宁夏各市2012年生态承载力供需平衡状况分析

曹园园+璩向宁+卫萍萍

摘要：从生态承载力的角度出发，应用生态足迹模型，引入生态供需平衡指数，对2012年宁夏回族自治区5个地级市的不同土地利用类型的生态足迹和生态承载力进行测算。结果显示，2012年宁夏固原市生态足迹最小，为2.047 hm2/人;吴忠市生态足迹最大，为2.560 hm2/人。银川市的生态承载力为五市之中最小，为0.669 4 hm2/人;中卫市的生态承载力最大，为1.631 4 hm2/人。各市均表现出生态赤字，从生态平衡指数得出银川生态赤字最大，中卫生态赤字最小。分析不同土地利用类型可知各市的耕地、草地、林地、水域、化石能源用地、建筑用地的生态足迹差别较大，其中草地和水域的生态赤字量最大。

关键词：生态足迹;生态承载力;生态平衡指数;宁夏

中图分类号：S718        文献标识码：A        文章编号：0439-8114（2015）23-5887-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2015.23.022

Municipal Supply and Demand Balance of the Ecological Capacity of Ningxia in 2012

CAO Yuan-yuan，QU Xiang-ning，WEI Ping-ping

（Northwest Land Degradation and Ecological Restoration/Northwest Restoration of Degraded Ecosystems and the Ministry of Education Key Laboratory of Reconstruction/Ecology and Biological Resources in Western Development Joint Research Centre，Ningxia University，

Yinchuan 750021，China）

Abstract： The ecological footprint analysis method was used to calculate the ecological footprint， balance index of supply and demand of different types of land use in 5 cities of Ningxia Hui Autonomous Region in 2012. The results showed that the ecological footprint of Guyuan was the lowest and 2.047 hm2 per human， while that of Wuzhong was highest and 2.560 hm2 per human among the five cities. The ecological carrying capacity of Yinchuan was the lowest and that of Zhongwei was the highest among all cities， which was 0.669 4 hm2/human and 1.631 4 hm2/human， respectively. The five cities were all in the condition of ecological defict. With the balance index of supply and demand， the ecological defict of Yinchuan was largest， while that of Zhongwei was lowest. The ecological footprint of different types of land use（farmland， grassland， woodland， waters， fossil energy land and construction land）varied greatly. Grassland and water was in large propotion of ecological deficit.

Key words：ecological footprint; ecological carrying capacity; ecological balance index;Ningxia

生态承载力是人与自然相互依赖关系的重要度量[1]。生态足迹法可以很好地把资源和环境两类承载力结合起来[2]，生态足迹法自1992年由William[3]提出，后来由Wackernagel（1997）[4]完善了生态足迹理论和模型。自从生态足迹的方法引入中国以来，国内各地的学者应用此法对不同地区、不同尺度生态承载力状况进行了计算和评价。徐中民、张志强等[5，6]对中国西部十二省生态足迹进行了计算并对中国生态足迹发展能力进行了分析。陈敏等[8]和陈成忠等[9]人从长时间尺度研究了中国生态足迹变化情况，此后时间尺度这个研究方法较常应用于生态足迹的变化与影响分析。近年来对某个具体行政区域（省、市、县）的生态盈余[9]，生态足迹动态变化[10]或土地资源[11]等具体的资源利用类型的生态足迹分析研究较多，但对于宁夏各个市生态足迹的分析对比并不多见。

研究区位于中国西部干旱地区，地处中国三大自然区域的接合部位，地理环境具有明显的过渡性，加之地貌类型多，地形起伏大，自然条件复杂，生态环境十分脆弱。因此本研究对宁夏2012年各市的生态足迹、生态承载力状况进行计算，应用生态平衡指数分析2012年宁夏回族自治区各市生态承载力的供需平衡状况。endprint

1  材料与方法

1.1  研究区概况

宁夏回族自治区位于北纬35°14"-39°23"，东经104°17"-107°39"之间，地处中国西部的黄河上游地区，是中国五大自治区之一，有银川、石嘴山、固原、吴忠、中卫5个地级市。南北相距456 km，东西相距250 km，总面积为6.6多万km2。宁夏东邻陕西省，西部、北部接内蒙古自治区，南部与甘肃省相连。远离海洋，深居内陆，南端（固原地区南半部）属南温带半干旱区，中部（固原地区的北部至盐池、同心一带）属中温带半干旱区，北部（银川平原）则为中温带干旱区，南北气候悬殊较大，是典型的大陆型气候。全年平均气温在5～9 ℃之间，引黄灌区和固原地区分别为全区高温区和低温区。宁夏降水量南多北少，大都集中在夏季。干旱山区年平均降水400 mm，引黄灌区年平均157 mm。宁夏地处黄土高原与内蒙古高原的过渡地带，地势南高北低。从地貌类型看，南部以流水侵蚀的黄土地貌为主，中部和北部以干旱剥蚀、风蚀地貌为主，是内蒙古高原的一部分。境内有较为高峻的山地和广泛分布的丘陵，也有由于地层断陷又经黄河冲积而成的冲积平原，还有台地和沙丘。地表形态复杂多样，为经济发展提供了不同的条件。

