（自然地理学专业论文）湖北省可持续发展定量分析与对策研究.pdf

中文摘要 本文根据相关资料叙述了湖北省自然资源和经济概况，并提出耕地资源减少、 森林破坏、水土流失、水质下降、早涝灾害严重等生态环境问题。 本文从三个方面来定量分析湖北省是否具有可持续发展潜力。首先运用生态系 统服务价值研究方法，列表分析湖北省近十年生态系统服务价值变化情况。得出， 湖北省生态系统服务价值主要提供者是森林、草地和农田。其中森林和草地的服务 价值逐渐提高，而农田的服务价值却在降低，但总的生态系统服务价值是在波动中 上升的。湖北省生态系统服务价值在2 0 0 3 年波动不稳定有下降趋势，但是在2 0 0 3 年之后又逐渐抬升。湖北省人均生态系统服务价值是在波动中上升的，2 0 0 1 年之前 以下滑为主：但是波动幅度比较小：2 0 0 1 年之后以上升为主，上抬幅度较大，2 0 0 3 年又出现一次大幅度下跌。 ， 生态足迹模型计算分析了湖北省近十年生态承载力、生态足迹和生态盈余( 赤 字) 变化情况，并进一步分析出湖北省生态经济发展能力。湖北省人均生态足迹在 2 0 0 1 年出现一个低谷值为1 4 2 9 7 7 ，其后几年生态足迹稳步上升；湖北省人均生态 承载力在波动中上升，其中2 0 0 2 年出现一个最低值，这与湖北省人均生态系统服 务价值发展趋势是一致的。湖北省生态盈余强度虽然还处于负值，但是其数值是在 波动中上升的。总体上来看生态盈余强度从1 9 9 7 年的2 1 2 8 6 5 3 上升到2 0 0 5 的 1 5 0 1 8 0 4 ，2 0 0 1 年生态盈余强度达到最大值1 2 3 2 8 6 。湖北省的社会经济发展水平 ( 即u l 卸o w i c z 发展能力) 随着时间的变化，在1 9 9 9 年2 0 0 2 年之间出现一个低 谷期，但是其总体趋势逐渐增强。 生态不安全指数计算来源于生态安全的分析，生态不安全度越高说明区域生态 环境破坏越严重，越不可持续发展。本文根据统计资料分析出湖北省人地关系矛盾 突出表现为旱涝灾害严重，工、农业生产污染严重，污染治理投入强度及生态建设 投入不足等方面。综合各评价指标，湖北省2 0 0 5 年生态不安全度达到0 2 7 3 6 7 ，属 于较不安全状态。湖北省近十年生念不安全度在波动中下降，均处于较不安全状态。 2 0 0 2 年以前曲线波动幅度大，1 9 9 8 年出现回升现象随后又逐年下降；2 0 0 2 年之后 曲线波动幅度变小，且逐年下降。虽然2 0 0 5 年湖北省生态不安全度仍然高为 o 2 7 3 6 7 ，但是与1 9 9 7 年的o 4 2 1 4 7 8 相比降低了0 1 4 0 4 7 8 。生态不安全度的下降表 示湖北省生态系统安全度的上升，由此也可以证明湖北省可持续发展具有很大潜 力，但是仍然要注意生态环境的保护。 基于以上分析，文章主要从三方面提出可持续发展建议。一：经济可持续发展 硕士学位论走 m a s t e r st h e s i s 措施，主要包括工业可持续发展、农业可持续发展和旅游可持续发展。二：社会可 持续发展措施，主要包括人口可持续发展、消费可持续发展。三、生态环境可持续 发展、社区可持续发展等。 发展 关键词：湖北省：生态系统服务价值：生态足迹；生态不安全指数：可持续 1 1 石甄士学位论吏 m a s t e r st h e s i s c o n s t l l l c t i o nn o te n o u g l lw h i c ha r et h ec o n t r a d i c t i o n si nr e l a t i o n sb e t w e e np e o p l ea n d e a n hi nh i l b e ip r o v i n c cb a s e d0 ns t a t i s t i c a ld a t aa n a l v s i si nt h i sp a p e r t h ed e g r e eo f e c o l o g yi n s e c u r i t yh a sr e a c h e d0 2 7 3 6 7w h i c hb e l o n gt oas t a t e0 fi n s e c u r i t yw h i c h b a s e do ni n t e g r a t e de a c he v a l u a t i o ni l l d e x e s t h em a r g i nf l u c t u a t i o no fc u r v eb e c o m e s b i g g e rb e f b r e2 0 0 2 ，w h i c ha p p e a r sr e b o u n dp h e n o m e n o ni n1 9 9 8b u tt h e nr e d u c i n g ；】m e m a r g i nf l u c t u a t i o no fc u n ，eb e c o m e ss m a l l e ra f t e r2 0 0 2 a l t h o u g h ，i n2 0 0 5t h ed e 掣e eo f e c o l o g yi n s e c u r i t yi s0 2 7 3 6 7 ，w h i c hc o m p a r e dw i t h0 4 2 1 4 7 8i n1 9 9 7h a sr e d u c e d 0 1 4 0 4 4 7 8i nh u b e ip r o v i n c e t h ed e 伊e e0 fe c o l o g yi n s e c u r i t yc o m e sd o w ni n d i c a t i n g t h a te c o s y s t e n nb e c o m es e c u r i t y ，s o ，i tp r o v e st h a ti th a ss u s t a i n a b l ed e v e l o p m e n t p o t e n t i a li nh u b e ip r o v i n c e ，b u ti ts t i nn e e dt op a y a t t e n t i o nt oe n v i r o n m e n t a lp r o t e c t i o n t h i sp a p e rm a i n l yg i v e st w or e c 0 m m e n d a t i o n sa b o u ts u s t a i n a b l ed e v e l o p m e n tb a s e d 0 na b o v e 锄a l y s i s t h eo n ei se c o n o m vs u s t a i n a b l ed e v e l o p m e n tm e a s u r c ，w h i c hi l l d u d s i n d u s t r y s u s t a i n a b l e d e v e l o p m e n t ，a 鲥c u l t u r es u s t a i n a b l ed c v e l 叩m e n t a i l d t o u r i n g s u s t a i n a b l ed e v e l o p m e n t ；t h eo t h e ri ss o c i e t vs u s t a i n a b l ed e v e l o p m e n tm e a s u r c ，w h i c h i n c l u d sp o p u l a t i o ns u s t a j n a b l ed e v e i o p m e n t ，c o n s u m i n gs u s t a i n a b l ed e v e l o p m e n t ，t h e e c o e n v i r o n m e n ts u s t a i n a b l ed e v e l o p m e n t ，e c t k e yw o r d s ： h u b e ip r o v i n c e ； e c o s y s t e ms e i c ev a i u e ；e c o l o g i c a lf o o t p r i n t ； e c 0 1 0 9 i c a li n s e c u r i t yi n d e x ；s u s t a i n a b l ed e v e l o p m e n t i v 硕士学位论文 m a s t e r st h e s i s 华中师范大学学位论文原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，独立进行研究工作 所取得的研究成果。除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或 集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在 文中以明确方式标明。本声明的法律结果由本人承担。 作者签名：张玉 验 日期：上湃于月力日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权 保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借 阅。本人授权华中师范大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进 行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。同时授权 中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到中国学位论文全文数据库，并通 过网络向社会公众提供信息服务。 作者签名：张互：跨 日期：劲p 浒5 月3 阳 导师签名： 日期2 蒯年月砂日 肋蟛 u 本人已经认真阅读“c a l i s 高校学位论文全文数据库发布章程，同意将本人的 学位论文提交“c a l i s 高校学位论文全文数据库 中全文发布，并可按“章程 中的 规定享受相关权益。