在快速城市化过程中,评估半城市化地区可持续发展状况对引导其城市化良性发展有重要意义.论文以厦门市集美区为研究对象,利用改进后的生态足迹模型计算了集美区2004~2006年生态足迹的时间序列变化,着重分析了2006年生态足迹与生态承载力的关系.结果表明,2004~2006年间,集美区人均生态足迹呈现不断上升的趋势,每万元GDP的生态足迹逐渐减小,这说明集美区的资源利用效率和生物生产的产出率正逐渐提高,经济发展模式正由粗放、耗能型向集约、科技型转变.然而,2006年集美区总生态足迹仍是其生态承载力的6.8倍左右,处于严重的生态赤字状态.
To evaluate the sustainability of peri-urban area is significant in leading its sound development during the fast urbanization process.We estimated the ecological footprint and analyzed the trends of change from 2004 to 2006 by using modified model and taking Jimei District in Xiamen for example,and particularly compared the relationship between ecological footprint and ecological carrying capacity in 2006.The results indicated that during 2004-2006,the ecological footprint per capita tended to increase,while the ecological footprint per ten thousand yuan GDP tended to decrease,which showed the increasing pressure of resource and environment due to urbanization process.However,the extensive and energy-based economic development mode of Jimei District was changed into an intensive and technology-based one.The ecological footprint was about 6.8 times more than ecological carrying capacity,which showed Jimei was in severe ecological deficit.
全 文 :石龙宇,崔胜辉,刘江,李桂林. 半城市化地区可持续性评价——以厦门市集美区为例[J]. 生态科学, 2010. 29(3):493-497
SHI Long-yu, CUI Sheng-hui, LIU Jiang, LI Gui-lin. Sustainability assessment in peri-urban area: a case study of Jimei District in
Xiamen[J]. Ecological Science, 2010. 29(3):493-497
半城市化地区可持续性评价——以厦门市集美区为例
石龙宇,崔胜辉,刘江,李桂林
中国科学院城市环境研究所,厦门 361021
【摘要】在快速城市化过程中,评估半城市化地区可持续发展状况对引导其城市化良性发展有重要意义。论文以厦门市集
美区为研究对象,利用改进后的生态足迹模型计算了集美区 2004~2006 年生态足迹的时间序列变化,着重分析了 2006 年生
态足迹与生态承载力的关系。结果表明,2004~2006 年间,集美区人均生态足迹呈现不断上升的趋势,每万元 GDP 的生态
足迹逐渐减小,这说明集美区的资源利用效率和生物生产的产出率正逐渐提高,经济发展模式正由粗放、耗能型向集约、
科技型转变。然而,2006 年集美区总生态足迹仍是其生态承载力的 6.8 倍左右,处于严重的生态赤字状态。
关键词:半城市化地区;生态足迹;承载力;可持续发展;集美区
doi:10.3969/j.issn. 1008-8873.2010.05.017 中图分类号:K903 文献标识码:A 文章编号:1008-8873(2010)05-493-05
Sustainability assessment in peri-urban area: a case study of Jimei District in
Xiamen
SHI Long-yu, CUI Sheng-hui, LIU Jiang, LI Gui-lin
Institute of Urban Environment of CAS, Xiamen 361003, China
Abstract: To evaluate the sustainability of peri-urban area is significant in leading its sound development during the fast
urbanization process. We estimated the ecological footprint and analyzed the trends of change from 2004 to 2006 by using
modified model and taking Jimei District in Xiamen for example, and particularly compared the relationship between ecological
footprint and ecological carrying capacity in 2006. The results indicated that during 2004-2006, the ecological footprint per capita
tended to increase, while the ecological footprint per ten thousand yuan GDP tended to decrease, which showed the increasing
pressure of resource and environment due to urbanization process. However, the extensive and energy-based economic
development mode of Jimei District was changed into an intensive and technology-based one. The ecological footprint was about
6.8 times more than ecological carrying capacity, which showed Jimei was in severe ecological deficit.