1.2  研究方法

1.2.1  生态足迹模型  生态足迹的计算分生物资源消费项目和能源消费项目，生态足迹是指生产这些消费的物质和能量所需的生物生产土地面积及吸纳这些产生的废弃物所需的生物生产土地面积的总和。

Ai=ci /wi  （1）

ef=■rk×（■ci /wi）  （2）

其中，Ai为生态足迹，ci为该种消费资源的当地消费量，wi为该种消费资源的平均产量;ef为人均生态足迹;rk为均衡因子。

1.2.2  生态承载力模型  生态承载力是指区域内生物生产性空间的面积，是一种真实土地面积，反映了生态系统对人类活动的供给程度。在核算生态承载力时，借助于产量因子和均衡因子进行调整核算，使不同种类生产性土地转化为具有同一生产力水平的土地面积。

ec=∑ck×rk×Pk   （3）

其中，ec为人均生态承载力;ck为人均占有的第k类生物生产性土地面积;rk为均衡因子;pk为产量因子。

1.2.3  生态赤字和生态盈余模型  生态足迹与生态承载力两者的差值，若人均生态足迹超过了地区所能提供的人均生态承载力，则出现生态赤字;反之表现为生态盈余。

1.2.4  供需平衡模型  除生态盈余与生态赤字研究生态供给和需求外，本研究另引入生态承载力供需平衡指数（CD）对区域生态供需平衡关系进行研究。CD是指区域人均生态足迹和人均生态承载力之间的比值，反映了不同土地利用类型的生态资源供给和需求关系，n代表宁夏各市：

CDn=efn /ecn  （n=1，2，3，4，5）   （4）

根据CD的大小关系，可以将宁夏各市的生态承载力供需平衡划分为CD小于0.8为生态盈余区，CD在 0.8～1.2之间为生态平衡区，CD在1.2～1.4之间为生态略为赤字区，CD大于1.4为生态赤字区。

1.3  数据来源

生态足迹核算数据主要来源于宁夏5个地级市统计年鉴（2012年）、能源统计年鉴（2012年）等; 固原、银川、中卫等市经济要情手册（2012）。在具体获取数据时，发现各市统计年鉴所统计的项目不尽相同，因此对宁夏各市生态足迹计算所需数据进行了遴选（表1）。其中的产量因子借助世界自然基金会（WWF）2008年公布的数据：耕地为1.8，林地为2.0，草地为0.8，建设用地为 1.6，水域为0.2，化石燃料用地为0.7[13]。化石燃料折算系数见表2[14]。本研究人口数据采用的为常住人口统计数据。

2  结果与分析

2.1  生态承载力的计算结果

2.1.1  宁夏各市不同土地类型的生态足迹  根据生态足迹模型把宁夏土地利用类型划分为耕地、草地、林地、水域、化石能源用地、建筑用地6种类型，根据生态足迹模型计算宁夏2012年各市的不同土地类型生态足迹和各区域人均生态足迹，2012年宁夏固原市生态足迹最小，为2.047 hm2/人;吴忠市生态足迹最大，为2.560 hm2/人。由图1可知，各市的耕地、草地、林地、水域、化石能源用地、建筑用地的生态足迹差别较大，如银川的人均耕地生态足迹为0.582 hm2，固原的人均生态足迹为1.069 hm2。

2.1.2  宁夏各市生态承载力  生态承载力是指区域内真正拥有的生物生产性空间的面积，是一种真实土地面积，反映了生态系统对人类活动的供给程度。在核算生态承载力时，借助于产量因子和均衡因子进行调整核算，使不同种类生产性土地转化为具有同一生产力水平的土地面积。化石能源用地理论上是指专门用于吸收化石燃料燃烧排放的CO2的土地，但事实上并未留出这类土地，所以参考相关研究化石能源用地面积取值为0[15]。2012年宁夏各市的生态承载力计算结果见表3。

