基于生态足迹模型的河北省农业生态环境研究
中图分类号：F062.2 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2015）09-2289-04
随着工业化、城镇化进程的加快，城市化建设不断占用城镇周边的农用地、生态用地，导致农业区环境质量急剧下降，人口、资源、环境矛盾加剧，阻碍了农业的可持续发展。同时，加快生态环境保护和建设是河北省农业开发战略的重要内容，因此深入研究并提出河北省农业生态环境恢复建设与发展的有效途径，具有重要的科学价值和实践意义。
1 生态足迹模型研究
1.1 生态足迹概念
生态足迹是由里斯教授在20世纪90年代初提出来的。其含义就是一个国家、地区或个人要维持生存所需要的地域面积或能够吸纳人类所排放的废物、具有生物生产力的地域面积[1]。生态足迹要计算出在一定的人口单位内，具备生物生产力的土地和水域的数值多少，是否足够生产所需资源及吸纳所排放的废物，也就是分析生态需求与生态供给是否平衡。
1.2 生态足迹计算方法
生态足迹需计算六类生物生产面积类型，分别是林地、草地、耕地、化石能源土地、水域与建筑用地。人类所利用的大部分生物量都是由耕地提供的，因此耕地是最具有生产能力的土地类型。草场相对于耕地来说，生产能力要低得多。森林资源由于被人类过度开发导致林地的生产能力下降。同时，对二氧化碳吸附能力较强的化石能源土地存量不足[2]。在生态足迹的计算中，还是应该考虑化石能源土地这一重要因素。同时，建筑用地面积的剧增会导致生物生产面积的减少。
生态足迹的计算步骤如下。
1）各种消费项目的人均生态足迹计算公式
Ai=Ci/（Pi×N）
式中，Ci为第i种消费项目总消费量；Pi为第i种消费项目世界平均生产能力；N为人口总数[3]。
2）生态足迹计算公式
ef=■（rj ×■Aji）
区域总人口的生态足迹为：EF=N×（ef）。
式中，rj为j类土地的均衡因子，这个均衡因子国际上都采用固定数值，耕地是2.82，草地是0.54，林地是1.10，水域是0.20，建筑用地是2.82，化石能源地是1.14。Aji为第j类土地第i种消费项目的人均生产性土地面积。EF为总人口的生态足迹，N为人口数。
3）人均生态承载能力计算公式
ec=∑（aj×rj×yj）
式中，aj为人均生态生产性土地面积；yj为j类土地的产量因子（固定数值）。
区域生态承载力：EC=N×（ec）。
式中，EC为区域总人口的生态承载力；N为人口数。
4）人均生态盈余或赤字计算公式
Ed=EF-EC
这一数值能够反映出区域人口利用自然资源的情况。Ed=EF-EC差值为负时，称生态盈余，表示该区域的生态环境能够满足该区域的生态需求；差值为正时，称生态赤字，表示该区域的生态需求超出了生态环境的承载范围。
2 基于生态足迹模型河北省农业生态环境实证研究
2.1 区域概况
截至2013年河北省全省面积18.88万km2，河北省人口7 287.51万人，粮食播种面积631.6万hm2，棉花播种面积48.3万hm2， 蔬菜播种面积122.0万hm2，肉类总产量448.8万t，水产品产量123.1万t，木材产量84.7万m3。2013年全省生产总值实现28 301.4亿元，居中国各省GDP排名第六位。全部工业增加值13 194.8亿元，比上年增长9.4%；规模以上工业增加值11 711.1亿元，比上年增长10.0%。河北省人均拥有水资源量为306.7 m3，占全国人均水资源量的13.9%。河北省2013年已发现各类矿种151种，有查明资源储量的120种，年均开采总量近5亿t；境内有华北、冀东、大港三大油田，累计探明原油储量27亿t，天然气储量1 800亿m3， 原油年产量近千亿t， 天然气年产量近10亿m3。
2.2 河北省生态足迹分析
从图1可以看出，河北省耕地生态承载力已经出现严重不足，由于省内的耕地面积每年都在不同程度地缩小，使得实际生态承载力不断弱化。近年来，建筑用地占用了很多耕地面积，截至2014年，河北省耕地面积减少33.58万hm2，建设用地增加3.65万hm2，人均耕地由0.11 hm2减少到0.09 hm2，低于全国人均耕地平均水平。此外， 河北省农药、 化肥、农膜的使用量逐年上升，全省使用农药80 755 t，施用化肥总量303.39万t， 使用农用塑料薄膜量11 167 t， 其中使用地膜6 364 t，覆盖面积达到1.125 01×106 hm2。农药、化肥、农膜等产品的使用过量或不当，使得土壤质量下降，肥力弱化，造成可使用的耕地面积减少。因此，综合河北省人口、耕地数量、质量需求等多方面因素分析，河北省耕地总体情况为人均耕地面积少，耕地质量不高，耕地需求超出供给，形势十分严峻，急需出台相关政策加以保护。
