安徽省水资源生态足迹动态分析:2005—20131

来源 :南京林业大学学报(人文社会科学版) | 被引量 : 0次 | 上传用户:ztcld2003
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  摘 要:在生态足迹分析方法基础上,建立了水资源生态足迹的计算模型,分析了安徽省2005—2013年水资源生态足迹和水资源承载力的演变历程。2005—2013年,安徽省人均水资源生态足迹整体上呈现上升趋势,人均水资源承载力呈波动变化趋势。水资源生态足迹由三个二级指标构成,包括生产用水生态足迹、生活用水生态足迹以及生态用水生态足迹。安徽省历年人均生产用水的生态足迹所占比最大,远远超过人均生活用水和人均生态用水的生态足迹,而人均生态用水所占比最小。从安徽省水资源可持续发展的三个评价指标来看,2005—2013年,全省人均水资源利用一直处于盈余状态,即历年人均水资源生态足迹均未超过人均水资源承载能力,但历年盈余程度变化较大,波幅达到1.88 hm2/人;全省人均水资源生态压力指数<1,压力指数最小的年份为0.36,最高达到0.95,接近临界状态;安徽省万元GDP水资源生态足迹逐年下降,由2005年的0.86 hm2/万元下降到2013年的0.34 hm2/万元。总体而言,安徽省水资源的利用符合可持续发展的要求,但历年降水量的不稳定造成水资源总量的时大时小,同时人均用水消耗量一直呈上升趋势,使安徽省水资源的可持续利用存在一定的安全隐患。
  关键词:水资源生态足迹 ;水资源承载力;水资源盈余;评价指标
  随着社会经济的发展与进步,人与生态环境的矛盾日益凸显,引起了社会各界的广泛关注,学术界也致力于寻求一条衡量人口发展对生态环境影响的新途径。威廉·瑞斯(Walliam Rees)的生态足迹分析方法也就是在这种背景下于1992年应运而生,并在瓦克纳格尔(Wackernagel)的协助下使该模型得到完善。具体而言,生态足迹方法是一种定量衡量人类可持续发展的测度,是界定和度量人类活动对地球生态系统影响的可操作的指标和方法。2但该模型并未将生态系统提供资源、消解废弃物的能力考虑完全,忽略了水资源所发挥的社会生活、生产以及维持生态环境的功能。然而,水资源在人类的生活生产中至关重要,水资源的不足以及不合理利用将严重影响该地区社会经济以及环境的发展。因此,提出水资源生态足迹,在生态环境系统的可持续发展评价中,变得不可或缺。而不同地区的自然差异和人文生活的社会差异,会造成区域水资源总量以及区域人口对水资源消费量的异质性。因此,在具体运用中,需要结合区域情况进行具体分析,本文以安徽省为例,在生态足迹理论的基础上,建立水资源生态足迹计算模型,对安徽省水资源生态足迹进行核算,以此评价安徽省水资源的可持续利用程度,为全省水资源管理提供参考依据。
  本文以安徽省为研究对象,研究安徽省2005—2013年水资源生态足迹和生态承载力的变动趋势。有关水资源总量、水资源消耗量等数据来源于《安徽省水资源公报》,常住人口、户籍人口、GDP数据则来源于《安徽省统计年鉴》。
  一、安徽省水资源生态足迹与资源承载力计算方法
  (一)水资源生态足迹
  水资源生态足迹模型的可操作性与实用性,使学术界对水资源生态足迹的关注日趋活跃,不少学者都提出自己的理解,龙爱华等指出,任何已知人口 ( 某个人、一个城市、一个区域或全球) 的水资源足迹是生产这些人口所消费的所有资源所需要的水资源总量。1这里的所有资源,一方面包括人类用以维持其生活从而直接消费的水资源,另一方面也包括为人类生活提供相关服务的生态环境资源。而具体到对水资源消耗的计算上,学术界主要存有两种途径:即水资源生态足迹(water resources ecological footprint)和水足迹(water footprint),二者的区别在于将水资源的消耗折算成不同的换算单位,前者折算成水域面积而后者折算成水资源量。两种途径基本思路一致,但计算方法和表达方式存有差异。2而本文在计算中将采取第一种方法,根据传统生态足迹模型建立水资源账户,与其他六类土地类型相平行的第七类土地类型——水资源用地,用以描述消耗的水资源量转化为相应账户的生产面积。根据人们用水特性主要包括生产用水、生活用水以及生态环境用水三个方面,由此可以建立水资源生态足迹的三个二级账户。其中,生产用水主要包括农田灌溉用水、林牧渔蓄用水、工业用水等;生活用水包括城镇生活用水和农村生活用水;而生态用水则指城市绿地用水和区域内水体纳污能力之外的稀释污染物用水量。3根据以上对水资源生态足迹的描述,同时结合传统生态足迹计算方法,得出水资源生态足迹的计算公式为:
  (三)模型相关变量解释
  1.水资源平均生产能力
  水资源平均生产能力通常用水文学中的平均产水模式来表示,计算公式为:
  [p=V/S] (6)
  其中,[V]为计算时段区域内水资源总量,m3;[S]为计算区域的面积,hm2;[p]则是计算时段的平均产水模式。世界水资源平均生产能力则为世界水资源多年平均产水模式。根据相关参考文献,世界水资源平均生产能力为31.4万m3/ km2。
  表1 世界几个国家单位面积产水量统计 万m3/ km2
  [国家或地区\&单位面积产水量\&国家或地区\&单位面积产水量\&巴西\&60.9\&加拿大\&31.3\&中国\&29.5\&日本\&147.0\&前苏联\&21.1\&美国\&31.7\&印度\&51.4\&世界\&31.4\&]
  2.水资源产量因子
  由于同类生物生产性土地的生产力在不同地区存有一定的差异,因此各地区同类生物生产性土地面积无法进行直接比较,而产量因子提出的价值就在于赋予各地区同类生物生产性土地面积之间的可比性。具体计算中,由世界水资源产量因子作为中间转化变量来确定不同区域的水资源产量因子,为方便计算将其设为1,区域水资源产量因子则为该区域水资源平均生产能力与世界水资源平均生产能力的比值。由此可知,安徽省水资源产量因子则为安徽省区域水资源平均生产能力与世界水资源平均生产能力的比值。通过计算,安徽省历年水资源产量因子如表2所示。   3.水资源均衡因子
  均衡因子实质上属于一种权重因子,是为了将不同土地类型的单位生态生产能力转化为一个可以比较的标准。水资源的全球均衡因子等于水资源生物生产面积的平均生态生产力除以全球各类生物生产面积的平均生态生产力。
  由于全球生物性产量的总平均值很难进行准确的计算,加之产量逐年变化,因此,生物生产面积的均衡因子难以有统一的标准,本文将根Wackernagel 1997年确定的水资源均衡因子6.95作为计算标准。
  二、安徽省水资源人均承载力与生态足迹结果与分析
  (一)安徽省人口规模状况
  安徽省2005—2013年户籍人口与常住人口如表3所示。可见,户籍人口每年呈上升趋势,而常住人口每年则呈下降趋势,这与安徽的经济发展、人口的大量迁移有关。鉴于区域生态环境的空间性,本文水资源生态足迹模型计算中主要采用常住人口数据。
  表3 安徽省户籍人口数和常住人口数 万人
  [年份\&2005\&2006\&2007\&2008\&2009\&2010\&2011\&2012\&2013\&户籍人口\&6 516\&6 593\&6 676\&6 741\&6 795\&6 827\&6 876\&6 902\&6 929\&常住人口\&6 120\&6 110\&6 118\&6 135\&6 131\&5 957\&5 968\&5 988\&6 030\&]
  (二)安徽省历年人均水资源生态足迹和承载力
  根据前文介绍的水资源生态足迹的模型以及安徽省历年水资源产量因子和常住人口数,生成安徽省2005—2013年人均水资源生态足迹和承载力表,如表4所示。
  图1反映出安徽省2005年到2013年的人均水资源生态足迹和三个二级指标的发展趋势。如图所示,安徽省的人均水资源生态足迹整体上呈持续上升趋势,已由2005年的0.75 hm2/人上升到2013年的1.09 hm2/人。三个二级指标也不同幅度地呈上升趋势,因人均生产用水的生态足迹在人均生态足迹中所占比较高,其变化趋势与整体保持一致,生活用水和生态用水的生态足迹则呈平缓直线上升趋势。从三个二级指标在人均水资源生态足迹中所占的比重来看,生产用水的人均生态足迹所占比最大,远远超过人均生活用水和人均生态用水的生态足迹,其中人均生态用水所占比最小。从2007年到2013年,人均生态足迹的增长速度整体上越来越快,这与安徽省经济建设密切相关,虽然2012年这种增长趋势有所回落,但到2013年又呈上升趋势。同时随着人们生活质量的提高以及环保意识的增加,人均生活用水和人均生态用水的生态足迹也呈现逐年上升态势,但增幅较为缓慢,说明安徽省的发展重心主要在于经济的发展,人民生活发展和生态环境发展意识较为薄弱。