Key words: peri-urban; ecological footprint; carrying capability; sustainable development; Jimei District
收稿日期:2010-3-19收稿,2010-10-20 接收
基金项目:国家自然科学基金项目(40701059)和厦门市科技计划项目(3502Z20072002)资助。
作者简介:石龙宇(1981-),男,助理研究员,研究方向为城市环境管理与可持续发展,E-mail:lyshi@iue.ac.cn。
第 29 卷 第 5 期 生 态 科 学 29(5): 493-497
2010 年 10 月 Ecological Science Oct. 2010
1 引言 (Introduction)
半城市化相对于城市化而言,是城市化进程的
特定阶段,即城市建成区以外的农村地区在形态、
经济、社会方面更加趋近于城市特征的过程。半城
市化现象最早出现在二十世纪中、后期的欧美等发
达国家,这些地区大量涌现出与传统的城乡二元景
观截然不同、城乡职能与景观混杂交错的新兴地域
或景观类型,使得城市和乡村的分界变得不再清晰,
在城市和乡村接合处,出现了大量的农田与工厂相
间分布、犬牙交错的独特景象[1]。在我国,一些地
区在发展过程中仍保持着农村的户籍、土地及行政
等管理体制,人口和非农产业的空间集聚程度较低、
公用基础设施短缺,呈现出“不城不农”的独特空
间景观形态。从城市化的发展过程来看,这些地区
已完成了其产业结构由农业向非农产业的转移,但
是其人口与产业的空间转移与集聚仍未完成,仍处
于“半城市化”状态,称之为“半城市化现象”[2]。
评估半城市化地区可持续发展状况对引导其城市化
进程的良性发展有重要的实际意义。王家骥等人认
为生态承载力是自然体系维持和调节系统的能力的
阈值,超过这个阈值,自然体系将失去维持平衡的
能力,遭到摧残或归于毁灭,由高一级的自然体系
(如绿洲)降为低一级的自然体系(如荒漠) [3]。
生态承载力的研究方法主要有生态足迹法、自然
植被净第一性生产力测算法、供需平衡法、状态空间
法、模型预估法等[4]。其中,生态足迹模型作为一种
非货币化定量测度可持续发展的有效方法,被广泛用
于全球、国家、地区或更小的尺度的自然资本需求与
其自身供给能力之间关系的评价研究[5-8]。为更真实
反映一个地区的实际生态负荷及生态承载能力,国内
外许多学者进行了一些新尝试,例如Wackernagel等
采用可变世界单产和可变地方实际单产法对奥地利、
菲律宾和韩国的生态足迹进行了核算[9];吴开亚等分
别采用全球公顷法(global hm2 )和国家公顷法对安
徽省2003年生态足迹进行核算[10]。但是,目前针对半
城市化地区的生态承载力研究还很少。本文以厦门市
集美区为研究对象,采用国家公顷(national hm2,记
为nhm2)计量和“等谷量”方法对生态足迹模型进
行修正,以分析集美区2004~2006年的生态足迹的时
间序列变化,着重分析了2006年生态足迹与生态承载
力的关系,提出了集美区可持续发展的对策,以求为
评价我国半城市化地区的可持续发展状况提供借鉴。
2 研究区域概况 (Study area)
集美区位于福建省东南沿海,居闽南金三角中心
地段,由厦门大桥及高集海堤连接厦门岛,是进出厦
门经济特区的重要门户,区位优势独特。截止2006年
底,辖区总人口达32.8万人(其中常住人口为19.8万),
非农化比例达到64%,但是人口和非农产业的空间集
聚程度较低,属于典型的半城市化地区。集美区行政
区划包含灌口镇、后溪镇、杏滨街道、集美街道、侨
英街道、马銮街道以及厦门市第二农场、厦门坂头防
护林场、福建省天马华侨农场、福建省天马种猪场。
尽管集美区的农业地面积占65.6%,但由于集美区
以丘陵、山地为主,真正适合农业耕作以及开发利用为
建设用地的后备土地资源仍然十分有限。以2006年常住
人口计算,集美区人均水资源量为972 m3•cap-1,远低
于我国人均2 300 m3•cap-1的界限,水资源是经济发展
的瓶颈因素。此外,大部分的水资源都集中在后溪流域,
水资源还存在分布不均、局部水环境污染较重等问题。
集美区近年来以台资为主导的经济高速发展极
大的推动了集美区的城市化进程,经济保持较高的增
长率。尤其是2002年厦门市委九届五次全会作出全面
