地的面积总和称为该地区的生态承载力。生态承载力是指生态系统的自我维持，自我调节能力及资源环境的供容能力。它强调生态系统的承载功能，同时突出对人类活动的承载能力。

其中EC为一定区域内的生态承载力；ec为人均生态承载力；aj为人均实际占有的第j类生态生产性土地面积；yj为产量因子。

2.2.3 生态赤字与生态盈余的计算

生态赤字与生态盈余是用来判断一个国家或地区的可持续发展状态合适与否，如果该区域生态足迹超过区域所提供的生态承载力，就会出现生态赤字，说明该研究区域生态系统发展不可持续;反之，则说明该研究区域生态系统发展较可持续。其计算公式如下：

公式3：ED(生态盈余/生态赤字)=EC(生态承载力)-EF(生态足迹)

2.3 计算与结果分析

2.3.1 生物资源生态足迹的计算

克州生态足迹计算以2008年为例。根据克州的具体情况，克州的生物资源消费足迹的指标选取了粮食作物产品、动物产品、水果等几大类。由于生态足迹的计算是一个地区的净消费量，而克州的对外贸易在国民经济中占有一定的比重，所以在进行克州生物资源消费生态足迹计算时就要做一个贸易的调整。公式中的全球平均产量数据采用了联合国粮农组织(FAO)发布的各年每种作物的全球平均产量数据，以及参考文献中的相关全球平均产量。克州生物资源生态足迹的计算结果(表1)。

表1 克州2008年资源账户账本

2.3.2 能源消费生态足迹计算

能源足迹的计算选取了原煤、柴油、汽油、燃料油、液化石油气和电力等指标。计算能源足迹时要把能源消费转化为化石燃料生产面积,采用世界上单位化石燃料生产土地面积的平均发热量为标准,将克州2008的能源消费所消耗的热量转化为一定的化石燃料土地面积(表2)。

表2 2008年克州能源消费的生态足迹

3 生态承载力与生态盈利的计算

克州生态承载力的计算主要包括耕地、林地、草地、水域和建筑用地五大类的计算,依据惯例环境容量计算中CO2的吸收一般不做计算。根据联合国的规定,还应该减去生物多样性保护的12%的均衡面积,才是克州2008年的生态承载力。然后,将生态足迹需求与生态承载力二者分类汇总就可以得到克州2008年的生态盈利情况(表3)。

表3 克州2008年生态足迹与承载力

2008年克州的人均生态足迹为0.0092 hm/人，生态承载力为0.0063 hm/人，存在0.0045hm/人的生态盈利。

上述生态盈利显示，由于克州低能源消耗、人口过于疏散、因此克州属于生态盈利。

4 结果与讨论

可耕地的减少以及化石能源燃料的大消耗是造成克州2001年生态赤字的主要原因。同时也表明，社会经济发展的压力，仅靠克州自身的供给也已经不能满足。2002-2010年克州建筑用地和林地都尚处于盈余状态，但是在阿图什城市日益扩大的同时，必将破坏自然生态资源的再生和供给。因此可以认为，目前克州的城市化进程实际上还不是对生物生产性土地的侵占，但以后在发展的同时必须防止生态赤字的发生。

图1 2001-2010年克州人均生态足迹变化图

由图1可知，中国人均生态足迹和人均生态承载力分别为1.848 hm/人和0.65 hm/人，克州和全国相比，人均生态足迹仅仅是是全国的0.0013倍，而人均生态承载能力为全国的0.008倍。这与克州经济发展缓慢的贫困地区的经济现状是一致的。而且通过人均生态盈利的变化可以看出，克州的生态可持续发展状况是理想的。

由此可见，克州的发展模式目前处于一种可持续的状态，生态安全未能受到严重的胁迫。

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[4]范晓秋，姜翠玲，章亦兵.江苏省可持续发展和生态安全的生态足迹评价[J].河海大学学报（自然科学版），2005，33(3):13-19.

中国自然科学基金项目（(41175017,41175140)；公益性行业（气象）科研专项（GYHY201006012,GYHY201106025）共同资助

艾克代·沙拉木（1987.12.29-），女，维吾尔族，阿图什人，硕士。研究方向：气候与环境。