圃童途塞握童卮溢卮! 旦圭生；旦= 生；旦三生筮鱼! 作者签名：系玉玲 日期：2 “j 8 年二刃日3 p 日 以彳民 石呃士学位论丈 m a s t e r 。st h e s j s 引言 长江流域是我国经济高速发展的地带，其经济发展中心分为上、中、下三个阶 梯，中游以武汉市为依托向四周辐射。位于长江中游的湖北省，其资源、环境与经 济等方面的状况对全流域的可持续发展都有着承上启下的作用。本文研究湖北省人 口、资源、环境与社会现况，并运用生态系统服务价值研究方法、生态足迹研究方 法和生态系统不安全指数分析方法对湖北省可持续发展进行定量分析，从而提出湖 北省可持续发展建议促进长江流域社会经济协调发展。 生态系统服务功能评估始于2 0 世纪7 0 年代，h o l d e r 、w e s t m a n 和0 d u m 等进行 了早期较有影响的研究。直到1 9 9 1 年后，关于生物多样性和生态系统服务价值评估 方法的研究和探索才逐渐增多。其中以c o s t a n z a 等在n a t u r e 上发表的论文最为引人注 目，对生态系统服务价值评估研究产生了深远影响。国内比较系统的生态服务功能 价值的研究是在1 9 9 7 年d a i l y 和c 0 n s t a i l z a 等的著作发表后，研究主要集中在自然生态 系统的服务功能价值评估方面。比较典型的有：欧阳志云等对中国陆地生态系统服 务功能进行的评价，探讨了中国生态系统的间接经济价值：蒋延玲等人估算了中国 3 8 种主要森林类型生态系统服务的总价值；陈仲新与张新时参考c o s t a n z a 等人的经 济参数对中国生态系统功能与效益进行了价值估算1 1 。3 1 。本文在前人研究的基础上， 计算了湖北省近1 0 年的生态系统服务价值，并且系统的对总服务价值和各子系统的 服务价值进行纵向和横向比较研究，从而判断人们对生态系统的利用与管理是否合 理。 1 9 9 2 年加拿大学者r e e s 提出生态足迹模型并由他的博士生w a c k e m a g e l 进一步 完善，生态足迹分析逐渐成为一个可测度的衡量工具被用于不同尺度研究。生态足 迹概 x 硕士学位论炙 m a s t e r st h e s i s 保障来源、必要的资源、社会秩序和人类适应环境变化的能力等方面不受威胁。 n o 肌a j lm v e r s 于1 9 9 3 年指出生态安全涉及由地区的资源战争和全球的生态威胁而 引起的环境退化，这些问题继而波及经济和政治的不安全，他将此概念广泛宣传于 学术期刊和国际会议上。我国正式以生态安全为研究内容 和对象始于1 9 9 8 年。之后，肖笃宁等对生态安全进行了较为系统的阐述，目前的研 究主要集中在对生态安全的认识、评估上，而生态安全监测、预测等方面的研究则 有待进一步深入【6 埘。本文在前人研究成果的基础上，分析计算了湖北省近十年生态 不安全度的变化情况以起警示作用。 国内外有许多学者对长江流域旱涝灾害、气候变化、可持续发展等全流域的问 题进行过详细研究，涉及到具体的某个省的研究主要是国内学者。国内许多学者曾 对湖北省的人口、资源、环境与发展做过仔细研究并提出可持续发展建议。如：熊 彩云、吴宜进等认为影响湖北农业的气象灾害主要是旱灾涝灾，并针对湖北旱涝灾 害防治存在的问题，进行了对策研究【9 l ；张安录、陶建平等人分析了湖北省农业可持 续发展的自然资源优势、面临的挑战，提出了农业可持续发展的宏观战略构想1 1 0 】； 刘成武、黄利民以史料为据，在归纳总结现有研究成果的基础上，对湖北省早涝灾害 的特点及其形成原因进行了总结性研究【1 1 l ；李传刚、余建华等人对湖北省水土流失 问题进行研究并提出对策，以促进经济可持续发展1 1 引；宋醒汉等人对湖北省森林资 源以及多功能防护林建设存在的问题进行分析提出林区可持续发展的生态规划1 1 3 j ； 胡春华、汪文鹏认为制约湖北可持续发展的环境问题主要是水污染、围湖造田、填 湖建房、大气污染、固体废物污染，基于此提出治理对策【1 4 j ：邓先瑞、严玲等从湖 北省耕地资源的现状出发揭示了一些问题，并提出可持续利用对策1 1 别 本文对湖北省可持续发展战略的建议，主要从经济可持续发展、社会可持续 发展和生态坏境可持续发展三个方面详细阐述。 ， 硕士学位论文 m a s t e r st h e s i s 1 5 6 种的5 0 6 4 。全省已探明储量矿产地有1 3 6 1 处，其中固体矿产中已划分规模 大小的矿产地有1 2 2 5 处，特大型矿产地3 处，大型矿产地8 5 处、中型矿产地2 5 0 处、小型矿产地8 8 7 处。 。 湖北省矿产资源的特点：一是矿种及共，伴生矿产较多，矿床具一定规模，其 中化学、冶金和建材工业所需的主导矿产和配套辅助矿产种类齐全，总量较为充足。 二是矿产资源分布广泛，地区特色十分明显。三是国民经济所需的部分大宗矿产 十分短缺。 湖北有些矿产储量虽然丰富，但矿石产量不能满足需要，特别是能源矿产十分 短缺，铁矿、铜矿也不能满足冶金行业的需求，铅、铝、锌、硫铁等矿产资源也较 短缺。