部署建设海湾型城市之后,集美区抓住岛内工业向岛
外转移的机遇,加快了发展速度,2001~2006平均增
长率达到19.5%,2006年增长率更达到21.8%,国内
生产总值达到178.62亿元,2006年集美区在厦门市经
济中的总体比重占15.29%。集美区经济长期以来以工
业为主,所占比重一直高于60%,并且不断增加,2006
年达到67%,三产比例为1:67:32。
3 研究方法 (Study method)
本研究采用生态足迹(EF)的方法研究集美区的
生态承载力(EC)。在生态足迹和生态承载力的计算中,
各种资源和能源消费项目被折算为可耕地、草地、林地、
建筑用地、化石能源用地和水域(海洋)等6种生物生
产面积类型[11]。Wackernagel传统的生态足迹计算方法
中耕地一年只耕种一次的假设条件,没有考虑不同地域
和气候条件下耕地的实际产出情况,为了更科学地反应
研究区域的可持续发展状况,本研究中对耕地生态足迹
分量的计算做了修正,具体理论依据是基于等谷量的土
地人口承载力计算方法[12],计算公式如下:
(1) C
AnC
Ac
494 生 态 科 学 Ecological Science 29 卷
表 1 等谷量转换系数
Tab.1 Conversion factors of equivalent paddy
农产品
farm produce
转换系数G
conversion
coefficient
农产品
farm produce
转换系数G
conversion
coefficient
农产品
farm produce
转换系数G
conversion
coefficient
谷物 corn 0.7 糖料作物 sugar plants 3.0 猪肉 pork 6.3
甘薯 sweet potato 0.4 油料作物 oil plants 3.0 羊肉 mutton 9.8
豆类 legume 0.4 奶 milk 1.5 家禽 poultry 9.5
水果 fruit 2.0 禽蛋 egg 5.3
蔬菜 vegetable 1.0 牛肉 beef 11.1
表 2 集美区 2004-2006年的人均生态足迹需求
Tab.2 The demand of EF per capita of Jimei District during 2004 to 2006
土地类型
land types
实际面积 (nhm2•cap-1)
actual area
均衡因子
equilibrium
coefficient
均衡面积 (nhm2•cap-1)
equilibrium area
2004 2005 2006 2004 2005 年 2006
耕地 farm land 0.1437 0.1221 0.1052 2.82 0.4053 0.3444 0.2967
草地 grass land 0.0032 0.0033 0.0034 0.54 0.0017 0.0018 0.0018
林地 forest land 0.0534 0.0466 0.0325 1.10 0.0588 0.0513 0.0357
水域 water 0.0445 0.0501 0.0674 0.20 0.0089 0.0100 0.0135
化石燃料用地 fossil fuel land 0.6690 0.7581 0.8472 1.10 0.7359 0.8339 0.9319
建筑用地 construction land 0.0125 0.0158 0.0192 2.82 0.0353 0.0446 0.0541
集美区 Jimei District 0.9263 0.9961 1.0749 — 1.2458 1.2859 1.3338
(2)
式中,Ac代表耕地生态足迹分量;An代表某一年
的耕地面积,计算以统计年鉴中的数据为准;C代表土
地人口承载力;C′代表实际人口数;Q代表各种农产
品的年产量,本文计算的农产品涉及谷物、甘薯、大豆、
蔬菜、水果、油料作物、糖料作物、奶类、禽蛋、肉类
等集美区主要的农产品;G代表等谷量转换系数,各种
农产品的转换系数如表1所示;S代表各种生活水平下的
等谷量需求,按照美国膳食结构标准,温饱水平、小康
水平和富裕水平的人均年等谷量需求分别为:60.5、90.1
和172.2万等谷量。根据集美区发展现状,把生活水平
设定为小康水平,即S值为90.1万等谷量。
除耕地以外的其它类型土地的生态足迹以及区