从图2可以看出，由于河北省经济的高速发展，特别是城镇化进程和人口的增加，使得人们的消费结构发生变化，动物性产品消费量的增加带动了农、林、牧、渔生产量的增加，从而使得耕地、林地、草地的人均生态足迹也呈增长趋势，从图2可以看出，2012年上涨幅度比较大，而草地的生态承载力却呈略微下降趋势，造成了草地的供需矛盾尖锐。同时，也反映出河北省生态经济系统目前存在的主要问题是草场退化严重，土地沙化面积增大，种植业结构单一等问题，直接导致草地的承载力减小。目前河北省沙区总面积达310.67万hm2，沙化面积171.00万hm2，其中极待治理的荒漠化土地100.67万hm2。加上过去长期毁草开荒，草场面积减少66%；草场超载放牧，优等草场大量减少，三分之一的草场退化，每年有1.33万hm2草场退化，现有草场退化面积213.33万hm2，占全省草地总面积的43.3%。 从图3可以看出， 河北省林地的生态足迹呈现下降趋势，与承载力渐趋一致，说明河北省退耕还林政策已经初见成效。2000年河北省开始实施退耕还林工程，首先在张家口市、承德市坝上地区开始试点，2002年开始在省内全面展开。十几年期间，河北省造林面积达180.40万hm2。其中，封山育林和荒山荒地造林面积共117.27万hm2，退耕造林面积63.13万hm2。全省11个市165个县共有800多万农民从退耕还林工程中受益。此工程使河北省的生态环境得到了极大的改善，群众的生态保护意识也有所提高。同时，促进了农村产业结构的调整，提高了农民的收入。
从图4可以看出，河北省对水域的生态需求与草地、耕地相比，虽然数值不大，但水域的实际供给也远远不能满足需求。河北省水资源严重匮乏，多年人均地表水资源262 m3，是全国水资源占有量最少的省份之一；地下水严重超采，自1984年以来超量开采已达500多亿m3，形成漏斗区30多个。同时，过度捕捞和水体污染，使得近海渔业资源濒于枯竭。因此，应通过提高资源利用效率来补偿水域的不足。
从图5可以看出，河北省由于人口的增加，对于建筑用地的需求不断扩大，也使得供给显现出不足。从2003年至2012年，河北省11个区市建设用地面积增长69%，城市人口增长36%，建筑用地面积增长率与人口增长率之比为1.92，高于全国平均值1.85，甚至高出国际公认的合理阈值0.90。但是河北省通过改革完善政策措施，推动土地资源的高效配置和节约利用，运用升级改造旧城区，加速扩张开发区，扩展外延城镇建成区等多种改革模式，使建筑用地面积紧张的状况得到有效缓解，生态足迹与生态承载力之间差距缩小。
从图6可以看出，河北省国民经济分布中，对能源、资源消耗大的重工业越来越多。河北省煤炭开采、黑色金属冶炼在工业产业中占有很大比重，必然造成比较大的生态赤字。此外，河北省的工业深加工水平相对滞后，资源利用率比较低。同时，私家车的增多，使得化石燃料人均生态足迹大幅度增加。因此，河北省经济的快速增长很大程度是依靠消耗自然资源存量换来的。每年河北省燃烧大约3亿t煤，使得河北省成为污染最为严重的地区，煤炭和石油等化石燃料的燃烧会产生大量的CO2，给河北省已经退化的生态系统带来了更严重的问题，因此应严格限制一些主要城市地带的煤炭消费。
3 河北省农业生态环境问题的原因分析
3.1 盲目开发，缺乏规划和指导
河北省粗放型经济增长方式所造成的资源浪费、环境破坏等问题没有从根本上得到改变。为追求经济增长，地方政府及乡镇企业在没有对农业生态环境承载力进行科学评价的情况下，盲目进行开发，浪费了大量资源，生态环境破坏严重。如今，各地开始大力开发休闲观光农业，由于缺乏规划和指导，使得一些不具备开发条件的地区在经济利益的引诱下不顾实际情况，盲目开发，使生态恶化的范围扩大，程度加重，不仅浪费了自然生态资源，更浪费了人力、财力和物力。一些具备开发条件的地区，由于开发不当，造成资源的闲置或浪费，引发生态失衡。
3.2 缺乏生态环境意识，忽视保护生态环境的重要性
在农业发展规划中缺乏生态观念，片面追求经济发展而忽略生态保护，追求经济增长速度而忽略了经济增长质量，不能做到“经济发展，环保先行”，以牺牲环境为代价发展当地农业。同时，村民的受教育程度普遍不高，文化素质低直接影响到农民对生态农业的认知和接受程度，导致政府在宣传生态农业知识及推广生态农业技术等方面存在较大压力。由于农民环保意识不强，使地方特色资源得不到有效挖掘，更谈不上村民能在生态环境保护中起到监督作用。
3.3 农业生态环境法律法规体系不完善，生态保护监管机制不健全