钛矿、镍矿、稀土及分散元素矿产，以及少量建材及化工原料矿产已上储量 表，储量全为资源量，目前大多未开发利用。 1 1 3 森林资源 全省森林覆盖率为3 1 。活立木蓄积量2 0 5 2 1 0 6 万立方米。2 0 0 2 年全省完成 人工造林2 9 6 3 万公顷，比2 0 0 1 年增加9 6 ；飞播补植造林1 5 2 万公顷，占计划 任务的1 0 0 ；封山育林和封山管护3 2 3 万公顷：中幼林抚育4 1 万公顷；四旁植树 1 1 5 3 3 2 万株。全省共有2 5 1 4 万人参加义务植树，义务植树尽责率为8 4 3 ；完成 植树1 1 6 4 亿株，占年度计划1 亿株的1 1 6 4 ，人均植树4 6 株；建设义务植树基 地1 3 0 1 个，办绿化点2 0 7 1 个，植绿篱2 0 9 4 万延长米，铺草坪3 5 0 6 3 万平方米。 全省共完成绿色通道植树3 9 7 6 力株，折合造林面积2 2 7 万公顷，新达标里程6 1 1 8 7 千米，投入资金1 3 亿元。全省完成绿化和林业育苗1 5 3 万公顷，超计划1 1 0 。 1 1 4 野生动植物资源 湖北动植物资源种类繁多。黑鹳等8 4 种珍稀动物列为国家一、二类重点保护 动物，大熊猫、金丝猴和珍稀洄游性鱼类中华鲟、白鳍豚、胭脂鱼在湖北均可见到。 湖北植物资源4 0 5 8 种，被国家列为重点保护的珍稀植物约5 1 种，国家一级保护树 种活化石水杉、珙桐及香果树仍保留在湖北这片土地上。神农架被誉为“华中 林海”和“天然动植物园”。 针对三峡工程导流明渠截流成功后，库区水位不断升高 与中科院武汉植物研究所联合建立“三峡植物囿”，成功引种栽培巴东木莲等三峡库 区珍稀濒危植物4 7 种、乡土植物1 2 0 0 种。 4 5 死士学位论丈 m a s t e r st h e s i s 1 1 5 土地资源 湖北省土地总面积为1 8 5 9 万平方公里，其中平原地区( 海拔5 0 米以下) 占1 9 9 ， 丘陵岗地区( 海拔5 0 米至2 0 0 米之间) 占3 5 8 ，山区( 海拔2 0 0 米以上) 占4 4 3 。全 省耕地总面积从1 9 9 6 年的3 3 4 9 2 公顷，降到2 0 0 5 年的3 1 6 1 2 公顷，坡度大于2 5 度的 不宜耕坡耕地占耕地总面积的8 5 。 到2 0 3 0 年，预测全省总人口将达到7 0 0 0 万人，由于建设占用及各种灾害将减少 耕地2 0 万公顷，预计今后退耕还林还湖面积为4 0 万公顷，3 0 年间预计减少耕地7 0 万 公顷，届时，人均耕地占有量只有0 0 6 公顷。如果考虑耕地质量上升和农业科学技 术推动因素，耕地的粮食生产能力上升到5 8 0 6 5 公斤公顷。那么，到2 0 3 0 年，全省 粮食生产总量为2 4 5 1 3 万吨，人均粮食占有量下降到3 5 0 2 公斤年，这与联合国粮农 组织所规定的发展中国家人均粮食占有量4 0 0 公斤年的标准相比，相差4 9 8 公斤， 人均耕地占有量也接近警戒值o 0 5 4 9 公顷的水平。 因此，从长远趋势看，湖北省耕地形势是十分严峻的，湖北省作为中部农业 大省，农业人口多、基础设施薄弱，如果耕地数量得不到足够的保证，其粮食安全 问题必然存在隐患。 1 2 经济概况 湖北省2 0 0 5 年国民生产总值为6 5 2 0 1 4 亿元，位居全国第1 3 位( 港、澳、台 地区除外) 属于中上等发达水平；而人均g d p 为1 1 4 3 0 元，位居全国第1 6 位( 港、 澳、台地区除外) 则处于中等发达水平。从省域经济来看湖北省第二产业占有绝对 优势，在g d p 构成中2 0 0 5 年达到4 3 1 ，但与东部沿海省域相比数值明显偏小； 第三产业比重为4 0 3 与全国水平( 3 9 9 ) 相当：第一产业比重占1 6 6 ，按照全国 水平( 1 2 6 ) 属于农业大省。 表l1 9 9 7 年2 0 0 5 年湖北省生产总值构成与轻、重工业产值比例 生产总值构成：业总产值中轻、重1 ： 业比例 1 9 9 7 年第一产业 第二产业，弟二广厶业 人均g d p 轻：j 二业重：i ：业 1 9 9 8 年2 6 9 3 7 53 5 64 8 8 45 2 84 7 5 1 9 9 9 年2 5 。0 3 8 53 6 55 2 8 75 2 54 7 5 2 0 0 0 年2 0 3 4 0 73 9 o5 4 5 25 1 34 8 7 2 0 0 1 年1 8 7 4 0 5 4 0 86 2 9 33 8 46 1 6 2 0 0 2 年1 7 8 4 0 6 4 1 66 8 6 73 3 o 6 7 0 2 0 0 3 年1 6 8 4 0 6 4 2 67 4 3 73 1 26 8 8 2 0 0 4 年1 8 3 4 1 2 4 0 59 8 9 72 3 8 7 6 2 2 0 0 5 年1 6 6 4 3 1 4 0 31 1 4 3 02 4 87 5 2 注：数据来源参见参考文献 1 6 卜 2 4 】 硕士学位论文 m a s t e r st h e s j s 1 2 3 旅游发展 湖北是楚文化的发祥地，文化沉淀丰厚、文物古迹众多。