域生态承载力的计算采用Wackernagel等的方法[13]。
4 研究结果与分析 (Results and analysis)
4.1 生态足迹和生态承载力计算
基于上述生态足迹模型,根据集美区2004~2006
年统计年鉴的数据,计算并比较本区2004年、2005
年、2006年3年的不同生物生产面积的人均足迹(表
2)。其中,各种消费商品的全国平均生产能力根据《中
国统计年鉴2007》[14]计算。
按照常住人口32.8万人(2006年)计算,得到每
种生物生产面积类型的生态足迹为:耕地97302.7
nhm
2、草地605.2 nhm2、林地11715.2 nhm2、水域4424.1
nhm
2、化石燃料用地305669.8 nhm2、建筑用地17759.2
nhm
2。加和后得到集美区总生态足迹为437796.3
nhm
2,人均生态足迹为1.334 nhm2•cap-1。从人均生态
足迹变化趋势来看,集美区的人均生态足迹呈不断上
升的的趋势,尽管变化波动不大,但说明近年来集美
区人类活动对自然的生态占用在逐渐增加。生态足迹
的结构组成在一定程度上反映了区域的发展程度。在
各类生态生产性土地面积中,集美区的化石燃料用地
生态占用面积远远高于其他类型,说明集美工业发展
对能源的需求量很大。从各类生物生产性用地面积变
化趋势来看,集美区的草地、水域、化石燃料用地、
建筑用地都呈增加趋势,其中以化石燃料用地的增幅
最大。林地、耕地用地有减少的趋势,表明集美区最
近几年来居民的消费结构开始发生变化,高营养和高
S
GQ
C
5 期 石龙宇,等. 半城市化地区可持续性评价——以厦门市集美区为例 495
表 3 集美区万元 GDP生态足迹
Tab.3 The EF per 10000 GDP of Jimei District
年份 year
GDP(万元)
GDP (104 yuan RMB)
总的生态足迹
total Ecological Footprint
万元产值生态足迹
Ecological Footprint per 104 yuan RMB
2004 1217227 372628.7 0.306
2005 1466201 401211.0 0.274
2006 1786156 437796.3 0.245
表 4 集美区 2006年生态承载力
Tab.4 The ecological carrying capacity of Jimei District in 2006
土地类型
land types
土地面积
land area
hm2
产量因子
production
coefficient
均衡因子
equilibrium
coefficient
总供给面积
total supply
area
(nhm2)
生态承载力
Ecological
carrying capacity
(nhm2)
生态足迹
Ecological
footprint
(nhm2)
生态赤字
Ecological deficit
(nhm2)
耕地 farm land 6765 1.74 2.82 33194.5 29211.2 97373.9 68162.7
林地 forest 8967 0.86 1.1 8482.8 7464.8 11723.8 4259.0
草地 grass land 3 0.51 0.54 0.8 0.7 605.6 604.9
水域 water 5646 0.74 0.2 835.6 735.3 4427.4 3692.0
建设用地
construction land
6353 1.74 2.82 31172.9 27432.2 323665.6 296233.5
集美区
Jimei District
27734 73686.6 64844.2 437796.3 372952.1
能量食物的消费量在增加。
由表3可知,集美区万元GDP生态足迹呈明显下
降的趋势,这说明集美区的资源利用效率正逐渐提
高,生物生产性面积类型的产出率在提高,经济发展
也正由粗放、耗能型向集约、科技型发展。
中国产量因子采用刘某承等人的计算结果[15],
其中耕地、林地、草地、水域和建设用地的产量因子
分别为:1.74、0.86、0.51、0.74和1.74。据此,计算
得到集美区 2006 年人均生态承载力为: 0.198
nhm2•cap-1,扣除12%的生物多样性保护用地以后,总
