浅论基于生态足迹模型的昆明市松华坝水源区生

　摘要：以小尺度特定区域的松华坝水源保护区为研究对象，构建了生态足迹模型。计算结果表明，该区域2008年的人均生态足迹需求量为0.485587 hm²，扣除生物多样性面积后的人均生态承载力为1.005190 hm²，表明松华坝水源区尚有大量生态盈余，经济发展空间比较大。但目前该区域的水源保护与社会经济发展有较大冲突，需进一步转变传统的靠工程措施治理污染的思想，水源区必须进行产业结构调整，转向发展生态农业和生态林业为主，并增强新型清洁能源的使用，以实现经济发展并促进环境保护的目的。
　　关键词：城市水源区；水源保护；生态足迹需求；生态承载力；经济社会发展
　　　
　　生态足迹模型(ec0l0gical f00tprint m0del)是20世纪90年代由加拿大生态经济学家william rees、mathis wackerna—gel等共同提出并加以完善的一种评价区域可持续发展程度的方法，即用生态生产性土地面积表达特定的经济系统和人们对自然资源的消费量，并与该地区实际的生态承载力相比较，衡量地区的可持续发展程度。生态足迹模型可用于各种尺度范围的区域可持续发展研究，我国从21世纪初将其引入并迅速开展研究，例如：章锦河、翟胜等对模型研究进展进行了总结论述；陈成忠进行了国家尺度范围的生态足迹分析研究；徐瑶、童亿勤等分析了以省为尺度的生态足迹；薛建春、王世旭、杨天姿等研究了基于市区尺度的生态足迹；刘晓、蒋依依等对更小尺度特定范围的生态足迹进行了分析研究。
　　松华坝水源区是昆明市主要的饮用水源保护区之一，为保障城市饮用水安全，必须提供满足水质要求的供水。然而水源区传统的经济发展模式已经造成了水环境污染，仅靠工程措施治理污染已不能根本性解决问题，水源区保护需要转变生产与生活方式，实现从“治标”到“治本”的转变。本文根据生态足迹理论和方法，通过计算该区域2008年的生态足迹需求和生态承载力状况，定量评价该区的生态赤字或生态盈余，结合当前经济发展状况，提出发展水源区经济、保护生态环境的新思路和措施。
　　
　　1、研究区域概况
　　
　　松华坝水源保护区位于昆明市北郊，距城区16 km，是昆明市的重要水源地，每日供水占300多万人口的昆明市城市日供水量的50％以上。松华坝水源保护区总面积为629.8km²，属云贵高原主体滇东高原的一部分，地势东北高西南低，具有低山和中高山地貌，海拔高程1920－2800 m；属北亚热带季风气候区，年平均降水量957mm，年蒸发量1371mm，年日照时数2470h，无霜期226d。
　　松华坝水源保护区内主要有山地草甸土、棕壤、红(黄)棕壤、红壤、紫色土和水稻土等土壤类型。区内森林覆盖率为62.97％，森林植被以云南松、华山松、圣诞人工林为主。土地利用类型中，林业用地土地面积最大，占总土地面积的65.8％；其次为耕地面积，占总土地面积的16.3％；再次为未利用土地面积，占总面积的9.3％；然后是建筑用地面积占2.9％；园地占1.1％；其他农用占地4.6％。
　　松华坝水源保护区范围内涉及昆明市盘龙区的松华、双龙、龙泉街道办事处和阿子营镇、滇源镇5个街道(镇)，44个村委会，281个自然村。区内居住着汉、苗、回、彝等民族，共有人口户数22462户，人口85613人，其中农业人口为80510人，非农业人口为5103人，整个水源区非农业人口与农业人口的比例约为1:16，平均人口密度约为136人／km²。其第一、第二产业生产总值比重较大，第三产业发展相对薄弱，支柱产业为种植业。水源区内主要种植水稻、小麦、玉米、蚕豆、马铃薯、烤烟、蔬菜和水果等经济作物。近年来，取缔了规模化养殖场和挖沙采石点，畜禽大多是农户散养，林业和渔业收入也较低。
　　
　　2、生态足迹模型
　　