全省不可移动的文物 点1 5 万多处，其中全国重点文物保护单位2 0 处，省级文物保护单位1 5 4 处。有武 汉、荆州、襄樊、随州、钟祥5 个中国历史文化名城。世界四大文化名人、楚文化 的杰出代表屈原出生于秭归县；被誉为“东方第八大奇迹 的编钟出土于随州 擂鼓墩；堪称古代青铜冶炼技术顶峰的铜绿山古冶矿遗址和越王勾践剑、商代的盘 龙城就出土于荆楚大地；工艺精湛的漆绘、木雕制品和古代丝绸大都出土于荆州江 陵。明代伟大医学家李时珍故里i 武当山道教建筑群及武术，汉文化代表王昭 君故里，以其独特的文化内涵著称于世。还有以荆州古城、蒲圻赤壁、襄樊隆中、 当阳长坂坡为代表的三国文化根基厚实，茶文化、药文化、鱼文化、竹文化、石文 化等各显异彩。 。湖北山川秀丽，旅游资源极为丰富，全省现有旅游价值的景点达1 5 0 0 多处， 其中可供参观游览的有1 5 0 多处。形成了武汉都市旅游圈、长江三峡旅游区、神农 架原始森林生态旅游区、楚文化旅游区、三国文化旅游区、大岳武当文化旅游区、 民俗风情旅游圈等精品旅游线路，许多景观资源在全国乃至世界上都占有重要地 位。 1 3 湖北省生态环境存在的问题 1 3 1 耕地资源减少与土壤质量下降 湖北省土地面积1 8 5 8 8 8 万l u l l 2 约占全省面积的1 4 ，由于长时期的不合理利用土 地，耕地面积减少、中低产f f l 与坡耕地比重上升、土壤肥力下降。资源优势不仅没 有得到充分合理的利用和发挥，相反还遭到不同程度的破坏、闲置和浪费。林地、 草山、草坡、水域、耕地的生产潜力未能发挥，山区经济社会发展缓慢。从1 9 6 2 年 到2 0 0 5 年，湖北省耕地面积减少近1 0 0 万公顷，坡耕地比重大，尤其是鄂西山地更 是如此。如恩施州大于2 5 。的陡坡地占耕地面积的比重达7 6 、十堰市达6 7 、神 农架林区达5 8 等【矧。 1 3 2 水资源质量下降 湖北省水资源丰富素有“千湖之省”的美誉，但是由于人们长期不合理的生产 与生活活动使水质快速下降。 根据湖北省水资源水环境监测网2 0 0 2 年水质监测资料和国家地面水环境质 硕士学位论丈 m a s t e r 。st l e s i s 过程。土壤侵蚀类型有流水侵蚀、风力侵蚀、冰冻侵蚀以及重力侵蚀和水化学侵蚀 等。水土流失造成土地严重退化，直接危害了工农业生产和人民生命财产的安全。 造成水土流失的原因有自然原因和人为原因，而且以人为作用为主，缺乏科学规划 的土地利用、广种薄收的农牧业经营模式、掠夺式的耕种、滥牧、滥伐等都可以导 致植被与土地的破坏，产生水土流失和土壤退化。所以，为确保生态环境达到良性 循环，改善生态环境，必须树立防止土地退化的战略观念，切实开展综合规划和治 理。 湖北省水土流失地区集中分布在鄂西北、鄂东北等山区丘陵地带。据统计，全 省水土流失面积已达7 8 8 万l ( 1 n 2 ，占全省总面积的4 2 4 。尽管国家和地方政府加 大了生态环境综合治理的力度，但是治理与破坏现象仍同时存在。近年来全省每年 新增水土流失面积3 0 0k m 2 左右，而且侵蚀强度逐年增加；水土流失使土地资源遭 到破坏、泥沙淤积加重了洪水威胁，对湖北及周边地区的生态环境及国民经济发展 造成巨大危害，成为区域社会经济发展的严重制约因素。 1 3 5 大气污染 湖北省大气污染，省辖市污染程度高于地、县( 市) 城镇；冬季污染较重，夏季 污染较轻。主要污染物为降尘、悬浮微粒、二氧化硫、氮氧化物，属煤烟型污染。 2 0 0 5 年全省废气排放总量是8 8 3 8 亿标立方米，主要集中在武汉、黄石、襄樊、十堰、 荆州、宜昌等城市。大气污染物二氧化硫的排放以工业源为主，占9 0 7 8 。对酸雨 区4 0 家年排放量( 2 5 0 5 7 4 1 d 占全省5 9 家重点工业源排放大户合计排放量 ( 2 7 5 9 8 1 1 3 t ) 的9 0 7 9 ，而其中电力、冶金两行业共达8 7 9 6 ，电力行业则独占5 3 5 1 ，体现了行业负荷高度集中的特点。全省城市大气综合指数处于二级标准，s o 2 、总悬浮微粒的单位指标均有部分城市处于三级标准。1 1 个降水监测网站有7 个出 现酸雨。 1 3 6 旱涝灾害严重 湖北省水资源丰富，但时空分布不均，加上自然环境的差异及生态环境破坏等 原因，全省早涝灾害比较频繁，而且常出现一边防洪一边抗旱或防完洪之后马上又 抗旱的局面。 建国以来，湖北全省性洪涝灾害发生过7 次( 1 9 5 4 、1 9 6 9 、1 9 8 3 、1 9 8 9 、1 9 9 1 、 1 9 9 6 、1 9 9 8 年) ，全省成灾面积超过6 7 力h m = 的大水灾年份达8 年之多，每次都造成巨 大损失：全省性大早也出现过七次( 1 9 5 9 、1 9 6 6 、1 9 7 2 、1 9 7 8 、1 9 8 5 、1 9 8 6 、1 9 8 8 年) ， 全省成灾面积超过6 7 万h m ! 的大早年份多达9 年【1 5 1 。同时，湖北省水旱灾害与长江 j 丽士学位论丈 m a s t e r st i 引e s i s 流域水旱灾害有着密切关系。