陕西省生态安全时序变化及驱动因子研究
2022-06-09
摘 要：运用生态足迹计算方法，结合区域自身特点，通过产量因子、均衡因子及贸易调整系数予以调整，以生态足迹与生态容量比值作为衡量区域生态压力的指标，分析了陕西省2001～2011年生态安全的时序变化，并利用主成分分析方法探析了陕西省生态安全动态变化的驱动力。结果表明：陕西省人均生态足迹从2001年的1.1141 gha增长到2011年的2.3290 gha，人均生态容量略有上升，生态压力指数呈增加趋势，说明陕西省一直是生态赤字，生态环境处于不安全的状态。陕西省生态安全动态变化是人口、经济、资源环境、技术、土地利用程度等多方面因素共同作用的结果，经济发展引起的人均GDP增加是生态安全动态变化的主要驱动力。
关键词：生态足迹；产量因子；生态安全；陕西省
中图分类号：S181 文献标识号：A 文章编号：1001-4942（2014）11-0104-06
生态环境是人类生存与社会经济发展的基础。随着科技的进步，人类利用自然的能力增强，在创造出巨大物质财富的同时，却忽略了生态容量与资源的承载力，环境污染等生态问题日益严重，影响到人类社会的发展[1]。生态安全是一个国家或地区生存和发展的生态环境处于不受威胁与破坏的状态，是整个生态经济系统可持续发展的保障，是区域或国家其他安全的载体与基础[2]。生态足迹通过估算维持人类对自然资源消费量和同化人类产生的废弃物所需要的生态生产性空间面积大小，并与给定人口区域的生态容量进行比较，来衡量区域的可持续发展状况[3]。然而当研究区域为某一地区时，其计算是基于消费量，各计算指标包含当地生产量及进、出口量，出口量会导致当地生态压力变大，而进口量会使当地的生态压力得到缓解，所以消费型生态足迹不能准确如实反映人类对当地生态系统的压力[4]。为了解决这一问题，本研究引入了贸易调整系数，对陕西省2001～2011年生态足迹进行修正，根据生态安全模型构建压力指标，对区域生态安全动态变化进行时序分析及驱动因子研究，以此来判断区域生态的可持续发展问题，为决策部门提供依据。
1 数据来源与方法
1.1 研究区概况
陕西省位于我国内陆腹地，黄河与长江流域中部，为连接中国东、中部地区和西北的重要枢纽。面积20.58万平方公里，地形总体轮廓是南北高、中部低，地势由西向东倾斜。目前，陕西省已经进入经济快速发展阶段，2012年全省生产总值14 457.84亿元，比上一年增长约15.51%，高于全国平均水平6.2%，居西部第一。全省常住人口3 774.1万，人口出生率与自增率分别控制在1.1%与0.5%之内。近年来，陕西省农业现代化和产业化水平明显提高，集约化程度加强，粮食产量不断增加；同时，人口数量迅速增加，工业化、城镇化水平加速提高，农地非农业化过程持续进行，农用地与非农用地矛盾日益尖锐，资源供给紧缺，对外依赖性持续加强。
1.2 生态足迹理论
该理论的核心是将人类自身消耗的绝大多数资源及产生的废物数量换算成提供这些功能所需的生物生产面积，将其与自然生态所能提供的生态服务相比较，如果两者之差是负值即生态赤字（ecological deficit），也就是消耗量大于所提供的服务，表明人类对自然的压力大于自然的承载能力，是有悖于可持续发展的；反之，即生态盈余（ecological remainder），则表明人类对自然的压力小于自然的承载能力[5]。生物生产性土地面积主要考虑以下6种类型：耕地、牧草地、林地、化石燃料用地、建筑用地和水域[6]。
对任何一种土地利用类型，一个地区以全球公顷（global hectares，缩写gha，是经过产量因子与均衡因子调整后的全球公顷单位）计算的生态足迹为：
式中， P指所收获的某种产品或所排放的某种废物的数量；YN指地区产品的平均产量；YF指生态生产性土地的产量因子；EQF指生态生产性土地的均衡因子。
引入产量因子和均衡因子的意义在于生态足迹和生态承载力转换为世界平均生物生产力土地面积，具有可比性[7]。一个国家或地区任何给定土地使用类型L的产量因子YFL为：
关键词：生态足迹；产量因子；生态安全；陕西省
中图分类号：S181 文献标识号：A 文章编号：1001-4942（2014）11-0104-06
生态环境是人类生存与社会经济发展的基础。随着科技的进步，人类利用自然的能力增强，在创造出巨大物质财富的同时，却忽略了生态容量与资源的承载力，环境污染等生态问题日益严重，影响到人类社会的发展[1]。生态安全是一个国家或地区生存和发展的生态环境处于不受威胁与破坏的状态，是整个生态经济系统可持续发展的保障，是区域或国家其他安全的载体与基础[2]。生态足迹通过估算维持人类对自然资源消费量和同化人类产生的废弃物所需要的生态生产性空间面积大小，并与给定人口区域的生态容量进行比较，来衡量区域的可持续发展状况[3]。然而当研究区域为某一地区时，其计算是基于消费量，各计算指标包含当地生产量及进、出口量，出口量会导致当地生态压力变大，而进口量会使当地的生态压力得到缓解，所以消费型生态足迹不能准确如实反映人类对当地生态系统的压力[4]。为了解决这一问题，本研究引入了贸易调整系数，对陕西省2001～2011年生态足迹进行修正，根据生态安全模型构建压力指标，对区域生态安全动态变化进行时序分析及驱动因子研究，以此来判断区域生态的可持续发展问题，为决策部门提供依据。
1 数据来源与方法
1.1 研究区概况
陕西省位于我国内陆腹地，黄河与长江流域中部，为连接中国东、中部地区和西北的重要枢纽。面积20.58万平方公里，地形总体轮廓是南北高、中部低，地势由西向东倾斜。目前，陕西省已经进入经济快速发展阶段，2012年全省生产总值14 457.84亿元，比上一年增长约15.51%，高于全国平均水平6.2%，居西部第一。全省常住人口3 774.1万，人口出生率与自增率分别控制在1.1%与0.5%之内。近年来，陕西省农业现代化和产业化水平明显提高，集约化程度加强，粮食产量不断增加；同时，人口数量迅速增加，工业化、城镇化水平加速提高，农地非农业化过程持续进行，农用地与非农用地矛盾日益尖锐，资源供给紧缺，对外依赖性持续加强。
1.2 生态足迹理论
该理论的核心是将人类自身消耗的绝大多数资源及产生的废物数量换算成提供这些功能所需的生物生产面积，将其与自然生态所能提供的生态服务相比较，如果两者之差是负值即生态赤字（ecological deficit），也就是消耗量大于所提供的服务，表明人类对自然的压力大于自然的承载能力，是有悖于可持续发展的；反之，即生态盈余（ecological remainder），则表明人类对自然的压力小于自然的承载能力[5]。生物生产性土地面积主要考虑以下6种类型：耕地、牧草地、林地、化石燃料用地、建筑用地和水域[6]。
对任何一种土地利用类型，一个地区以全球公顷（global hectares，缩写gha，是经过产量因子与均衡因子调整后的全球公顷单位）计算的生态足迹为：
式中， P指所收获的某种产品或所排放的某种废物的数量；YN指地区产品的平均产量；YF指生态生产性土地的产量因子；EQF指生态生产性土地的均衡因子。
引入产量因子和均衡因子的意义在于生态足迹和生态承载力转换为世界平均生物生产力土地面积，具有可比性[7]。一个国家或地区任何给定土地使用类型L的产量因子YFL为：