　　生态足迹模型是通过测定具体区域内维持人类生存与发展的自然资源消费量以及吸纳人类产生的废弃物所需的生物生产性土地面积大小表示的生态需求，与同区域的生态承载力进行比较，评估人类对生态系统的影响，测度区域可持续发展状况。
　　2.1　生态足迹需求
　　由人类可以确定的自身消费的绝大多数资源、能源和所产生的废弃物的数量，以及这些资源和废弃物能够折算成生产和吸纳它们的生物生产性土地的面积，并据此进行生态足迹需求的计算。根据生产力大小的差异，地球表面的生物生产性土地可分为草地、林地、耕地、水域、建筑用地和化石燃料用地6类，分别计算出各类生物生产性土地面积，再乘以均衡因子(用以转化为统一的、可比较的生物生产性土地面积)，可得到下式：
　　ef＝n×ef＝n∑(a_i×r_i)＝ng∑(c_i×r_i／p_i)(i＝1，2，…，6)　(1)式中：ef——总的生态足迹需求；n——区域内人口数；ef——经过均衡处理后的人均生态足迹需求；a_i——第i种物质人均占用的生物生产性土地面积；r_i——均衡因子；c_i——第i种物质的人均消费量；p_i——第i种物质的世界平均生产力，即全球平均产量。
　　2.2　生态承载力
　　区域的生态承载力，又称为生态足迹供给，是一个区域实际提供给人类的所有生物生产性土地面积的总和。为了使生态承载力与生态足迹需求具有可比性，需要采用产量因子对不同类型的生物生产性面积进行调整。则计算公式如下：
　　ec＝n×ec＝n∑(b_i×r_i×y_i) (i＝1，2，…，6)　(2)式中：ec——区域总的生态承载力；ec——人均生态承载力；b_i——实际人均占有的第i类生物生产性土地面积；y_i——产量因子；其他符号意义同前。

2.3　生态足迹评价
　　针对不同地域而言，只有对生态足迹模型的人均值进行比较才有意义。在计算生态承载力时，应扣除12％的生物多样性保护面积，然后将计算的生态足迹需求值与生态承载力值进行比较来评价区域可持续发展状况。
　　如果计算的生态承载力量减去生态足迹需求量的值小于零，即出现生态赤字，说明该区域人们对本区域自然系统所能提供的产品和服务的消费超过了供给，该区域发展处于不可持续状态，并且负值越大说明生态问题越严重；反之，如果生态承载力量减去需求量大于零，表明计算区域出现生态盈余，生态系统是安全的，该区域的经济发展处于相对可持续发展范围内，并且差值越大说明区域的发展空间越大。 　3、实证应用
　　
　　生态足迹模型在松华坝水源保护区2008年的应用中，计算所依据的数据主要来源于2009年《昆明市松华坝水源保护区保护与发展研究》、2009年《云南统计年鉴》以及从“联合国粮农组织(fa0)”网站上获得的2008年全球各类生物生产量等，包括了研究区域实际消费的绝大多数生物资源量，能较好地代表该区域生态足迹。
　　3.1　计算生态足迹需求
　　生态足迹需求的计算主要包括生物资源的消费和能源的消费两部分。生物资源主要包括农产品、动物产品、水果、花卉和木材等。生物资源的全球平均产量主要来自2008年fa0的有关数据，计算结果见表1。
　　能源消费主要涉及到煤、焦炭、电力和柴汽油等。能源消费转化为化石燃料生产性土地面积时，采用世界上单位化石燃料生产性土地面积的平均发热量为标准，将松华坝水源保护区能源消费所消耗的热量折算成一定的化石燃料土地面积。化石燃料土地是人类应留出用于吸收co2的土地，在计算生态足迹需求方面，考虑了吸收co₂所需要的化石燃料的土地面积，但目前人类未留出这部分土地，同时化石燃料的消费排出的其他有毒污染的物质也未考虑在生态足迹需求计算中。计算结果见表2。
　　3.2　生态承载力的计算
　　对全球不同类型生产空间的生产力需用产量因子区分，为了方便同我国其他地区比较，计算松华坝水源保护区的生态承载力时，采用了我国常用的产量因子：草地0.19，林地0.91，耕地1.66，水域0.22，建筑用地1.66和化石燃料用地o。
