基于生态足迹的陕西省适度人口研究

徐 坡,韩新海

(1.西北大学 城市与环境学院,710127中国西安;2.陕西省宝鸡市勘察测绘院,陕西 宝鸡 721000)

所谓适度人口,一般是指在一定目标和条件下区域能够供养的最优人口数量。它的大小不仅取决于区域各种自然经济承载力和区域人口对这些承载力的需求水平之间的平衡,也取决于不同的研究目标[1]。在我国最早提出适度人口的是南京大学的孙本文[2],他从我国 1957年的粮食生产水平和劳动就业角度,提出 8亿人口是我国最适宜的人口数量。从此之后开启了适度人口研究的先河,不同学者分别从不同角度对适度人口进行了研究,有的以经济发展为出发点,探求最适合经济协调发展的人口规模,即为经济适度人口;有的从国防需要和提升国家竞争力角度来考虑一个国家合理的人口规模,可以称之为军事适度人口;也有研究从保证充分就业,防止人口严重老龄化出发,探讨维持社会协调发展的适度人口;同时还有大量研究侧重从资源供给的角度来确定区域适度人口[3]。而随着人类社会的发展,人地关系变得越来越紧张,从区域可持续发展和生态安全方面考虑的适度人口即生态适度人口的研究越来越受到人们的关注,对此彭希哲等在介绍生态足迹模型的基本概念和计算方法的基础上,对中国西部 12省市的生态适度人口进行了估算[1]。徐丹[4]应用生态足迹模型对崇明岛的人口承载力进行了测算和分析,并提出相应的措施提升人口承载力。王丽晔[5]根据生态足迹分析方法通过对生态足迹、生态承载力和生态盈亏的分析,构建人口容量的计算模型,并以金华市为例估算其人口容量。马晓钰[6]应用生态足迹理论对经济快速增长下的生态过剩人口进行研究,从横截面和时间序列分析生态过剩人口情况,反映了我国生态人口过剩的普遍性,说明经济的快速增长付出了巨大的生态代价,并提出相应措施来缓解生态人口过剩问题。王静懿[7]运用生态足迹、碳足迹、水足迹的概念计算了中国的生态适度人口规模,并通过对影响模型的要素及其他相关因子的分析,探讨了中国未来的人口发展战略,以及贸易、科技、制度、文化等各种因素对于适度人口规模的影响。韩申山[8]以咸阳市为例利用生态足迹分析方法,对咸阳市 1999～2006年的生态适度人口进行了测算,指出咸阳市具有相对较大的人地矛盾,出现生态赤字,并提出一些可持续发展的途径。盛亦男[9]从土地资源承载力、水资源承载力和生态承载力角度分析东北地区人口承载力状况,对东北地区的生态适度人口进行估算,最后提出一些提高东北地区人口承载力的政策建议。本文在参考相关文献的基础上,利用生态足迹分析模型和陕西省 1991～2005年统计年鉴数据,对陕西省 1990～2004年的生态足迹进行计算分析,并在此基础上估算了陕西省生态适度人口,以期为陕西省社会经济可持续发展提供相应的借鉴。

1 研究区概况

陕西省位于东经 105°29′～ 111°15′和北纬 31°42′～ 39°35′之间,土地面积 20.58万 km2,地势南北高,中间低,西部高、东部低,地形复杂多样,北部为陕北黄土高原,中部为号称“八百里秦川”的关中平原,南部为陕南秦巴山地。陕西省属大陆性季风气候,年平均气温 13℃,积温 421℃,无霜期150～270 d,年均降水量 996 mm,年均蒸发量 1 608 mm。2004年末全省人口 3 762万人。

2 研究方法

2.1 生态足迹的计算方法

生态足迹指标是通过测定现今人类为了维持自身生存而利用自然的量来评估人类对生态系统的影响[10]。生态足迹的计算首先是确定某国家(地区)在某一时段消费的绝大多数资源、能源以及所产生废弃物的数量,其次是将消废的资源和产生的废弃物折算成资源及消纳废弃物生产所需的生物生产面积。依据 Wackernagel的国家足迹报告[11]本文将生物生产面积主要考虑化石能源用地、耕地、林地、草地、建设用地和水域等 6个方面。