从图1 我们可以看出：一，长江流域尤其是中游地区 出现洪水时湖北省也会出现全省性大涝；二，湖北省全省性旱灾也与长江中下游地 区同步；三，湖北省旱涝灾害情况大致与长江流域一直，均旱灾比涝灾严重。 湖北省乃至长江流域水灾严重的根本原因是水土流失的加剧。水土流失加剧一 是降低了土壤蓄水能力，伎同等降水强度条件下的洪水流量增加；二是导致河、湖、 库区的淤积，使河床抬高，水库库容减小，湖泊萎缩，并在中下游造成更多的“悬 河”、“悬湖”，从而使蓄洪能力降低，使洪峰水位上升【3 1 。寻根究源，水土流失最根 本的原因就是长江源区及其干流区域植被破坏尤其是森林生态功能的下降。森林有 “绿色水库”之称，一公顷林地与裸地相比，至少可多储水3 0 0 0 立方米。森林的破坏， 意味着涵水、保土、调节径流、消峰补枯能力的下降，导致水土流失、改变气候， 从而使旱涝灾害变化无常时有旱涝并发现象。植被破坏水土流失旱涝灾害 人地复合系统失衡，形成一个闭合的反应链，相互影响不断恶化，从而阻碍区 域可持续发展进程。 灾 害 强 度 年代 i 口卜游：奄 日中游涝口下游涝口卜游早一中游早口下游早口湖北涝 口湖北早l 图l2 0 世纪5 0 s 一一9 0 s 长江流域与湖北省旱涝分析图 注：数据来源参见参考资料 2 6 卜 2 7 】 硕士学位论文 m a s t e r st h e s i s 1 3 7 农村存在的生态破坏问题 湖北省农村生态环境问题很多，主要有以下几点：一是农药品种多、使用量大， 同时高毒农药用量大，生物农药在农林业中的使用比例不足1 0 ，而剧毒和高毒农 药的甲胺磷、对硫磷、甲基对硫磷、久效磷、磷氨这5 种农药占到农药使用量的 7 0 左右。二是化肥施用量大，施肥技术落后，施肥水平低。三是农膜残留、白色 污染严重。四是畜禽养殖污染加重。据测算，每年大牲畜和猪粪的产生量约为2 5 亿 吨左右，相当于工业固体废物产生量的5 5 倍，其排出的废水是工业废水排放量的 三分之一，若直接进入环境，严重污染水环境。五是秸秆焚烧也造成了对环境的影 响。 1 3 8 生物入侵 外来入侵生物是指从其它自然分布地区通过有意或无意的人类活动而被引入， 对当地生态系统、生物栖息环境及物种带来威胁的外来生物。有专家称，湖北省生 态链目前正面临严重威胁。据农业部门统计，湖北省现有外来入侵物种5 1 种，其 中动物1 3 种，植物3 8 种。而在2 0 0 3 年农业部颁布的1 0 种最有害“毒草”中，有9 种在湖北省已发现。危害最大的就是豚草、水葫芦、水花生和紫茎泽兰。 湖北省是全国豚草的四个扩散中心之，分布面积达到2 0 万公顷。豚草入侵 给湖北省农业生产带来惨重的损失。在1 平方米的玉米地中，豚草达到3 0 5 0 株， 玉米将减产3 0 - 4 0 ；当豚草数量增加到5 0 1 0 0 株时，玉米几乎颗粒无收。每年 由于豚草花粉感染“枯草热”的病人达到数千人。豚草被牛羊误食后，会引起不适反 应，影响牛奶品质，严重的还会威胁牲畜的生命。水葫芦人们并不陌生，湖北省素 有“千湖之省”的美誉，但人们却经常面对江河湖面上覆水接天的水葫芦而束手无策。 水葫芦，学名凤眼莲，在中国南方已经泛滥成灾，被形容为“生态系统的癌变”。2 0 0 3 年2 月，另一“毒草”紫茎泽兰首次在湖北省三峡库区发现。当年6 月三峡大坝蓄水 后，紫茎泽兰因栖息地被淹没而遭受“灭顶之灾”，但由于它在重庆已经泛滥成灾， 农业环保部门担心其有可能顺流而下二次入侵湖北三峡库区，因此正对其监控。另 外，苏门白酒草、毒麦、薇甘菊、飞机草等其他“毒草”在湖北省也广有分布。据省 农业生态环保站的工作人员介绍，外来入侵生物每年给湖北省造成直接和i 、自j 接经济 损失达数十亿元。 硕士学位论交 m a s t e r st h e s i s 2 基于生态系服务价值分析的可持续发展研究 2 1 生态系统服务的概念与意义 人类生存与发展所需要的资源归根结底都来源于自然生态系统。自然生态系统 不仅可以为我们的生存直接提供各种原料或产品( 食品、水、氧气、木材、纤维等) ， 而且在大尺度上具有调节气候、净化污染、涵养水源、保持水土、防风固沙、减轻 灾害、保护生物多样性等功能，进而为人类的生存与发展提供良好的生态环境。对 人类生存与生活质量有贡献的所有生态系统产品和服务统称为生态系统服务。 已有的研究与实践表明，自然生态系统的具体功能虽然人工可以替代( 如：污 水净化、土壤修复等) ，但是，在规模尺度上的自然生态系统功能至少到目前为止 仍然没有人工可以替代的可能( 如：生物圈二号试验的失败等) 。从这个角度上讲， 自然生态系统对人类的生存与发展具有不可替代性。自然生态系统服务的质量和数 量是决定人类生存与发展质量和前景的自然条件。维护和建设良性循环的自然生态 系统就是在维护人类生存与发展的基础。 2 2 湖北省生态系统服务价值计算 2 2 1 模型简介 利用经济方法测度生态系统服务，把生态保护与经济发展结合起来，制定出合 乎理性的开发、经营、利用自然资源的策略，就成为可持续发展的基础。本文对湖 北省生态系统服务的价值进行了估算，以期对区域发展过程中确定可持续发展的社 会经济环境对策提供帮助。