河北省农业生态环境保护的立法主要有：《河北省农业环境保护条例》、《河北省基本农田保护条例》、 《河北省耕地土壤保养办法》、 《中华人民共和国水土保持法》、 《河北省环境保护条例》、 《河北省大气污染防治条例》、 《河北省水污染防治条例》、 《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》等。但缺少一些切实有效的法律规范，缺乏相应的生态保护实施细则，更欠缺惩治方面的细则[4]。因此，现在的农业生态环境法律体系还是一个弱项。相关立法的薄弱，导致农业部门执法力度不强，依法管理农业环境的责任主体不明，对破坏或污染农业环境的不法行为管理不够，未能实施有效的法律监管机制，乱砍乱伐，破坏森林、水利设施等行为没有得到有效的制止，严重影响了农业环境保护工作的开展。
4 河北省农业生态环境保护对策研究
4.1 巩固农业的基础地位，农林牧渔业协调发展
农业是重要的基础产业，关系全局的发展与稳定。河北省应加大产业结构调整力度，推进示范点建设。河北省现已建成生态农业示范县（市）27个，示范乡（镇）400个，全国农业示范点8个，试点示范面积达3万km2。此外，河北省必须坚持最严格的耕地保护制度和节约用地制度，实行耕地数量和质量保护并重。在严格控制增量土地的同时，加大盘活存量土地的力度，通过布局优化、规划管控、用地准入、市场配置、土地整治、监督管理，全面推进土地节约集约利用。同时，河北省应全力推进农村基础设施建设，提高农业抵御自然灾害的能力，培育新的经济增长点，强化龙头企业的辐射和带动作用。综合协调发展农林牧渔各业，落实好各种强农惠农政策，积极引导农民调整种养结构，着力推进优势特色农业发展，推进农村第二、第三产业发展[5]。同时，加大农业招商力度，积极探索“公司+农户”等模式，逐步实现农业现代化和产业化，确保农业经济稳定增长。
4.2 提高农民环保意识，推广农业生态技术
河北省应结合自身实际情况，在严格遵守国家生态保护的法律法规基础上制定出相应的适用于地方的生态保护法规和管理办法，使河北省的生态环境保护真正做到有法可依。同时，应在全省范围内开展以“节能减排，推进农村生产、生活方式转变”为主题，以多种形式进行宣传，使民众意识到改善农村生态环境的重要性。尤其应特别关注河北省贫困落后地区，如河北省太行山区，应协助其改变落后的生产生活模式，加大研究农业“三产化”问题，以减轻对资源环境造成的破坏。同时，在提高农民意识的基础上，以节能为契机，推进全省农村环境建设。对农村现有的垃圾箱、垃圾站进行集中清理，另外对农村田地中的粪池进行统一规范，要求通村路路边不能建粪池，进一步优化农村环境。此外，应大力推广农业生态技术，加大对沼气应用、生物肥料、生物农药等技术的研究，不断完善地方政府技术服务推广体系，能在有限的土地空间，创造出更具效益的农业价值，既能解决“三农”问题，又能保护生态环境，发挥农业对生态平衡的效益作用。 4.3 加强政府管理，强化监督机制，实行农产品检验制度
河北省应按照国家和省的有关规定，制定农产品质量安全监督管理责任制，对乡（镇）政府、街道办事处建立健全“农产品质量安全监管公共服务机构”，将农产品质量安全工作纳入政府工作考核内容。同时规定农业、林业、畜牧兽医、渔业等农产品质量安全监督管理部门的主管职责，按照职责分工，负责本行政区域内农产品质量安全的监督管理工作，并对财政、公安、质量技术监督、环境保护、工商行政管理、商务等部门的协助职责予以明确，加强监管力度。
县级以上农产品质量安全监管部门应该根据保障农产品质量安全和环境保护的要求，严格控制农药和化肥的使用，提倡使用有机肥，鼓励当地农民利用农作物秸秆开发生物质肥料、饲料、燃料等。此外，还应对农产品药物、重金属残留加大监管力度，定期进行调查、监测和评价，实行集中用药环境影响评价制度，同时组织有关部门和专家进行环境影响测评，及时治理、修复被污染的区域，保证农产品产地符合安全标准要求。
4.4 积极推广生态示范点，加大环境整治力度
加强对国家级及省级生态示范点的监督管理，提高示范点的建设质量，进一步扩大生态示范区的建设范围。通过推广生态示范区，可进一步推进生态建设及环境污染治理，引导产业结构调整[6]。同时，各级环境保护部门应积极开展村镇环境规划，推进生态乡、生态镇和生态村的建设，创建环境最美村镇、生态先进村镇。此外，还应加大环境综合整治力度，控制污染物排放总量，充分利用土地空间及资源，推广“饲料-牲畜-肥-果蔬-鱼”五位一体的农业产业内部循环模式，建设生态农业循环经济现代农业园项目，实现农业资源可循环利用。对于河北省的沙化地区应发展“林-草-田”复合生态系统，使得生产发展、生态环境保护、资源再生利用和经济效益四者相统一。