生态足迹的计算可以用以下公式来表示[11-15]：

式中：EF为总的生态足迹;N为区域总人口数;ef为人均生态足迹;i为消费项目的类型;ri为第 i项消费项目的均衡因子;Ai为第 i项消费项目人均占用的实际生态生产性土地面积;ci为 i项的人均年消费量;pi为第 i项消费项目的全球单位面积年平均产量。均衡因子的选取来自世界各国生态足迹的报告[11]。目前采用的均衡因子分别为：林地和化石能源用地为 1.14,耕地和建筑用地为 2.82,草地为 0.54,水域为 0.22。

2.2 生态承载力的计算方法

生态承载力是与生态足迹需求相对应的概念,是指区域能够提供给人类的生态生产性土地总和,计算公式为：

其中,yi为产量因子;ri为均衡因子;ai为人均生物生产性面积;N为人口数;ec为人均生态承载力;EC为总的生态承载力。

由于不同国家或地区同类型生物生产面积的生态生产力存在差异,化石能源地、耕地、草地、林地、建筑用地、水域等之间的生态生产力存在很大的差异,因此,不同国家或地区同类生物生产土地的实际面积不能进行直接对比,需要对不同类型的面积进行调整。产出因子就是一个将各国各地区同类生态生产性土地转化为可比面积的参数,是一个国家或地区某类土地的平均生产力与世界同类平均生产力的比率。本文采用的产出因子的选取同样来自世界各国生态足迹的报告,具体为耕地 1.66,林地 0.91,草地 0.19,园地2.94,水域 1,建设用地 1.66。同时,根据世界环境与发展委员会(WCED)的建议,扣除了 12%的生物多样性保护面积,即可得到实际利用的生态承载力。

2.3 生态适度人口的计算

生态适度人口,通常也称为可持续人口容量,其主要受区域社会经济、自然等多种因素的影响。区域光热水土等自然条件及土地利用方式与技术决定了区域土地数量和土地生产力,从而也决定了森林、农业用地、草地、水域、建设用地等生产性土地的承载力,它们构成了区域生态系统的总承载力;而产业结构、消费习惯方式、收入水平等决定了区域的消费规模,构成了对自然资源的需求[1]。对于生态适度人口的研究有助于正确理解人对自然生态系统的依赖,协调经济发展与保护生态系统之间的关系,从而保证人类发展的可持续性。

在计算人口承载力时,用生态承载力代表一个地区所能提供的资源环境条件,生态足迹代表人口的消费水平。在生态承载力内,按照一定人均生态足迹计算的人口可以说是一个区域的生态适度人口,也可以说是一个区域的可持续人口容量[1,8]可以用公式表示为：

式中：P为区域的生态适度人口,N为区域的实际人口,ec为人均实际利用的生态承载力,ef为人均生态足迹。

3 陕西省 1990～2004年生态适度人口计算

3.1 人均生态足迹的计算

根据以上计算生态足迹的方法,对陕西省 1990～2004年的人均生态足迹进行计算,此次计算的生态足迹只包括生物文只采用生物资源消费和化石能源消费两部分。生物资源的消费包括农产品,动物产品,水产品,林产品,水果产品等,能源消费包括原煤、焦炭、原油、汽油、煤油、柴油、天然气、电力等,具体数据来自 1991～2009年《陕西省统计年鉴》。生物资源中的各类产品的全球平均产量,采用联合国粮农组织(FAO)发布的各年每种作物的全球平均产量数据,能源部分中的全球平均能源足迹和折算系数参考相关文献[11-15]。运用以上的计算方法对陕西省 1990～2004年的生态足迹进行计算结果,具体见表 1

表1 陕西省 1990～2004年人均生态足迹 hm2/人

3.2 人均生态承载力的计算

依据生态承载力理论和计算方法,将陕西省 1990～2004年实际提供的生物生产性土地面积与均衡因子、产量因子相乘,转化为以全球平均生物生产性土地面积表示的陕西省生态承载力,同时,根据世界环境与发展委员会(WCED)的建议,扣除了 12%的生物多样性保护面积,即可得到实际利用的生态承载力。各个年份的生物生产性土地面积来自1991～2009年《陕西省统计年鉴》。具体计算结果如表2 所示：