生态系统生态服务价值计算模式： v t = s i p l ( 1 ) 其中v t 是某区域生态系统服务的总价值，s i 是第1 类生态系统的面积，p 1 是第1 类生态系统单位面积的生态系统服务价值( 见表2 ) 。 v t s = s k p k ( 2 ) 其中v t s 是区域内s 类型生态系统服务的总价值，s k 是第1 类生态系统s 类型生态 硕士学位论丈 m a s t e r st h e s i s 系统服务的面积，p k 是第1 类生态系统单位面积的s 类型生态系统服务价值【2 9 - 3 0 1 。 2 2 2 湖北省生态系统服务价值计算 - 利用表2 以及公式( 1 ) 、( 2 ) 计算湖北省生态系统服务价值。本文在计算湖北 省生态系统服务价值时没有收集到湿地与水域年度变化数据，故采用统一值。有记 载报道湖北省决心加大湿地保护力度到2 0 1 0 年湿地保护区将是现在的两倍。 表2 中国不同陆地生态系统单位面积生态系统服务价值( 元年) 类型 森林草地 农田湿地水体荒漠 功胄入 气体调节 3 0 9 7 07 0 7 94 4 2 41 5 9 2 7o o0 o 调节气候 2 3 8 9 07 9 6 4 7 8 7 51 5 3 1 0 94 0 7 o0 0 水源涵养 2 8 3 1 57 0 7 95 3 0 91 3 7 1 5 21 8 0 3 3 2 2 6 5 土壤形成 3 4 5 0 91 7 2 5 51 2 9 1 91 5 1 3 18 81 7 7 与保护 废气物处 1 1 5 9 21 1 5 9 2 1 4 5 1 21 6 0 8 6 61 6 0 8 6 68 8 理 、， 生物多样 2 8 8 4 69 6 4 56 2 8 32 2 1 2 22 2 0 3 3 3 0 0 8 性保护 食品生产 8 8 52 6 5 58 8 4 92 6 5 58 8 58 8 原材料 2 3 0 0 6 4 4 28 8 56 1 98 80 o 娱乐文化 1 1 3 2 63 5 48 84 0 1 0 93 8 4 0 2 8 8 总计 1 8 2 0 16 4 0 56 1 1 45 3 8 1 94 0 6 7 63 7 1 注：数据来源参见参考资料 3 1 】 表3 湖北省近十年生态系统服务价值( 亿元年) 类型森林 草地农田湿地水体总计 时i 爪 1 9 9 72 1 8 0 4 8 04 0 7 6 0 62 0 4 3 5 65 2 3 2 89 1 0 2 12 9 3 5 0 4 3 1 9 9 82 1 9 8 6 8 14 0 7 6 0 62 0 3 4 2 35 2 3 2 89 1 0 2 12 9 5 2 3 1 1 1 9 9 92 2 1 6 8 8 24 0 7 6 0 62 0 2 3 9 85 2 3 2 89 1 0 2 1 2 9 6 9 4 8 7 2 0 0 02 2 2 0 5 2 24 0 7 0 0 62 0 0 7 2 0 5 2 3 2 89 1 0 2 12 9 7 1 5 7 9 2 0 0 12 2 3 8 7 2 33 9 3 5 7 61 9 8 2 6 8 5 2 3 2 89 1 0 2 12 9 7 3 9 9 7 2 0 0 22 2 7 5 1 2 54 0 7 8 7 81 8 9 1 6 9 5 2 3 2 89 1 0 2 13 0 1 2 5 2 1 2 0 0 32 2 6 9 5 3 73 8 5 3 7 01 8 9 0 3 0 5 2 3 2 89 1 0 7 12 9 8 7 2 8 6 2 0 0 42 2 9 9 7 8 74 2 0 8 9 41 8 5 4 6 55 2 3 2 89 1 0 2 1 3 0 4 9 4 9 5 2 0 0 52 2 9 9 7 8 74 3 3 7 0 41 9 3 2 7 45 2 3 2 89 1 0 2 1 3 0 7 0 1 1 4 注：由于1 9 9 7 年一一19 9 9 年草地面积不详，故统一采用中国数据资源库1 9 9 2 年数据： 数据来源参见参考资料【1 6 卜【2 4 】，【3 2 】一【4 2 】 硕士学位论文 m a s t e r st h e s i s 从表3 中我们可以看出，湖北省生态系统服务价值主要提供者是森林、草地和 农田。其中森林和草地的服务价值逐渐提高，而农田的服务价值却在降低，但总的 生态系统服务价值是在波动中上升的。分析表3 ，可以看出湖北省生态系统服务价 值在2 0 0 3 年波动不稳定有下降趋势，但是在2 0 0 3 年之后有逐渐抬升。湖北省生态 系统服务价值总量的增加，可以给局限的空间提供更多的有形或无形产品，有利于 解决人口增加带来的压力。 依据人类利益，健康的生态系统能提供维持人类社区的各种生态系统服务，如 食物、纤维、饮用水、清洁空气、废弃物吸收并再循环的能力等。因此，结合生 态系统观和人类功利观看，健康的生态系统能够维持它们的复杂性同时能满足人类 的需求【4 3 1 。生态系统健康既是环境管理的一个新方法，也是环境管理的新目标。健 康意味着能正常发挥功能，地球上生态系统功能的正常发挥是人们普遍关心的问 题，也是一个主要的社会目标。