  图2反映的是2005年到2013年安徽省人均水资源生态足迹与人均水资源承载力的变化趋势。总体上来看,安徽省历年人均水资源承载能力高于人均生态足迹,但二者之间的差距时大时小,整体呈波动变化,波幅最大达到2010年的1.91 hm2/人,而2006、2011和2013年二者差距不到0.3 hm2/人,2013年几乎接近0 hm2/人,其主要是受到年降水量不稳定的影响。2010年全省平均降水量为1 308.9毫米,较常年值多11.6%;而2006、 2011以及2013年全省平均降水量分别为1 069.0、1 064.4和1 023.4 mm,分别比较多年均值少8.9%、 9.3%和12.8%。历年的降水量会直接影响安徽省的水资源可利用量,从另一个角度来看,安徽省常住人口历年呈下降趋势,暗含安徽省人口若呈稳定或上升趋势,会加大水资源的消耗量,将进一步缩小人均水资源生态足迹与人均水资源承载力之间的差距,从而也说明安徽省水资源利用状况存有一定安全隐患。
  三、安徽省水资源可持续利用评价指标
  (一)人均水资源生态盈余(或赤字)
  人均水资源生态盈余(或赤字)是评价水资源可持续利用的一种重要指标。将人均水资源生态足迹与其承载力进行大小比较,当人均生态足迹大于承载力时,则该地区水资源利用处于赤字状态,不符合可持续发展的要求;当二者相等时,则该地区水资源利用处于临界状态;当人均生态足迹小于其承载力时,则该地区水资源利用处于盈余状态,符合可持续发展的要求。二者之间的差值则可用来评价盈余或赤字程度,盈余值越大,说明可持续利用程度越高。表5为安徽省2005—2013年水资源利用评价指标。由表5可知,安徽省近几年人均生态足迹一直小于人均水资源承载能力,因此安徽省人均水资源利用处于盈余状态,但从二者差距来看,波动较大,最大盈余值为1.906 hm2/人,而最小盈余值只有0.063 hm2/人,波幅到达1.84 hm2/人。
  (二)水资源生态压力指数
  水资源生态压力指数(EPLW)是由人均水资源生态足迹与其承载力的比值计算得来。EPLW值越大,水资源生态压力就越大。具体而言,当0< EPLW<1时,表明该地区水资源供给量大于消费量,水资源利用处于安全状态;当EPLW=1时,表明该区域水资源利用供需平衡,水资源安全处于临界状态;当EPLW>1时,表明该地区水资源消费量大于供给量,水资源安全受到威胁,处于不可持续发展状态。由表5可知,2005年至2013年安徽省人均水资源生态压力指数小于1,水资源利用处于安全状态,但历年变化同生态盈余一样,安徽省水资源的生态抗压能力并不稳定,波幅较大,最小值为2010年的0.36,远远小于1,而最大值则达到2013年的0.95,几乎接近临界状态。
  表5 安徽省2005—2012年水资源利用评价指标
  [ 年份\&人均生态盈余(赤字)/hm2·人-1\&人均水资源生态压力\&万元GDP生态足迹/hm2·万元-1\&2005\&-0.956 445\&0.440 286\&0.860 624\&2006\&-0.238 749\&0.785 863\&0.875 827\&2007\&-0.837 736\&0.500 530\&0.697 758\&2008\&-0.650 136\&0.596 466\&0.666 039\&2009\&-0.718 416\&0.594 590\&0.641 963\&2010\&-1.905 702\&0.363 176\&0.523 825\&2011\&-0.135 201\&0.889 893\&0.426 209\&2012\&-0.592 262\&0.642 975\&0.371 072\&2013\&-0.063 052\&0.945 155\&0.344 140\&]   (三)万元GDP水资源生态足迹
  万元GDP水资源生态足迹主要是反映经济发展对资源利用效率的高低。万元GDP越高,说明对资源利用效率越低;反之,则对资源的利用效率越高。1由表5可知,安徽省万元GDP水资源生态足迹整体上逐年下降,由2005年的0.86 hm2/万元,下降到2013年的0.34 hm2/万元。尤其是从2009年开始,年下降幅度较之前更为明显,由此可知,安徽省经济的发展、科技的进步使水资源利用率得到显著提高。