表2 陕西省 1990～2004年人均生态承载力 hm2/人

3.3 生态适度人口的计算

所谓适度人口,一般是指在一定目标和条件下区域能够供养的最优人口数量。它的大小不仅取决于区域各种自然经济承载力和区域人口对这些承载力的需求水平之间的平衡,也取决于不同的研究目标[1]。根据以上求出的陕西省人均生态足迹和人均生态承载力,运用生态适度人口的计算方法,求取陕西省 1990～2004年的生态适度人口,其中总人口数据来自于 1991～2009年《陕西省统计年鉴》。具体计算结果见表3 。

表3 陕西省 1990～2004年生态适度人口

4 结果与分析

根据表3 得出陕西省 1990～2004年生态适度人口变化图(图 1),由图 1以及表3 的数据可以看出,陕西省 1990～2004年的生态适度人口变化主要分三个阶段：

(1)1990～1998生态适度人口波动中下降,实际人口上升,过剩人口波动中上升的过程。这一时期实际人口由 1990年的 3 275.02万人增加到 1998年的 3 596万人,9年增加了320.98万人;生态适度人口由 1990年的 2 898.9万人减少到 1993年的 2 415.92万人,1994年略微增加到 2 572.85万人,1996年又减少到 2 107.49万人,1997年又增加到2 162.41万人,直到 1998年减少到 2 104.32万人,9年间减少 794.58万人,总体上在波动中呈减少的趋势;过剩人口则表现出与生态适度人口相反的趋势。陕西省实际人口和生态适度人口之间的比例也由 1.13增加到 1.71。在此期间,人均生态足迹也由 1990年的 0.91 236 hm2/人波动增长到1998年的 1.21 892 hm2/人,人均增加 0.30 153 hm2/人,人均生态承载力由 1999年的 0.8 076减少到 1998年的0.71 329,人均减少 0.09 342 hm2/人。人均生态足迹增加量是人均生态承载力减少量的 3.28倍。由此可见陕西省生态可持续发展逐步恶化的主要原因是总需求的不断增大,导致生态适度人口的不断减少。出现这一变化的主要原因是这一时期各类生产性土地的人均生态足迹都在不断地增加,尤其是草地和化石燃料用地的足迹增加较快,这说明随着生活水平的提高,人们消费结构发生变化,对肉蛋类的需求上升,化石燃料的足迹增加说明陕西省经济的发展主要以资源的消耗为主,对资源的需求不断增大。

(2)1999～2000年生态适度人口和实际人口增加,过剩人口减少的过程。这一时期陕西省实际人口由 1999年的3 618万人增加到 2000年的 3 644万人,生态适度人口由1999年的 3 086.35万人增加到 2000年的 3 113.48万人,过剩人口则由 1999年的 531.65万人减少到 2000年的 530.52万人。人均生态足迹由 1.12 264 hm2/人下降到1.08421 hm2/人,人均下降 0.03 843 hm2/人,人均生态承载力由 0.95 767 hm2/人 下降 到 0.92 637,人 均下 降0.0 313 hm2/人,前者是后者的 1.23倍。由此可见陕西省生态可持续发展逐步好转的主要原因是生态足迹总需求的不断下降,从而引起生态适度人口的增加,但总体上还处于不可持续的范围之内。出现这一变化的主要原因是化石燃料足迹的减少,虽然在这一时期其它的生物资源的足迹都在增加,但其增加的幅度远远小于化石燃料减少的幅度。