1 9 9 2 年联合国环境与发展大会的一个主要原则是 保护地球生态系统的健康与完整性。从生态系统观出发，一个健康的生态系统是稳 定的和可持续的并且在时间上能够维持它的组织结构和自治，也能够维持对胁迫的 恢复力。因此保护生态环境，确保生态系统健康稳定的发挥作用是我们所要努力的 方向。 单 位 2 了c 人 一 7 ，、y 年代 图2湖北近十年人均生态系统服务价值 1 4 弱 弘 弱 眈 豇 即 的 钙 们 们 钙 硕士学位论丈 m a s t e r 。st h e s i s 根据上文研究结果，绘制湖北省近十年人均生态系统服务价值图( 图2 ) 。从图 2 可以看出湖北省人均生态系统服务价值是在波动中上升的，2 0 0 1 年之前以下滑为 主，但是波动幅度比较小；2 0 0 1 年之后以上升为主，上抬幅度较大，2 0 0 3 年又出现 一次大幅度下跌。湖北省人均生态系统服务价值与表3 中的服务价值总量相比较， 波动状况不如其稳定，后者只在2 0 0 3 年有一次下降其它都是呈上升趋势。分析原因 主要有以下几点：一，生态系统服务价值总量增长速度较慢。二，人口总量逐年增 加，但是增加速度减慢。三，人口自然增长率虽然大幅度下降，但是中间有短暂的 波动上升现象。由此看出，人口因素是造成人均生态系统服务价值变化不稳定的重 要原因。因此，控制人口数量、提高人口素质仍然一项十分重要任务。 综合分析表3 和图2 ，虽然生态系统服务价值总值与人均生态系统服务价值变化 都有不稳定性，但是它们也共同表现出“波动中上升”这一趋势。因此，湖北省生 态系统为其可持续发展提供后备力量是有一定潜力的。 硕士学位论走 m a s t e r 。st h e s l s 3 基于生态足迹模型的湖北省可持续发展研究 1 9 9 2 年加拿大学者r e e s 提出生态足迹模型并由他的博士生w a c k e m a g e l 进一步 完善，生态足迹分析逐渐成为一个可测度的衡量工具被用于不同尺度研究。生态足 迹概念作为可持续发展定量化方法的一种于1 9 9 6 年之后引入中国。一批以中国科 学院寒区旱区环境与工程研究所生态经济中心为代表的研究团体和研究人员系统 而全面地评价了生态足迹模型，展望了其发展趋势，并就其展开了广泛应用。 3 1 生态足迹模型介绍 3 1 1 生态足迹计算 在生态足迹账户计算中，生物生产面积主要考虑6 种类型：化石燃料土地、可 耕地、林地、草场、建筑用地和水域。其计算公式如下： 666 e f = n e f - n 善) = n 善( c i y a 代住g e ) = n 善 ( p i + i i e i p j ) ( i = 1 、2 、n ) ( 3 ) 式中，i 为消费商品和投入的类型，p i 为i 种消费商品的总产量；c i 为i 种商品的人 均消费量；y 。啪舻为i 种消费商品的全球平均产量；i i 、e i 分别为第种i 资源消费的 进出口量；砧为人均i 种交易商品折算的生物生产面积；n 为人口数；e f 为人均生 态足迹；e f 为总的生态足迹。 由于各类生物生产性土地的生物生产力具有很大差异性，计算前要将它们转化 成具有相同生产力的土地面积所以，需要将计算得到的各类生物生产性土地面积 乘以一个均衡因子r j ( e q u i v a l e n c ef a c t o r ) ，进行均衡化处理，然后才能对它们加和 f 躺4 7 】 a 666 e f = n e f - n 善( 砧) r j = n 善( c i y a v c n g c ) r j = n 善 ( p i + i i - e i y a v c r a g c ) r j ? ( i = 1 、2 、n ) ，( j = 1 、2 、6 ) ( 4 ) 3 1 2 生态承载力计算 在生态承载力的计算中，由于不同国家或地区的资源禀赋不同，所以单位面 积同类生物生产面积类型的生态生产力也差异很大。因此，不同国家和地区同类 硕士学位论丈 m a s t e r st l e s i s ，一 八：尸 6 厂一 - -ou 一 一 m ，e 至亘至至巫巫三至囹n z o o s 湖北省人均生态赤字在2 0 0 1 年之前是下降趋势，其后出现上升趋势，这种现 象对区域可持续发展是不利的。分析图3 可以看出人均生态赤字和人均生态足迹发 展趋势是一致的。造成这种现象的原因是，人均生态足迹变化幅度比人均生态承载 力变化幅度大许多。虽然人均生态承载力在波动中上升，但是还阻挡不了人均生态 赤字的上升。因此，大力提高人均生态承载力尤其是增大森林、水域的供给是湖北 省生念经济系统可持续发展的关键道路。 结合图2 分析，发现湖北省人均生态承载力在波动中上升，其中2 0 0 2 年出现 一个最低值，这与湖北省人均生态系统服务价值发展趋势是一致的。生态足迹模型 分析与生态系统服务价值分析结果不谋而合，恰巧说明一个事实湖北省生态环 境在逐步改善，生态承载力不断提高，社会经济系统是有可持续发展潜力的。 3 3 2 湖北省生态足迹盈余强度计算 在分析发展能力时，现大多采用万元g d p 生态足迹作为生态经济评价的参考指 标，这个指标只是从人们的环境行为角度出发，并没有考虑区域环境的生态承