　　对松华坝水源保护区2008年的各种生物资源生产性面积进行汇总，再对各种生物生产性土地面积乘以相应的均衡因子，为了使各区域计算结果便于比较，本文采用的均衡因子为联合国粮农组织1993年计算的数据标准，即草地、林地、耕地、水域、建筑用地与化石能源用地分别为：0.5，1.1，2.8，0.2，2.8和1.1，最后得按世界平均产量计算出松华坝水源保护区的生态足迹需求。最终得到2008年松华坝水源区生态足迹需求与生态承载力计算结果见表3。
　　
　　4、结果分析
　　
　　根据表3可知，松华坝水源保护区人均拥有生物生产性土地面积为1.142261 hm²，但扣除12％的生物多样性保护面积0.137071 hm²，则该区域的生态足迹供给即生态承载力为人均1.005190 hm²。而生态足迹需求量为人均0.485587hm²，占生态供给量的48.3％，说明该地区生态有盈余，即使考虑到小部分未能统计的生态足迹需求量，松华坝水源保护区生态系统仍是安全的，并且该区域尚有发展提升空间。
　　耕地、林地和水域的人均生态足迹需求都小于人均生态承载力，表现为生态盈余，其中林地的生态盈余最大，为0.480858 hm²／人；草地、建筑用地和化石能源地的人均生态足迹需求都大于该区域的人均生态承载力，表现为生态赤字，特别是建筑用地的生态赤字最大，达－0.124546 hm²／人，见图1。这种生态赤字主要是由该区域的自然条件和人类活动导致的。为了达到可持续发展的目的，图1说明松华坝水源保护区的经济发展产业结构不合理。该区域需加大产业结构的调整，应重点转向开发生态农业和生态林业等对环境污染小的产业，使经济可持续增长发展。
　　
　　5、对策与措施
　　
　　松华坝水源保护区的水体已经遭到一定程度的污染，并且污染主要是农村生活与生产方式造成的面源污染。要治理面源污染必须从改变农村生活方式、思维方式、文化、心理等着手，必须从改变农村经济制度、管理体制、城乡布局、社会组织等着手，必须充分考虑农村的综合发展，着重解决就业问题和农民增收的问题，最终让水源区人民自觉、主动地参与到水源区保护工作当中，即以发展促进环境保护。根据生态足迹模型量化计算的结果，并考虑到松华坝水源区的现实情况，提出如下水源区保护与发展的建议。
　　①从表3可得到水源保护区的耕地生态有盈余，即可加大对种植农业经济的发展，但目前水源区的水源污染主要来源于农业污染，这说明需要调整传统农业的产业结构，发展水源区生态农业，走绿色农业、精品农业、观光农业等新型农业路线，以降低对水源区生态环境的影响，提高农业生产率，增加农民收入。
　　②由图1知林地生态足迹也有盈余，但森林具有涵养水源和净化水质的作用，因此不能采用砍伐森林获取木材的经济发展方式，建议大力发展经济林以获取其经济价值，比如种植板栗、核桃以及香椿等具有经济价值的果林。
　　③由于草地和水域都显示为生态赤字，所以水源区内应严格控制养殖业的发展，外加养殖业容易对水环境造成污染，因此必须取缔区内的大规模养殖场和禁止水库捕鱼等行为。
　　④加快清洁能源的推广使用以降低化石能源的生态环境压力。广泛推广以太阳能、液化气、沼气为主的农村新能源环保建设，可实现经济发展的同时达到保护环境的目的。
　　
　　6、结　语
　　
　　由于城市水源区一般离城市都比较近，区域内的人们希望能大力发展生产以提高生活质量，但是为了保护水源，往往要限制甚至禁止水源区内发展，以保证城市生活供水。本文以昆明市松华坝城市水源保护区为研究对象，进行生态足迹计算，结果显示研究区域的生态有盈余，而且生态承载力比生态足迹需求大得多，说明在可持续发展的前提下，该区域有加快经济发展的能力，但必须满足城市饮用水源地供水的要求，水源区的发展必须十分慎重。 本文链接：http://www.qk112.com/lwfw/sklw/huanjingbaohu/263550.html