2.1.3  生态承载力供需平衡指数  对宁夏各市2012年生态承载力和生态足迹计算后，以宁夏各市人均生态承载力和人均生态足迹指数为基础数据，应用生态承载力供需平衡模型，根据计算得出的CD值判定宁夏各市的生态赤字或盈余，结果见表4。

2.2  宁夏各市生态承载力供需平衡状况分析

2.2.1  2012年宁夏各市生态足迹、生态承载力结果分析  分析宁夏五市的6类生态生产性土地的生态足迹变化规律可以得出各市不同类型的土地资源消费状况，并从生态足迹角度说明城市的发展状况。银川市耕地、草地、林地生态足迹相对较低而建筑用地生态足迹较高，这就说明银川市的主要消费品不在粮食、肉类、蔬菜等生活必需品上，而是对化石能源的消费较大，说明银川市的工业化水平相对于其他四市来说较高。吴忠、固原、中卫3市耕地、草地、林地生态足迹相对较高，说明吴忠、固原、中卫3市的主要消费品是粮食、肉类、蔬菜等生活必需品，说明3市的工业化水平处于较低阶段。endprint

宁夏各市生态承载力结果见表3，银川市耕地生态承载力是宁夏5市之中最小的，分析原因发现银川市耕地面积有16.7万hm2，在宁夏总体来看总量并不算低;但银川市人口较多，达204.6万，接近宁夏总人口的1/3;中卫市耕地生态承载力最高，达1.254 0 hm2/人。宁夏各市草地的供应量比较大，但草地的均衡因子和产量因子相对较小，计算出各市的草地生态承载力较低。固原市林地生态承载力在宁夏最高为0.036 1 hm2/人，其原因是固原市地处宁夏南部山区，森林覆盖率较高。宁夏各市的水域生态承载力普遍较低，这跟宁夏自治区地理位置和气候条件有关。建筑用地石嘴山生态承载力较高，是因为石嘴山是宁夏的重要工业城市，煤炭业发展较早，又有不少的钢铁企业，造成石嘴山市热力和电力消耗量较大，因此其建筑用地生态承载力较高。

2.2.2  宁夏生态承载力供需平衡状况分析  根据表4可知，从总体来看宁夏各市CD值均大于1.2，表现为生态赤字，其中银川生态赤字最为严重，平衡指数为2.673，中卫市赤字量最小，平衡指数为1.302，表现为略为赤字。由表5可知，2012年宁夏固原、吴忠、中卫3市耕地生态承载力有盈余，中卫的耕地生态盈余最大，达0.398 1 hm2/人;银川与石嘴山两市呈现出较大的耕地生态赤字，石嘴山耕地生态赤字达0.466 1 hm2/人。从5市耕地生态承载力可知宁夏目前耕地资源占用量大，耕地已成为稀缺资源之一。

由表5可知，宁夏5市草地均表现出较大生态赤字，其中吴忠市草地生态赤字最大，其原因是吴忠（灵、盐台地）地处宁夏中部干旱带，降雨量年度间差异大，形成耕地较少、草地多的景象，因此草地生态足迹也最高。

宁夏各市的水产品消费量大，但水域产品的生产性面积不大且大部分为天然养殖，因此造成水域生态赤字较为严重。在建筑用地方面银川市呈现出生态赤字，其余四市表现出生态盈余。

3  小结与讨论

本研究应用生态足迹模型对宁夏各市不同土地利用类型情况下的生态足迹、生态承载力状况、生态平衡指数进行分析，以了解宁夏各市生态平衡状况。主要研究结果如下：

1）宁夏各市的耕地、草地、林地、水域、化石能源用地、建筑用地的生态足迹差别较大，如银川的耕地生态足迹为0.581 6 hm2/人，固原生态足迹为1.069 0 hm2/人。生态承载力方面宁夏各市的差别也较大，中卫市耕地生态承载力最高，达1.254 0 hm2/人;银川市耕地生态承载力是宁夏5市之中最小的，为0.378 1 hm2/人。对不同类型的生态足迹与承载力的计算也进一步证明宁夏各市城市发展状况与区域分布格局。

2）从生态平衡指数来看宁夏各市均表现出生态赤字，银川市生态平衡指数为2.673，生态赤字最为严重;中卫市生态平衡指数为1.032，生态赤字量最小。宁夏各市从各不同土地利用类型的生态平衡指数来看，水域和草地的生态赤字量最大。

宁夏各市生态足迹的研究结果对于促进地区发展有重要意义，建议各市发挥地区间生态比较优势，因地制宜，努力将生态盈余转化为促进地区发展的增长点。

参考文献：

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