生态承载力为64844.2 nhm2(见表4)。
4.2 集美区生态赤字/盈余分析
考虑到土地利用的现实状况,将化石燃料用地并
入建设用地进行分析。集美区从总体上看,2006年其
总的生态足迹是其生态承载力的6.8倍左右,处于严
重的生态赤字状态,总生态赤字达372952.1 nhm2,
人均生态赤字为1.136 nhm2•cap-1(表4)。从不同土地
利用类型上看,均呈现严重的生态赤字现象。按照生
态赤字严重程度从低到高排序依次为:草地、水域、
林地、耕地和建设用地。
4.3 集美区社会经济与人口发展对资源环境的需求
压力分析
由以上分析可以看出,虽然集美区人居生态足迹
呈不断增长趋势,整个地区的发展处于强不可持续状
态。2006年集美区实现生产总值178.6亿元,其中第
二、三产业在全区GDP中所占的份额越来越大,截至
2006年底已占到98.9%。在目前的科技发展水平下,
在城市发展过程中,第二产业及服务业对自然资源、
环境的攫取消耗强度远远高于农业,因此,拥有对全
区GDP 98.9%贡献率的第二、三产业,要实现可持续
发展,客观上加重了本区的资源、环境压力。而对水
土资源消耗相对较轻、造成的环境污染也相对较小的
农业所占份额却从2003年的1.9%下降到2006年的
1.0%。此外,在第二产业中,工业所占比例有所下降,
这在一定程度上缓解了对资源、环境的压力,但却不
利于经济的快速、持续发展。世界各国的历史经验表
明,从长期来看,工业化才是某区域快速城市化过程
的最主要的推动力。从环境的角度看,目前集美区的
工业主要为机械、电子、精细化工、塑胶、新型建材
等污染较重的企业,这类产业都会向空气及水体中释
496 生 态 科 学 Ecological Science 29 卷
放POPs、重金属等各种污染物质,这些物质毫无疑
问会加重本区的环境污染程度。
因此,总的来看,在厦门本岛经济辐射作用下,
和外资的驱动下,集美区的快速城市化过程中将一直
面临资源与环境压力。在区域资源环境总量有限及满
足不断增长的人口对物质需求的双重背景下,要实现
本区产业的持续发展并兼顾人口的充分就业,一方面
要提高本区土地利用集约度,这既可以为后续的产业
入驻本区留下一定的经济发展地理空间,同时还可以
给农业发展留有一定的余地,对于提高本区的环境生
态容量具有十分重要的意义。另一方面,应提高劳动
密集型产业的环保技术手段,从而提高资源使用效
率,以及减轻环境污染压力,最终实现可持续发展。
5 结语 (Conclusion)
生态足迹理论是一种简单的测度生态承载力的
方法,将这一模型运用于处于快速城市化进程中的原
农村地区,一方面可以反映出城市化进程对自然系统
的压力和影响程度,另一方面也反映了人们物质生活
水平的变化以及社会经济的需求与自然系统供给之
间的差距,其结果与研究区域的实际情况相符。但是
结合半城市化地区的特点,就其在半城市化地区的应
用而言,笔者认为模型还存在以下几点问题:(1)半
城市化地区快速社会经济变化,必然会对当地的生态
足迹和生态承载力产生影响,即便是一些改进过的模
型可以对未来的生态足迹状况进行预测[16],也是基于
现有的数据分析,而半城市化地区未来发展趋势的不
可预见性加大了对其未来生态足迹的预测难度;(2)
半城市化地区土地利用混杂交错,土地功能处于不断
的变化中,其中会造成农田的消失,生物栖息地的丧
失等,这些因素对生态系统服务功能造成的影响无法
在模型中体现;(3)半城市化地区快速的人口变化,
尤其是大量外来人口的涌入,把生态足迹转嫁给半城
市化地区,而生态承载力却不会转移,这些很可能造
成半城市化地区生态足迹数值偏高。
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5 期 石龙宇,等. 半城市化地区可持续性评价——以厦门市集美区为例 497
半城市化地区可持续性评价——以厦门市集美区为例
作者: 石龙宇, 崔胜辉, 刘江, 李桂林, SHI Long-yu, CUI Sheng-hui, LIU Jiang, LI Gui-lin
作者单位: 中国科学院城市环境研究所,厦门,361021
刊名: 生态科学
英文刊名: ECOLOGICAL SCIENCE
年,卷(期): 2010,29(5)
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