  四、结语
  本文运用水资源生态足迹和生态承载力模型,对安徽省2005—2013年水资源可持续利用状况进行分析,以此了解历年变动趋势。根据研究结果可知:2005—2013年,安徽省人均水资源生态足迹整体上呈上升趋势,人均水资源承载力则呈现波动变化状态,其波动幅度达到1.878 hm2/人。此外,通过计算安徽省水资源可持续发展三个评价值指标,可全面评价安徽省水资源可持续利用状态。结果表明,2005—2013年,安徽省人均水资源利用一直处于盈余状态,但历年盈余程度随水资源承载能力一样变化较大;人均水资源生态压力指数小于1,但历年变动也较大,压力指数最小只有0.36,最高则达到0.95,接近临界状态;安徽省万元GDP水资源生态足迹逐年下降,由2005年的0.86 hm2/万元,下降到2013年的0.34 hm2/万元。综合各个指标来看,安徽省水资源利用情况处于可持续发展状态,但总体上具有不稳定性,水资源总量因历年降水量的波动时大时小,而人均用水消耗量一直呈上升趋势,安徽省水资源可持续利用存在一定的安全隐患。
  [作者简介:余盼,安徽大学社会与政治学院硕士研究生;熊峰,安徽大学社会与政治学院硕士研究生。]
  (责任编辑 朱凯)
  Dynamic Analysis of Ecological Footprint of Water Resources in Anhui Province: from 2005 to 2013
  Yu Pan , Xiong Feng
  Abstract: Based on an analysis of ecological footprint, a calculation model of water ecological footprint was established. The model was applied to analyze the evolution of ecological footprint and carrying capacity of water resources in Anhui province from 2005 to 2013. The results showed that per capita ecological footprint of water resources as a whole was in an upward trend, but per capita carrying capacity of water resources was volatile. Seen from the three evaluation indicators of the sustainable development of water resources in Anhui province, from 2005 to 2013, the per capita water use of the province had been in surplus, but surplus degree changed over the years; The per capita ecological pressure index of water resources < 1, but has been in fluctuation state over the years with the minimum of 0.36, and the maximum of 0.95; Anhui’s ecological footprint of water resources for every 10000 Yuan GDP has decreased year by year, from 0.86 hm2 / 10000 Yuan in 2005 down to 0.34 hm2 / 10000 Yuan in 2013.
  Key words: ecological footprint of water resources; carrying capacity of water resources; water resource surplus; evaluation index
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