图1 陕西省 1990～2004年生态适度人口变化情况

(3)2001～2004年生态适度人口逐渐减少,实际人口和过剩人口逐渐增加的过程。这一时期,陕西省实际人口由2001年的 3 659万人,增加到 2004年的 3 762万人,8年间增加了 103万人;生态适度人口则由 2001年的 3030.57万人减少到 2004年的 1 439.39万人,8年间减少 1 591.18万人;过剩人口则由 2001年的 628.43万人增加到 2004年的2 322.61万人,8年间增加 1 694.18万人。陕西省实际人口和生态适度人口的比例也呈不断上升的趋势,从 2001年的1.21增加到 2004年的 1.68。此段时间,人均生态足迹增加0.33 150 hm2/人,人均生态承载力则减少 0.06 243 hm2/人,前者是后者的 5.31倍。由此可见,这一时期陕西省生态经济可持续发展逐步恶化的主要原因是生态足迹总需求的不断增加,从而引起生态适度人口的不断减少。出现这一变化的主要原因是耕地、草地、林地、建设用地和化石燃料用地生态足迹的不断增大。耕地的人均生态足迹从 2001年的0.30 560 hm2/人增加到 2004年的 0.35986 hm2/人,耕地足迹的增加说明随着人口的增加,人们对最基本的农产品需求开始增加。草地的人均生态足迹由 2001年的 0.24 824 hm2/人增加到 2003年的 0.30 286 hm2/人,2004年虽然有所下降,但总整个时期来看草地的生态足迹依然呈现增长的趋势。草地足迹的增加反映了随着人们生活水平的提高,消费结构变的多元化,对肉蛋奶类需求的不断增大。林地的人均生态足迹由 2001年的 0.04 495 hm2/人增加到 2004年的0.06 657 hm2/人。林业足迹的增大则是以苹果为主的果业加工的蓬勃发展和退耕还林的结果。建设用地的人均生态足迹 由 2001年 的 0.00 872 hm2/人 增 加到 2004年 的0.01 246 hm2/人。建设用地足迹的增加说明了随着城市的扩张人们对住房和基础设施的需求不断增大。化石燃料的人均生态足迹由 2001年的 0.49 293 hm2/人增加到 2004年的 0.75 860 hm2/人。化石能源用地需求的增加,表明以机械、石化、能源为主导的资源密集型产业在陕西省产业结构中所占比例较大。因此,陕西省应大力发展循环经济,以提高能源利用率。

5 结论与建议

在 1990～1998年,陕西省年生态适度人口由 2 898.9万人下降到 2 104.32万人,陕西省实际人口由 3275.02万人增加到 3 596万人;1999～2000年,陕西省生态适度人口由3086.35万人增加到 3 113.48万人,陕西省实际人口由3 618万人增加到 3 648万人;2001～2004年,陕西省生态适度人口由 3 030.53万人下降到 2 204.76万人,陕西省实际人口由 3 659万人增加到 3 705万人。

要实现陕西省生态经济的可持续发展,就必须不断减少生态足迹的总需求,提高自身的生态承载力。对此W ackernagel[16]等提出通过采用高新技术,提高自然资源单位面积的生物产量;高效利用现有资源存量;减少人口,以减少消费以及减少人均消费,改变人们的生产和生活消费方式,建立资源节约型的社会生产和消费体系。这些措施对于任何地区都具有普遍性,但考虑到各个地区的特殊性,应根据各地的实际情况采取适合本地区措施来实现生态经济的可持续发展。

因此针对陕西省的实际情况应在以上措施的基础上大力发展循环经济,减少对生态环境的破坏,陕北作为陕西省的能源基地,应注重生态工业园区的建设,提高化石能源利用率和改善能源消费结构,实现资源的可持续利用,同时陕北地处黄土高原地区,水土流失严重,应加强基本农田保护,在水土流失严重地区应以植树种草为主,防止过度开荒,坡度较高的丘陵地区应将耕地转变为果园或发展林业,限制畜牧业发展超过草原的承载量;关中地区作为全省的农业基地,应积极开展土地的整理和复垦强化节约用地意识,加强耕地保护和基本农田建设,加强建设用地管理,提高土地的使用效率,同时应该调整农业的产业结构,增加林业和畜牧业,满足人们对肉、蛋、水果、奶和林产品的需求;在城市建设方面,应加强城市的生态建设,加强城市的环境治理,优化城市产业结构,实现可持续发展;陕南地区应充分发挥秦岭的资源优势,积极发展中草药,加快药材基地建设,建立生态环保型的中草药加工产业体系,同时与旅游业相结合,实现产业结构的重组和升级。

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[4]徐丹.基于生态足迹的崇明岛人口承载力研究[D].上海,华东师范大学,2007.

[5]王丽晔.基于生态足迹分析法的人口容量计算研究—以浙江省金华市为例[J].浙江师范大学学报(自然科学版),2004,31(3)：343-348.

[6]马晓钰.基于生态足迹理论的生态人口过剩[J].广东社会科学,2007,(5)：189-194.[7]王静懿.生态适度人口规模与国家长远发展的人口总量战略[D].上海,复旦大学,2008.

[8]韩申山.基于生态足迹的咸阳市适度人口研究[J].中国农学通报 ,2009,25(19)：239-243.

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